Schwing

Parbati Hydroelectric Project

Hochpump-Weltrekord beim Bau des Parbati Hydroelectric Project in Indien

SCHWING Stationärpumpe fördert Beton erstmalig auf eine Höhe von 715 m

In Himachal Pradesh im Norden Indiens baut derzeit die Fa. Gammon-India im Auftrag der National Hydroelectric Power Corporation of India (NHPC) zwei Druckstollen für ein Wasserkraftwerk. Der Fluss Parbati durchfließt das Quellgebiet der 3 Flüsse Indus, Ganges und Brahmaputra im nordindischen Bundesstaat Himachal Pradesh und ist selbst ein Zufluss des Indus. Im Rahmen des Projektes Parbati Hydroelectric Project Stage-II wird der Parbati-Fluss aufgestaut und teils zum tiefer gelegenen Generatorhaus nähe Suind umgeleitet. Dabei wird ein Höhenunterschied von 862 m ausgenutzt, um 820 MW Kraftwerksstrom zu generieren.

Merkmale des Projektes sind:

- Eine 85 m hohe Staumauer zur Aufstauung des Obersees

- Ein 130 m tiefe Toskammer von 17 m Durchmesser

- Ein 32 km langer Vorlaufstollen von 6,5 m Durchmesser

- Zwei Druckstollen, jeweils etwa 1550 m lang mit 3,5 m Durchmesser und vertikalem Höhenunterschied von etwa 750 m

Vom Vorlaufstollen wird das dem Stausee entnommene Wasser in die beiden 3,5 m breiten Schrägstollen geleitet und fällt über eine Länge von 1.550 m unter 30° Neigung, entsprechend einer vertikalen Höhe von 750 m, zu den Generatoren. Der Vortrieb der beiden Schrägstollen war die erste Hürde des Projektes, da die etwa 350 t schwere Vortriebsmaschine sich vom Stolleneingang in einem Winkel von 30° nach oben “durcharbeiten” musste.

Nach dem erfolgten Durchbruch und der Auskleidung der Stollen mit Polygon-Tübbingen war eine Stahlrohrauskleidung einzubringen und der entstehende Ringraum über die gesamte Länge von 1.430 m mit Beton zu hinterfüllen. Gammon-India und SCHWING untersuchten die Optionen der Betonförderung unter der Bedingung, dass der Einbau der Stahlauskleidungen und die Betonage gleichzeitig in mehreren Etappen erfolgen musste. Die Stahlsegmente sollten bergseitig eingebaut werden, somit konnte die Betonage nur talseitig erfolgen. Die Betonpumpe wurde am Stollenfuß platziert um den Beton von dort aufwärts auf die Endhöhe von 715 m zu pumpen. Die Betonförderleitung wird seitdem etappenweise nach oben hin verlängert.

Vom Auftraggeber (NHPC) wurde ein Beton mit 25 Mpa Festigkeit und gutem Fließverhalten vorgeschrieben. Dazu mit der Fähigkeit den Ringraum hinter der Stahlrohrverkleidung vollständig und ohne Entmischen auszufüllen. Anders gesagt, ein selbstverdichtender Beton. Der gebrochene Zuschlag stammt aus Steinbrüchen in der Gegend. Sand kam entweder vom Fluss Parbati oder von örtlichen Steinbrüchen. Insgesamt ist der Einbau von etwa 7.000 m³ Beton pro Stollen geplant.

Betonzusammensetzung (je m³)

Zement – 315 kg

Flugasche – 135 kg

Sand – 915 kg

Zuschlag 10 mm – 349 kg

Zuschlag 20mm – 426 kg

Wasser – 180 l

Zusatz 1   – 900 ml Glenium Stream 2 (BASF)

Zusatz 2 – 3.5 l Glenium B233 (BASF)

Ausschließlich Equipment von SCHWING-Stetter im Einsatz

Für einen zügigen Ablauf und höchste Energieeffizienz empfahl SCHWING eine Hochdruckbetonpumpe SP 4000 S mit Langhub-Pumpenbatterie, 180 mm Förderzylindern mit 2000 mm Hub, einem max. Förderdruck von 243 bar und einem 200 kW Elektroantrieb. Die Gammon-Mannschaft entdeckte schnell die Vorteile der SP 4000 S: Die zuverlässige Wirtschaftlichkeit, sowohl beim Betrieb als auch bei der Wartung und die permanente Unterstützung durch die Service-Mannschaft von SCHWING-Stetter Indien.

Die optimierte Umschaltung des ROCK-Schiebers minimiert Druckspitzen im Beton und in der Förderleitung, wobei Verschleiß, Materialbeanspruchung und Energieverbrauch reduziert werden. Des Weiteren werden Stetter Fahrmischer und eine Stetter CP 30 Betonmischanlage eingesetzt.

Aufgrund der zu erwartenden sehr hohen Betondrücke bei der Endhöhe von über 700 m, wurde die Betonförderleitung in “extra heavy duty” Ausführung gewählt. Im unteren Bereich der Leitung wurde eine Rohrwandstärke von 8,8 mm gewählt. Im oberen Bereich wurde mit Wandstärke 7,1 mm gearbeitet. Jedes einzelne Rohr (3000 mm lang, DN 125 mm) der gesamten Leitung wurde aus Sicherheitsgründen einzeln auf der Innenseite des Stollenrohres befestigt.

Kurz hinter dem Abgang der Betonpumpe und unmittelbar vor dem Übergang in die Steigleitung wurde ein Hochdruck-Absperrschieber eingesetzt um eine Trennung der Förderleitung von der Betonpumpe zu schaffen und somit das Reinigen der Leitung am Ende einer Betonage zu ermöglichen. Vorrichtungen dieser Art sind unerlässlich um die stehende Betonsäule mit über 1400 m Länge, einem Volumen von etwa 18 m³ (= 43 t) und einem Druck von ca. 180 bar zu halten. Nach dem Schließen des Absperrschiebers können die so genannten Reinigungs-Molche in die Leitung eingeführt werden. Danach wird der Schieber wieder geöffnet und die Betonpumpe pumpt Wasser in die Leitung. So werden die Molche nach oben gegen die Betonsäule gedrückt, sodass das komplette Betonvolumen von 18 m³ in den Ringraum gepumpt wird. Nach der Reinigung wird das Reinigungswasser einfach nach unten in einen Tank abgelassen und steht für die nächste Reinigung zur Verfügung.

Der Druck in der Förderleitung wird permanent überwacht. Während der Betonage bis zur Endhöhe von 715 m wurde ein Betondruck von 220 bar registriert. Dabei lief die SP 4000 S immer noch mit 8 Hüben/min und einer Förderleistung von ca. 12 m³/h.

Die Stationärpumpe mit dem Rock-Schieber erwies sich als überaus verschleißarm. Über die gesamte Betonierphase im Schacht I wurden lediglich 2 “Nierendichtungen” an der SP 4000 S gewechselt. Sowohl Schneidring als auch Brillenplatte des ROCK-Schiebers, sowie die beiden Betonförderkolben sind noch die im Werk eingebauten Teile. Der ROCK-Schieber war in der Lage bei der Reinigung einen Wasserdruck von ebenfalls 220 bar aufzubauen und zeigte so ein weiteres Mal seine Verschleißfestigkeit. Denn jede noch so kleine Spaltbildung zwischen den Hauptverschleißteilen hätte einen solchen Druckaufbau verhindert.

Nach Beendigung der Betonierarbeiten im Schacht I bei 715 m Endhöhe wird die Maschinenausstattung und Förderleitung in den Schacht II umgesetzt für die 2. Etappe des Projektes.