Animationen
- Animation DRILL Quer Glasfaser
- Animation MAT HA Keller-Grube Glasfaser
- Animation PIT-K HA Keyhole-Keller Glasfaser
Bodenverdrängungsverfahren mit der Erdrakete
Beim Bodenverdrängungsverfahren wird mit dem pneumatisch betriebenen Verdrängungshammer ein unterirdischer Hohlraum aufgefahren, in den Rohre und Kabel jeglicher Art sofort oder nachträglich eingezogen werden. So können Kurzrohre mit glatten Muffen und Langrohre oder Kabel über kurze Distanzen sofort oder nachträglich eingezogen werden. Weil kein Kopfloch vor dem Gebäude notwendig ist und die die Erdraketen auch direkt aus dem Gebäude starten können, eignet sich das Bodenverdrängungsverfahren besonders für die Herstellung von Hausanschlüssen (FTTH)
Horizontalspülbohrverfahren (HDD) mit steuerbaren Bohrgeräten
Beim Horizontalspülbohrverfahren wird mit einem steuerbaren HDD-Gerät mittels eines steuerbaren Bohrkopfes mit zuerst eine Pilotbohrung entlang der flexibel planbaren Bohrtrasse erstellt. Beim Zurückziehen des Bohrgestängestrangs wird das Bohrloch durch einen Aufweitkopf vergrößert und das anhängende Rohr in die Trasse eingezogen. So können Rohrleitungen entlang kurviger Trassen unter Straßen, Gleisanlagen und Gebäuden oder entlang gradliniger Trassen parallel zu Straßen, Gewässern und Gebäuden verlegt werden.
Da auf diese Weise große Rohrdurchmesser entlang flexible planbarer langer Trassen verlegen lassen, eignet sich das Horizontalspülbohrverfahren besonders für den Netzausbau, sowohl innerhalb komplexer städtischer Infrastrukturen als auch im ländlichen Raum.
Gemäß digitaler Agenda der Bundesregierung soll unter der Bezeichnung NGA-Netze („Next Generation Access“) bis zum Jahr 2018 in Deutschland eine flächendeckende Breitbandinfrastruktur mit einer Badbreite von mind. 50 Mbit/s entstehen. Das Rückgrat dieser Digitalisierung ist ein leistungsstarkes Glasfasernetz. Doch der Ausbau dieser „leitungsgebundenen Hochgeschwindigkeitsnetze“ verläuft vielerorts nicht so schnell wie nötig. Das liegt zum einen an Kosten für die Leitungsverlegung, aber auch am Aufwand und der Dauer der Tiefbauarbeiten in klassischer offener Bauweise. Hier bieten grabenlose Verfahren die unterirdische Verlegung von Schutzrohren und Kabeln einen innovativen und wirtschaftlichen Lösungsansatz.
Grabenlose Lösungen für Backbone und letzte Meile
Die verschiedenen grabenlosen Verfahren, die unter dem Fachbegriff „NODIG-Techniken“ zusammengefasst werden, eignen sich optimal, um das Glasfasernetz zügig, schonend und kosteneffizient bis zum Anschluss beim Endkunden auszubauen. Die ökologischen und ökonomischen Vorteile dieser Verfahren gegenüber der offenen Bauweise liegen auf der Hand. Wertvolle Oberflächen und Ressourcen werden geschont, weil aufwendige Aushub- und Wiederherstellungsarbeiten entfallen, der Verkehrsfluss wird kaum behindert, Emissionen und der Verbrauch von Naturkapital sind stark reduziert, die Bauzeiten werden erheblich kürzer, so dass die direkten wie indirekten Kosten deutlich niedriger sind.
Innovative grabenlose Verfahren sind für ländliche Gebiete genauso geeignet wie für den urbanen Raum. Dabei garantieren ausreichende Verlegetiefen eine nachhaltige Versorgungssicherheit sowohl beim Netzausbau (Backbone) als auch bei der Herstellung der Hausanschlüsse beim Endverbraucher. Die verschiedenen NODIG-Techniken ermöglichen:
Die schnelle unterirdische Rohr- und Kabelverlegung entlang von Straßen (FTTC) und unter
Verkehrswegen mit Kurz- oder Langrohren aus allen gängigen Materialien
Die Verlegung von Glasfaserkabeln durch bestehende Abwasserkanäle
Die Herstellung von einzelnen oder seriellen Glasfaser-Hausanschlüssen vom Verteiler zum Gebäude (FTTH) und direkt in den Keller (FTTB) oder jeweils in umgekehrter Richtung
Vielseitige Verfahren für Netzausbau und Hausanschlüsse
Für die unterirdische Verlegung der Kabelschutzrohre zum Netzausbau und zur Herstellung der Hausanschlüsse werden je nach Rahmenbedingungen verschiedene grabenlose Verfahren eingesetzt. Dabei wird zwischen ungesteuerten und gesteuerten Vortriebssystemen unterschieden. Ungesteuerte Bohrgeräte wie eine im Bodenverdrängungsverfahren arbeitende Erdrakete kommen zum Einsatz, wenn die Bohrtrasse gradlinig verläuft. Gesteuerte Bohrgeräte, bei denen sich die Bohrverläufe mittels moderner Ortungssysteme während des Vortrieb genau verfolgen und ggf. sogar nachjustieren lassen, werden für sowohl für gradlinige als auch kurvige Bohrtrassen von mehreren hundert Metern Länge im Horizontalspülbohrverfahren eingesetzt. Beiden Verfahren gemeinsam ist, dass sie in fast allen Bodenklassen bis hin zu Fels eingesetzt werden können.
Keyhole-Technik
Eine besonders schonende Variante des steuerbaren Bohrens ist das minimal-invasive Keyhole-Verfahren, bei dem Hausanschlüsse von der Hauptleitung aus der kleinstmöglichen, runden Baugrube (Keyhole Ø 65 cm) direkt bis ins Haus oder in eine kleine Montagegrube vor dem Haus verlegt werden. Alle Anschlussarbeiten werden oberirdisch ausgeführt und das Keyhole wird mit dem entnommen Bohrkern anschließend ohne zusätzlichen Asphaltierungsaufwand oder Folgeschäden wiederhergestellt
Grabenloser Breitbandausbau in der Praxis
Die Praxisbeispiele für den städtischen und den ländlichen Raum, sowohl im Bodenverdrängungsverfahren mit einer Erdrakete als auch im HDD-Verfahren mit einem steuerbaren Bohrgerät - zeigen die Vorzüge dieser grabenlosen Techniken auf, die sie für den Breitbandausbau mitbringen.
1. Breitbandausbau in Saarbrücken mit der Erdrakete
Das Saarland ist das erste Bundesland, das über eine konkrete flächendeckende NGA-Versorgungsperspektive verfügt und es soll damit das erste Bundesland mit flächendeckend schnellem Internet werden. Das landesweite Projekt „NGA-Netzausbau Saar“ bzw. das entsprechend betreffende Projektgebiet wurde im Mai 2017 an die drei Netzbetreiber Deutsche Telekom, inexio und VSE NET vergeben, die jeweils rund ein Drittel des Gesamtgebietes erhalten haben und die eigentlichen Ausbaumaßnahmen durchführen. Zur Realisierung bis Ende 2018 werden landesweit rund 400 km neue Glasfasertrassen geschaffen und auf rund 300 km dieser Strecke neue Leerrohre und Glasfasern verlegt. Umgesetzt wird das Projekt vom kommunalen Zweckverband eGo-Saar im Auftrag aller saarländischen Kommunen und Landkreise sowie der Landesregierung.
Auch im Gebiet des „Regionalverbands Saarbrücken“, dem zehn Kommunen angehören, gibt es Bereiche, in denen der Breitbandausbau für den schnellen Internetzugang noch fehlt. Hier sind in vielen Teilgebieten von Ortschaften und Stadtteilen die Ausbaumaßnahmen zur Schließung dieser Lücken im Rahmen des „NGA-Netzausbau Saar-Projektes“ sichtbar. So auch in der Landeshauptstadt: In der relativ steilen Hanglage der Richard-Wagner-Straße im Saarbrücker Stadtteil Dudweiler ging es im März 2018 im wahrsten Wortsinn treppauf und treppab, drunter und drüber; Leerrohre für den Einzug von Glasfaserkabeln warteten auf ihre Verlegung. Eigentlich Standard, aber hier machte der Standard eine von vielen Ausnahmen: Der Verlauf der vorgesehenen Trasse für die Glasfaserleitung führte entlang einer ca. 30 m langen, mit Absätzen und Versätzen gegliederten Steintreppe, die beidseits von privaten Grundstücken gesäumt wurde.
Die mit der Verlegung der Leerrohre beauftragte Firma Robiné GmbH & Co. KG, Erd- und Kanalbau setzte dafür das Bodenverdrängungsverfahren mit ungesteuerter Erdrakete ein. Das seit vielen Jahren etablierte und zuverlässige Verfahren beeindruckte auch und vor allem hinsichtlich seiner Schnelligkeit auf dieser nicht alltäglichen Trasse auf der Steintreppe: Die pneumatisch angetriebene Erdrakete ausgerüstet mit einem Kronenkopf, arbeitete sich aus einer kleinen Startgrube präzise, effektiv und wie ein Uhrwerk mühelos in ca. 1 m
Tiefe durch den sandigen Boden unter der Treppe hindurch. Die exakte Richtung wurde mit Hilfe eines teleskopierbaren Peilrahmens 1,5 m bis 2 m mit Zielfernrohr eingehalten und nach jedem Bohrabschnitt überprüft und ggf. korrigiert. Der Durchgang von Treppenabsatz zu Treppenabsatz betrug jeweils 4,50 m und dauerte gerade mal sechs Minuten. Der Kronenkopf weitete dabei die Pilotbohrung direkt auf den vollen Bohrdurchmesser auf, so dass sich die 63 mm messenden PE-Leerrohre für die 50 mm Glasfaserkabel unmittelbar danach einfach per Hand durch die Bohrung einführen ließen. Die Leistung der Erdrakete lag hier zwischen 12 m und 15 m pro Stunde. Bei einer Trassenlänge von rund 30 m dauerte die reine Bohrzeit gerade mal zwei Stunden. Die kurze Zeit für Baustelleneinrichtung, Errichtung der kleinen Start-/Zielgruben, eigentlichem Vortrieb und finalem Einzug der Leerrohre ist kein Vergleich zur offenen Bauweise, bei der der Rückbau und die Wiederherstellung der Treppen und Treppenabsätze alleine mehrere Tage in Anspruch nehmen würden.
Die Baumaßnahme in der Hanglage der Richard-Wagner-Straße im Saarbrücker Stadtteil Dudweiler ist eingerahmt in ein Teilprojekt des „NGA-Netzausbau Saar“, das zum Gebiet der VSE NET gehört und in dem insgesamt 10 km Glasfaserleitungen neu verlegt werden müssen. Die flächendeckende Versorgung des Saarlandes mit Bandbreiten von mindestens 50 Mbit/s und der Einsatz von Erdraketen passen gut zusammen: Beide sind sehr erfolgreich und megaschnell.
2. Schnelles Internet durch große Biotope
Die Gemeinde Hohenstein liegt mitten auf der dünn besiedelten Hochfläche der mittleren Schwäbischen Alb in einer Höhenlage in einer Region mit nur etwa 60 Einwohnern pro Quadratkilometer, mit sehr vielen Natur- und Erholungsräumen abseits der großen Verkehrsachsen. Doch auch das hoch gelegene „Hinterland“ von Reutlingen ist eine HighTech-Region und bietet mittelständische Marktführer auf, die schnelles Internet dringend benötigen, um Marktführer bleiben zu können. Um leistungsfähige Internetverbindungen zu schaffen, wurde die Gemeinde Hohenstein Mitglied einer Breitbandversorgungsgesellschaft, die schon im Nachbarlandkreis Sigmaringen tätig ist und hier bereits wichtige Breitbandstrecken gebaut hat. Die Anbindung kommt in diesem Fall also aus dem Süden und umfasst lange Wegstrecken im Gemeindegebiet, zumal auch alle Teilorte einen FTTC-Ausbau erhalten sollen.
Mit dem Ausbau des Streckennetzes wurde die Firma STARK Energies GmbH aus Ludwigsburg beauftragt.
Die Untere Naturschutzbehörde im Landkreis Reutlingen hatte schon vor vielen Jahren Waldsäume, Wacholderheiden, Kalkmagerwiesen und viele Bereiche mit Lebensräumen seltener Pflanzen und Tieren unter Biotopschutz gestellt. Manche dieser Bereiche, zumeist natürliche Hecken und Waldsäume, erweckten bei der Begehung im Gelände den Eindruck von „Unland", also von wenig nutzbaren Vegetationsstreifen. Diese Biotopräume sind jedoch Rückzugsorte von selten gewordenen Tieren und Pflanzen und durften keinesfalls durch offenen Leitungsbau beeinträchtigt werden. Somit kam hier nur der grabenlose Leitungsbau mittels HDD-Bohrtechnologie infrage. Für die HDD-Bohrstrecken von insgesamt fast 1 km Länge in diesen wertvollen Naturräumen wurde die Firma Maier Bau aus Dettighofen beauftragt. Aufgrund kleinster Schürfgruben am Rand der Natursäume war bekannt, dass massiver Fels schon in wenigen Dezimeter Tiefe anzutreffen war. Zum Teil waren kantige Felsbrocken und Felsplatten im Verwitterungsboden bereits dicht unter der Erdoberfläche anzutreffen, teilweise ragten kleine Felsköpfe sogar aus der Erdoberfläche heraus. Für die Bohrarbeiten zur Leerrohrverlegung zur späteren Aufnahme der Glasfaserbündel in 1 bis 1,6 m Tiefe kam daher nur der Einsatz einer GRUNDODRILL18ACS-Bohranlage infrage, schließlich musste in diesem harten Fels mit Druckfestigkeiten bis 230 MPa der grabenlose Leitungsbau sicher und in einem kurzen Zeitraum bewältigt werden. Umso besser und leistungsfähiger muss deshalb das Bohrgerät und der den Fels durchörternde Bohrkopf sein, um in solch einem Hartgestein gute Tagesleistungen zu erzielen. Als Tagesziele waren zumeist Bohrabschnittslängen von 140 m festgelegt worden.
Das „All Condition System“ GRUNDODRILL18ACS mit mit Doppelrohr-Gestänge, deren Innengestänge für den Bohrmeißelantrieb und das Außengestänge für die Steuerung und den Schutz der Bohrung ist in allen Bodenbedingungen, auch in den extremsten, mit unterschiedlicher Bohrkopf-Bestückung einsetzbar.
Für die Bewältigung des harten Massenkalkes wählte man einen Bohrkopf mit PCD-Besatz. Die polykristallinen Diamantplatten (PCDs) am Bohrmeißel sind zwar sehr teuer, jedoch bei richtiger Geräteführung sehr schnittleistungsstark und langlebig. In den inhomogenen Massenkalken konnte im Bohrloch ein sehr guter und gleichmäßiger Felsabbau erreicht werden, und auch Klüftigkeiten durch Verkarstungen sowie dolomitische Felspartien konnten sehr gut bewältigt werden. Schon bei der Pilotbohrung wurde ein Durchmesser von 165 mm und somit schon nahezu der Enddurchmesser erzeugt. Der nachfolgende Aufweitgang in der Gegenrichtung des Bohrloches hatte den gleichen Durchmesser, so dass hinter dem Aufweitkopf gleich das Produktrohr, nämlich ein Schutzrohr zur späteren Aufnahme der Glasfaserröhrchen, eingezogen werden konnte. Der Einziehvorgang verlief schneller als die Pilotbohrung, so dass die verbleibende Tageszeit zum Umsetzen und Positionieren des Bohrgerätes für den nächsten Tagesabschnitt genutzt werden konnte. Alle vorgesehenen Tagesleistungen konnten jeweils problemlos erreicht werden. Die gesamten Felsbohrstrecken von nahezu 1.000 m Länge wurden in etwas mehr als zwei Wochen bewältigt.
2. ‚Fibre to the Curb‘ ohne Straßenaufbruch im Dresdner Wohngebiet
Der Dresdner Stadtteil Löbtau ist ein beliebtes Wohngebiet. Der seit Ende des 19. Jahrhunderts natürlich gewachsene Stadtteil wurde nach dem Fall der Mauer schrittweise rekonstruiert, indem die zahlreichen Wohnhäuser aus der Gründerzeit saniert und einige Baulücken mit Neubauten geschlossen wurden. Heute verfügt Löbtau über eine Vielzahl von Einkaufsmöglichkeiten, Parks, Freizeiteinrichtungen und eine sehr gute Verkehrsanbindung in die Dresdner Innenstadt. Auch die unterirdische Infrastruktur wurde nach und nach den heutigen Bedürfnissen angepasst. So sollte die Lübecker Straße im Oktober 2015 an das Breitbandkabelnetz angeschlossen werden. Zur Aufnahme der Glasfaserkabel mussten drei PEHD-Rohre DA 50 verlegt werden, von denen aus die Wohnhäuser mittels „FTTC“ an das Hochgeschwindigkeits-Internet (VSDL) angeschlossen werden.
Beim FTTC („Fibre to the Curb“) wird das Glasfaserkabel von der Vermittlungsstelle bis zum Kabelverzweiger geführt und das Signal durch einen optisch-elektrischen Wandler umgesetzt. Dadurch kann der restliche Weg zum Nutzer mit vorhandenen Kupferkabeln zurückgelegt werden. Es müssen keine neuen Hausanschlüsse erstellt werden, um die schnelle Internetverbindung verfügbar zu machen. Deshalb wird diese Anschlussart zum großen Teil für den Ausbau der VDSL-Infrastruktur in Deutschland verwendet. Um wertvolle neue Straßenbeläge nicht wieder aufbrechen zu müssen, sollte die Verlegung der PE-Schutzrohre über jeweils 54, 112, 100 und 99 m Länge im Auftrag der HTP Hoch- u. Tiefbau Pfeffer GmbH grabenlos erfolgen. Den Auftrag zur Ausführung erhielt die Spezialtiefbaufirma M & M Gesteuerte Bohrungen und Kabelbau aus Löbau, die viel Erfahrung im unterirdischen Rohrvortrieb, insbesondere dem HDD-Verfahren, hat.
Zu seinem ersten Einsatz für M & M kam ein Horizontalspülbohrgerät GRUNDODRILL11XP, der sich aufgrund seiner kompakten Bauweise besonders für Bohrungen im innerstädtischen Bereich eignet. Neben den hier herrschenden engen Platzverhältnissen war der hohe Fremdleitungsbestand eine besondere Herausforderung.
So erschwerten Fehlsignale durch Straßenbahnoberleitungen und Stromzuführungen für die Signaltechnik die Ortung, und ein Eiprofil-Abwasserrohr DN 600 war zu unterqueren. Die erfahrene Bohrcrew setzte modernste Ortungstechnik ein und konnte die Bohrtrasse wie geplant an den zahlreichen Hindernissen vorbeiführen.
4. FTTH-Anschluss mit System für Wohnblock
Im Auftrag der Deutschen Telekom hatte die TRENCH-PROJECT GmbH & Co. KG hatte bei Neu-Isenburg in der Schwalbenstraße mehrere Wohnblocks mit bis zu 20 Wohneinheiten an das Glasfasernetz angeschlossen. Zur Erstellung der rund 400 Glasfaser-Hausanschlüsse vom Hauptkabel zum Gebäude über unterschiedliche Längen von bis zu 70 m Länge wurde das grabenlose Bodenverdrängungsverfahren mit der ungesteuerten Erdrakete eingesetzt. Obwohl die Kabel in nur 60 cm Tiefe lagen, kam die offenen Bauweise aufgrund der hohen und langen Dauer nicht infrage.
Die Hauptleitung wurde schon ein Jahr vorher in den gepflasterten Bürgersteig verlegt, TRENCH PROJECT durfte die Anschlussstelle selbst bestimmen. Das Pflaster wurde an der vorgesehenen Stelle für eine 60 cm tiefe und nur 50 cm schmale Baugrube wieder aufgehoben und die Baugrube von Hand ausgehoben. Die Breite des Bürgersteigs entsprach genau der Länge der Erdrakete, so dass sie aus der Grube ausgerichtet und gestartet werden konnte. Während der Vorarbeiten wird die kürzeste Trasse festgelegt und auf Fremdleitungen überprüft. Längenabhängig waren Zwischengruben erforderlich, in der die Erdrakete neu gestartet wurde. Unterdessen wurde die Mauerdurchführungen erstellt. Dazu wurde die Kellerwand durchbohrt, die Mauerdurchführung eingeschoben und mit einem Spezialharz abgedichtet. Die Erdrakete erreicht nur wenige Minuten nach ihrem Start das Kopfloch vor der Kellermauer. In diesem Fall waren es 16 m. In dem sandig-lehmigen Boden stand das Bohrloch und fiel nicht ein. Nach dem Rückzug der Erdrakete konnte deshalb die Micropipes ohne Hilfsmittel durch die Bohrung und Mauerdurchführung eingeschoben werden.
Dann folgte Anschluss an die Hauptleitung anhand des Belegungsplans, in dem genau aufgeführt war, welche Micropipe-Farbe zu welcher Hausnummer gehört. Steckkupplungen erleichterten die Anschlussarbeiten und auch dieser Vorgang dauert nur wenige Minuten. Während der eine Anschluss erstellt wurde, wurden die nächsten Kellerwände durchbohrt und nicht mehr notwendige Gruben verfüllt. Nach wenigen Stunden war von den Anschlussarbeiten keine Spuren mehr zu sehen. Auf diese schnelle Weise wurden täglich 3-5 Hausanschlüsse erstellt. Nach der Verlegung werden die Leitungen mit GPS eingemessen und in die Bestandspläne aufgenommen. Unabhängig von den Verlegearbeiten wurde ca. 600 m entfernt das Glasfaserkabel mit Druckluft in die Micropipes eingeblasen. So konnten die Bewohner innerhalb kürzester Zeit auf ein leistungsstarkes Glasfasernetz mit bis zu 200 Mbit/s im Download und 100 Mbit/s im Upload zurückgreifen.
Fazit
Wie die praktischen Bespiele zeigen, bieten grabenlosen Verfahren flexible und nachhaltige Lösungen für alle Bereiche des Breitbandausbaus. Durch den Einsatz von NODIG-Technik können sowohl der Glasfasernetzbau als auch die Versorgung der Endkunden erheblich beschleunigt werden.
