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Grabenlose Sanierung mit Steinzeugrohr-Systemen

25.11.2004

Die unterirdischen Möglichkeiten Kanäle zu sanieren sind heutzutage vielfältig bis unüberschaubar geworden. Der Tiefbauingenieur ist verständlicherweise oftmals mit den angebotenen Systemen überfordert. In jedem Fall sollte eine technisch gute, vor allem wirtschaftliche Lösung gewählt werden. Nach dem Motto: "Erneuern statt Reparieren" zeigen die nachfolgenden Verfahren die Möglichkeiten der unterirdischen Erneuerung mit korrosionssicherer langlebiger Keramik auf.

Pipe-eating
Die Microtunnelbautechnik macht?s möglich. Es kann ein neuer Steinzeugkanal mit Vortriebsrohren unterirdisch in gleicher Trasse verlegt werden. Das geschieht, indem das alte zu erneuernde Rohr "aufgegessen", zerkleinert und abgefördert wird. Aufgefahren werden können alle unbewehrten Rohrwerkstoffe in kleinerer oder gleicher Dimension wie das zu verlegende Neurohr.

Für eine einwandfreie Durchführung sind folgende Vorleistungen zu erbringen:
  • Entfernen der Vorflut aus dem Sammler
  • Abklemmen und Umpumpen der Vorflut der Hausanschlüsse
  • Kontrolle von Trassierung, Auflager und Rohrummantelung.
Ein höherer Verschleiß der Abbauwerkzeuge, die geringere Vortriebsgeschwindigkeit und die Aufwendungen für die Aufrechterhaltung der Vorflut bewirken, dass das Pipe-eating preislich über dem normalen Rohrvortrieb liegt. Daher ist es bei Erneuerungsmaßnahmen in der Regel wirtschaftlicher - sofern im Straßenquerschnitt eine freie Trasse zur Verfügung steht - einen neuen Kanal aufzufahren. Der alte Kanal kann zunächst noch zur Aufrechterhaltung der Vorflut dienen. Dennoch kann das Pipe-eating-Verfahren bei den immer enger werdenden Räumen unter den Straßen sowie für Sonderanwendungen unverzichtbar sein.
Parallelpressung mittels Pilotrohr- und Mikrotunnelbausystemen
Bei der Ausarbeitung der Bauvorhaben wird oftmals schnell deutlich, dass die Parallelpressung die weitaus wirtschaftlichere Variante darstellt. Der Vorteil liegt vor allen Dingen in der Aufrechterhaltung der Vorflut. Ein neues System wird parallel zum alten Kanal gelegt. Wenn die Untersuchung der vorhandenen Hausanschlussleitungen zeigt, dass diese auch weiterhin verwendbar sind, können diese nach dem Vortrieb des Sammlers in kleinen Baugruben übernommen werden. Die Techniken die zum Vortrieb der nicht begehbaren Kanäle eingesetzt werden sind:
  • Pressbohr-Rohrvortrieb (Schneckenförderung) für Sammler
  • Schild-Rohrvortrieb (Spülförderung) für Sammler
  • Pilotrohr-Vortrieb für Hausanschlüsse und Sammler.
Beim Pressbohr-Rohrvortrieb und beim Schild-Rohrvortrieb werden Mantel- oder Produktenrohre beim gleichzeitigen Bodenabbau an der Ortsbrust durch einen Bohrkopf vorgetrieben. Die Vermessung erfolgt durch einen Laserstrahl. Richtungsänderungen werden durch einen hydraulisch verschenkbaren Steuerkopf durchgeführt. Die Bodenabförderung erfolgt kontinuierlich durch mittels einer Förderschnecke (Pressbohr-Rohrvortrieb) oder auf hydraulischem Wege (Schildrohr-Vortrieb).

Bei dem Pilotrohr-Vortrieb wird in der 1. Phase ein Pilot-Gestänge aus Stahl, innen hohl, in den Boden mittels Verdrängung vorgetrieben. Die Vermessung erfolgt in der Systemachse mittels Theodolit oder Laser. Richtungsänderungen werden durch Drehen des Pilotstranges vom Startschacht aus vorgenommen. Nach Ankunft der Pilotspitze im Zielschacht oder Zielbaugrube wird mittels Übergangsstück auf wiedergewinnbare Stahlrohre angekoppelt. Bei Ankunft der wiedergewinnbaren Stahlrohre, deren Außendurchmesser gleich den Produktenrohren ist wird an das zuletzt eingebaute Stahlrohr das Produktenrohr angekoppelt und vorgeschoben. Auf diese Weise werden sukzessive die Stahlrohre in die Zielgrube geschoben, ausgebaut und für den nächsten Einsatz bereitgestellt.

Wichtig für den Einsatz aller Vortriebs-Verfahren ist die Kenntnis über die Bodenbeschaffenheit. Diese bestimmt den Einsatz der Technik mit und zudem die Wirtschaftlichkeit. Eine Bodenklassifizierung nach der DIN 18319 Rohrvortriebsarbeiten, VOB Teil C ist unbedingt erforderlich. Auf diese Angaben der DIN 18319, aber auch den anderen dort enthaltenen war Grundlage für die Erstellung des ATV Arbeitsblattes A 125 Rohrvortrieb. In diesem Regelwerk ist die Anforderung an die am Rohrvortrieb beteiligten beschrieben.
Berstlining
Berstlining nennt man das Verfahren, welches eine vorhandene Leitung in gleicher Trasse durch Zerstören und Verdrängen ersetzt. Dieser Vorgang geschieht axial. Bei einer Nennweitenerhöhung ist die geplante Lage der Sohle zu berücksichtigen.

Ähnlich wie beim Pipe-eating müssen auch beim Berstlining einige Vorleistungen erbracht werden:
  • Entfernen der Vorflut in dem Sammler
  • Abklemmen und Umpumpen der Vorflut der Hausanschlüsse
  • Kontrolle von Trassierung, Auflager und Rohrummantelung.
In der Regel wird der Verlauf der alten Trasse nachgefahren. Deshalb ist im Vorfeld der Verlauf vorhandener Abweichungen hinsichtlich der dauerhaften Gebrauchsfähigkeit des neuen Kanals zu beurteilen.

Die Vorteile des Berstlinings liegen in einem sehr niedrigen Preis/Leistungsverhältnis und in der Schnelligkeit. Die Kosten liegen deutlich niedriger als die des Microtunnelbaus und in der Regel auch niedriger als die der offenen Bauweise.
Das Bersten von Rohren bei gleichzeitigem Einzug von Neurohren hat seine Ursprünge in dem Bereich der Versorgungsleitungen. Seit einiger Zeit werden aber auch vermehrt Abwasserleitungen in diesem Verfahren unterirdisch verlegt.
Vielen Fachleuten ist unbekannt, dass sich Steinzeug-Vortriebsrohre für Berstlining sehr gut eignen. Sie sind durch die Konstruktion der Wandstärke und Druckübertragung, auf hohe Anforderungen an das Rohr ausgelegt, was sich durch den Microtunnelbau begründet. Sie verformen sich beim Einzug nicht. Die glasierte, harte Außenfläche gibt keine Angriffsfläche für das Altrohr. Die Wandstärken liegen um einiges, manchmal vielfaches über denen anderer Rohrwerkstoffe. Deshalb gibt es aus statischer Sicht weder durch Auflast noch durch mögliche punktuelle Lagerung des Altrohres auf das Neurohr Probleme, auch nicht auf lange Sicht.
Inlinerrohre aus Steinzeug
Steinzeug-Inlinerrohre werden in der Regel als korrosionssicheres Medienrohr für sanierungsbedürftige Rohrleitungen genutzt. Von einer Startgrube aus können die Inliner in das Rohrsystem eingeschoben oder eingezogen werden. Mit Hilfe von Gleitkufen oder Gleitrollen, die am Inliner befestigt werden, wird die Reibung minimiert und Fugenspalte oder ähnliches überbrückt. Zudem kann hierdurch das Rohr in der Lage gesichert werden, um beim Verfüllen des Ringraumes einen möglichen Auftrieb zu verhindern. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist bei grabenlosen Bauweisen vorzufinden, bei denen zunächst ein Schutzrohr oder Stollen vorgetrieben wird, um anschließend ein Medienrohr einzubauen.

Inlinerrohre zeichnen sich nicht nur durch ihre Biegesteifigkeit sondern auch durch ihre Belastbarkeit und sichere Verlegung aus. Die auf die Baustelle abgestimmten Baulängen sowie die technisch ausgereiften Anschluss- und Übergangsmöglichkeiten gewährleisten einen schnellen und damit kostengünstigen Baubetrieb. Nachweislich hohe Lebensdauer erlaubt lange Abschreibungszeiten und damit geringe Abschreibungssätze.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen für Abwassersysteme
Bei der Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Abwassersystemen sind neben den technischen Aspekten des Neubau- und Sanierungsverfahrens auch grundsätzliche Anforderungen an ein Rohrmaterial zu beachten.

Unter der Prämisse, dass
  • Abwasserkanäle und ?leitungen wegen der hohen Baukosten und hohen sozialen Belastungen für langfristigen Einsatz errichtet werden,
müssen die Rohrmaterialien folgenden Anforderungen standhalten:
  • Dicht auf Dauer
  • Hydraulisch glatt
  • Sicher gegen Korrosion
  • Wartungssicher
  • Formstabil auf Dauer
  • Langlebig
wobei die maßgebenden mechanischen, chemischen und biologischen Belastungen bereits in der Planungsphase zu ermitteln und Auswirkungen für die gesamte geplante Nutzungsdauer zu prüfen sind. Letztlich ist die Wirtschaftlichkeit auf Basis technischer Kriterien nachzuweisen.

Der Neubau der zu sanierenden Leitung stellt unter diesen Kriterien in der Regel die beste Sanierungsmethode dar. Dennoch stellen die bereits oben beschriebenen Verfahren, wie Mikrotunnelbau, Pipe-eating und Berstlining gute Alternativen zum Neubau dar und bieten ebenfalls ein Höchstmaß an Sicherheit und erfüllen alle oben angeführten Anforderungen.

Die Erwartungen an die Nutzungsdauer von Abwassersystemen sind hoch und damit bietet auf Grund seiner Langlebigkeit besonders das Material Steinzeug einen entscheidenden wirtschaftlichen Vorteil.

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