Anschlusstechniken für Hausanschlussleitungen und Schächte

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1 Anschlusstechniken für Hausanschlussleitungen und Schächte - Hutprofile mit Kalthärtung / Lichthärtung - Verpresstechniken - Spachteltechniken - Linerendmanschetten Dipl.-Ing. Roland Wacker von der IHK Region Stuttgart ö.b.u.v. Sachverständiger für Instandhaltung und Sanierung von Entwässerungsnetzen Zertifizierter Kanalsanierungs-Berater Sachkundiger für Dichtheitsprüfung Ingenieurbüro Wacker Im Höfle Auenwald Tel / Fax 07191/ info@wacker-ib.de Einleitung Schlauchlining stellt ein Renovierungsverfahren mit breitem Anwendungsspektrum dar, darf aber nie nur für sich allein betrachtet werden. Zur Vor- und Nachsanierung sind entsprechende Reparaturtechniken erforderlich. Hierzu gehören insbesondere Fräsroboter zur Beseitigung von Ablagerungen, Injektionsverfahren zur provisorischen Vorabdichtung und z.b. Spachtel- und Verpressverfahren zur Stutzenvorsanierung vor Linereinbau und Stutzenanbindung nach Linereinbau. Ebenso gehören hierzu die Techniken zur Anbindung der Liner im Bereich der Schächte. Der nachfolgende Bericht befasst sich mit der Zulauf- und Schachtanbindung. en Neben den Vorsanierungen, wie Entfernen von Ablagerungen, Egalisierungen von fehlenden Scherben usw. müssen auch stark ausgebrochene oder zurückliegende Zuläufe vorsaniert werden. Stark exzentrisch oder ungünstig angeschlossene Zuläufe können in geschlossener Bauweise nicht saniert werden. Hier ist in der Regel ein Neuanschluss in offener Bauweise vor oder nach Linereinbau erforderlich. Im Rahmen der Sanierungsplanung ist jeder einzelne Zulauf zu untersuchen und zu beurteilen, ob er sich nach Linereinbau innerhalb der Grenzen der sicheren Anwendung fachgerecht und dicht Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 1

2 anbinden lässt. Dabei ist zu beachten, dass nach Linereinbau infolge der geringeren Nennweite, nicht mehr ganz so tief in den Zulauf hinein gefräst werden kann, wie vor dem Linereinbau und sich die lichte Weite um die doppelte Wanddicke des Liners zuzüglich evtl. Faltenbildung verringert. Bei einem Altrohr DN 250 (244 mm Mindestweite nach DIN EN [4]) und einer Wanddicke des Liners von 4 mm sowie einer einseitigen Falte von 6 mm beträgt die lichte Weite noch 230 mm. Der Sanierungsplaner muss die am Markt befindlichen Sanierungssysteme einschließlich deren Einsatzgrenzen kennen, um entscheiden zu können, welcher Zulauf mit welcher Technikgruppe vorsaniert werden muss und mit welcher Technikgruppe die Zuläufe nach Linereinbau angebunden werden können. In der Sanierungsplanung und der Ausschreibung sind die entsprechenden Vorgaben zu machen. Im Abschnitt 0 der DIN im Teil C der VOB [1] sind die Vorgaben an die Ausschreibung von Kanalrenovierungsleistungen definiert. Hierzu gehört u.a. auch die Angabe der Anschlusswinkel der Zuläufe, da sie ein Ausschlusskriterium für den Einsatz von Sanierungstechniken sein können. Bild 1 zeigt einen stark exzentrisch angeschlossenen Zulauf, der nach Linereinbau lediglich aufgefräst, nicht aber fachgerecht angebunden werden kann. Hier ist eine Aufgrabung vor oder nach Linereinbau unerlässlich. Ist eine Aufgrabung erst nach Linereinbau vorgesehen, ist unbedingt darauf zu achten, dass der Zulauf nur teilweise aufgefräst wird, da sonst die Öffnung zu groß ist und das Formstück kann nicht dicht eingebunden werden (siehe z.b. Bild 17). Bild 2 zeigt einen stark ausgebrochenen Zulauf, bei dem vor Linereinbau eine Reprofilierung durchgeführt werden muss, damit der Zulauf nach Linereinbau fachgerecht angebunden werden kann. Bild 1: stark exzentrisch angeschlossener Zulauf Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 2

3 Bild 2: Stark ausgebrochener Zulauf nach Linereinbau Für die Anbindung eines Zulaufs an einen Liner bestehen mehrere Möglichkeiten, die nachfolgend beschrieben werden. Der Sanierungsplaner muss die einzelnen Techniken, ihre Funktionsweise und ihre Einsatzgrenzen, aber auch die Substanzvoraussetzungen usw. kennen. Jeder Stutzen ist ein Unikat und muss für sich beurteilt werden. Injektion Eine Injektion zeichnet sich dadurch aus, dass ein Injektionsmaterial (Acryl-, PUR- und Silikat-Gele, PUR-und Silikat-Harze, Zement-Mörtel) mittels Packer in einen Hohlraum injiziert wird, dort aushärtet und die Stelle von außen abdichtet. Es erfolgt eine kontinuierliche Materialzufuhr ohne Mengenbegrenzung. Die Materialien sind sehr dünnflüssig, so dass sie in kleinste Risse gepresst werden können und sie können auch bei drückendem Grundwasserzutritt eingesetzt werden. An die Vorfräsarbeiten werden nicht ganz so hohe Anforderungen gestellt, wie z.b. bei einem Verpressverfahren (es kann z.b. auf eine Ringnut verzichtet werden), da die Abdichtung, wie die Bilder 3 und 4 zeigen, nicht nur in der Rohrwand, sondern vorwiegend auf der Außenseite des Altrohres erfolgt. Sowohl der Kanalraum beidseitig des Packers als auch der Zulaufbereich sollte mit einer Kamera beobachtet werden, damit der Injektionsvorgang sofort unterbrochen werden kann, wenn Injektionsmaterial über Umläufigkeiten an anderer Stelle in den Kanal eindringt. Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 3

4 Gele eignen sich nur für provisorische Vorabdichtungen für eine nachfolgende Zulaufeinbindung mittels Verpressung mit Materialien, die nicht bei anstehendem Grundwasser eingesetzt werden können. Für eine dauerhafte sind sie ungeeignet. Injektionen mit Zementmörtel eignen sich wegen des niedrigen Materialpreises und der kontinuierlichen Materialzufuhr insbesondere für die Vorsanierung von größeren Ausbrüchen. Verfahrensbedingte Materialkränze sind aber vor Linereinbau rohrbündig abzufräsen, da am Liner sonst Falten entstehen würden, die eine anschließende Anbindung erschweren oder unmöglich machen würden. Für en nach Linereinbau sind Materialien auf Zementmörtel-Basis nur bedingt geeignet, da zwischen dem Liner und dem Zementmörtel keine Verklebung erfolgt. Bild 3: Injektion an einem Zulauf (Quelle: DIN EN 15885) Bild 4: Ablauf der Stutzensanierung / -anbindung mittels Injektionsverfahren (Quelle: Fa. Janßen) Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 4

5 Bild 5: mittels Injektion mit Silikat-Harz (Quelle: Fa. Janßen) Bild 6: mittels Injektionstechnik mit Zementmörtel, nicht fachgerecht Verpressung Der Übergang zwischen Injektion und Verpressung ist fließend. Bei beiden Verfahren wird über einen Packer Material in einen Hohlraum gedrückt und härtet dort aus. Bei Injektionsverfahren erfolgt die Abdichtung vorwiegend auf der Außenseite und bei den Verpressverfahren vorwiegend im Bereich Rohrwand/Liner. Für Verpressungen werden EP-Harze, PUR-Harze, Zement- oder Polymermörtel verwendet. Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 5

6 Bei den Verpresstechniken ist meistens die Materialmenge begrenzt. Bei größeren Hohlräumen erfolgt die Bearbeitung in zwei oder mehr Arbeitsgängen. An die Vorfräsarbeiten werden höhere Anforderungen gestellt, da bei der Verpressung insbesondere die Verklebung an den Flanken maßgebend ist und deshalb die Klebeflächen entsprechend vorzubereiten sind. Bild 7 zeigt ein Beispiel für eine Sanierungseinheit zur Stutzenanbindung mittels Verpresstechnik. Bild 8 zeigt ein Beispiel eines mittels Verpresstechnik fachgerecht angebundenen Zulaufs. Bild 9 zeigt ein nicht fachgerechtes Beispiel. Bild 7: Verpresseinheit zur Stutzensanierung / -anbindung (Quelle: Fa. Prokasro) Bild 8: durch Verpressung mit Epoxid-Harz Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 6

7 Bild 9: nicht fachgerecht Hutprofil Bei einem Hutprofil wird ein vorkonfektioniertes und mit Harz imprägniertes Trägermaterial mittels Packer an den Zulauf transportiert und durch Druckbeaufschlagung an den Schlauchliner und den Zulauf gepresst und dort verklebt. Die Aushärtung erfolgt entweder durch die Umgebungstemperatur oder durch Wärmezufuhr oder durch UV-Licht. Im Gegensatz zu Injektions- und Verpressverfahren erfolgt die Abdichtung bei Hutprofilen auf der Innenseite. Wichtig dabei ist, dass der Untergrund sorgfältig vorbereitet wird, damit das Hutprofil vollständig mit dem Liner und dem Anschlussrohr verklebt wird. Im Zulaufrohr muss mindestens so weit in den Zulauf hinein vorgefräst werden, wie das Hutprofil eingebunden wird. Im Schlauchliner muss im Klebebereich die Innenfolie vollständig entfernt werden. Das Hutprofil muss genau auf die vorhandene Geometrie des Anschlusses konfektioniert sein und der Zulauf darf nicht ausgebrochen sein, damit keine Falten im Hutprofil entstehen. Deshalb sind Hutprofile zur am ehesten bei intakten Abzweigen oder fachgerecht unter 45 oder 90 zentrisch angeschlossenen Stutzen geeignet. Bild 10 zeigt eine Systemskizze und die Bilder 11 und 12 je ein imprägniertes Hutprofil auf einem Hutsetzpacker vor dem Einbau. Die Bilder 13 und 14 stellen je ein fachgerecht und ein nicht fachgerecht eingebautes Hutprofil dar. Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 7

8 Bild 10: Systemskizze Hutprofil (Quelle: DIN EN 15885) Bild 11: Hutprofil auf Hutsetzpacker (Quelle: Fa. Prokasro) Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 8

9 Bild 12: Doppelhutprofil mit EP- und UP-Harz, Aushärtung mit UV-Licht (Quelle: Fa. Saertex) Bild 13: eingebautes Hutprofil Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 9

10 Bild 14: Hutprofil mit Faltenbildung (nicht fachgerecht) Aufgrabung Sind Zulaufkanäle sehr exzentrisch angeschlossen oder müssen ohnehin erneuert werden, ist eine Aufgrabung unumgänglich. Erfolgt der Neuanschluss in offener Bauweise vor Einbau des Liners, sollte nach Möglichkeit ein Stutzenformstück verwendet werden, welches mit der Innenwand bündig abschließt, da der Überstand sonst vor Schlauchlinereinbau abgefräst werden muss, auch wenn der Einbau fachgerecht erfolgt ist und das Formstück verfahrensbedingt einen Überstand hat, da hier sonst im Liner Falten entstehen würden. Wird die Aufgrabung erst nach dem Linereinbau durchgeführt oder auch zu einem späteren Zeitpunkt ein neuer Anschluss hergestellt, ist ein Anschluss-Stutzen zu verwenden, der auf das Altrohr und den Liner abgestimmt ist. Es gibt Anschluss-Stutzen am Markt, die entweder auf die Wanddicke Altrohr + Liner (Bild 15) oder nur auf die Wanddicke des Liners (Bild 16) abgestimmt sind. Bei beiden Varianten ist insbesondere darauf zu achten, dass die Bohrung exakt den Herstellervorgaben entspricht. Bild 14 zeigt, dass die Bohrung etwas zu groß ist, so dass die Dichtung des Formstücks oben nicht über den Liner greift und deshalb der Ringspalt zwischen Liner und Altrohr nicht überdeckt wird und somit der Anschluss undicht ist. Beim Anschluss in Bild 17 wurde kein Kernbohrgerät verwendet, so dass die Öffnung nicht rund war und das Formstück nicht wasserdicht angebunden werden konnte. Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 10

11 Bild 15: Nachträglich angeschlossener Zulauf (nicht fachgerecht) Bild 16: Nachträglich angeschlossener Zulauf (fachgerecht) Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 11

12 Bild 17: Nachträglich angeschlossener Zulauf (undicht) Sind im Anschlussbereich Falten im Schlauchliner, stellt sich die Anschlusseinbindung problematisch dar, da Injektions- und Verpressverfahren eine ebene Oberfläche brauchen, da sonst die Packer nicht dicht abschließen würden und Injektions- oder Verpressmaterial in das Rohr eindringen würde. Wird die Falte abgefräst, besteht die Gefahr, dass der Liner undicht wird. Auch ein Hutprofil kann nicht direkt auf eine Falte geklebt werden, da das Hutprofil weitere Falten werfen kann und nicht vollflächig verklebt. Es kann hier kein Universalrezept gegeben werden, wie hiermit umzugehen ist. Das muss im Einzelfall entschieden werden. Es wird aber empfohlen, in den Vertragsunterlagen entsprechende Festlegungen zu treffen, wie damit umzugehen ist und welche Konsequenzen sich ggf. daraus ergeben. Schachtanbindungen Lineranbindung durch Verspachtelung mit zementgebundenen Mörteln Die preisgünstigste Möglichkeit, Schlauchliner wasserdicht am Schacht anzubinden, ist die Anbindung mit zementgebundenen Mörteln. Hierfür muss durch entsprechende Vorbereitung (Stemmen, HD-Reinigung) im Beton ein haftfähiger Untergrund hergestellt werden und der Übergang keilförmig angespachtelt werden. Da es sich hierbei um ein starres Material handelt und es im Bereich Übergang Haltung Schacht immer zu Bewegungen kommen wird, besteht die Gefahr, dass das angespachtelte Material reißt. Zementgebundene Materialien kleben nicht auf dem Schlauchliner, weshalb es hier nur zu einem Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 12

13 Formschluss kommt. Bei Bewegungen kann es dann zu Undichtigkeiten kommen, die sich insbesondere bei Lage im Grundwasser durch eindringendes Wasser zeigen. Die Bilder 18 und 19 zeigen jeweils ein fachgerechtes und ein nicht fachgerechtes Beispiel. Bild 18: Lineranbindung mit zementgebundenem Mörtel Bild 19: Lineranbindung mit zementgebundenem Mörtel, undicht wegen zu geringem Materialauftrag und unzureichender Vorbereitung Lineranbindung mittels Verspachtelung mit Epoxidharz Die Vorgehensweise beim Einbau ist ähnlich dem Einbau von zementgebundenen Mörteln. Allerdings werden bei der Verwendung von Epoxidharz höhere Anforderungen an die Vorarbeiten, hier insbesondere an die Abflusslenkung während dem Einbau und der Aushärtephase gestellt. Bei der Verarbeitung von Epoxidharz darf die Oberfläche maximal feucht sein und die Aushärtephase dauert länger als bei zementgebundenen Mörteln. Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 13

14 Epoxidharze kleben auf dem Schlauchliner und die für die Lineranbindung vorgesehenen Epoxidharze haben eine gewisse Elastizität, die geringe Bewegungen erlauben, ohne dass es erneut zu Undichtigkeiten kommt. Bild 20: Lineranbindung mit Epoxidharz (ohne Schachtsanierung) Bild 21: Lineranbindung mit Epoxidharz, wegen unzureichender Vor- und Nacharbeiten Material in der Sohle ausgespült Lineranbindung mittels Handlaminat Diese Art der Anbindung eignet sich insbesondere dann, wenn der Schacht komplett mit GFK ausgekleidet ist oder wird, kann aber auch eingesetzt werden, wenn der Schacht aus Beton besteht und sich in einem guten Zustand befindet. Hierfür muss sowohl der Beton als auch der Schlauchliner im Übergangsbereich sehr sorgfältig gereinigt, beim Schlauchliner auch die Innenfolie entfernt werden, Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 14

15 so dass ein haftfähiger Untergrund entsteht. In mehreren Lagen wird dann das Trägermaterial (Glasfasermatten) und Harz (meist Epoxidharz) aufgebracht und eingewalzt. Bild 22: Lineranbindung mit Handlaminat (Schacht mit GFK-Platten und Handlaminat ausgekleidet) Lineranbindung mittels Linerendmanschette Bei der Lineranbindung mittels Linerendmanschette wird der Schlauchliner etwas zurückgeschnitten und im Übergangsbereich eine Edelstahlmanschette mit außenliegender EPDM-Dichtung gesetzt, so dass etwa die Hälfte der Manschette auf dem Rohr und die andere Hälfte auf dem Schlauchliner sitzt. Diese EPDM-Dichtung hat in den beiden Bereichen eine unterschiedliche Dicke, so dass die unterschiedliche lichte Weite im Liner und im Rohr ausgeglichen wird. An die Vorbereitung werden keine ganz so hohen Anforderungen gestellt, da hierbei keine Verklebung, sondern eine Verspannung erfolgt. Allerdings werden höhere Anforderungen an die Form, die Geometrie und den Zustand des Altrohres in diesem Bereich gestellt und es dürfen in diesem Bereich im Schlauchliner keine Falten vorhanden sein. Bild 23: Lineranbindung mittels Linerendmanschette (große Nennweite) Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 15

16 Bild 24: Lineranbindung mittels Linerendmanschette und Schachtreparaturen im Bereich der Einbindung mit Mörtel Zusammenfassung Kanalrenovierungen stellen eine Sanierung mit einer langen Nutzungsdauer dar. Die nach DIN EN 752 [2] an eine Sanierung gestellten Anforderungen, z.b. in Bezug auf die Dichtheit, können aber nur erfüllt werden, wenn Schachtanbindungen und en sorgfältig geplant und fachgerecht ausgeführt werden. Hierfür werden nicht nur an die fachgerechte Ausführung durch die Sanierungsfirma selber, sondern insbesondere an die Planung sehr hohe Anforderungen gestellt, damit für jeden Zulauf und jede Lineranbindung die optimale Technikgruppe vorgegeben wird. Hierzu muss der Sanierungsplaner die einzelnen Techniken, ihre Wirkungsweise und Einsatzgrenzen aber auch die Risiken kennen. Auch an die Bauüberwachung werden hohe Anforderungen gestellt, damit die einzelnen verfahrensspezifischen Arbeitsschritte eingehalten werden. Keine Technik ist für alle Einsatzbereiche und Randbedingungen einsetzbar. Jede Technik und Technikgruppe hat ihre eigenen Einsatzgrenzen und Anforderungen an die Randbedingungen, aber auch eigene Risiken, die es bei der Planung und Ausführung zu beachten gilt. Literatur: [1]: Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB), Teile A, B, C, Ausgabe 2012, Deutscher Vergabe- und Vertragsausschuss für Bauleistungen herausgegeben vom DIN Deutsches Institut für Normung e.v., Vertrieb Beuth Verlag GmbH, Berlin Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 16

17 [2]: DIN EN 752: Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden; DIN Deutsches Institut für Normung e.v., Vertrieb Beuth Verlag GmbH, Berlin, April 2008 [3]: DIN EN 15885: Klassifizierung und Eigenschaften von Techniken für die Renovierung und Reparatur von Abwasserkanälen und -leitungen; DIN Deutsches Institut für Normung e.v., Vertrieb Beuth Verlag GmbH, Berlin, Mai 2013 [4]: DIN EN 295: Steinzeugrohrsysteme für Abwasserleitungen und kanäle; Teil 1: Anforderungen an Rohre, Formstücke und Verbindungen; DIN Deutsches Institut für Normung e.v., Vertrieb Beuth Verlag GmbH, Berlin, März 2011 [5]: Div. Firmenunterlagen Dipl.-Ing. Roland Wacker, Auenwald Seite 17