Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Injektionstechnik
Die Auswahl der Injektionsverfahren und die Durchführung der Injektion sind u.a. abhängig von den jeweiligen geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen, dem Zustand und der Tiefenlage des Kanals sowie vom Injektionszweck.
So kann die Möglichkeit einer Vorinjektion, z.B. bei stark durchlässigen Schichten bzw. zur Lagesicherung des betreffenden Kanalabschnittes, aber auch die einer Nachverpressung wesentlich sein.
Hinsichtlich der Injektionstechnik haben sich in der Praxis eine Vielzahl von Verfahren durchgesetzt [Maidl83b] . Für den vorliegenden Anwendungsfall kommen vornehmlich die Injektion mit der Rammlanze oder mit Manschettenrohren zum Einsatz.
Als einfachstes Verfahren werden ein Rohr oder eine Rammlanze (Image 5.2.2.2.1-1) bis zum tiefsten zu injizierenden Horizont in den Boden getrieben oder gespült und das Injektionsmittel durch das Rohr bzw. die Rammlanze unter gleichzeitigem, abschnittsweisem Hochziehen derselben (ca. 20 bis 30 cm) verpreßt (Injektion von unten nach oben) .
Die einfachste Injektionslanze besteht aus einem zusammengeschraubten Rohr mit einer aufgesteckten, lösbaren Spitze. Letztere verbleibt nach dem Ziehen im Boden.
Bedingt durch den Eindringwiderstand des Bodens eignet sich die Lanze nur für geringe Tiefen.
Bei schnell erhärtenden Mischungen kann es durch Aufsteigen des Injektionsmittels an der Außenwand zum Festkleben des Rohres kommen. Außerdem besteht die Gefahr des Austritts des Injektionsmittels an der Geländeoberfläche.
(Image 5.2.2.2.1-2) und (Image 5.2.2.2.1-3) zeigen den Einsatz einer solchen Rammlanze.
Image 5.2.2.2.1-1:
Rammlanze in Anlehnung an [Maidl83b] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Image 5.2.2.2.1-2:
Injektion im Lockergestein mittels Rammlanze in Anlehnung an [Reute71] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Image 5.2.2.2.1-3:
Injektion eines Hohlraumes im Bereich eines Einsteigschachtes [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bei der Injektion mit Manschetten- bzw. Ventilrohren wird eine verrohrte Bohrung bis zur gewünschten Endtiefe niedergebracht und nach Reinigung dieser Verrohrung ein Kunststoffrohr DN 30 bis 60 eingeführt.
In einem Abstand von beispielsweise 30 cm sind ringförmig mehrere Öffnungen angeordnet, die durch eine Gummihülle (Manschette) überdeckt werden. Letztere übernimmt jeweils die Rolle eines Klappenventils, so daß das Injektionsmittel zwar aus dem Rohr aus-, aber nicht zurückfließen kann.
Während des abschnittsweisen Ziehens der äußeren Verrohrung wird der Hohlraum zwischen Manschettenrohr und Bohrlochwandung mit einer Stützflüssigkeit (meist einer Zement-Ton-Suspension) verfüllt.
Das Einpressen des Injektionsmittels erfolgt mit Hilfe eines Doppelpackers, der entweder selbständig durch den Injektionsdruck oder mechanisch bzw. pneumatisch (Image 5.2.2.2.1-4) expandiert und abdichtet.
Injektion mittels Manschettenrohr und Druckluftdoppelpacker in Anlehnung an [Maidl83b] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]
Die Vorteile dieses Verfahrens, wie
- Trennung der Bohr- und Injektionsarbeiten,
- Möglichkeit der gezielten Injektion,
- Austauschbarkeit des Injektionsmittels,
- Überprüfungsmöglichkeit des Injektionserfolges mittels
- Wasserdruck an jeder beliebigen Stelle und Möglichkeit der nachträglichen Schließung festgestellter Injektions lücken,
sind der Grund dafür, daß es heute bevorzugt angewendet wird.
Bei der Verwendung von Injektionsmitteln auf der Basis von Zement oder Wasserglas (Silikatgel) werden die Grundsubstanzen in Dosier- und Mischanlagen zum eigentlichen Injektionsmittel aufbereitet und anschließend über Injektionspumpen mittels der beschriebenen Injektionstechniken eingepreßt.
Bei Injektionsmitteln auf der Basis von mehrkomponentigen Kunstharzen werden die Ausgangskomponenten separat möglichst bis unmittelbar vor die Injektionsstelle gepumpt.
Hierbei ist darauf zu achten und meßtechnisch zu dokumentieren, daß die vorgegebenen Mischungsverhältnisse eingehalten werden. Insbesondere bei Polyeddukten (2K-PU, Silikatharz und EP) ist eine intensive Mischung erforderlich, entweder durch vorheriges Mischen der Komponenten (nur bei entsprechend langer Topfzeit) oder durch einen Statikmischer o.ä. [Maidl83b] .
Beim Statikmischer werden die Materialkomponenten in einem Rohr zusammengeführt. Durch vielfache Strahlteilung entlang des Fließweges vermischen sich die Komponenten (Image 5.2.2.2.1-5) (Image 5.2.2.2.1-6) .
Image 5.2.2.2.1-5:
Statikmischer - (Typ Wendelmischer) von drei Blickrichtungen aus gesehen |
Image 5.2.2.2.1-6:
Statikmischer - Funktionsprinzip |
Dieses Mischverfahren ist technisch nicht aufwendig und wird bei der mobilen Verarbeitung von mehrkomponentigen Systemen häufig eingesetzt.
Statikmischer sind in der Regel für den einmaligen Einsatz vorgesehen, da bei Unterbrechung des Mischvorganges das Material in diesem erhärtet. Eine Mehrfachverwendung kann durch Reinigung des Statikmischers mit einem Lösungsmittel oder mit einer Komponente des Injektionsmittels ermöglicht werden.
Zur Kontrolle und Steuerung des Injektionsvorganges sind das Volumen und der Druck bzw. Druckverlauf des Injektionsmittels je Einpressstelle zu erfassen. Damit sollen das unkontrollierte Abfließen des Injektionsmittels, das Zerstören des betreffenden Kanalbereiches oder Hebungen der Geländeoberfläche verhindert werden.
