Grabenlose Verfahren im Rohrleitungsbau

Kurzbeschreibung

Unter grabenlosen Verfahren werden Einbau- und Erneuerungstechniken zusammengefasst, bei denen keine durchgehende offene Baugrube erforderlich ist. Stattdessen wird das Rohr unterirdisch eingebracht – etwa durch gesteuerten Vortrieb, Pflugverlegung, Berstlining oder Relining. Die Wahl des Verfahrens hat direkte Auswirkungen auf die Werkstoff- und Geometrieanforderungen an das eingesetzte Rohrsystem.

Warum das Thema in der Praxis relevant ist

Grabenlose Verfahren werden insbesondere dort eingesetzt, wo offene Baugruben nicht möglich oder unwirtschaftlich sind – beispielsweise bei Gewässerquerungen, unter Straßen oder in urbaner Infrastruktur. PE-Rohre eignen sich aufgrund ihrer Flexibilität und Schweißbarkeit besonders für diese Anwendung, stellen aber je nach Verfahren spezifische Anforderungen an Werkstoffklasse, Wanddicke und Oberflächenqualität.

Technische Grundprinzipien

Einbauverfahren (Neuverlegung)

Bei grabenlosen Neuverlegungen wird das Rohr unterirdisch von einem Start- zu einem Zielpunkt eingebracht. Typische Verfahren sind:

• Horizontalspülbohrverfahren (HDD): Ein gesteuerter Bohrkopf erstellt ein Bohrloch, das anschließend aufgeweitet und das Rohr eingezogen wird. Entscheidend sind die Zugkräfte auf das Rohr und die Biegeradien entlang der Bohrstrecke.
• Pflugverlegung: Das Rohr wird direkt hinter einem Verlegepflug in den Boden eingebracht. Die mechanische Beanspruchung der Rohroberfläche ist verfahrensbedingt hoch.
• Rammbohrverfahren / Erdraketen: Für kürzere Strecken und kleinere Durchmesser. Primär als Schutzrohrverlegung eingesetzt.

Erneuerungsverfahren (Rehabilitation)

Bei der Erneuerung bestehender Leitungen werden grabenlose Verfahren zur Sanierung oder zum Austausch eingesetzt:

• Berstlining (Rohrbersten): Das Altrohr wird mechanisch aufgebrochen und gleichzeitig ein neues Rohr nachgezogen. Wesentlich sind die Zugkräfte und die Reibung gegen das umgebende Erdreich.
• Relining (Einschub): Ein neues Rohr wird in das bestehende Altrohr eingeschoben. Der Ringraum zwischen Alt- und Neurohr kann je nach Verfahren verfüllt oder belassen werden.
• Close-Fit-Verfahren: Das Neurohr wird im Durchmesser temporär reduziert, eingebracht und anschließend durch Druck oder Temperatur auf die Innenkontur des Altrohrs aufgeweitet.

Werkstoff- und Geometrieanforderungen

Grabenlose Verfahren stellen besondere Anforderungen an das Rohrmaterial:

• Rissbeständigkeit: Verfahrensbedingte Oberflächenbeanspruchung erfordert häufig PE 100-RC (erhöhte Slow-Crack-Growth-Beständigkeit).
• Zugfestigkeit: Einziehvorgänge beanspruchen das Rohr axial. Die zulässige Zugkraft ist abhängig von Wanddicke, Durchmesser und Temperatur.
• Biegsamkeit: Besonders bei HDD-Verfahren sind Biegeradien einzuhalten, die von der Rohrdimension und dem SDR-Wert abhängen.

Typische Einflussgrößen und Randbedingungen

• Bodenart und Grundwasserstand: Die geologischen Verhältnisse beeinflussen die Verfahrenswahl und die auftretenden Kräfte erheblich.
• Einzugslänge und Tiefe: Mit zunehmender Strecke steigen die Reibungskräfte. Lange Einzugsstrecken erfordern sorgfältige Zugkraftberechnung.
• Biegeradien: Die zulässigen Mindestbiegeradien sind werkstoff- und dimensionsabhängig. Unterschreitungen können zu unzulässiger Beanspruchung führen.
• Oberflächenbeschaffenheit: Kratzer oder Kerben auf der Rohroberfläche können bei bestimmten Verfahren die Lebensdauer beeinflussen.
• Temperatur: Die mechanischen Eigenschaften von PE sind temperaturabhängig. Einbauten bei niedrigen Temperaturen erfordern besondere Beachtung der Biegsamkeit.
• Rohrlängen und Schweißtechnik: Grabenlose Verfahren erfordern häufig lange, vorgeschweißte Rohrstränge. Die Qualität der Schweißverbindungen ist sicherheitsrelevant.

Norm- und Regelwerkhinweise

Für die Planung und Ausführung grabenloser Verlegeverfahren sind insbesondere relevant:

• DVGW-Arbeitsblatt GW 321 für grabenlose Bauweisen in der Gas- und Wasserversorgung,
• DVGW-Arbeitsblatt GW 323 für das Berstlining-Verfahren,
• DWA-Arbeitsblatt A 125 für Rohrvortrieb und verwandte Verfahren,
• DIN EN 12201 und DIN EN 1555 für die Rohrsystemanforderungen,
• PAS 1075 für PE-Rohre mit erhöhter Rissbeständigkeit (RC-Qualifizierung),
• DIN EN ISO 11296 ff. für die Renovierung von Entwässerungsleitungen.

Hinweis zur projektspezifischen Prüfung

Die Eignung eines grabenlosen Verfahrens hängt von einer Vielzahl projektspezifischer Faktoren ab – darunter Bodenverhältnisse, Trassenverlauf, Einzugslängen, vorhandene Leitungen und die Verfügbarkeit geeigneter Technik. Die hier beschriebenen Grundprinzipien ersetzen keine objektbezogene Fachplanung. Für eine erste Einschätzung der auftretenden Zugkräfte kann der Zugkraft-Rechner genutzt werden.