MODERNE GUSSROHRTECHNIK ALS ANTWORT AUF SCHWIERIGE BODENVERHÄLTNISSE

Autor: Andreas Pointinger , 15.06.2016

Die norditalienische Gemeinde Cortina d’Ampezzo in der Region Venetien wird seit Sommer des Vorjahres durch ein neu errichtetes Kleinwasserkraftwerk mit sauberem Strom versorgt.

Als größte Hürde für das Projekt deutete sich bereits bei den im Vorfeld angestellten Planungen die Herstellung der Druckrohrleitung (DRL) an. Deren einzig machbare Trassenführung verläuft nämlich im Bereich eines Rutschhanges, der insbesondere in den Frühlingsmonaten erhebliche Erdbewegungen aufweist. Eine Lösung für die schwierigen Bodenverhältnisse konnte in Zusammenarbeit mit der Tiroler Rohre GmbH (TRM) gefunden werden.

Mehr als ein Fünftel des gesamten italienischen Strombedarfs wurde im Jahr 2014 bereits durch die Nutzung von Wasserkraft gedeckt. Weil durch strenge Umweltauflagen neue Großwasserkraftprojekte nur mehr in Ausnahmefällen eine Genehmigung erhalten, forcieren Investoren und Betreiber verstärkt den Kleinwasserkraftsektor. Diesem Streben nach umweltfreundlicher Energieproduktion mit lokal vorhandenen Ressourcen ist auch die Entstehung des Kraftwerks Costeana am gleichnamigen Gewässer zu verdanken. Betrieben wird die Anlage von der „Regole d’Ampezzo“ in der vor allem durch den alpinen Skisport bekannten Gemeinde Cortina d’Ampezzo. Dabei handelt es sich um eine Gesellschaft mit Bürgerbeteiligung, die sich für den Erhalt und Pflege der regionalen Landschaft und Natur einsetzt. Durch den Anlagenbau gewinnt die Betreibergesellschaft in ihrer Heimatregion erstmals eigenen Strom aus Wasserkraft. Zur Stromgewinnung setzt man auf zwei baugleiche Pelton-Turbinen des Herstellers „Maierhofer Brida“, welche jeweils auf eine Ausbauwassermenge von 550 l/s ausgelegt sind. Bei einer Bruttofallhöhe von 103 m erreichen die Maschinen eine Leistung von je 500 kW, wodurch sich im Regeljahr rund 4,5 GWh Ökostrom erzeugen lassen.

KEINE STANDARD-LEITUNG
„Den aufwändigsten Teil der Kraftwerksbauarbeiten stellte definitiv die Ausführung der insgesamt rund 1.600 m langen DRL mit einer durchgängigen Dimension von DN 900 dar“, erklärt der für den italienischen Raum zuständige TRM-Vertriebsprofi Luca Frasson und führt weiter aus: „Und zwar deshalb, weil die einzig mögliche Rohrtrasse im mittleren Abschnitt auf einer Länge von rund 400 m im Bereich eines Rutschhanges verläuft. Im Vorfeld der Bauarbeiten angestellte geologische Untersuchungen hatten ergeben, dass der Hang beim Einsetzen der Schneeschmelze sich bis zu 2 cm pro Monat bewegt.“ Ein Ausweichen mit der Rohrleitung auf einen anderen Trassenverlauf war aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Rutschhangbereich keine Alternative, weswegen sich die Planer eine andere Herangehensweise überlegen mussten.

GEMEINSAM ZUM LÖSUNGSWEG
Eine Lösung für das Problem erarbeitete „Regole d’Ampezzo“-Projektleiter Roland Bernardi gemeinsam mit dem TRM-Ingenieur Massimiliano Fellin. Das auf Gussrohre spezialisierte Unternehmen hat mit seinen Produkten zwar bei einer Vielzahl von europaweiten Wasserkraftprojekten seine Qualitäten unter Beweis gestellt, die DRL für das Kraftwerk Costeana stellte aber auch für TRM Neuland dar. Obwohl schub- und zuggesicherte Rohrverbindungen durchaus zum Standardprogramm von TRM gehören, musste für das Wasserkraftprojekt in Cortina d‘ Ampezzo eine Speziallösung gefunden werden. Dabei griff man auf Komponenten zurück, die bislang nur bei Rohrsystemen für Beschneiungsanlagen für Skigebiete zur Anwendung gekommen waren: Dehnungselemente innerhalb einer erdverlegten DRL.

DEHNUNGSSTÜCKE SORGEN FÜR NÖTIGEN AUSGLEICH
Um einen Bruch der DRL bei Hangbewegungen zu verhindern, verbaute man im Bereich des Rutschhanges insgesamt 3 speziell angefertigte Dehnungsstücke. Diese Ausgleichsstücke sind als eine Art Überschubmuffe konzipiert, worin die Rohre sich auch im eingebauten Zustand jeweils bis zu 800 mm in Längsrichtung bewegen können. „Obwohl sich dieses System bei kleineren Dimensionen bis zu DN 300 schon vielfach bewährt hatte, mussten die TRM-Entwickler für die Anlage Costeana Sonderbauteile mit dem dreifachen Durchmesser entwerfen“, er erklärt Luca Frasson. Außerdem sollte die Trasse im Bereich des Rutschhanges nicht linear sondern „U-förmig“ verlaufen, um bei geologischen Verschiebungen eine zusätzliche Entlastung für die DRL zu schaffen. Diesen Trassenverlauf realisierte man durch den Einsatz von 4 Rohrbögen mit einer Abwinkelung von jeweils 22 Grad. Als zusätzliche Kontrollmöglichkeit baute man an den Dehnungsstücken geräumige Wartungsschächte sowie mehrere Messvorrichtungen, an welchen die Hangbewegungen mittels GPS kontinuierlich und genauestens beobachtet werden können.

GUSS VEREINT VIELE VORTEILE
Die Verlegung der duktilen Gussrohre fand während einer Hitzeperiode im August des Vorjahres statt und nahm etwa 2 Wochen in Anspruch. Der Wettergott meinte es dabei mehr als gut, immerhin fiel das Thermometer tagsüber niemals auf weniger als 30 Grad im Schatten. Weil die DRL ober- beziehungsweise unterhalb des Rutschhanges aus Stahl besteht, mussten jeweils etwa 30 m außerhalb des Rutschbereiches Übergangsstücke eingesetzt werden. Um keinesfalls ein Risiko bei etwaigen Hangbewegungen einzugehen, stellte man für die Übergänge auf Stahl massive Schweißverbindungen her. Beim Verbinden der Gussrohre hingegen kam das von TRM selbst entwickelte BLS-Muffensystem zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine längskraftschlüssige Muffenverbindung, die neben ihrer anwenderfreundlichen Verlegungsweise noch weitere überzeugende Vorteile mit sich bringt. Die einzelnen Rohre werden durch Zusammenstecken schnell und sicher zu einem 100% wasserdichten System verbunden. Somit entfallen aufwändige Schweißarbeiten, Prüfvorgänge, nachträgliche Oberflächenbehandlung oder das unnötige Offenhalten von Rohrgräben. Die simple Verlegung erspart Zeit und kann in der Regel durch die jeweiligen Baufirmen selbst erfolgen. Infolge der Aufnahme von Zugkräften durch die Verbindung erspart man sich zudem die Errichtung von Betonwiderlagern an Krümmern. Außerdem ist zur Einbettung der Gussrohre kein gesondertes Füllmaterial nötig, unmittelbar nach dem Verlegeschritt kann die Baugrube mit dem Aushubmaterial zugeschüttet werden. Für den Gussabschnitt der DRL des Kraftwerks Costeana wählte man eine Verlegetiefe von durchschnittlich 2,5 m, wobei die Rohre eine Druckstufe von PN 32 aufweisen. Die erfolgreich durchgeführte Dichtheitsprobe nach dem Abschluss der Bauarbeiten erfolgte mit dem 1,2-fachen des Betriebsdruckes.

BEWÄHRUNGSPROBE BESTANDEN
Mittlerweile produziert die Anlage bereits seit gut einem dreiviertel Jahr sauberen Strom. Nach der Erstinbetriebnahme im Herbst erwarteten sowohl die Betreiber als auch die TRM-Vertreter gespannt die erste Bewährungsprobe der DRL beim Einsetzen der Schneeschmelze – welche das Rohrsystem erwartungsgemäß mit Bravour bestanden hat. Trotz kontinuierlicher Hangbewegung versieht die Kraftwerksleitung zuverlässig ihren Dienst und weist keinerlei Undichtigkeiten auf. Bei TRM sieht man das geglückte Projekt gleich in zweifacher Hinsicht als positives Beispiel an: Zum einen haben sich die duktilen Gussrohre im schwierigen Gelände als richtige Lösung erwiesen, wodurch man die Ansprüche des Kunden vollauf erfüllte. Zum anderen erhielt man anhand der technischen Lösung wertvollen Erfahrungszuwachs, der sich bei der Umsetzung zukünftiger Herausforderungen garantiert noch als sehr nützlich erweisen wird.

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höchste materialansprüche

gross

 

Gebaut für den Einsatz bei höchsten Materialansprüchen. Die duktilen Gussrohre der Tiroler Rohre GmbH halten durch ihre schub-und zugsichere Ausführung auch massiven Hangrutschungen und Setzbewegungen stand.

Foto: TRM

mehr flexibiltiät

Einbau DehnungsstAck angepasst

 

Durch die Verwendung von Insgesamt 3 speziell angefertigten
Dehnungsstücken erhält die DRL ihre benötigte Flexibilität.

Foto: TRM

wassererfassung

Wasserfassung angepasst

 

Von der Wasserfassung gelangt das Triebwasser über die rund 1,6 km lange DRL zu seiner hydroenergetischen Verwertung durch zwei baugleiche Pelton-Turbinen mit einer Leistung von jeweils 500 kW.

Foto: TRM

vier rohrbögen

Rohrverlegung Hochformat angepasst bearbeitet 1

 

Mit dem Einbau von 4 Rohrbögen erreichte man eine zusätzliche Entlastung der DRL.

Foto: TRM

kurze bauzeit

DRL mit DehnungsstAck lang angepasst

 

Innerhalb von nur 2 Wochen verlegte man im vergangenen Sommer den rund 400 m langen Gussrohrabschnitt. Die erste Bewährungsprobe hat die DRL beim Einsetzen der Schneeschmelze bravourös gemeistert.

Foto: TRM

bewegliche rohre

Einbau DehnungstAck Hochformat angepasst

 

Innerhalb der 3 Dehnungsstücke können sich die Rohre jeweils bis zu 800 mm in Längsrichtung bewegen.

Foto: TRM