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(Bild: Übersicht über die Reparaturverfahren)

Unter Reparatur versteht man nach DIN EN 752-5 [DINEN752-5:1997] Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden.

Zu den Reparaturverfahren (Bild 5.2) zählen die

  • Ausbesserungsverfahren (Abschnitt 5.2.1)
  • Injektionsverfahren (Abschnitt 5.2.2) und
  • Abdichtungsverfahren (Abschnitt 5.2.3) .

Reparaturen von außen werden sowohl an Schachtbauwerken als auch am Kanal selbst ausgeführt. Sie erfordern i.a. die …

Ausbesserungsverfahren dienen zur örtlich begrenzten oder abschnittsweisen Ausbesserung oder zum Ersatz von Rohren bzw. Bauwerksteilen zur Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit, statischen Tragfähigkeit sowie der Wasserdichtheit.

(Bild: Schnitt durch eine Schachtabdeckung in Anlehnung an DIN EN 124 bzw. DIN 19549)
(Bild: Lageabweichung des Rahmens einer Schachtabdeckung [Stadt Düsseldorf])

Einen wesentlichen Anteil bei der Reparatur von Schächten nehmen die Regulierung und der Austausch von Schachtabdeckungen ein, da heute gegenüber früher bedeutend höhere Anforderungen an die Ebenheit der Fahrbahn gestellt werden und diese Anlagen gerade in Folge des starken Straßenverkehrs …

Bei dieser Sanierungsmaßnahme bleiben sowohl Schachtabdeckung als auch umgebende Deck- und Tragschichten erhalten. Es erfolgt lediglich das Anheben oder Absenken des zuvor mit Hilfe mechanisch oder hydraulisch arbeitender Spezialgeräte gelösten Rahmens (Bild 5.2.1.1.1) (Bild 5.2.1.1.1) (Bild 5.2.1.1.1) (Bild 5.2.1.1.1) [WPCFFD6] [NASSCO85a] [WPCF85] .

(Bild: Höhenregulierung einer Schachtabdeckung - Anheben eines Schachtrahmens auf OK Fahrbahn)

Eine Höhenregulierung von Schachtabdeckungen mit Ausbau erfolgt immer dann, wenn auch die umgebende Deckschicht durch Rißbildungen, Deformationen u.a. beschädigt ist (Bild 5.2.1.1) .

Im Regelfall erfolgt die Reparatur durch Ausbau der umgebenden Deck- und Tragschicht sowie der schadhaften Schachtabdeckung, einschließlich eventuell vorhandener Auflageringe, und anschließendem Wiedereinbau auf das gewünschte Niveau.

Im Anschluß daran wird die umgebende …

Schwerpunkt der Reparaturen in Schächten bildet der Ersatz korrodierter oder zerstörter Steighilfen (Steigeisen, Sicherheitstritte oder Leitern) (Abschnitt 1.8) .

Beim Einbau sind die Montageanleitungen einzuhalten. Es ist darauf zu achten, daß Material, Form und Tritthöhe pro Schacht einheitlich sind (s. ATV-A 137 [ATVA137] ) und der Zustand der Schachtwand den Austausch aus statischer Sicht zuläßt.

Die Löcher für die neuen Steighilfen werden zweckmäßigerweise …

Da die Bauwerke der Ortsentwässerung und insbesondere die Schächte vornehmlich aus Beton, Stahlbeton oder Ziegelmauerwerk bestehen, wird nachfolgend ausschließlich auf das Ausbessern von Fehlstellen bei diesen Werkstoffen eingegangen.

Solche Fehlstellen, die in den Schachtwandungen, Fugen, Anschlußbereichen sowie in den Auftritten und Gerinnen vorliegen können, sind z.B.:

  • partielle Oberflächenkorrosion,
  • Absprengungen der Deckschicht infolge Korrosion …

Reparaturverfahren von außen an Kanälen betreffen insbesondere das Auswechseln einzelner oder mehrerer beschädigter Rohre.

In diesem Fall wird der in offener Bauweise freigelegte, defekte Rohrbereich nach Außerbetriebsetzung der Haltung abgetrennt (Bild 5.2.1.2) , ein Rohrpaßstück mit glatten Enden eingesetzt und die neue Rohrverbindung mittels Manschettendichtung (Bild 5.2.1.2) (Bild 5.2.1.2) hergestellt [FI-Naylo] [FI-Stein93] .

(Bild: Auswechseln …

Maßnahmen zur Ausbesserung von Fehlstellen im Rohrinnenbereich von Kanälen und Bauwerken der Ortsentwässerung aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton zielen in Abhängigkeit des gewählten Reparaturmörtels u.a. auf [DAfStB:1992] :

  • die Erhaltung und Wiederherstellung des Korrosionsschutzes der Bewehrung;
  • Wiederherstellung/Ergänzung des Betonquerschnitts mit oder ohne Anforderungen an die Standsicherheit;
  • bereichsweise Wiederherstellung oder Erhöhung des …

Oberflächenvorbehandlung zur Ausbesserung von Kanälen aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton

(Bild: Korrosionsschutzversiegelung der entrosteten Bewehrung [BDZ89])

Die erforderliche Vorbehandlung des Bewehrungsstahls hängt von seinem Zustand, d.h. vom Umfang der Korrosion und der Art der Reparaturmaßnahme ab. Bei begrenzten Reparaturen von Betonabsprengungen durch korrodierten Bewehrungsstahl empfiehlt sich grundsätzlich die Konservierung durch Korrosionsanstriche (Bild 5.2.1.3.2) entsprechend den Stahlbauregeln. Auf einen Korrosionsschutzanstrich …

Für eine dauerhafte Verbindung zwischen Altbeton und Reparaturmörtel müssen in Abhängigkeit des Reparaturverfahrens Qualitätsanforderungen an den Betonuntergrund bezüglich folgender Eigenschaften gestellt werden [Grube90] :

  • Rauhigkeit der Oberfläche,
  • Häufigkeit und Größe von Lunkern und Poren,
  • Abreißfestigkeit,
  • zulässige Risse,
  • Druckfestigkeit u. ggf. E-Modul,
  • Carbonatisierung,
  • zulässiger Chlorid-Gehalt,
  • Betonfeuchte und -temperatur.

Für die meisten …

(Bild: Auftragen des Reparaturmörtels von Hand [BDZ89])

Der Auftrag des Reparaturmörtels (Bild 5.2.1.3.4) muß erfolgt sein, bevor die Haftbrücke völlig angetrocknet ist (Verarbeitung "frisch in frisch"). Andernfalls besteht die Gefahr, daß die Haftbrücke zur Trennschicht wird.

Beim Anmachen und Auftragen sowie Nachbehandeln der Reparaturmörtel sind die Verarbeitungsvorschriften der Hersteller zu beachten. Ausführliche Erläuterungen bezüglich der …

Während Kanalklinker in gemauerten Kanälen i.a. gegen Säuren resistent sind (Ausnahmen (Abschnitt 2.6.4) ), werden die zementgebundenen Mörtelfugen bei entsprechender Beanspruchung (Abschnitt 2.6.4) zersetzt.

Werden diese Mauerwerksfugen nicht mit einem geeigneten Mörtel wieder ausgefüllt (verfugt), so können Undichtigkeiten, Herausfallen einzelner oder mehrerer Kanalklinker aus dem Verband bis hin zum Einsturz des Gewölbes die Folgen sein. Bei diesbezüglichen …

Speziell für die Fälle, bei denen die statische Tragfähigkeit einzelner Rohre gefährdet ist, wurden Verfahren entwickelt, die es erlauben, diese für einen gewissen Zeitraum zu sichern und damit den Zeitpunkt der Rohrauswechselung oder des Beginns anderer, umfassenderer Maßnahmen der Schadensbehebung zu verschieben. Zu diesen Verfahren gehören für den begehbaren Nennweitenbereich die Spannringe aus Stahl.

Bei diesem Verfahren werden abhängig von …

Für die Ausbesserung nichtbegehbarer Kanäle stehen ferngesteuerte Roboterverfahren zur Behebung unterschiedlicher Schäden, wie z.B. Undichtigkeiten, Abflußhindernisse, Risse, Rohrbruch, einragende oder nicht fachgerecht eingebaute Stutzen, von innen zur Verfügung.

Zu den auf dem Markt befindlichen Roboterverfahren gehören z.B.:

  • KA-TE (Abschnitt 5.2.1.6.1) ) [FI-Kanal] , [FI-Kunsta]
  • SikaRobot (Abschnitt 5.2.1.6.2) [FI-Sika]
  • kanaltec HF 200 [FI-…

Kernstück dieses Roboter-Systems ist ein selbstfahrendes Trägergerät, das mit Fräs-, Bohr- und Injektionsköpfen, einer Spachtelvorrichtung bzw. Schalung mit Mörtelzufuhr ausgerüstet werden kann (Bild 5.2.1.6.1).

Das System eignet sich zur Reparatur in Kanälen aus Beton und Stahlbeton, Asbestzement, Stahl und Steinzeug mit Nennweiten DN 100 bis DN 800 bzw. entsprechenden Eiquerschnitten. Sämtliche Arbeiten erfolgen ferngesteuert und werden mit Hilfe …

(Bild: Sika-Robot-System [FI-Sika] - Herablassen des Sika-Roboters in den Schacht)

Das SikaRobot-System [FI-Sika] besteht zur Vereinfachung der Einbringung in die Kanäle über Einsteigschächte aus drei gelenkig miteinander verbundenen Maschinenteilen (Bild 5.2.1.6.2) (Bild 5.2.1.6.2) (Bild 5.2.1.6.2) (Bild 5.2.1.6.2) . Dabei handelt es sich in der Grundversion um Antriebseinheit, Steuerteil und Arbeitskopf mit Werkzeughalterung sowie einer TV-Kamera …

(Bild: Übersicht über die Injektionsverfahren)

Unter Injektion (Einpressen) wird nachfolgend in Anlehnung an DIN 4093 [DIN4093:1987] das Einbringen von Injektionsmitteln (Einpreßgut nach DIN 4093 [DIN4093:1987] oder Füllgut nach ZTV-Riss 93 [Verkehra] ) in Risse und Hohlräume unter Druck über Einfüllstutzen verstanden.

Hohlraum ist der Oberbegriff für natürliche und künstliche Hohlraumstrukturen aller Art:

  • im Felsgestein und in festen Tonböden für …
(Bild: Zusammenstellung der für Injektionen geeigneten Flüssigkeiten [Stein92c])

Einen Überblick über die für Injektionen verwendbaren Flüssigkeiten, geordnet nach der Teilchengröße der dispergierten Stoffe bzw. der Viskosität, vermittelt Bild 5.2.2.1 . Von diesen Injektionsmitteln, die im injizierten Bereich gelieren oder aushärten, sind heute nur noch die Zementpasten und -mörtel, Suspensionen aus Zement, Ton oder Kombinationen beider Mittel …

Anforderungen und Einsatzmöglichkeiten von Injektionsmitteln

Bei Rißbreiten von ≥ 3mm sind alle Injektionsmittel auf der Basis von Zementsuspensionen und Kunststofflösungen geeignet.

Die weiteren Injektionsgrenzen sind in [Verkehra] für folgende Injektionsmittel und Rißbreiten angegeben:

  • Epoxidharz EP-I ≥ 0,10 mm
  • Polyurethanharz PUR-I ≥ 0,30 mm
  • Zementleim ZL-I ≥ 1,50 mm
  • Zementsuspension ZS-I ≥ 0,20 mm.

Beim Einsatz von Injektionshochdruckpumpen mit Drücken über 20 bar liegt die Injektionsgrenze für Kunststofflösungen …

Hier muß unterschieden werden zwischen zur Ruhe gekommenen und noch in Bewegung befindlichen (arbeitenden) Rissen.

Im ersten Fall werden keine weiteren Zusatzanforderungen an das Injektionsmittel gestellt. Hier kommen bei entsprechend großen Rißbreiten auch Injektionsmittel auf der Basis von Zement zur Anwendung, die von Natur aus einen für Injektionsmittel relativ hohen Elastizitätsmodul besitzen und hierdurch keine Bewegungen zulassen. Im Falle …

Im Druckbereich der Konstruktion befindliche Risse sollten mit einem Injektionsmittel verpreßt werden, welches mindestens die Festigkeit des Bauteils und einen ähnlich hohen Elastizitätsmodul besitzt, um die Wirkung der Verzahnung bzw. Kraftschlüssigkeit wieder herzustellen und Querverschiebungen unmöglich zu machen.

Für im Zugbereich der Konstruktion befindliche Risse sollten, wie unter "Rißbewegung" erwähnt, hochelastische evtl. schäumende und …

Maßgebende Kriterien für die Rißflanken sind deren Feuchtigkeit und Oberflächenbeschaffenheit.Im vorliegenden Anwendungsfall muß in der Regel von feuchten und teilweise verschmutzen Rißflanken ausgegangen werden.

Hier eingesetzte Injektionsmittel sollten in der Lage sein, durchfeuchtete Rißflanken verkleben und in feinere Haarrisse in den Rißflanken eindringen zu können.

Eine Übersicht über die Zuordnung geeigneter Injektionsmittel zu Parametern …