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Projekthintergrund

Die Anrainerstaaten der Ostsee, Finnland, Estland, Lettland, Litauen und Polen sind im Begriff, sich Unabhängigkeit von der Gasversorgung durch den russischen Staat zu schaffen. Dafür für wird eine DN 700 Pipeline von Polen nach Finnland durch die drei baltischen Staaten gelegt. Dies erfolgt durch Litauen unter der Regie der Amber Grid, die in Litauen alle Gashochdruckleitungen besitzt und betreibt. Die Planungen für dieses Projekt gehen bis in das Jahr 2013 zurück. Als die LMR Drilling GmbH zu dieser Zeit in Klaipėda tätig war, gab es erste technische Anfragen zu Sonderlösungen und deren Machbarkeit mit dem HDD Verfahren durch lokale Ingenieurbüros. 2018 fand eine Ausschreibung für den Bau der Pipeline in mehreren Abschnitten statt, die schließlich 2019 von der UAB Alvora für den Abschnitt gewonnen wurde, in dem LMR Drilling GmbH dann an zwei Lokationen in Summe drei Bohrungen durchgeführt hat.
Vor diesem Hintergrund gab es im Sommer 2019 finale Verhandlungen mit der UAB Alvora, die zur Beauftragung der LMR Drilling GmbH für die Ausführung der Horizontalbohrarbeiten führten. Zunächst sollte die Neris über eine Länge von 525 m gekreuzt und dann zur Memel (litauisch Nemunas) umgesetzt werden; dort sollten dann zwei parallele Bohrungen mit jeweils 723 m Länge durchgeführt werden.
Durch verschiedene Optimierungsansätze konnte die LMR Drilling GmbH die technischen Risiken und auch die Kosten zu reduzieren, so dass sie den Zuschlag für den Auftrag erhielt; jedoch konnten zunächst diese Ansätze nicht umgesetzt werden, da Naturschutzbelange in dieser Hinsicht als vorrangig betrachtet wurden (beide Baustellen lagen in nicht begehbaren „Urwäldern“ in Naturschutzgebieten, dicht am Rand von Flusstälern).
Der Ausbruch der COVID-19 Pandemie führte dazu, dass sich der Start der Bohrarbeiten von dem April 2020 in den Juni 2020 verschob.

Die Querung der Neris mit Überraschungen

Mit dem Eintreffen im Juni auf der Neris Baustelle zeigte sich, dass die Zufahrt durch das Naturschutzgebiet nicht frei von Herausforderungen war. Hier angelangt, musste die gesamte angelieferte Ausrüstung umgeladen werden. Enge Kurven und steile Rampen, hinab in das Flusstal ermöglichten die Zufahrt zur Baustelle nur mit Allradfahrzeugen. Die LKW’s mit Bohrausrüstung mussten mit Hilfe von 40 to Kettenbaggern gesichert, gezogen und geschleppt werden.
Beim Aufbau stellte sich dann heraus, dass zum einen die Topografie im Startbereich der Bohrung in der Realität grob von der Planung abwich, das Geländeprofil entlang der Bohrlinie, unmittelbar nach dem Eintrittspunkt, fiel steil ab nach unten. Eine Durchführung der Bohrung vom geplanten Eintrittspunkt hätte dazu geführt, dass die Bohrung nach 75 m wieder aus der Böschung ausgetreten wäre. Zusätzlich wurde eine Gerölllage bei Suchschachtungen in 3-5 m Tiefe auf der Ein- und Austrittsseite angetroffen.
Ein diesem Sachverhalt folgendes Gespräch mit der Bauherrenschaft hatte dann zur Folge, dass der Bohrplatz kurzfristig komplett umgeplant wurde. Dabei wurde der Eintrittspunkt um ca. 50 m nach hinten verschoben und die Gerölle wurden über großzügige Gruben aus dem Bereich der Bohrlinie entfernt. Eine weitere Verschiebung des Eintrittspunktes der Bohrung wäre besser gewesen, aber die örtlichen topografischen Gegebenheiten und Naturschutzauflagen ließen keinen Platz dafür.

Nachdem diese Punkte umgesetzt waren, konnten die Bohrarbeiten für die Kreuzung der Neris ohne weitere nennenswerte Probleme aufgenommen und durchgeführt werden.
Der Höhenunterschied zwischen dem Eintrittspunkt der Bohrung, der 8 m tiefer als der Austrittspunkt war, verursachte trotz der überwiegend oberflächennahen sandigen Formation keine Probleme, wie zum Beispiel Geländeeinbrüche.
Der Abbau, der dem Rohreinzug folgte, verlief nach Plan. Das Umsetzen, bzw. der Abtransport der Bohrausrüstung zur Folgebaustelle für die Nemunas (Memel) Kreuzungen stellte sich auch vor dem Hintergrund einer Schlechtwetterphase als schwierig dar. Der beherzte Einsatz der großen Bagger beim Rausziehen der LKW von der Baustelle – die Rampen runter und hoch – und der Mut und weitsichtige Einsatz speziell ausgebildeter der LKW-Fahrer führten aber zum Erfolg dieser Operation.

Die Querung der Memel (Nemunas) mit Überraschungen

Die Zufahrt dieser Baustelle war deutlich weniger spektakulär im Vergleich zur Querung der Neris. Umso überraschender war aber die Erkenntnis, dass mit Eintreffen der Bohrausrüstung auf der Baustelle erneut eine Umplanung des Bohrplatzes vorgenommen werden musste, da Einbindepunkte auf dem Bohrplatz ohne Rücksprache umgeplant worden waren. Somit mussten die Eintrittspunkte von HDD1 sowie HDD2 um ca. 15 m auf der Bohrlinie nach hinten verlegt werden. Die Umplanung der Einbindepunkte wurde mit dem späteren Bau einer Pumpstation begründet, die mit einem Keller nach der HDD-Maßnahme installiert werden sollte. Als Konsequenz wurde eine ca. 100 × 80 m² große und ca. 6 m tiefe Baugrube ausgehoben. Erschwerend hinzu kam, dass ein Baugrundgutachten eine Schicht aus Kies und Geröll bis 8 m Unterkante Gelände im HDD-Eintrittsbereich prognostizierte. Erste Baggerarbeiten konnten dies nicht bestätigen.
Das der LMR Drilling GmbH vorliegende Baugrundgutachten war nicht mit Abbildungen, Fotos usw. der Bohrkerne versehen; außerdem war der Umfang des Gutachtens lückenhaft: Die abgeteuften Tiefen der Erkundungsbohrungen sowie die Positionen waren unzureichend, sie entsprachen nicht den Anforderungen der DCA Richtlinien (= DIN 18324). Durch die nicht vorliegenden Abbildungen der Bohrkerne ließ sich die Einschätzung des Bodengutachtens praktisch nicht nachvollziehen und „kontrollieren“. Nach längeren Diskussionen ließ die UAB Alvora die LMR Drilling GmbH die Bohrkerne einsehen. Hier wurde deutlich, dass eine ca. 10 m starke Schicht aus Kies und Geröll zwischen 8 m und 18 m unter Oberkante Gelände liegt; dies stand im Widerspruch zum Baugrundgutachten. Um die Schicht aus Kies und Geröll zu durchdringen, wurde nun ein DN1200 Schutzrohr aus Stahl vorgetrieben; dieses wurde mittels Bohrpressverfahren aus 10 m unter Oberkante Gelände eingebracht, um die unterliegenden Sand- und Tonschichten zu erreichen.
Während die Umplanung des Bohrplatzes rasch erledigt wurde, gestaltete sich eine kurzfristige Lösung für eine Baugrund- bzw. Bohrlochsicherung mit einem Schutzrohr DN 1200 als nicht ganz so einfach. Nach einigen Recherchen konnte aber ein lokales Unternehmen gefunden werden, dem es in einer gemeinschaftlichen Aktion des Hauptunternehmers UAB Alvora und der LMR Drilling GmbH gelang, die Schutzrohre mit dem Bohrpressverfahren auf beiden Bohrungen über die erforderliche Länge abzuteufen.

Vor Beginn der Bohrpressarbeiten mussten noch sehr große Mengen an Boden bewegt werden. Um die Einbaulängen der benötigten Stahlschutzrohre so gering wie möglich zu halten, wurde zuerst bei beiden Bohrungen (die ca. 30 m parallel zueinander lagen) die 6 m tiefe Baugrube bis an den Eintrittspunkt der beiden HDD-Bohrungen erweitert. Die 6 m der Baugrube waren geböscht; um auf die nächsten 4 m Tiefe zu kommen, wurden zwei Spundwandkästen errichtet. Ab 10 m unter Oberkante Gelände wurde dann durch ein Bohrpressverfahren die Stahlschutzrohre von HDD1 und HDD2 aus dem jeweiligen Spundwandkasten in Bohrrichtung verbaut. Die DN1200 Schutzrohre wurden nach dem erfolgreichen Einbau bis jeweils kurz vor den HDD-Eintrittspunkt verlängert. Beim Einbau der DN1200 Schutzrohre konnten die Bohrschnecken das Material nur mit erheblichem Aufwand herausfördern: Durch Kies und Geröll verklemmten regelmäßig die Bohrschnecken. Dieses Problem konnte erfolgreich gelöst werden, indem eine Bentonitspülung in das Schutzrohr gepumpt wurde und dadurch ein positiver Schmiereffekt entstand. Um die Einbindetiefe des DN1200 Schutzrohrs in die erwartete Tonschicht feststellen zu können, wurde eine vertikale Testbohrung zwischen den zwei Schutzrohrbohrlinien bis auf die Tiefe des ersten DN1200 Schutzrohrfußes abgeteuft. Durch die optische Analyse des erbohrten Materials ließ sich auf die jeweilige Bodenschicht in der erbohrten Tiefe schließen. Das Bohrgut bestätigte die Einbindung des Schutzrohres in die Tonschicht. Um sicher zu sein, dass das eingebaute Schutzrohr vor Beginn der Bohrarbeiten komplett frei von Material bzw. Geröll ist, wurde dieses, nach der Verlängerung bis kurz vor den HDD-Eintrittspunkt, mit einem 40“ Felsbohrwerkzeug durch die Bohranlage befahren und durch Bentonitspülung gesäubert.
Der gesamte Einbau gelang zufriedenstellend jedoch wurden, während der Bohrpressarbeiten wiederholt in verschiedenen Tiefenlagen Steine und Schichten von stark wechselhafter und nachteilhafter Zusammensetzung (Steine/Gerölle) angetroffen. Nach dem erfolgreichen Einbau des ersten DN1200 Schutzrohrs auf HDD1 über eine Länge von 30 m konnten die HDD-Bohrarbeiten für die LMR Drilling GmbH beginnen. Parallel zu den Bohrarbeiten wurde auf der Lokation der HDD2 ein weiteres DN1200 Schutzrohr mittels des Bohrpressverfahrens und dem gleichen Support durch die LMR Drilling GmbH eingebaut.
Durch den stark wechselhaften Boden kamen auf der ersten Pilotbohrung drei verschiedene Bohrgarnituren zum Einsatz: Jetting Assembly, Bohrmotor sowie ein Bohrmotor mit „Verlängerung“, um schärfer steuern zu können. Das schärfere Steuern war nötig, um gut in den harten sowie weicheren Bodenschichten Abweichungen zu korrigieren. Schließlich wurde entsprechend den Vorgaben der Zielpunkt auf der Pipesite getroffen.

Das Bohrloch wurden in zwei Schritten von 14 3/4“ Pilot auf 28“ und dann final auf 38“ mittels Felsbohrwerkzeugen aufgeweitet. Hierbei wurden erneut Steinhindernisse angetroffen, so dass das Bohrwerkzeug nur noch komplett verschlissen geborgen werden konnte und instandgesetzt werden musste. Dieser starke Verschleiß war den wechselnden Bodenverhältnissen sowie harten und kompakten Sandschichten unter dem Gewässer geschuldet. Mit einem Steinfängerwerkzeug sollte das Bohrloch abschließend vor dem Rohreinzug befahren werden. Dieser Versuch musste jedoch nach 50 m aufgegeben werden, da das Bohrloch eingestürzt war. Der Austrittspunkt der Bohrung lag 18 m oberhalb des Eintrittspunktes. Es ergab sich eine ca. 110 m lange Strecke im Bohrloch zur Austrittsseite hin, die – aufgrund des Prinzips kommunizierender Röhren – nach der Pilotbohrung nicht mehr durch Bohrspülung abgestützt werden konnte. Der Steinfänger wurde gegen ein anderes modifiziertes Bohrwerkzeug ausgetauscht; anschließend konnte ein kombinierter Check- und Steinfängerlauf mit „Erfolg“ durchgeführt werden. Dieser Lauf zeigte allerdings, dass sich der Zustand des Bohrlochs eher verschlechtert als verbessert hatte. Daher wurden in Rücksprache mit den Bauherren die letzten 200 m des Bohrloches noch einmal befahren. Diese Befahrung zeigte eine weitere Verschlechterung des Zustands des Bohrloches. Vor diesem Hintergrund wurde dann gemeinsam entschieden, dennoch den Versuch zu unternehmen, das erste Rohr einzuziehen: Die gelang erfolgreich zur großen Erleichterung aller Beteiligten.
Die zweite, parallel verlaufende Bohrung wurde direkt im Anschluss erstellt. Mit den Erfahrungen der ersten Bohrung wurden die PiIotbohrgarnitur und das gesamte Bohrprogramm optimiert. Somit konnte die zweite Pilotbohrung ohne Werkzeugwechsel erfolgreich durchgeführt werden, obwohl erneut ungünstige Baugrundbedingungen angetroffen wurden. Beim Aufweiten trat erneut ein erheblicher Verschleiß an den Bohrwerkzeugen auf. Anschließend folgten ein Checktrip und der Einzug des zweiten Rohres. Kurz vor Ende des Einzugs verhakte sich die Einziehgarnitur am Fuß des Schutzrohres, obwohl Zentrierung und andere technische Schutzmaßnahmen eingehalten wurden. Mit einigem „handwerklichen Geschick“ des sehr erfahrenen Bohrgeräteführers gelang es dennoch, die Einziehgarnitur und das dahinter laufende Rohr in das Schutzrohr „einzufädeln“, womit der Einzug dann erfolgreich abgeschlossen wurde.

Fazit

In internationalen Projekten bedeutet oft, in internationalen Teams arbeiten zu müssen; dabei ist es immer wieder herausfordernd, aber eben auch interessant, vielfältige Mentalitäten und Kulturen zu berücksichtigen. Das vorgestellte Projekt hat gezeigt, dass mit gutem Teamgeist und dem Willen zum Erfolg auch schwierige Projekte realisiert werden können. Als Auftragnehmer nehmen wir folgende Punkte mit aus diesem Projekt mit:

1. Die Weitergabe von Informationen über anstehende Baugründe muss vollständig und klar dokumentiert sein.
2. Besonders wichtig ist es, dass die Bohrkerne vollständig vorliegen und sich dem Bodengutachten zuordnen lassen.
3. Außerdem ist es für den Auftragnehmer sehr hilfreich, Probeschürfungen auf der Baustelle durchzuführen, um erste Eindrücke der anstehenden Bodenschichten zu erhalten.

Autoren
Christian Weber, Carsten Rabe

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