Schlauchlining in Kanälen

Transkript

1 Schlauchlining in Kanälen Grundlagen Einsatzgrenzen Erfahrungen 1

2 Ablauf / Inhalte der Präsentation Funktionsweise Einsatzbereiche Voraussetzungen Materialien und deren Eigenschaften Verschiedene Einbau- und Härtungsvarianten sowie deren Anwendung Erforderliche Vor- und Nacharbeiten Qualitätssicherung Grenzen der sicheren Anwendung und Erfahrungen Fehlerquellen und deren Auswirkungen sowie Mängel 2

3 Unterirdische Infrastruktur Quelle: German Society for Trenchless Technology e. V. 3

4 Offene Bauweise immer möglich? Quelle: German Society for Trenchless Technology e. V. 4

5 Technikfamilien der Renovierung Sanierung von Rohrleitungssystemen Instandhaltung und Reparatur Renovierung Grabenlose Erneuerung Erneuerung in Offener Bauweise Vor Ort härtendes Schlauch-Lining Schlauch-Lining mit Klebebeschichtung 5 Quelle: DIN EN ISO und DIN EN ISO 11295

6 Funktionsweise Schlauchlining Ein vorkonfektionierter und mit Kunstharz getränkter Schlauch, bestehend aus Träger- / Verstärkungsmaterial und den entsprechenden inneren und äußeren Folien, wird über einen Schacht bzw. eine Baugrube mit Wasser- oder Luftdruck in den Kanal eingestülpt oder mittels einer Winde eingezogen und dann mit Luft- oder Wasserdruck aufgestellt oder im kombinierten Verfahren zunächst eingezogen und mit einem zweiten eingestülpten Schlauch aufgestellt. Die Härtung erfolgt entweder durch Wärme mit heißem Wasser oder Dampf, UV-Licht oder durch die Umgebungstemperatur (Kalthärtung). 6

7 Funktionsweise Schlauchlining Nach der Härtung des Harzes besteht ein statisch tragfähiger, muffenloser neuer Kanal im Altrohr welcher formschlüssig (ohne Ringraum) am Altrohr anliegt. Es gibt eine Vielzahl von Schlauchliningverfahren, die sich in Material, Einbau und Härtung unterscheiden. Dabei sind nicht alle Verfahren gleichermaßen für jeden Sanierungsfall geeignet. 7

8 Einsatzbereiche Schlauchlining Durchmesser: DN 20 bis > DN 2600 Querschnitte: alle Querschnittsformen (meist Kreis- und Eiprofile) Rohrmaterialien: alle Rohrmaterialien Kanalart: Medium: Hydraulik: Einbaulängen: Freispiegel- oder Druckbereich Abwasser / Wasser / Gas / Chemikalien gering beeinflussend bis zu 600 m 8

9 Einsatzbereiche Schlauchlining Übergang Sonderprofil auf Kreisprofil vor der Sanierung Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH Übergang Sonderprofil auf Kreisprofil nach der Sanierung Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH 9

10 Einsatzbereiche Schlauchlining ++ undichte Rohrverbindungen Undichtigkeiten allgemein ++ Quer- und Längsrisse + mechanischer Verschleiß und Korrosion (+) Lagebabweichungen und Scherbenbildungen -- Rohrbruch und Einsturz Schlauchlining möglich Vorsanierung erforderlich 10 Vorsanierung erforderlich

11 Wandaufbau von Schlauchlinern Träger- / Verstärkungsmaterial Harzsystem Darüber hinaus, je nach systembedingten Anforderungen: Verstärkung (Faserverstärkung) Zusatz- oder Zuschlagstoffe Innere Folie(n) / Beschichtung(en) Äußere Folie(n) / Beschichtung(en) 11

12 Wandaufbau von Schlauchlinern Schlauchliner können einen zwei- oder dreischichtigen Wandaufbau haben: Beim dreischichtigen Wandaufbau besteht der Schlauchliner aus einer Innenfolie, dem Verbund (Harz in Träger / Verstärkungsmaterial) und einer Außenfolie. Beim zweischichtigen Wandaufbau existiert beim Schlauchliner keine Außenfolie. Hier findet eine theoretische Verklebung des Schlauchliners mit dem Altrohr statt. Bei Schlauchlinern ohne Außenfolie ist grundsätzlich ein Preliner zu verwenden. 12

13 Einbau Preliner Einbau Preliner im Inversionsverfahren Einbau Schlauchliner in den bereits installierten Preliner 13

14 Aufgaben des Preliners Er soll den Kontakt von Schmutz / Wasser mit dem noch nicht ausgehärteten Harz vermeiden. Er soll das Austreten von Harz aus dem Kanalisationssystem in das umgebende Erdreich vermeiden (keine Kontamination von Erdreich / Grundwasser). Er soll die vorhandenen Zuläufe vor eindringendem Überschussharz schützen (Harzpfropfen und Verstopfungen werden vermieden). Er soll Harzverluste des Schlauchliners vermeiden um so auch die erforderliche Wandstärke erreichen zu können. 14

15 Träger- / Verstärkungsmaterialien Synthesefaser Textilglas (E-CR-Glas / Advantex TM ) Bei lichthärtenden Systemen werden nur Textilglasmaterialien eingesetzt (Transparenz / Lichtdurchlässigkeit muss gegeben sein). Träger- / Verstärkungsmaterialien müssen korrosionsbeständig sein. Schlauchliner werden grundsätzlich mit Untermaß produziert und erst beim Einbau (durch den hydrostatischen Druck in die endgültige Dimension gebracht) 15

16 Träger- / Verstärkungsmaterialien Von der Synthesefaser geht keine festigkeitserhöhende oder versteifende Wirkung aus (Grund: hohe Flexibilität und geringe Fadenhaftung im Harz) Der ausgehärtete Synthesefaserschlauchliner ist in punkto Festigkeit von der Eigenschaft des Harzes abhängig. Glasfasern zählen zur Gruppe der Verstärkungsfasern, da die mechanische Eigenschaften der Fasern bedeutend höher sind als die der Harzmatrix. 16

17 Harzsysteme Ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze) Vinylesterharze (VE-Harze) Epoxidharze (EP-Harze) Bei lichthärtenden Systemen kommen ausschließlich UP- und VE-Harze zur Anwendung. Bei höheren chemischen Anforderungen bzw. Dauertemperaturbelastungen > 60 C werden VE-Harze eingesetzt. 17

18 Harzsysteme Zur Erhöhung des E-Moduls und damit der Ringsteifigkeit von Schlauchlinern werden bei geringem Glasgehalt der Harzmatrix anorganische inerte Füllstoffe zugegeben. Ebenfalls verringern Füllstoffe bei UP- und VE-Harzen den Volumenschrumpf bei der Aushärtung. Bei lichthärtenden Systemen kommen keine Füllstoffe zum Einsatz. 18

19 Lagerung von Schlauchlinern Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH Lagerung warmhärtender Schlauchliner Lagerung lichthärtender Schlauchliner 19

20 Transport von Schlauchlinern Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH 20

21 Schlauchlinersysteme Durch die unterschiedlichen am Markt verfügbaren Systeme gibt es diverse Kombinationsmöglichkeiten von Träger- bzw. Verstärkungsmaterial, Harzsystem und Anlagentechnik. So können nicht nur Materialkomponenten verschieden zusammen gestellt sein, sondern auch die Einbau-, Aufweit- und Härtetechnik variieren. Grundsätzlich dürfen aber nur aufeinander abgestimmte Komponenten miteinander verwendet werden. 21

22 Inversion mit Wassersäule Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 22

23 Inversion mit Wassersäule 23

24 Inversion mit Wassersäule 24 Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH

25 Inversion mit Wassersäule 25

26 Inversion mit Wassersäule 26 Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH

27 Geringe Kopfhöhe erhöhter Schwierigkeitsgrad 27

28 Inversion mit Drucktrommel Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH 28

29 Inversion mit Drucktrommel Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH 29

30 Inversion mit Drucktrommel Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH 30 Quelle: Trelleborg Pipe Seals Duisburg GmbH

31 Inversion mit Druckkammersystem CHIP-UNIT 31

32 Inversion mit Druckkammersystem CHIP-UNIT Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH 32

33 Inversion mit Druckkammersystem gut geeignet für beengte Verhältnisse 33

34 Inversion mit Druckkammersystem STEPFEEDER 34 Quelle: INPIPE SWEDEN AB

35 Einziehverfahren 35

36 Einziehverfahren Vor dem Einzug ist in der Regel eine sogenannte Gleitfolie in den Kanal einzubringen 36

37 Einziehverfahren Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH 37

38 Kombination Einzug und Inversion Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 38

39 Kombination Einzug und Inversion Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 39

40 Kombination Einzug und Inversion Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 40

41 Kombination Einzug und Inversion Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 41

42 Warmwasserhärtung Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH 42

43 Warmwasserhärtung Quelle: KMG - Kanal Müller Gruppe GmbH 43

44 Warmwasserhärtung 44

45 Dampfhärtung 45

46 Dampfhärtung Einbau der Enddöpfe am Anfangs- und Endschacht 46

47 Lichthärtung Die Vernetzungsgeschwindigkeit hängt von der eingebrachten Intensität und der Wellenlänge des UV-Lichtes ab Die zu härtende Oberfläche muss gleichmäßig und mit der notwendigen Intensität bestrahlt werden Zur Aushärtung von Schläuchen mit einer Wandstärke > 13 mm werden i. d. R. dem Harz neben den Lichtinitiatoren auch gezielt Peroxide (geringer Anteil zugegeben) Durch Bestrahlung mit UV-Licht entsteht Wärme wodurch die Warmhärtung angestoßen wird Kombinationshärtung 47

48 Lichthärtung Quelle: Prokasro Mechatronik GmbH Quelle: Brandenburger Liner GmbH & Co. KG 48

49 Lichthärtung Quelle: SAERTEX multicom GmbH 49

50 Lichthärtung Wichtige Parameter der UV-Lichthärtung: Innendruck im Schlauchliner gemessene Laminattemperaturen Lufttemperatur im Schlauchliner Aushärtegeschwindigkeit (Verfahrgeschwindigkeit Lichtquelle) ordnungsgemäße Funktion aller Lampen 50

51 Lichthärtung gut geeignet für beengte Verhältnisse 51

52 Gegenüberstellung der Verfahren Anwendungstechnische Eigenschaften Trägermaterial Synthesefaser-Liner Polyester-Nadelfilz und Polyester-Vlies GFK-Liner E-CR-Glas und Advantex TM Harze UP, VE und EP-Harze UP und VE - Harze Einbaulängen bis 600 m bis 400 m Profile Kreis-, Ei- und Sonderprofile Kreis-, Ei- und Sonderprofile Dimension DN 20 bis DN 2600 DN 150 bis DN 1600 Wanddicken 3 mm bis 50 mm 3 mm bis 28 mm Kurzzeit-E-Modul bis ca N/mm² bis ca N/mm² 52

53 Gegenüberstellung der Verfahren Anwendungstechnische Eigenschaften Einbringung Aushärtung Besonderheiten Synthesefaser-Liner Einziehverfahren und Inversionsverfahren mit Luft und Wasser Warmwasserhärtung und Dampfhärtung * Einbau mit offenem Ende möglich --> es ist nur eine Zugänglichkeit erforderlich) * Bogengängigkeit ist abhängig vom Durchmesser und dem Schlauchlinermaterial GFK-Liner Einziehverfahren und Inversionsverfahren mit Luft Dampfhärtung und Lichthärtung (bzw. Kombinationshärtung) * Dehnfähigkeit bis ca. 5 % * Bogengängigkeit bis ca

54 Gegenüberstellung der Verfahren Vorteile GFK Schlauchliner: deutlich reduzierte Wanddicken bei gleichen statischen Anforderungen gegenüber Synthesefaser einfacherer Einbau / Handling (aufgrund dem Eigengewicht) hydraulisches Leistungsvermögen kaum verändert Zulaufanbindung direkt im Anschluss an die Aushärtung Vorteile Warmwasserhärtung: exzellente Härtung und Nachhärtung große Nennweiten und lange Sanierungsstrecken einsetzbar bei nur einer Zugänglichkeit (Open-End-Liner) geringe Anschaffungskosten der Geräte- und Aushärtetechnik im Vergleich zu lichthärtenden Systemen 54

55 Gegenüberstellung der Verfahren Vorteile Dampfhärtung: exzellente Härtung und Nachhärtung Dampfhärtung einiges schneller als mit Warmwasser kein Prozesswasser erforderlich Vorteile Lichthärtung: sehr schnelle Härtung spannungsarme Härtung (Härtung immer nur in einer Zone) höhere Lagerstabilität der Schlauchliner keine Kühlkette keine Beeinträchtigung der Aushärtung durch Unter- bzw. Oberbögen kein Prozesswasser erforderlich + kein Kondensatanfall Kontrolle vor und während der Aushärtung mittels Kamera 55

56 Gegenüberstellung der Verfahren Licht- und dampfhärtende Systeme eignen sich besonders zur Renovierung von Rohrleitungen mit einem steilen Gefälle im Schlauchliningverfahren. Schlauchliner mit UP- oder VE-Harz können im Vergleich zu EP-Harz Linern im Werk imprägniert werden. 56

57 Kalibrierung Erforderliche Vorarbeiten Zugänglichkeiten herstellen Schachteinbindungen / -gerinne entsprechend vorbereiten Vorabdichtung, Hindernisbeseitigung und Vorsanierung von Schäden die einen qualitätsgerechten Einbau des Schlauchliners nicht zulassen Einmessen der Zuläufe Vorflutsicherung Kanalreinigung und optische Inspektion 57

58 Erforderliche Vorarbeiten Vorsanierung dieser Schachteinbindung zwingend erforderlich 58

59 Erforderliche Vorarbeiten 59

60 Nacharbeiten: Schachtanbindung Quelle: Uhrig Kanaltechnik GmbH Quelle: Uhrig Kanaltechnik GmbH Quelle: Uhrig Kanaltechnik GmbH 60

61 Nacharbeiten: Schachtanbindung Quelle: SAERTEX multicom GmbH Ringspalt zwischen Altrohr und Schlauchliner muss dauerhaft abgedichtet werden 61

62 Nacharbeiten: Anschlussanbindung Anbindetechniken (bei der Ausführung kein infiltrierendes Wasser): Verpressen bzw. Verspachteln mit Epoxidharz Injektionsverfahren mit Silikatharz bzw. Polyurethanharz Hutprofil bzw. Hutmanschette Offene Bauweise GFK-Handlaminat (im begehbaren Bereich) Anbindetechniken (bei der Ausführung infiltrierendes Wasser): Injektionsverfahren mit Silikatharz bzw. Polyurethanharz Offene Bauweise 62

63 Nacharbeiten: Anschlussanbindung Anbindung in geschlossener Bauweise mittels Hutprofil Anbindung in offener Bauweise 63

64 TV Untersuchung Qualitätssicherung Druckprüfung (vor dem Öffnen der Seitenzuläufe + i. d. R. bei GFK Schlauchlinern nach dem Entfernen der Innenfolie) Entnahme und Prüfung von Materialproben 64

65 Grenzen der sicheren Anwendung Hydraulik bei hydraulischer Überlastung scheidet eine Renovierung im Schlauchliningverfahren aus Statik der zu sanierende Kanal muss ausreichend standsicher sein Verformungen keine Verformungen größer ca. 12 % Schäden Einstürze, Rohrbrüche und Hindernisse müssen im Vorfeld behoben werden Lageabweichungen können nicht saniert werden 65

66 Grenzen der sicheren Anwendung Grundwasser bei stark drückendem Grundwasser ist systemabhängig eine Vorabdichtung erforderlich 66

67 Erfahrungen mit Schlauchlining 1971 wurde in London der erste Schlauchliner eingebaut 1977 wurde der erste Schlauchliner in Deutschland eingebaut Der in London (1971) und in Hamburg (1983) eingebaute Liner wurde bis zum heutigen Zeitpunkt mehrfach beprobt / untersucht. Untersuchungsergebnisse in Ordnung 67

68 Fehlerquellen und Mängel KEIN MANGEL 68

69 Fehlerquellen und Mängel 69

70 Fehlerquellen und Mängel Schlauchliner falsch konfektioniert (Renovierung 4 Haltungen mit einer Inversion 3 Haltungen DN 500 und die letzte Haltung DN 400 Haltungslängen nicht fachgerecht ermittelt ca. 2,5 m des Schlauches DN 500 in den Kanal mit einem Durchmesser von 400 mm eingebaut) 70

71 Fehlerquellen und Mängel Loch im Schlauchliner 71

72 Fehlerquellen und Mängel SCHLAUCHLINER UNDICHT 72

73 Fehlerquellen und Mängel Schlauchliner gerissen (Vorarbeiten nicht fachgerecht geplant, ausgeführt und kontrolliert scharfkantigen Versatz nicht egalisiert die Folge Schädigung des Schlauchliners) 73

74 Fehlerquellen und Mängel Seitenzulauf fachgerecht angebunden??? (Zulauf ausgebrochen stark eindringendes Grundwasser Grundwasserstand 0,50 m unterhalb der Geländeoberkante Zulaufanbindung mittels Injektion / Verpressung mit Zementmörtel Anbindung nach 5 Jahren immer noch dicht Krempe abgeplatzt) 74

75 Fehlerquellen und Mängel Imperfektion in der Sohle (beim Einbau des Schlauchliners ist ein Stein unter den Schlauchliner gerutscht Beulenbildung bei der Abnahme nach rd. 5 Jahren Betrieb zeigte sich eine Schädigung des Schlauchliners an dieser Stelle) 75

76 Fehlerquellen und Mängel Epoxidharzverpressung löst sich ab (punktuelle Reparaturstelle wurde mit Epoxidharz verpresst die PE-Innenfolie des Schlauchliners wurde nicht fachgerecht / vollständig entfernt) 76

77 Fehlerquellen und Mängel Imperfektion am Nahtbereich (nach rd. 5 Jahren Betrieb löst sich das Nahtabdeckungsband eines Schlauchliners ab gelöstes Nahtabdeckungsband ist ein Abflusshindernis und ist zu entfernen Schlauchliner ist dicht Nahtabdeckung zum Schutz bei der Herstellung / dem Einbau) 77

78 Fehlerquellen und Mängel Auffälligkeiten an der inneren Oberfläche / Wandung des Schlauchliners 78

79 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Telefon: / Große Kreisstadt Backnang Telefax: / markus.dohmann@backnang.de Stiftshof Backnang 79