Steilhang- / Drainagebohrung im Staatsweingut mit dem GRUNDODRILL 18ACS

16.06.17 -

EROSIONSSCHÄDEN DURCH STARKNIEDERSCHLÄGE

In Karlsruhe-Durlach musste in steiler und exklusiver Weinberglage eine Regenwasser-Entlastungsleitung installiert werden, um Schäden an einer Treppenanlage zukünftig zu verhindern, da diese unter Schutz der Denkmalbehörde steht. Das Staatsweingut Durlach ist für seine erlesenen Weine am Südwesthang des Karlsruher Haus- und Aussichtsberges „Turmberg“ sehr bekannt. Starkniederschläge am Weinberg führten zu Erosionsschäden an der Haupttreppenanlage und den Rebland-Terrassen, die den grabenlosen Einbau einer Entlastungsleitung bei 50 % Hangneigung erforderlich machten. Die Reblage am Turmberg in Karlsruhe gibt es seit Jahrhunderten, sogar römischer Weinbau ist hier nicht auszuschließen. Aufgrund der steilen Hanglage hat man auch vor Jahrhunderten schon Terrassenmauern angelegt, die immer wieder erneuert oder gar neu aufgebaut wurden. Dazwischen führen mehrere Treppenanlagen in den Weinberg hinein; insbesondere die Haupttreppe, welche vom Weingut-Gebäude direkt nach oben führt, ist bei starkem Regen vielfach überspült und in den letzten Jahren auch immer wieder unterspült worden. Deswegen musste die Treppenanlage erneuert werden. Ebenso wurde am Hang eine zusätzliche Regen-Abwasserleitung neben den schon bestehenden Hangdrainage-Systemen installiert. Man entschied sich daher für eine Leitungstrasse, die wenige Meter östlich der Haupttreppe unter allen Terrassenmauern hinweg verlaufen soll.

GEOLOGIE IM TRASSENBEREICH

Die Weinbergterrassen befinden sich, geologisch betrachtet, im Wesentlichen auf Gesteinen des unteren Muschelkalks, die obersten Anbauflächen reichen noch in das Niveau des mittleren Muschelkalks. Der ganze Berghang weist jedoch Hangschuttüberfrachtungen auf, welche zahlreiche kantige Gerölle enthalten. Der anstehende Muschelkalk ist zum Teil nach wenigen Dezimetern, zum Teil jedoch erst in über 1 m Tiefe anzutreffen. Erstaunlich ist der sehr hohe Anteil an Geröllen aus Buntsandstein, welche hier ortsfremd sind. Die meisten Terrassenmauern und die alten Treppenanlagen am Weinberg bestehen zumeist aus Buntsandsteinmaterial, das man hierher transportiert haben muss. Kantiges Buntsandsteinmaterial im Berghang dürfte daher auch sehr alten Terrassenanlagen entstammen.

UMWELTGERECHTE UND HANGSCHONENDE BAUAUSFÜHRUNG

Um sowohl dem Schutz des Landesdenkmalamtes für die historischen Weinbergterrassen als auch einer umweltgerechten und hangschonenden Bauausführung nachzukommen, entschied man sich für eine grabenlose Leitungsverlegung mittels HDD-Verfahren. Die neue Starkregen-Entlastungsleitung sollte an einem Sammelschacht einer oberen Hang-Querdrainage angeschlossen werden, welcher wiederum mit dem Hauptsammler des Weingut-Gebäudes verbunden werden sollte. Die maximal durch die neue Verbindungsleitung abzuführende Regenmenge war mit 115 Liter / Sekunde berechnet worden, was die Installation einer 100 m langen, glattwandigen und durchgehenden Abwasserleitung erforderlich machte. Ausgewählt wurde daher eine PEHD-Leitung mit einem Außendurchmesser von 160 mm und dem Leitungstyp SDR 11, allerdings als Ringbundware, um Innenschweißwulste zu vermeiden. Aufgrund des starken Hanggefälles wurde beim Leitungstiefpunkt, wenige Meter vor der Überleitung in den Hauptsammler, ein Energieumwandlungsschacht (Tosschacht) aus Beton geplant. Dieser wurde vom Bauablauf zeitlich der grabenlosen Leitungsverlegung am Hang nach geordnet. Da Bohrungen in einem Geröllschutt führenden Berghang aus plattig-welligen Kalkfelsbänken sowohl einen hohen Erfahrungsschatz als auch eine äußerst leistungsfähige Bohranlagentechnik bedingen, entschied sich das planende Ingenieurbüro für eine erfahrene Bohrmannschaft der renommierten Bauunternehmung Josef Rädlinger Ingenieurbau GmbH aus Windorf. Die Hangbohrung wurde in mehreren Metern Tiefe parallel zur Haupttreppenanlage konzipiert.

AUFWEITUNG UND ROHREINZUG

Die sehr beengten Platzverhältnisse in den schmalen Straßen am Turmberg machten beinahe Kunststücke bei der Aufstellung der HDD-Gerätschaften erforderlich. Der Bohrungsverlauf am Steilhang war mit einer HDD-Planungssoftware berechnet worden. Sorge bereitete hier die sehr enge Zielpunktvorgabe nahe dem besagten Sammelschacht an einem oberen Weinberg-Querweg. Die Toleranzvorgabe betrug wenige Dezimeter. Der Pilotbohrkopf „Rockbreaker“ war mit einem Rollenmeißel mit Ø 6 ½" und dem IADC-Typ 837 bestückt. Dieser Meißelkopf für sehr hartes Gestein hat sich beim Durchbohren der Buntsandstein-Gerölle und der tief eingelagerten Buntsandstein-Mauerreste bestens bewährt. Probleme bereitete im oberen Abschnitt die Ortung des Bohrkopfes, da die neuen Messsonden im Bohrkopf eigentlich nur für Neigungen bis 90 % (42°) ausgelegt sind. Signalverluste traten daher mehrfach auf, insgesamt konnte der Bauverlauf jedoch immer wieder verfolgt und genau gesteuert werden. Das Elicon-Doppelgestänge blieb genau auf dem konzipierten und eingesteuerten Verlaufsweg, welcher im obersten Abschnitt der Bohrung mit einer Austrittsneigung von 125 % berechnet worden war. Genau diese Neigung wurde auch erreicht, und der Bohrkopf trat 15 cm vor der Terrassenkante im Weg aus, so dass die Anbindung zum Sammelschacht äußerst kurz und unkompliziert herzustellen ist. Die Aufweitarbeiten des Bohrlochs wurden mit einem 250er-Rockreamer vorgenommen, die ganze Aufweitung und der Rohreinzug erfolgten an einem einzigen Tag. Insgesamt nahmen die Leitungsverlegearbeiten im HDD-Verfahren nicht mehr als fünf Arbeitstage in Anspruch.

SOLIDE BOHRPLANUNG

Zu den Besonderheiten dieser Bohrung zählte vor allem die schwierige geologische Situation mit dem permanenten Wechselspiel zwischen kantigen Geröllmassen und dem darunter anstehenden Muschelkalkfels. Die Auswahl eines leistungsfähigen HDD-Gerätes mit Doppelgestängeausrüstung hat sich hier bestens bewährt. Da mit einem Doppelgestänge nicht so enge Kurvenradien wie mit einem Einfachgestänge gebohrt werden können, waren eine solide Bohrplanung und eine klare Gradientenführung der Bohrung unerlässlich. Die Bohrung wurde von unten Hang aufwärts geführt, um mögliche Bohrspülungsaustritte schon imAnsatz zu vermeiden. Die sich nach oben hin fortlaufend versteilende Bohrung entsprach exakt der gewünschten Bohrungsverlaufsplanung.Die neue Regenwasser-Abführungsleitung war auf einem sehr schmalen Fahrweg in die obere Hanglage transportiert worden und wurde dann auf einem Querweg des Weinberges ausgelegt. Da die Leitung steil ins aufgeweitete Bohrloch gelenkt und am Aufweitkopf mit dem Bohrgestänge nach unten gezogen werden musste, wurde die Leitung über einen Oberbogen geführt und so ins Bohrloch eingezogen.

DIE BOHRSPÜLUNG

Der Rohreinzug erfolgte ohne jegliche Komplikationen. Die Leitung wurde in der Startgrube (als Zielpunkt) mit etwas Überhangstrecke geborgen, so dass in dem zum damaligen Zeitpunkt noch zu errichtenden Energieumwandlungsschacht eine direkte Einbindung erfolgen konnte. Die Bohrspülung für die Leitungsbettung wurde so gestaltet, dass sie mit Bodenpartikeln gut aufgeladen wurde und in dieser zähen und bindig-klebrigen Masse eine sanfte, aber kraftschlüssige Einbindung der Leitung ermöglichte. Die Bohrspülung selbst wurde auf der Baustelle über eine Recyclinganlage der Firma AMC permanent regeneriert, so dass der Bentonitverbrauch für diese Bohrung äußerst gering ausfiel.

Gerade Weinbauflächen in steiler Hanglage sind zu vegetationsarmen Jahreszeiten besonders erosionsgefährdet. Starkniederschläge mit unwetterartigem Charakter mussten in den letzten Jahren vermehrt festgestellt werden. Mit der hier aufgezeigten Lösung können Berghänge und darunter liegende Häuser geschützt werden, ohne dass landschaftliche Eingriffe erforderlich sind.