Hohe Qualität in kurzer Bauzeit Sanierung mit PE-HD-Linern

Transkript

1 Abb. 1 Beim Compact Pipe Verfahren wird der c-förmige Liner in das Altrohr eingezogen und dann durch Wärme und Druck auf den Innendurchmesser des Altrohres zurückverformt. Dabei wird vom so genannten Memory-Effekt des Liners gesprochen. Hohe Qualität in kurzer Bauzeit Sanierung mit PE-HD-Linern Lining-Verfahren Ende der sechziger Jahre wurden die ersten Rohrstrang-Lining-Verfahren mit handelsüblichen Kunststoffrohren durchgeführt. Seitdem schreitet die Entwicklung mit großen Schritten voran. Ein Meilenstein ist das Anfang der neunziger Jahre entwickelte Close-fit-Verfahren Compact Pipe. Dabei wird in kürzester Zeit ein nachträglich verformtes Standard-PE-Rohr grabenlos eingebaut. In Industrieländern ist die Mehrheit der Haushalte an öffentlicher Verund Entsorgung angeschlossen. Ein signifikant großer Teil der Trinkwasserleitungen und Abwasserkanäle ist in einem äußerst schlechten Zustand. In der Fachwelt unbestritten ist der große Sanierungsbedarf, um eine Gefahr für Mensch und Umwelt zu bannen. Steigende Kosten traditioneller Sanierung sowie zunehmend erschwerte Bedingungen für herkömmliche Erneuerung im offenen Rohrgraben, lassen Platz für langlebige innovative Rehabilitation der bestehenden Substanz. Mit dem Ende der sechziger Jahre entwickelten Rohr- strang-lining-verfahren konnten Undichtheiten beseitigt werden, indem ein neues Rohr im alten entstand. Nachteil dieser Verfahren war und ist eine Verschlechterung der hydraulischen Leistungsfähigkeit. Moderne close-fit-sanierungen weisen keinen Ringspalt zwischen Alt- und Neurohr auf, sodass die ursprüngliche hydraulische Leistung erhalten bleibt. Compact Pipe stellt dabei die neueste Generation der Close-fit Technologie dar. Bei dem von Wavin patentierten System werden Standard-PE-Rohre unmittelbar nach der Extrusion in c-form gefaltet. Der im Vergleich zum runden Rohr veringerte Querschnitt führt zu einem einfachen Einziehen des Rohres in die Altleitung (Abb. 1). Druck und Wärme sorgen im Anschluss dafür, dass sich das in c-form gefaltete Rohr über einen Memory-Effekt aufweitet und sich close-fit an die Altleitung anschmiegt. Betreiber profitieren dabei von einer optimalen hydraulischen Leistungsfähigkeit und einer langlebigen, der Neuverlegung ebenbürtigen, Sanierung. Anwohner und Geschäftstreibende sowie der Straßenverkehr werden in ihrem Alltag minimal tangiert und spüren kaum das Entstehen einer neuen langlebigen Leitung. 24 1/2006

2 Grabenlose Bauweisen Das Material Zur Produktion von Compact Pipe wird ausschließlich PE-HD verwendet. Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) zählt zur Gruppe der Polyolefine und ist ein so genannter Thermoplast. Der Werkstoff PE-HD hat seit vielen Jahren eine hohe Akzeptanz in der Neuverlegung von Gas-, und Wasserleitungen sowie als Abwasserdruckleitung. Die hervorragenden Eigenschaften dieses Materials werden in diesen Anwendungsbereichen genutzt und durch entsprechende DVGW-Zulassungen, die auch für Compact Pipe bestehen, bestätigt. Somit war es nur konsequent, diesen Werkstoff auch bei der Sanierung von Rohrleitungen einzusetzen. Durch bekannte Verfahren bei der Fertigung, dem Transport, der Verlegung und der Verbindungstechnik, bietet sich ein ideales System zur Sanierung von Gas-, Trink- und Abwasserleitungen an, bei dem auch die statischen Aspekte Berücksichtigung finden. Compact Pipe wird aus PE 80 oder PE 100 hergestellt. Die chemische Beständigkeit ist auf Grund des PE-Materials für kommunales Abwasser nach DIN 1986 bei ph-werten zwischen ph 2 (sauer) und ph 12 (basisch) gegeben. Bei industriellen Abwässern sind die Herstellerangaben zur chemischen Beständigkeit zu beachten. Bei Compact Pipe handelt es sich um ein eigenständiges Rohrsystem mit der Qualität und dem statischen Verhalten einer konventionellen, in offener Bauweise verlegten PE-Leitung. Für Freispiegelleitungen werden je nach erforderlicher Belastbarkeit in der Regel PE-80-Rohre SDR 26 oder 32 eingesetzt. Wird eine sehr hohe Belastbarkeit (z. B. durch sehr hohen Grundwasserspiegel) gefordert, stehen SDR-17-Rohre zur Verfügung. Für Druckleitungen richtet sich die Wahl des Werkstoffes und der SDR-Klasse gemäß den internationalen ISO- und CEN-Normen nach dem Betriebsdruck. Produktion Extrusion und Faltung Ein rundes, in Anlehnung an die DIN 8074/8075 gefertigtes PE-Rohr wird während des Extrusionsprozesses c- förmig axial gefaltet. Die verfahrenstypische Falte liegt aus wicklungs- und einbautechnischen Gründen an der Seite des Rohres. Die daraus resultierende Reduzierung des Querschnittes von bis zu 35 Prozent erleichtert das Einziehen in die zu sanierende Leitung erheblich. Nach dem Einzug wird das PE-Rohr unter Druck mit Dampf erwärmt. Auf Grund des Erinnerungsvermögens (Memory-Effekt) des Polyethylens wird das Rohr beim Erreichen der erforderlichen Temperatur in das ursprüngliche runde Profil rückverformt. Unter der Einwirkung von Druckluft während des Abkühlprozesses legt es sich dann close-fit an die Wand des Altrohres. Wichtig dabei ist: Die Werkstoffeigenschaften bleiben erhalten. Memory-Effekt Mit dem Einsatz von PE-HD werden die Eigenschaften von Thermoplasten genutzt. Diese haben eine lineare und verzweigte Molekularstruktur, die eine Verformbarkeit bei bestimmten Temperaturen zulässt. Sie können nahezu beliebig oft aufgeschmolzen bzw. verformt werden. Bei Raumtemperatur bzw. Kälte ist ein Thermoplast zähelastisch bis spröde, während er sich bei größerer Erwärmung plastisch zeigt. Entscheidend bei den Close-fit-Verfahren ist der dem Thermoplast zugeschriebene Memory-Effekt: Ein Thermoplast kehrt immer in seine ursprüngliche Fertigungsform zurück. Dabei spielt die Temperatur eine maßgebliche Rolle. Lieferform Im Gegensatz zu den in unterschiedlichen Baulängen erhältlichen PE-HD- Standardrohren wird der Close-fit-Liner als so genanntes Endlosmaterial gefertigt. Compact Pipe wird nach der Extrusion und dem Falten am Ende der Produktionslinie auf eine Leertrommel gewickelt. In Abhängigkeit von der Nennweite können sich bis zu 600 Meter auf der Trommel befinden. Die Trommeln werden zur Baustelle geliefert und dort auf einem Trommelwagen positioniert, von dem aus der Liner in die zu sanierende Haltung eingezogen wird. Je nach Anwendungsbereich sind die Liner in verschiedenen SDR-Klassen und Farben lieferbar (Abb. 2). JAIN FILTER- & VOLLWANDROHRE AUS PVC - U NACH DIN 4925 MIT GEWINDEVERBINDUNG JAIN SURE - LOC MIT STECKMUFFE Hergestellt ohne Verwendung von Bleistabilisatoren! Vertriebsgesellschaft m.b.h Goldegg Maierhof 12 A Austria Tel. +43 (0) 664 / Fax +43 (0) / office@hydropipe.at 1/

3 Abb. 2 Der Inliner wird entsprechend der Einsatzbereiche in verschiedenen Farben hergestellt: Abwasser (weiß), Gas (orange) und Trinkwasser (blau). Geliefert wird das Linermaterial auf Rolle. Auf einer Rolle können bis zu 600 Meter des Liners aufgewickelt sein. Installation Vorarbeiten Vor dem Einziehen des Inliners wird das zu sanierende Rohr gründlich gereinigt. Danach erfolgt eine TV-Untersuchung und Kalibrierung der zu sanierenden Rohrleitung, um mögliche Hindernisse und Formveränderungen lokalisieren bzw. ausschließen zu können. Etwaige Ablagerungen oder einragende Stutzen sowie andere Hindernisse können beispielsweise durch einen Fräsroboter entfernt werden. Mit einer TV-Inspektion wird der Zustand dann kontrolliert und vorhandene Anschlüsse vermessen. Eine Umleitung von Abwässern durch eine Wasserhaltung ist auf Grund der kurzen Installationszeit in vielen Fällen nicht notwendig. Meistens reicht es aus, die Zuläufe aufzustauen. Ähnlich verhält es sich mit eventuellen Anschlussleitungen: Eine frühzeitige Information der Anwohner reicht in der Regel aus, um deren Wasserverbrauch während der Bauzeit im erforderlichen Umfang zu reduzieren. Weiterhin ist im Vorfeld durch Kalibrierung zu prüfen, ob ein ausreichender Querschnitt gegeben ist. Infiltrationen durch Grundwasser müs- sen vor der Kanalsanierung nicht unterbunden werden. Eine Ausnahme stellen solche Fälle dar, in denen die Grundwasserinfiltration mit einem Sandeintrag einhergeht und diese als Hindernis im Querschnitt verbleiben. Einzug Mit dem letzten Reinigungsschritt unmittelbar vor dem Einzug wird eine Seilverbindung zwischen dem Lining- Rohr und einer am Zielschacht positionierten Seilwinde hergestellt. Im nächsten Arbeitsschritt wird der Zugkopf an den PE-Rohrstrang geschweißt und der Inliner in den vorhandenen Einstiegsschacht eingeführt. Das Compact Pipe-Rohr wird direkt von der Trommel in die Altleitung abgerollt (Abb. 3). Grundsätzlich ist der Einbau über 800er- oder 1000er-Standardschächte möglich. Bei den Abmessungen DN 450 und DN 500 ist der Konus am Startschacht vorab zu entfernen. Die Einzugskräfte werden protokolliert, wobei anzumerken ist, dass die für PE-HD-Rohre geltenden maximalen Zugkräfte in den meisten Fällen weit unterschritten werden. Nachdem der muffenlose Rohrstrang vom Startschacht eventuell über (mehrere) Zwischenschächte bis zum Zielschacht eingezogen worden ist, wird er an spezielle Übergänge montiert und mit einer auf einem LKW stehenden Dampfkesseleinheit verbunden. Rückverformung Nach dem Einzug werden beide Rohrenden druckfest verschlossen und mit heißem Dampf aus dem Dampfcontainer beschickt. Der Druck ist abhängig von den Materialeigenschaften des verwendeten Rohres. Am Inliner angebrachte Fühler messen während der Einbauphase permanent die Innenund Außentemperatur des Rohres. Die Erwärmung löst den so genannten Memory-Effekt aus, durch den das eingezogene Rohr den Außendurchmesser des extrudierten Rohres erreicht (Abb. 4). Die Dauer der Erwärmungsphase ist ebenfalls von den Produkteigenschaften des verwendeten Rohres abhängig. Hierzu zählen die Wandstärke, die Nennweite und die Länge des Rohres. Während der Erwärmungsphase wird es close-fit an die Wandung des zu sanierenden Roh- 26 1/2006

4 Grabenlose Bauweisen res gedrückt und durch die spätere Abkühlung in der alten Leitung fixiert. Anschlusstechnik Compact Pipe Inliner können mit allen aus der Neuverlegung bekannten Techniken wie zum Beispiel der Stumpfschweißung bearbeitet oder auch über Standard-Fittings mit vorhandenen Leitungsabschnitten verbunden werden. Schachtanbindungen In den Start- und Zielschächten wird der Liner abgelängt, wobei er ca. fünf bis zehn Zentimeter in den Schacht hineinragen sollte. Innerhalb des Schachtes wird dann auf den Scheitel des Liners ein PE-HD-Rohrsegment als Zugsicherung aufgeschweißt (Abb. 5). Eine axiale Lageveränderung des Liners wird dadurch unterbunden. Der geringe Sohlenversatz auf Grund der Wandstärke des Liners wird mit Kunstharzmörtel oder PE-Rohrsegmenten angeglichen. In Zwischenschächten mit durchgezogenem, aufgeweitetem Liner wird bündig mit der Berme ein Rohrsegment ausgeschnitten und die im Schacht verbleibende Halbschale in geeigneter Weise mit der Berme verbunden. Das Ergebnis ist eine vollkommen muffenlose Rohrsohle. In Zwischenschächten, die gleichzeitig als Startund Zielschacht von zwei Sanierungsabschnitten genutzt werden, werden die jeweiligen Enden der Liner mit einer dem Gerinne angepassten PE- Halbschale verschweißt. So entsteht auch hier ein durchgängiges und materialgleiches Schachtgerinne, das frei von Versätzen ist. Sanierungsbedürftige Schächte, die mit PE-HD ausgekleidet werden, können problemlos mit den PE-HD-Linern verschweißt werden. Es entsteht ein materialgleiches und damit absolut dichtes Gesamtsystem vom Schacht bis zur Haltung. Hausanschlüsse in geschlossener Bauweise Vorhandene Hausanschlüsse werden umgehend nach abgeschlossener Sanierung mit einem Fräsroboter geöffnet. Der Einbau so genannter Anschluss-Kanal-Einbindungs (AKE)- Hutmanschetten sorgt dann für einen dichten Übergang. Mit einem speziellen Setzgerät wird die Hutmanschette vor dem geöffneten Anschluss positioniert, mit dem Inliner verschweißt und anschließend der harzgetränkte Schlauch in den Anschluss invertiert. Das Ergebnis: ein dichter und hinterlaufsicher verschweißter Anschluss. Hausanschlüsse in offener Bauweise In offener Bauweise wird von außen ein PE-Stutzen auf den Inliner geschweißt. Ein handelsübliches Formteil dient zur Herstellung des Übergangs. Anbindung von Druckrohrleitungen Zur Anbindung des Inliners an bestehende Leitungsabschnitte wird ein normales PE-Rohr der entsprechenden Abmessung und SDR-Klasse als Übergangsstück verwendet. Dieses PE- Übergangsrohr wird mit dem Inliner mittels handelsüblichen Elektroschweißmuffen verbunden. Wenn der Nominaldurchmesser des Inliners (z. B. DN 100) kleiner ist als der Nomi- Lebenslänglich! Flanschen und Ringe von FFH in Rohrleitungen für Trinkwasser-, Abwasser- oder Gastransport bieten Ihnen Sicherheit ein ganzes Rohrleben lang. Wir fertigen nach DIN ISO 2002 und garantieren die geforderten Sicherheitsstandards durch Abnahmeprüfzeugnis. Abb. 3 Die Sanierung von Kanälen wird in der Regel über bestehende Schächte durchgeführt. Der Inliner wird dabei direkt von der Trommel in das Altrohr eingezogen. Fordern Sie unser Angebot. Das wird Sie überzeugen. Mit Sicherheit. Flanschenfabrik Hüttental GmbH Postfach , Siegen Telefon (02 71) / 36 Telefax (02 71) Huettentaler@t-online.de 1/

5 Abb. 4 Von der c-form zum close-fit : Durch Erwärmung wird der so genannte Memory-Effekt ausgelöst und der Liner auf den Außendurchmesser des zu sanierenden Rohres zurückverformt. naldurchmesser des PE-Übergangsrohres (z. B. DN 110), ist eine Aufweitung des Inliners mit Hilfe eines Expanders erforderlich. Alternativ kann ein speziell angefertigtes Übergangsstück eingesetzt werden. Wird Compact Pipe an eine Rohrleitung aus einem anderen Werkstoff als PE oder an eine Leitung mit stark abweichendem Außendurchmesser angeschlossen, ist eine Flanschverbindung vorteilhaft. Diese Technik kommt auch beim Einbau von Armaturen zum Einsatz. Hausanschlüsse von Druckrohrleitungen Bei Druckrohrleitungen wird der Hausanschluss in offener Bauweise durchgeführt. Im Bereich des Hausanschlus- ses kann vor der Sanierung ein Rohrstück aus der Altleitung entfernt werden. Wird der Hausanschluss nach der Verlegung des Inliners angeschlossen, wird ein Fenster aus dem alten Rohr geschnitten. Handelsübliche Anbohrsättel werden auf den Inliner aufgeschweißt. Die Hausanschlussleitung wird angebunden. Fazit Mit Lining-Verfahren stehen dem Sanierungsmarkt ausgereifte und seit Jahren erfolgreich eingesetzte Systeme zur Verfügung, die der Qualität einer Neuverlegung entsprechen (Abb. 6). Lining-Verfahren sind gerade dort besonders vorteilhaft einzusetzen, wo die Unzugänglichkeit der Haltungen, hohe Verkehrsdichten oder aufwändige Überbauungen eine Sanierung in offener Bauweise verbieten. Das Ergebnis ist ein statisch eigenständiges und belastbares Rohr, das auch strengen wirtschaftlichen Kriterien gerecht wird. Literatur [1] DWA (Hrsg.) (2004): Zustand der Kanalisation in Deutschland, Ergebnisse der DWA-Umfrage [2] Wavin GmbH (Hrsg.) (2005): Technisches Handbuch Rohrsanierungssystem. [3] Kunststoffrohrverband e.v. (Hrsg.) (2000): Kunststoffrohr Handbuch Rohrleitungssysteme für die Ver- und Entsorgung sowie weitere Anwendungsgebiete, (Vulkan-Verlag). Alle Abbildungen: Wavin GmbH Abb. 5 Der PE-HD-Liner wird im Schacht mit Hilfe von Festpunkten angebunden. Abb. 6 Nach der Verlegung liegt der Inliner als eigenständiges PE-HD-Rohr close-fit im alten Rohr und entspricht dem Zustand einer Neuverlegung. Autor: Dipl.-Wirtschaftsing. Günter Brümmer Wavin GmbH Industriestr Twist Tel.: Fax: info@wavin.de Internet: /2006