Met de aanleg van windmolen en zonneparken wordt het kabelnetwerk in Nederland alsmaar groter. Een groot gedeelte van deze (hoog)spanningskabels liggen onder de grond.  Bij dergelijke ondergronds kabelnetwerken is de situatie in de ondergrond uiterst belangrijk. Bij onvoldoende warmteafdracht kan gronduitdroging en oververhitting van de kabel ontstaan, dit kan leiden tot ernstige schade aan de kabel. In veel gevallen is grondverbetering nodig om de warmteafdracht van de kabel te verbeteren. Daarom wordt rondom de kabels vaak backfillzand aangebracht. Maar wat is backfillzand precies en wat is de correcte toepassing?

Wat is backfillzand?

Backfillzand is een mengsel van zand, silt en lutum. Die laatste twee tezamen noemen we ook wel leem, dit zijn de gronddeeltjes met een korrelgrootte kleiner dan 63 micrometer (of μm). Zandkorrels variëren doorgaans tussen de 63 micrometer en 2 mm. Backfillzand heeft zeer goede thermische geleidbaarheid, een hoge dichtheid en goede vochthoudende eigenschappen om gronduitdroging te voorkomen waardoor het uitermate geschikt is voor de fundatie van (hoog)spanningskabels in de grond.

Backfillzand bestaat uit vaste bestanddelen, water en/of lucht en is te vergelijken met een bak vol knikkers. De belangrijkste pijlers van backfillzand zijn:

  • Samenstelling;
  • Verdichting;
  • Vochtgehalte

Door een samenstelling van grote en kleine gronddeeltjes ontstaat een hoge mechanische kwaliteit van de zandmassa. Hierbij is het belangrijk dat het mengsel 5 – 25% leem (fijne deeltjes < 63 μm) bevat. Dit zorgt voor een hogere dichtheid en thermische geleidbaarheid.

Samenstelling Backfillzand

Om de dichtheid van het zandmengsel nog verder optimaliseren is verdichting nodig. Verdichten is het verminderen van het volume van de zandmassa. Verdichten kan door vibraties, stampen of walsen.

Verdichting Backfillzand

De mechanische kwaliteit wordt in de weg- en waterbouwkunde aangeduid met de verdichtingsgraad en is uitgedrukt in % MPD (Maximum Proctor Dichtheid). Het vochtgehalte speelt hierbij een belangrijke rol. Het belang van voldoende vochthoudend vermogen, water geleid vele malen beter dan lucht. De grondwaterstad en het vochthoudend vermogen van het zandmengsel heeft invloed op de dichtheid en thermische geleidbaarheid.

Vochtgehalte Backfillzand

Door bovenstaande pijlers optimaal op elkaar af te stemmen wordt een uitstekende dichtheid en thermische geleidbaarheid verkregen. Dit zijn de twee voornaamste eigenschappen die nodig zijn bij de fundatie van (hoog)spanningskabels in de grond.

Let op: bij thermische geleidbaarheid wordt vaak de g-waarde gebruikt. Hiermee wordt echter de thermische weerstand aangeduid. Hoe lager de g-waarde, dus thermische weerstand, des te hoger de thermische geleidbaarheid.

De voordelen

 Backfillzand is zeer geschikt voor het aanleggen van ondergrondse kabels. Dit heeft in de basis twee redenen:

  • Stabiliteit: doordat het zand een hoge verdichtingsgraad heeft is de massa tot 25% hoger ten opzichte van gewoon zand. Een kuub gewoon zand weegt ongeveer 1.600 kg, waarbij eenzelfde kuub backfillzand tot wel 2.000 kg kan wegen. Hierdoor ontstaat een stabiele fundering onder en rondom de kabels.
  • Thermische geleidbaarheid: backfillzand heeft een hoge thermische geleidbaarheid. Dit betekent dat dit zand goed warmte kan afvoeren. Dit is nodig bij onder andere hoogspanningskabels om de warmte af te voeren en ervoor te zorgen dat de kabels niet oververhit raken. Oververhitting kan zorgen voor schade aan de kabels en minder stroomcapaciteit.

Soorten

We maken grofweg onderscheid tussen twee soorten backfillzand. Type-A is een laagwaardig mengsel met een thermische weerstand (g-waarde) groter dan 0,5 (bij relatief hoge vochtgehalte). Type-B daarentegen is een hoogwaardige backfillzand met een g-waarde kleiner dan 0,5 (bij relatief lage vochtgehalte). Dit betekent een betere thermische geleidbaarheid.

Welke soort backfillzand wordt toegepast hangt af van de situatie in de ondergrond en het daaraan opgestelde eisenpakket. Het voordeel van een hoogwaardige backfillzand is dat er mogelijk een besparing van de kabel gerealiseerd kan worden. Hoe beter de warmtegeleiding van het backfillzand, des te lager de benodigde kwaliteit van de kabels.

Hoe wordt backfillzand gemaakt?

Backfillzand is een zeer specifiek product. Van der Wiel kan door kennis, zandposities en netwerk in een vroeg stadium adviseren welke soort backfillzand toegepast moet worden. Vervolgens kan het benodigde backfillzand (op maat) worden samengesteld. Hierbij wordt altijd een rapport meegeleverd van een onafhankelijk laboratorium.

Van der Wiel, specialist in (back)fillzand

Van der Wiel is al sinds 1950 actief op het gebied van infrawerken gerelateerd aan de energiesector. In de laatste 15 jaar is veel kennis vergaard door onderzoek te doen naar backfillzand en de toepassing ervan.

Naast onder specifiek kennis en levering van (backfill)zand zijn wij voor onze opdrachtgevers van toegevoegde waarde door onze integrale aanpak; onderzoek, advies en transport. Ook van andere grondstromen.

Vragen?

Heeft u vragen over backfillzand of over het aanleggen van fundaties bij ondergrondse (hoog)spanningskabels? Neemt dan gerust contact op met onze specialist Germ van der Wiel.

Meer informatie?

Van der Wiel Holding adviseert, regisseert en realiseert. Heeft u vragen of interesse? Onze experts staan voor u klaar.

Contact opnemen