10. Sanierungstage der DWA in Dortmund. 07. und 08.Dezember 2011

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1 10. Sanierungstage der DWA in Dortmund 07. und 08.Dezember 2011 Sanierung begehbarer Kanäle mittels Injektionsverfahren Gliederung Veranlassung Schadensbilder Sanierungsverfahren Weitere Aspekte 1

2 Gliederung Veranlassung Schadensbilder Sanierungsverfahren Weitere Aspekte Veranlassung Selbstüberwachungsverordnung Kanal SüwV Kan Inspektion des Kanalnetzes Dokumentation des Zustandes / der Schäden bei Großrohren ist eine Begehung erforderlich 2

3 Gliederung Veranlassung Schadensbilder Sanierungsverfahren Weitere Aspekte Schadensbilder undichte Muffen 3

4 Schadensbilder Schadhafte Betonoberflächen mit freiliegender Bewehrung Schadensbilder Schadhafte Schachtsohle und Längsriss im Kämpferbereich 4

5 Schadensbilder undichte Mauerwerksfugen im Bereich von Schachtbauwerken Schadensbilder Bei der Sanierung begehbarer Kanäle kann das gesamte Spektrum der Kanal- und Bauwerksschäden angetroffen werden. 5

6 Gliederung Veranlassung Schadensbilder Sanierungsverfahren Weitere Aspekte Sanierungsverfahren - Auswahl Grundsätzliche Festlegung Reparatur, Renovierung oder Erneuerung Wahl des Verfahrens / der Technik - Art und Umfang der Schäden - Rohrmaterial - Querschnittsform - Boden- und Grundwasserverhältnisse - Wirtschaftlichkeit - 6

7 Sanierungsverfahren - Auswahl Für die Wahl des geeigneten Sanierungsverfahrens liegen allgemeingültige, vorbestimmte Schemata vor Sanierungsverfahren - Auswahl System Kurzbeschreibung Wandstärke max. Außendruck (Herstellerangaben) Lebensdauer (Herstellerangaben) Verlegegeschwindigkeit (Herstellerangaben) Schlauchrelining Kurzrohrrelining Ein mit Harz getränkter Kunststoffschlauch wird in den Kanal eingezogen/inversiert. Das Harz wird mit Wärme/Licht zum reagieren gebracht und härtet aus. Anschließend ist im Kanal ein durchgehendes neues Rohr vorhanden. Problem ist bei den großen Dimensionen das Transportgewicht. Maximal 50 t können bewegt werden. D.h. als maximale Länge für DN 1400 Wandstärke 3 cm ca. 220m, DN 2000 Wandstärke 4 cm ca.110 m. Rohre mit Baulängen 1-5 m werden über eine Baugrube in den Kanal eingebracht und entweder im Schacht oder im Kanal zusammengebaut. Die Rohre haben einen wesentlich kleineren Querschnitt als der vorhandenen Kanal. Der verbleibende Ringraum wird mit Dämmmaterial verfüllt. 3-5 cm; je nach statischer Erfordernis abhängig vom gewählten Restquerschnitt > 2 bar; wirkt sich auf die statisch erforderliche Wandstärke aus 40 Jahre m / Woche (keine 500 m am Stück möglich) > 2 bar Jahre abhängig vom gewählten Material Nass- / Trockenspritzverfahren Vollauskleidung mit Polymerbeton- Elemente Vollauskleidung mit GFK-Elementen Vollauskleidung mit Steinzeug-Platten- Elementen Der vorhandene Kanal wird mit einer Mörtelschicht neu ausgekleidet. Die Mörtelschicht wird angeschleudert oder aufgespritzt. Der Untergrund wird mit 100 bar Wasserdruck und evtl. Schlagbohrdüse vorbehandelt. Im Anschluss müssen ggf. freiliegende Bewehrung behandelt und Hohlräume ausgeglichen werden. Einzelne Elemente werden über eine Baugrube in den Kanal gebracht. Von dort werden sie zum Montageort transportiert und zusammengesteckt. Die Elemente verfügen über ein Feder- und Nutsystem. Die Abdichtung erfolgt mit Polyesterharz. Einzelne Elemente werden über eine Baugrube in den Kanal gebracht. Von dort werden sie zum Montageort transportiert und zusammengesteckt. Die Elemente verfügen über ein Feder- und Nutsystem. Die Abdichtung erfolgt mit Glasfaserlaminat. Die Platten können über einen normalen Revisionsschacht in den Kanal gebracht werden. Platten mit der Größe b = 0,5 m und l = 1-3 m werden in ein auf die Innenwand des Rohres aufgetragenes Mörtelbett verlegt. Die Abdichtung erfolgt über Epoxidharz. Der Untergrund wird mit 100 bar Wasserdruck und evtl. Schlagbohrdüse vorbehandelt. Im Anschluss müssen ggf. freiliegende Bewehrung behandelt und Hohlräume ausgeglichen werden. 0,5-2 cm; je nach verwendetem Material und Anforderungen ca. 10cm; je nach statischer Belastung > 2 bar abhängig von der erreichten Haftzugfestigkeit > 2 bar; wirkt sich auf die statisch erforderliche Wandstärke aus 2 h / m; => 500 m / 25 Wochen 40 Jahre m / d; => 500 m / 10 Wochen 2-3 cm < 0,5 bar 40 Jahre 50 m / 5 d => 500 m / 10 Wochen 4 cm > 2 bar 40 Jahre; abhängig von der erreichten Haftzugfestigkeit geschätzt 2-4h pro Meter => 25 bis 50 Wochen 7

8 Sanierungsverfahren - Auswahl Für die Wahl des geeigneten Sanierungsverfahrens liegen allgemeingültige, vorbestimmte Schemata vor Ihre Anwendbarkeit ist jedoch kritisch zu prüfen In der Praxis sollte die Wahl des Sanierungsverfahrens durch einen unabhängigen Berater in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber erfolgen Sanierungsverfahren - zu sanierende Schäden undichte Muffen Beton Risse Schächte 8

9 Sanierungsverfahren - undichte Muffen Es ist eine gelenkige Verbindung an den Rohrstößen zu gewährleisten. Daher muss das einzusetzende Abdichtungsmaterial elastisch bleiben. Injektionsverfahren Abdichtungsverfahren Sanierungsverfahren - undichte Muffen - Injektionsverfahren Injektionsmittel Acrylharz oder Wasserglas anfällig für Volumenänderung bei wechselnder Feuchte Zementmörtel oder Epoxidharz 2-Komponenten-Polyurethan hohe Endfestigkeit, somit keine Dauerelastizität plastische / elastische Eigenschaften sind über Mischungsverhältnis einstellbar gutes Haftvermögen auch bei feuchtem Untergrund 9

10 Sanierungsverfahren - undichte Muffen - Injektionsverfahren mögliche Verfahren Einsatz von Doppel- oder Dreifachpackern Einsatz von Bohrpackern Sanierungsverfahren - undichte Muffen - Injektionsverfahren Einsatz von Doppel- bzw. Dreifachpackern Anordnung der Packersysteme längs der Muffen vollständige und homogene Verfüllung der Rohrverbindung ist insbesondere bei Großrohren schwierig Injektionsmittelrückstände im Bereich der Packersysteme 10

11 Sanierungsverfahren - undichte Muffen - Injektionsverfahren Einsatz von Bohrpackern Reinigung des Muffenspaltes Einbringen eines offenporigen Schaumstoffstreifens (Resttiefe 2 2,5 cm) Verfüllen des Mörtelspaltes mit Mörtel Anbringen der Bohrpacker am Spitzende (Abstand ca. 50 cm) Injizierung von unten nach oben Entfernen der Packer Dichtheitsprüfung Vermörtelung der Injektionsbohrungen Sanierungsverfahren - undichte Muffen - Abdichtungsverfahren Abdichtungsmaterialien elastische / plastische Dichtmittel Fugendichtmassen Elastomermanschetten 11

12 Sanierungsverfahren - Beton Betonsanierung Kanalreinigung Freilegen der Schadstelle bis auf den tragfähigen Beton ggf. Vorabdichtung der Schadstelle Entrosten von ggf. freigelegten Bewehrungsstäben und Reinigen der vorgesehenen Reparaturflächen Konservieren der entrosteten Bewehrung (zweifacher Korrosionsanstrich) Ausbessern der Schadensstelle mit Reparaturmörtel Sanierungsverfahren - Risse Risssanierung mittels Bohrpackern Ziel: kraftschlüssige Verbindung Injektionsmittel: Epoxidharz Kanalreinigung Auffräsen des Risses Setzen der Bohrpacker Verpressen des Risses Verschluss der Injektionslöcher Planschleifen der Rissoberfläche 12

13 Sanierungsverfahren - Schächte Reinigung Entfernen der Steigvorrichtungen Dichtung im Bereich der schadhafte Wandung durch Injektion Druckstrahlen der Schachtwandung, Entfernen von Inkrustationen und gelösten Teilen Ausbessern von Ausbruch- und Fehlstellen Verspachteln undichter Fugen Mörtelauskleidung aus kunststoffmodifiziertem Mörtel Steigvorrichtungen neu setzen Sanierungsverfahren Schächte Untergrund Vorbehandlung 13

14 Sanierungsverfahren Schächte Gliederung Veranlassung Schadensbilder Sanierungsverfahren Weitere Aspekte 14

15 Weitere Aspekte Neben den rein fachlichen Kenntnissen im Zusammenhang mit den Sanierungsverfahren sind im Rahmen einer Planung eine Reihe weiterer Aspekte für eine reibungslose und qualitätsbewusste Durchführung zu berücksichtigen. Weitere Aspekte Erreichbarkeit 15

16 Weitere Aspekte Verkehrssicherheit Weitere Aspekte Abwasserüberleitung 16

17 Weitere Aspekte Arbeitssicherheit ggf. Arbeitsgerüst Weitere Aspekte Zwangsbelüftung während der Sanierungsarbeiten 17

18 Weitere Aspekte Zeitplanung eines Arbeitsablaufes Arbeitsablauf Abdichten von 3 Rohrverbindungen im Kanal DN Baustelle einrichten vor Absperrung Vorbereitung 2 Haltung reinigen unter Trockenwetterabfluss 1 Tag vor Absperrung 3 Absperrung und Ablauf Restwasser, 2 Stunden Arbeitssicherheit herstellen Arbeitsgeräte vorbereiten und bereitstellen, Begehung zur Feststellung und in Augenscheinnahme der Schäden, Vergleich Planung mit Ist-Zustand, ggf. Änderung/Erweiterung der Sanierungsarbeiten nach Diskussion mit BL 4 Reinigung des Arbeitsraumes an den be- 1 Stunde troffenen Rohrverbindungen Arbeitsgeräte und Material zur ersten betroffenen Muffe transportieren; Versorgungsanschlüsse legen 5 Bohren von Löchern teils bis zur Außenwand, 0,5 Stunden teils im Beton endend. Bohrlöcher werden rund um die undichte Stelle gesetzt ca. 5 Stück 6 Setzen von Injektionslanzen und Packern 0,5 Stunden 7 Umsetzen zur zweiten Rohrverbindung 0,5 Stunde 8 Bohren von Löchern teils bis zur Außenwand, 0,5 Stunden teils im Beton endend. Bohrlöcher werden rund um die undichte Stelle gesetzt ca. 5 Stück 9 Setzen von Injektionslanzen und Packern 0,5 Stunden 10 Umsetzen zur dritten Rohrverbindung 0,5 Stunde 11 Bohren von Löchern teils bis zur Außenwand, 0,5 Stunden teils im Beton endend. Bohrlöcher werden rund um die undichte Stelle gesetzt ca. 5 Stück 12 Setzen von Injektionslanzen und Packern 0,5 Stunden 13 Injektion an jeder Bohrung über die eingebauten 2 Stunden Lanzen und Packer (geschieht teilweise parallel zwischen Bohren und Umsetzen) Aushärtung; Lanzen und Packer entfernen 14 Kanal räumen 1 Stunden 15 Absperrung aufheben Nachbereitung 16 Baustelle räumen 1. Tag Fazit In begehbaren Kanälen kann das gesamte Spektrum der Kanalund Bauwerksschäden angetroffen werden Die Wahl des geeigneten Sanierungsverfahrens sollte speziell auf die einzelnen Schadensbilder abgestimmt sein Sie sollte in Zusammenarbeit eines unabhängigen Beraters mit dem AG erfolgen Insbesondere bei der Sanierung von Großprofilen haben die begleitenden Arbeiten einen großen Einfluss auf den zeitlichen Ablauf und die Kosten der Arbeiten 18

19 Weitere besondere Aspekte örtliche saisonale Ereignisse 19

20 Verfahren Material 20

21 Material Material 21

22 Material Einwände Da Erfahrungen mit dem Einsatz von Injektionsverfahren bis heute kaum bekannt sind, fehlen sichere Beurteilungskriterien (z. B. Dauerhaftigkeit, Dichtwirkung) zur Bewertung von Injektionsverfahren bei undichten Muffen und kleineren Rissen im nicht begehbaren Kanal. Unsicherheiten bei der Wahl eines geeigneten Verfahrens und die Gefahr einer mangelhaften Ausführung sind die Folge. Diese möglichen Fehlerquellen können bei der Auswahl und Anwendung dieses Verfahrens, aufgrund der hohen Anzahl an undichten Muffen, einen großen wirtschaftlichen Schaden verursachen. Aus IKT-Bericht 22