Standard-Prüfungen läßt jeder machen, sich aber freiwillig einem Insitu-Langzeit-Test des IKT zu unterziehen, dazu gehört schon was: Genau dies tut jetzt die SAERTEX multiCom. Sie baut ihren Gelege-konstruierten Liner in einen Dortmunder Kanal ein und läßt ihn fünf lange Jahre vom IKT auf Herz und Nieren prüfen. Von nun an werden halbjährlich Linerproben für Laboranalysen, Werkstoff- und Dichtheitsprüfungen herausgeschnitten. Resultate werden fortlaufend protokolliert und regelmäßig veröffentlicht. Begonnen hat das Ganze mit dem spektakulären Ausbau eines sanierten Kanalabschnitts.

Unmittelbar nach der Veröffentlichung der neuesten IKT-Forschungsergebnisse zum Thema Schlauchlining stellt sich die SAERTEX multiCom jetzt dieser Herausforderung. Obwohl für den SAERTEX^®-LINER bereits zahlreiche Eignungsprüfungen und sogar eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung durch das Deutsche Institut für Bautechnik vorliegen, will die SAERTEX multiCom den Beweis führen, dass die hohe Qualität ihres Liners auch unter den harten Bedingungen der Baustelle erreicht wird. Denn mit dem Einbau entscheidet sich, welche Werkstoff- und Geometrieeigenschaften der Schlauchliner tatsächlich erhält und damit auch, ob die angestrebte Lebensdauer erreicht wird.

Ermöglicht wurde diese Vorgehensweise durch die Unterstützung der Stadt Dortmund, die einen sanierungsbedürftigen Betonkanal zur Verfügung stellt. Trotz der mit DN 600 relativ großen Nennweite dieser Haltung in der Merklinder Straße und der festgestellten Unterbögen in einigen Haltungsbereichen, entschied sich die SAERTEX multiCom in diesem Fall für eine Dampfhärtung. Lageabweichungen in Form von Unterbögen sind bei der Dampfhärtung von besonderer Bedeutung. Hier sammelt sich Kondenswasser in der Sohle, das bei nicht fachgerechter Vorgehensweise zu einer unvollständigen Aushärtung des Liners führt. Insgesamt handelt es sich also um eine anspruchsvolle Sanierungsaufgabe, die von der beauftragten Hans Brochier GmbH & Co., Niederlassung Dortmund, bewältigt werden muss.

Tab. 1: Sanierungsdaten der Merklinder Straße in Dortmund

Bild 1: Einbau des SAERTEX®-LINERS in der Merklinder Straße in Dortmund

Am 12. Februar 2004 wurde in der Merklinder Straße in Dortmund der Betonkanal DN 600, der sich nach ATV-M 127, Teil 2, im Altrohrzustand II befindet, mit einem SAERTEX^®-LINER saniert. Das auf Basis der Forschungserkenntnisse von der unabhängigen und neutralen IKT-Prüfstelle entwickelte Prüfprogramm setzt bereits hier an. Es startet mit der Prüfung von Linerabschnitten unmittelbar nach dem Einbau des Liners auf der Baustelle und begleitet den in Dortmund verlegten SAERTEX^®-LINER über fünf lange Jahre. Hieran werden zahlreiche Prüfungen durchgeführt, die für Baustellenproben weit über das übliche Maß hinausgehen. Doch zunächst müssen die Probekörper entnommen werden.

Kaum war der SAERTEX^®-LINER ausgehärtet und die Haltung für das Abwasser freigegeben, stellt sich den Sanierern eine ungewöhnliche Frage: Wie baut man einen 2 m Linerabschnitt DN 600 wieder aus? Eine Seilwinde der Hans Brochier GmbH & Co. mit 5 Tonnen Zugkraft sollte den zuvor am Ende der Haltung mit einem Fräsroboter abgeschnittenen Linerabschnitt einfach in den Schacht ziehen – so die anfänglichen Überlegungen. Doch in der Praxis zeigte der Linerabschnitt mehr Halt im Kanal, als die Sanierer erwartet hatten. Mit "nur" 5 Tonnen Zugkraft konnte der Liner nicht bewegt werden. Da die Schächte als Widerlager für die Umlenkrollen der Zugseile dienen, war es ohne Gefahr für die Bausubstanz auch nicht möglich, eine stärkere Seilwinde einzusetzen.

Daher musste schließlich analog zu der aufwendigen Vorgehensweise im IKT-Forschungsprojekt ein kompletter Haltungsabschnitt aufgegraben und herausgetrennt werden. Diese nicht alltägliche Vorgehensweise für die Probenentnahme wollten sich auch der Hersteller des von SAERTEX verwendeten Advantex-Glas, die OWENS CORNING, und der Harzentwickler, die DSM Composite Resins, nicht entgehen lassen. Am 13. März wurde schließlich vor dem staunenden Fachpublikum ein Haltungsabschnitt entnommen.

Bild 2: Freischneiden des Haltungsabschnittes

Bild 3: Blick in die Baugrube

Bild 4: Wertvoller Probekörper: SAERTEX®-LINER mit Altrohr.
(Im Liner ist der Schnitt des Fräsroboters für den versuchten Ausbau mit der Seilwinde zu erkennen.)

Die heutige Qualitätssicherung bei Schlauchlinern ist sehr stark auf die Materialkennwerte wie Elastizitätsmodul oder Biegefestigkeit ausgerichtet. Geometriekennwerte hingegen, wie z.B. der Ringspalt in Folge ungenauer Linerkonfektion, werden kaum erfasst und beachtet. Dabei haben geometrische Kennwerte erheblichen Einfluss auf die Tragsicherheit eines Liners und müssen bei der statischen Berechnung in der zu erwartenden Größe berücksichtigt werden. Überschreitet der Ringspalt den in der Berechnung angesetzten Maximalwert ist dies ebenso wichtig, wie Abweichungen im Elastizitätsmodul oder bei der Biegefestigkeit.

Durch das Ausgraben des SAERTEX^®-LINERS zusammen mit dem Altrohr ist es möglich, dessen geometrische Kennwerte genau zu analysieren. Die nachfolgenden Bilder zeigen den SAERTEX^®-LINER im Altrohr unmittelbar nach dem Freischneiden auf der Baustelle und fünf Wochen später während des Ausbaus aus dem Betonrohr. Das Ergebniss ist beeindruckend: An dem entnommenen Rohrabschnitt ist kein Ringspalt sichtbar. Der SAERTEX^®-LINER liegt über den gesamten Querschnitt am Altrohr an. Diese Aussage wird auch bestätigt, wenn man das Betonrohr um den Liner entfernt. Auch in Längrichtung des Rohres ist an keiner Stelle des Rohres ein Ringspalt zu erkennen (Bild 7).

Bild 5: Blick auf den Altrohrquerschnitt.

Bild 6: Kein Ringspalt zwischen SAERTEX®-LINER und Betonrohr

Bild 7: Freischneiden des SAERTEX®-LINERS

Bild 8: Ausgebauter  SAERTEX®-LINER

Für die weiteren Untersuchungen an dem ausgebauten SAERTEX^®-LINER hat das IKT auf Basis der Forschungserkenntnisse ein umfangreiches Prüfprogramm aufgestellt. Das Forschungsprojekt "Qualitätseinflüsse Schlauchliner - Stichprobenuntersuchung an sanierten Abwasserkanälen", hat gezeigt, dass das Risiko von Qualitätseinbußen während des Einbaus auf der Baustelle sehr groß ist. Die Ergebnisse von Eignungsprüfungen sind vor diesem Hintergrund allein nicht geeignet, um die Verfahrensqualität und –sicherheit von Schlauchlinersystemen unter Praxisbedingungen zu bewerten. Die SAERTEX multiCom läßt daher alle wesentlichen Eigenschaften ihres Schlauchliners an Baustellenproben aus der Merklinder Straße in Dortmund überprüfen. Das IKT wird hierüber in Kürze berichten.

Kurzzeit-Scheiteldruckversuche an den Baustellenproben zeigen bereits jetzt, dass der SAERTEX^®-LINER mit 16.000 N/mm² einen sehr hohen Elastizitätsmodul besitzt und daher auch für den Einsatz unter extremen statischen Randbedingungen geeignet ist. Der statische Nachweis des Linersystems für den jeweiligen Einzelfall ist hierbei selbstverständlich unverzichtbar. Derzeit laufen Langzeit-Scheiteldruckversuche an den Baustellenproben aus der Merklinder Straße. Hiermit kann nachgewiesen werden, ob der günstige Abminderungsfaktor für dauernde Lasten von 1,35 auch für SAERTEX^®-LINER gilt, die unter den rauhen Bedingungen einer Baustelle hergestellt wurden.

Bild 9: Kurzzeit-Scheiteldruckversuch an den Probekörpern aus der Merklinder Straße

Bild 10: Langzeit-Scheiteldruckversuch an den Probekörpern aus der Merklinder Straße

Für weitere Informationen
wenden Sie sich bitte an:

IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Exterbruch 1

45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-0
Fax: 0209 17806-88
Email: info@ikt.de

Internet: www.ikt.de

Als Ergebnis erhalten Sie ein gerichtsfestes Gutachten. Dies ist ein einfacher, schneller und kostengünstiger Nachweis des Schadensverursachers.

Wurzeleinwuchs
in
Entwässerungsleitungen

Gutachterliche
Bestimmung der Baumart

• Verstopfung von Leitungen durch Abflusshindernisse
• Rückstau von Abwasser
• Fremdwasser-Zufluß erhöht
  Abwaserkosten
• Hohe Kosten für Wurzelbeseitigung und Leitungssanierung

• Welcher Baum ist der Verursacher und wem gehört er?
• Wer muß die Kosten tragen?

Lösung:

Wurzeleinwuchs an der Rohrverbindung einer aufgegrabenen Leitung

• Die Entnahme von Wurzelproben erfolgt durch Sie oder eine von Ihnen beauftragte Fachfirma.
• Sie schicken Ihre Wurzelproben an das IKT – Institut für Unterirdische
  Infrastruktur.
• Das IKT bestimmt den einwachsenden Baum anhand anatomischer Wurzelmerkmale.

• Vor-Ort-Bestimmung der Bepflanzung in der Umgebung, siehe obige Skizze.
• Gerichtsfeste Bestimmung des Verursachers.

Baumart-Bestimmung anhand
mikroskopischer Merkmale

typischer Wurzelquerschnitt eines Ahorns: nur kleine Zell-Lumina

typischer Wurzelquerschnitt einer Zierkirsche: wenige, große Tracheen außerhalb des Zentrums

typischer Wurzelquerschnitt einer Weide: symetrische Anordnung der Gefäße im Holzteil

Bild eines typischen Wurzelschadens: Wurzelpolster bilden ein Abflusshindernis in einem Abzweig einer
Steinzeug-Abwasserleitung. Rückstaurisiko!

• Entnahme der Proben ohne Aufgrabung, ohne Verkehrsstörungen, ohne Schäden an Bepflanzung und Grünflächen
• Baumart-Bestimmung anhand
  anatomischer Analysen der Wurzeln
• Einfacher und kostengünstiger Nachweis des Schadenverursachers
• Gerichtsfestes Gutachten

Entnahme von Wurzelproben durch Spezialfirma

Typischer Baumstandort im urbanen Raum

Weitere Infos unter  www.ikt.de

Email: info@ikt.de

Internet: www.ikt.de

Im Januar diesen Jahres wurden Ihnen im ersten Teil der IKT-Newsletterreihe "Sanierung von privaten Entwässerungsleitungen: Koordinierung durch den öffentlichen Netzbetreiber" einige der grundsätzlichen Ergebnisse des Modellprojekts in der Stadt Rheine vorgestellt.

Im zweiten Teil der Serie (Februar 2004) stand dann der rechtliche Hintergrund im Fokus. Fragen zu den Rechten und Pflichten bei der Ableitung von Fremdwasser wurden beantwortet. Zusätzlich wurde die Frage geklärt, auf welcher Grundlage Sanierungsverfügungen erlassen und welche Kosten auf die Abwassergebühr umgerechnet werden dürfen.

Im dritten Teil der Serie (März 2004) konnten Sie nachlesen, welche Beratungsleistungen von den Grundstückseigentümern erwartet werden, wie genau die Kosten der Sanierungen im Vorfeld abgeschätzt und wie intensiv die Eigentümer in die Sanierungsplanung einbezogen werden sollten.

Der vierte Teil der Serie (April 2004) beschäftigte sich mit den Fragestellungen, welche Methoden zur Bestimmung von Fremdwasserzuläufen eingesetzt werden sollten, was bei der Zulassung von Sachkundigen zu beachten ist, wie eine Gleichbehandlung aller Grundstückseigentümer sichergestellt werden kann, wie durch den geschickten Einsatz von Dichtheitsprüfungen Kosten bei der Sanierung eingespart werden können und wie die Sanierungsmaßnahmen abgenommen werden sollten.

Im fünften Teil der Serie geht es nun um die folgenden Fragestellungen:

• Mit welcher Methodenkombination kann ein für alle Beteiligten erfolgreiches Ergebnis erzielt werden?
• Wie können Sanierungen an privaten Entwässerungsleitungen effizient geplant werden?
• Wie sollten die Sanierungen ausgeschrieben werden?

• Worauf sollte bei der Firmenbeauftragung geachtet werden?

Alle Angaben beziehen sich auf die Situation der Stadt Rheine (NRW). Dort wurden bei einem Modellprojekt 163 Besitzern von fremdwasserbelasteten Hausanschlüssen die Unterstützung bei der Inspektion sowie u.U. der Planung und Umsetzung von notwendigen Sanierungsmaßnahmen angeboten.

Vor allem wenn die Reduzierung von Fremdwasser im Vordergrund steht, sollte bei der Sanierungsplanung das komplette private Entwässerungsnetz betrachtet werden. Hierfür kann in der Regel nicht auf ein einzelnes Sanierungsverfahren zurückgegriffen werden; vielmehr müssen mehrere Verfahren kombiniert werden.

Bei den in Rheine durchgeführten Sanierungen konnten sehr gute Ergebnisse mit einem kombinierten Einsatz von

• Schlauchlinern,
• Kurzlinern,
• der Neuverlegung von Teilstrecken in den Kellern oberhalb der Bodenplatte und
• der Neuverlegung von Leitungsstrecken in offener Bauweise im Außenbereich der Gebäude sowie
• dem Verfüllen von nicht mehr benötigten Leitungsstrecken

erzielt werden.

Bild 1: Schlauchlinersanierung über einen Revisionsschacht innerhalb eines Hauses

Bild 2: Schlauchlinersanierung über den Ablauf eines demontierten Fallrohres

Bild 3: Abdichtung eines undichten Bodenablaufes in einem außenliegenden Kellerabgang

Gerade wenn nicht für alle Leitungen TV-Inspektionen vorliegen, hat es sich als sehr sinnvoll erwiesen, die erforderlichen Maßnahmen direkt in die bei der Ortsbegehung angefertigten Skizzen des Entwässerungsverlaufes einzuarbeiten. Auf diese Art und Weise konnten der ausführenden Fachfirma auch zusätzliche, für die speziellen Belange der Sanierung von privaten Entwässerungsleitungen notwendige Informationen gegeben werden; so z.B. welche Entwässerungsgegenstände abmontiert werden konnten, oder wo ein Wanddurchbruch erfolgen sollte.

In Bild 4 ist ein Beispiel für eine solche Arbeitsanweisung dargestellt. In Abhängigkeit von den jeweiligen Inspektions- und Prüfungsergebnissen sind die jeweils notwendigen Arbeiten aufgeführt.

Bild 4: Sanierungsplanung für ein Grundstück mit komplexem Leitungsverlauf im Bereich der Grundleitungen

Während des Pilotprojektes wurde eine Sammelausschreibung für die Sanierungsmaßnahmen erstellt. Eine Aufsplittung der Ausschreibung für jedes Grundstück stellte sich als zu zeitintensiv heraus.

Um den einzelnen Bürgern trotzdem konkrete Kosten nennen zu können, wurden die Kosten pro Grundstück zusätzlich ermittelt.

Damit jeder Bürger nach Beendigung der Arbeiten auch wirklich nur die bei ihm angefallenen Arbeiten bezahlen musste, wurden die Aufmaße für jedes Grundstück einzeln von der ausführenden Firma vor Ort direkt bei der Ausführung der Arbeiten erstellt.

Die Abschlussrechnungen der ausführenden Firma wurden anschließend für jedes einzelne Grundstück von dem beauftragten Ingenieurbüro geprüft und gegebenenfalls korrigiert.

Bei der Ausführung der Arbeiten kann es im Extremfall vorkommen, dass vier verschiedene Fachbereiche koordiniert werden müssen. So sind u.U. die Arbeiten von

• Rohrreinigern,
• Sanierern,
• Tiefbauern und
• Installateuren

aufeinander abzustimmen. Speziell die Schnittstellen zwischen den einzelnen Fachbereichen erfordern besondere Aufmerksamkeit.

Bei den Sanierungsarbieten in Altenrheine wurde daher eine Fachfirma beauftragt, die für alle Arbeitsbereiche Fachpersonal beschäftigte. Werden mehrere Fachfirmen für die einzelnen Bereiche beauftragt, sollte sich bereits im Vorfeld mit allen Beteiligten darüber verständigt werden, wie die Übergangsbereiche auszubilden sind und wie der zeitliche Ablauf so geplant werden kann, dass es zu keinen Verzögerungen kommt.

• Mit welchem Personalaufwand ist bei der Koordinierung von Sanierungsmaßnahmen zu rechnen?
• Wie hoch sind die Kosten für Inspektions-, Reinigungs- bzw. Dichtheitsprüfungskosten?
• Wie hoch liegen durchschnittlich die Sanierungskosten in Abhängigkeit der Netzstruktur?

• Welche Einzelschritte sollte ich vornehmen, wenn ich die Prüfung und/oder Sanierung in einem größeren Gebiet durchführen möchte?

Für weitere Informationen
wenden Sie sich bitte an:

Dipl.-Ing. René Puhl

IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur

Exterbruch 1

45886 Gelsenkirchen

Tel.: 0209 17806-22

Fax.: 0209 17806-88

Email: puhl@ikt.de
Internet: www.ikt.de

Hamburger Stadtentwässerung

Durch die positiven Eigenschaften der Schlauchliner verbunden mit den guten Erfahrungen der letzten Jahre findet dieses Renovierungsverfahren zunehmend Verwendung bei der Sanierung von Abwasserkanälen und -rohrleitungen. Die Einsatzmöglichkeiten sind bei den kommunalen und privaten Betreibern von Ver- und Entsorgungsnetzen in vielen Bereichen zu finden. Die am Markt vorhandenen Produkte werden stetig erweitert und die eingesetzten Techniken und Materialien durch die Systemanbieter und die ausführenden Firmen optimiert. Das Schlauchlining-Verfahren ist derzeit das wichtigste grabenlose Sanierungsverfahren und wird in folgenden Einsatzgebieten angewendet:

Abbildung 1: Schlauchlining-Verfahren Einsatzgebiete

Dies bedeutet vereinfacht ausgedrückt, dass der grabenlos sanierte Kanal die Kriterien "Dichtheit und Standsicherheit" über einen möglichst langen Zeitraum erfüllen muss.

Die DIN EN 13689 "Leitfaden zur Klassifizierung und Planung von Kunststoff-

Rohrleitungssystemen für Renovierung" unterscheidet die Sanierungstechniken von Rohrleitungen entsprechend dem Anwendungsbereich in folgende Technikfamilien:

• Instandhaltung und Reparatur
• Renovierung
• Grabenlose Erneuerung
• Erneuerung in offener Bauweise.

Zur Renovierung gehört das "Vor Ort härtende Schlauchlining": Ein Lining mit einem flexiblen Schlauch, der mit einem aushärtbaren Harz imprägniert ist, wobei nach Aushärtung des Harzes ein Rohr entsteht. Das Endprodukt ist ein muffenloses neues Rohr, welches formschlüssig und dicht an dem Altrohr anliegt.

Diese Technik ermöglicht auch die Renovierung von nicht kreisförmigen Querschnitten und Rohrbögen. Das Einbringen der Schlauchliner erfolgt i.d.R. über bestehende Schächte. Die Aushärtungszeit des Verbundes, bestehend aus harzgetränktem Trägermaterial und Beschichtungen bzw. Folien, ist abhängig von der Linerdimensionierung, der Länge und dem Aushärtungsverfahren.

Der Erfolg einer Renovierung mit dem Schlauchlining-Verfahren hängt von vielen Kriterien ab. Für die Durchführung eines Projektes sind der Auftraggeber, der Planer und die ausführende Firma gleichermaßen in der Verantwortung, folgende Bedingungen und Anforderungen zu berücksichtigen:

Abbildung 2: Schlauchlining-Projekt / Randbedingungen

Die Erfassung der Bauzustände mittels Kanalhochdruckreinigung und optischer TV-Inspektion sowie die ingenieurmäßige Sichtung der Inspektionsergebnisses mit Abgleich der Daten des Kanalkatasters sind u.a. bei der Grundlagenermittlung von großer Bedeutung.

Die festgestellten Schäden können die unterschiedlichsten Ursachen haben:

• Physikalische Ursachen

Abrieb durch mechanischen Angriff, temperaturbedingte Belastungen

• Chemische Ursachen

Angriff durch Säuren, Salze und Lösungsmittel

• Statische und dynamische Ursachen

Erd- und Verkehrslasten, Grundwasserspiegelschwankungen

• Unsachgemäße Verlegung, Einbau

Mangelnde Bettung und Verdichtung, schlecht ausgeführte Rohrverbindungen

Diese Schadensursachen haben oft auch noch Sekundärschäden wie Undichtigkeiten und Grundwassereintritte zur Folge. Grundwasserinfiltrationen sind oft auch mit Bodeneinträgen bzw. Ausspülungen der anstehenden Böden der Leitungszone verbunden.

Mit der Bewertung der Schadensituation muss eine Einstufung des Altrohrzustandes des zu sanierenden Kanals erfolgen.

Das Schlauchlining-Verfahren wird häufig für die Renovierung von Abwasserkanälen verwendet, die gemäß der ATV-DVWK M 127-2 in den Altrohrzustand II eingestuft sind.

Das Altrohr-Boden-System ist alleine tragfähig – als Schäden kommen z.B. geringe Längsrisse mit Rohrverformung bei überprüfter funktionsfähiger seitlicher Bettung in Frage, die z.B. durch Rammsondierung oder auch Langzeitbeobachtung bestätigt sind.

Abbildung 3: Grafik Altrohrzustand II

Abbildung 4: Bild Längsrisse (Altrohrzustand II)

Quelle: ATV- Zustandsreferenzkatalog

Kreisprofil DN 400: ca. 6,5 mm (Synthesefaserfilz)

ca. 4,5 mm (GFK-Liner)

Kreisprofil DN 1000: ca. 16,5 mm (Synthesefaserfilz)

ca. 12,5 mm (GFK-Liner)

Die Einstufung der Altrohrzustände bzw. die Beurteilung der Schadensituation ist für die Standsicherheit der Schlauchliner von maßgeblicher Bedeutung.

Weitere Randbedingungen können u.a. auch Planungskonzepte sein, z.B. ein vorhandener Sammler soll als Stauraumkanal innerhalb eines Abwassernetzes eingesetzt werden. Daraus ergeben sich ganz andere Betriebsbedingungen für diesen Kanal.

Diese genannten Randbedingungen haben Einfluss auf das Einbauverfahren und auf die Betriebsbedingungen sowie die Materialanforderungen.

Die Zugänglichkeit zu Schachtbauwerken, die verkehrliche Situation und die Maßnahmen für die Aufrechterhaltung der Vorflut der Kanäle bei einem Schlauchlining-Projekt sind wichtige Einbaubedingungen. Dazu gehören auch die Anzahl der Anschlussleitungen und somit die Aufrechterhaltung der Vorflut aus Kopfbaugruben, aus vorhandenen Revisionsschächten oder aus Rohrreinigungsöffnungen in den Kellern.

Die Rohrgeometrie, die Art des Profils und ggf. vorhandene Querschnittsveränderungen sind ebenso wichtig.

Die Einbaubedingungen haben Einfluss auf die Einbauverfahren und die Materialanforderungen.

Die Auswahl der Einbauverfahren erfolgt durch die Bewertung der Einbau- und Randbedingungen. Das Einbauverfahren hat direkten Einfluss auf die Materialanforderungen.

Die Betriebsbedingungen der Abwassernetze und Rohrleitungen, wie z.B. Industrieabwässer oder Druckrohrleitungen haben direkten Einfluss auf die Materialanforderungen.

Die Materialanforderungen ergeben sich aus den Anforderungen der o.g. Einbaubedingungen, Einbauverfahren, Betriebsbedingungen und unter Berücksichtigung der Randbedingungen.

Die Qualitätsüberprüfung durch Probenentnahmen auf den Baustellen ist die Überprüfung der Erfüllung der Anforderungen bezogen auf die ausgewählten Werkstoffe.

Abbildung 5: Flussdiagramm Schlauchlining / Techniken / Materialien

Ein Schlauchliner besteht aus korrosionsbeständigen Trägermaterialien aus Synthesefasern oder E-CR-Textilglas. Die großflächigen Bahnen z.B. der "Nadelfilze" werden stumpfstoßend oder auch überlappend ein- oder mehrlagig zu Schläuchen vernäht. Für die Herstellung von Glasfaserschläuchen werden überwiegend zwei Verfahren eingesetzt. Zum einen werden Glasfasergewebe oder Glaswirrfasern zu einem nahtlosen Schlauch gefertigt. Zum anderen werden Glasgewebestreifen in Längsrichtung überlappend lagenversetzt angeordnet und ebenfalls zu einem nahtlosen Schlauch hergestellt. Die Glasfasern erhöhen in diesem Verbund die Festigkeit des Schlauches. Die Liner aus Synthesefaser erzielen i.d.R. größere Einbaudicken. Je nach Systemanbieter erhalten die Filze auf der Innen- bzw. Außenseite Beschichtungen oder Folien. Die Innenfolien sind mit dem Trägermaterial entweder dauerhaft verbunden oder werden nach dem Einbauvorgang ausgebaut. Die Außenfolien sind aus umweltrelevanten Gesichtspunkten vorgeschrieben.

Eine Kombination von Nadelfilz und E-CR-Glas als Verstärkung bzw. ein Anteil aus Druckgewebe (Polyestergarne), die sog. "Sandwich-Schläuche", werden in den Bereichen, wo hohe Steifigkeiten bzw. Festigkeiten gefordert sind, eingesetzt. So ein Schlauch mit einem Druckgewebeanteil kann man sich vereinfacht wie einen Feuerwehrschlauch vorstellen. Diese Liner werden u.a. für die Renovierung von Druckrohrleitungen für sehr hohen Innendruck dimensioniert.

Die Liner aus Synthesefasern erzielen i.d.R. größere Einbaudicken. Gemäß der Herstellerangaben ist der zu erwartende Werkstoffkennwert E-Modul [N/mm²] von einem Schlauchliner mit einem Wandaufbau aus Glasfasergewebe ca. 4 mal höher als der aus Synthesefasern.

Die Schläuche können in beliebigen Formen hergestellt werden. Das zu renovierende Altrohr kann Kreis-, Ei- oder Kastenförmig sein. Für jedes Profil der Nennweiten DN 100 bis DN 2000 und größer kann ein Schlauchliner konfektioniert werden.

Für das Schlauchlining-Verfahren werden die Trägermaterialien werksseitig mit abwasserbeständigen (i.d.R. pH1 – pH 10) und feuchtigkeitsunempfindlichen, warm- oder lichthärtenden Harzen imprägniert. Die am häufigsten verwendeten Harze sind die Ungesättigten Polyesterharze (UP). Für die Kanalsanierung werden UP-Harze der Gruppe 3 gemäß DIN 18820 eingesetzt. Die Norm definiert die chemischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften der ausgehärteten Produkte. Als zweite Gruppe werden die Epoxidharze (EP) gemäß DIN 16946-2 wegen ihrer u.a. hohen mechanischen Festigkeit und Haftung verwendet. Die Vinylesterharze (VE) nach DIN 18820-2 sind Spezialharze und finden ihre Anwendung wegen der u.a. höheren chemischen und thermischen Eigenschaften im industriellen Einsatzgebiet.

Das ausgehärtete Harz beeinflusst das Verformungsverhalten und die Tragfähigkeit der Schlauchliner. Bei der Herstellung von Harzen werden z.B. den UP-Harzen Zuschlagstoffe bzw. Füllstoffe für die Erhöhung der mechanischen Eigenschaften wie z.B. des E- Moduls und damit der Ringsteifigkeit von Schlauchlinern beigefügt.

Als Füllstoffe werden unter Berücksichtigung der chemischen Tauglichkeit überwiegend mineralische Naturprodukte (Quarzsand) oder Aluminiumsilikat verwendet.

Die Imprägnierung kann je nach Anwendungsfall auch im Baustellenbereich erfolgen. Hierfür werden mobile Imprägnierungsanlagen eingesetzt, die eine kontinuierliche, witterungsunabhängige Harztränkung des Trägermaterials gewährleisten. Zur Sicherstellung einer porenfreien Imprägnierung ist das Trägermaterial mit Vakuum zu beaufschlagen.

Abbildung 6: Flussdiagramm Werkstoffe

Die harzgetränkten Schläuche werden je nach Aushärtungsmethode in Kühlcontainern / -behältern oder in lichtundurchlässigen Verpackungen zur Baustelle transportiert.

Die warmhärtenden Linersysteme werden in Containern mit Eis verpackt, gelagert und mit einer Thermodecke abgedeckt. Im gekühlten Zustand < 8 ° C kann der Liner mehrere Tage verarbeitungsfähig gehalten werden. In Kühlcontainern werden die Liner auf die Baustelle geliefert.

Die imprägnierten GFK-Schläuche sind gemäß der Hersteller bei einem Temperaturbereich von ca. 5 ° C bis etwa 30 ° C mehrere Wochen in entsprechenden lichtdichten Behältern zu lagern. Die Anlieferung zu den Baustellen erfolgt in lichtdichten Transportbehältern.

Die vorbereitenden Arbeiten an dem zu sanierenden Kanal sind von besonderer Bedeutung. Der Schlauchliner muss dicht und formschlüssig an der Wandung des Altrohres anliegen, um eine dauerhafte Renovierung sicherzustellen, denn die Qualität der Vorarbeiten beeinflusst u.a. die Standsicherheit der Liner. Dazu gehört z.B. das Beseitigen von Hindernissen vor dem Einbau des Schlauches. Scharfkantige einragende Teile wie Stutzen und Scherben sind so anzugleichen, dass eine Beschädigung des Schlauchliners ausgeschlossen ist.

Inkrustationen und verfestigte Ablagerungen sind mit einem geeigneten Verfahren zu entfernen. Grundwasserinfiltrationen sind systemabhängig vor dem Schlaucheinbau abzudichten. Im Vorfeld der Konfektionierung des Schlauchliners ist eine Kalibrierung der Geometrie des Altrohres hinsichtlich Form und Nennweite durchzuführen.

Bei den Eversionsverfahren bzw. Umstülpverfahren wird der Schlauchanfang mit einem Stahlbogen oder -kragen im Schacht vor der Rohröffnung des zu sanierenden Kanals positioniert. Mit Hilfe eines entsprechenden Überdrucks (verfahrensbedingt zwischen 0,5 und 2 bar) wird das geharzte Schlauchmaterial kontinuierlich durch Wasserdruck bzw. Druckluft in den Kanal eingekrempelt.

Einziehverfahren

Beim Einziehverfahren wird das geharzte Schlauchmaterial mittels Seilwinden vom Schacht aus in den zu sanierenden Kanal eingezogen. Um den Schlauch zu schützen, werden vor dem Einziehvorgang z.B. Gleitfolien in die Sohle des Kanals eingebaut. Anschließend wird der Schlauch mit Wasser oder Druckluft aufgestellt und gegen die Wandung des Altrohres gepresst.

Bei größeren Einbaulängen sind beim Durchfahren einzelner Schächte (Zwischenschächte) zur Stabilisierung des Schlauchliners Stützschläuche bzw. Rohre einzubauen.

Bei der Aushärtung der Harzsysteme beim Schlauchlining können drei Verfahren unterschieden werden.

• Warmwasser: Aufweitung des Schlauches mit Wasser (oder Kombination Druckluft und Wasser), der Aushärteprozess wird initiiert mittels elektrischer Aufheizung des Wassers
• Dampfhärtung: Aufweitung des Schlauches mit Druckluft, der Aushärteprozess erfolgt mittels Heißdampf

3. Kalthärtung: Aufweitung des Schlauches i.d.R. durch Druckluft, die Aushärtung des Harzes erfolgt unter Verwendung von "Härtern und Beschleunigern" unter Ausnutzung der Umgebungstemperatur.

Über mobile Heizanlagen wird das für den Einbau bzw. das Aufstellen des Liners verwendete Wasser auf eine Reaktionstemperatur zwischen ca. 60 ° C und 90 ° C erwärmt und über ein eingebautes Schlauchsystem zirkuliert. Die Dauer dieses Vorganges ist abhängig von der Dimension und der Einbaulänge des Schlauches.

Nach Beendigung der Aushärtung ist das Wasser langsam (natürliche Abkühlung) auf die Umgebungstemperatur (ca. 20 ° C bis 25 ° C) abzukühlen, um entstehende Spannungen im ausgehärteten Rohr zu reduzieren.

Optimale Einbaulängen im nicht begehbaren Bereich liegen bei den warmwasserhärtenden Verfahren zwischen 150 und 400 m. In Abhängigkeit der Randbedingungen (z.B. Dimension, Anzahl der Zuläufe) sind auch größere Einbaulängen möglich. Daraus ergeben sich große Wassermengen, die für die Dauer der Aushärtung unter entsprechendem Energie- und Zeitaufwand erhitzt werden müssen.

Nachdem der Schlauch mit Druckluft (ca. 0,3 bar, Nennweiten- bzw. verfahrensabhängig) an die Altrohrwandung gepresst wurde, erfolgt die eigentliche Dampfhärtung. Der Schlauch wird mit heißem Dampf durchströmt. Der Verlauf der Druck- und Temperaturstufen ist im wesentlichen von der Wandstärke des Materials abhängig.

Der Aushärteprozess gliedert sich in mehrere Phasen, in denen die Dampftemperaturen zu steuern sind. Dabei werden Dampfeintrittstemperaturen zwischen ca. 60 ° C bis 115 ° C erzeugt. Nach Beendigung der sogenannten Nachhärtephase ist der Liner langsam abzukühlen. Vor dem Entfernen der Packer muss überprüft werden, ob das entstandene Kondensat ausreichend abgeführt wurde, da ggf. in dem Bereich (z.B. Unterbogen im Kanal) der Liner nicht genügend aushärten konnte. In so einem Fall wird die Dampftemperatur wieder entsprechend erhöht und der Liner erneut ausgehärtet.

Bei den dampfhärtenden Verfahren werden i.d.R. Profile von Freispiegelleitungen der Nennweiten DN 100 bis DN 450 mit dem Schlauchlining-Verfahren renoviert. Die Profile können in Abhängigkeit von der einzubauenden Länge auch größer sein, denn die Anlagen für die Dampferzeugung sind das entscheidende Kriterium. Bei der Dampfhärtung wird der Schlauch mit heißem Dampf durchströmt und somit ist das Volumen des Sanierungsabschnittes von Bedeutung. Derzeit sind Anlagen im Einsatz, die ein Druckluft / Dampfgemisch zwischen 220 bis 1500 kg / h erzeugen. Daraus ergeben sich in Abhängigkeit der Nennweiten die möglichen Einbaulängen, z.B. für ein Kreisprofil DN 400 kann ein Abschnitt von ca. 120 m ausgehärtet werden.

Der GFK-Schlauchliner wird in die zu sanierende Leitung mit dem Einziehverfahren eingebracht. Mit Druckluft wird der Liner an die Wandung des Altrohres gepresst. Die Höhe der "Aufstelldrücke" ist abhängig von der Dimension des Schlauches bzw. von der Nennweite des zu sanierenden Kanals. Im allgemeinen wird ein Aufstelldruck von bis zu 0,3 bar erreicht. Sobald die UVA-Lichtquelle eingeschaltet ist, wird diese mit einer bestimmten Aushärtungsgeschwindigkeit zum Zielschacht gezogen. Diese Geschwindigkeit ist abhängig von der Nennweite des Schlauches und der Leistungsfähigkeit der Lampenketten. Ein Richtwert für die Aushärtungsgeschwindigkeit beträgt ca. 50 cm /min. Während der Lichthärtung wird durch die Reaktion des Harzes Wärme erzeugt, dabei entstehen Temperaturen von über 100 ° C. Die Aushärtung des Liners ist im wesentlichen nach Beendigung des Durchziehens der UVA-Lichterkette abgeschlossen. Nach einer Abkühlphase wird der Druck abgelassen, die Verschlussstopfen ausgebaut und die Innenfolie, die als Schutzfolie während der Lichthärtung diente, entfernt.

Bei den lichthärtenden Verfahren werden i.d.R. Profile von Freispiegelleitungen der Nennweiten DN 150 bis DN 1000 mit Einbaulängen bis zu 150 m pro Sanierungsabschnitt mit dem Schlauchlining-Verfahren renoviert. Die Kabellänge der Lichtquellen sind die maßgebliche Größe für die Einbaulänge.

Für alle Aushärtungsverfahren muss zum einen der Innendruck zur Aufrichtung und Fixierung des Schlauches gegen die Rohrwand während der gesamten Aushärtungsphase konstant gehalten und die Höhe des Druckes entsprechend des Systemhandbuches sichergestellt werden. Zum anderen ist die gesamte Härtungsphase nach den Vorgaben des entsprechenden Qualitätsmanagementhandbuchs vorzunehmen.

Für die Warmwasserhärtungsverfahren sind die Vor- und Rücklauftemperaturen sowie Temperaturen zwischen Schlauchliner und Altrohr an den Anfangs- und in den Zwischenschächten zu dokumentieren. Für die Dampfhärtungsverfahren sind die Temperaturen zwischen Schlauchliner und Altrohr am Endschacht im Bereich der Sohle (tiefster Punkt) zu erfassen.

Für die Lichthärtung sind während der gesamten Aushärtungsphase die Druck- und Temperaturverläufe sowie die Ziehgeschwindigkeit der Lichterkette zu dokumentieren.

Ein Ziel der Sanierung ist ein geschlossenes System für das Gesamtbauwerk Haltung, Schächte und den Anschlussleitungen ohne Grundwassereintritt herzustellen.

Die vor der Sanierung eingemessenen Anschlussleitungen / Seitenzuläufe werden mittels TV-gesteuertem Fräsroboter wieder aufgefräst. In vielen Fällen werden Hutprofiltechniken oder Verpresstechniken für eine Zulaufeinbindung angewendet. Der Einsatz dieser Techniken ist abhängig von den Randbedingungen der jeweiligen Projekte, wie z.B. die Schadensituation der Einbindungsbereiche (Grundwassereintritte, Hohlräume usw.), und dem Sanierungskonzept Anschlussleitungen. Die folgende Grafik gibt einen Überblick über die Einsatzmöglichkeiten des Schlauchlining-Verfahrens von Anschlussleitungen.

Abbildung 7: Einsatzmöglichkeiten Renovierung Anschlussleitungen

Die dauerhaft wasserdichte Anbindung der Schlauchliner an die Schachtbauwerke und –gerinne muss hinterwanderungsfrei sichergestellt sein. Die Ausführung wie z.B. der Einsatz von quellfähigen Dichtungsbändern oder kunststoffmodifiziertem Zementmörtel erfolgt in Abhängigkeit von den örtlichen Randbedingungen. Die Spiegel bzw. die Stirnseiten der Schächte sowie die Podestflächen können zusätzlich mit GFK-Laminat oder korrosionsbeständigen Mörteln ausgekleidet werden. Der Aufwand dieser Arbeiten ist natürlich vom baulichen Zustand der Bauwerke abhängig und muss bei der Sanierungsplanung berücksichtigt werden.

Abbildung 8: Bild Schachtanbindung

Für die Qualitätskontrolle ist ein Probestück (Länge/Breite ca. 30x20 cm) des ausgehärteten Schlauchliners zu entnehmen. Die Probeentnahme erfolgt je Aushärtungsvorgang i.d.R. in einem Schacht. Das Probestück wird im Auftrag des Auftraggebers von einem Prüfinstitut auf E-Modul, Biegefestigkeit, Wanddicke, Wasserdichtheit und Materialzusammensetzung überprüft.

Die Basis für diese Überprüfung sind die systemabhängigen und verfahrensbedingten Materialkennwerte, welche vor der Durchführung eines Projektes von dem Auftragnehmer durch Eignungsnachweise und Erstprüfungen zu erbringen sind. Zu solchen Eignungsnachweisen gehören:

• geometrische Kennwerte (z.B. Wandaufbau)
• Werkstoffkennwerte (z.B. E-Modul, Ringsteifigkeit)
• Betriebliche Kennwerte (z.B. Abriebbeständigkeit, chemische Beständigkeit)
• Dichtheit des Laminats

Mit der Renovierung eines Abwasserkanals wird eine Änderung des baulichen Zustandes angestrebt, bei der Schäden in einem Netzabschnitt beseitigt bzw. die Schadensentwicklung gestoppt wird. Auf diese Weise wird die "Lebensdauer" der Kanäle verlängert. Die Nutzungsdauer von renovierten Abwasserkanälen wird i.d.R. verfahrensunabhängig auf 50 Jahre angesetzt, sofern ein lückenloses Qualitätsmanagement im Rahmen der Eigen- und Fremdüberwachung durchgeführt wird, denn Fehler werden nicht erst beim Einbau gemacht.

Das "Vor Ort härtende Schlauchlining" muss unter den im Kanal herrschenden Bedingungen als Endprodukt ein neues, dichtes und standsicheres Rohr für die angesetzte Nutzungsdauer ergeben. Ein in diesem Sinn erfolgreich durchgeführtes Schlauchlining-Projekt ist auch

VSB-Empfehlung Nr. 5

Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen Schlauchlining-Technik Haltungen (drucklos)

VSB-Empfehlung Nr. 01

Ingenieurleistungen bei der Sanierungsplanung

DIN EN 752-5

Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden, Teil 5: Sanierung

DIN EN 13380

Allgemeine Anforderungen an Bauteile für die Renovierung und Reparatur von Abwasserleitungen und -kanälen außerhalb von Gebäuden

DIN EN 13689 Leitfaden zur Klassifizierung und Planung von Kunststoff-Rohrleitungssystemen für Renovierung

DIN EN 13566-4 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für die Renovierung von erdverlegten drucklosen Entwässerungsnetzen (Freispiegelleitungen), Teil 4: Vor Ort härtendes Schlauchlining

ATV-DVWK M 127-2 Statische Berechnung zur Sanierung von Abwasserkanälen und -leitungen mit Lining- und Montageverfahren

Hamburger Stadtentwässerung (HSE)

Anforderungsprofil Schlauchrelining, Qualitätssicherungsplan Kanalsanierung

Hans-Jürgen John

Fehler in der Kanalsanierung Erkennen – Vermeiden

Joachim Lenz

Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau, FH Oldenburg

IKT

Kurzbericht Qualitätseinflüsse Schlauchliner, Stichproben-Untersuchung an Sanierten Abwasserkanälen, IKT-Institut für Unterirdische Infrastruktur

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Dipl.-Ing. Christian Schulz

Hamburger Stadtentwässerung

Banksstr. 4 – 6, 20097 Hamburg

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