OFD®

Offshore Foundation Drilling

Geologie Weiche Böden Heterogene Böden Festgestein
Durchmesser
1,5-12m

OFD in der Anwendung

Die Zahl der Offshore-Installationen für den Ausbau erneuerbarer Energiequellen sowie der Bau von Küsteninfrastruktur verzeichnet in den vergangenen Jahren ein starkes Wachstum. Damit steigt die Nachfrage nach wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Installationstechnologien für Offshore-Fundamente. Diese werden für Windkraftanlagen, Umspannwerke, Gezeitenkraftwerke und Brücken benötigt sowie für Hafeninfrastrukturen, wie beispielsweise Kaimauern, Wellenbrecher und Molen.

Die Herrenknecht-OFD-Technologie überwindet mit einem Vollschnittkonzept für die Bohrungen die Grenzen herkömmlicher Methoden. Die gilt insbesondere bei schwierigen, für Rammverfahren ungeeignete Bodenverhältnissen und dort, wo etablierte Rammverfahren typische Lärmemissionen verursachen würden. Der ausgehobene Boden wird durch einen Slurrykreislauf unter Verwendung von Seewasser an die Oberfläche transportiert, weshalb an der Oberfläche keine Separationsanlage benötigt wird.

Der Bohrprozess

In einem ersten Schritt wird am Ort der Bohrung der Gründungspfahl oder die Verrohrung senkrecht installiert. Eine Pfahlführung oder eine Absenkeinheit hält den Gründungspfahl bzw. die Verrohrung, um den späteren Bohrvorgang sicher kontrollieren zu können. Der Bohrvorgang beginnt nach dem Absenken der OFD-Maschine in den Gründungspfahl oder die Verrohrung. Dort wird sie mit Hilfe eines Verriegelungssystems auf Bohrebene fixiert wird, um die Bohrmaschine in ihrer vertikalen Position zu halten.

In einem nächsten Schritt werden die Überschneider des Schneidrades zum Unterschneiden unter den Gründungspfahl oder die Verrohrung ausgefahren. Der Bohrvorgang beginnt, indem der Slurry-Kreislauf aktiviert wird, der für den Transport des gelösten und abgebauten Bodens an die Oberfläche benötigt wird. Gleichzeitig beginnt sich das Schneidrad zu drehen. Alle Versorgungsleitungen sowie Datenkabel und die Abflussleitung sind fest mit der Maschine verbunden.

Je nach Einbauverfahren erzeugt z. B. eine Absenkeinheit oder die Schwerkraft die vertikale Vortriebskraft. Gleichzeitig mit dem Vortrieb der Herrenknecht-OFD-Maschine erfolgt das Absenken des Gründungspfahls oder der Verrohrung. Das Bohrpersonal steuert die Absenkgeschwindigkeit. Hydraulikzylinder messen die Anpresskraft auf das Schneidrad. 

Wenn die Endtiefe erreicht ist, wird zuerst die Maschine an den Kran an der Oberfläche angehängt. Anschließend werden die Überschneider eingeklappt und die Verriegelung gelöst. Die Maschine wird durch den Kran gleichmäßig aus dem Gründungspfahl oder der Verrohrung gehoben und in das Transportgestellt an Bord der Plattformstruktur eingesetzt.

OFD für Windkraftanlagenfundamente

Die Entwicklung der Herrenknecht-OFD -Technologie zielt in erster Linie auf Offshore-Gründungsbohrungen für verschiedene Arten von Fundamentstrukturen für Windkraftanlagen. Während die OFD-Maschine mit kleinem Durchmesser (z. B. OFD FF 3140C) Pfahlfundamente für Jacket- und Tripodstrukturen abdecken kann, ist die OFD-Maschine mit größerem Durchmesser hauptsächlich für die Installation von großen Monopiles ausgelegt.

Installation von Gründungspfählen

Mit der OFD-Maschine kann ein Gründungspfahl entweder direkt im Meeresboden oder in einem zweistufigen Verfahren mit zunächst einer temporären Verrohrung eingebracht werden. Im ersten Fall muss der Gründungspfahl einen konstanten Durchmesser aufweisen, durch den die Herrenknecht-OFD-Maschine geborgen werden kann. Im zweiten Fall wird eine temporäre Verrohrung für den Bohrvorgang verwendet. Der endgültige Gründungspfahl, z. B. ein (konischer) Monopile, wird in die Verrohrung eingesetzt, nachdem die OFD-Maschine die Zieltiefe erreicht hat und in ein Transportgestell an Bord der Plattformstruktur eingesetzt wurde.

Direkte Installation eines Gründungspfahls (beispielhaft)

Wenn ein nicht-konischer Gründungspfahl im Meeresboden installiert werden muss, ermöglicht die Herrenknecht-OFD-Technologie eine direkte Installation. Das bedeutet, die OFD-Maschine wird direkt in dem endgültigen Gründungspfahl installiert, der dann parallel zum Bohrvorgang bis zur Zieltiefe abgesenkt werden kann.

In einem ersten Schritt wird der Gründungspfahl auf den Meeresboden abgesenkt und in seiner vertikalen Position positioniert. Eine Pfahlführung und/oder ein Kran auf der Plattformstruktur sind erforderlich, um den Pfahl in seiner vertikalen Position zu halten und den Absenkvorgang entsprechend dem Vorschub der OFD-Bohrmaschine bis zur Zieltiefe zu realisieren. Nach dem oben beschriebenen Bohrvorgang (Schritte 2 und 3) werden die ausfahrbaren Überschneider eingeklappt und die OFD-Maschine wird geborgen. In einem letzten Schritt muss der Überschnitt mit Zement verpresst und an die umgebende Geologie angebunden werden (Schritt 4).

Zukunftsperspektiven

OFD  Offshore Foundation Drilling von Herrenknecht erweitert als maschinelle Lösung die Machbarkeit von Offshore-Projekten, bei denen tiefe Fundamente erforderlich sind. Neue Projektstandorte werden zukünftig erkundet, insbesondere dort, wo Bodenbeschaffenheit, Wassertiefen und Strömungen in der Vergangenheit einschränkende Parameter waren. Umweltschutzaspekte und damit verbundene Grenzwerte werden die Weiterentwicklung und den Einsatz maschineller Bauverfahren für Offshore-Fundamente vorantreiben, sowohl in Küstennähe als auch fernab der Küste, sowohl für erneuerbare Energien als auch für Infrastrukturprojekte.

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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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