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Lern-Referenz · Erdkabelbau

Ensdorf – 110-kV-Kabeltrasse mit thermischer Bettung

Mehrlagige Kabelschutzrohre in wechselndem Baugrund

Eckdaten

Das Projekt auf einen Blick

Spannungsebene
110 kV
Bauweise
Offener Kabelgraben
Rohrsystem
Mehrlagige Kabelschutzrohre
Baugrund
Heterogene und teils bindige Böden
Bettung
Thermisch stabilisierender RSS-Flüssigboden
Material
Aufbereiteter örtlicher Aushub
Nachweise
Rohrstatik, Auftrieb, Verformung und Setzung
Wärmeleitfähigkeit
Planungsziel λ > 1,5 W/(m·K)

Im Umfeld des Umspannwerks Ensdorf war eine neue 110-kV-Kabeltrasse mit mehreren Lagen von Kabelschutzrohren herzustellen. Die offene Grabenbauweise traf auf heterogene Bodenschichten, wechselnde Kornverteilungen, örtliche Auffüllungen und unterschiedliche Bodenfeuchten.

Während des Einbaus mussten die Rohrlagen gegen Auftrieb gesichert werden. Im späteren Betrieb waren Rohrverformungen unter Verkehrslast und eine gleichmäßige Lastverteilung im Bettungsbereich zu beachten.

Die Verlustwärme der elektrischen Leiter stellte zusätzliche Anforderungen an die Bettung. Die Wärmeabfuhr sollte langfristig funktionieren; dafür waren sowohl die Eigenschaften des Bettungsmaterials als auch der Kontakt zu den Schutzrohren maßgeblich.

Problemstellung

Die Kernprobleme

1

Wechselnder Baugrund

Problem

Heterogene, teils bindige Schichten und örtliche Auffüllungen machten eine gleichmäßige konventionelle Bettung aufwendig.

Lösungsansatz

Die örtlichen Böden wurden als möglicher Rezepturbestandteil bewertet.

2

Auftrieb der Rohrlagen

Problem

Mehrlagige Kabelschutzrohre können beim Einbau in fließfähiges Material aufschwimmen und ihre Lage verändern.

Lösungsansatz

Einbau und Lagesicherung werden aufeinander abgestimmt.

3

Wärmeabfuhr im Betrieb

Problem

Verlustwärme der Leiter muss dauerhaft über die Bettung abgeführt werden. Ringspalte verschlechtern den Kontakt.

Lösungsansatz

Material und Rohrumschließung werden gemeinsam thermisch betrachtet.

4

Rohrverformung unter Verkehrslast

Problem

Ungleichmäßige Bettung und lokale Verdichtungskräfte können die Schutzrohre verformen.

Lösungsansatz

Die mechanischen Eigenschaften der Bettung werden mit der Rohrstatik abgeglichen.

5

Schwankende Eigenschaften des Aushubs

Problem

Wassergehalt und Kornverteilung des örtlichen Bodens ändern sich entlang der Trasse. Eine feste Mischung passt nicht zwangsläufig zu jeder Charge.

Lösungsansatz

Aufbereitung und Rezepturziele werden an das Material angepasst.

6

Thermik und Statik gleichzeitig

Problem

Eine Mischung muss sowohl die Wärmeabfuhr als auch Fließfähigkeit, Rückverfestigung und Lastverteilung erfüllen.

Lösungsansatz

Ein Prüfkonzept bezieht alle Zielparameter aufeinander.

Bildstrecke

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Inhalt der vollständigen Referenz

9 Abschnitte
  1. Baugrund und Aushubmaterial Wechselnde Bodenschichten, Eigenfeuchten und örtliche Auffüllungen im Kabelgraben.
  2. Rohrsysteme und geotechnische Nachweise Auftrieb, Rohrverformung, Lastverteilung und Setzung der mehrlagigen Schutzrohre.
  3. Thermische Anforderungen der Kabeltrasse Wärmeabfuhr über die Bettung und den Kontakt zu den Schutzrohren.
  4. Aufbereitung des örtlichen Bodens Aushub als Rezepturbestandteil anstelle eines vollständigen Bodenaustauschs.
  5. Einbau und Umschließung der Schutzrohre Fließfähiger Einbau ohne lagenweise Verdichtung an den Rohrsystemen.
  6. Materialparameter und Prüfkonzept Ausbreitmaß, Absetzverhalten, Steifigkeit und Wärmeleitfähigkeit abstimmen.
  7. Bodenschutz und Materialkreislauf Wiederverwendung des Aushubs und Vermeidung unerwünschter Wasserwege.
  8. Übertragbarkeit und Grenzen Thermik, Baugrund und Rohrstatik gemeinsam planen.
  9. Fotodokumentation Bilder zu Boden, Rohrlagen, Flüssigbodeneinbau und fertiger Trasse.