Komplexe Schachtsanierung und Inlinereinbau im Industriesammler von Coswig
30.10.2007
Ein durch Hochwasserfolgen schwer geschädigter, 1855 m langer Mischwassersammler aus Betonrohren wurde mittels Schlauchlining renoviert. Die Schachtbauwerke mussten teils aufwändig saniert und teils verfüllt werden. Auf Grund der Lage in sensiblen Bereichen (Landschaftsschutzgebiet, landwirtschaftlich genutzte Flächen), der Anforderungen an die Logistik sowie der Qualitätssicherung und des eng begrenzten Zeitrahmens wurden hohe Anforderungen an die Vorbereitung und Ausführung der Baumaßnahme gestellt. Mit der erfolgreichen Fertigstellung des Bauvorhabens sind die Voraussetzungen geschaffen, dass eine weitere Nutzungsdauer des Industriesammlers für mindestens weitere 50 Jahre gewährleistet ist.
Bedingt durch das Elbehochwasser im August 2002 und den dadurch extrem gestiegenen Grundwasserspiegel sind im Kanalnetz der Großen Kreisstadt Coswig gravierende Schäden entstanden, deren Beseitigung dringend notwendig wurde. Dies betrifft auch den sog. „Industriesammler“, der vom Gewerbegebiet „Coswig Industriestraße“ bis zum Pumpwerk Coswig-Kötitz führt.
Um einen weiteren Schadensfortschritt aufzuhalten und zusätzliche Betriebskosten (Fremdwasser) zu vermeiden, wurde eine Renovation der Haltungen und Schächte erforderlich.
Topografisch ist der zu untersuchende Kanalabschnitt nur schwach gegliedert (maximaler geodätischer Höhenunterschied von 3 m).
Für den betrachteten Kanalabschnitt können folgende wesentlichen Ausgangsdaten genannt werden:
- Gesamtlänge: 1855 m
- durchschnittliches Gefälle: ca. 1,5 ‰
- Tiefenlage: von 3,63 m bis 7,91 m
- Alter: ca. 40 Jahre
- Anzahl Schächte und Sonderbauwerke:
41 Stück
Folgende hauptsächlichen Schadensbilder konnten festgestellt werden:
- undichte Rohrverbindungen und Schachtunterteile in Verbindung mit eindringendem Grundwasser sowie
- Längs- und Querrisse.
- keine Bewehrung vorhanden
- Wandstärke 13,5 cm,
- Beton nicht porös,
- Betondruckfestigkeiten von 63,1 bis 81,2 N/mm2,
- maximale Carbonatisierungstiefe 6 mm ( entspricht ca. 4 % der Wandstärke im Maximum),
- Sulfatgehalt 0,006 M.-%.
Die im Kanalbereich (Verfüll- bzw. Leitungszone) anstehenden Auffüllungen wiesen in ihrer Zusammensetzung große Unterschiede auf. Zur besseren Übersicht wurden sie in drei Gruppen zusammengefasst. In den Sondierprofilen wurden die jeweiligen Gruppen (A1, A2, A3) angegeben und eine weitere Differenzierung vorgenommen.
Sie besteht vorwiegend aus Schluff. Tlw. treten in ihm schluffige Sande und vereinzelt Bauschutt auf. Die Konsistenz ist weich bzw. weich bis steif.
Sie besteht aus unterschiedlich schluffigen Sanden. Teilweise ist sie schwach kiesig. Die bindigen Anteile wiesen eine weiche bis steife Konsistenz auf.
Die Lagerungsdichte aller Auffüllungen ist außer im obersten Bereich prinzipiell locker bzw. sehr locker. Der oberste Bereich (tlw. bis in 1,0 m Tiefe) weist durch die ehemalige bzw. jetzige Nutzung tlw. eine mitteldichte Lagerung auf. Die Rohrleitungszone weist in der Regel die geringste Lagerungsdichte auf. Soweit die Auffüllungen bis unter das Rohr reichen sind sie ebenfalls locker bzw. sehr locker gelagert. Unterhalb der Rohrsohle wurde fast durchgängig eine mittlere Lagerungsdichte festgestellt (mittelschwere Rammsonde nach DIN 4094: Schlagzahlen von 8 bis 15).
Abschnitt | Schlauchlining | Wickelrohrrelining | Kurzrohrrelining | Ersatzneubau |
---|---|---|---|---|
Beginn bis M 4 | möglich | Möglich | möglich | möglich |
M 4 bis Ende | möglich | nicht möglich | nicht möglich | möglich |
Kriterium | Schlauchlining | Wickelrohrrelining | Kurzrohrrelining | Ersatzneubau |
---|---|---|---|---|
Querschnittsverlust | gering | relativ gering | groß | nein |
Langzeiterfahrung | vorhanden | nicht vorhanden | vorhanden | vorhanden |
Firmen mit RAL-Gütezeichen (Stand 31.03.2006) | 18 | 0 | 7 | 165 (Gruppe AK1 |
DIBt-Zulassungen | ja | nein | ja | ja |
Erdarbeiten | sehr gering | nein | hoch | sehr hoch |
Abwasserhaltung | sehr umfangreich | umfangreich | sehr umfangreich | sehr umfangreich |
Bauzeit | kurz | kurz | lang | sehr lang |
maximale Einbaulänge | 400 m | 100 m | 150 m | 6 m |
Rohrverbindungen | nein | ja (Endlosmuffe) | ja | ja |
Benutzung Privatgrundstücke | gering | gering | relativ hoch | hoch |
Nutzungsdauer | 50 Jahre | keine Angabe | 50 - 80 | 80 - 100 |
geschätzte Investitions- kosten, brutto [€] (nur Kanal, ohne Schächte) | 1.180.000,00 | 1.015.000,00 | 1.080.000,00 | 5.315.000,00 (inkl. Schächte) |
Der Gutachter kommt zu der Einschätzung, dass „die mittleren Grundwasserstände zumindest in den elbnahen Bereichen deutlich unter den festgestellten Grundwasserständen liegen.
Minimum: 1,20 m über Rohrsohle
Maximum: 3,60 m über Rohrsohle
Auf der Grundlage aller beschriebenen Untersuchungsergebnisse wurde der Industriesammler dem Altrohrzustand 2 zugeordnet.
Kriterium | Beschichtung | Auskleidung | Ersatzneubau |
---|---|---|---|
Verbesserung Statik | nein | ja | ja |
Aufwand für vor- bereitende Arbeiten | hoch | relativ hoch | gering |
Firmen mit RAL- Gütezeichen (Stand 31.03.2006) | 8 (S20) | 5 (S45) | 165 (Gruppe AK1) |
chemische Beständig- keit (Langzeit) | mittel | hoch | mittel-hoch |
Nutzungsdauer | mittel | lang | lang |
Kosten | mittel | hoch | hoch |
Bei einer geplanten Kanalrenovation und der damit häufig verbundenen Reduzierung des freien Fließquerschnittes spielt die Untersuchung der hydraulischen Randbedingungen eine außerordentlich wichtige Rolle. Aus diesem Grund fand im Rahmen der Planung eine Untersuchung der hydraulischen Leistungsfähigkeit statt.
- Abschnitt von Beginn bis Einbindung Hauptsammler M 4: Querschnittsreduzierung auf bis zu DN 800 möglich
- Abschnitt von Einbindung M 4 bis Ende: nur minimalste Querschnittsreduzierung akzeptabel
Die Schächte weisen einen einheitlichen Aufbau auf:
- vier- oder fünfeckiges Unterteil aus Ziegelmauerwerk oder Ortbeton
- Übergangsplatte
- Schachtringe (Durchmesser 1,00 m)
- Konus und
- Abdeckung.
Folgende baulichen Mängel wurden dabei festgestellt:
- z. T. korrodierte Unterteile
- feuchte Unterteile, teilweise punktuelle Fehlstellen mit eindringendem Wasser
- undichte Übergänge Schacht/Kanal
- oftmals fehlende Steigeisen
- teilweise locker aufliegende Schachtabdeckungen,
nicht tagwasserdicht. - für jeden Schacht wurden ein Schadensprotokoll
und eine detaillierte Sanierungsstrategie
angefertigt.
Im Rahmen der Planung wurden folgende Renovationsverfahren einer detaillierten Betrachtung unterzogen:
- Schlauchlining
- Wickelrohrrelining
- Kurzrohrrelining und
- Ersatzneubau
Anzahl Inversionsabschnitte | Dimension | Einzellänge [m] |
---|---|---|
1 | DN 1200 | 19 |
1 | DN 600 | 16 |
11 | DN 1000 | 12 bis 280 |
Woche | Dimension | Einbaulänge [m] |
---|---|---|
KW 36 | DN 1000 | 347 |
KW 37 | DN 1000 DN 1200 DN 600 | 255 19 16 |
KW 39 | DN 1000 | 398 |
KW 40 | DN 1000 DN 1000 | 164 304 |
KW 41 | DN 1000 DN 1000 | 340 12 |
Für die Ertüchtigung der Schächte wurden folgende Möglichkeiten untersucht:
- Beschichtung,
- Auskleidung mit GFK/HD-PE und
- Ersatzneubau.
Nach Vergleich aller Kriterien für die einzelnen Verfahren der Kanal- und Schachtertüchtigung wurde in Abstimmung mit dem Auftraggeber als Vorzugsvariante die Kanalrenovation mittels Schlauchlining gemäß DIN EN 13566-4 [2] festgelegt.
Für die Instandsetzung der Schächte wurde eine Kombination aus Auskleidung (für die ständig grundwasserberührten Unterteile) und Beschichtung (für die Schachtringe und den Schachthals) vereinbart.
Mit der Kanalrenovation mittels Schlauchlining wurde ein Verfahren gewählt, dass folgende wesentliche Kriterien erfüllte:
- Langzeiterfahrung mit dem Verfahren
- bestehende Zulassungen für Verfahren und Anwender
- Gewährleistung Hydraulik
- größtmögliche Einbaulängen in Verbindung mit „überfahren“ von Schächten (Schachtverfüllung nach Inlinereinbau)
- geringe Tiefbauaufwendungen und
- geringe Benutzung von Privatgrundstücken.
Das Bauvorhaben wurde mittels Beschränkter Ausschreibung nach öffentlichem Teilnahmewettbewerb ausgeschrieben. Diese Ausschreibungsart wurde gewählt, da gemäß § 3 Nr. 3 Abs. 2a) VOB/A „... die Leistung nach ihrer Eigenart nur von einem beschränkten Kreis von Unternehmen in geeigneter Weise ausgeführt werden kann, besonders wenn außergewöhnliche Zuverlässigkeit oder Leistungsfähigkeit (z. B. Erfahrung, technische Einrichtungen oder fachkundige Arbeitskräfte) erforderlich ist.“
- RAL-Gütezeichen Gruppe S20 (Bauwerkssanierung)
- RAL-Gütezeichen Gruppe S27 (Schlauchlining)
- RAL-Gütezeichen Gruppe S45 (Montage)
- Qualitätsmanagement nach DIN EN ISO 9000 ff
- DIBt-Zulassung für Schlauchliner
- Nachweis Einbaulängen DN 1000 von mind. 350 m
- Schlauchliner-Material gemäß Anforderungsprofil süddeutscher Kommunen [3].
Im Ergebnis der Beschränkten Ausschreibung zur Angebotsabgabe aufgeforderten Firmen legte die Fa. Insituform Rohrsanierungstechniken GmbH, ZNL Dresden das wirtschaftlichste Angebot vor und erhielt den Zuschlag für die Durchführung des Bauvorhabens.
Gemäß Ausschreibung mussten vom Bieter folgende wesentlichen Leistungen erbracht werden:
Aufbau einer Abwasserhaltung
Teilabbruch und Neubau von 7 Schächten in Vorbereitung des Inlinereinbaues
Teil-/Komplettsanierung von 25 Schächten
Verfüllung von 14 Schächten
Einbau Inliner: DN 600 16 m
Einbau Inliner: DN 1000 1820 m
Einbau Inliner: DN 1200 19 m.
Im Rahmen der Ausschreibung wurden folgende Inversionsabschnitte vorgegeben:
Vor dem Einbau des Inliners und der Schachtsanierung mussten vielfältige vorbereitende Arbeiten durchgeführt werden. Dies umfasste u. a. die
- Erstellung eines Bauzeitenplanes
- Klärung Zuführung Strom und Wasser
- Anliegerinformation
- Zufahrtsmöglichkeiten und Stellflächen (Baustraße)
- Verkehrssicherung bzw. Beantragung einer Verkehrsrechtlichen Anordnung
- Abwasserhaltung
- Beratung mit Ordnungsamt (z. B. Lärmschutz)
- statische Berechnung
- Reinigung
- Kalibrierung
- Kanal-TV
- Abdichtungsarbeiten.
Mit der danach angewendeten Wasser- Höchstdruck-Technologie konnte eine optimale Untergrundvorbereitung und damit eine nachfolgend sehr gute Verkrallung des Beschichtungsmörtels mit dem Untergrund erreicht werden.
Der Einbau des Insituform-Schlauches erfolgt im Umstülp- bzw. Inversionsverfahren unter hydrostatischem Druck einer Wassersäule und mit Hilfe eines Förderbandes/ Gerüstes. Der zuvor mittels Luftdruck eingebrachte PE-Preliner drückt sich als konstruktive Trennung zwischen Altrohr und beharzten Liner ebenfalls formschlüssig an die Kanalwandung an. Durch Heizanlagen wird das Wasser anschließend auf ca. 80°C erwärmt. Der Temperaturverlauf wird durchgängig über Thermofühler an allen Schächten und kritischen Punkten digital kontrolliert und protokolliert. Nach der Aushärtung wird das Wasser kontinuierlich auf die Umgebungstemperatur heruntergekühlt, um die durch die Polymerisation entstandenen Spannungen abzubauen.
Da der hydrostatische Wasserdruck bedeutend höher als der vorhandene Grundwasserdruck ist, kann bei dieser Technologie auf eine Vorabdichtung der Undichtigkeiten im Kanal verzichtet werden.
Der Einbau erfolgte in genauer Abstimmung mit der Konfektionierung und der Logistik nach folgendem Zeitregime:
Aus der Übersicht ist erkennbar, dass der Inlinereinbau über eine Gesamtstrecke von 1855 m innerhalb von 5 Wochen durchgeführt wurde. Auf Grund der z. T. sehr langen Einbaustrecken konnte auch eine Anzahl der vor Beginn der Baumaßnahme vorhandenen Schächte „überfahren“ werden (durchlaufender Inliner). Diese Schächte wurden anschließend verfüllt.
Die Schachtsanierung erfolgte zeitund standortversetzt zur jeweils aktuellen Inlinereinbaustrecke. Eine Verzögerung im praktischen Bauablauf trat hierbei infolge der ungenügenden Reinigungsergebnisse der ursprünglich mittels Hochdruck-Wasserstrahlen vorgesehenen Reinigungstechnologie ein. Erst nach der Schachtreinigung mittels Wasser-Höchstdruck von 2500 bar konnte eine ordnungsgemäße Untergrundvorbehandlung erreicht werden.
Vor der Anbringung der GFK-Platten war jedoch in den meisten Schachtunterteilen die Abdichtung gegen das anstehende, drückende Grundwasser notwendig.
Die Abdichtung erfolgte durch das Einpressen von Ergelit Kombina I micro und anschließendem Nachpressen von PU-Schaum. Dazu wurden zuvor in das Unterteil in einem gleichmäßigen Raster Injektionskanäle gebohrt.
Die Beschichtung der Schachtringwände erfolgte mit Ergelit KS 1. Dieser Mörtel wurde mit einer Stärke von 2 cm auf die vorbereiteten Flächen aufgetragen.
Mit den Ausschreibungsunterlagen wurden konkrete Anforderungen an das Verfahren und die Linerwerkstoffe vorgegeben. Diese Anforderungen und die während der Maßnahme durchgeführte Bauüberwachung basierten im Wesentlichen auf den VSBEmpfehlungen und dem Anforderungsprofil für Schlauchliner – Kanalrenovierungen der Arbeitsgruppe süddeutscher Kommunen [3].
Die Anmeldung der Baustelle erfolgte umgehend nach Auftragserteilung beim Güteschutz Kanalbau und der Tiefbau-Berufsgenossenschaft.
- allgemeines (Baustellenvorbereitung und Erbringung entsprechender Nachweise
- bis zur Baustellenfreigabe)
- Vorarbeiten der Renovierung (Abwasserhaltung, Kalibrierung, Reinigung, TV-Voruntersuchung)
- Übereinstimmungsvergleich Bieterangaben, Bestell- und Lieferscheine
- Statik
- Einbau Schlauchliner (auf der Grundlage des vorzulegenden Verfahrenshandbuches einschl. fortlaufende Messung aller wichtigen Parameter)
- Prüfung Materialprobe (eine Probe je Einbauabschnitt)
- Prüfung Haftzugfestigkeit in SchächtenDichtheitsprüfung
- TV-Abnahmebefahrung
Im letzten Drittel der Bauzeit wurde von den am Bau Beteiligten zu einem Baustellen- Meeting eingeladen, an dem Vertreter von verschiedenen Netzbetreibern aus dem Raum Sachsen teilnahmen.
Die interessierten Zuhörer erfuhren im ersten Teil des Meetings in verschiedenen Vorträgen vielfältige Informationen zu folgenden Themen:
- Überblick über die Sanierungsmaßnahme Industriesammler Coswig
- Qualitätssicherung bei komplexer Kanalsanierung
- Praxisbeispiele von Schlauchlining mit großen Kalibern und Sonderprofilen und
- Möglichkeiten und Randbedingungen der Sanierung von Abwasserschächten.
- Inlinereinzug DN 1000 Länge ca. 300 m
- Schachtsanierung mit GFK-Auskleidung
- Schachtsanierung durch Beschichtung mit kunststoffmodifiziertem Mörtel
- Verpressen gegen Grundwasserandrang und
- Schachtrückbau.
Literatur
[1] IBU Baugrunduntersuchung für BV: Renovation Industriesammler in Coswig, Mai 2006
[2] DIN EN 13566-4 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für die Renovierung von erdverlegten drucklosen Rohrleitungen (Freispiegelleitungen); Teil 4: Vor Ort härtendes Schlauchlining
[3] Arbeitsgruppe süddeutscher Kommunen Anforderungsprofil für Schlauchliner- Kanalrenovierungen
Weitere News und Artikel
02.09.2024
News
Fortbildungspunkte für Ingenieur*innen mit Online-Kursen von UNITRACC und SAG-Akademie
Ingenieurkammern vergeben bis zu 44 Punkte für Kurse aus unserem Weiterbildungsangebot im Bereich Kanalbau, -instandhaltung und -management. Ergründen Sie …
26.08.2024
News
Nachruf Prof. Dr.-Ing. Dietrich Stein
In tiefer Trauer geben wir bekannt, dass unser Gründer und Gesellschafter Prof. Dr.-Ing. Dietrich Stein im Alter von 85 Jahren verstorben ist.
Es ist seiner visionären Kraft, seinem ingenieurmäßigen Genius …
21.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in …
15.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Steinzeug-Keramo & Pipelife
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten …
14.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Aarsleff
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen …
13.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Bedarfsorientierte Kanalinspektion – Aktivitäten der Stadt Remscheid und ihre Abstimmungen mit der Aufsichtsbehörde
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die …
08.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Amiblu
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und …
08.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Bedarfsorientierte Kanalinspektion – Aktivitäten in Österreich
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, …
06.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Barthauer Software GmbH
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten …
05.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: QKan – GIS-gestütztes Kanalinformationssystem als open source-Werkzeug für kleinere und mittlere Netzbetreiber
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große …
02.08.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller PFI
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und …
31.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller NIVUS
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und …
Kontakt
Christian Scholze
01705 Freital
Telefon:
+49 351 64494-0
Fax:
+49 351 64494-32