Effiziente Schachtsanierung mit dem MRT-System in Halstenbek

So ließ auch die Gemeinde Halstenbek bei Hamburg im Zeitraum September 2018 bis Dezember 2019 mit der Manhole Rehabilitation Technology (MRT) 75 Schächte schnell und dauerhaft sanieren.

Dabei kam eine Kombination aus dem Spezialmörtel ombran MHP-SP und der dauerhaft gegen biogene Schwefelsäure beständigen Hybrid-Silikatbeschichtung ombran FT der MC-Bauchemie zum Einsatz.

Die Sanierung von Einstiegsschächten stellt die Betreiber von Abwassernetzen mehr denn je vor technische, ökonomische und organisatorische Herausforderungen. Rund 14,7 Millionen Abwasserschächte gibt es in Deutschland allein in den Netzen der öffentlichen Hand. Davon sind inzwischen viele schadhaft geworden – konservative Schätzungen gehen von einer starken Schädigung mit einem kurzfristigen oder mittelfristigen Sanierungsbedarf bei jedem 10. Schacht aus. Dennoch fristete die Schachtsanierung in der Vergangenheit ein Schattendasein.

Der Fokus von Planung und Ausführung wurde meist auf die Sanierung der Kanäle gerichtet, obwohl die Sanierung der Schachtbauwerke, die als Zugangs- und Wartungsöffnungen zur Kanalisation dienen, ebenso wichtig ist. Aufgrund der häufig starken biochemischen und mechanischen Belastung, müssen auch die Schächte geschützt werden, was besonders wirtschaftlich mit Spezialbeschichtungen möglich ist, die gem. DIN EN 15885 eine echte Renovierung und nicht bloß eine Reparatur darstellen.

Eine ganzheitliche Sanierung ist gefragt

Mit der Problemstellung sanierungsbedürftiger Schächte war auch die Gemeinde Halstenbek konfrontiert. Halstenbek liegt im Süden des Kreises Pinneberg, etwa 15 Kilometer vom Hamburger Stadtzentrum entfernt und hat rund 18.000 Einwohner.

Das Kanalnetz gliedert sich in 62 km Schmutzwasser- und 72 km Regenwasserkanäle. Vor allem in Teilen der Schmutzwasserkanäle und den zugehörigen Schachtbauwerken waren z. T. deutliche Schäden festgestellt worden. Die Gemeinde entschied sich von Beginn an für eine ganzheitliche Sanierung dieser Kanalnetzbereiche unter Berücksichtigung der Einstiegsschächte.

Neben der Sanierung der Kanalhaltungen mit dem Inlinerverfahren setzte man bei den Schächten auf die Renovierung mit der automatisierten Beschichtungstechnologie, der Manhole Rehabilitation Technology (MRT) der HDT GmbH aus Bottrop, einer Tochtergesellschaft der MC-Bauchemie.

75 Schächte wurden instandgesetzt

Für die Planung des Sanierungsvorhabens, das neben der eigentlichen Haltungssanierung mit Inlinern auch die Instandsetzung von 75 Einstiegsschächten umfasste, wurde die Niederlassung Pinneberg des Ingenieurbüros Dänekamp und Partner beauftragt. Die Schachtsanierung erfolgte durch die WEHE GmbH & Co. KG aus Neuenkirchen-Vörden, die im Rahmen der Inlinersanierung mit der Hamburger Niederlassung der Rainer Kiel Kanalsanierung GmbH zusammenarbeitete. Die Sanierungsarbeiten wurden in zwei Bauabschnitten im Zeitraum von September 2018 bis Februar 2019 sowie Juni bis Dezember 2019 ausgeführt.

Die Kanalisation in Halstenbek besteht im Sanierungsbereich aus Schmutzwasserkanälen DN 200 mit geringem Abfluss, denen neben der üblichen, altersbedingten Verwitterung auch biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK) zugesetzt hatte. Gleiches galt für die bis zu 4,90 m tiefen Einstiegsschächte der Größe DN 1000 aus Beton und Mauerwerk.

Die Haltungen waren zum Zeitpunkt der Schachtsanierungsarbeiten bereits mit Linern instandgesetzt. Nach einer entsprechenden Reinigung, Untergrundvorbereitung und Abdichtung, sollten die Innenwände der Schächte, wo immer möglich, im Schleuderverfahren mit der MRT beschichtet werden. Die ergänzende Beschichtung bzw. Auskleidung von Bermen und Gerinne erfolgte ebenfalls mit BSK-beständigen Materialien, jedoch händisch.

Nichts dem Zufall überlassen

Um das Ziel einer dauerhaft erfolgreichen Schachtsanierung zu erreichen, entschieden sich Planer und Verarbeiter für ein optimal aufeinander abgestimmtes und geprüftes System. „Den Verantwortlichen der Gemeinde Halstenbek und mir als Planer war von Anfang an klar, dass eine dauerhaft erfolgreiche Schachtsanierung nur unter Beachtung der Vorgaben des DWA Merkblattes 143-17 und der DAfStb-Richtlinie erzielt werden kann“, sagt Jörg Jahrmann vom Ingenieurbüro d+p dänekamp und partner Beratende Ingenieure.

Darüber hinaus sollte das ausführende Unternehmen im Besitz der Gütezeichen der Gruppe RAL-GZ S42 sein. „Auch beim Material wollten wir nichts dem Zufall überlassen. So forderten wir beispielsweise beim Beschichtungsmörtel die hochwertige Klassifikation XWW3 gem. DIN 19573 und bei der BSK-beständigen Spezialbeschichtung zusätzliche Nachweise wie eine DIBt-Zulassung“, so Planer Jahrmann.

Hoch beständige Spezialbeschichtungen sind optimal aufeinander abgestimmt Fündig wurden die Planer bei den optimal aufeinander abgestimmten Spezialbeschichtungen der ombran-Reihe der MC-Bauchemie aus Bottrop, in deren Verarbeitung das ausführende Unternehmen WEHE langjährige Erfahrung hat.

So entschieden sie sich für den Einsatz der Spezialmörtel ombran MHP 15 für händische Reprofilierungsarbeiten im Bereich der Berme sowie den spritz- und schleuderbaren ombran MHP-SP, der in 15 mm Schichtdicke mit der MRT Spinning Unit, dem Schleuderkopf der MRT, automatisiert auf die Schachtwandung appliziert wurde.

Beide kunststoffvergütete, hoch chemisch- und sulfatbeständige Mörtel wurden speziell für die Verwendung in Schacht- und Kanalbauwerken entwickelt und sind gem. DIN 19573 als WW-Beschichtungsmörtel B1 - XWW3 klassifiziert. Darüber hinaus sind die Mörtel für die Schachtsanierung DIBt-zugelassen und tragen ein CE-Zeichen gemäß DIN EN 1504-3.

Dauerhafter BSK-Schutz mit dem Hybrid-Silikatharz ombran FT

Der dauerhafte BSK-Schutz wird durch das ebenfalls DIBt-zugelassene Hybrid-Silikatharz ombran FT erzielt, das optimal auf die Überschichtung der verwendeten ombran MHP Mörtel abgestimmt ist. Es kommt anstelle des klassisch in der Schachtsanierung eingesetzten ombran CPS, einem verwandten jedoch blau pigmentierten Harz, zur Anwendung, da das schwarze ombran FT für die Schleuderapplikation optimierte Verarbeitungseigenschaften mit sich bringt.

Aufgrund seiner extrem dichten Matrix ist es höchst beständig gegen mechanische und vor allem chemische Angriffe und widersteht dauerhaft auch stärksten chemischen Belastungen < pH 3,5, die für mineralische Systeme in der Regel eine Einsatzgrenze darstellen.

Darüber hinaus sorgt die Wasserdampfdiffusionsfähigkeit des Harzes dafür, dass auch bei rückwärtiger Durchfeuchtung effektiv osmotische Prozesse mit Blasenbildung verhindert werden. Die Applikation erfolgte in mindestens 4 mm Schichtstärke mit dem HS Coating Head, einem Adapter, der zum Schleudern auf die MRT Spinning Unit aufgesetzt werden kann. Somit lassen sich sowohl mineralische als auch reaktionsharzbasierte Beschichtungsmaterialen effektiv und sicher mit der MRT verarbeiten.

Autarker MRT-Truck sichert effizienten Einsatz

Besonders effektiv gestaltet sich der Einsatz der MRT in Kombination mit einem LKW. Sebastian Scheffler, Geschäftsführer und Eigentümer der Firma WEHE, setzt darum auf einen selbständig konfigurierten MRT-Truck, der über eine autarke Strom-, (Hochdruck-)Wasser- und Druckluftversorgung, einen Mörtelmischer, eine Mörtelpumpe sowie ein komplettes MRT-Equipment verfügt.

Vergleichbare Fahrzeuge werden auch vom Hersteller der MRT, der Firma HDT aus Bottrop, angeboten. Mit dem MRT-Truck, der sowohl bei runden als auch bei eckigen Schachtbauwerken aus Beton oder Mauerwerk bis zu einer Tiefe von 10 m einsetzbar ist, wird die Effizienz der Sanierung von Schächten zusätzlich gesteigert, da bei günstiger Lage der Schächte im Straßenraum derselbe Arbeitsschritt bei den Bauwerken in unmittelbarer Folge ohne zusätzliche Rüst- oder Umbauzeiten ausgeführt werden kann.

Beim Einsatz der MRT werden Schachteinstiege minimiert, lediglich vorbereitende Abdichtungsarbeiten sowie die Bearbeitung von horizontalen Flächen und des Sohlbereichs muss vorab händisch erfolgen. Technisch schwierige und gefährliche Arbeiten an vertikalen Schachtwänden werden automatisiert ausgeführt. Neben dem dadurch erzielten Zeitgewinn und der Kosteneinsparung gewährleistet das Verfahren zudem eine hohe, vollständig reproduzierbare Sanierungsqualität.

Von der Reinigung über die Untergrundvorbereitung zur Beschichtung

Im ersten Arbeitsschritt erfolgte die Reinigung und Untergrundvorbereitung der Wände mittels Wasserhochdruckstrahlen bei ca. 500 bar unter Granulateinsatz mit der MRT Blasting Unit sowie mit einer Handlanze. Nach der Prüfung der Oberflächenzugfestigkeit, die sich an den Vorgaben des DWA-M 143-17 orientiert und für Betonschächte i.d.R. einen Mittelwert > 1,0 MPa fordert, wurden die Bermen händisch mit ombran MHP 15, dem schnellhärtenden Mörtel zur Reprofilierung und Beschichtung von Wand- und Gerinnebereichen, beschichtet.

Am Folgetag wurde das Gerinne bei laufendem Abfluss vollflächig abgedeckt und die Schächte in einem ersten Beschichtungsgang mit der MRT Spinning Unit in einer Schichtdicke von 15 mm mit ombran MHP-SP beschichtet. Nach zwei Tagen wurden diese Flächen nochmals mit der Blasting Unit abgestrahlt und nach vollständiger Abtrocknung mit ombran FT in einer Schichtstärke von 4 mm mit dem HS Coating Head beschichtet. Dabei kamen marktübliche Schnecken- und Membranpumpen sowie Spritzdüsentechnik zum Einsatz.

Die Beschichtung der Bermen erfolgte im ersten Bauabschnitt händisch mit ombran FT, die Anbindung an die in Fertigteilen bzw. in Handlaminat ausgeführten Fließgerinne mit dem hochreaktiven Spachtel MC-Fastpack EP solid. Die durch den laufenden Betrieb bedingte Luftfeuchtigkeit aus dem Abwasser konnte zur Nachbehandlung der BSK-Schutzbeschichtung genutzt werden.

Im zweiten Bauabschnitt mit 42 Schächten entschied man sich vor allem aus optischen Gründen zur vollständigen Beschichtung des Gerinne- und Bermenbereichs mit einem BSK-beständigen GFK-Handlaminat.

Alle Arbeiten wurden unter kontinuierlicher Eigenüberwachung der Firma WEHE sowie in enger Begleitung durch das Ingenieurbüro d+p ausgeführt und umfassten neben den Haftzugprüfungen unter anderem auch Schichtdickenmessungen, Hohlstellenkontrollen, Bohrkernentnahmen sowie Dichtheitsprüfungen.

Schneller, besser und sicherer als eine konventionelle Umsetzung

Mit dem MRT-Verfahren konnten in Halstenbek 4 bis 10 Schächte je Straße in einem Zug saniert werden. Die reine Beschichtung wurde dabei in einem Viertel der für die konventionelle Umsetzung veranschlagten Zeit ausgeführt, und das bei höherer Qualität und Sicherheit. Dabei ergab sich ein optimales Schleuderbild für die Oberfläche des ombran FT.

Auch qualitativ hielt die Beschichtung allen Haftzugprüfungen problemlos stand und wurde ohne Einschränkungen abgenommen. Das MRT-Verfahren von HDT und MC-Bauchemie trug damit zu einer besseren Ergebnisqualität bei der Instandsetzung bei, und das bei hoher Zeitersparnis und deutlich verbessertem Arbeitsschutz im Vergleich zur konventionellen händischen Applikation.

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