Verfahren zum Verlegen einer Rohrleitung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen einer aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung auf einem unterirdischen Leitungsniveau entlang einer Rohrleitungstrasse, umfassend die Schritte:

- Ausheben eines Grabens;

Herstellen der Rohrleitung vor Ort durch Verschweißen der Rohrabschnitte miteinander;

Einbringen der Rohrleitung in den Graben;

- Verfüllen des Grabens.

Derartige Verfahren dienen dazu, beispielsweise Pipelines über Land zu verlegen. üblicherweise wird zu diesem Zweck zunächst entlang des gesamten Verlaufs der Rohrleitungstrasse ein Arbeitsstreifen von ca. 20 bis 22 m Breite frei geräumt. Anschließend wird in dem Arbeitsstreifen der Oberboden zur Seite geräumt. In dem Arbeitsstreifen werden dann die einzelnen Rohrabschnitte der zu verlegenden Rohrleitung ausgelegt. Außerdem werden im Bereich des Arbeitsstreifens ein oder mehrere mobile Schweißstationen aufgestellt, in denen die Rohrabschnitte miteinander verschweißt werden, um die vollständige Rohrleitung vor Ort herzustellen. Dieser Verschweißvorgang erfolgt innerhalb des

Arbeitsstreifens an der Oberfläche. Dazu wird die Schweißstation entlang der Rohrleitungstrasse entsprechend dem Baufortschritt weiterbewegt, damit die Rohrabschnitte jeweils am vorgesehenen Einbauort verschweißt werden können. Anschließend wird bei dem herkömmlichen Verfahren entlang der geplanten Rohrleitungstrasse innerhalb des Arbeitsstreifens der Bodenaushub bis auf das gewünschte Leitungsniveau herab

vorgenommen. Nach Fertigstellung des Grabens entlang der gesamten Länge des verschweißten Rohrleitungsstrangs wird der Rohrleitungsstrang in den ausgehobenen Graben gehoben. Im Anschluss daran wird die Bodenverfüllung vorgenommen, der Oberboden wieder aufgebracht sowie eine Rekultivierung vorgenommen.

Bei diesem bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art wird mit Nachteil die Landschaft für einen Zeitraum von typischerweise drei bis vier Monaten empfindlich gestört, da entlang der gesamten Rohrleitungstrasse ein Arbeitsstreifen mit der genannten Breite offengelegt werden muss. Dies kann dazu führen, dass Landwirte in Ihrer Produktion unterbrochen werden, wenn die Rohrleitungstrasse über landwirtschaftliche Produktionsflächen verläuft. Verläuft die Rohrleitungstrasse über natürliches Gebiet, so wird durch das bekannte Verfahren die ökologie gestört, was in zunehmendem Maße auf Widerstand bei der Bevölkerung oder gar auf gesetzliche Verbote stößt. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist, dass eine mobile Schweißstation ständig entlang der Rohrleitungstrasse mit dem Baufortschritt mitbewegt werden muß, um jeweils den Rohrleitungsstrang dort zu schweißen, wo er dann in den ausgehobenen Graben herabgelassen werden soll. Ein Transport eines an einem zentralen Ort geschweißten Rohrleitungsstranges kommt im allgemeinen nicht in Frage, da dies zu aufwendig wäre und zudem die Gefahr von Beschädigungen der Schweißstellen birgt.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Verfahren zu Verlegung von Rohrleitungen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Umwelt und Landwirtschaft durch die Rohrleitungsverlegung möglichst wenig gestört werden, wobei dennoch Rohrleitungen über mehrere Kilometer hergestellt und verlegt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das Verschweißen stationär erfolgt und der Rohrstrang von der stationären Schweißstation aus in den Graben eingebracht wird.

Wenn das stationäre Verschweißen oberirdisch durchgeführt wird, ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Rohrstrang über einen Abschnitt geneigt eingebracht wird. Ein fertiggestellter Rohrleitungsabschnitt wird dann über eine schiefe Ebene auf das endgültige Leitungsniveau geschoben, gezogen oder gepresst.

Alternativ kann in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rohrstrang aus einer Baugrube in den Graben eingebracht wird. Dieser Verfahrensschritte ist besonders vorteilhaft, wenn das Verschweißen in einer Baugrube erfolgt.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Schub mittels einer Schubvorrichtung vorgetrieben. Beispielsweise kann die Schubvorrichtung zusammen mit einer Schweißstation in einer Baugrube angeordnet werden. Die für den Vortrieb erforderliche Kraft auf den Rohrstrang wird dann von dieser Baugrube aus aufgebracht, ohne dass weitere Vorrichtungen entlang der Trasse benötigt werden.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Zug in den Graben eingebracht, insbesondere durch Ziehen mittels mindestens einer in einer Vortriebsbaugrube angeordneten Zugvorrichtung vorgetrieben. Die Zugvorrichtung kann typischerweise an der Rohrspitze des

Rohrleitungsstrangs, welcher vorgetrieben werden soll, angesetzt werden. Als besonders geeignete Zugvorrichtungen haben sich Seile, Ketten und oder Zugstangen erwiesen.

Zur Erleichterung des Vortriebs wird in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rohrstrang beim Einbringen geführt, insbesondere wird der Rohrstrang durch antreibbare Transportrollen geführt bzw. vorgetrieben. Die Transportrollen können insbesondere an der Rohrsohle, also am Boden des Rohrgrabens, vorhanden sein. Als Antrieb für die Transportrollen eignen sich elektrische oder hydraulische Antriebe.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Rohrstrang beim Einbringen geschmiert wird. Durch diese Maßnahme wird der Reibungswiderstand des Rohrstrangs beim Vortrieb reduziert. Zum Schmieren können alle bekannten Schmiermittel verwendet werden, welche das Material, aus dem der Rohrstrang besteht, nicht angreifen. Zum Beispiel kann Schluff bzw. Tondispersion verwendet werden. Solche Schmiermittel sind ökologisch und für die Landwirtschaft unbedenklich.

Alternativ lässt sich nach der Erfindung der Reibungswiderstand beim Vortrieb auch reduzieren, indem der Rohrstrang beim Einbringen gewichtsentlastet wird. Hierzu kann der Rohrstrang zum Beispiel an einem Portal aufgehängt werden.

Um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch besonders lange

Rohrleitungen, z. B. über mehrere Kilometer, verlegen zu können, wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung vorgeschlagen, dass der Rohrstrang beim Einbringen an mehreren Stellen angetrieben wird. Diese Maßnahme ist insbesondere auch immer dann sinnvoll, wenn die Reibung des Rohrstrangs aufgrund der Bodenbeschaffenheit besonders groß ist.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden die Reaktionskräfte beim Einbringen stationär abgefangen. Auf mobile Einheiten kann somit verzichtet werden.

Um überlasten entlang des Rohrstrangs, welche zu Beschädigungen im Bereich der Schweißnähte zwischen den Rohrabschnitten führen könnten, zu vermeiden, erfolgt bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung eine Synchronisation der Antriebe beim Einbringen des Rohrstrangs.

In anderer günstiger Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohrstrang beim Einbringen an mindestens einer Stelle zum Graben hin abgedichtet. Beispielsweise kann die Rohröffnung mit einem Kunststoffdeckel verschlossen sein, um zu vermeiden, dass beim Einbringen der Innenraum der Rohrleitung verschmutzt wird.

Gemäß einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt: die Baugrube wird als Startbaugrube ausgehoben, deren Ausdehnung in Richtung der Rohrleitungstrasse im wesentlichen die Länge eines separaten Rohrabschnitts zuzüglich einer zur Durchführung des Verschweißens benötigten Arbeitslänge erhält; entlang der Rohrleitungstrasse wird zusätzlich zu der Startbaugrube mindestens eine von dieser getrennte Vortriebsbaugrube ausgehoben, welche von der Startbaugrube sowie, falls mehrere Vortriebsbaugruben ausgehoben werden, zu benachbarten Vortriebsbaugruben in einem Abstand angeordnet ist; jeweils zwischen zwei Baugruben wird entlang der Rohrleitungstrasse durch Rohraushub ein Graben mit einer Rohrsohle ausgehoben; die Rohrleitung wird sukzessive in Abschnitten von separaten Rohrabschnitten in die Startbaugrube herabgelassen; jeder Rohrabschnitt wird mit dem zuvor herabgelassenen Rohrabschnitt in der Startbaugrube zu einem Rohrstrang verschweißt und anschließend in den Graben vorgetrieben.

Der wesentliche Vorteil dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ist, dass im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren nur ein minimaler Bodenaushub

und nur eine minimale Oberflächenbenutzung erforderlich ist. Im einfachsten Falle ist zusätzlich zu dem Graben lediglich eine Startbaugrube und eine Vortriebsbaugrube von Nöten. Außerdem ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Schweißen für die gesamte Rohrleitung ausschließlich innerhalb der Startbaugrube durchzuführen. Bei kleinen Nennweiten der Rohrleitung mit geringer Wandstärke oder generell bei Einsatz moderner Laser-Schweißverfahren kann der Schweißvorgang in nur einer einzigen Schweißstation durchgeführt werden. Ein Mitführen einer Schweißstation dem Fortschritt des Rohrleitungsbau folgend, wie bei dem herkömmlichen Verfahren, entfällt somit mit großem Vorteil. Vielmehr kann gemäß der Erfindung eine einzige Schweißstation in der entsprechend dimensionierten Startbaugrube auf dem Leitungsniveau installiert werden. Beispielsweise kann eine moderne kompakte Schweißstation, insbesondere Laser- Schweißstation, in der Startbaugrube verwendet werden. Zur Erstellung des Grabens zwischen den einzelnen Baugruben können alle bekannten Verfahren verwendet werden. Mit Hilfe der Vortriebsbaugruben, welche gemäß der Erfindung entlang der Rohrleitungstrasse zur Erweiterung des Grabens ausgehoben werden, lässt sich der Rohrvortrieb unterstützen. Der Abstand einer Vortriebsbaugrube zu der Startbaugrube bzw. zu den benachbarten weiteren Vortriebsbaugruben sollte zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Bodentrasse, dem Rohrdurchmesser, dem Eigengewicht der Rohre und ähnlichen Parametern gewählt sein, um sicherzustellen, dass der Rohrvortrieb mit dem gewählten Rohrvortriebsmitteln problemlos durchführbar ist. Bei besonders hartem Boden, bei besonders großen Rohrdurchmessern sowie im Falle besonders großen Eigengewichts der Rohre wird man sinnvoller Weise einen geringeren Abstand zwischen den Vortriebsbaugruben untereinander bzw. zwischen einer Vortriebsbaugrube und der Startbaugrube wählen, als bei leichten Böden, geringen

Rohrdurchmessern sowie geringem Eigengewicht der Rohre. Entscheidend ist stets, dass ausreichend Vortriebskräfte verfügbar sind, um den Rohrstrang problemlos bewegen zu können. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, sowohl gradlinige Rohrtrassen als auch mit einem bestimmen Biegeradius versehene Rohre zu verlegen. Zum Vortrieb der Rohre können alle bekannten Rohrvortriebsverfahren und Vorrichtungen zum Einsatz kommen.

Das Verschweißen der Rohrabschnitte zu dem Rohrstrang gestaltet sich in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders günstig, wenn die Rohrabschnitte durch Orbitalschweißen bzw. mit einem Laserschweißverfahren, vorzugsweise unter Verwendung einer Orbitalschweißvorrichtung mit einer Hochleistungs-Faserlaserstrahlquelle und einem Laserschweißkopf, und/oder mit einem MAG-Schweißverfahren miteinander verschweißt werden. Beim Orbitalschweißen werden Vorrichtungen zum Schweißen von Rohren entlang des Rohrumfangs verwendet. Orbitalschweißverfahren lassen sich mobil anwenden. Es gibt Schweißanlagen für das Orbitalschweißen, welche mobile Generatoren, mobile Wärmetauscher und transportable Fluid- und Gastanks aufweisen, um von der Infrastruktur vor Ort unabhängig zu sein. Als Orbitalschweißverfahren kommen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens manuelle, teil- oder vollmechanisierte Verfahren oder Kombinationen davon in Frage. Entscheidend für die Verwendbarkeit im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der Schweißvorgang stationär in der Startbaugrube oder oberirdisch durchgeführt werden kann.

Zum Laser-Schweißen kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise eine Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Offenlegungsschrift WO 2005/056230 A1 verwendet werden. Bezüglich der Einzelheiten dieser Orbitalschweißvorrichtung wird auf den Offenbarungsgehalt der

genannten Druckschrift verwiesen. Damit ist es gemäß der Druckschrift möglich, Rohre, die aus einem schmelzschweißbaren Werkstoff, insbesondere Stahlwerkstoff oder hoch legiertem, nicht rostendem Stahl bestehen und einen Durchmesser von 50 mm bis über 4.000 mm unter einer Wanddicke von 2,5 mm bis über 25 mm aufweisen, innerhalb kurzer Zeit mit einem Orbitalumlauf zu verbinden. Die Eignung von Laserschweißverfahren und insbesondere der genannten Orbitalschweißvorrichtung zum mobilen und autarken Einsatz macht dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung auch zur Herstellung von horizontal auf Land zu verlegenden Pipelines in einer Umgebung, in der nur eine schlechte oder keine Infrastruktur in Form einer festen Strom-, Wasser- oder Gasversorgung zur Verfügung steht, anwendbar. Ein besonderer Vorteil von Laser-Schweißverfahren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass mittels nur eines einzigen Schweißvorgangs innerhalb kurzer Zeit das Fügen zweier Rohrenden im Feldeinsatz im autarken Betrieb möglich ist.

Im Falle von MAG-Schweißverfahren ist vorteilhaft, dass diese weit verbreitet sind, so dass bei dem Bedienpersonal ein beträchtlicher Erfahrungsschatz bei der Anwendung vorhanden ist. Bei der Verwendung von MAG-Schweißverfahren für das Orbitalschweißen wird häufig in einem Arbeitsgang nur die Wurzel geschweißt, wohingegen die Decklagen sowie die Fülllagen bzw. der Hotpass händisch geschweißt werden. Besonders in Niedriglohnländern ist die Verwendung von MAG-Schweißverfahren aufgrund der geringeren Anschaffungskosten einer MAG- Schweißvorrichtung im Vergleich zu beispielsweise einer Laserschweißvorrichtung von Vorteil. Voraussetzung für die Anwendbarkeit von MAG-Schweißen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist stets, daß der Schweißvorgang in der Startbaugrube durchführbar ist.

Zur Vermeidung von unzulänglichen Schweißverbindungen zwischen den Rohrabschnitten ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Qualitätskontrolle der Schweißung, vorzugsweise mittels Ultraschall- oder Röntgend iagnose, durchgeführt wird. Diese Qualitätskontrollverfahren lassen sich erfindungsgemäß auch problemlos im Innern der Startbaugrube an beispielsweise einer dort zur Schweißung installierten Schweißstation durchführen. Es wird somit mit Vorteil vermieden, dass eine fehlerhafte Schweißverbindung zwischen zwei Rohrabschnitten des Rohrstrangs in den Graben vorgetrieben wird. Stattdessen kann bei festgestellten Qualitätsmängeln die

Schweißverbindung unmittelbar im Anschluss vor Ort in der Startbaugrube mit Hilfe des gewählten Schweißverfahrens nachgebessert werden.

Zur Verbesserung der Beständigkeit der Schweißverbindungen zwischen den Rohrabschnitten sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Schweißverbindungen mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Je nach der Bodenbeschaffenheit, den Witterungsbedingungen und dem in der fertiggestellten Rohrleitung zu transportierenden Medium kommen im Rahmen der Erfindung für die Herstellung des Korrosionsschutzes eine Bitumenumhüllung, eine Sinterung, eine Zementumhüllung und/oder eine Laminierung der Schweißverbindung in Frage.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Schub mittels einer Schubvorrichtung vorgetrieben. Der Schub kann in geeigneter Weise in der Startbaugrube und/oder in einer oder mehrerer der Vortriebsbaugruben auf den Rohrstrang übertragen werden.

Insbesondere erfolgt in bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schub für das Einbringen des

Rohrstrangs mittels einer Schubvorrichtung in der Startbaugrube. Hierdurch ist ein Vortrieb jedes neu in die Startbaugrube eingeführten Rohrabschnitts unmittelbar nach dem Anschweißen an den bereits vorhandenen Rohrstrang möglich. Insbesondere im Vergleich zu anderen Positionen einer Schubvorrichtung und auch im Vergleich zu alternativ denkbaren Zugvorrichtungen hat dies den Vorteil, dass keine Kommunikation über den Fortschritt der Schweißarbeit mit den Vortriebsvorrichtungen erforderlich ist, da sich die Schweißstation und die Schubvorrichtung in unmittelbare Nähe zueinander innerhalb derselben Startbaugrube befinden.

Wenn in weiterer Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schubvorrichtung in einer oder mehreren Vortriebsbaugruben angeordnet ist, können durch das Zusammenwirken mehrerer Schubvorrichtungen entlang der Rohrleitungstrasse höhere Schubkräfte aufgebracht werden. Hierdurch können auch längere und/oder schwerere und/oder größere Rohrstränge z.B. auch in Gräben mit besonders großer Reibung vorgetrieben werden.

In spezieller Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang mit Backen an einer Umfangsfläche des Rohrstrangs umgriffen und, vorzugsweise hydraulisch, geschoben. Auf dem Markt sind sog. „Pipepusher" zur Durchführung dieses Verfahrensschritts verfügbar. Derartige „Pipepusher" kommen zum Einsatz, wenn bei der Herstellung von Gewässerkreuzungen mittels HDD - (Horizontal Directional Drilling) - Verfahren im endgültigen Arbeitsgang die vorgefertigte Pipeline in das Bohrloch gezogen wird. Da bei großen Längen die Zugkräfte der HDD- Einheit nicht ausreichen, werden dort zusätzlich „Pipepusher" benutzt, welche den Rohrleitungsstrang mit Hydraulikzylindern in das Bohrloch hineinschieben. Bei diesen Verfahren addiert sich die Zugkraft des HDD- Riggs mit der Schubkraft des „Pipepushers" zu einer Gesamtvortriebskraft.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die „Pipepusher" sowohl alleine als auch im Verbund mit mehreren Pipepushern in mehreren Vortriebsbaugruben als auch in Verbindung mit Zugvorrichtungen zum Einsatz kommen.

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Graben geflutet. Auch durch diese Maßnahme wird sowohl eine Reibungsverminderung beim Vortrieb des Rohrstrangs erzielt als auch eine Verminderung der Gefahr von Beschädigungen des Rohrstrangs und insbesondere der Schweißverbindungen. Das Fluten der Rohrsohle bietet sich insbesondere an, wenn das Leitungsniveau in der Nähe des Grundwasserspiegels verläuft.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : eine schematische Draufsicht auf eine Baustelle zur Verlegung einer unterirdischen Rohrleitung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Schweißstation in einer

Baugrube eingesetzt wird;

Figur 2: eine seitliche Schnittansicht einer Baustelle, bei der gemäß einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schweißstation oberirdisch angeordnet ist;

Figur 3: einen vertikalen Schnitt entlang der Linie HI-III in der Figur 1 ;

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Baustelle für eine über Land zu verlegende Pipeline 1 , wobei die Pipeline 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verlegt wird.

Rechts in der Figur 1 ist eine Startbaugrube 3 zu erkennen. Die Startbaugrube 3 hat in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 eine

Längsausdehnung 5. Die Längsausdehnung 5 der Startbaugrube 3 setzt sich zusammen aus einer Arbeitslänge, entsprechend der Länge der Laser-Orbitalschweißstation, sowie einer Länge der Rohrabschnitte 6, damit diese in horizontaler Ausrichtung in die Startbaugrube 3 passen, um mit dem bereits in den Rohrgraben 18 vorgetriebenen Rohrstrang mittels der in der Startbaugrube 3 untergebrachten Schweißstation 7 verschweißt zu werden.

Im Innern der Startbaugrube 3 befindet sich ein Rohrabschnitt 6. Ferner befindet sich in der Startbaugrube 3 eine nur schematisch durch ein Rechteck angedeutete Laser-Orbitalschweißstation 7. Außerdem ist innerhalb der Startbaugrube 3 ein Rohrpusher 8 untergebracht. Der Rohrpusher 8, welcher ebenfalls nur schematisch dargestellt ist, weist ein paar Backen 9 zum Herstellen einer Druckverbindung mit den Rohrabschnitten 6 auf. Die Backen 9 sind über ein Gestänge 10 mit einem Widerlager 11 verbunden. Die Widerlager 11 sind im Erdreich der Startbaugrube 3 in üblicher Weise gestützt.

In einem Abstand 12 von der Startbaugrube 3 sind entlang der Rohrleitungstrasse 4 zwei Vortriebsbaugruben 13 zu erkennen. In jeder Vortriebsbaugrube 13 ist jeweils ein Rohrpusher 8 installiert. Die Rohrpusher 8 entsprechen bezüglich des Aufbaus dem Rohrpusher 8 in der Startbaugrube 3. Jedoch sind die Rohrpusher 8 in den beiden Vortriebsbaugruben 13 an den Rückwänden 14 des Erdreichs der Vortriebsbaugruben 13 mit den Widerlagern 11 gestützt.

Entlang der Rohrleitungstrasse 4 ist ein Rohrgraben 18 ausgehoben, welcher auch durch die Vortriebsbaugruben 13 und die Startbaugrube 3 verläuft.

Die Rohrabschnitte 6 sind jeweils an Schweißstellen 16 miteinander verschweißt.

Der Rohrgraben 18 ist mit ringförmigen Dichtungen 21 gegen die Startbaugrube 3 und die Vortriebsbaugruben 13 abgedichtet. Die Dichtungen 21 umgeben die Pipeline 1 ringförmig.

In dem Rohrgraben 8 sind seitliche Führungsrollen 22, deren Achse vertikal orientiert ist, vorhanden, welche die Pipeline 1 beim Vortrieb führen und verhindern, daß die Pipeline entlang der Seitenwände des Rohrgrabens 8 reibt. Die Führungsrollen können entlang der gesamten Länge des Rohrgrabens angeordnet sein. In der Figur sind ist lediglich ein Paar eingezeichnet. Ferner sind in der Rohrsohle 17, also am Boden des Rohrgrabens 18, Stützrollen 23 vorhanden, deren Achse horizontal ausgerichtet ist. Die Stützrollen 23 dienen dazu, die Pipeline 1 beim Vortrieb zu stützen. Stützrollen können an verschiedenen Orten am Boden 17 des Rohrgrabens 18 verwendet werden. In der Figur ist aus Gründen der übersichtlichkeit exemplarisch nur eine einzige Stützrolle 23 eingezeichnet. Das Ende der Pipeline 1 ist mit einem Kunststoffdeckel 24 abgedichtet.

Figur 2 zeigt eine andere Baustelle in einer vertikalen Schnittansicht, bei welcher eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, um eine Pipeline 1 zu verlegen. Zusätzlich zu den in Figur 1 dargestellten und oben beschriebenen Merkmalen erkennt man in Figur 2 die Rohrsohle 17. Die Rohrsohle 17 entspricht dem Boden des Grabens 18. Weiter ist in Figur 2 zu erkennen, dass die Laser- Orbitalschweißstation 7 nicht wie im Falle der Figur 1 in der

Startbaugrube 3 aufgestellt ist, sondern oberirdisch in einem Vorbereitungsbereich 20 auf der Geländeoberfläche 2. Der Vorbereitungsbereich 20 befindet sich in der Figur 2 rechts von dem Beginn des Rohrgrabens 18. Zwischen dem Vorbereitungsbereich 20 und dem Beginn des Rohrgrabens 18 befindet sich eine schiefe Ebene 25 mit einer jener des Rohrgrabens 18 entsprechenden Breite. Die schiefe Ebene 25 verbindet die Geländeoberfläche 2 mit der Rohrsohle 17, also mit dem Boden des Rohrgrabens 18. In der in Figur 2 gezeigten Situation befindet sich ein Rohrabschnitt 6 im Bereich der schiefen Ebene 25. In Figur 2 ist die Geländeoberfläche 2 im Bereich des Vorbereitungsbereich auf einem anderen Niveau als im Bereich des Rohrgrabens 18. Dies ist jedoch für die Erfindung unmaßgeblich. Die schiefe Ebene zur Verbindung der Geländeoberfläche 2 mit der Rohrsohle 17 ist bei einer unterirdisch zu verlegenden Pipeline in jedem Falle erforderlich, wenn die Schweißstation auf Niveau der Geländeoberfläche 2 aufgebaut wird.

Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie Ill-Ill in Figur 1. Zu erkennen ist das Haufwerk 19 rechts und links der Rohrleitungstrasse 4, wobei die Rohrleitungstrasse 4 in der Darstellung der Figur 3 senkrecht zur Zeichenebene steht. Das Haufwerk 19 besteht aus dem Fördergut. Das Fördergut besteht im wesentlichen aus dem Oberboden, der auf einem Haufen gelagert wird, und dem sonstigen Aushub, der separat davon gelagert werden muss. Beispielsweise kann der Oberboden auf dem in der Figur linken Haufwerk 19 und der sonstige Aushub auf dem in der Figur rechten Haufwerk 19 gelagert werden. In Figur 3 ist weiter ein Wasserniveau 27 eingezeichnet. Ferner ist die Stützrolle 23 in Draufsicht von vorne schematisch zu erkennen.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Verlegen einer Rohleitung anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert.

Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Schweißstation in einer Baugrube untergebracht wird, ist nachstehend anhand von Figur 1 erläutert. Zum Verlegen einer Rohrleitung 1 bestehend aus mehreren einzelnen Rohrabschnitten 6 wird zunächst die Startbaugrube 3 ausgehoben. Zum Ausheben der Startbaugrube 3 können im Rahmen der Erfindung alle gängigen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel kann zum Ausheben des Oberbodens ein Bagger verwendet werden.

Die Startbaugrube 3 wird so ausgehoben, dass deren Ausdehnung in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 im wesentlichen die Länge eines

Rohrabschnitts 6 zuzüglich der Länge der Laser-Orbitalschweißstation 7 aufweist.

In einem weiteren Schritt wird im Abstand 12 von der Startbaugrube 3 eine erste Vortriebsbaugrube 13 auf ähnliche Weise wie die Startbaugrube 3 ausgehoben. In beiden Fällen wird das Haufwerk 19 rechts und links neben den Baugruben 3, 13 auf der Geländeoberfläche 2 gelagert, wobei der Oberboden separat von dem sonstigen Aushub gelagert wird. Außerdem wird zwischen der Startbaugrube 3 und der Vortriebsbaugrube 13 der Graben 18 ausgehoben. Zum Ausheben des Grabens 18 ist im Rahmen der Erfindung prinzipiell jedes bekannte Verfahren geeignet. Es wird zwischen allen Baugruben 3, 13 entlang der Rohrleitungstrasse 4 ein zusammenhängender Graben 18 ausgehoben. Im Rahmen der Erfindung kommt es nicht auf die Reihenfolge an, in der die Baugruben bzw. der Graben ausgehoben werden.

Im nächsten Schritt wird die Laser-Orbitalschweißstation 7 in der

Startbaugrube 3 installiert. Außerdem wird in der Startbaugrube 3 sowie in jeder Vortriebsbaugrube 13 ein Rohrpusher eingebaut.

Die Baustelle ist nun zur Aufnahme der Rohrabschnitte bereit. Dazu wird ein erster Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen. Dort wird der Rohrabschnitt 6 mit den Backen 9 des Rohrpushers 8 umgriffen und über in den Figuren nicht näher dargestellte Hydraulikzylinder in den Graben 18 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in Richtung der ersten Vortriebsbaugrube 13 vorgetrieben. Der Vortrieb des ersten Rohrabschnitts 6 erfolgt in etwa soweit, bis sich das hintere Ende des Rohrabschnitts 6 im Bereich der Schweißstation 7 befindet.

Anschließend wird ein weiterer Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen, bis er horizontal ausgerichtet und an den ersten Rohrabschnitt 6 in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 anschließend angeordnet ist. In der Laser-Orbitalschweißstation 7 werden dann die Enden der beiden Rohrabschnitte 6 in einem einzigen Arbeitsgang miteinander verschweißt. Wie in den Figuren nicht näher dargestellt, wird in der Laser-Orbitalschweißstation 7 ferner eine Qualitätskontrolle der Schweißverbindung zwischen den Rohrabschnitten 6 mittels Ultraschalloder Röntgenanalyse vorgenommen. Erforderlichenfalls wird die Schweißstelle nachgebessert.

Wie ebenfalls in den Figuren nicht näher dargestellt, wird in der Laser- Orbitalschweißstation 7 außerdem ein Korrosionsschutz auf die

Schweißverbindung aufgebracht. Geeignet sind für den Korrosionsschutz eine Bitumenumhüllung, eine Sinterung, eine Zementumhüllung oder auch eine Laminierung.

Als Ergebnis dieses Verfahrensschritts gemäß der Erfindung sind zwei Rohrabschnitte 6 miteinander zu einem Rohrstrang verbunden. Dieser aus den beiden Rohrabschnitten 6 zusammengesetzte Rohrstrang wird nun wiederum mit Hilfe des Rohrpushers 8 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in den vorgefertigten Graben 18 vorgetrieben. Sofern der Rohrstrang eine

Länge aufweist, welche insgesamt betragsmäßig größer ist als der Abstand 12 zwischen der Startrohrgrube 3 und der Vortriebsbaugrube 13, wird der Rohrstrang auch von dem Rohrpusher 8 in der Vortriebsbaugrube 13 mit Hilfe der Backen 9 umgriffen und auch durch diesen Rohrpusher vorgetrieben. Die gesamte Vortriebskraft, welche auf den aus den beiden Rohrabschnitten 6 bestehenden Rohrstrang wirkt, entspricht der Summe der Vortriebskräfte der beiden Rohrpusher 8.

Der Vortrieb des Rohrstrangs erfolgt wiederum in etwa bis das eine Ende des Rohrstrangs in etwa bündig mit einer Längskante der Startbaugrube 7 ist. Daraufhin wird ein weiterer Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen und in der Laser-Orbitalschweißstation 7 auf die oben beschriebene Weise mit dem Rohrstrang verschweißt. Wiederum wird eine Qualitätskontrolle mit Ultraschall oder Röntgen durchgeführt und ein Korrosionsschutz auf die Schweißverbindung aufgetragen. Auch nach Fertigstellung dieser Schweißverbindung wird der nunmehr aus drei Rohrabschnitten 6 bestehende Rohrstrang mit Hilfe der Rohrpusher 8 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in den Graben 18 vorgetrieben. Wenn die Gesamtlänge des Rohrstrangs aus den drei Rohrabschnitten 6 dafür ausreichend ist, wird der Rohrstrang nunmehr auch durch den in der zweiten Vortriebsbaugrube 13 vorhandenen Rohrpusher 8 umgriffen und vorgetrieben. In diesem Falle tragen sowohl der Rohrpusher 8 in der Startbaugrube 3, als auch der Rohrpusher 8 in der ersten Vortriebsbaugrube 13, als auch der Rohrpusher 8 in der zweiten Vortriebsbaugrube 13 zum Vortrieb des Rohrstrangs 3 bei.

Der Schweißvorgang in der Laser-Orbitalschweißstation 7 inklusive

Qualitätssicherung und nachlaufender Umhüllung bzw. Erstellung eines Korrosionsschutzes kann in einer Taktzeit von etwa zehn Minuten in einem einzigen Arbeitsgang vorgenommen werden. Im Unterschied dazu sind bei konventionellen Schweißverfahren auf Basis von MAG-

Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) üblicherweise mehrere Arbeitsgänge erforderlich, welche bei dem weiter oben geschilderten herkömmlichen Verfahren zum Verlegen von Pipelines in fünf bis sechs separaten, entlang der Rohrleitungstrasse 4 hintereinander aufgestellten Schweißstationen durchgeführt werden müssen.

Das Laser-Orbitalschweißverfahren ist also besonders gut zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, da es mit einem kompakten Gerät durchgeführt werden kann, welches in die Startbaugrube eingebaut werden kann.

Auf die beschriebene Weise wird eine gewünschte Anzahl von

Rohrabschnitten 6 zum Bau der gesamten Pipeline eingebaut. Hierzu ist mit großem Vorteil nur an isolierten, in Abständen 12 zueinander angeordneten Baugruben 3, 13 ein minimaler Bodenaushub zusätzlich zu dem Rohrgraben 18 erforderlich, so dass die Umwelt und/oder landwirtschaftliche Produktionsflächen weitestgehend geschont werden. Entlang der gesamten Länge der Rohrleitungstrasse 4 muß lediglich ein schlitzartiger Rohrgraben 18 ausgehoben werden. Eine weitere Entlastung der Umwelt ergibt sich durch den Wegfall eines sehr breiten Arbeitsstreifens um die Rohrleitungstrasse 4 herum.

Der Arbeitsstreifen kann wegfallen, da durch den Einsatz des Laser- Orbitalschweißgerätes 7 in der Startbaugrube 3 eine Verschweißung der Rohrabschnitte 6 entlang des Grabens 18 entfällt. Stattdessen erfolgt das Schweißen zentral ausschließlich in der Startbaugrube 3, wobei jeweils sukzessive einzelne Rohrabschnitte 6 an den bereits im Graben 18 vorhandenen Rohrstrang angeschweißt werden. Der Einsatz des Laser- Orbitalschweißgerätes 7 ermöglicht hierbei extrem geringe Taktzeiten von ca. zehn Minuten für den Schweißvorgang. Das Zusammenwirkung einer Vielzahl von in Vortriebsbaugruben 13 installierten Rohrpushern 8

ermöglicht den Vortrieb des Rohrstrangs in den Graben 18 auch über mehrere Kilometer. Besonders vorteilhaft ist, dass die Schweißstation 7 fest in der Startbaugrube 3 verbleibt, wobei Schweißvorgänge in dieser Startbaugrube 3 oder in mehreren Gruben -durchgeführt werden. Auch eine Materialanlieferung und/oder Lagerung, insbesondere von Rohrabschnitten 6, wird ausschließlich in der Umgebung der Startbaugrube 3 durchgeführt. Die Umwelt und/oder landwirtschaftliche Produktionsflächen werden durch diese Maßnahme weitestgehend geschont.

Auf diese Weise ist gemäß der Erfindung ein erstes Verfahren zum Verlegen einer aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung entlang einer Rohrleitungstrasse 4 vorgeschlagen, welches minimalen Bodenaushub und minimale Oberflächenbenutzung sicherstellt, und geeignet ist, Pipelines über mehrere Kilometer herzustellen und vorzutreiben.

Eine weitere bevorzugte Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert. Abweichend von der Situation gemäß Figur 1 entfällt hier das Ausheben einer Startbaugrube. Stattdessen werden der erste Rohrpusher 8 und die Schweißstation 7 außerhalb des Grabens 18 oberirdisch in einem

Vorbereitungsbereich 20 auf der Geländeoberfläche 2 aufgestellt. Ferner wird ein Zuleitungsgraben, dessen Grund eine schiefe Ebene 25 aufweist, ausgehoben. Der Grund des Zuleitungsgrabens hat im Vorbereitungsbereich 20 das Niveau der Geländeoberfläche 2 und verläuft entlang der schiefen Ebene 25 in zunehmender Tiefe bis auf das Niveau des Bodens 17 des Rohrgrabens 18.

Nachdem der Zuleitungsgraben mit den beschriebenen Parametern ausgehoben worden ist, werden oberirdisch in der Schweißstation zwei

Rohrleitungsabschnitte 6 in der oberirdisch angeordneten Schweißstation 7 miteinander zu einem Rohrleitungsstrang verschweißt. Anschließend wird dieser aus zwei Rohrleitungsabschnitten 6 bestehende Rohrleitungsstrang mit Hilfe des Rohrpushers 8 über die schiefe Ebene des Zuleitungsgrabens in den Rohrgraben 18 vorgetrieben. Aufgrund der Elastizität des Rohrleitungsstranges ist dies möglich. Der Vortrieb des Rohrleitungsstranges wird gestoppt, sobald das hintere Ende des hinteren Rohrleitungsabschnittes 6 innerhalb der Schweißstation 7 angelangt ist.

In diesem Stadium wird ein weiterer Rohrleitungsabschnitt 6 von hinten (also in der Figur rechts) in die Schweißstation 7 eingeführt und mit dem Rohrleitungsstrang ausgerichtet. Anschließend wird der weitere Rohrleitungsabschnitt 6 mit dem Rohrleitungsstrang verschweißt. Außerdem werden oberirdisch - innerhalb oder außerhalb der Schweißstation 7 - die Qualitätskontrolle und die Korrosionsschutzmaßnahmen vorgenommen. Der auf diese weise verlängerte Rohrleitungsstrang wird anschließend mit dem Rohrpusher 8 über die schiefe Ebene 25 des Zuleitungsgrabens in den Rohrgraben vorgetrieben. Der Vorschubmechanismus entspricht dem in Zusammenhang mit Figur 1 erläuterten. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt das Schweißen somit ebenfalls zentral ausschließlich in dem stationären Vorbereitungsbereich 20. Jedoch ist abweichend von der Situation gemäß Figur 1 die Schweißstation oberirdisch aufgebaut.

Sowohl bei der Verfahrensvariante gemäß Figur 1 als auch bei jener gemäß Figur 2 können erfindungsgemäß die folgenden Maßnahmen zur Erleichterung/Verbesserung des Vortriebs eingesetzt werden. Zur Erreichung einer seitlichen Führung könne im Rohrgraben 18 seitliche Führungsrollen 22 installiert werden, welche dazu dienen, daß der Rohrstrang seitlich nicht in Berührung mit der Seitenwand des

Rohrgrabens 18 gerät, sondern unter Minimierung der Reibung von den seitlichen Führungsrollen 22 geführt wird.

Ferner können am Boden 17 des Rohrleitungsgrabens 18 in geeignet gewählten Abständen Stützrollen 23 eingebaut werden, welche den Rohrleitungsstrang beim Vortrieb in vertikaler Richtung stützen und einen direkten Abrieb des Rohrleitungsstrangs am Boden 17 des Rohrgrabens 18 verhindern.

Schließlich kann alternativ oder zusätzlich zu den oben erläuterten Maßnahmen zur Erleichterung des Vortriebs der Graben 18 geflutet werden. Aufgrund des Auftriebs des Rohrleitungsstranges und wegen der Schmierung durch das Flutungswasser verringert sich hierdurch der Widerstand beim Vortrieb beträchtlich. Um zu verhindern, daß beim Fluten des Grabens 18 die Startbaugrube und/oder die Vortriebsbaugruben ebenfalls geflutet werden, sind die ringförmigen Dichtungen um den Rohrstrang vorgesehen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Pipeline

2 Geländeoberfläche

3 Startbaugrube

4 Rohrleitungstrasse

5 Längsausdehnung

6 Rohrabschnitt

7 Laser-Orbitalschweißstation

8 Rohrpusher

9 Backen

10 Gestänge

11 Widerlager

12 Abstand

13 Vortriebsbaugrube

14 Rückwand

15 Schlitz

16 Schweißstelle

17 Rohrsohle

18 Graben

19 Haufwerk

20 Vorbereitungsbereich

21 ringförmige Dichtung

22 seitliche Führungsrolle

23 Stützrolle

24 Kunststoffdeckel

25 schiefe Ebene

26 Wasserniveau