Laying protective pipes for the energy transition with E-Power Pipe
In the course of the numerous grid expansion projects in Germany, a large number of obstacles such as existing infrastructure, rivers or protected areas have to be crossed by laying underground cables. In December, Herrenknecht handed over an E-Power Pipe machine to Heitkamp Construction Swiss GmbH. With E-Power Pipe®, cable protection pipes can be installed quickly and safely underground over long distances of more than a kilometer without the need for trenches. Heitkamp Swiss will use the E-Power Pipe machine in grid expansion projects such as SuedLink.
January 21, 2025, Schwanau, Germany. In Germany alone, the upcoming network expansion projects will require around 4,500 so-called crossings. Crossings are the most challenging sections of underground high-voltage cable routes. Trenchless technologies are essential for overcoming geographical obstacles such as rivers, swamps and wetlands, for protecting nature reserves and recreational areas, groundwater zones, the landscape and valuable agricultural land, or for passing under transport infrastructure, supply and disposal lines or buildings. Herrenknecht offers a range of tunneling, drilling and laying technologies for this purpose.
The innovative Herrenknecht E-Power Pipe method is used for trenchless installation of protective pipes at shallow depths. Both pressure-resistant and non-pressure-resistant product pipes can be laid quickly, safely and precisely over long distances of up to two kilometers. The two-phase process integrates aspects of proven horizontal directional drilling (HDD) and pipe jacking (microtunnelling).
Fully remote-controlled tunnel boring machine
The centerpiece is the fully remote-controlled AVNS350XB jacking machine, which is designed for lengths of over 1,000 meters with a drilling diameter of 505 millimeters. The machine can follow the planned route with a high degree of precision, safely passing under existing infrastructure such as pipelines, roads, railways or smaller bodies of water. Individual drillings can be realized at a small distance of only 1–2 meters and thus several lines can be laid in parallel.
The tunneling machine is equipped with a jet pump and an integrated hydraulic unit. Up to now, the cramped space conditions limited technical possibilities for the removal of material over longer sections using conventional methods and thus also restricted the possible jacking length so far. By using the jet pump to remove the excavated material, jacking distances up to 10 times longer can be realized at high speeds in the small diameter range.
The two-phase E-Power Pipe® installation process
A thrust unit is installed at the starting point, and the thrust force of this unit is used to push the jacking pipes and jacking machine along the predetermined alignment towards the target point. The borehole remains permanently and securely mechanically supported by the machine and the jacking pipes. After breaking through at the target point, the jacking machine is disconnected from the jacking pipes. The prefabricated cable protection pipe is then connected to the jacking pipes still in the borehole and pulled back through the launch shaft using the thrust unit, thus completing the deployment of the E-Power Pipe. The underground cables can then be pulled in by specialized companies.
Combining the advantages of microtunneling and HDD
“The planned bores must be very precise, with some very low and some very high overburden. The longest planned route is about 1,600 meters long and under difficult conditions,” says Philipp Kohlschreiber, CEO of HEITKAMP Construction Swiss GmbH. ”Herrenknecht is currently the only provider of a suitable technology with E-Power Pipe and is the undisputed market leader in the field of underground drilling technology with extensive expertise.”
Maximilian Bischoff, Product Manager E-Power Pipe at Herrenknecht, explains: “E-Power Pipe combines the advantages of microtunneling and HDD, thus complementing our product portfolio. In the context of current grid expansion projects, we are seeing increased interest in this innovative technology, which has already proven itself in various projects. E-Power Pipe can particularly demonstrate its strengths in long sections, near-surface bore profiles and narrow pipe corridors.”
Heitkamp Construction Swiss will be laying cable protection pipes for the extra-high voltage direct current transmission line in various construction lots of SuedLink, each in a series of sections, starting in April 2025. Heitkamp Construction Swiss has founded a new subsidiary in Germany, Heitkamp Energy Infra GmbH, for this purpose.
MACHINE DATA E-POWER PIPE®
- Machine type: AVNS350XB
- Boring diameter: 505 mm
- Max. torque: 10 kN
- Diameter of protective pipe: approx. ID250 mm to ID400 mm (ID710 mm with reamer machine)
- Installation length: > 1,000 m
- Installation depth: 1.5 m to 10 m
- Distance between lines: 1 m to 2 m
21. Januar 2025, Schwanau, Deutschland. Allein in Deutschland fallen bei den anstehenden Netzausbauprojekten rund 4.500 sogenannte Querungen an. Querungen sind die anspruchsvollsten Abschnitte unterirdischer Hochspannungskabeltrassen. Um geografische Hindernisse wie Flüsse, Sümpfe und Feuchtgebiete zu überwinden, um Naturschutz- und Erholungsgebiete, Grundwasserzonen, die Landschaft und wertvolle landwirtschaftliche Flächen zu schützen, Verkehrsinfrastrukturen, Ver- und Entsorgungsleitungen und Gebäude zu unterqueren, sind grabenlose Technologien von entscheidender Bedeutung. Herrenknecht bietet dafür verschiedene Tunnelbau-, Bohr- und Verlegetechnologien an.
Das innovative Herrenknecht E-Power Pipe-Verfahren dient der grabenlosen Installation von Schutzrohren in geringen Tiefenlagen. Über lange Distanzen von bis zu zwei Kilometern werden sowohl druckfeste als auch nicht-druckfeste Produktrohre schnell, sicher und präzise verlegt. Das zweiphasige Verfahren integriert Aspekte des bewährten Horizontal Directional Drilling (HDD) sowie des Rohrvortriebs (Microtunnelling).
Komplett ferngesteuerte Vortriebsmaschine
Herzstück ist die komplett ferngesteuerte Vortriebsmaschine AVNS350XB, die mit einem Bohrdurchmesser von 505 Millimetern für Haltungslängen über 1.000 Metern ausgelegt ist. Mit hoher Präzision kann die Maschine den geplanten Streckenverlauf einhalten und so bestehende Infrastrukturen wie Rohrleitungen, Straßen, Schienen oder kleinere Gewässer sicher unterqueren. Einzelne Bohrungen können in einem geringen Abstand von lediglich ein bis zwei Metern realisiert und so mehrere Leitungen parallel verlegt werden.
Die Vortriebsmaschine ist mit einer Strahlförderpumpe (Jetpump) und einem integrierten Hydraulikaggregat ausgestattet. Bei den herkömmlichen Methoden ist die Materialabförderung über längere Abschnitte durch die beengten Platzverhältnisse limitiert – dadurch war bislang auch die technisch mögliche Vortriebslänge begrenzt. Durch den Einsatz der Jetpump zur Abförderung des Abraummaterials können im kleinen Durchmesserbereich bis zu zehnfach längere Vortriebsstrecken bei hohen Geschwindigkeiten realisiert werden.
Das zweiphasige Verlegeverfahren E-Power Pipe®
Am Startpunkt wird eine Vorschubeinheit installiert, mit deren Vorschubkraft Vortriebsrohre und Vortriebsmaschine entlang der vorgegebenen Trasse in Richtung des Zielpunkts gedrückt werden. Das Bohrloch bleibt hierbei permanent durch die Maschine bzw. die Vortriebsrohre sicher gestützt. Nach dem Durchstich am Zielpunkt wird die Vortriebsmaschine von den Vortriebsrohren getrennt. Im Anschluss wird das vorgefertigte Kabelschutzrohr mit den noch im Bohrloch befindlichen Vortriebsrohren verbunden und über die Vorschubeinheit im Startschacht zurück- und damit eingezogen. Mit der Installation des Schutzrohrs ist der Einsatz von E-Power Pipe abgeschlossen. Anschließend können die Erdkabel von spezialisierten Unternehmen eingezogen werden.
Kombination der Vorteile von Microtunneling und HDD
„Die geplanten Bohrungen müssen bei teilweise sehr geringer und teilweise hoher Überdeckung trotzdem sehr genau sein. Die längste geplante Strecke hat eine Länge von ca. 1.600 Metern unter schwierigen Bedingungen“, sagt Philipp Kohlschreiber, CEO HEITKAMP Construction Swiss GmbH. „Herrenknecht ist mit E-Power Pipe derzeit der einzige Anbieter mit einer passenden Technologie und mit großer Expertise unangefochtener Marktführer im Bereich der unterirdischen Bohrtechnik.“
Maximilian Bischoff, Produktmanager E-Power Pipe bei Herrenknecht, unterstreicht: „E-Power Pipe kombiniert die Vorteile von Microtunneling und HDD, und ergänzt so unser Produktportfolio. Im Umfeld der aktuellen Netzausbauprojekte beobachten wir ein verstärktes Interesse an dieser innovativen, schon in diversen Projekten bewährten Technologie. E-Power Pipe kann seine Stärken insbesondere bei großen Haltungslängen, oberflächennahen Bohrprofilen und engen Leitungskorridoren ausspielen.“
Heitkamp Construction Swiss wird mit E-Power Pipe ab April 2025 in verschiedenen Baulosen von SuedLink jeweils in einer Reihe von Abschnitten Kabelschutzrohre für die Höchstspannungs-Gleichstromleitung verlegen. Heitkamp Construction Swiss hat dazu eine neue Tochtergesellschaft in Deutschland, die Heitkamp Energy Infra GmbH, gegründet.
MASCHINENDATEN E-POWER PIPE®
- Maschinentyp: AVNS350XB
- Bohrdurchmesser: 505 mm
- Max. Drehmoment: 10 kN
- Durchmesser Schutzrohr: ca. DN250 mm bis DN400 mm (DN700 mm mit Aufweitstufe)
- Verlegelänge: > 1.000 m
- Verlegetiefe: 1,5 m bis 10 m
- Abstand der Leitungen: 1 m bis 2 m
