E-Power Pipe®

Verfahrensinnovation zur Schutzrohrverlegung

Geologie Heterogene Böden
Durchmesser
0,5-0,8 m (10–28")

E-Power Pipe in der Anwendung

Das Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahren dient der grabenlosen Installation von Produktrohren mit kleinem Durchmesser in geringen Tiefenlagen. Über lange Distanzen von mehr als einem Kilometer werden sowohl druckfeste als auch nicht-druckfeste Produktrohre schnell, sicher und präzise verlegt. Das zweistufige Verfahren integriert Aspekte des bewährten Horizontal Directional Drilling (HDD) sowie des Rohrvortriebs (Microtunnelling). Selbst bei unterschiedlichsten Projektanforderungen bietet E-Power Pipe die Möglichkeit, oberflächennahe Schutzrohre und Pipelines maschinell zu verlegen – bei äußerst geringen Eingriffen in die Landschaft.

Das breite Anwendungsspektrum reicht von der Verlegung von Kabelschutzrohren beziehungsweise Erdkabeln zum Ausbau des Stromnetzes bis hin zu Pipelines für die Gasversorgung, zur Fernwärmenutzung oder zum Transport von Wasserstoff.

Umweltschonende Alternative zur offenen Bauweise

Geringe Erdbewegungen, kein schweres Gerät zwischen Start- und Zielbaugrube und damit keine Belästigung der Anlieger durch Lärm- und Abgasemissionen, die Weiternutzung von landwirtschaftlichen Flächen während der Bauausführung, kaum Rekultivierungsmaßnahmen – das Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahren spielt seine Vorteile insbesondere dort aus, wo den Belangen von Landeigentümern und dem Umweltschutz besonders Rechnung getragen werden muss.

Mit hoher Präzision kann die Maschine den geplanten Streckenverlauf einhalten und dabei bestehende Infrastrukturen wie Rohrleitungen, Straßen, Schienen oder kleine Gewässer sicher unterqueren.

Zweistufiges Verlegeverfahren

Im Startschacht wird ein Pressenrahmen installiert. Mit seiner Hilfe werden im ersten Schritt die spezielle Vortriebsmaschine und die für das E-Power Pipe-Verfahren entwickelten wiederverwendbaren Stahlvortriebsrohre entlang der vorgegebenen Trasse durch das Erdreich vorgeschoben. Nach dem Durchstich am Zielpunkt wird die Vortriebsmaschine vom Vortriebsstrang getrennt.

In der Zielbaugrube wird nun am Vortriebsrohrstrang ein Zugkopf montiert. Mit diesem wird das vorgefertigte, zur Installation bereit liegende Produktrohr verbunden. Mit Rückziehen der Vortriebsrohre durch den Pressenrahmen wird das Produktrohr sukzessive eingezogen. Das Bohrloch bleibt somit permanent mechanisch gestützt. Während des Einzugs wird das Produktrohr unter Zugabe von Verfüllmaterial mechanisch und thermisch an den Untergrund angebunden.

 

Ferngesteuerte Maschine mit leistungsstarker Förderpumpe

Die Vortriebsmaschine AVNS350XB mit einem Bohrdurchmesser von 505 Millimetern ist das Herzstück des Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahrens. Mit dieser flüssigkeitsgestützten Microtunnelling-Maschine sind Vortriebe selbst unterhalb des Grundwasserspiegels und in wechselnden Bodenverhältnissen von schluffigen Böden bis zu mittelhartem Gestein (150MPa) möglich. Die komplett ferngesteuerte Vortriebsmaschine ist mit einer Strahlpumpe als Förderpumpe sowie mit einem integrierten Hydraulikaggregat ausgestattet, um Vortriebe von über 1.000 Meter Länge realisieren zu können.

Das neu entwickelte, kreiselkompassbasierte TUnIS-Navigationssystem für E-Power Pipe ermöglicht eine permanente Positionsbestimmung und eine aus dem Microtunnelling bekannte hochpräzise Steuerung im nicht begehbaren Durchmesserbereich. Kombiniert mit einem Magnetfeld und entsprechendem Sensor können so lange Strecken präzise aufgefahren sowie bestehende Installationen wie Rohrleitungen, Straßen, Schienen und Gewässer sicher unterquert werden.

Funktionsprinzip

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Schneidrad

Das speziell entwickelte Schneidrad ist mit überaus robusten Abbauwerkzeugen ausgestattet. Ein dahinter liegender Konusbrecher zerkleinert Findlinge, Fels oder sonstige Materialien auf eine förderbare Korngröße.

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Navigationssystem

Ein magnetischer Sensor sowie ein Kreiselkompass lokalisieren die Maschine permanent im Untergrund und ermöglichen so eine höchst präzise Steuerung

3
Hydraulikaggregat

Das integrierte 22kW-Hydraulikaggregat versorgt den Hauptantrieb mit der benötigten hydraulischen Leistung.

4
Strahlpumpe als Förderpumpe

Mit einer äußerst hohen Austrittsgeschwindigkeit an der Strahldüse wird eine Sogwirkung erzeugt, durch den das Abraum-Suspensionsgemisch über lange Strecken hinweg abgefördert werden kann.

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Hauptantrieb

Drei Hydraulikmotoren generieren die nötige Bohrkopfleistung von bis zu 25 U/min.

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Das speziell entwickelte Schneidrad ist mit überaus robusten Abbauwerkzeugen ausgestattet. Ein dahinter liegender Konusbrecher zerkleinert Findlinge, Fels oder sonstige Materialien auf eine förderbare Korngröße.

Ein magnetischer Sensor sowie ein Kreiselkompass lokalisieren die Maschine permanent im Untergrund und ermöglichen so eine höchst präzise Steuerung

Das integrierte 22kW-Hydraulikaggregat versorgt den Hauptantrieb mit der benötigten hydraulischen Leistung.

Mit einer äußerst hohen Austrittsgeschwindigkeit an der Strahldüse wird eine Sogwirkung erzeugt, durch den das Abraum-Suspensionsgemisch über lange Strecken hinweg abgefördert werden kann.

Drei Hydraulikmotoren generieren die nötige Bohrkopfleistung von bis zu 25 U/min.

Stahlvortriebsrohre für Vorschub und Versorgung

Die temporären Stahlvortriebsrohre wurden speziell für das Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahren entwickelt. Sie bilden einen zugfesten Rohrstrang, zudem sind alle benötigten Leitungen beispielsweise für den Slurry-Kreislauf, zur Stromversorgung und Datenübertragung integriert. Mit einer Rohrlänge von 9 Metern werden mit einer möglichst geringen Anzahl an Kopplungsvorgängen hohe Vortriebsleistungen erzielt. Das integrierte Muffensystem vereinfacht den Kopplungsvorgang und reduziert den Zeitbedarf für eine Rohreinbau (Rohrwechsel) auf nur 10 Minuten. Ein innovatives Verbindungssystem stellt die Druck- und Zugfestigkeit her, die für das Vorpressen der Maschine und den Einzug des Produktrohres nötig ist.

Pressenrahmen stellt Vortriebs- und Zugkraft bereit

In Abstimmung auf das Vortriebsrohr wurde ein Rack & Pinion-Pressenrahmen mit einem Hub von 10 Metern sowie einer Druck- und Zugkraft von 340 Tonnen konzipiert. Die Kraftübertragung erfolgt durch einen elektrisch angetriebenen Schlitten, der über einen Druckring fest mit dem jeweils letzten Vortriebsrohr verbunden ist. Mit in der Lafette integrierten Hydraulikzylindern wird der Pressenrahmen im Startschacht verspannt. Für das Rückziehen der Vortriebsrohre sind daher keine weiteren Umbaumaßnahmen erforderlich, sowohl Zug- als auch Druckkräfte werden gleichermaßen abgeleitet.

Bei begrenzten Platzverhältnissen können die Längen der Stahlvortriebsrohre und des Pressenrahmens projektspezifisch angepasst werden.

Erfolgreicher Einsatz

Die Leistungsfähigkeit des Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahrens wurde bereits bei mehreren Praxiseinsätzen unter Beweis gestellt werden. Nach dem erfolgreichen Pilotprojekt im Jahr 2017 kam E-Power Pipe bei weiteren Baumaßnahmen im Rahmen des Netzausbaus in Deutschland zum Einsatz. Mit beachtlichen Vortriebsleistungen, einer hohen Planungssicherheit und umweltschonender Bauweise punktet E-Power Pipe bei Netzbetreibern, Bauunternehmen und Landeigentümern.

Weiterführende Informationen

Download

Kooperation
Die Entwicklung des Verfahrens wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (BMWi-Forschungsvorhaben IBoTec) und von Herrenknecht in Zusammenarbeit mit der Amprion GmbH und der RWTH Aachen durchgeführt.

Links:
Unser innovatives Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahren erhält den Umwelttechnikpreis:

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Zur Pressemitteilung

E-Power Pipe erhält bauma Innovationspreis 2019:

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Steffen Dubé President and General Manager Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
Gerhard Goisser Commercial Manager Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.

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