Duurzame verbindingen – sneller, slimmer en veiliger

Grond-
verdringende techniek

A.Hak Grondverdringende techniek
februari 2020

De energietransitie is in volle gang, waardoor het energielandschap in de komende jaren drastisch verandert. Nederland heeft zichzelf als doel gesteld om in 2050 een CO₂ arme samenleving te hebben. Om dit te realiseren zal onder andere de inzet van fossiele brandstoffen, waaronder het gebruik van aardgas, afgebouwd moeten worden. Het gebruik van andere energiebronnen en het decentraal opwekken hiervan, zal echter toenemen. Nieuwe energiebronnen zoals wind- en zonne-energie, industriële restwarmte, geothermie en waterstof zullen worden ingezet om aan de toenemende vraag naar elektriciteit, bijvoorbeeld door de groei van het elektrisch rijden, te voldoen.

Grondverdringende techniek

Forse investeringen in het elektriciteitsnet in een relatieve korte tijd zijn noodzakelijk en dit legt grote druk bij de netbeheerders. De aanpassingen moeten worden gedaan, maar diverse factoren, zoals een zeer lang vergunningentraject, risico’s bij de realisatie en de belasting voor het milieu, kunnen het project bemoeilijken en/of vertragen.

Grondverdringende techniek

A.Hak biedt een innovatieve techniek die ervoor zorgt dat elektriciteitsnetten sneller aangelegd kunnen worden, waarbij de eisen aan de kwaliteit van het product behouden blijven. Grondverdringende techniek is een snellere, slimmere en veiligere manier om kabels te leggen. Het toepassen van de grondverdringende techniek, ook wel ploegtechniek genoemd, zorgt er voor dat de totale projectkosten (‘Total Cost of Ownership’) worden verlaagd, veiligheid wordt gewaarborgd en de overlast voor de omgeving aanzienlijk vermindert.

Veiligere werkomgeving en minder mensen nodig

Minder brandstof verbruik en daardoor aanzienlijke reductie van CO₂

Minder hinder aan de omgeving

Hoe werkt het?

Bij de traditionele aanleg van kabels wordt er eerst een sleuf gegraven en moet er, om de kabelinstallatie mogelijk te maken, vrijwel altijd bemaling worden toegepast om de sleuf droog te krijgen. De kabels worden gelegd en de sleuf wordt weer dichtgemaakt. In veel gevallen wordt er ook zandaanvulling rond de bekabeling aangebracht om de kabels extra bescherming te geven of de warmteafdracht van de kabels te verbeteren.

Bij de grondverdringende techniek wordt de grond tot de gewenste diepte geopend met een verdringer, dit kan wel tot 2,8 meter minus maaiveld. Met de verdringer wordt kortstondig een ruimte in de bodem gemaakt die groot genoeg is voor de kabel of kabelbundel. In deze ruimte wordt de kabel of kabelbundel d.m.v. de verdringer in de bodem op de gewenste diepte aangebracht. In dezelfde werkgang kunnen ook mantelbuizen (bijvoorbeeld t.b.v. glasvezels) en/of een pakket schoon (of speciaal backfill) zand rondom de kabel of kabelbundel m.b.v. de verdringer worden aangebracht voor de eerder genoemde extra bescherming en betere afdracht van de warmte die de kabel afgeeft. Direct nadat de kabel of kabelbundel op diepte is geïnstalleerd sluit de tijdelijke ruimte zichzelf weer door de zijwaartse gronddruk.

Minder bemaling is nodig bij het toepassen van grondverdringende techniek. Bij slootkruisingen kunnen de kabels worden gelegd zonder hulpconstructies en het stremmen en droogleggen van de sloot. Reductie van bemaling levert een kostenbesparing op en tijdswinst door onder ander eenvoudigere vergunningsaanvragen.

“Wij zijn uniek in onze ervaring met het leggen van glasvezel, mantelbuizen, afdekplaten en een zandpakket uitgevoerd in één werkgang.”

Rob Bakker, Operationeel Manager, A.Hak

Mantelbuizen

Door middel van de grondverdringende techniek kunnen ook kunststof mantelbuizen worden aangebracht, waarin later de kabels kunnen worden geïnstalleerd. Ook kunnen buizen worden aangebracht met deze techniek tot een diameter van 630 mm t.b.v. bijvoorbeeld transport van gassen en vloeistoffen.

Wanneer inzet van grondverdringende techniek:
De grondverdringende techniek leent zich bij uitstek voor installatie in open gebied, bijvoorbeeld bij de aanleg van wind- en zonneparken. Voor het uitvoeren van onze werkzaamheden hebben we het land in bruikleen van de landeigenaren. Met de grondverdringende techniek is het verwijderen van teelaarde en het graven van sleuven niet nodig, hierdoor wordt schade aan de bodem vermeden en kan het land zo snel mogelijk weer in gebruik worden genomen. In de ontwerpfase wordt er duidelijk in kaart gebracht welke infrastructuur er al in de grond ligt, zodat hier rekening mee kan worden gehouden en bijvoorbeeld drains op een gecontroleerde manier voortijdig doorgesneden kunnen worden en na de uitvoering van de werkzaamheden weer kunnen worden hersteld.

Om de kwaliteit van de installatie te kunnen borgen wordt er gewerkt met een GPS-logsysteem op de verdringer, waarbij:

de vereiste positie van kabels wordt ingegeven in het systeem;
de GPS positie wordt gecombineerd met de machine / verdringer sensoren;
de positie van de geïnstalleerde kabel of kabelbundel (X-Y-Z-coördinaten) automatisch wordt geregistreerd, zodat as-built gegevens direct beschikbaar zijn

Wanneer inzet van grondverdringende techniek

Waarom grondverdringende techniek?

Kortere doorlooptijd van het project (de kabelinstallatie is tot 5x sneller t.o.v. traditionele aanleg)
Beperking van bemaling en daarmee beperking van het waterbezwaar
Smaller werkstrook, dus reductie van ZRO (Zakelijke Recht Overeenkomst)
Minder gevolgschade door uitzetten van grond en zettingen
Slootkruisingen zonder hulpconstructies
Verlaging totaalkosten van het project

Voorbeeldproject

Versterking 20 kV middenspanningsnet Leimuiden Roelofarendsveen

In opdracht van Liander

Omschrijving

De aanleg van 20 kV kabelverbindingen tussen de onderstations Leimuiden en Sportpad 25 in Roelofarendsveen. De werkzaamheden werden in opdracht van Liander uitgevoerd in de periode 2017 – 2018.

Bijzonderheden

De waterwetvergunning die de klant had aangevraagd vereiste ingrijpende maatregelen met grote financiële impact. De 20 kV kabelbundel moest op een diepte van 2,3 m worden geïnstalleerd, waardoor de kosten voor grondwaterbemaling enorm hoog zouden worden.

Uitvoering

Aanleg van 2 circuits 20 kV 3x1x630 mm² kabel met massief aluminium geleider
Aanleg van kabelbundels incl. zandpakket, Ø40 mm glasvezel mantelbuis en afdekband in één arbeidsgang
Aanlegdiepte kabels: 2,3 m
Geen bemaling nodig

Voorbeeldproject

Aanleg 30 kV parkbekabeling Windpark Spui

Omschrijving

Het aanleggen van ca. 2,4 km 30 kV kabelbundels voor het aansluiten van vijf windturbines als onderdeel van Windpark Spui. Het windpark is gepland in de gemeente Korendijk langs het Spui tussen de plaatsen Nieuw-Beijerland en Piershil. De werkzaamheden werden door ons uitgevoerd in 2018.

Bijzonderheden

5 windturbines (EnerconE-126 EP4 turbines – nominaal vermogen: 4,2 kW) die ruim 70 miljoen kWh per jaar moeten opleveren om 200.000 huishoudens van stroom voorzien. Door inzet van het windpark wordt 50 duizend ton CO2 per jaar vermeden.

Uitvoering

Aanleg van parkbekabeling m.b.v. de grondverdringende techniek
Aanleg van ca. 2,4 km 30 kV kabelbundels 3x1x185 mm² en 3x1x95 mm² met glasvezel mantelbuis Ø40 mm en afdekband in één arbeidsgang
Aanlegdiepte kabels: 2 m
Geen afzet van teelaarde en bemaling nodig

“Voor Windpark Spui heeft A.Hak op mijn land de grondverdringende techniek toegepast voor de aanleg van de 1,8 km parkbekabeling op 2m diepte voor afvoer stroom van een gebouwd windmolenpark van 5 x 4.2 MW per stuk aan opgesteld vermogen. De grondverdringende techniek levert niet alleen een forse kostenbesparing op, het tegelijkertijd leggen van alle 3 de kabels en een mantelbuis t.b.v. glasvezels ging ook een stuk sneller. Door het gebruik van deze techniek was er weinig verstoring aan de ondergrond waardoor de grond direct weer in gebruik kon worden genomen. De samenwerking met A.Hak is prettig verlopen en de werkzaamheden zijn naar volle tevredenheid uitgevoerd.”

Dick de Bruijne, landeigenaar, Nieuw-Beijerland

Voorbeeldproject

Versterking 20 kV middenspanningnet vanuit TenneT OS de Weel

In opdracht van Liander

Het project in beeld

Omschrijving

Ter versterking van het regionale 20 kV middenspanningnet ten noorden van Heerhugowaard zijn over een lengte van ca. 6 km een 8-tal 20 kV kabelverbindingen aangelegd vanuit het TenneT onderstation De Weel naar de Liander stations in Heerhugowaard, Heerhugowaard-Noord en Hoogwoud.

Bijzonderheden

Liander is overtuigd van de vele voordelen die de grondverdringende techniek biedt t.o.v. de traditionele aanleg in open ontgraving. Er is geen afzet van teelaarde en bemaling nodig en bovendien is de werkstrook aanzienlijk smaller, waardoor ook de kosten voor ZRO veel lager zijn. Bovendien is dit project in een veel kortere tijd gerealiseerd. Liander gaat de grondverdringende techniek zeker ook toepassen in toekomstige projecten.

Uitvoering

Het aanleggen van 6 stuks 20 kV kabelbundels 3x1x630 mm² en 2 stuks 1x3x240 mm² kabels, parallel aan elkaar met onderlinge afstand van 1,3 m. In dezelfde arbeidsgang is rondom de kabels een zandpakket aangebracht en boven de kabels een waarschuwingsband met breedte van 200 mm.

“Liander heeft specifiek voor de uitbreiding van Station de Weel voor de grondverdringende techniek gekozen omdat deze minder schade aanbrengt aan de percelen en de uitvoering vele malen sneller gaat.”

Oscar Jahn, Project Manager, Liander

Fotografie: Maarten van der Voorde