Bohrarbeiten für Sanierung eines Wasserkraftwerks

Ein solches Wasserstauwerk am Fluss Wachsch ist das Wasserkraftwerk Nurek, das ab 1961 erbaut und in den Jahren 1972 bis 1979 stufenweise mit insgesamt neun Generatoren und einer Leistung von 3 GW in Betrieb genommen wurde. Es besitzt mit einer maximalen Höhe von 300 m die höchste Talsperre der Welt und ist in der Lage, ganz Tadschikistan mit elektrischer Energie zu versorgen. Seit 2019 wird die erste Phase der Modernisierung des Wasserkraftwerkes, bei der drei Generatoren ersetzt werden, durch die Firma Andritz Hydro GmbH aus Österreich ausgeführt.

Entnahmestellen geplant

Für die Kühlung der neu einzusetzenden Generatoren wurden neue Wasserentnahmestellen geplant, die das Wasser dem Ablaufkanal nach den Turbinen entnehmen sollen. Dafür mussten pro Generator jeweils zwei Wasserkanäle in die Stahlbetonkonstruktion gebohrt werden. Jeder Wasserkanal besteht aus einem vertikalen Teil mit einer Länge von bis zu 4,7 m und einem horizontalen Teil von bis zu 1,7 m. Die Wasserkanäle mit einem Durchmesser von 55 cm sollen im Diamantkernbohrverfahren hergestellt werden. Ursprünglich sollte die Umsetzung der Kernbohrarbeiten durch ein tadschikisches Unternehmen erfolgen. Dieses verfügte jedoch bis zu dem Zeitpunkt noch nicht über Erfahrung mit größeren Bohrdurchmessern und den in der Aufgabenstellung geforderten Tiefen. Daher ließ es sich für diesen Einsatz von einem Hersteller von Diamantwerkzeugen und Maschinen beraten und ausrüsten. Die gelieferte Ausrüstung enthielt einen Satz von acht Bohrkronen von 50 bis 400 cm Länge in einer Abstufung von 50 cm, durchgehend besetzt mit Diamantsegmenten von 4,5 mm Breite, ferner einen Bohrständer für Kernbohrungen mit Verlängerung, der eher für mittelgroße Durchmesser geeignet ist, sowie einen Hochfrequenzbohrmotor mit einer Leistung von 5,5 kW. Nachdem die Ausrüstung geliefert worden war, hat sich das tadschikische Unternehmen laut eigener Angabe nicht zugetraut, diese Arbeiten mit der verfügbaren Ausrüstung auszuführen.

Da die Andritz Hydro GmbH eine längere Zusammenarbeit mit der Norbert Braun GmbH im Bereich Seilsägen und Bohren verbindet, wurde die Norbert Braun GmbH um eine Beratung und eventuelle Durchführung der Kernbohrarbeiten gebeten. Es wurde empfohlen, einen stärkeren Bohrmotor von 7,5 kW zu wählen, wie zum Beispiel den Weka SR7508 Jumbo, und einen Doppelsäulen-Bohrständer BBD 6W der Braun Rückbautechnologien GmbH, der eine stabilere Bauweise hat und die stark wirkenden Kräfte besser aufnehmen kann. Zudem hielten die Norbert Braun GmbH für unvermeidbar, die Bohrkronen vor Ort mit breiteren Segmenten auszustatten. Die Andritz Hydro GmbH hat den Auftrag erteilt, die vorgeschlagene Ausrüstung zu liefern und die Bohrarbeiten an dem ersten auszutauschenden Generator auszuführen. Für die Umsetzung der Bohrarbeiten wurden zwei Mitarbeiter entsandt. Ein kleiner Reiseexkurs: Die Luftlinienentfernung zwischen Frankfurt und Nurek beträgt etwa 4900 km. Der Flug nach Duschanbe, der Hauptstadt von Tadschikistan, führt über Istanbul und dauert mit Umsteigen circa zwölf Stunden. Die anschließende Fahrtzeit nach Nurek beträgt weitere zwei bis drei Stunden.

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Segmente abgelötet

Die Bohrkronensegmente der sechs kürzeren Bohrkronen wurden von uns vor Ort abgelötet. Jeweils zwei Bohrkronen wurden, nach Länge abgestuft, mit 8, 6 und 5 mm breiten Diamantsegmenten der Firma Tyrolit (Spezifikation B67) neu besetzt. Die zwei längsten Bohrkronen wurden nicht verändert und behielten ihre ursprüngliche Segmentbreite von 4,5 mm.

Die Versorgung mit Werkzeug und Verbrauchsmaterial in Tadschikistan stellte sich als sehr schwierig dar. So konnte kein Azetylen bereitgestellt werden und einer unserer Mitarbeiter war nahezu ganztags damit beschäftigt, mit Propangas und einem zu klein dimensionierten Brenner Diamantsegmente auf- und ab- zulöten.

Auch war die Raumhöhe zu niedrig, um die langen Bohrkronen senkrecht aufrichten und montieren zu können. Daher wurde kurzerhand die darüber liegende Decke entsprechend aufgebohrt, was auch den Vorteil hatte, dass ein vorhandener Hallenkran im darüber liegenden Geschoss zur Montage der Bohrkronen und zum Ausbau der Bohrkerne genutzt werden konnte. Die ursprünglich gelieferten Bohrkronen von maximal 4 m Länge waren zu kurz, um Bohrtiefen von 4,7 m zu erzielen. Daher musste zuerst über 1 m tief angebohrt und der Bohrkern mit hoher Bewehrung ausgebrochen werden, um die angestrebte Bohrtiefe mit der 4 m langen Krone am Ende erreichen zu können.

Stellenweise Hohlräume

Der Zuschlag in dem Beton war sehr grobkörnig, wodurch im Bereich der Bewehrung stellenweise Hohlräume entstanden sind. Die Bewehrung war an diesen Stellen lose und führte zu großen Problemen beim Bohren. Dies führte in einem Fall zu einem kompletten Segmentverlust in etwa 3,5 m Tiefe, sodass der Bohrkern vollständig ausgestemmt werden musste, um die verlorenen Segmente zu bergen und die Bohrarbeiten fortzusetzen.

Nachdem die zwei senkrechten Kopflöcher hergestellt wurden, wurde die komplette Ausrüstung in den Ablaufkanal umgesetzt, um die waagerechten Löcher als Querverbindung herzustellen. Da bei den beiden Kopflöchern das jeweils letzte Stück Kern gebrochen wurde, jedoch wegen der Längseisen nicht demontiert werden konnte, wurden diese beiden Kernstücke durch die waagerechten Bohrlöcher gekappt. Eins der Bohrlöcher hatte einen Versatz von etwa 2 cm, das andere Loch wurde exakt getroffen. Insgesamt war der Einsatz in dem mit herrlicher Natur und freundlichen Menschen gesegneten Land für die Mitarbeiter sehr interessant, auch wenn wegen der Nachbarschaft zu Afghanistan und dem damit verbundenen teilweise starken religiösen Fanatismus unter für Mitteleuropäer ungewohnt hohen Sicherheitsvorkehrungen gearbeitet und gelebt werden musste.