De Shallow HDD boormachine wordt doorontwikkeld door Welvreugd Drilling B.V. en Herrenknecht AG. De doelen van de samenwerking zijn het ontwikkelen van de boormachine, het begrijpen van de componenten van de machine en het onderzoeken van het gedrag van de grond in de machine. Daarnaast wordt de boormachine in twee full-scale test cases in Nederland toegepast. Tijdens de eerste test wordt de boormachine gevalideerd, terwijl bij de tweede test de methode wordt gebruikt voor de installatie van een Groengas leiding van Gasunie. De test resultaten worden gebruikt om de processen in Shallow HDD te analyseren en ontwerp criteria op te stellen. Indien mogelijk wordt een ontwerp richtlijn afgeleid aan de hand van de testen.
Het doel van het project geformuleerd uit de ogen van enkele stakeholders:
• Gasunie en andere netbeheerders: Beschikbaar komen van een sleufloze leiding installatie methode op geringe diepte, zodat toekomstige netwerkuitbreidingen en onderhoud en reparatie van schade mogelijk is. Door de richtlijnen met ontwerpregels en ontwerpformules is de nieuwe techniek direct inzetbaar in projecten.
• Welvreugd en Herrenknecht en andere aannemers: Beschikbaar komen van een nieuwe methode en bijhorende equipment voor de installatie van leidingen op geringe diepte onder het maaiveld zonder het maaiveld te beïnvloeden.
• Kennis instituut Deltares en ingenieurs en advies bureau’s: Beter begrip van de boorprocessen op geringe diepte in Nederlandse grond condities en het beschikbaar komen van ontwerp regels en ontwerp formules van de nieuwe aanleg techniek.
• Omwonenden/landeigenaren: Reductie van de impact van leiding installatie op de omgeving ( ondergrond en grondwater) door het vermijden van graafwerkzaamheden en bemaling. De kwaliteit van landbouwgronden wordt niet door ontgraving aangetast.
• Duurzaamheid/klimaat/natuur: Door de sleufloze aanleg is graven en bemaling niet nodig. Hierdoor zijn er minder activiteiten en is er een reductie in emissie tijdens de aanleg. Tevens wordt oxidatie van organisch materiaal uit de grond vermeden.

De nieuwe methode S-HDD draagt onder andere bij aan KIA Landbouw-Water-Voedsel. In bijvoorbeeld MMIP 3A en 3B Toekomstbestendige ruimtelijke inrichting landelijk gebied en bebouwd gebied wordt aandacht geschonken aan het effect van ondergrondse infrastructuur. In de Theory of change-schema’s van MMIP 3B wordt “Invloed vastgesteld van ‘nieuwe’ ondergrondse infrastructuur op water, bodem, groen, mens en dier” als belangrijk thema benoemd.
Met deze methode wordt ontgraving en verstoring van de bodemlagen voorkomen, en vindt er geen CO2 uitstoot plaats door oxidatie van het organische materiaal in de grond. De methode voorkomt verstoring voor weide vogels en natuur, en kan kwetsbare gebieden met rust laten. Doordat er geen open ontgraving aanwezig is, is bemaling niet noodzakelijk en wordt het grondwater niet gewijzigd. Shallow-HDD zal tevens de hoeveelheid bouw materieel verminderen die benodigd zijn voor de energie transitie. Hiermee sluit de methodiek aan bij MMIP 6B.
Voor de energie transitie is de methodiek cruciaal om een intensivering van leiding installaties mogelijk te maken. In de IKEA Klimaat en Energie wordt gesproken over het efficiënt plaatsen en beheren van buisleidingen. Een nieuwe installatie methode draagt bijvoorbeeld bij aan MMIP 13 – Een robuust en maatschappelijke gedragen energiesysteem. Een van de kennisvragen/speerpunten binnen deze missie is: “Welke mogelijkheden zijn er om de technische en financiële capaciteitsuitdagingen rond energie infrastructuur in Nederland te verlichten door infrastructuur slimmer te ontwerpen”. Daarnaast wordt er in deelprogramma 4 gekeken hoe het toekomstige energie systeem past binnen de beschikbare ruimte en leefomgeving.

Werkpakket 1: Theoretische uitwerking en voorbereiding proeven
In dit werkpakket worden de randvoorwaarden voor het ontwerp van de methode beschreven. Dit omvat onder andere de afmeting van de leiding, de grond condities waarin de methodiek bruikbaar moet zijn, de diepte waarop constructie plaatsvind, en de verschillende eigenschappen van de boormachine. Dit pakket omvat ook een theoretische beschrijving van de processen die gedurende de boring plaatsvinden. Er worden eerste versies van analytische modellen opgesteld, op basis van bestaande kennis rondom boorprocessen. Deze analytische modellen worden gebruikt om de processen (krachten, stroomsnelheden) die gedurende de verschillende proeven plaatsvinden te voorspellen. De methodiek kan op basis van de resultaten eventueel aangepast worden. De analytische modellen zullen met de verschillende testen uit de volgende werkpakketten worden gevalideerd, waarna de modellen in de ontwerp fase van volgende projecten gebruikt kunnen worden.
In dit werkpakket worden ook de testen voorbereid. De benodigde aanpassingen aan de boormachine voor de testen worden uitgevoerd, en het testplan wordt in detail uitgewerkt. Daarnaast wordt de meetapparatuur geselecteerd en geïnstalleerd. Deze aanpassingen en uitwerkingen worden gebaseerd op de proces beschrijvingen en ontwerp condities uit het eerste deel van WP1.
Werkpakket 2: Uitvoeren en analyse van proeven met prototype
Validatie van de boormachine vindt plaats door verschillende onderdelen afzonderlijk te testen. In eerste instantie wordt gecontroleerd of de meet apparatuur functioneert zoals gewenst, en wordt de apparatuur gekalibreerd voor de verwachte toepassing. Daarnaast wordt er een slurry sampling proef uitgevoerd. Hierbij wordt de boormachine zonder volledige leiding gebruikt, om te de eigenschappen van de gemixte grond met de boorvloeistof (slurry) te kunnen bepalen. Er worden monsters genomen tijdens deze proef. De monsters worden in het laboratorium nog verder onderzocht. Zand boorvloeistof mengsels met verschillende concentraties worden geproduceerd en getest, zodat de verschillen voor het boorproces kunnen worden onderzocht. Hierdoor kan worden ingeschat hoe de boormachine kan worden gebruikt (maximale voortgang snelheid, hoeveelheid boorvloeistof).
Op het maaiveld worden vervolgens proeven uitgevoerd met mengsels van grond en boorvloeistof in de boormachine. De mengsels worden gemixt in mixing machines die bij HDD boringen gebruikt worden. De mengsels worden door de machine gepompt en door de jetpump afgevoerd door een proefleiding. Hiermee wordt getest of de machine de grond voldoende kan afvoeren, en welke krachten er gedurende dit process ontstaan.
In de laatste validatie fase wordt de eerste full-scale test uitgevoerd op een test-site. Hierbij wordt een installatie in zachte grond (klei/veen) voltooid, en wordt aangetoond dat de methode klaar is voor verdere testen.
Werkpakket 3: Vervaardiging equipment en uitvoeren demonstratie
In de tweede full-scale test wordt de methode gebruikt om een nieuwe groen-gas leiding van Gasunie te installeren in de omgeving van Emmen. Hierbij wordt de methode in de praktijk gedemonstreerd en onderzocht welke belastingen er gedurende een installatie van een volledige leiding ontstaan. Hierbij wordt geobserveerd welke overlast op het maaiveld aanwezig is tijdens en na afloop van installatie.
Werkpakket 4: Evaluatie demonstratie en opstellen richtlijn en eindrapportage
Deltares stelt na afloop van iedere test een feitelijk rapport op in samenwerking met de verschillende partners. Na afloop van de proeven worden de analytische modellen uit werkpakket 1 gebruikt om de processen tijdens de testen te beschrijven. Naast de analyse van gegevens is ook de evaluatie van de demonstratie bij Emmen belangrijk om de methode in de toekomst goed te kunnen gebruiken. De resultaten van het onderzoek worden in een eindrapportage samengevoegd. Er zal ook een ontwerp richtlijn voor de S-HDD methode worden opgesteld.

HDD is een beproefde methodiek voor de installatie van leidingen op grote diepte. Het sleufloos aanleggen van leidingen op geringe diepte is nu alleen nog mogelijk met tunnelling technieken die alleen geschikt zijn voor leidingen met een grote diameter. De kosten van de inzet van tunnelling technieken zijn aanzienlijk. De te ontwikkelen S-HDD methode maakt het mogelijk om ook leidingen met een kleinere diameter op geringe diepte aan te leggen tegen relatief geringe kosten.
Door de boorvloeistof en de los geboorde grond door een innovatief systeem gebaseerd op venturi werking af te voeren en de aan te leggen leiding al direct in het boorgat aan te brengen wordt het negatieve effect van boorvloeistof op het maaiveld vermeden en wordt ook het optreden van nazakking door het instorten van het boorgat voorkomen. Doordat aannemers bekend zijn met de HDD techniek, kan deze nieuwe methode naar verwachting eenvoudig door hen worden toegepast. De nieuw te ontwikkelen S-HDD equipment zal vanzelfsprekend moeten aansluiten op de bestaande systemen.

Product
Waaruit bestaat de valorisatie?
Wanneer succesvol?
Wie is/zijn verantwoordelijk

Testplan
Beschikbaar komen van analyse van boorprocessen en hoe dit getest kan worden
Succesvol wanneer de testen de benodigde informatie voor de analyse van boorprocessen opleveren.
Deltares

Feitelijk rapport
Beschrijving van de testresultaten die tot beter begrip van boorprocessen leiden
Succesvol wanneer No-DIG bedrijven kennis nemen van de testgegevens en daarmee hun uitvoering kunnen verbeteren.
Deltares

Prototype
Werking van ondiepe aanleg methode
Wanneer de methode verder kan worden uitgewerkt voor een demonstratie versie
Welvreugd
Herrenknecht

Feitelijk rapport
Demonstratie van het prototype, waardoor S-HDD in de praktijk kan worden toegepast
Succesvol wanneer de S-HDD methodiek door aannemers en leidingeigenaren vaker worden toegepast.
Welvreugd
Herrenknecht
Deltares

Equipment
Voor de markt beschikbare equipment
Succesvol wanneer de S-HDD methodiek door aannemers en leidingeigenaren vaker worden toegepast.
Welvreugd
Herrenknecht

Rapport
Proces beschrijvingen worden gecontroleerd, waarmee S-HDD goed ontworpen kunnen worden.
Succesvol wanneer ingenieurs bureaus gebruik kunnen maken van de kennis over het ontwerp van S-HDD
Deltares
Gasunie

Richtlijn S-HDD
Ontwerp regels en ontwerp formules
Als de richtlijn gebruikt gaat worden.
Deltares
Gasunie

Artikel vakblad
Binnen de No-dig sector de methodiek kenbaar maken
Succesvol wanneer de sector de techniek vaker toepast
Deltares

Presentatie No-Dig NL
Binnen de No-dig sector de methodiek kenbaar maken
Succesvol wanneer de sector de techniek vaker toepast
Welvreugd
Deltares

Testplan - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares - Test rapport is vrij toegankelijk voor gebruikers.
Feitelijk rapport - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares - Rapport is vrij toegankelijk voor gebruikers.
Prototype - Ontwikkelde IP ligt bij Welvreugd en Herrenknecht - Product is via Welvreugd en Herrenknecht toegankelijk.
Feitelijk rapport - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares - Rapport is vrij toegankelijk voor gebruikers.
Equipment - Ontwikkelde IP ligt bij Welvreugd en Herrenknecht - Product is via Welvreugd en Herrenknecht toegankelijk.
Rapport - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares - Rapport is vrij toegankelijk voor gebruikers.
Richtlijn - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares en Gasunie - Richtlijn is vrij toegankelijk voor gebruikers
Artikel vakblad - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares - Artikel is openbaar
Presentatie No-Dig NL - Ontwikkelde IP ligt bij onderzoeksinstelling Deltares en Welvreugd - Presentatie is openbaar

Het consortium zal z.s.m. een samenwerkingsovereenkomst sluiten. Het project wordt niet aan RvO voorgelegd / of wordt gestart zonder een dergelijke overeenkomst.