Abschlussbericht Pilotprojekt Teil II (PDF-Datei 1 ... - Stadt Düsseldorf
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Lehrstuhl für Baubetrieb und Projektmanagement<br />
ibb - Institut für Baumaschinen und Baubetrieb<br />
Univ.- Professor Dr.- Ing. Rainard Osebold<br />
Thema: <strong>Pilotprojekt</strong><br />
Dichtheitsprüfung und Sanierung von Grundstücksent-<br />
wässerungsleitungen auf Chemischreinigungsstandorten<br />
<strong>Abschlussbericht</strong> zum <strong>Teil</strong> 2 des Forschungsvorhabens<br />
ausführende Stelle: RWTH Aachen<br />
ibb - Institut für Baumaschinen und Baubetrieb<br />
Mies-van-der-Rohe-Straße 1<br />
52074 Aachen<br />
Auftraggeber: Umweltamt der <strong>Stadt</strong> <strong>Düsseldorf</strong><br />
Brinckmannstraße 7<br />
40200 <strong>Düsseldorf</strong><br />
Aachen im Dezember 2003<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rainard Osebold
1 Motivation und Ziel...............................................................................................2<br />
2 Vorgehen zur Festlegung der Sanierungen und Auswahl der Firmen ..........................4<br />
3 Durchführung der Sanierungen..............................................................................6<br />
3.1 Vorarbeiten ..........................................................................................................8<br />
3.1.1 TV-Inspektion und Dichtheitsprüfung .......................................................................8<br />
3.1.2 Reinigung und Fräsarbeiten.....................................................................................8<br />
3.1.3 Zusammenfassung Vorarbeiten .............................................................................10<br />
3.2 Schlauchreliningverfahren.....................................................................................10<br />
3.2.1 Anwendungsmöglichkeiten...................................................................................10<br />
3.2.2 Materialien .........................................................................................................11<br />
3.2.3 Verfahrensablauf.................................................................................................13<br />
3.2.4 Ergebnisse der Sanierungen ..................................................................................18<br />
3.3 Flutungsverfahren ...............................................................................................20<br />
3.3.1 Anwendungsmöglichkeiten...................................................................................20<br />
3.3.2 Materialien .........................................................................................................21<br />
3.3.3 Verfahrensablauf.................................................................................................22<br />
3.3.4 Ergebnisse der Sanierungen ..................................................................................23<br />
3.4 Rohrstrangverfahren ............................................................................................27<br />
3.4.1 Anwendungsmöglichkeiten...................................................................................27<br />
3.4.2 Materialien .........................................................................................................28<br />
3.4.3 Verfahrensablauf.................................................................................................29<br />
3.4.4 Ergebnisse der Sanierungen ..................................................................................29<br />
3.5 Erneuerung ........................................................................................................31<br />
3.5.1 Neuverlegung oberhalb der Bodenplatte..................................................................31<br />
3.5.2 Verfahrensablauf.................................................................................................32<br />
3.5.3 Ergebnisse des <strong>Pilotprojekt</strong>es ................................................................................33<br />
3.5.4 Erneuerung in offener Bauweise ............................................................................34<br />
3.5.5 Verfahrensablauf.................................................................................................35<br />
3.5.6 Ergebnisse des <strong>Pilotprojekt</strong>es ................................................................................36<br />
4 Kosten..............................................................................................................38<br />
4.1 Allgemeines .......................................................................................................38<br />
4.2 Wirtschaftlichkeit................................................................................................40<br />
5 Verfahrensauswahl.............................................................................................42<br />
6 Zusammenfassung.............................................................................................44<br />
7 Literatur............................................................................................................46
1 Motivation und Ziel<br />
Im <strong>Teil</strong> I dieses <strong>Pilotprojekt</strong>es wurden zunächst die Grundleitungen und Anschlusskanäle<br />
von 64 Grundstücken mit bestehenden Chemischreinigungsbetrieben im<br />
<strong>Stadt</strong>gebiet von <strong>Düsseldorf</strong> auf ihren Zustand und ihre Dichtheit untersucht. Unter<br />
Grundleitungen werden im Erdreich oder in der Grundplatte unzugänglich verlegte<br />
Leitungen, die das Abwasser in der Regel dem Anschlusskanal zuführen, verstanden<br />
[DIN 1986]. Der Anschlusskanal ist der Kanal zwischen dem öffentlichen Abwasserkanal<br />
und der Grundstücksgrenze bzw. der ersten Reinigungsöffnung (z.B. Übergabeschacht)<br />
auf dem Grundstück [DIN 4045].<br />
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass alle geprüften Leitungsabschnitte<br />
undicht waren, allerdings in einem stark unterschiedlichen Umfang. Lediglich auf einem<br />
Grundstück wurden die Vorgaben der ATV [ATV 143] für eine Wasserdichtheitsprüfung<br />
erfüllt [IBB 01].<br />
Anlass für die Untersuchungen waren Grundwasserbelastungen mit chlorierten Kohlenwasserstoffen<br />
(CKW) im <strong>Stadt</strong>gebiet von <strong>Düsseldorf</strong>, bei denen mehrfach Chemischreinigungsbetriebe<br />
als Verursacher ermittelt wurden. Bodenluftuntersuchungen<br />
auf allen Grundstücken mit Chemischreinigungen ergaben, dass insbesondere in der<br />
Nähe von Entwässerungsleitungen der Grundstücke mit Chemischreinigungsbetrieben<br />
erhöhte CKW-Werte in der Bodenluft vorliegen. Nach den Ergebnissen der Zustandserfassung<br />
und der Dichtheitsprüfung war es daher nahe liegend, dass die<br />
CKW durch undichte Leitungen und Kanäle in das Erdreich gelangt sind.<br />
Chlorierte Kohlenwasserstoffe sind aus Sicht des Grundwasserschutzes in der <strong>Stadt</strong><br />
<strong>Düsseldorf</strong> ein bedeutendes ökologisches Problem. Um einen weiteren Eintrag der<br />
CKW von Chemischreinigungsbetrieben in den Boden zu unterbinden, sind undichte<br />
Entwässerungseinrichtungen, über die diese Schadstoffe eingetragen werden können,<br />
schnellstmöglich zu sanieren. Obwohl die CKW-Konzentration im Abwasser<br />
nach den heutigen wasserrechtlichen Bestimmungen nur noch gering sein darf, kann<br />
nicht ausgeschlossen werden, dass durch Betriebe, die CKW einsetzen, auch erheblich<br />
höhere Konzentrationen mit dem Abwasser abgeleitet werden.<br />
Während für den Eintrag von CKW ins Abwasser der jeweilige Gebäudenutzer verantwortlich<br />
ist, trägt der Grundstückseigentümer die Verantwortung für den Zustand<br />
der Abwasseranlagen. Die Dichtheit privater Abwasserleitungen wird generell für alle<br />
Grundstücke in den Bauordnungen der Länder vorgeschrieben. Die Bauordnung für<br />
das Land Nordrhein-Westfalen [BauO NW] verpflichtet die Grundstückseigentümer<br />
die Dichtheit der Leitungen bis spätestens zum 31. Dezember 2015 nachzuweisen.<br />
Unter bestimmten Vorraussetzungen verkürzt sich diese Frist auf den 31. Dezember<br />
2
2005. Leitungen und Kanäle, die bei der Prüfung die Dichtheitskriterien nicht erfüllen,<br />
müssen saniert werden. In den Gesetzen wird hierfür zwar keine Frist genannt, da<br />
die Abwasseranlagen jedoch nach den Regelungen des Wasserhaushaltsgesetzes<br />
(WHG) jederzeit dicht sein müssen, ist eine Sanierung umgehend nach Feststellung<br />
einer Undichtheit durchzuführen.<br />
Für die Sanierung von Grundleitungen und Anschlusskanälen liegen im Unterschied<br />
zu der Sanierung öffentlicher Sammelkanäle nur wenige Erkenntnisse vor. Auch sind<br />
die Randbedingungen, unter denen Sanierungen durchgeführt werden können, hier<br />
sehr viel ungünstiger. Hinzu kommt, dass eine Sanierung privater Entwässerungsleitungen<br />
bisher nur in Ausnahmefällen oder beim Umbau durchgeführt wurde, da eine<br />
Pflicht zum Nachweis der Dichtheit bis vor kurzem nicht bestand.<br />
Grundsätzlich stehen für die Sanierung neben der Erneuerung der Leitungen ähnliche<br />
Verfahren wie für die Sanierung öffentlicher Kanäle zur Verfügung. Berichte und<br />
Hinweise zur Anwendung dieser Verfahren in privaten Leitungen gibt es bisher jedoch<br />
kaum.<br />
In diesem <strong>Pilotprojekt</strong> sollten daher unterschiedliche Sanierungsverfahren und Verfahrenskombinationen<br />
an den Entwässerungsanlagen auf 18 Grundstücken mit<br />
Chemischreinigungsbetrieben erprobt und optimiert werden. Da in naher Zukunft<br />
durch die Vorschriften der BauO NW ein erheblicher Bedarf an Sanierungen zu erwarten<br />
ist, kommt der Bereitstellung geeigneter Verfahren eine große Bedeutung zu.<br />
Mit der Umsetzung dieses Forschungsvorhabens wurden mehrere Ziele verfolgt:<br />
• Unterbindung eines weiteren CKW-Eintrags durch undichte Entwässerungsleitungen<br />
in den Boden<br />
• Erprobung, Optimierung und Beurteilung unterschiedlicher Sanierungsverfahren<br />
und Kombinationen von Verfahren für Grundleitungen und Anschlusskanäle<br />
• Überprüfung von Möglichkeiten zur Kostenreduzierung bei zeitgleicher Sanierung<br />
der Grundleitungen und des Anschlusskanals<br />
3
2 Vorgehen zur Festlegung der Sanierungen und Auswahl der Firmen<br />
Für jedes untersuchte Grundstück wurde bei der Dichtheitsprüfung, dem ersten <strong>Teil</strong><br />
des <strong>Pilotprojekt</strong>es, ein individueller Bericht und ein Sanierungsvorschlag erarbeitet.<br />
Diese waren Planungsgrundlagen für die Durchführung der Sanierung, des zweiten<br />
<strong>Teil</strong>s des Projektes.<br />
Aus den 64 untersuchten Grundstücken wurden 18 für die Erprobung der Sanierungsverfahren<br />
ausgewählt. In Anlehnung an das ATV-M 149 [ATV 149] wurden zunächst<br />
die Grundstücke ermittelt, bei denen eine Sanierung der Entwässerungseinrichtungen<br />
aus baulicher Sicht am dringendsten erforderlich erschien. Parallel<br />
dazu wurden die Grundstücke zusammengestellt, auf denen die höchsten CKW-<br />
Werte in der Bodenluft gemessen wurden. Ziel war die Sanierung der Abwasseranlagen<br />
auf den Grundstücken, auf denen die höchsten Bodenluftverschmutzungen gemessen<br />
und zugleich die größten Schäden in den Leitungen festgestellt wurden.<br />
Für die Ausschreibung der Sanierungsmaßnahmen wurde unterschieden zwischen<br />
der Erneuerung der Leitungen und der Sanierung durch Reparatur und Renovierung.<br />
Die Sanierung von Grundleitungen durch Erneuerung ist hinreichend erprobt und<br />
konnte daher direkt öffentlich ausgeschrieben werden. Dennoch beteiligte sich lediglich<br />
eine Firma fristgerecht an der Ausschreibung. Nach Prüfung des Angebots und<br />
der Referenzen wurde dieser Firma der Zuschlag erteilt.<br />
Die Sanierungsarbeiten durch Renovierung und Reparatur wurden durch eine beschränkte<br />
Ausschreibung nach öffentlichem <strong>Teil</strong>nahmewettbewerb vergeben. Da Sanierungsverfahren<br />
in Leitungen mit kleinem Rohrdurchmesser bisher nur vereinzelt<br />
durchgeführt wurden, sollte durch den <strong>Teil</strong>nahmewettbewerb zunächst ein Marktüberblick<br />
geschaffen werden. Es wurden drei Sanierungsarten (Flutungsverfahren,<br />
Schlauchreliningverfahren und Rohrstrangverfahren) vorgegeben. Zur Ausschreibung<br />
kamen Verfahrensvarianten mit bauaufsichtlicher Zulassung oder Gütesiegel<br />
einer allgemein anerkannten Stelle. Jede Firma konnte sich für ein oder mehrere<br />
Verfahren bewerben. Im <strong>Teil</strong>nahmewettbewerb mussten die Firmen zunächst das<br />
von ihnen angebotene Verfahren beschreiben, notwendige Vorarbeiten und Einsatzgrenzen<br />
nennen und eine Referenzliste vorlegen. Außerdem mussten die Wettbewerbsteilnehmer<br />
einen Qualifikationsnachweis ihrer Mitarbeiter sowie den Nachweis<br />
einer Berufshaftpflicht vorlegen.<br />
Insgesamt beteiligten sich 13 Firmen am <strong>Teil</strong>nahmewettbewerb. Die meisten boten<br />
für mehrere Verfahren. Auffallend war, dass fast alle Firmen das Schlauchreliningverfahren<br />
anboten. Das Flutungsverfahren wurde dagegen ausschließlich durch Bietergemeinschaften<br />
oder über Nachunternehmer der Firmen angeboten. Eine Übersicht<br />
4
über die Anzahl der Bewerber für die einzelnen so genannten grabenlosen Verfahren<br />
enthält Tabelle 1.<br />
Tabelle 1: Anzahl der Bieter am <strong>Teil</strong>nahmewettbewerb<br />
Flutungsverfahren Schlauchreliningverfahren Rohrstrangverfahren<br />
4 Bieter 10 Bieter 6 Bieter<br />
Von den Wettbewerbsteilnehmern wurden zwei von der beschränkten Ausschreibung<br />
ausgeschlossen, da sie nicht alle geforderten Nachweise vorlegten. Den übrigen<br />
Firmen wurden die Vorbemerkungen und Leistungsverzeichnisse zugesandt. Dabei<br />
wurden die Leistungen für die drei vorgegebenen Sanierungsverfahren einzeln ausgeschrieben.<br />
Neben den Ausschreibungsunterlagen wurden die Entwässerungspläne<br />
der ausgewählten Grundstücke, die Ergebnisse der TV-Inspektionen und der Dichtheitsprüfungen<br />
sowie die Sanierungskonzepte zur Verfügung gestellt. Außerdem bestand<br />
die Möglichkeit, die Videos der TV-Inspektionen im Umweltamt einzusehen.<br />
Dies wurde allerdings von keinem Anbieter genutzt. Die Sanierungsverfahren wurden<br />
für die einzelnen Grundstücke vom Auftraggeber vorgegeben, um die Verfahren unter<br />
möglichst unterschiedlichen Randbedingungen testen zu können.<br />
Die Auswertung der Ausschreibungsunterlagen zeigte, dass der günstigste Bieter für<br />
alle Verfahren derselbe war. Nach Prüfung der Angebotspreise und der Referenzliste<br />
wurden in einem Aufklärungsgespräch die geplanten Sanierungsmaßnahmen noch<br />
einmal genau erläutert. Es wurde darauf hingewiesen, dass einige angebotene Preise<br />
der Firma im Vergleich sehr niedrig waren. Nachdem von Seiten der Geschäftsführung<br />
erklärt wurde, dass die Preise für die Firma dennoch auskömmlich seien,<br />
wurde die Firma für die kompletten grabenlosen Sanierungsarbeiten beauftragt.<br />
Parallel zu der Ausschreibung wurden den Grundstückseigentümern die Sanierungskonzepte<br />
erläutert und öffentlich-rechtliche Verträge zwischen den Eigentümern und<br />
dem Umweltamt der <strong>Stadt</strong> <strong>Düsseldorf</strong> zur Regelung der Kosten und der Gewährleistung<br />
geschlossen.<br />
5
3 Durchführung der Sanierungen<br />
Nach DIN EN 752 [DIN 752] werden mit dem Begriff Sanierung „alle Maßnahmen zur<br />
Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen“<br />
bezeichnet. Dabei werden folgende Verfahrensarten unterschieden.<br />
Reparatur: Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden<br />
Renovierung: Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit<br />
von Abwasserleitungen und -kanälen unter vollständiger oder<br />
teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz<br />
Erneuerung: Herstellung neuer Abwasserleitungen und -kanäle in der bisherigen<br />
oder einer anderen Linienführung, wobei die neuen Anlagen<br />
die Funktion der ursprünglichen Abwasserleitungen und -kanäle<br />
einbeziehen<br />
Während Schlauchrelining- und Rohrstrangverfahren zu den Renovierungsverfahren<br />
gezählt werden, ist eine Einstufung des Flutungsverfahrens schwierig. Per Definition<br />
ist es ein Reparaturverfahren, da lediglich die einzelnen Schadstellen abgedichtet<br />
werden. Es unterscheidet sich allerdings entscheidend von anderen Reparaturverfahren,<br />
da in einem Arbeitsvorgang eine komplette Haltung und nicht die Schadensstellen<br />
einzeln saniert werden.<br />
Nach Durchführung der Vorarbeiten (Fräsarbeiten, Hochdruckreinigung, Kalibrierung<br />
usw.) stellte sich heraus, dass eine Renovierung mit dem Rohrstrangverfahren in<br />
keinem Fall wie vorgesehen oder nur mit einer erheblichen Einschränkung des Rohrdurchmessers<br />
durchführbar war. Daher wurden auch in diesen Fällen Schlauchinliner<br />
eingesetzt.<br />
In Tabelle 2 sind die auf den einzelnen Grundstücken durchgeführten Sanierungsverfahren<br />
aufgeführt. Wie zu erkennen ist, wurden in den Anschlusskanälen ausschließlich<br />
die grabenlosen Sanierungsarten Schlauchreliningverfahren und Flutungsverfahren<br />
eingesetzt. Im Grundleitungsnetz wurde dagegen überwiegend das Flutungsverfahren<br />
und die Erneuerung in offener Bauweise oder als abgehängte Leitung<br />
ausgewählt. Abbildung 1 zeigt die Gesamtlängen der sanierten Entwässerungsanlagen<br />
getrennt nach den einzelnen Sanierungsverfahren.<br />
6
Tabelle 2: Übersicht der durchgeführten Sanierungsverfahren<br />
Grundstück Anschlusskanal Grundleitungen<br />
Grundstück A Schlauchrelining Flutungsverfahren<br />
Grundstück B Schlauchrelining -<br />
Grundstück C Schlauchrelining Flutungsverfahren<br />
Grundstück D Schlauchrelining Erneuerung<br />
Grundstück E Schlauchrelining Schlauchrelining/Erneuerung<br />
Grundstück F Flutungsverfahren Flutungsverfahren<br />
Grundstück G Schlauchrelining Erneuerung<br />
Grundstück H Flutungsverfahren Flutungsverfahren<br />
Grundstück I Flutungsverfahren Flutungsverfahren<br />
Grundstück J Flutungsverfahren Flutungsverfahren/Erneuerung<br />
Grundstück K Schlauchrelining Erneuerung<br />
Grundstück L Schlauchrelining -<br />
Grundstück M Schlauchrelining Schlauchrelining/Erneuerung<br />
Grundstück N Flutungsverfahren Flutungsverfahren<br />
Grundstück O Schlauchrelining -<br />
Grundstück P Flutungsverfahren Flutungsverfahren<br />
Grundstück Q - Schlauchrelining/Erneuerung<br />
Grundstück R Schlauchrelining Erneuerung<br />
Längen [m]<br />
400 m<br />
350 m<br />
300 m<br />
250 m<br />
200 m<br />
150 m<br />
100 m<br />
50 m<br />
0 m<br />
Gesamtlängen der sanierten Grundleitungen und Anschlusskanäle<br />
174 m<br />
369 m<br />
96 m<br />
Schlauchverfahren Flutungsverfahren Erneuerung als abgehängte<br />
Leitung<br />
68 m<br />
Erneuerung in offener<br />
Bauweise<br />
Abbildung 1: Gesamtlängen der sanierten Grundleitungen und Anschlusskanäle<br />
7
Im Folgenden werden zunächst die zur Durchführung der grabenlosen Verfahren<br />
(Schlauchreliningverfahren und Flutungsverfahren) erforderlichen Vorarbeiten beschrieben.<br />
Die eingesetzten Verfahren werden sodann erläutert und die ausgeführten<br />
Sanierungsmaßnahmen dokumentiert. Abschließend werden zu jedem Sanierungsverfahren<br />
die Vor- und Nachteile zusammengefasst.<br />
3.1 Vorarbeiten<br />
3.1.1 TV-Inspektion und Dichtheitsprüfung<br />
Diese Untersuchungen wurden bereits in <strong>Teil</strong> 1 des <strong>Pilotprojekt</strong>es behandelt und<br />
werden hier nicht mehr dargestellt. Vor dem Einbau der Schlauchinliner wurden die<br />
Leitungslängen durch Kamerabefahrung nochmals genau bestimmt.<br />
3.1.2 Reinigung und Fräsarbeiten<br />
Die Leitungen mussten als vorbereitende Maßnahme für die grabenlosen Sanierungsverfahren<br />
gründlich gereinigt werden. Grundsätzlich müssen auf der gesamten<br />
Sanierungsstrecke Hindernisse, Ablagerungen und Korrosionsprodukte entfernt werden.<br />
Des weiteren müssen einragende Stutzen sowie größere Lageabweichungen<br />
gefräst werden. Eine einfache Hochdruckreinigung reicht in vielen Fällen alleine nicht<br />
aus.<br />
Hochdruckspülung<br />
Zunächst wurden die Leitungen mit dem Hochdruckspülverfahren gereinigt. Hierdurch<br />
konnten viele Verschmutzungen und Ablagerungen entfernt werden. Nicht beseitigt<br />
werden konnten dagegen verfestigte Ablagerungen. Hierfür und zur<br />
Beseitigung von Hindernissen sowie unfachmännisch eingebauter Stutzen mussten<br />
zusätzlich mechanische Reinigungsgeräte eingesetzt werden, die im Folgenden beschrieben<br />
werden.<br />
Kettenschleuder<br />
Zur Beseitigung von verfestigten Ablagerungen wurden Kettenschleudern eingesetzt.<br />
Eine Kettenschleuder besteht aus einem rotierenden Kopf mit angehängten Ketten.<br />
Zur Schonung des Altrohrs sollten diese geführt werden und nicht freischlagend sein.<br />
Der Kopf wird entweder mechanisch oder durch Druckwasser angetrieben. Die Ketten<br />
schleudern an der Rohrwandung entlang und entfernen so die Ablagerungen.<br />
Beim Einsatz einer Kettenschleuder besteht jedoch immer die Gefahr einer Beschädigung<br />
der Rohre.<br />
8
Kanalspiralen<br />
Auch der intensive Einsatz von Kettenschleudern führte in einigen Fällen nicht zum<br />
Erfolg. Speziell in alten Gussrohrleitungen können sich Ablagerungen bilden, die<br />
sehr fest mit dem korrodierten Rohrwerkstoff verbunden sind (vgl. Abbildung 3). Hier<br />
wurden zusätzlich Kanalspiralen mit speziell für die Beseitigung von Inkrustationen<br />
entwickelten Reinigungsköpfen eingesetzt. Dennoch gelang es in zwei Fällen nicht,<br />
die Grundleitungen so zu reinigen, dass ein Schlauch eingezogen werden konnte.<br />
Fräsroboter<br />
Fräsroboter eignen sich zur Entfernung von Wurzeln, Ablagerungen und einragenden<br />
Zuläufen. Sie bestehen aus einem Trägergerät, das mit einem schwenkbaren Fräskopf<br />
ausgerüstet werden kann. Auch kleinere Lageabweichungen in den Rohrverbindungen<br />
konnten mit einem Fräsroboter ausgeglichen werden. Des Weiteren werden<br />
Fräsroboter nach einer Sanierung mit einem Schlauchinliner zur Öffnung der seitlichen<br />
Zuläufe eingesetzt.<br />
Nach dem derzeitigen Stand der Technik eigenen sich Fräsroboter zum Einsatz in<br />
Kanälen aller Werkstoffe ab der Nennweite DN 100. Die Arbeiten werden mit Hilfe<br />
einer eingebauten TV-Kamera gesteuert und überwacht. Zur Zentrierung und Führung<br />
des Roboters im Kanal stehen für verschiedene Rohrnennweiten aufsteckbare<br />
Kufen und Radsätze zur Verfügung.<br />
Abbildung 2: Fräsroboter Abbildung 3: inkrustiertes Gussrohr<br />
9
3.1.3 Zusammenfassung Vorarbeiten<br />
Wie die Untersuchungen zeigten, mussten die Rohre in vielen Fällen mehrmals und<br />
mit unterschiedlichen Verfahren gereinigt werden. Für die Firmen ist es ohne zusätzliche<br />
Angaben sehr schwierig den Reinigungsaufwand bei der Angebotskalkulation<br />
zu berücksichtigen. Daher wurden sie in diesem Projekt im Leistungsverzeichnis auf<br />
den erhöhten Reinigungsaufwand explizit hingewiesen und ihnen sämtliche Unterlagen<br />
(TV-Berichte und Videos) zur Verfügung gestellt.<br />
3.2 Schlauchreliningverfahren<br />
Das ATV-M 143 <strong>Teil</strong> 3 [ATV 143] definiert das Schlauchreliningverfahren folgendermaßen:<br />
„Ein Schlauch aus Trägermaterial, der mit Folien beschichtet sein kann, wird<br />
mit Reaktionsharz getränkt und dann über einen Schacht mit Wasser- oder Luftdruck<br />
in den Kanal umgestülpt oder mit Hilfe einer Winde in den Kanal eingezogen. Die<br />
Aushärtung erfolgt bei Normaltemperatur, durch Wärmezufuhr oder UV-Licht unter<br />
Innendruck. Es entsteht ein muffenloser Inliner, der am bestehenden Kanal formschlüssig<br />
anliegen muss und mit diesem verbunden sein kann.“<br />
Einige Firmen bieten mittlerweile speziell auf die besonderen Eigenschaften von Anschlusskanälen<br />
und Grundleitungen abgestimmte Schlauchinliner an. Diese zeichnen<br />
sich durch eine große Dehnfähigkeit und damit auch durch eine gute Bogengängigkeit<br />
aus. Allerdings sind diese Liner nicht stabil genug, um die Tragfähigkeit wiederherzustellen<br />
und können nur bei kleineren Schäden, wie undichten Rohrverbindungen<br />
und Rissen, eingesetzt werden.<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurde ein pneumatisch invertierender Schlauchinliner eingesetzt. Im<br />
Gegensatz zu einem Einzug mit einer Winde wird hierbei der mit einem Reaktionsharz<br />
getränkte Linerschlauch aus einer Drucktrommel durch Inversion mit Luftdruck<br />
in die zu sanierende Leitung eingekrempelt. Der Liner legt sich formschlüssig an die<br />
Rohrwand an und erhärtet zu einem neuen Rohr. Das Verfahren kann von den vorhandenen<br />
Leitungsöffnungen - in der Regel Reinigungsöffnungen - aus durchgeführt<br />
werden.<br />
3.2.1 Anwendungsmöglichkeiten<br />
Nach Herstellerangaben können mit dem Schlauchreliningverfahren folgende Schäden<br />
behoben werden:<br />
• Rissbildungen<br />
• Wurzeleinwuchs<br />
10
• Scherbenbildung<br />
• daraus resultierende Ex- und Infiltration von Wasser<br />
Bei größeren fehlenden Scherben kann der Schlauchinliner nicht oder nur nach einer<br />
punktuellen Sanierung eingesetzt werden, da er ansonsten durch den Inversionsdruck<br />
an diesen Stellen zu stark ausbeult. Bei Lageabweichungen muss berücksichtigt<br />
werden, dass diese verbleiben und Rohrversätze nur abgemindert werden. Daher<br />
muss vor der Sanierung im Einzelfall entschieden werden, ob eine solche Beeinträchtigung<br />
hingenommen werden kann.<br />
Mit Einführung der DIN EN 12056 [DIN 12056] im Juni 2000 ist es nun auch erlaubt,<br />
Grundleitungen mit einem Durchmesser von DN 80 zu verlegen (nach der früher geltenden<br />
DIN 1986 [DIN 1986] war ein Mindestdurchmesser von DN 100 einzuhalten).<br />
Dies war die Voraussetzung dafür, dass Grundleitungen mit einem Durchmesser von<br />
DN 100 mit einem Inliner saniert werden dürfen, da dieser bauartbedingt den freien<br />
Querschnitt um einige Millimeter reduziert.<br />
Mit dem Schlauchreliningverfahren wird jeweils nur ein Rohrstrang pro Arbeitsgang<br />
saniert. Zuläufe werden bei der Sanierung zunächst durch den Liner verschlossen<br />
und müssen nachträglich mit Hilfe eines Fräsroboters wieder geöffnet werden. Eine<br />
Sanierung des Anschlusspunktes durch ein Hutprofil - wie in öffentlichen Kanälen<br />
üblich - ist in Anschlusskanälen und Grundleitungen wegen der geringen Rohrdurchmesser<br />
derzeit noch nicht möglich.<br />
3.2.2 Materialien<br />
Reaktionsharz<br />
Für Schlauchinliner werden zwei unterschiedliche Harzsysteme verwendet. Bei größeren<br />
Rohrdurchmessern im öffentlichen Bereich werden üblicherweise ungesättigte<br />
Polyesterharze eingesetzt. Hierbei wird zwischen Altrohr und Inliner eine Folie eingebaut,<br />
um einen schädlichen Eintrag des Harzes in den umgebenden Boden und<br />
das Grundwasser zu verhindern. Polyesterharze sind allgemein relativ lange verarbeitbar.<br />
Die Inliner können daher schon im Werk auf die richtige Länge geschnitten<br />
und mit Harz getränkt auf die Baustelle geliefert werden.<br />
Für Anschlusskanäle und Grundleitungen werden im Unterschied dazu üblicherweise<br />
Epoxidharze eingesetzt. Da diese auch in kaltem Zustand vollständig aushärten,<br />
kann auf eine Trennfolie verzichtet werden. Außerdem wird durch die Klebwirkung<br />
11
ein Verbund zwischen Altrohr und Liner hergestellt. Epoxidharze sind allerdings nur<br />
wenige Stunden verarbeitbar, so dass das Schlauchgewebe erst vor Ort getränkt<br />
werden kann. Epoxidharze zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, gute Haftung<br />
und hohe chemische Widerstandsfähigkeit aus. Weiterhin sind sie schrumpffrei und<br />
feuchteverträglich.<br />
Das im <strong>Pilotprojekt</strong> eingesetzte Epoxidharz besteht aus zwei Komponenten, einer<br />
Stammkomponente und einer Härterkomponente. Das verwendete Harz ist sowohl<br />
für die Kaltaushärtung als auch für die Warmaushärtung geeignet. Die Härtungszeiten<br />
sind jedoch temperaturabhängig, so dass die Topf- und Aushärtezeiten durch<br />
Wärmezufuhr gesteuert werden können. Als Topfzeit wird dabei die Zeitspanne zwischen<br />
dem Anmischen und dem Ende der Verarbeitbarkeit des Harzes bezeichnet.<br />
Sie beträgt für das verwendete Harz bei 20°C etwa 60 bis 250 Minuten in Abhängigkeit<br />
von der Harzmasse.<br />
Die Aushärtezeit ist die Zeit vom Ende der Topfzeit bis zur Endaushärtung. In Tabelle<br />
3 sind Anhaltswerte für die Aushärtezeiten des Harzes in Abhängigkeit von der Temperatur<br />
dargestellt. Deutlich wird, dass mit höheren Temperaturen die Aushärtezeit<br />
deutlich abnimmt. Daher wird bei der Aushärtung der Liner üblicherweise durch warmes<br />
Wasser oder heiße Druckluft erhitzt, und so die Aushärtezeit reduziert.<br />
Tabelle 3: Aushärtzeiten des Epoxidharzes in Abhängigkeit von der Temperatur<br />
Temperatur<br />
[°C] 0 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80<br />
Aushärtezeit<br />
Trägermaterial<br />
96<br />
h<br />
12<br />
72 h 48 h 36 h 24 h 18 h 12 h 6 h 3 h 80min 40min 20min<br />
Trägermaterialien sind Gewebe zur Aufnahme der Harze. Es werden Glasfasergewebe<br />
oder Nadelfilze verwendet. Letztere werden überwiegend für Anschlusskanäle<br />
und Grundleitungen eingesetzt. In öffentlichen Kanälen werden dagegen oft Glasfasergewebe<br />
als Trägermaterialien verwendet, da mit diesen Materialien auch die<br />
Tragfähigkeit bei größeren Schäden wiederhergestellt werden kann. Bei einigen speziellen<br />
Schlauchreliningverfahren für Grundleitungen werden ebenfalls Gewebe benutzt,<br />
um ein Zusammenfallen des Liners in stark gekrümmten Bögen nach der<br />
Sanierung zu verhindern.
Auf der Innenseite der Trägermaterialien befindet sich eine luft- und wasserdichte<br />
Beschichtung, die ein Austreten von Luft und Wasser bei der Inversion und der Aushärtung<br />
verhindert. Zur Vermeidung von Falten wird der Schlauch werkseitig so konfektioniert,<br />
dass der Umfang geringfügig kleiner ist als der Innenumfang des zu<br />
sanierenden Kanals. Durch den Überdruck bei der Inversion wird der Schlauch geweitet<br />
und legt sich so formschlüssig an das alte Rohr an. Wichtig ist, dass das zu<br />
tränkende Trägermaterial trocken ist, da sonst eine Tränkung der Gewebefasern<br />
nicht möglich wäre.<br />
3.2.3 Verfahrensablauf<br />
Der Einbau von pneumatisch invertierenden Inlinern kann mit geschlossenem oder<br />
offenem Ende durchgeführt werden. Der Einbau mit geschlossenem Ende wird eingesetzt,<br />
wenn beide Enden des Inliners nach der Sanierung durch Schächte oder<br />
Reinigungsöffnungen gut zugänglich sind, zum Beispiel bei der Sanierung ganzer<br />
Haltungen. Die Enden werden nach der Sanierung per Hand oder mit Hilfe eines Roboters<br />
geöffnet und die Übergänge zum Altrohr verspachtelt. Ein Schlauch mit offenem<br />
Ende kommt immer dann zum Einsatz, wenn das von der Einbauöffnung<br />
entfernte Ende nicht oder nur sehr schlecht zugänglich ist, beispielsweise bei der<br />
Sanierung von Anschlusskanälen vom Haus aus und bei nicht begehbaren öffentlichen<br />
Kanälen. Im Folgenden werden beide Varianten beschrieben:<br />
Einbau mit geschlossenem Ende<br />
Zunächst wird der Nadelfilzschlauch auf die erforderliche Länge zugeschnitten und<br />
das inversionsseitige Ende des Liners auf einer Breite von etwa 10 cm umgeschlagen.<br />
Dieses Ende bildet die Krempe, über die das Harz in den Schlauch eingefüllt<br />
wird. Das andere Ende wird mit Klebeband luftdicht verschlossen.<br />
Zur Entlüftung des Schlauches wird ein Schnitt in das Trägermaterial gesetzt und<br />
über einen Saugnapf ein Unterdruck erzeugt (Abbildung 4). Dieser ist erforderlich,<br />
damit der Schlauch vollständig und ohne Lufteinschlüsse mit dem Harz getränkt wird.<br />
Abbildung 4: Saugnapf Abbildung 5: Vakuumerzeugung<br />
13
Abbildung 6: Anmischen des Harzes Abbildung 7: Einfüllen des Harzes<br />
Nun wird die erforderliche Harzmenge angemischt und am umgekrempelten Ende in<br />
den entlüfteten Trägerschlauch gefüllt (Abbildung 6). Die Verarbeitungszeit (Topfzeit)<br />
des Harzes beginnt unmittelbar nach dem Vermischen der Komponenten.<br />
Abbildung 8: Imprägniertisch Abbildung 9: Handwalze<br />
Um eine gleichmäßige Imprägnierung des Tägermaterials zu erreichen, wird der<br />
Schlauch durch die Klemmwalzen eines Imprägniertisches gezogen (Abbildung 8)<br />
oder mit Hilfe einer Handwalze das Harz in den Liner eingewalkt. Dieser Vorgang<br />
wird solange wiederholt, bis sich das Harz gleichmäßig im Liner verteilt hat.<br />
Nun kann der Liner mit dem abgeklebten Ende zuerst in der Inversionsanlage aufgewickelt<br />
werden. Das Krempenende wird durch das Inversionsrohr gezogen und am<br />
so genannten Endfitting mit Rohrschellen befestigt (Abbildung 10).<br />
14
Abbildung 10: Endfitting Abbildung 11: Inversion<br />
Danach beginnt der eigentliche Inversionsvorgang. Dazu wird der Endfitting etwa<br />
20 cm vor der Leitungsöffnung positioniert. Sodann wird in der Inversionsanlage ein<br />
Überdruck mit Luft oder Wasser erzeugt. Hierdurch wickelt sich der Liner von der<br />
Trommel ab und stülpt sich durch das Inversionsrohr und den Endfitting in die zu sanierende<br />
Leitung. Die Verwendung von Luftdruck während der Inversion hat den Vorteil,<br />
dass die Abwickelgeschwindigkeit präziser reguliert werden kann, als beim<br />
Druckaufbau durch eine Wassersäule.<br />
Durch die Inversion wird die harzgetränkte Seite des Schlauches nach außen an die<br />
Rohrwandung gepresst und härtet dort unter Aufrechterhaltung des Überdrucks aus.<br />
Üblicherweise wird der Vorgang durch Erwärmung beschleunigt. Hierzu wird erwärmtes<br />
Wasser in die Inversionsanlage geleitet und durch Zirkulation über eine Heizanlage<br />
auf einer konstanten Temperatur gehalten. Nach vollständiger Aushärtung kann<br />
das Wasser abgelassen werden. Die Enden des Liners werden abgeschnitten und<br />
die Übergänge zum Altrohr verspachtelt.<br />
Einbau mit offenem Ende<br />
Bei dieser Variante wird das Ende des Schlauchinliners bei der Inversion nicht fest<br />
verschlossen. Der Liner wird nach der Imprägnierung am Ende abgeschnitten und<br />
nur locker zusammengebunden, so dass er sich bei der Inversion öffnen kann. Der<br />
erforderliche Druck beim Aushärten wird durch einen zusätzlichen Stützschlauch<br />
aufgebaut. Für den Einbau gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird der Schlauchinliner<br />
vor dem Inversionsvorgang in den Stützschlauch eingezogen und es werden<br />
dann beide Schläuche zusammen in den Kanal invertiert. Oder es wird zunächst<br />
der Schlauchinliner und danach der Stützschlauch separat invertiert (Abbildung 12).<br />
15
Abbildung 12: getrennte (oben) und gemeinsame (unten) Inversion von Liner<br />
und Stützschlauch<br />
Nach der Aushärtung des Harzes kann der Stützschlauch zurück in die Trommel gezogen<br />
werden. Das offene Ende des Liners ist dann mit dem Altrohr verklebt.<br />
16
Abbildung 13: Einzug des Liners in Abbildung 14: umgeschlagene Krempe<br />
den Stützschlauch<br />
Vor und Nachteile der beiden Varianten:<br />
gemeinsame Inversion- von Schlauchinliner und Stützschlauch:<br />
+ nur ein Inversionsvorgang<br />
+ Länge von Inliner zu Stützschlauch kann exakt bemessen werden<br />
- da zwei Schläuche gleichzeitig invertiert werden, wird der Einbau bei Hindernissen<br />
und Bögen erschwert<br />
getrennte Inversion- von Schlauchinliner und Stützschlauch:<br />
+ Widerstand bei der Inversion wesentlich geringer<br />
- zwei Inversionsvorgänge, daher gegebenenfalls Zeitprobleme, da das Harz nur<br />
begrenzt verarbeitbar ist<br />
- Länge des Stützschlauchs muss exakt bestimmt werden, da sonst der Inliner nicht<br />
vollständig aufgeweitet wird<br />
Nach Aushärtung des Inliners müssen Zuläufe mit einem Fräsroboter wieder geöffnet<br />
werden. Das Auffinden dieser Zuläufe ist bei der Verwendung relativ dehnfähiger<br />
Trägermaterialien für den Grundstücksbereich einfach, da der Inliner sich an diesen<br />
Stellen deutlich nach außen wölbt.<br />
17
3.2.4 Ergebnisse der Sanierungen<br />
Tabelle 4 gibt einen Überblick über die durchgeführte Sanierungsmaßnahmen:<br />
Tabelle 4: Sanierungsmaßnahmen mit dem Schlauchreliningverfahren<br />
Anzahl eingebauter<br />
Schlauchinliner<br />
Davon mit geschlossenem<br />
Inlinerende<br />
Davon mit offenem Inlinerende<br />
und gemeinsamer<br />
Inversion<br />
16 2 5 9<br />
18<br />
Davon mit offenem Inlinerende<br />
und getrennter<br />
Inversion<br />
Von den ursprünglich geplanten Sanierungen konnten bis auf zwei Ausnahmen alle<br />
durchgeführt werden. Zwei Leitungen konnten trotz Einsatz unterschiedlicher Verfahren<br />
nicht ausreichend gereinigt werden, so dass das Inlinerverfahren ausschied.<br />
Alle durchgeführten Sanierungen konnten mit Erfolg abgeschlossen werden. Allerdings<br />
gab es bei der Umsetzung teilweise erhebliche Probleme, die im Einzelfall zu<br />
umfangreichen Nachbearbeitungen führten.<br />
Die einzelnen Maßnahmen sind in den Einzelauswertungen für die Grundstücke beschrieben.<br />
In der Regel dauerte der Einbau eines Schlauchinliners einen Arbeitstag,<br />
wovon etwa vier bis sechs Stunden für die Aushärtung des Schlauchinliners erforderlich<br />
sind.<br />
Nachfolgend sind die Probleme zusammengestellt, die bei den Sanierungen auftraten.<br />
Aus den Erfahrungen des <strong>Pilotprojekt</strong>es wurden die Vor- und Nachteile einer<br />
Sanierung mit dem Schlauchreliningverfahren herausgearbeitet (Tabelle 5).<br />
Bei dem Einbau des Schlauchinliners durch Revisionsschächte mit beengten<br />
Platzverhältnissen gab es Probleme zu Beginn der Inversion. Ursächlich hierfür<br />
war, dass der Inversionsstutzen wegen der beengten Platzverhältnisse so<br />
an die Revisionsöffnung angesetzt werden musste, dass der Inliner sehr steil<br />
auf das Altrohr auftraf und nicht invertiert werden konnte. Das Problem konnte<br />
gelöst werden, indem der Liner schon außerhalb der Leitung auf etwa einem<br />
halben Meter invertiert wurde, dieses Stück U-förmig gefaltet und in die Leitung<br />
eingeschoben wurde.<br />
Neuere Revisionsöffnungen waren von den Abmaßen so klein, dass der Fräsroboter<br />
nach der Sanierung nicht zum Öffnen der Zuläufe in die Leitungen<br />
eingesetzt werden konnte. Die alten - in <strong>Düsseldorf</strong> vorgeschriebenen - Revisionsöffnungen<br />
mit Keil und Bügel waren dagegen ausreichend groß.<br />
Eine falsche Dimensionierung des Stützschlauchs (kürzer als der Inliner) führte<br />
in einem Fall dazu, dass der Schlauchinliner nicht vollständig invertiert wurde.<br />
Dies führte zu einer erheblichen Nachbearbeitung mit dem Fräsroboter,<br />
die den geplanten Aufwand für die Inlinersanierung weit überstieg. Wenn
Stützschlauch und Inliner gemeinsam eingebaut werden, kann dies einfach<br />
vermieden werden. In jedem Fall ist eine Inspektion mit einer Kanalkamera<br />
von der Gegenseite zu empfehlen.<br />
Bei der gemeinsamen Inversion von Stützschlauch und Inliner wurde wegen<br />
eines Doppelbogens am Anschluss an den öffentlichen Kanal der Schlauch<br />
nicht vollständig invertiert. Im ersten Fall wurde dies erst nach der Aushärtung<br />
bemerkt, wodurch umfangreiche Fräsarbeiten und der zusätzliche Einbau eines<br />
Partliners erforderlich wurde. Im zweiten Fall konnte der Fehler durch eine<br />
TV-Inspektion von der Gegenseite aus vor der Aushärtung festgestellt und<br />
durch mehrmaliges Rückziehen des Liners und erneuter Inversion korrigiert<br />
werden. Die Inspektion von der Gegenseite aus ist dringend zu empfehlen,<br />
wenn die Inversion durch Bögen oder Lageabweichungen behindert wird.<br />
Der Einsatz des Fräsroboters bei Bögen und Versätzen zur Öffnung seitlicher<br />
Zuläufe in den Leitungen kann nur bedingt empfohlen werden. In einigen Fällen<br />
konnte der Roboter, nur mit einem Schlittenaufbau für einen geringeren<br />
Durchmesser eingesetzt werden. Dadurch konnte er aber für den eigentlichen<br />
Fräsvorgang nicht mehr richtig verspannt werden. Abhilfe könnten hier Neuentwicklungen<br />
bringen, bei denen der Roboter durch Absperrelemente verspannt<br />
wird.<br />
Alte Gussrohre sind in der Regel stark korrodiert. Die Korrosion kann durch<br />
übliche Reinigungsverfahren nicht vollständig beseitigt werden. Wird in ein<br />
solches Rohr ein Schlauchinliner eingebaut, sind die Unregelmäßigkeiten<br />
auch nach der Sanierung noch deutlich zu erkennen. Hier muss im Einzelfall<br />
abgewägt werden, ob ein freier Durchfluss behindert wird.<br />
Tabelle 5: Vor- und Nachteile des Schlauchreliningverfahrens<br />
Schlauchreliningverfahren<br />
Vorteile Nachteile<br />
+ in öffentlichen Kanälen seit langem -- Geringfügige Querschnittsverkleinerung<br />
bewährtes Verfahren<br />
+ in der Regel keine baulichen Vorarbei- -- Zuläufe müssen nach der Sanierung<br />
ten erforderlich<br />
mit einem Fräsroboter geöffnet werden<br />
+ es entsteht ein komplett neues „Rohr -- Qualität des Endproduktes hängt sehr<br />
im Rohr“<br />
von der Erfahrung und Sorgfalt der Sanierungskolonne<br />
ab<br />
-- Anwendung in verzweigten Netzen<br />
problematisch, oft ist nur eine Sanierung<br />
des Hauptstrangs möglich<br />
19
3.3 Flutungsverfahren<br />
Beim Flutungsverfahren wird der zu sanierende Leitungsabschnitt mit Absperrelementen<br />
abgesperrt und nacheinander mit den beiden Komponenten eines Sanierungsmaterials<br />
befüllt. Die Komponenten dringen unter hydrostatischem Druck durch<br />
die Fehlstellen der Leitung in den Boden ein, reagieren dort miteinander und bilden<br />
zusammen mit dem Boden ein abdichtendes Konglomerat. Dabei ist die Viskosität<br />
der zweiten Komponente geringer und damit die Fließgeschwindigkeit höher als die<br />
der ersten, so dass sich die Komponenten im Boden durchmischen können.<br />
Das Flutungsverfahren wurde Ende der 80er Jahre entwickelt. Am Markt sind mehrere<br />
Anbieter des Verfahrens vertreten. Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurde das Sanipor-Verfahren<br />
eingesetzt, welches im Folgenden beschrieben wird. Die Vor- und Nachteile sowie<br />
die Einsatzgrenzen lassen sich jedoch weitestgehend auf die anderen Flutungsverfahren<br />
übertragen. Das Sanipor-Verfahren wird seit 1992 in Deutschland eingesetzt<br />
und hat eine bauaufsichtliche Zulassung vom Deutschen Institut für Bautechnik.<br />
3.3.1 Anwendungsmöglichkeiten<br />
Das Flutungsverfahren ist nach Herstellerangaben anwendbar bei folgenden Schäden:<br />
Undichte Rohrverbindungen<br />
Axialrisse ≤ 2mm, Radialrisse ≤ 5mm und Kombinationen von Rissen in Axialund<br />
Radialrichtungen<br />
Durch Scherbenbildung fehlende <strong>Teil</strong>e des Rohrstrangs oder ähnliche größere<br />
Schäden müssen wie beim Einsatz von Schlauchinlinern zuvor durch ein anderes<br />
Verfahren, in der Regel durch einen Partliner, saniert werden. Zu beachten ist, dass<br />
die Bestimmung der Rissbreite bei der TV-Inspektion in privaten Leitungen im Vergleich<br />
zur Kamerabefahrung öffentlicher Kanäle sehr viel ungenauer und subjektiver<br />
ist. Dies liegt an den überwiegend eingesetzten Schiebekameras, die nicht exakt auf<br />
dem Rohrmittelpunkt fixiert sind und durch den Einsatz von Weitwinkeloptiken ein<br />
verzerrtes Bild wiedergeben. Die Einschätzung der Rissbreiten kann deshalb oft nicht<br />
so genau vorgenommen werden und es obliegt dem Sachverständigen über einen<br />
Einsatz des Flutungsverfahrens zu entscheiden.<br />
Weiterhin muss vor der Anwendung des Verfahrens eine Wasserdruckprüfung<br />
durchgeführt werden. Die Wasserverlustmenge bei einer Prüfung nach den Regelungen<br />
der DIN 1986 T30 sollte hierbei nach Zulassungsbescheid des Deutschen Institutes<br />
für Bautechnik (DIBT) 70% des Volumens der zu sanierenden<br />
Leitungsabschnitte nicht überschreiten. In [IBB 02] wird die Empfehlung gegeben, bei<br />
größeren öffentlichen Kanälen die 70%-Wasserverlustgrenze der Dichtheitsprüfung<br />
20
als Entscheidungskriterium für den Einsatz des Flutungsverfahren einzuhalten, da<br />
hier in der Regel große Volumen befüllt werden und die Materialverbräuche daher<br />
sehr hoch sind. Für private Leitungen, bei denen die Leitungsvolumen und damit<br />
auch die Materialverbräuche sehr viel niedriger sind, zeigte sich bei einem anderen<br />
Forschungsvorhaben [IBB 02], dass auch bei einer deutlichen Überschreitung der<br />
70%-Wasserverlustgrenze die Sanierung zum Erfolg führte.<br />
Ein weiteres Ziel ist es, aus den Wasserverlustmengen bei der Dichtheitsprüfung den<br />
zu erwartenden Sanierungsmittelverbrauch abzuschätzen. Dies ist bisher allerdings<br />
nur eingeschränkt möglich. Am „Institut für Baumaschinen und Baubetrieb“ wird derzeit<br />
untersucht, ob eine Korrelation zwischen Wasserverlust und Sanierungsmittelverbrauch<br />
herstellbar ist.<br />
Neben der technischen Durchführbarkeit und der Wirtschaftlichkeit bei großen Materialverbräuchen,<br />
muss jedoch auch eine mögliche nachteilige Beeinflussung des Bodens<br />
und des Grundwassers betrachtet werden. Das Hygiene-Institut Gelsenkirchen<br />
führt für ein vergleichbares Flutungsverfahren dazu aus: „Wenngleich aus wasserwirtschaftlich-hygienischer<br />
Sicht praktisch jede Veränderung der Grundwasserbeschaffenheit<br />
durch eingebrachte Stoffe zumindest als nachteilige Veränderung seiner<br />
Eigenschaften anzusehen ist, so ist der Einsatz ... dennoch vertretbar, da hierbei nur<br />
Kleinstmengen an den defekten Stellen am Kanal austreten, die umwelthygienisch<br />
als tolerierbar erscheinen.“ [HYG 96]. Was unter Kleinstmengen zu verstehen ist,<br />
bleibt allerdings offen. In einem weiteren Forschungsvorhaben des „Institut für Baumaschinen<br />
und Baubetrieb“ soll untersucht werden, welche Auswirkungen die eingesetzten<br />
Flutungsmaterialien auf das Grundwasser haben und daraus resultierend,<br />
welche Mengen an Flutungsmaterial in Abhängigkeit von gegebenen Boden- und<br />
Grundwasserverhältnissen tolerierbar sind. Unabhängig davon sollte ein unnötig hoher<br />
Eintrag von Sanierungsflüssigkeiten in den Boden und das Grundwasser grundsätzlich<br />
vermieden werden. Auf ausgewählten Grundstücken, die im Rahmen dieses<br />
<strong>Pilotprojekt</strong>s mit dem Flutungsverfahren saniert wurden, werden noch Grundwasseruntersuchungen<br />
durchgeführt, um die Auswirkungen des Flutungsmaterials zu klären.<br />
3.3.2 Materialien<br />
Beim Flutungsverfahren werden zwei Sanierungskomponenten eingesetzt. Die erste<br />
ist eine Lösung auf der Basis von Wasserglas, einem Natriumsalz der Kieselsäure.<br />
Bei der zweiten handelt es sich um eine organische Säure. Die Injektionslösungen<br />
sind speziell für diese Technologie entwickelte Varianten bewährter und seit Beginn<br />
des 19. Jahrhunderts eingesetzter Bodenabdichtungsmittel. Nach der Aushärtung<br />
sind die Lösungen sandsteinartig und chemisch inert.<br />
21
Für eine vollständige chemische Reaktion sollte die Verarbeitungstemperatur zwischen<br />
+10 °C und +30 °C liegen. Die überschüssigen Sanierungsflüssigkeiten werden<br />
nach einer Einwirkzeit jeweils wieder aus den Kanälen abgesaugt und dabei<br />
durch Abwässer, Ablagerungen und die jeweilig andere Sanierungskomponente verunreinigt.<br />
Sie dürfen solange verwendet werden, bis die in der bauaufsichtlichen Zulassung<br />
genannten Grenzwerte für die Materialkennwerte unterschritten werden. In<br />
diesem Fall können die Injektionsmittel durch Beimischen der Originallösungen aufgefrischt<br />
werden.<br />
3.3.3 Verfahrensablauf<br />
Nach Absperrung des Flutungsabschnitts wird dieser mit der ersten Komponente befüllt.<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurde abweichend von den Empfehlungen in der bauaufsichtlichen<br />
Zulassung nur eine Füllhöhe bis zur Oberkante der Bodenplatte in den Kellern<br />
eingestellt (Abbildung 15). Dies entspricht der üblichen Vorgehensweise vieler Anwender<br />
des Flutungsverfahrens auf privaten Grundstücken. Ein höherer Druck ist in<br />
privaten Leitungen nur mit einem erheblichen Aufwand aufzubringen, da dafür alle<br />
tiefliegenden Entwässerungsgegenstände wie Bodeneinläufe bis zur Vollfüllung der<br />
Rohre entlüftet und bei weiterem Druckaufbau verschlossen werden müssten. Oftmals<br />
fehlen aber Rückstauklappen oder die mechanischen Rückstauverschlüsse<br />
sind nicht mehr funktionstüchtig.<br />
Abbildung 15: befüllter Revisionsschacht (links) und Bodeneinlauf (rechts)<br />
Unter dem hydrostatischen Druck dringt die Injektionslösung durch die undichten<br />
Stellen der Rohrleitung in den Boden ein. Die Füllhöhe wird durch Materialzugabe<br />
annähernd konstant gehalten. Nach einer Einwirkungszeit, die von der Materialverbrauchsrate<br />
abhängt, jedoch in der Regel 40-60 Minuten betragen sollte, wird die<br />
erste Komponente wieder abgepumpt, das Leitungssystem zwischengespült und anschließend<br />
nach dem gleichen Prinzip die zweite Komponente eingeleitet. Die Zeitspanne<br />
zwischen dem Abpumpen von Komponente 1 und dem Einfüllen von Kom-<br />
22
ponente 2 sollte möglichst kurz gehalten werden, da in dieser Zeit die in den Boden<br />
eingedrungene Komponente 1 teilweise in den Kanal zurückströmt. Nach einer ebenfalls<br />
etwa einstündigen Verweildauer wird auch die Komponente 2 abgesaugt. Ist zu<br />
diesem Zeitpunkt noch ein deutliches Absinken des Füllstands festzustellen, ist der<br />
Flutungszyklus mit beiden Komponenten im Wechsel so lange zu wiederholen, bis<br />
kein Materialverbrauch mehr festzustellen ist.<br />
Nach Abschluss der Sanierungsarbeiten sind alle Injektionsmittelreste mit einer<br />
Hochdruckspülung aus der sanierten Leitung zu entfernen. Zwischen dem Einbringen<br />
der einzelnen Komponenten reicht in der Regel auch eine Schwallspülung aus. Die<br />
Dichtheit der sanierten Leitung muss durch eine Wasserdichtheitsprüfung nachgewiesen<br />
werden. Diese Prüfung darf frühestens sieben Tage nach Abschluss der Injektionsarbeiten<br />
durchgeführt werden, da das Silikat-Gel seine Endfestigkeit erst<br />
nach dieser Zeit erreicht.<br />
3.3.4 Ergebnisse der Sanierungen<br />
Das Flutungsverfahren wurde auf acht Grundstücken eingesetzt. Dabei wurden auf<br />
fünf Grundstücken sowohl der Anschlusskanal als auch die Grundleitungen mit dem<br />
Verfahren saniert. Auf den übrigen drei Grundstücken wurde eine Kombination von<br />
mehreren Sanierungsverfahren gewählt, da das Flutungsverfahren wegen der festgestellten<br />
Schäden nicht in den kompletten Abwasserleitungen angewandt werden<br />
konnte.<br />
Materialverbräuche<br />
Ein entscheidendes Kriterium für die Wirtschaftlichkeit des Flutungsverfahrens ist der<br />
Materialverbrauch. Er lässt sich bislang nur durch Wägung der Flüssigkeitstanks auf<br />
dem Fahrzeug vor und nach der Sanierung zuverlässig ermitteln.<br />
Hierzu ist an einigen Fahrzeug- und Anhängermodellen eine Wiegeeinrichtung installiert,<br />
mit der über vier Sensoren das Gewicht der Tankinhalte bestimmt werden kann.<br />
Bei dem Fahrzeug der in diesem <strong>Pilotprojekt</strong> beauftragten Firma (Abbildung 16)<br />
stand dagegen nur eine Füllstandsanzeige am Tank der Komponente 2 zur Verfügung.<br />
Mit dieser Anzeige ist der Füllstand nur grob in etwa 500l-Schritten abschätzbar<br />
und zur Ermittlung der Sanierungsmittelverbräuche für Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
unbrauchbar. Hier bleibt dann nur die Möglichkeit, das Fahrzeug<br />
und den Anhänger vor und nach der Sanierung mit einer LKW-Waage zu wiegen.<br />
Dies wurde von der ausführenden Firma als sehr großer Aufwand angesehen und<br />
daher zunächst nicht für jedes Grundstück einzeln durchgeführt.<br />
23
Abbildung 16: Tankfahrzeug Abbildung 17: Absaugvorgang<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurden die Materialverbräuche erstmals nach vier sanierten Grundstücksentwässerungsleitungen<br />
ermittelt. Dabei zeigte sich, dass bei weitem mehr<br />
Materialien verbraucht wurden als ausgeschrieben worden waren. Hierfür gibt es<br />
mehrere Ursachen:<br />
Die Injektionsmaterialien, die sich in den Anschlusskanälen befanden, wurden<br />
entgegen den Anweisungen des Auftraggebers nicht vollständig abgesaugt,<br />
sondern jeweils in den öffentlichen Kanal abgelassen. Berechnungen ergaben,<br />
dass durch diese unzureichende Rückgewinnung etwa 900l von jeder<br />
Sanierungskomponente verloren gingen.<br />
Entgegen den Anforderungen der Leistungsbeschreibungen wurden die Revisionsschächte<br />
bei den Sanierungen zusammen mit den Leitungen geflutet.<br />
Diese gemauerten Schächte waren teilweise in einem schlechten Zustand mit<br />
Böden aus gestampftem Erdreich. Da sie nicht vorab abgedichtet wurden,<br />
dürfte ein großer <strong>Teil</strong> der Injektionsmittel durch Schachtwände und -böden<br />
verloren gegangen sein.<br />
Die nicht zurück gesaugten Sanierungsflüssigkeitsmengen aus den Anschlusskanälen<br />
wurden von den durch Wägung ermittelten Gesamtmengen abgezogen. Für die<br />
Schätzung der in den Schächten verlorenen Mengen wurde eine Messung an einem<br />
vergleichbaren Schacht mit Wasser durchgeführt und die Ergebnisse auf die durchgeführten<br />
Sanierungen übertragen. Die nach diesen Abzügen ermittelten durchschnittlichen<br />
Sanierungsmittelverbräuche für die ersten vier Grundstücke sind in<br />
Abbildung 18 dargestellt.<br />
24
Materialverbräuche [% des Leitungsvolumens]<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Grundstücke 1-4<br />
(Schätzung)<br />
Komponente A<br />
Komponente B<br />
durchschnittlicher Verbrauch Komponente A: 116%<br />
durchschnittlicher Verbrauch Komponente B: 54%<br />
Materialverbräuche Flutungsverfahren<br />
Grundstücke 5-6 Grundstück 7 Grundstück 8<br />
Abbildung 18: Materialverbräuche beim Flutungsverfahren<br />
Bei den weiteren Sanierungen mit dem Flutungsverfahren wurden zur Präzisierung<br />
der Erkenntnisse die Revisionsschächte vorab durch Verspachteln mit Mörtel abgedichtet<br />
und die überschüssigen Flüssigkeiten in den Anschlusskanälen durch eine<br />
verbesserte Technik vollständig abgesaugt. Bei diesen Grundstücken 5 und 6 wurden<br />
die Injektionsmittelverbräuche ebenso wie für das siebte und achte Grundstück<br />
separat bestimmt. Auch diese Ergebnisse sind in Abbildung 18 eingetragen.<br />
Insbesondere bei den Verbräuchen der ersten Komponente differieren die Ergebnisse<br />
deutlich. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass beim ersten Befüllvorgang zunächst<br />
Hohlräume um die Rohre gefüllt werden. Liegen also größere Hohlräume um<br />
die Rohre vor, ist der Materialverbrauch der ersten Komponente ebenfalls besonders<br />
groß. Andererseits beeinflussen aber auch andere Einflussgrößen wie Bodenart,<br />
Verdichtung, Porenvolumen und Wassergehalt die Verbräuche entscheidend. Diese<br />
Einflüsse sollen in einem weiteren Forschungsvorhaben näher untersucht werden.<br />
Die Verbräuche der zweiten Sanierungskomponente sind dagegen deutlich geringer<br />
und unterliegen weitaus kleineren Schwankungen. Gleichwohl ist auch hierbei der<br />
Unterschied zwischen höchstem und niedrigstem Verbrauch bezogen auf das Leitungsvolumen<br />
annähernd 100%.<br />
Im Mittel liegen die Sanierungsmittelverbräuche bei 116 % des Leitungsvolumens für<br />
Komponente A und 54% für Komponente B. Gegenüber den Ausschreibungsgrundlagen<br />
von 50% bzw. 30% sind die tatsächlichen Verbräuche, insbesondere der ersten<br />
Komponente, deutlich höher. Zu erklären ist dies durch die oben erwähnten<br />
25
Hohlräume und einer teilweise mangelhaften Bettung der Rohre. So wurden beispielsweise<br />
auf einem Grundstück bei der Neuverlegung in offener Bauweise um die<br />
Rohre herum Flaschen und Ziegelsteine gefunden. Eine Abdichtung mit dem Flutungsverfahren<br />
ist in solchen Fällen nur mit einem erhöhten Materialverbrauch zu<br />
erreichen.<br />
Weitere Ergebnisse<br />
Die meisten Entwässerungsleitungen konnten nach zwei Sanierungszyklen<br />
abgedichtet werden, minimal wurden ein und maximal sechs Zyklen benötigt.<br />
Die Zeit für einen kompletten Sanierungszyklus betrug durchschnittlich etwa<br />
2½ Stunden, so dass die Leitungen von maximal zwei Grundstücken an einem<br />
Tag saniert werden konnten.<br />
In zwei Fällen wurde bei der abschließenden Dichtheitsprüfung festgestellt,<br />
dass die Leitungen nicht vollständig abgedichtet wurden. Hier musste ein weiterer<br />
Sanierungsvorgang durchgeführt werden, um die Dichtheit herzustellen.<br />
Dies zeigt, dass die Wasserprüfung zum Nachweis der Dichtheit unbedingt erforderlich<br />
ist und es nicht ausreicht, wenn bei der Sanierung kein Materialverlust<br />
mehr festgestellt wird.<br />
Eine Sanierung ohne Befüllung der Revisionsschächte mit den Sanierungskomponenten<br />
war nicht möglich. Die von der bauftragten Firma verwendeten<br />
Durchgangsblasen waren von den Abmessungen so groß, dass sie nicht<br />
durch die Revisionsöffnung in die Leitungen gesetzt werden konnten. Bei der<br />
Sanierung mit dem Flutungsverfahren sollten die Schächte daher vorab z.B.<br />
mit Mörtel abgedichtet werden, um den Injektionsmittelverbrauch möglichst<br />
gering zu halten.<br />
In zwei Fällen wurde durch einen Austritt von Sanierungsmaterial aus dem<br />
Kellerboden ein früher vorhandener Bodenablauf aufgefunden. Dieser war in<br />
beiden Fällen nicht fachgerecht verschlossen, sondern lediglich zerstört und<br />
mit Beton aufgefüllt worden. Eine vollständige Abdichtung mit dem Flutungsverfahren<br />
konnte nicht erreicht werden. Die Sanierung musste daraufhin abgebrochen<br />
und diese Stellen in offener Bauweise abgedichtet werden.<br />
Eine Abdichtung der Anschlusskanäle und der tiefer unterhalb der Bodenplatte<br />
liegenden Grundleitungen wurde generell schnell (in der Regel nach dem 1.<br />
oder 2. Sanierungszyklus) erreicht. Problematisch war dagegen in einigen Fällen<br />
die Sanierung von Schäden mit geringer Überdeckung. Dies konnte über<br />
das Absinken des Flüssigkeitspiegels, der zunächst schnell, dann nur noch<br />
sehr langsam fiel, festgestellt werden. Eine Erklärung hierfür ist, dass durch<br />
den geringen Druck die Sanierungsflüssigkeiten nicht so weit in das Erdreich<br />
eindringen. Ein weiterer Grund liegt darin, dass in älteren Gebäuden die Gussfallleitungen<br />
üblicherweise kurz unterhalb der Bodenplatte an die Grundleitungen<br />
aus Steinzeug angeschlossen wurden und dieser Materialwechsel oftmals<br />
wegen fehlender geeigneter Dichtungsstoffe sehr undicht ist. Auch bei Dicht-<br />
26
heitsprüfungen in einem anderen Forschungsvorhaben wurden nach dem Befüllen<br />
mit Wasser zunächst ein zunächst sehr viel schnelleres Absinken des<br />
Flüssigkeitspegels beobachtet [IKT 03].<br />
Die Vor- und Nachteile einer Sanierung mit dem Flutungsverfahrens auf privaten<br />
Grundstücken sind in Tabelle 6 aufgelistet:<br />
Tabelle 6: Vor- und Nachteile des Flutungsverfahrens<br />
Flutungsverfahren<br />
Vorteile Nachteile<br />
+ auch in weit verzweigten Abwassernetzen<br />
ohne Schwierigkeiten einsetzbar<br />
+ Sanierung ganzer Netze von nur einem<br />
Zugangspunkt aus möglich (in der Regel<br />
vom Revisionsschacht aus)<br />
+ Rohrdurchmesser bleibt vollständig<br />
erhalten (Abdichtung außerhalb der<br />
Rohre)<br />
+ in der Regel kostengünstig<br />
+ geringe Störungen der Hausbewohner<br />
+ kurze Bauzeit<br />
3.4 Rohrstrangverfahren<br />
27<br />
-- Sanierungsmittelverbrauch bislang<br />
nicht kalkulierbar, sondern nur grob abschätzbar<br />
-- Lageabweichungen werden nicht behoben<br />
-- Langzeiterfahrung bisher lediglich 10<br />
Jahre<br />
--<br />
--<br />
bei unsachgemäßer Ausführung Umweltbelastung<br />
möglich<br />
Auswirkung auf das Grundwasser in<br />
Abhängigkeit der Standortbedingungen<br />
nicht geklärt<br />
Beim Rohrstrangverfahren werden vorgefertigte Rohre aus Kunststoff in die zu sanierende<br />
Leitung eingezogen oder eingeschoben. Unterschieden wird zwischen Rohrrelining<br />
mit und ohne Ringraum. Für Hausanschlüsse und Grundleitungen stehen<br />
bislang jedoch nur Verfahren mit Ringraum zwischen Alt- und Neurohr zur Verfügung.<br />
3.4.1 Anwendungsmöglichkeiten<br />
Das Rohrstrangverfahren kann prinzipiell bei allen Schäden und in allen Rohrmaterialien<br />
eingesetzt werden. Wenn die Stabilität der alten Leitung wiederhergestellt<br />
werden soll, muss der Ringraum verfüllt werden.<br />
Die größten Einschränkungen der Anwendung sind lokale Querschnittverringerungen,<br />
etwa durch Lageabweichungen, Hindernisse und Abzweige in den Leitungen.
Da der Rohrstrang sich nicht wie beim Schlauchreliningverfahren an den Rohrquerschnitt<br />
anpasst, muss an allen Stellen in der zu sanierenden Leitung der freie Querschnitt<br />
größer als der Rohraußendurchmesser des Reliningrohrs sein. Abzweige<br />
können in Grundleitungen und Anschlusskanälen nach der Sanierung nicht grabenlos<br />
geöffnet werden. Da beim Rohrstrangverfahren im Unterschied zum Schlauchreliningverfahren<br />
keine Verklebung zwischen Altrohr und neuem Rohr stattfindet,<br />
müssen die seitlichen Zuläufe nach dem Auffräsen mit einem Hutprofil saniert werden.<br />
Dies ist in öffentlichen Kanälen mit größeren Durchmessern üblich. Für kleinere<br />
Leitungen gibt es dagegen bislang kein geeignetes Verfahren zum Setzen solcher<br />
Hutprofile. Als einzige Alternative bleibt hier das Aufgraben an den entsprechenden<br />
Stellen und die Sanierung des Abzweiges in offener Bauweise. Dies ist jedoch in der<br />
Regel unwirtschaftlich. Das Rohrstrangrelining bleibt daher bislang im privaten Bereich<br />
auf die Fälle beschränkt, bei denen keine Querschnittsreduzierungen und Abzweige<br />
im zu sanierenden Leitungsstrang vorliegen.<br />
3.4.2 Materialien<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> sollte das System Flexoren des Herstellers Uponor-Anger eingesetzt<br />
werden. Dieses System ist einsetzbar in Kanälen mit Nennweiten von DN 125 bis DN<br />
300. Das Rohr setzt sich aus drei Schichten zusammen. Die äußere Schicht besteht<br />
aus geripptem Polyethylen hoher Dichte (HDPE), dient der Stabilität und vermeidet<br />
Schäden beim Transport oder Verlegen. Die glatte Zwischenschicht besteht aus<br />
thermoplastischem Elastomer (TPE). Sie verleiht dem Rohr zusammen mit der gerippten<br />
Form der äußeren Schicht eine axiale Flexibilität (Abbildung 19). Die Innenwand<br />
ist mit einer glatten HDPE-Schicht beschichtet.<br />
Abbildung 19: Aufbau eines Flexorenrohres<br />
28
3.4.3 Verfahrensablauf<br />
Die Flexorenrohre werden üblicherweise in 10 m-Stücken geliefert und auf der Baustelle<br />
durch Elektroschweißen zu einem Endlosstrang zusammengefügt. Eine Verdämmung<br />
des Ringraumes zwischen Alt- und Neurohr ist wegen der hohen<br />
Ringsteifigkeit des Rohres nicht unbedingt erforderlich.<br />
Aus den zuvor genannten Einschränkungen bei den Anwendungsmöglichkeiten, kam<br />
in diesem <strong>Pilotprojekt</strong> ein Einbau nur für Anschlusskanäle ohne seitliche Zuläufe in<br />
Betracht. Nach der Reinigung der zu sanierenden Kanäle wird zunächst mit einem<br />
Kalibrierkörper geprüft, ob der Rohrstrang eingezogen werden kann. Wenn dies nicht<br />
möglich ist, kann entweder ein Rohrstrang mit geringerem Durchmesser verwendet<br />
oder es muss ein anderes Sanierungsverfahren ausgewählt werden.<br />
Für den Einbau des Rohrstrangs in Anschlusskanäle gibt es zwei Möglichkeiten. Zum<br />
einen können die Rohre über einen Schacht im öffentlichen Hauptkanal in den Anschlusskanal<br />
eingebaut werden. An dem einen Ende des Rohres wird ein spitz zulaufender<br />
Zugkopf befestigt, um das Rohr beim Einzug nicht zu beschädigen und<br />
Hindernisse überwinden zu können. An dem anderen Ende wird ein Kragen angeschweißt,<br />
der aus einem kunstharzgetränkten PE–Filz besteht und dadurch im eingebauten<br />
Zustand fest mit dem Hauptkanal verklebt wird. Das Rohr wird über eine<br />
Seilwinde am Revisionsschacht im Haus in den Anschlusskanal eingezogen.<br />
Die andere Möglichkeit ist der Einzug des Rohrstrangs von der Grundstücksseite,<br />
also vom Revisionsschacht aus. Hierbei muss der Ringspalt zwischen Rohrstrang<br />
und Altrohr an dem Anschluss am öffentlichen Kanal dann nachträglich mit einem<br />
Trennschleifer oder mit einem Kanalroboter verspachtelt werden.<br />
3.4.4 Ergebnisse der Sanierungen<br />
Das Rohrstrangverfahren sollte im <strong>Pilotprojekt</strong> ursprünglich auf fünf Grundstücken<br />
zur Sanierung des Anschlusskanals eingesetzt werden. Nach intensiver Reinigung<br />
der alten Kanäle zeigte sich jedoch, dass der Einbau bei drei Kanälen wegen zu großer<br />
Lageabweichungen in den Rohrverbindungen nicht durchgeführt werden konnte.<br />
Bei den anderen beiden Kanälen wurde zusätzlich ein Fräsroboter zur Beseitigung<br />
der Lageabweichungen eingesetzt. Nach Durchführung des Kalibriervorgangs musste<br />
jedoch auch hier von einer Sanierung mit dem Rohrstrangverfahren abgesehen<br />
und stattdessen das Schlauchreliningverfahren eingesetzt werden. Der Grund, weshalb<br />
das Rohrstrangverfahren nicht angewandt werden konnte, ist insbesondere die<br />
geringe Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Flexorenrohres und dem<br />
Innendurchmesser des Altrohres (<br />
Tabelle 7).<br />
29
Tabelle 7: Innen- und Außendurchmesser der Flexorenrohre<br />
Durchmesser<br />
außen/innen [mm]<br />
Durchmesser<br />
alter Kanal [mm]<br />
117 / 102 125<br />
140 /123 150<br />
Sie liegt zwischen 0,8 und 1,0 cm. Dies führt dazu, dass sich das Flexoren-Rohr<br />
schon bei relativ kleinen Lageabweichungen verhakt oder der Einziehvorgang durch<br />
große Reibungskräfte im Altrohr behindert wird. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, in<br />
eine Leitung der Nennweite DN 150 ein Flexoren-Rohr für die Nennweite DN 125<br />
einzubauen. Das ist allerdings mit einer erheblichen Nennweitenreduzierung verbunden.<br />
Eine Reduzierung der Leitung am Revisionsschacht von der Grundleitung mit<br />
einem Durchmesser von DN 150 auf den sanierten Anschlusskanal mit einem<br />
Durchmesser von DN 100 ist nach den Regelungen der DIN aber nicht zulässig.<br />
Als Ergebnis des <strong>Pilotprojekt</strong>es lässt sich festhalten, dass das Rohrstrangverfahren<br />
auf privaten Grundstücken nur in Kanälen oder Leitungen ohne größere Richtungsänderungen,<br />
ohne Lageabweichungen oder sonstige Querschnittsreduzierungen und<br />
ohne Abzweige technisch und wirtschaftlich sinnvoll einsetzbar ist.<br />
Tabelle 8: Vor- und Nachteile des Rohrstrangverfahrens<br />
Rohrstrangverfahren<br />
Vorteile Nachteile<br />
+ ein neues Rohr wird eingebaut, wel- -- deutliche Querschnittsreduzierung<br />
ches bei Verdämmung des Ringraumes<br />
auch statisch tragfähig ist<br />
+ kostengünstiger als Schlauchrelining- -- schon bei kleinen Querschnittsreduzieverfahrenrungen<br />
in der zu sanierenden Leitung<br />
(z.B. durch Lageabweichungen) nicht<br />
mehr einsetzbar<br />
-- nicht einsetzbar bei größeren Richtungsänderungen<br />
und Abzweigen<br />
30
3.5 Erneuerung<br />
Erneuerungsmaßnahmen sind gegenüber grabenlosen Sanierungsverfahren mit einem<br />
höheren zeitlichen Aufwand und einer größeren Belastung der Anwohner verbunden.<br />
Während eine Sanierung mit grabenlosen Verfahren üblicherweise nach ein<br />
bis zwei Tagen abgeschlossen ist, kann eine Neuverlegung einer typischen Grundstücksentwässerungsanlage<br />
durchaus ein bis drei Wochen dauern. Bei größeren<br />
Schäden in den Leitungen ist eine Erneuerung jedoch oft die einzig wirtschaftliche<br />
Möglichkeit der Sanierung. Außerdem ist die Nutzungsdauer der erneuerten Leitungen<br />
und Kanäle in der Regel höher als bei grabenlosen Sanierungen.<br />
Zu unterscheiden ist die Neuverlegung innerhalb und außerhalb des Gebäudes. In<br />
diesem <strong>Pilotprojekt</strong> war dies gleichbedeutend mit der Sanierung der Grundleitungen<br />
(innerhalb) und des Anschlusskanals (außerhalb), da bei den ausgewählten Sanierungsobjekten<br />
der Übergabeschacht in allen Fällen im Haus in der Nähe der Gebäudegrenze<br />
lag.<br />
Für Grundleitungen gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Erneuerung. Einerseits<br />
können sie - sofern es die örtlichen Platzverhältnisse zulassen - an Kellerwänden<br />
und unterhalb der Decke abgehängt werden. Das bestehende Grundleitungsnetz<br />
wird dann ganz oder teilweise aufgegeben. Andererseits können sie aber auch in<br />
offener Bauweise unterhalb der Bodenplatte in alter oder neuer Trasse verlegt werden.<br />
Bei dieser Sanierungsart sollten die Leitungen nach Möglichkeit in abgedeckten<br />
Rinnen verlegt werden, um zukünftige Inspektions- und Wartungsarbeiten durch eine<br />
verbesserte Zugänglichkeit der Leitungen zu vereinfachen.<br />
Die Erneuerung von Anschlusskanälen wird üblicherweise in offener Bauweise<br />
durchgeführt. Während dies im ländlichen Bereich in der Regel einfach und schnell<br />
durchzuführen ist, muss im innerstädtischen Bereich der Gehweg und oft auch die<br />
Strasse geöffnet werden. Dies führt zu erheblichen Beeinträchtigungen der Anwohner<br />
und des Verkehrs. Besonders problematisch wird es, wenn auch der Schienenverkehr<br />
betroffen ist. Im <strong>Pilotprojekt</strong> waren die untersuchten Anschlusskanäle<br />
statisch alle noch in einem guten Zustand und mussten daher nicht erneuert werden.<br />
3.5.1 Neuverlegung oberhalb der Bodenplatte<br />
Nach DIN 1986 T100 [DIN 1986] werden oberhalb der Bodenplatte verlegte Abwasserleitungen<br />
als Sammelleitungen bezeichnet. Hierfür werden entweder muffenlose<br />
Gussrohre (SML-Rohre) oder heißwasserbeständige Kunststoffrohre (HT-Rohre)<br />
verwendet. In der Regel werden die Sammelleitungen unterhalb der Kellerdecke abgehängt<br />
oder an Wänden mit Schellen befestigt. Um eine dauerhaft stabile Lage der<br />
31
Rohre zu gewährleisten, müssen die Schellen in vorgegebenen Abständen gemäß<br />
den Anforderungen der DIN EN 12056 [DIN 12056] angeordnet sein. Sammelleitungen<br />
bieten gegenüber den normalerweise unzugänglich verlegten Grundleitungen<br />
den großen Vorteil, dass Inspektions- und Dichtheitsprüfungen zukünftig durch optische<br />
Kontrolle von außen und erforderliche Sanierungsarbeiten einfach und kostengünstig<br />
durch Austausch einzelner Rohrstücke durchführbar sind.<br />
3.5.2 Verfahrensablauf<br />
Bei einer Erneuerung mit abgehängten Leitungen werden die neuen Leitungen zunächst<br />
komplett bis zu den Anschlüssen an die bestehenden Leitungen verlegt. Der<br />
Umschluss kann dann zügig - normalerweise an einem Arbeitstag - vollzogen werden.<br />
Hierzu werden die alten Fallleitungen unterhalb der Kellerdecke abgetrennt und<br />
an die neuen Leitungen angeschlossen (Abbildung 20).<br />
Abbildung 20:abgehängte Leitungen vor (links) und nach (rechts) dem Umschluss<br />
Der restliche nicht mehr genutzte <strong>Teil</strong> der Fallleitungen wird auf Höhe des Kellerbodens<br />
abgeschnitten und die alten Grundleitungen wasserdicht verschlossen. Der Anschluss<br />
der abgehängten Leitungen an das bestehende Grundleitungsnetz sollte vor<br />
dem Revisionsschacht vorgenommen werden, um von diesem Schacht aus weiterhin<br />
Reinigungs- und Inspektionsarbeiten für den Anschlusskanal zu ermöglichen<br />
(Abbildung 21).<br />
Für tiefliegende Entwässerungsgegenstände im Keller (Anschluss von Waschmaschinen,<br />
Waschbecken und Bodenabläufen) muss eine Abwasserhebeanlage installiert<br />
werden, die das anfallende Abwasser auf Rückstauebene anhebt und in die<br />
abgehängten Leitungen einleitet. Da eine solche Hebeanlage grundsätzlich mit hohen<br />
Anschaffungskosten verbunden ist und regelmäßig gewartet werden muss, sollten<br />
tiefliegende Entwässerungsgegenstände nur dann weiterhin in Betrieb bleiben,<br />
wenn dies unbedingt erforderlich ist. Oft können alte Bodenabläufe in Waschküchen<br />
entfallen, da diese nicht mehr genutzt werden.<br />
32
Abbildung 21: Anbindung der abgehängten Leitungen vor dem Revisionsschacht<br />
3.5.3 Ergebnisse des <strong>Pilotprojekt</strong>es<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurden auf fünf Grundstücken abgehängte Leitungen verlegt. Dabei<br />
wurde auf vier Grundstücken nur ein <strong>Teil</strong>, bei einem Grundstück dagegen die kompletten<br />
Leitungen im Haus erneuert.<br />
Vom Grundprinzip her ist die Sanierung durch das Abhängen der Leitungen die einfachste<br />
Art der Sanierung. In der Praxis ergeben sich jedoch die unterschiedlichsten<br />
Probleme, die im Folgenden vorgestellt werden.<br />
Das größte Problem bei der Sanierung durch abgehängte Leitungen war die<br />
einzuhaltende Durchgangshöhe in Kellern und Kellergängen. Da die Rohre mit<br />
einem Mindestgefälle verlegt werden müssen und eine Dükerung von<br />
Schmutzwasserleitungen wegen der Verstopfungsgefahr nicht zulässig ist,<br />
nimmt die mögliche Verlegehöhe über Kellerboden in Fließrichtung ab. In der<br />
Regel müssen die Leitungen auch unter Türstürzen durchgeführt werden, weil<br />
eine Schwächung der Bausubstanz in diesen Bereichen nicht oder nur mit zusätzlichen<br />
abstützenden Maßnahmen möglich ist. Da zudem vielfach schon<br />
die Versorgungsleitungen (Frischwasser und Heizung) offen verlegt sind, können<br />
die Abwasserleitungen oft nur mit geringer Höhe verlegt werden und behindern<br />
so den Durchgang für die Bewohner. Insbesondere, wenn<br />
33
Kellergänge durchquert werden müssen, ist eine Beeinträchtigung durch kreuzende<br />
Abwasserleitungen nicht tolerierbar. Dann ist es nur möglich, die Leitungen<br />
entlang der Außenwände des Gebäudes und damit außerhalb der<br />
Durchgänge zu verlegen. Höherwertige Nutzungen von Kellerbereichen werden<br />
hierdurch allerdings erschwert.<br />
Auf einem Grundstück brach die alte Fallleitung zwischen dem 1. und 2. OG<br />
etwa eine Woche nach dem Anschluss an die neu verlegten abgehängten Leitungen.<br />
Grund hierfür war, dass die bestehende Fallleitung nicht genügend<br />
durch Schellen gesichert war, da sie vorher auf dem Kellerboden aufstand.<br />
Bei der Sanierung wurde sie oberhalb der Kellerdecke getrennt und verlor dadurch<br />
ihre Abstützung. Die neue Leitung war zwar nach den Regeln der Technik<br />
durch Schellen gesichert, konnte aber das zusätzliche Gewicht der<br />
Fallleitung nicht halten. Daher ist vor dem Trennen von Fallleitungen zu prüfen,<br />
ob diese genügend gesichert sind. Gegebenenfalls sind zusätzliche<br />
Schellen zu setzen oder die Fallleitungen durch weitere Maßnahmen zu stützen.<br />
Tabelle 9: Vor- und Nachteile einer Neuverlegung durch abgehängte Leitungen<br />
Abgehängte Leitungen<br />
Vorteile Nachteile<br />
+ gute Zugänglichkeit nach der Sanierung,<br />
dadurch Kontroll- und Wartungsarbeiten<br />
problemlos möglich<br />
34<br />
-- wegen unzureichender Platzverhältnisse<br />
nicht immer durchführbar<br />
+ in der Regel kostengünstig -- tiefliegende Entwässerungsgegenstände<br />
im Keller müssen an eine Hebeanlage<br />
angeschlossen werden, deren<br />
Betrieb zu Folgekosten führt<br />
+ hohe Nutzungsdauer durch neue Leitung<br />
+ vorab gut plan- und kalkulierbar<br />
3.5.4 Erneuerung in offener Bauweise<br />
-- Leitungen sind sichtbar und schränken<br />
die Nutzung und das optische Erscheinungsbild<br />
ein<br />
-- längere Bauzeit<br />
Bei einer Erneuerung in offener Bauweise werden die Leitungen in neuer oder in alter<br />
Trasse verlegt. Üblicherweise werden die Leitungen unterhalb der Bodenplatte im<br />
Erdreich unzugänglich eingebaut. In diesem <strong>Pilotprojekt</strong> sollten die Leitungen wegen<br />
der besonderen Gefährdung durch die CKW dagegen für die Zukunft leicht zu inspizieren,<br />
einfach zu sanieren und vor allem jederzeit zugänglich sein. Daher wurden in<br />
das Erdreich Rinnen einbetoniert, in welche die Abwasserleitungen hineingelegt wurden.<br />
Durch handelsübliche Betongehwegplatten, die lose auf die Rinnen aufgelegt
wurden, konnte ein bündiger Abschluss mit der Bodenplatte des Kellers erreicht werden<br />
(Abbildung 23).<br />
3.5.5 Verfahrensablauf<br />
Vor Beginn der Sanierungen wurden die Gebäude aus Haftungsgründen durch einen<br />
Statiker hinsichtlich der Gefährdung der Standsicherheit durch die Erstellung der Leitungsgräben<br />
untersucht. Dieser stellte fest, dass die Verlegung in allen Häusern wie<br />
geplant durchgeführt werden konnte. Um einen Grundbruch auszuschließen, durften<br />
die Gräben allerdings nur abschnittsweise hergestellt werden. Weiterhin durften die<br />
Fundamente unter Wänden oder Türstürzen nicht abgebrochen werden, sondern<br />
mussten schonend mit einem Kernbohrgerät von einer Startbaugrube aus durchbohrt<br />
werden. Die Abwasserleitungen konnten dann durch ein Stahlschutzrohr verlegt werden<br />
(Abbildung 20).<br />
Abbildung 22: Aufbau der Rinnen Abbildung 23: Kreuzung von Fundamenten<br />
Die Bodenplatte sollte im Bereich der Leitungsgräben aus zwei Gründen mit einem<br />
Diamantschneidgerät vorgeschnitten und nicht aufgestemmt werden. Einerseits werden<br />
durch das Aufstemmen große Kräfte auf Bodenplatte, Erdreich und Wände übertragen,<br />
die zur Schädigung der Bausubstanz und zum Grundbruch an offenen Stellen<br />
führen können. Andererseits ist der Lärmpegel beim Aufstemmen eine beträchtliche<br />
Belästigung der Anwohner und sollte daher möglichst vermieden werden.<br />
35
Abbildung 24: Kernbohrgerät (links) und Schutzrohr (rechts)<br />
Abbildung 25: Betonieren des Leitungsgrabens und fertig erstellte Rinne<br />
3.5.6 Ergebnisse des <strong>Pilotprojekt</strong>es<br />
Die Erneuerung der Grundleitungen unterhalb der Kellersohle ist die älteste Form der<br />
Sanierung. Als Besonderheit in diesem <strong>Pilotprojekt</strong> wurden die Leitungen in abdeckbaren<br />
Rinnen verlegt. Dies bedeutet bei der Sanierung einen erheblich erhöhten<br />
Aufwand, bietet jedoch den Vorteil, dass die Leitungen bei weiteren Inspektions- und<br />
Wartungsarbeiten leicht zugänglich sind. Außerdem sind die Rinnen ein zusätzlicher<br />
Schutz gegen die Verschmutzung des Bodens und des Grundwassers durch exfiltrierendes<br />
Abwasser. Dies ist insbesondere bei den im <strong>Pilotprojekt</strong>en sanierten Leitungen<br />
mit erhöht belasteten Abwässern von Gewerbebetrieben wichtig.<br />
Die Neuverlegung in offener Bauweise beeinträchtigt die Bewohner am meisten<br />
von allen durchgeführten Sanierungsarten. Neben der langen Sanierungszeit<br />
(im <strong>Pilotprojekt</strong> bis zu vier Wochen an einem Grundstück) ist der<br />
Lärmpegel beim Aufsägen der Bodenplatte und den Kernbohrungen relativ<br />
hoch. Außerdem können die Kellerräume und -gänge während der Sanierungszeit<br />
nur eingeschränkt genutzt werden.<br />
36
Die abschnittsweise Erstellung der Leitungsgräben zur Vermeidung von<br />
Grundbrüchen, ist sehr zeitintensiv. Hier sollten bei weiteren Maßnahmen Betonfertigteile<br />
für die Rinnen verwendet werden anstatt diese in Ortbeton zu<br />
erstellen. Dadurch könnte der Baufortschritt erheblich beschleunigt werden.<br />
Die Erstellung der Rinne ist in der Regel ein Eingriff in die Gründung des Hauses.<br />
Bei der Durchquerung von Türöffnungen in tragenden Wänden ist diese<br />
Schwächung besonders riskant. Daher muss zunächst geprüft werden, welche<br />
Qualität das Fundament hat. Dieses sollte dann mit einem Kernbohrgerät<br />
möglichst schonend durchbohrt und die Abwasserleitung in einem Stahlschutzrohr<br />
verlegt werden. Ist kein Fundament vorhanden, sollte trotzdem ein<br />
Schutzrohr verwendet und die Baugrube in diesem Bereich mit Beton verfüllt<br />
werden.<br />
Tabelle 10: Vor- und Nachteile einer Neuverlegung in Rinnen<br />
Neuverlegung in Rinnen<br />
Vorteile Nachteile<br />
+ gute Zugänglichkeit nach der Sanierung,<br />
dadurch Kontroll- und Wartungsarbeiten<br />
problemlos möglich<br />
-- im Vergleich zu den anderen Sanierungsarten<br />
sehr hohe Kosten<br />
+ neue Leitung mit hoher Nutzungsdauer -- hohe Belastung der Anwohner während<br />
der Sanierung durch Lärm und<br />
Schmutz<br />
-- Sanierung ist sehr zeitaufwändig<br />
-- mögliche statische Auswirkungen sind<br />
zu berücksichtigen<br />
-- Nutzungsmöglichkeit der Keller wird<br />
eingeschränkt<br />
37
4 Kosten<br />
4.1 Allgemeines<br />
Neben der technischen Durchführbarkeit ist die Entscheidung für ein bestimmtes Sanierungsverfahren<br />
vor allem von wirtschaftlichen Erwägungen abhängig. Dabei sind<br />
in erster Linie die Kosten zur Durchführung der Sanierungsmaßnahmen ausschlaggebend.<br />
Aber auch die Dauerhaftigkeit der sanierten Leitungen sollte in die Überlegungen<br />
einbezogen werden.<br />
Bei den Kosten wird zwischen direkten und indirekten Kosten unterschieden.<br />
Direkte Kosten<br />
Direkte Kosten sind die Kosten, „die zur unmittelbaren Ausführung der Leitungsverlege-<br />
und Leitungssanierungsarbeiten aufgewendet werden müssen und beim Auftraggeber<br />
der Baumaßnahme zahlungswirksam werden“ [GST 11]. Hierzu gehören<br />
neben den Kosten für die eigentliche Baumaßnahme auch Kosten für Genehmigungen,<br />
Ingenieurleistungen u.a.<br />
Indirekte Kosten<br />
Daneben entstehen Kosten für die Allgemeinheit in Form von Beeinträchtigungen<br />
und Immissionen, die normalerweise unberücksichtigt bleiben und dem jeweiligen<br />
Auftraggeber nicht angelastet werden (können). Sie zeichnen sich dadurch aus, dass<br />
sie nur schwer quantitativ erfasst werden können. Insbesondere in innerstädtischen<br />
Bereichen ergeben sich Behinderungen des Verkehrsflusses oder der Geschäftstätigkeit<br />
sowie Lärm- und Abgasimmissionen [GST 11].<br />
Zu den indirekten Kosten gehören auch:<br />
• Umsatzeinbußen des anliegenden Einzelhandels<br />
• Kosten durch Verkehrsbeeinträchtigungen (Umleitung, Stau)<br />
• Kosten durch Schädigung des Bewuchses<br />
• Verminderung der Restnutzungsdauer von Straßenoberbauten.<br />
• Eingeschränkte Nutzungsmöglichkeiten der Gebäudekeller<br />
Da die indirekten Kosten - insbesondere bei der offenen Bauweise - erheblich sein<br />
können, sollten sie bei einer Verfahrensauswahl zumindest qualitativ berücksichtigt<br />
werden.<br />
Ein Grundstückseigentümer wird diese Kosten bei der Auswahl eines Sanierungsverfahrens<br />
allerdings höchstens dann einbeziehen, wenn sie zu seinen Lasten oder zu<br />
Lasten seiner Mieter anfallen.<br />
38
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabenes wurden die indirekten Kosten nur qualitativ<br />
in den Gesprächen zur Verfahrensauswahl mit den Grundstückseigentümern berücksichtigt.<br />
In den weiteren Kapiteln werden sie nicht weiter einbezogen.<br />
Kosten im <strong>Pilotprojekt</strong><br />
In Abbildung 26 sind die reinen Baukosten für jedes Grundstück unterteilt für die einzelnen<br />
Sanierungsverfahren dargestellt. Sie liegen zwischen 1.750 € und 19.800 €<br />
(inkl. Mehrwertsteuer) je Grundstück<br />
** nur Anschlusskanal **<br />
Grundstück O<br />
Grundstück L<br />
Grundstück B<br />
** Anschlusskanal und Grundleitung **<br />
Grundstück R<br />
Grundstück Q<br />
Grundstück P<br />
Grundstück N<br />
Grundstück M<br />
Grundstück K<br />
Grundstück J<br />
Grundstück I<br />
Grundstück H<br />
Grundstück G<br />
Grundstück F<br />
Grundstück E<br />
Grundstück D<br />
Grundstück C<br />
Grundstück A<br />
0 € 5.000 € 10.000 € 15.000 € 20.000 €<br />
Abbildung 26: Bruttokosten im <strong>Pilotprojekt</strong><br />
Flutungsverfahren<br />
Schlauchinliner<br />
Neuverlegung in Rinnen<br />
Neuverlegung durch Abhängen<br />
Deutlich wird, dass insbesondere bei der Neuverlegung in offener Bauweise die Kosten<br />
insgesamt sehr hoch sind. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass die<br />
Leitungen nicht wie bisher unter der Bodenplatte unzugänglich verlegt wurden, sondern<br />
in Rinnen aus Ortbeton mit einem hohen Aufwand erstellt wurden. Hinzu<br />
kommt, dass der Bodenaushub wegen der speziellen Randbedingungen im <strong>Pilotprojekt</strong><br />
gesondert untersucht und entsorgt werden musste.<br />
Die durchschnittlichen Bruttokosten je Grundstück betrugen für eine Sanierung der<br />
Anschlusskanäle 2.180 € und für die kombinierte Sanierung Anschlusskanal +<br />
Grundleitung 9.320 € je Grundstück. Diese Durchschnittswerte sind jedoch nur bedingt<br />
aussagekräftig, da die einzelnen Grundstückentwässerungsanlagen in Ihrer Art<br />
39
(Rohrmaterial, Zustand und Verzweigungsgrad) und ihrer Leitungslänge deutlich<br />
voneinander abwichen.<br />
Daher wurden die Kosten aufgeteilt in einen fixen Anteil je Grundstück und den variablen<br />
Anteil bezogen auf die Leitungslänge (Abbildung 27). Zu den fixen Kosten wurden<br />
neben der Baustelleneinrichtung die Kosten für Dichtheitsprüfungen und<br />
sonstigen Arbeiten gerechnet, die auf jedem Grundstück in etwa gleicher Höhe unabhängig<br />
von den Leitungslängen anfallen. In den variablen Kosten sind sämtliche<br />
Positionen enthalten, die verbrauchsabhängig sind.<br />
Verfahren<br />
Grabenlose Verfahren<br />
Fixkosten je Grundstück Variable Kosten je Meter<br />
Schlauchreliningverfahren 715 € 115 €<br />
Flutungsverfahren<br />
Neuverlegung<br />
550 € 70 €<br />
durch Abhängen 1180 € 110 €<br />
in Rinnen 1315 € 570 €<br />
Abbildung 27: variable/fixe Kosten der Sanierungsverfahren (gerundet)<br />
Ein weiteres Entscheidungskriterium für oder gegen ein Sanierungsverfahren ist die<br />
zu erwartende Nutzungsdauer der sanierten Leitungen. Für neuverlegte Rohre wird<br />
je nach Rohrwerkstoff von einer Nutzungsdauer zwischen 50 und 100 Jahren ausgegangen.<br />
Neben der tatsächlichen Nutzungsdauer sind für Anschlusskanäle weiterhin<br />
die in den jeweiligen Satzungen festgelegten betrieblichen Nutzungsdauern zu beachten.<br />
Die Nutzungsdauer nach einer Sanierung mit Schlauchreliningverfahren wird<br />
auf ungefähr 30 Jahre geschätzt. Zu dem Flutungsverfahren gibt es bisher keine<br />
Langzeiterfahrungen. Von den Unternehmen wird derzeit eine maximale Gewährleistungsfrist<br />
von 10 Jahren gegeben. Im nächsten Kapitel wird daher die Nutzungsdauer<br />
bestimmt, ab welcher das Flutungsverfahren wirtschaftlicher als andere<br />
Sanierungsverfahren wird.<br />
4.2 Wirtschaftlichkeit<br />
In Grundleitungen ist das Flutungsverfahren wegen des hohen Verzweigungsgrades<br />
oftmals die einzige technisch sinnvolle Alternative zur Neuverlegung der Leitungen.<br />
Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens muss neben den direkten Kosten, die bei<br />
der Anwendung entstehen, auch die Nutzungsdauer betrachtet werden. Mit einer dynamischen<br />
Investitionsrechnung können unterschiedliche Zahlungszeitpunkte berücksichtigt<br />
und daraus eine wirtschaftliche Nutzungsdauer des Flutungsverfahrens<br />
berechnet werden. Die Berechnung wird mit Hilfe des Dynamisierungsfaktors nach<br />
Orth durchgeführt [STE 98].<br />
40
In einem Beispiel wurde hier die wirtschaftliche Nutzungsdauer einer typischen<br />
Grundstücksentwässerungsanlage mit einer Gesamtlänge von 40 m errechnet. Dabei<br />
wurde ein Planungszeitraum von 80 Jahren, ein Zinssatz von 5%, eine Preissteigerungsrate<br />
von 2% und die Kosten von Abbildung 27 angesetzt.<br />
Es ergibt sich:<br />
Beträgt die Nutzungsdauer einer mit dem Flutungsverfahren sanierten Leitung<br />
mehr als 28 Jahre, ist eine Sanierung durch Fluten wirtschaftlicher als die Leitungen<br />
abzuhängen.<br />
Beträgt die Nutzungsdauer einer mit dem Flutungsverfahren sanierten Leitung<br />
mehr als 5 Jahre, ist eine Sanierung durch Fluten wirtschaftlicher als die Leitungen<br />
in Rinnen neu zu verlegen.<br />
Hier muss allerdings berücksichtigt werden, dass diese Zahlen nur für die speziellen<br />
Randbedingungen und angebotenen Preise des <strong>Pilotprojekt</strong>es und für dieses Beispiel<br />
gültig sind. Verändern sich die Preise, Zinssätze oder der Planungszeitraum<br />
(beispielsweise weil bekannt ist, dass das Gebäude ohnehin nach 40 Jahren abgerissen<br />
wird), ergibt sich auch eine andere wirtschaftliche Nutzungsdauer.<br />
41
5 Verfahrensauswahl<br />
Die Entscheidung für ein bestimmtes Sanierungsverfahren hängt von vielen Randbedingungen<br />
ab und kann letztlich nur nach Auswertung der Ergebnisse der TV-<br />
Inspektion und Dichtheitsprüfung sowie einer Ortsbegehung getroffen werden.<br />
Grundsätzlich sollte jedoch vor umfangreichen Untersuchungen der Leitungen generell<br />
das Alter der Leitungen berücksichtigt werden und bei sehr alten Leitungen direkt<br />
über eine Erneuerung nachgedacht werden.<br />
Für die Wahl des Sanierungsverfahrens spielen weiterhin auch individuelle Vorlieben<br />
und Abneigungen der einzelnen Grundstückseigentümer (beispielsweise Vorbehalte<br />
gegenüber neuen Techniken) eine Rolle, die nur schwer vorab zu erfassen sind. Die<br />
folgenden Abbildungen zur Verfahrensauswahl (Abbildung 28), die aus den Erkenntnissen<br />
des <strong>Pilotprojekt</strong>es entstanden sind, können daher nur erste Hilfestellungen<br />
sein. Die Ergebnisse sind nicht auf die hier untersuchten gewerblichen Chemischreinigungsbetriebe<br />
alleine beschränkt, sondern können prinzipiell auf jedes private<br />
Grundstück übertragen werden. Die Auswahl eines Sanierungsverfahrens ist nämlich<br />
vor allem vom Zustand der alten Leitungen abhängig.<br />
Erneuerung in<br />
offener<br />
Bauweise<br />
ja<br />
ja<br />
Schlauchverfahren<br />
Anschlusskanal<br />
undicht<br />
grobe bauliche<br />
Mängel<br />
nein<br />
Abzweige<br />
vorhanden ja<br />
ja<br />
größere Risse,<br />
Scherbenbildung<br />
oder klaffende<br />
Muffenspalte<br />
nein<br />
Flutungsverfahren<br />
nein<br />
ja<br />
Lageabweichungen<br />
> 1 cm<br />
nein<br />
nur wenig<br />
gekrümmte<br />
Bögen<br />
nein<br />
Rohrstrangverfahren<br />
abgehängte<br />
Leitung<br />
ja<br />
Flutungsverfahren<br />
Grundleitungssystem<br />
undicht<br />
Können<br />
Leitungen<br />
abgehängt<br />
werden?<br />
Soll nur ein<br />
Rohrstrang mit<br />
wenigen<br />
Abzweigen saniert<br />
werden?<br />
größere Risse,<br />
Scherbenbildung,<br />
klaffende<br />
Muffenspalte<br />
nein<br />
nein<br />
nein<br />
ja<br />
ja<br />
Neuverlegung<br />
in offener<br />
Bauweise<br />
grobe<br />
bauliche<br />
Mängel<br />
ja nein<br />
Schlauchverfahren<br />
Abbildung 28: Hilfestellungen zur Verfahrensauswahl im innerstädtischen Bereich<br />
Eine Sanierung des Anschlusskanals kann durch eine Erneuerung in offener Bauweise<br />
oder mit den grabenlosen Verfahren Schlauch-, Flutungs- und Rohrstrangverfahren<br />
durchgeführt werden. Die Entscheidung zwischen grabenloser Sanierung und<br />
42
der offenen Bauweise wird durch die Tiefenlage des Kanals und der Oberflächenbeschaffenheit<br />
beeinflusst. Im ländlichen Gegenden ist es oft mit wenig Aufwand möglich<br />
einen Graben vor dem Haus zu erstellen und die Leitungen auszutauschen. Im<br />
innerstädtischen Bereich muss dagegen oft der Bürgersteig und die Straße aufgebrochen<br />
werden. Hier sollte in der Regel nur bei größeren baulichen Mängeln die<br />
offene Bauweise ausgewählt werden.<br />
Sind die Lageabweichungen gering und ragen keine sonstigen Hindernisse in den<br />
Kanal ein, kann ein Rohrstrang in den Anschlusskanal eingezogen werden. Alternativ<br />
dazu bietet sich die Sanierung mit dem Schlauchreliningverfahren an, mit dem auch<br />
Kanäle mit Zuläufen von Regenfallleitungen saniert werden können. Das Flutungsverfahren<br />
sollte bevorzugt dann ausgewählt werden, wenn auch die Grundleitungen<br />
mit diesem Verfahren saniert werden, um die Fixkosten bei der Baustelleneinrichtung<br />
zu minimieren.<br />
Innerhalb des Gebäudes ist es sowohl technisch als auch wirtschaftlich grundsätzlich<br />
empfehlenswert, die Leitungen abzuhängen. Durch die gute Zugänglichkeiten werden<br />
so zukünftige Inspektions- und Wartungsarbeiten deutlich erleichtert. Beim Flutungsverfahren<br />
ergeben sich die geringsten Belästigungen der Anwohner. Wegen<br />
der hohen Fixkosten für die einzelnen Sanierungsvarianten ist es weiterhin sinnvoll,<br />
möglichst das gesamte private Abwassernetz mit einem Sanierungsverfahren zu sanieren<br />
soweit dieses technisch durchführbar ist. Dies bedeutet beispielsweise auch<br />
den Anschlusskanal mit dem Flutungsverfahren zu sanieren, wenn die Grundleitungen<br />
geflutet werden. Eine Ausnahme bilden hier die beiden Varianten zur Erneuerung<br />
der Leitungen, da diese Leistungen in der Regel von demselben Unternehmen<br />
ausgeführt und daher beliebig kombiniert werden können.<br />
43
6 Zusammenfassung<br />
Im <strong>Pilotprojekt</strong> wurden die Entwässerungsanlagen von 18 Grundstücken mit Chemischreinigungsbetrieben<br />
mit verschiedenen Verfahren saniert. Als grabenlose Verfahren<br />
kamen hierbei das Schlauch- und das Flutungsverfahren zum Einsatz. In<br />
offener Bauweise wurden zur Erneuerung von Grundleitungen das Abhängen der<br />
Leitungen an Kellerdecken und -wänden sowie die Verlegung in Rinnen ausgeführt.<br />
Von einer Anwendung des Rohrstrangverfahrens musste dagegen trotz intensiver<br />
Reinigung der entsprechenden Leitungen und Kanäle abgesehen werden, da Lageabweichungen<br />
und verfestigte Ablagerungen den Einzug des starren Rohres verhinderten.<br />
In allen Fällen konnten die Grundleitungen und Anschlusskanäle erfolgreich saniert<br />
werden. Ein weiterer Eintrag von CKW´s in den Boden durch undichte Entwässerungsanlagen<br />
kann somit ausgeschlossen werden. Wegen der schwierigen Randbedingungen<br />
der teilweise sehr alten Grundstücksentwässerungsanlagen kam es bei<br />
der Planung und Durchführung der Sanierungen allerdings zu Komplikationen.<br />
Grundsätzlich sollte angestrebt werden, die Leitungen so zu sanieren, dass sie für<br />
weitere Inspektions- und Wartungsarbeiten leicht zugänglich sind. Dies ist nur durch<br />
eine Neuverlegung in Rinnen oder als abgehängte Leitungen möglich. In der Praxis<br />
sind diese Lösungen jedoch oftmals nicht durchführbar, nicht erwünscht oder sehr<br />
teuer. Als Alternativen bietet sich das Flutungsverfahren und für <strong>Teil</strong>e der Grundleitungen<br />
auch das Schlauchreliningverfahren an. Hierbei wird das bestehende Leitungsnetz<br />
erhalten und saniert, die Zugänglichkeit für Wartung und spätere<br />
Reparaturen aber nicht verbessert.<br />
Die Durchführung der Pilotmaßnahmen hat gezeigt, dass mit den am Markt angebotenen<br />
Sanierungsverfahren eine Abdichtung von undichten Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
grundsätzlich möglich ist. Die Planung und die Durchführung der<br />
Maßnahmen sind jedoch wesentlich komplexer als bei der Sanierung öffentlicher Kanäle.<br />
Oftmals ist es auch erforderlich während der Sanierungen die Planungen umzustellen,<br />
weil vorher nicht bekannte Umstände dies erfordern. Planung,<br />
Ausschreibung und Bauüberwachung bedürfen daher umfassender Sachkenntnisse<br />
und können nicht vom Grundstückseigentümer sondern nur von einem Fachmann<br />
übernommen werden.<br />
Grundsätzlich sollten Sanierungen in Anschlusskanälen und Grundleitungen immer<br />
auch auf Maßnahmen abgestimmt werden, die in absehbarer Zeit an den öffentlichen<br />
Kanälen durchgeführt werden sollen. Einerseits lassen sich hierdurch Kosten reduzieren.<br />
Andererseits gibt es für Rohrstrang- und Schlauchreliningverfahren auch spe-<br />
44
zielle technische Lösungen, mit denen die sanierten Anschlusskanäle an die sanierten<br />
öffentlichen Sammelkanäle angeschlossen werden können.<br />
In diesem Abschlußbericht wurden die im <strong>Pilotprojekt</strong> durchgeführten Sanierungsmaßnahmen<br />
dokumentiert sowie die Ergebnisse ausgewertet. Verschiedene Verfahren<br />
und Kombinationen von Verfahren wurden auf Ihre Eignung unter Praxisbedingungen<br />
geprüft. Die hier gewonnene Datenbasis mit 18 Grundstücken sollte durch<br />
zusätzliche Erfahrungen erweitert werden. In einem weiteren Schritt können dann die<br />
Erkenntnisse in Form von Informationsschriften oder einem Leitfäden an Kommunen,<br />
Planer, Ausführende und Grundstückseigentümer weitergegeben werden.<br />
45
7 Literatur<br />
[ATV 143] ATV-Merkblatt M 143: Inspektion, Sanierung und Erneuerung von Abwasserkanälen<br />
und -leitungen,<br />
<strong>Teil</strong> 2: Optische Inspektion, 1991<br />
<strong>Teil</strong> 6: Dichtheitsprüfungen bestehender, erdüberschütteter Abwasserleitungen<br />
und -kanäle und Schächte mit Wasser, Luftüber- und Unterdruck,<br />
1998<br />
[ATV 149] ATV-Merkblatt M 149: Zustandserfassung, -klassifizierung und -<br />
bewertung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden,<br />
1999<br />
[BauO NW] Die neue Bauordnung für das Land Nordrhein-Westfalen, BauO NRW,<br />
2000, 3. Auflage<br />
[DIN 1986] DIN 1986: Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke,<br />
<strong>Teil</strong> 1: Technische Bestimmungen für den Bau, 1988,<br />
<strong>Teil</strong> 30: Instandhaltung 2003,<br />
<strong>Teil</strong> 100: Zustätzliche Bestimmungen zu DIN EN 752 und DIN EN<br />
12056, 2002<br />
[DIN 1610] DIN EN 1610: Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -<br />
kanälen, 1997<br />
[DIN 752] DIN EN 752: Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden, 1996-<br />
1999<br />
[DIN 12056] DIN EN 12056: Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden,<br />
<strong>Teil</strong> 2: Schmutzwasseranlagen, Planung und Berechnung, 2001<br />
[DIN 4045] DIN 4045: Abwassertechnik, Begriffe, 1985<br />
[GST 11] GSTT-Informationen Nr. 11: Kostenvergleich offener und geschlossener<br />
Bauweisen unter Berücksichtigung der direkten und indirekten Kosten<br />
beim Leitungsbau und der Leitungssanierung; Oktober 1999<br />
[HIG 96] Hygiene-Institut Gelsenkirchen: Untersuchung des TUBOGEL Sanierungssystems<br />
auf Wasserglasbasis zur Kanalsanierung unter dem Gesichtspunkt<br />
der Umweltverträglichkeit, vom 12.12.1996<br />
46
[IBB 01] Institut für Baumaschinen und Baubetrieb: Dichtheitsprüfung und Sanierung<br />
von Grundstücksentwässerungsleitungen auf Chemischreinigungsgrundstücken<br />
1. <strong>Teil</strong>, im Auftrag des MUNLV NRW 2001<br />
[IBB 02] Institut für Baumaschinen und Baubetrieb: Integrale Sanierung von Abwasserkanälen<br />
und -leitungen mit dem Flutungsverfahren, im Auftrag<br />
des MUNLV NRW 2002<br />
[IKT 03] Institut für Unterirdische Infrastruktur: Zustandserfassung und Dichtheitsprüfung<br />
von Hausanschluss- und Grundleitungen, Endbericht, im<br />
Auftrag des MUNLV NRW 2003<br />
[STE 98] Stein, Dietrich: Instandhaltung von Kanalisationen, 3. Auflage, Ernst &<br />
Sohn<br />
47