Technisches Handbuch

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1 Technisches Handbuch FBS-Kanalsysteme. DIN-Norm plus ultra.

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3 Technisches Handbuch FBS-Kanalsysteme. DIN-Norm plus ultra. FBS-Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e.v. Schloßallee Bonn Telefon 02 28/ Fax 02 28/

4 Copyright 1999 FBS-Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e.v., Bonn Alle Rechte vorbehalten. Auszugsweise Wiedergabe ist gestattet unter Angabe der Quelle und Zusendung eines Belegexemplares. Abweichungen bei den Abbildungen, Maß- und Massenangaben sind möglich. Bei Anwendung sind alle Maße zu überprüfen. Im Sinne des technischen Fortschrittes behalten wir uns vor, an den Produkten Änderungen und Verbesserungen ohne Ankündigung durchzuführen. Layout und Gestaltung: Krakow & Partner Technische Illustrationen: Stein & Partner Druck: Lonnemann, Selm auf chlorfrei gebleichtem Papier

5 Vorwort Der aktive Schutz der Umwelt ist eine Verpflichtung, der sich kein verantwortungsbewusster Bürger unserer Gesellschaft entziehen kann. Jeder muss in seinem persönlichen Einflussbereich dafür eintreten, dass sich dieses Bewusstsein nicht nur in wohlklingenden Absichtserklärungen ausdrückt, sondern in konkretem Handeln wirksam wird. Einen nicht zu unterschätzenden Stellenwert im Umweltschutz nimmt hierbei ein optimal funktionierendes Kanalsystem als eine unterirdische Lebensader unserer industriellen Zivilisation ein. Das Wissen um die Folgen undichter Abwasserkanäle und -leitungen erfordert beim Neubau und der heute teilweise erforderlichen Erneuerung des Abwasserkanalnetzes die richtige Wahl der einzubauenden Rohre und Schachtbauteile. Die Anforderungen an dichte und dauerhaft funktionsfähige Kanäle und Leitungen müssen durch die Lieferung tragfähiger, dichter Rohre mit auf der Baustelle fehlerfrei und einfach zu handhabenden Rohrverbindungen erfüllt werden.gleichzeitig muss aber auch die Bauleistung, d. h. die ordnungsgemäße Verlegung, Einbettung sowie die Überschüttung der Rohre, eine funktionssichere Rohrleitung gewährleisten. Die in der FBS zusammengeschlossenen Hersteller von Betonrohren,Stahlbetonrohren und Schachtbauteilen haben sich verpflichtet, solche Produkte entsprechend den Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie herzustellen. Sie ermöglichen damit den Bau dichter und dauerhafter Kanäle, den Beitrag der FBS zum aktiven Umweltschutz. Das Ihnen nunmehr vorliegende technische Handbuch für Betonrohre, Stahlbetonrohre und Schächte soll einen Überblick über die Zielsetzung der FBS und über den neuesten Stand der Technik auf diesem umfangreichen Fachgebiet des Kanalbaus vermitteln. Dieses Handbuch entstand auf Anregung mehrerer Anwender von Rohren, Ingenieurbüros und Mitglieder der FBS, die durch zahlreiche Hinweise, Beratungen sowie die Bereitstellung von Bildmaterial die Herausgabe dieses umfassenden Fachbuches überhaupt erst ermöglicht haben. Insbesondere möchten wir aber den Herren Dipl.-Ing. Dietmar Kittel, Dr.-Ing. Gerfried Schmidt-Thrö und Dipl.-Ing. Dieter Wengler für ihre qualifizierte Mitarbeit danken. Sollten Sie Anregungen oder Hinweise zur Verbesserung oder Ergänzung dieses Handbuches haben, nehmen wir diese jederzeit gern entgegen. Wir wünschen Ihnen, dass Sie für die Ausübung Ihrer Tätigkeit als Planer, Bauleiter oder Bauausführender oder aber für Ihre Ausbildung diesem Handbuch möglichst viele Fachinformationen entnehmen können. Bonn, im Herbst 1998 Dipl.-Ing. Gert Bellinghausen 1.Vorsitzender der FBS

6 FBS-Kanalsysteme. DIN-Norm plus ultra.

7 Die FBS stellt sich vor Produktprogramm Herstellung Eigenschaften Anwendungsgebiete Bauausführung in offener Bauweise Bauausführung in geschlossener Bauweise Rohrvortrieb Statische Berechnung von Rohren für die offene Bauweise Statische Berechnung von Vortriebsrohren Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für die offene Bauweise Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für den Rohrvortrieb Literaturverzeichnis, Stichwortverzeichnis, Bildnachweis

8 Inhaltsverzeichnis Einleitung 1 Die FBS stellt sich vor 2 Produktprogramm 2.1 Allgemeines Querschnittsformen Rohrverbindungen FBS-Betonrohre FBS-Stahlbetonrohre FBS-Vortriebsrohre FBS-Formstücke aus Beton und Stahlbeton Allgemeines FBS-Abzweige/-Zuläufe FBS-Krümmer FBS-Passstücke FBS-Gelenkstücke FBS-Anschlussstücke FBS-Übergangsstücke FBS-Böschungsstücke FBS-Schachtfertigteile Allgemeines FBS-Schachtunterteile FBS-Schachtringe FBS-Übergangsringe und FBS-Übergangsplatten FBS-Schachthälse und FBS-Abdeckplatten FBS-Auflageringe Schachtabdeckungen Sonderbauwerke

9 3 Herstellung 3.1 Werkstoffe Allgemeines Beton Zement Betonzuschlag Zugabewasser Betonzusätze Betonstahl Herstellverfahren FBS-Qualitätssicherung Eigenschaften 4.1 Allgemeines Tragfähigkeit Schlagfestigkeit Schwellfestigkeit Wasserdichtheit Hydraulische Leistungsfähigkeit Wandrauheit Widerstand gegen mechanische Angriffe Widerstand gegen Hochdruckreinigung Widerstand gegen chemische Angriffe Temperaturverhalten Umweltverträglichkeit und Ökobilanz Lebensdauer

10 5 Anwendungsgebiete 6 Bauausführung in offener Bauweise 6.1 Allgemeines Begriffe Vorbereitungen zur Bauausführung Bestellung, Kontrolle, Transport und Lagerung der Rohre Herstellung des Leitungsgrabens Allgemeines Mindestgrabenbreite Nicht verbaute Gräben Verbaute Gräben Wasserhaltung Kurzbaustelle Bettung (Auflager) Grabensohle Bettung (Auflagerung) auf Böden Allgemeines Bettung Typ Bettung Typ Bettung Typ Bettung auf Beton Sonderausführung der Bettung Verlegung und Bettung der Rohre Herstellung der Rohrverbindung Verlegung auf Sand-Kies Verlegung auf Beton Verfüllung der Leitungszone Geeignetes Verfüllmaterial für die Leitungszone Verdichten in der Leitungszone Ausführung der Hauptverfüllung

11 6.10 Bauseits hergestellte Zuläufe (Abzweige) innerhalb einer Haltung Anschlüsse an Ortbetonbauwerke oder Fertigschächte Verlegen von FBS-Schachtbauteilen Versetzen von Schachtunterteilen Versetzen von Schachtringen Verfüllen des Arbeitsraumes Dichtheitsprüfung der verlegten FBS-Rohre und FBS-Schächte Allgemeines Prüfung mit Luft Allgemeines Haltungsweise Prüfung Prüfung einzelner Rohrverbindungen Prüfung mit Wasser Allgemeines Haltungsweise Prüfung Prüfung einzelner Rohrverbindungen Prüfung von Schächten Bauausführung in geschlossener Bauweise Rohrvortrieb 7.1 Allgemeines Vorbereitungen zur Bauausführung Start- und Zielschacht Grundwasserhaltung Bodenabbau und Bodenförderung Vortriebsprotokolle Sonderfälle des Rohrvortriebs Halboffene Bauweise

12 8 Statische Berechnung von Rohren für die offene Bauweise 8.1 Allgemeines Ablauf der Rohrberechnung Rohrwerkstoffe Lastermittlung Erdlasten Verkehrslasten Flächen- und Bauwerkslasten Innere Lasten Lastaufteilung und Lastkonzentration Allgemeines Bodenverformungsmoduln Relative Ausladung Gesamtbelastung des Rohres Auflagerreaktion Lagerungsfälle Schnittkräfte und Spannungen Bemessung Bemessung durch Nachweis der zulässigen Spannung Bemessung mit Lastklassen Statische Berechnung von Entwässerungsleitungen in Deponien Statische Berechnung von Vortriebsrohren 9.1 Anwendungsbereich Lastermittlung Erdlasten Verkehrslasten, Flächen- und Bauwerkslasten, innere Lasten Belastung durch Vortriebskräfte Belastung durch Zwängungskräfte im Bauzustand Bemessung quer zur Rohrachse Bemessung in Richtung der Rohrachse

13 10 Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für die offene Bauweise 10.1 Angabenblatt zur Rohrstatik für die offene Bauweise Einfluss der Einbausituation auf den möglichen Einsatzbereich eines Rohres Allgemeines Einfluss der Grabenform Einfluss der gewählten Grabensicherung Einfluss des gewählten Auflagers Einfluss des Verfüllmaterials und seiner Verdichtung Einfluss von Grundwasser und Bodenaustausch unterhalb des Rohrauflagers Einfluss der Verkehrslast auf die Rohrbelastung Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für den Rohrvortrieb 11.1 Angabenblatt zur Rohrstatik für den Rohrvortrieb Einfluss der Einbausituation auf die Belastung des Rohres Allgemeines Einfluss von Höhe und Art der Überdeckung Einfluss des Bodens in Höhe der Vortriebstrasse Einfluss der Verkehrslast Einfluss der Schmierung während des Vortriebs und der abschließenden Verdämmung Einfluss von Luft- und Wasserüberdruck Einfluss der Vortriebstrasse Literaturverzeichnis, Stichwortverzeichnis, Bildnachweis 12.1 Normen, Richtlinien, Merkblätter Veröffentlichungen Stichwortverzeichnis Bildnachweis

14 Einleitung Kanalisationen,d. h.kanäle und Leitungen zum Sammeln und zum Transport von Abwasser, haben eine lange Geschichte. Bereits vor fünf Jahrtausenden wurden in Städten die ersten Abwasserleitungen gebaut. Das bekannteste Beispiel ist die Cloaca Maxima in Rom (Bild 0.1), deren Anfänge bis auf 500 v.chr. zurückgehen.als Baumaterial wurde hier zum ersten Mal unter anderem Opus Caementitium oder Römischer Beton verwendet,ein mit einem natürlichen, zementähnlichen Bindemittel vermörteltes Konglomeratgestein (Bild 0.2/Bild 0.3). Dieses Bauwerk und auch andere von den Römern errichtete Be- und Entwässerungsanlagen, z. B. in Köln und Trier, sind teilweise noch heute in Betrieb [0.1] [0.2]. Opus Caementitium Bild 0.2: Cloaca Maxima. Schnitt Nähe Forum Romanum Mit dem Untergang des Römischen Reiches gingen auch die Kenntnisse über den Bau solcher Anlagen verloren. Aufgrund der Verstädterung im Rahmen Bild 0.1: Cloaca Maxima in Rom. Übersicht (Baubeginn ca. 500 v. Chr.) 14

15 der Industrialisierung Anfang des 19. Jahrhunderts wurde es wieder notwendig, neben Wasserleitungen auch systematisch Abwasserleitungen zu bauen. Hinzu kamen verheerende Choleraepidemien, die den Bau von Kanalisationen auch aus hygienischen Gründen notwendig machten. In Deutschland begann die Zeit der modernen Kanalisation in der Mitte des 19. Jahrhunderts.Vorreiter war dabei die Stadt Hamburg. Die Städte Berlin, Lübeck, Leipzig und Köln folgten. Bild 0.3: Cloaca Maxima Heute umfasst das öffentliche Abwassernetz in Deutschland eine Länge von ca km, das private Netz eine Länge von ca km. Rohre aus Beton und Stahlbeton gibt es in Deutschland seit mehr als 100 Jahren. Mit der industriellen Erzeugung des Zementes begann auch die Geschichte der vorgefertigten Betonrohre. In der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden die ersten Cementgußröhren hergestellt. Neben der Wirtschaftlichkeit war es vor allem die Anpassungsfähigkeit des Werkstoffes Beton an bauliche und betriebliche Erfordernisse, die zum verstärkten Einsatz dieser Rohre führte. Die ersten bewehrten Rohre aus Beton Cementgußröhren mit Eiseneinlagen oder Eisenbetonrohre wurden im Jahre 1889 hergestellt. Dadurch wurde es möglich, Rohre auch höheren Belastungen anzupassen. Die vorgenannten Eigenschaften erlaubten in der Kanalisation erstmals eine umfassende Lösung zur Sammlung,Ableitung und Behandlung des Abwassers. Ein Beispiel hierfür ist die in Bild 0.4 dargestellte Kanalisation von Dresden aus dem Jahre Seit diesen Anfängen wurden Herstellverfahren, Qualität und Anwendungstechnik der Beton- und Stahlbetonrohre ständig weiterentwickelt und verbessert. Dadurch konnten sie den an Entwässerungskanäle und -leitungen gestellten Anforderungen hinsichtlich Funktionssicherheit, Dichtheit und Dauerhaftigkeit gerecht werden. Parallel dazu verlief die Entwicklung der entsprechenden Normen, von der ersten Betonrohrnorm aus dem Jahre 1923 über die erste Norm für Stahlbetonrohre aus dem Jahre 1939 bis zu den heute gültigen Normen: DIN 4032 Betonrohre und Formstücke (01.81), DIN 4035 Stahlbetonrohre und zugehörige Formstücke (08.95) und DIN 4034,Teil 1,Schächte für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen (09.93). Im Zuge der Europäisierung werden die nationalen Normen zur Zeit überarbeitet und in europäische Normen umgewandelt. 15

16 Bild 0.4: Kanalisation der Stadt Dresden um Kanalquerschnittsformen und -abmessungen Der hohe Stand der technischen Entwicklung,Normung und Gütesicherung, aber auch die besonderen Eigenschaften der Rohre aus Beton und Stahlbeton waren und sind die Voraussetzung für ihre vielseitige Verwendung. Das zeigt auch ihr Anteil von über 45 % an den zur Zeit in Deutschland betriebenen Kanalisationsnetzen im Misch- und Trennverfahren. Schon sehr früh gab es Zusammenschlüsse und Vereinigungen der Hersteller, die sich für eine technisch optimierte Fertigung,Weiterentwicklung und Normung von Beton- und Stahlbetonrohren einsetzten.aus der Vereinigung der beiden Organisationen Fachvereinigung Betonrohre DIN 4032 und Studiengesellschaft Stahlbetonrohre entstand im Jahre 1987 die Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e.v. (FBS). Die inzwischen 11 Jahre junge FBS ist mehr als ein Zusammenschluss von 64 Mitgliedsfirmen mit 88 Werken in ganz Deutschland. FBS ist das Markenzeichen für intelligente, qualitativ hochwertige Kanalsysteme aus Beton und Stahlbeton, kompetente technische Beratung und individuellen Service. Das vorliegende FBS-Handbuch soll das Produktprogramm der FBS-Mitgliedswerke vorstellen. Darüber hinaus gibt es praktische Hinweise zur Anwendung, zum Einbau und zur statischen Berechnung von FBS-Beton- und FBS- Stahlbetonrohren sowie den zugehörigen Formstücken und Schachtbauteilen. 16

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18 Seit ihrer Gründung am ist die FBS die Interessenvertretung ihrer Mitgliedswerke. Ihre Hauptaufgaben sieht sie in der technischen Weiterentwicklung und ständigen Qualitätsverbesserung der FBS-Produkte, in der technischen Beratung und im Service für den Kunden. Die im Jahre 1989 erstmals erschienene FBS-Qualitätsrichtlinie manifestiert den hohen, über die DIN Normen deutlich hinausgehenden Qualitätsstandard der FBS-Kanalbauteile. Sie ist die Grundlage für die Herstellung und Prüfung der FBS-Rohre und FBS-Schachtbauteile. Damit ermöglicht sie zugleich langfristig sichere, umweltgerechte und wirtschaftliche Kanalsysteme aus Beton und Stahlbeton. Die FBS-Qualitätsrichtlinie ist kein statisches Gebilde.Sie basiert auf den gegenwärtigen Anforderungen der modernen Kanalisationstechnik, ist aber auch offen für zukünftige Entwicklungen und wird regelmäßig den jeweiligen Erfordernissen angepasst. Die vielfältige Arbeit der FBS wird von der Geschäftsstelle in Bonn-Mehlem mit Unterstützung durch den Technischen Ausschuss und den Werbeausschuss geleistet. Von der Geschäftsstelle werden die organisatorischen Aufgaben wahrgenommen. Dazu gehören Vorbereitung und Durchführung von Arbeitsausschusssitzungen, Seminaren, Workshops, Ausstellungen,Messen und nicht zuletzt der ordentlichen Mitgliederversammlungen sowie die Zusammenarbeit mit anderen Verbänden und Vereinigungen. Außerdem werden auch die zahlreichen technischen Anfragen von ausschreibenden und planenden Stellen sowie aus dem Mitgliederkreis beantwortet und Fachveröffentlichungen ausgearbeitet. Einen wesentlichen Raum nehmen die Qualitätskontrollen der FBS-Mitgliedswerke ein. Diese erfolgen einerseits durch die Auswertung der regelmäßig eingehenden Fremdüberwachungsberichte, andererseits durch direkte Überprüfung der Produktionsstätten. Der Technische Ausschuss setzt sich aus Mitarbeitern der Mitgliedsfirmen und ergänzend aus fachkompetenten Beratern zusammen. Im Wesentlichen befasst er sich mit der Bearbeitung der anstehenden technischen Fragen, der Weiterentwicklung und Verbesserung der FBS-Produkte und der Erstellung von technischen Richtlinien und Merkblättern. Außerdem arbeiten Mitglieder des Technischen Ausschusses in allen relevanten deutschen und europäischen Normenausschüssen, ATV-Arbeitsausschüssen und anderen technischen Gremien mit. Der Werbeausschuss erarbeitet die Konzepte für Werbung und Öffentlichkeitsarbeit mit sämtlichen Einzelmaßnahmen, die dazu dienen, die FBS und ihr Qualitätszeichen sowie die FBS-Produkte bei den Entscheidern bekannt zu machen. Die Maßnahmen reichen von der laufenden Anzeigenwerbung über Fachmailings und den Besuch von Messen bis hin zur Organisation von verbandseigenen Seminaren. Ergebnisse dieser Tätigkeit sind u. a. die Verlegeanleitung für FBS-Kanalbauteile und das FBS-Einbauvideo. Das FBS-Ausschrei- 18

19 bungsprogramm ein weiteres Produkt der Werbeausschussarbeit dient den Kommunen und Planungsbüros zur Arbeitserleichterung. Über die Arbeit der FBS informiert regelmäßig eine eigene Zeitung, das Sprachrohr. Der redaktionelle Inhalt setzt sich aus Berichten über technische Entwicklungen, interessante Baumaßnahmen und aktuelle Termine von Messen und Seminaren zusammen. bundesweit arbeitenden RAL-Gütegemeinschaft sind u. a. die Durchsetzung der Qualitätssicherung auf der Baustelle sowie die Güteüberwachung der Mitgliedsfirmen hinsichtlich Personal, Geräteausstattung, Weiterbildung und Durchführung der Eigenüberwachung. FBS und Güteschutz Kanalbau arbeiten Hand in Hand und leisten so einen entscheidenden Beitrag für die Reinhaltung von Boden und Grundwasser. FBS-Kanalsysteme aus einer Hand: Das ist der Grundsatz der FBS-Herstellfirmen, von denen immer eine in Ihrer Nähe ist. Kompetente Beratung von der Planungsphase bis zur Bauausführung gehört ebenso zum Service-Angebot wie die termingerechte Lieferung von FBS-Qualitätsprodukten. Zur Herstellung dauerhaft dichter und standsicherer Entwässerungskanäle und -leitungen ist nicht nur die Verwendung einwandfreier, normgerechter Bauteile, sondern auch eine sorgfältige, fachgerechte Bauausführung und Bauüberwachung unerlässlich. Auf Initiative öffentlicher Auftraggeber, der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV) und qualitätsbewusster bauausführender Fachbetriebe wurde deshalb im Jahre 1988 der Güteschutz Kanalbau RAL- Gütegemeinschaft Herstellung und Instandhaltung von Entwässerungskanälen und -leitungen e.v. gegründet. Ziel dieser Gütegemeinschaft ist es, die Qualität des Kanalbaues und -betriebes generell zu verbessern.dazu zählen nicht nur die Herstellung, sondern auch die Inspektion,Sanierung und Wartung von Abwasserkanälen und -leitungen. Aufgaben der 19

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22 2.1 Allgemeines Für alle Aufgaben der Abwasserableitung, aber auch der Wasserversorgung stehen geeignete FBS-Rohre, Schachtbauteile und Formstücke aus Beton und Stahlbeton zur Verfügung. Die Anpassung an praktisch alle statischen und betrieblichen Erfordernisse ist ein besonderer Vorzug der Werkstoffe Beton und Stahlbeton Querschnittsformen FBS-Rohre aus Beton und Stahlbeton werden, den hydraulischen und statischen Bedingungen entsprechend, in verschiedenen Querschnittsformen hergestellt. Bild 2.2: Beton- und Stahlbetonrohre mit verschiedenen Querschnittsformen und Abmessungen Außer den genormten Kreis- und Eiquerschnitten können für drucklos betriebene Kanäle und Leitungen auch andere Querschnitte nach DIN 4263 ausgeführt werden (Bild 2.1/Bild 2.2). Beispiele hierfür sind Maul- und Rechteckprofile für die Abführung großer Wassermengen bei eingeschränkter Bau- Bild 2.1: Querschnittsformen nach DIN

23 höhe, Querschnitte mit Trockenwetterrinne oder Drachenquerschnitte für selbstreinigende Stauraumkanäle. Darüber hinaus gibt es individuelle Sonderquerschnitte,die auf Wunsch gefertigt werden Rohrverbindungen FBS-Rohr- und FBS-Schachtbauteilverbindungen werden als lösbare, bewegliche Steckverbindungen mit Kompressionsdichtungen ausgeführt. Sie übertragen keine Biegemomente und Längskräfte und passen sich in begrenztem Rahmen eventuell beabsichtigten oder unbeabsichtigten Lageänderungen an. Als Dichtmittel werden ausschließlich Elastomere mit dichter Struktur und hohlraumfreiem Querschnitt nach DIN EN und DIN 4060 verwendet. Die Dimensionierung erfolgt unter Zugrundelegung der jeweiligen Muffenspaltweiten. Zugleich werden alle möglichen Grenzabmaße bei Einhaltung der vorgeschriebenen Mindestverpressung von 20 % und der zulässigen Höchstverpressung von 50 % berücksichtigt (Bild 2.3). Bild 2.3: FBS-Rohrverbindung mit fest in der Muffe eingebauter Gleitringdichtung Das Material der Dichtmittel ist biologisch beständig, d. h. es wird von pflanzlichen, tierischen und mikrobiologischen Organismen nicht angegriffen. Dichtmittel aus Elastomeren werden in der Regel aus Styrol, Butadien und Kautschuk (SBR), mit einer Härte von 40 bis 50 IRHD, hergestellt. Sie widerstehen den üblichen Beanspruchungen durch Abwässer im ph-bereich zwischen 2 und 12. Enthält das Abwasser Leichtflüssigkeiten wie Öl, Benzin, Dieseltreibstoff u. a.,empfiehlt sich die Verwendung von Dichtmitteln aus Acrylnitril Butadien Kautschuk (NBR). Diese Dichtmittel weisen eine enorm hohe chemische Beständigkeit auf. Ihre Materialstruktur und die geschützte Lage in der Rohrverbindung machen Dichtmittel aus Elastomeren zudem gegenüber mechanischen und hydromechanischen Beanspruchungen beständig. Selbst bei extrementemperaturen von -10 C und +70 C sind sie voll funktionssicher [2.1]. Dichtmittel aus Elastomeren mit dichter Struktur besitzen eine hohe Elastizität und dadurch bedingt einen hohen Widerstand gegenüber bleibenden Verformungen. Die für die Dichtwirkung maßgebende Rückstellkraft bleibt auch über einen langen Belastungszeitraum hinweg erhalten. Rohre und Dichtmittel bilden eine Einheit. Um die Wasserdichtheit zu gewährleisten, werden die Rohrverbindungen in Erstprüfungen, aber auch im Rahmen der Eigen- und Fremdüberwachung strengen Kontrollen unterzogen (siehe Abschnitt 3.3). 23

24 FBS-Rohre und FBS-Schachtbauteile werden mit folgenden Dichtungstypen gefertigt (siehe Tabelle 2.1): c) werkseitig auf dem Spitzende vor einer Schulter aufgebrachte Gleitringdichtung mit Keilquerschnitt (Bild 2.6) a) werkseitig fest in der Muffe eingebaute Gleitringdichtung (Bild 2.4) Bild 2.6: FBS-Rohrverbindung mit Stufenausbildung am Spitzende (Beispiel) Bild 2.4: FBS-Rohrverbindung mit fest in der Muffe eingebauter Gleitringdichtung (Beispiel) b) werkseitig auf dem Spitzende in einer Kammer eingebaute Gleitringdichtung (Bild 2.5) d) auf dem Spitzende vor einer Schulter aufgebrachte Keilgleitdichtung für Schachtbauteile (Bild 2.7) Bild 2.5: FBS-Rohrverbindung mit Kammerausbildung am Spitzende (Beispiel) Bild 2.7: FBS-Schachtbauteil mit Gleitringdichtung (Beispiel) 24

25 Tabelle 2.1: Verbindungen von FBS-Rohren und FBS-Schachtfertigteilen FBS-Produkte Nennweite Rohrverbindung nach Bild 2.4 Bild 2.5 Bild 2.6 Bild 2.7 Betonrohre DN 1200 > DN 1200 Stahlbeton- DN 1200 rohre > DN 1200 Vortriebsrohre alle mit Stahl- Nennweiten führungsring Vortriebsrohre alle mit Falzmuffe Nennweiten Schacht- DN 1000, fertigteile 1200,1500 Mit den werkseitig eingebauten Dichtungen werden Verwechslungen und Montagefehler auf der Baustelle nahezu ausgeschlossen. Bei allen FBS- Rohren ist die Lage des Dichtmittels im Gegensatz zur Rollringdichtung festgelegt und gesichert. Rollringdichtungen sind für FBS- Rohre und FBS-Schachtbauteile wegen möglicher Einbaufehler grundsätzlich nicht zugelassen. 25

26 2.2 FBS-Betonrohre FBS-Betonrohre werden nach DIN 4032 und den erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie gefertigt. Sie werden zum Bau von Kanälen und Leitungen für Wasser und Abwasser, die als Freispiegelleitungen betrieben werden, sowie für sonstige Leitungen aller Art verwendet. Bezeichnung eines FBS-Betonrohres mit Kreisquerschnitt, ohne Fuß, wandverstärkt (KW), mit Muffe (M), Nennweite DN 1000 und Baulänge l 1 =2500 mm: FBS-Betonrohr DIN 4032 KW M 1000 X FBS-Betonrohre haben in der Regel Kreis- oder Eiquerschnitte. Andere Querschnittsformen, z. B. nach DIN 4263, können ebenfalls ausgeführt werden. Kreisförmige FBS-Betonrohre werden im Nennweitenbereich von DN 300 bis DN1500 ausschließlich als wandverstärkte Rohre ohne Fuß Form KW (Bild 2.8/ Bild 2.9) und mit Fuß Form KFW (Bild 2.10/Bild 2.11) hergestellt.für diese Rohre sind nur werkseitig fest in der Muffe eingebaute Gleitringdichtungen zugelassen. In der Praxis werden die Rohre sowohl mit als auch ohne Fuß gleichermaßen produziert, wobei die Verwendung der beiden Rohrarten regional sehr verschieden ist.während in Süddeutschland fast ausschließlich Rohre ohne Fuß Anwendung finden, werden in der Mitte und im Norden Deutschlands überwiegend Fußrohre eingesetzt. Systemlösungen für FBS-Betonrohre < DN 300 werden zur Zeit entwickelt. Die Gewichte von FBS-Betonrohren sind Tabelle 2.2, die Abmessungen Tabelle 2.3 zu entnehmen. Bild 2.8: FBS-Betonrohr, kreisförmig, wandverstärkt, ohne Fuß, mit Muffe Bild 2.9: FBS-Betonrohre, Form KW Bezeichnung eines FBS-Betonrohres mit Kreisquerschnitt, mit Fuß, wandverstärkt (KFW), mit Muffe (M), Nennweite DN 600 und Baulänge l 1 =2000 mm: FBS-Betonrohr DIN 4032 KFW M 600 X

27 1500 und Baulänge l 1 =2500 mm: FBS-Betonrohr DIN 4032 EF M 1000/1500 X Bild 2.10: FBS-Betonrohr, kreisförmig, wandverstärkt, mit Fuß, mit Muffe Bild 2.12: FBS-Betonrohr mit Eiquerschnitt mit fest in der Muffe eingebauter Dichtung (Beispiel) Bild 2.11: FBS-Betonrohre, Form KFW FBS-Betonrohre mit eiförmigem Durchflussquerschnitt (Bild 2.12/Bild 2.13) werden im Nennweitenbereich WN/HN 300/450 bis WN/HN 1200/ 1800 mit Fuß und mit werkseitig fest in der Muffe eingebauter Gleitringdichtung,mit werkseitig auf dem Spitzende in Kammern eingebauter Gleitringdichtung oder vor einer Schulter werkseitig aufgebrachter Gleitringdichtung hergestellt (Tabellen 2.4 und 2.5). Üblicherweise in Stahlschalungen gefertigt, erhärten sie in der Form. Bild 2.13: FBS-Betonrohr mit Eiquerschnitt Bezeichnung eines FBS-Betonrohres mit Eiquerschnitt, mit Fuß (EF), mit Muffe (M), Nennweite WN/HN 1000/ 27

28 Tabelle 2.2: Gewichte von FBS-Beton- und FBS-Stahlbetonrohren Nennweite DN Baulänge mm KW Gewicht/Stück [kg] Betonrohre KFW Stahlbetonrohre Alle Gewichte sind Anhaltswerte. Die produzierten Rohrlängen und die genauen Gewichte sind beim Rohrhersteller zu erfragen. Tabelle 2.4: Mindestwanddicken und Mindestscheiteldruckkräfte von FBS-Betonrohren mit Eiquerschnitt Nennweite Mindestwanddicken 2) Mindest- Scheitelfußbreite druckkraft WN/HN s 1 s 2 s 3 s 1) 4 f F N mm mm mm mm mm kn/m 300/ / / / / / / / / ) darf an der Sohle um max. 20 % unterschritten werden 2) gilt ab

29 Tabelle 2.3: Maße von FBS-Betonrohren mit Kreisquerschnitt ohne und mit Fuß sowie mit fest in der Muffe eingebauter Dichtung (Formen KW und KFW) Nenn- Mindestmaße Mindestwanddicken Scheitelweite druck- KW KFW kraft DN d 1 d 3 w t s t 1) 2 s 1 s 1 s 2 s 3 s 2) 4 FN mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kn/m ,8 ±1,2 9,1 ±1,4 9,1 ±1,4 9,1 ±1,4 11,7 ±1,8 11,7 ±1,8 11,7 ±1,8 11,7 ±1,8 11,7 ±1,8 11,7 ±1,8 14,3 ±2,2 14,3 ±2,2 14,3 ±2, ) t 1 t 2ist + 5 mm 2) darf bei KFW-Rohren an der Sohle um maximal 20 % unterschritten werden Tabelle 2.5: Maße von FBS-Beton- und FBS-Stahlbetonrohren mit Eiquerschnitt und fest in der Muffe eingebauter Dichtung Nennweite Mindestmaße WN/HN d 1 h d 3 1) w t 2 2)3) mm mm mm mm mm 300/ / / / / / / / / ,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 14,3 ± 2,2 14,3 ± 2,2 14,3 ± 2,2 14,3 ± 2,2 16,9 ± 2,6 16,9 ± 2,6 16,9 ± 2, ) Das Mindestmaß d 3 bezieht sich auf den horizontalen Durchmesser 2) Maß t s nach Angaben des Herstellers 3) t 1 t 2ist + 5 mm 29

30 2.3 FBS-Stahlbetonrohre FBS-Stahlbetonrohre nach DIN 4035 werden zum Bau von drucklos betriebenen Kanälen und Leitungen Freispiegelleitungen für Wasser und Abwasser, aber auch für sonstige Leitungen aller Art, z. B. begehbare Leitungsgänge, verwendet. Sie eignen sich besonders für hohe Belastungen, z. B. bei hohen Erdüberschüttungen oder dynamischen Beanspruchungen durch schweren Verkehr bei geringen Erdüberdeckungen, darüber hinaus aber auch für besondere Einbaubedingungen wie das Durchpressverfahren, für Rohrbrücken etc. Sie werden nach ATV-A 127 aufgrund der jeweiligen statischen Erfordernisse und Einbaubedingungen berechnet, nach den Festlegungen der DIN 4035 bemessen und bewehrt sowie nach den erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie ausgeführt. FBS-Stahlbetonrohre mit Kreisquerschnitt werden im Nennweitenbereich von DN 300 bis > DN 4000 ohne und mit Fuß sowie mit Glockenoder Falzmuffen (Bild 2.14/Bild 2.15) hergestellt. Andere Querschnittsformen nach DIN 4263 können ausgeführt werden (ungefähre Gewichtsangaben siehe Tabelle 2.2). Für FBS-Stahlbetonrohre DN 1200 sind als Rohrverbindungen werkseitig fest in der Muffe eingebaute Gleitringdichtungen zugelassen (Tabelle 2.6). Gleitringdichtungen auf dem Spitzende können bei Nennweiten DN 1200 als FBS-Rohrverbindung ausgeführt werden, wenn die Gleitringe werkseitig in Spitzendkammern eingebaut sind. Für FBS-Stahlbetonrohre > DN 1200 sind werkseitig fest in der Muffe eingebaute Gleitringdichtungen, werkseitig auf dem Spitzende in Kammern und vor einer Schulter aufgebrachte Dichtungen zugelassen. Bei Gleitringdichtungen auf dem Spitzende vor einer Schulter muß der Gleitring Keilquerschnitt haben. Bezeichnung eines FBS-Stahlbetonrohres, kreisförmig (K), mit Glockenmuffe (GM), Nennweite DN 1000 und Baulänge l 1 = 3000 mm: FBS-Stahlbetonrohr DIN 4035 K GM 1000 X Bezeichnung eines FBS-Stahlbetonrohres, kreisförmig (K), mit Falzmuffe (FM), Nennweite DN 2000 und Baulänge l 1 = 2500 mm: FBS-Stahlbetonrohr DIN 4035 K FM 2000 X Bild 2.14: FBS-Rohrverbindung mit Falzmuffe und auf dem Spitzende vor einer Stufe aufgebrachter Keilgleitdichtung (Beispiel) Bild 2.15: FBS-Stahlbetonrohr mit Falzmuffe (links) 30

31 Tabelle 2.6: Maße von FBS-Stahlbetonrohren mit fest in der Muffe eingebauter Dichtung Mindestmaße DN d 1 d 3 1) w t s t 2 2) mm mm mm mm mm ,8 ± 1,2 9,1 ± 1,4 9,1 ± 1,4 9,1 ± 1,4 11,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 11,7 ± 1,8 14,3 ± 2,2 14,3 ± 2,2 14,3 ± 2, ) Größere Maße sind bei FBS-Stahlbetonrohren nur dann zulässig, wenn sie zur Einhaltung der geforderten Betondeckung erforderlich sind. Bei Betonrohren wird das größere, auf Stahlbetonrohre abgestellte Spitzendmaß toleriert, wenn Beton- und Stahlbetonrohre mit den gleichen Untermuffen hergestellt werden. Diese Rohre sind mit dem entsprechenden d 3 -Maß zu kennzeichnen. 2) t 1 t 2ist + 5 mm Für FBS-Stahlbetonrohre mit Nennweiten > DN 1500 sind die Maße in den Werksunterlagen der jeweiligen Hersteller festgelegt. FBS-Stahlbetonrohre mit eiförmigem Durchflussquerschnitt werden im Nennweitenbereich WN/HN 300/450 bis WN/HN 1200/1800 mit Fuß und fest in der Muffe eingebauter Dichtung oder Gleitringdichtung auf dem Spitzende in einer Kammer oder vor einer Schulter hergestellt. Die Fertigung erfolgt im Allgemeinen in Stahlschalungen, in denen sie auch erhärten (siehe auch Tabelle 2.5). Für kreisförmige Stahlbetonrohre finden sowohl kreisförmig einlagige als auch kreisförmig mehrlagige oder in Sonderfällen dem Momentenverlauf angepasste elliptische Bewehrungen Verwendung. Die nach den Regeln des Stahlbetons bemessene Ringbewehrung besteht aus maschinell zu Bewehrungskörben verschweißtem, profiliertem Bewehrungsdraht BSt 500 P. In gleichmäßig verteilten Abständen von höchstens 150 mm wird sie über die gesamte Rohrlänge einschließlich der Muffe angeordnet. Durchgehende, gerade Längsstäbe halten die meist wendelförmige Ringbewehrung. Sie sind in den Kreuzungspunkten mit der Ringbewehrung durch Heftschweißung gesichert (siehe Abschnitt 3). Ab einer Wandstärke von 140 mm werden FBS- Stahlbetonrohre in der Regel zweilagig bewehrt. FBS-Stahlbetonrohre können auch zum Bau von Wasser- und Abwasserdruckleitungen mit niedrigen Betriebsdrücken, von Staukanälen und Rückhaltebecken mit zeitweisem Überstau sowie von Abwasserleitungen in Wassergewinnungsgebieten der Schutzzone II eingesetzt werden. 31

32 Für Einsatzgebiete mit hohen Betriebsdrücken und Sonderbelastungen können Spannbetondruckrohre hergestellt werden. Sie sind in DIN EN 639 bis DIN EN 642 genormt und nicht Gegenstand der FBS-Qualitätsrichtlinie. 2.4 FBS-Vortriebsrohre FBS-Vortriebsrohre aus Beton und Stahlbeton werden nach DIN 4032 bzw. nach DIN 4035 sowie den erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie gefertigt. Als Produktrohre für Wasser und Abwasser oder als Mantelrohre zur Aufnahme von Produktrohren, Kabeln usw. finden sie ihren Einsatz beim Einbau in geschlossener Bauweise im nicht begehbaren Nennweitenbereich (< DN 1000) und im begehbaren Nennweitenbereich ( DN 1000). FBS-Vortriebsrohre aus Beton werden überwiegend für den unbemannten Vortrieb im Nennweitenbereich < DN 1000 verwendet. FBS-Vortriebsrohre aus Stahlbeton verfügen über deutlich höhere Lastaufnahmereserven. Aus diesem Grund sind sie u. a. für sehr lange Vortriebsstrecken, für planmäßige Kurvenfahrten oder für den Vortrieb unter Druckluft besonders geeignet.sie werden im gesamten Nennweitenbereich DN 300 bis DN 4000 und größer hergestellt und eingesetzt. Die statische Berechnung von Vortriebsrohren erfolgt nach dem ATV- Arbeitsblatt A 161 für die jeweiligen Belastungs- und Einbaubedingungen (siehe Abschnitt 9). Außerdem ist das ATV- Arbeitsblatt A 125 zu berücksichtigen. Als Rohrverbindung für FBS-Vortriebsrohre hat sich der fest eingebaute Stahlführungsring (Bild 2.16) inverbindung mit einer Keilgleitdichtung aus Elastomeren am besten bewährt. Der Dichtring wird werkseitig auf das Spitzende in einer Kammer oder vor einer Stufe aufgebracht. Der Stahlführungsring besteht aus normalem oder aus korrosionsbeständigem Stahl.Wichtig ist eine geeignete Sicherung gegen Wasserumläufigkeit. Eine mögliche Ausführungsart zeigt das aus ATV-A 125 entnommene Bild In der Praxis haben sich aber auch eine Reihe anderer Ausführungsarten als geeignet erwiesen. Bei Einsatz von Bentonit als Schmier- und Stützmittel ist der auftretende äußere Druck für die Ausbildung der Rohrverbindung zu berücksichtigen. Falls gefordert, wird bei begehbaren Querschnitten nach Beenden des Vorpressvorganges zusätzlich die Rohrstoßfuge innen abgedichtet. Dafür ist das nachträgliche Einpressen von elastomeren Dichtprofilen besonders geeignet. Neben den Stahlführungsringen werden auch Falzmuffenausbildungen als Rohrverbindungen gewählt. Bild 2.16: FBS-Stahlbetonvortriebsrohre mit Stahlführungsring 32

33 Bild 2.17: Rohrverbindung für Vortriebsrohre mit eingebautem Stahlführungsring (schematisches Beispiel nach ATV-A 125) Die Ausführung von Sonderrohren Anfangsrohre, Rohre mit Injektionsstutzen, Rohre für Zwischenpressstationen, u. a. wird zwischen bauausführender Firma und Rohrhersteller abgestimmt. Von besonderer Bedeutung ist die Maßgenauigkeit des Außendurchmessers der Vortriebsrohre sowie die planparallele und rechtwinklige Ausführung der Stirnflächen (Tabelle 2.7). Tabelle 2.7: Grenzabmaße von FBS-Vortriebsrohren Nennweite Grenzabmaße Rohraußendurchmesser Abweichung von der Rechtwinkligkeit DN mm mm FBS-Formstücke aus Beton und Stahlbeton Allgemeines +0/-8 +0/-8 +0/-14 +0/ In Ergänzung zu den Rohren aus Beton und Stahlbeton haben die FBS- Mitgliedsfirmen ein umfassendes Formstückprogramm entwickelt. Es bietet technische Vorteile und trägt entscheidend zur Rationalisierung der Arbeiten auf der Baustelle bei. Hierzu gehören Abzweige/Zuläufe, Krümmer, Passstücke, Gelenkstücke,Anschlussstücke für den gelenkigen Anschluss, z. B. an Bauwerke, an Rohre aus anderen Werkstoffen u. a., Übergangs-/Reduzierstücke sowie Böschungsstücke, die in vielfältiger Form allen Anforderungen der Baustellen angepasst werden können FBS-Abzweige/-Zuläufe FBS-Abzweige in Nennweiten von DN 100 bis DN 250 (in Ausnahmefällen auch größer) werden als Seiten- oder Scheitelzuläufe mit Muffen ausgeführt, die das Anschließen von Rohren auch aus anderen Werkstoffen gestatten. Die Achse des FBS-Abzweigs bildet mit der Achse des durchgehenden Rohres einen Winkel von 45 oder 90. Bei Rohren mit Fuß ist sie um 10 gegen die Waagrechte nach oben geneigt. Bei Rohren ab DN 1500 sollten nur FBS-Abzweige mit einem Winkel von 90 angeordnet werden. Hinsichtlich der Ausführung gibt es zwei grundsätzliche Varianten: a) Herstellen einer Öffnung im Betonbzw. Stahlbetonrohr und Einbetonieren eines Anschlussstutzens aus Beton oder anderen Werkstoffen (Bild 2.18). b) Anbohren der Beton- bzw. Stahlbetonrohre und Einsetzen eines Anschlussstutzens aus verschiedenen Werkstoffen, werkseitig oder auf der Baustelle,mittels eines Dichtelementes (Bild 2.19). 33

34 l/3 45 l 90 l/3 1,00 m l/3 Bild 2.18: FBS-Rohre mit unterschiedlicher Anordnung von Abzweigen links: Anbohren des FBS-Rohres Bild 2.19: Einbau eines Anschlussstutzens für einen Abzweig rechts: Einsetzen des Anschlussstutzens 34

35 2.5.3 FBS-Krümmer FBS-Krümmer werden einschnittig aus zwei Rohrsegmenten oder zweischnittig aus drei Segmenten hergestellt (Bild 2.20/Bild 2.21).Aus hydraulischen Gründen sollte die Abwinklung am Segmentstoß 22,5 nicht überschreiten. Bei größeren Abwinklungen müssen unter Umständen mehrere FBS-Krümmer hintereinander angeordnet werden. Die Achslänge eines FBS-Krümmers ist in der Regel gleich der Baulänge des Rohres. Je nach baulichen Erfordernissen werden aber auch Sonderlängen gefertigt FBS-Passstücke FBS-Passstücke sind Rohre, deren Baulängen und Rohrenden nahezu beliebig den örtlichen Gegebenheiten angepasst werden können FBS-Gelenkstücke FBS-Gelenkstücke sind kurze Rohre mit Baulängen von 1000 mm, mit Muffe und Spitzende oder mit zwei Spitzenden, die zwischen der ankommenden und abgehenden Rohrleitung und den Schachtanschlussstücken bzw. den angeformten Muffen der Schachtbauwerke eingebaut werden. Bei Rohren mit Nennweiten > DN 600 haben sich auch Gelenkstücke mit Baulängen von 1500 mm bewährt FBS-Anschlussstücke Bild 2.20: FBS-Krümmer, einschnittig aus zwei Rohrsegmenten FBS-Anschlussstücke werden zur Herstellung gelenkiger Rohranschlüsse in Bauwerke eingebaut. Die Baulänge der Anschlussstücke wird in der Regel auf die Wanddicke der Bauwerke abgestimmt FBS-Übergangsstücke FBS-Übergangsstücke dienen zur Reduzierung oder Aufweitung der Nennweiten innerhalb einer Rohrleitung oder zum Anschluss an Rohre aus anderen Werkstoffen. Der Übergang kann sohlgleich oder scheitelgleich ausgeführt werden FBS-Böschungsstücke Bild 2.21: eingebaute FBS-Krümmer FBS-Böschungsstücke sind Rohre, die zur Angleichung an vorhandene 35

36 Böschungen oder zum Anschluss an Bauwerke einseitig abgeschrägt werden (Bild 2.22). Die Regelneigung beträgt 1:1 oder 1:1,5. Es sind Ausführungen mit oder ohne Muffe möglich. Der Abstand der Schächte soll bei Kanälen aller Nennweiten in der Regel 100 m nicht überschreiten. Er richtet sich nach arbeits- und sicherheitstechnischen Gesichtspunkten und ist abhängig davon, ob es sich um Schmutz-, Misch- oder Regenwasserkanäle handelt. Bei größeren Schachtabständen ist die Frage der Belüftung besonders zu prüfen. Aufgrund der Bestrebungen, Kosten zu reduzieren, werden zur Zeit Inspektions-, Reinigungs- und Lüftungsschächte im Nennweitenbereich von ca. DN 400 bis DN 800 entwickelt. Bild 2.22: Böschungsstück 2.6 FBS-Schachtfertigteile Allgemeines FBS-Schachtfertigteile zum Bau von Schächten für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen sind in DIN 4034, Teil 1, genormt und erfüllen die erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie. Der besondere Vorteil der FBS- Schachtbauteile besteht im schnellen und nahezu ortsunabhängigen Einbau. Daraus resultierend kommt es zu Bauzeitverkürzungen, die sich kostenreduzierend auswirken. Ein kompletter FBS-Schacht besteht in der Regel aus den im Bild 2.23 dargestellten Bauteilen. Brunnen- und Sickerschächte nach DIN 4034, Teil 2, sind für die Verwendung im Abwasserbereich nicht zugelassen! Schächte für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen dienen in erster Linie dem Zugang zur Kanalisation zum Zweck der Kontrolle,Wartung, Reinigung sowie der Be- und Entlüftung. Darüber hinaus werden sie auch zur Zusammenführung, Richtungs-, Neigungsund Querschnittsänderung der Rohrleitungen genutzt. Bild 2.24: FBS-Schachtbauwerk 36

37 Bild 2.23: FBS-Schacht aus Beton- und Stahlbetonfertigteilen FBS-Schachtbauteile nach DIN 4034, Teil 1, werden mit Muffe und Spitzende zur Verwendung von Dichtmitteln aus Elastomeren nach DIN EN und DIN 4060 gefertigt. Statt aus einzelnen Elementen können Schächte werkseitig auch als ein monolithisches Bauteil hergestellt werden (Bild 2.24). 37

38 2.6.2 FBS-Schachtunterteile FBS-Schachtunterteile (SU-M) bestehen aus Sohlplatte,Gerinne,Auftritt, Schachtwand mit angeformten Muffen (Bild 2.25) oder mit eingebauten Anschlussstücken mit Muffe oder Spitzende (Bild 2.26) zum Anschluss von Gelenkstücken, Dichtmittel und ggf. Steighilfen. Bei größerem Gefälle der ankommenden bzw. abgehenden Leitungen oder bei Abstürzen empfiehlt sich stets die Ausführung mit eingebauten Anschlussstücken. Die lichten Abmessungen des Schachtunterteiles richten sich nach Anzahl und Größe der ankommenden und abgehenden Kanäle. FBS-Schachtunterteile werden in der Regel in den Nennweiten DN 1000,1200 und 1500 mit einer Mindestwanddicke von 150 mm hergestellt (Tabelle 2.8). Bei Schächten mit mehr als 5 m Tiefe soll die lichte Weite 1200 mm nicht unterschreiten. Schachtunterteile mit Nennweiten DN 1200 können auch aus FBS-Stahlbetonrohren gefertigt werden. DN a max Bild 2.25: FBS-Schachtunterteil (SU-M) mit angeformten Muffen 38

39 Tabelle 2.8: Maße der FBS-Schachtunterteile (SU-M) DN d 1 s min d R,max h 2 h 3,min f min mm mm mm mm mm mm 1000 und ± ± ± ± Bezeichnungen gemäß Bild 2.25 und 2.26 Bild 2.26: FBS-Schachtunterteil (SU-M) mit eingebauten Anschlussstücken 39

40 Bei FBS-Beton- und Stahlbetonrohren mit Nennweiten DN 700 werden Schachtunterteile häufig auch seitlich an die Rohre angeformt.dieses Bauteil wird als Tangentialschacht bezeichnet (Bild 2.27/Bild 2.28). Bild 2.27: Schachtunterteil (SU-M) mit einseitigem Auftritt (Beispiel) Der Auftritt von Schachtunterteilen ist bei einem Durchmesser des abgehenden Kanals bis DN 500 aus hydraulischen Gründen beidseitig auf Scheitelhöhe hochzuziehen. Bei größeren Querschnitten soll die Auftrittshöhe mindestens 500 mm betragen.die Breite des Auftrittes darf 200 mm nicht unterschreiten. Bei Nennweiten über DN 600 sollten an der Einsteigseite mindestens 300 mm vorhanden sein. Die Neigung der Auftrittsflächen darf nicht steiler als 1:20 sein (Rutschgefahr!). Bei Auftrittshöhen über 500 mm sind aus Sicherheitsgründen Steigkästen oder Stufen in Verbindung mit Haltegriffen anzubringen. Das Gerinne im Schacht sollte ein gleichmäßiges Gefälle haben. Zusätzliche Zuläufe sind so einzubauen, dass bei Trockenwetterabfluss kein Rückstau entstehen kann. Der Radius des Sohlgerinnes im Schachtunterteil muss mindestens das Zwei- bis Dreifache der lichten Weite des einmündenden Kanals betragen. Richtungsänderungen sollten in der Regel 25 gon nicht überschreiten. Größere Abwinkelungen bis 100 gon sind nur in Ausnahmefällen bei Kanälen bis DN 500 zu empfehlen FBS-Schachtringe Bild 2.28: Tangentialschacht auf der Baustelle FBS-Schachtringe (SR-M) werden mit Muffe und Spitzende zur Verwendung von Dichtmitteln aus Elastomeren in Nennweiten von DN 1000, 1200 und 1500 mit Mindestwanddicken von 120, 135 und 150 mm hergestellt (Bild 2.29/ Tabelle 2.9). Die Regelbauhöhe beträgt 1000 mm. Zur Anpassung an örtliche Geländehöhen können auch Bauhöhen 40

41 Tabelle 2.9: Maße für FBS-Schachtringe mit Muffe (SR-M) DN d 1 d 2 d 3 s t 1 t 2 t m t s w mm mm mm mm mm mm mm mm mm ± ± ± ± 1, ± 1, ± 1, ± 2, ± 3, ± 3, ± 2 75 ± 3 85 ± 3,5 70 ± 1,0 80 ± 1,0 90 ± 1, ,5 ± 1,5 13,5 ± 2,0 16,0 ± 2, und Die Bauhöhe beträgt 500 mm. Die Abmessungen können DIN 4034,Teil 1,entnommen werden. FBS-Übergangsplatten ermöglichen den Übergang zwischen Schachtfertigteilen unterschiedlicher Nennweiten und haben eine Bauhöhe von 250 mm. Für sie ist eine statische Bewehrung nach DIN 1045 erforderlich. DIN 4034, Teil 1,enthält ein Beispiel für eine solche Bewehrung. Bild 2.29: FBS-Schachtring mit Muffe (SR-M) von 250, 500 und 750 mm geliefert werden.darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Schachtrohre aus Beton oder Stahlbeton (auch in größeren Nennweiten) zu verwenden FBS-Übergangsringe und FBS-Übergangsplatten Der Übergang zwischen FBS-Schachtbauteilen unterschiedlicher Nennweiten kann mit FBS-Übergangsringen (UER-M) oder FBS-Übergangsplatten (UEP-M) ausgeführt werden (Bild 2.30). Ein FBS-Übergangsring ist ein Schachtring mit veränderlichem Querschnitt für den Übergang zwischen Schachtfertigteilen der Nennweiten Bild 2.30: FBS-Übergangsplatte mit Muffe (UEP-M) FBS-Schachthälse und FBS-Abdeckplatten Zum Übergang von den Schachtringen zur Schachtabdeckung stehen FBS-Schachthälse (SH-M), auch als Konen (Bild 2.31) bezeichnet,und bei niedriger Bauhöhe FBS-Abdeckplatten (AP-M) zur Verfügung. 41

42 samthöhe der Auflageringe darf jedoch 240 mm nicht überschreiten Schachtabdeckungen Bild 2.31: FBS-Schachthals (SH-M)/Konus FBS-Schachthälse werden in den Nennweiten 1000/625, 1200/625 und 1500/625 in Regelbauhöhen von 600 mm hergestellt. In der Praxis werden auch Schachthälse mit Bauhöhen von 300 mm so genannte Minikonen verwendet. Für diese nicht in DIN 4034,Teil 1, genormten Bauteile muss ein Tragfähigkeitsnachweis vorliegen, wenn sie in Verkehrsflächen eingesetzt werden. FBS-Abdeckplatten haben eine Bauhöhe von 200 mm und werden mit Muffen passend zu den Schachtringen gefertigt. Auch für sie ist eine statische Bewehrung nach DIN 1045 erforderlich. Ein Beispiel für eine solche Bewehrung ist in DIN 4034,Teil 1,angegeben FBS-Auflageringe Zum Ausgleich von geringen Höhendifferenzen zwischen Schachthals oder Abdeckplatte und Schachtabdeckung werden verschiebesichere, bewehrte FBS-Auflageringe (AR-V) in Höhen von 60, 80 und 100 mm eingebaut. Die Ge- Schachtabdeckungen als oberer Abschluss der Schächte bestehen aus Rahmen, Schmutzfänger und Deckel. Sie sind prüfzeichenpflichtig und müssen den Anforderungen nach DIN EN 124 entsprechen. Für Fahrbahnen von Straßen, Parkflächen und vergleichbar befestigten Verkehrswegen sind Abdeckungen der Klasse D zu verwenden. Zur besseren Be- und Entlüftung der Kanäle sollen sie Entlüftungsöffnungen aufweisen. Werden Schachtabdeckungen ohne Entlüftungsöffnungen eingesetzt, muss die Be- und Entlüftung der Kanäle durch andere Maßnahmen, z. B. durch Steigrohre, sichergestellt werden. Bei zu erwartendem Rückstau aus dem Kanalnetz sind rückstausichere Schachtabdeckungen einzubauen. Die Deckel dieser Abdeckungen sind bei einem Innendruck bis zu 2 bar wasserdicht Sonderbauwerke Auch für Sonderbauwerke z. B. Vereinigungsbauwerke (Bild 2.32), Absturzbauwerke (Bild 2.33), Ein- und Auslaufbauwerke, Sandfänge, Regenüberlaufbauwerke, Schieberschächte, Pumpanlagen hat sich die Verwendung von Beton- und Stahlbetonfertigteilen durchgesetzt. Komplizierte Schalungs- und Bewehrungsarbeiten werden ins Betonwerk verlagert. Exakte Ausführung, hohe Betonqualität, fristgerechte Lieferung, Verkürzung der Bauzeit und damit Wirtschaftlichkeit sind die Hauptargumente, die für eine Vorfertigung sprechen. 42

43 Zum Bau dieser Anlagen werden einerseits großformatige Stahlbetonrohre eingesetzt. Andererseits können die Bauwerke aber auch aus vorgefertigten Stahlbetonplatten aufgestellt werden. Die kraftschlüssige und wasserdichte Montage erfolgt entweder im Betonwerk bei Stückgewichten bis zu 25 t oder auf der Baustelle, wobei die Anschlussfugen mit Beton vergossen werden. Bild 2.32: Beispiel eines Vereinigungsbauwerkes Bild 2.33: Beispiel eines Absturzbauwerkes 43

44 Die Abmessungen sind variabel und können den örtlichen Verhältnissen angepasst werden. Statische Berechnungen und Ausführungspläne werden werkseitig mitgeliefert. 44

45 Herstellung 3

46 3.1 Werkstoffe Allgemeines Die besonderen Eigenschaften der FBS-Betonrohre, FBS-Stahlbetonrohre und FBS-Schachtbauteile sind auf eine Vielzahl von Faktoren zurückzuführen. Dazu zählen, neben dem Einsatz hochwertiger Rohstoffe, moderne Betontechnologien, ausgereifte Fertigungstechniken sowie sorgfältige Nachbehandlungen und optimierte Rohrverbindungstechniken. Für die Herstellung gelten hinsichtlich der Festlegungen für Bindemittel, Betonzuschläge, Betonzusätze, Zugabewasser sowie Bereiten, Fördern,Verarbeiten und Nachbehandlung des Betons die DIN 1045 sowie die Produktnormen DIN 4032, DIN 4035 und DIN 4034, Teil Zement Für den Rohrbeton werden ausschließlich Normzemente nach DIN eingesetzt. Der schematische Ablauf des Herstellungsprozesses von Zement ist in Bild 3.1 dargestellt. In der Regel wird Portlandzement (CEM I) der Festigkeitsklasse 42.5 verwendet, in Sonderfällen, z. B. bei zu erwartendem hohem Sulfatangriff, ein Zement mit hohem Sulfatwiderstand. Der Zementgehalt richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften des Betons sowie nach den Umweltbedingungen Beton Für die Herstellung von FBS-Bauteilen wird ein wasserundurchlässiger Beton der Festigkeitsklasse B 45 mit hohem Widerstand gegen chemische Angriffe verwendet. Der Wasserzementwert des Betons liegt je nach Herstellungsart ca. zwischen 0,37 und 0,42. Die größte Wassereindringtiefe bei Prüfung nach DIN 1048,Teil 5, darf dabei nicht mehr als 20 mm betragen. Aufgrund betontechnologischer Maßnahmen, wie z. B. geeigneter Kornaufbau, hoher Zementgehalt und niedriger Wasserzementwert, sowie aufgrund intensiver maschineller Verdichtung und sorgfältiger Nachbehandlung entstehen wasserundurchlässige FBS-Rohre, FBS- Formstücke und FBS-Schächte. Bild 3.1: Herstellung von Zement Ablaufschema Betonzuschlag Für FBS-Bauteile wird stets Betonzuschlag aus natürlichem Gestein als Rundkorn, Sand/Kies oder gebrochenes Korn nach DIN 4226,Teil 1 und Teil 3, verwendet. Das Größtkorn des Zuschlags wird durch die Bauteildicke, bei Stahlbeton zusätzlich durch die Bewehrungsdichte und die vorgesehene Betondeckung, bestimmt. Um einen dichten Rohrbeton zu erzielen,wird eine Kornzusammensetzung gewählt,die leicht zu verdichten ist und einen möglichst geringen Wasseranspruch hat. 46

47 3.1.5 Zugabewasser Als Zugabewasser eignet sich jedes Wasser,das den Erhärtungsvorgang nicht ungünstig beeinflusst. In der Regel kann dazu Trinkwasser verwendet werden Betonzusätze Betonzusatzstoffe, z. B. Steinkohlenflugasche, Steinmehl,Trass, Microsilica, können Festigkeit, Dichtheit oder Verarbeitbarkeit des Betons verbessern. Sie müssen entweder einschlägigen Normen entsprechen oder bauaufsichtlich zugelassen sein bzw. ein Prüfzeichen des Deutschen Institutes für Bautechnik (DIBt) in Berlin aufweisen. Vor der Verwendung sind entsprechende Eignungsprüfungen durchzuführen. Die zugegebenen Mengen sind bei der Stoffraumrechnung zu berücksichtigen. Mit Betonzusatzmitteln können durch chemische und physikalische Wirkungen die Eigenschaften des Frisch- und Festbetons, z. B. die Verarbeitbarkeit und Wasserundurchlässigkeit, verändert werden. Sie müssen zugelassen sein, d. h. ein Prüfzeichen des Institutes für Bautechnik in Berlin aufweisen. Chloride, chloridhaltige oder andere die Stahlkorrosion fördernde Stoffe dürfen Stahlbeton nicht zugesetzt werden Betonstahl Für die Herstellung von FBS-Stahlbetonrohren wird Betonstahl BSt 500 P verwendet.er muß hinsichtlich Bruchdehnung, Schweißbarkeit usw. DIN EN entsprechen. 3.2 Herstellverfahren FBS-Bauteile werden in Betonwerken (Bild 3.2) hergestellt, die aufgrund ihrer Ausstattung mit modernen Produktionsanlagen, ihrem qualifizierten Fachpersonal und ihrer Qualitätsüberwachung entsprechend den Anforderungen der Normen sowie der FBS- Qualitätsrichtlinie eine gleichbleibend hohe Produktionsqualität sicherstellen. Bild 3.2: Blick auf ein Betonrohrwerk Die Bereitung des Betons erfolgt heute weitgehend automatisch nach erprobten Rezepturen in stationären Mischanlagen (Bild 3.3).Von dort wird er mit geeigneten Transporteinrichtungen, z. B. Kübelbahnen, zu den einzelnen Rohr- und Schachtbauteilfertigungseinrichtungen befördert. Die Bewehrungskörbe von Stahlbetonrohren werden entprechend den statischen Erfordernissen auf voll- oder halbautomatischen Schweißmaschinen durch elektrisches Widerstandspunktschweißverfahren gefertigt (Bild 3.4/ Bild 3.5). Dabei wird darauf geachtet, dass die ursprünglichen Eigenschaften des Betonstahls (Oberflächengestalt, Zugfestigkeit, Bruchdehnung) erhalten bleiben. Ebenfalls wird die anforde- 47

48 Bild 3.3: Monitorbild einer modernen Misch- und Dosiereinrichtung Bild 3.4: Schweißautomat rungsgemäße Schweißung überwacht. Der Nachweis dafür wird durch entsprechende Kontrollen nach DIN 4035 erbracht. Die Konstruktionsmerkmale der FBS-Rohre und FBS-Schachtbauteile, z. B. Rohrform, Rohrverbindung,Wanddicke, Bild 3.5: Fertiger Bewehrungskorb auf der Untermuffe Baulänge und Bewehrung, beeinflussen weitgehend den Einsatz von Maschinen und die Produktionsabläufe. Die Ferti- 48

49 Fertigungsverfahren für Beton- und Stahlbetonrohre Mit Erhärtung in der Schalung Mit Sofortentschalung Vertikale Verfahren Horizontale Verfahren Rüttelpressverfahren Radialpressverfahren Kombinierte Verfahren In Form mit Außenrüttlern und/oder Flaschenrüttlern Auf Vibrationstischen rütteln Schleudern Walzen Mit stehendem Kern Mit steigendem Kern Bild 3.6: Fertigungsverfahren Bild 3.7: Ziehen der Außenschalung gung erfolgt liegend oder stehend mittels unterschiedlicher Betonverdichtungsverfahren, die auch miteinander kombiniert werden können, z. B. Schleudern,Walzen, Rütteln, Pressen. Bild 3.8: Rohre mit aufgesetzten Stützringen beim Verlassen der Klimakammer Einen Überblick über die Fertigungsverfahren für Beton- und Stahlbetonrohre vermittelt Bild 3.6 [3.1]. 49

50 Bei allen Herstellverfahren werden die Bauteile nach der Fertigung nachbehandelt. Dies geschieht durch Zuführen oder Erhalten der zum Abbindeprozess erforderlichen Feuchtigkeit sowie durch eine gezielte Wärmebehandlung. Bild 3.9: Rohr, in der Schalung erhärtet Nach dem Zeitpunkt der Entschalung werden zwei Verfahren unterschieden: Entschalen unmittelbar nach dem Herstellen (Sofortentschalung) Erhärten in der Schalung Bei Fertigung mit Sofortentschalung werden Stahluntermuffen sowie Obermuffen bzw. Stützringe verwendet, die bis zum Erhärten des Betons an den Bauteilen verbleiben. Somit ist sichergestellt, dass die nach der FBS-Qualitätsrichtlinie zulässigen geringen Grenzabmaße im Bereich der Bauteilverbindungen eingehalten werden (Bild 3.7/Bild 3.8). Die Maßgenauigkeit der Spitzenden kann auch durch Fräsen erreicht werden. Bei der zweiten Fertigungsvariante bleibt das Rohr so lange in der Schalung, bis eine ausreichende Erhärtung eingetreten ist. Dieses Verfahren wird vorzugsweise bei der Herstellung von großformatigen FBS-Stahlbetonrohren mit Sonderquerschnitten und FBS-Vortriebsrohren verwendet (Bild 3.9). Die im Bild 3.6 aufgeführten Schleuder- und Walzverfahren sind heute in Deutschland praktisch nicht mehr gebräuchlich. Den Abschluss des Fertigungsprozesses bilden die FBS-typischen Serienprüfungen. Alle im Nennweitenbereich von DN 300 bis DN 1000 gefertigten FBS-Beton- und FBS-Stahlbetonrohre werden auf Dichtheit geprüft. Diese Prüfung erfolgt auf einer geeigneten Serienprüfeinrichtung mit Wasserdruck oder Luftüber- bzw. -unterdruck (Bild 3.10). Zusätzlich werden bei diesen Rohren die Rohraußendurchmesser d 3 am Spitzende unter Erfassung der Kleinst- und Größtwerte gemessen (Bild 3.11). Hierzu stehen mechanisch arbeitende Geräte oder Lasermessgeräte zur Verfügung. Die Ergebnisse beider Prüfungen werden protokolliert.nur Rohre, die diese Kontrollen bestehen, erhalten anschließend automatisch eine Kennzeichnung mit allen normgemäßen Angaben und dem FBS- Qualitätszeichen. Bild 3.10: Vakuumprüfanlage 50

51 Vor Aufnahme der Produktion ist vom Hersteller nachzuweisen, dass getrennt nach Produktart und Nennweitengruppe sämtliche Anforderungen der Normen und der FBS-Qualitätsrichtlinie erfüllt werden. Das Bestehen der Erstprüfung ist eine Voraussetzung für die Verleihung und Führung des FBS-Qualitätszeichens. Bild 3.11: Serienprüfung des Spitzenddurchmessers d 3 Zur Herstellung von FBS-Schachtbauteilen greift man in den Betonwerken auf die vorhandene moderne Fertigungstechnologie zurück. So sind auch hier die beiden Verfahren Sofortentschalung oder Erhärten in der Schalung gebräuchlich. Bei der Sofortentschalung sind auf die Bauteile abgestimmte halboder vollautomatisch ablaufende Fertigungsprozesse üblich (Bild 3.12). Bild 3.12: Schachtringe unmittelbar nach der Produktion 3.3 FBS-Qualitätssicherung Die Qualitätssicherung der FBS- Beton-, FBS-Stahlbeton- und FBS-Vortriebsrohre sowie der FBS-Schachtbauteile erfolgt auf der Grundlage der DIN 18200, der Produktnormen DIN 4032, DIN 4035 und DIN 4034,Teil 1, sowie der FBS-Qualitätsrichtlinie. Sie besteht aus Erstprüfung, Eigen- und Fremdüberwachung. In der Eigenüberwachung wird vom Hersteller in eigener Verantwortung in Abhängigkeit vom Produktionsumfang laufend die Qualität der hergestellten Rohre und Schachtbauteile geprüft. Umfang und Häufigkeit der durchzuführenden Prüfungen richten sich nach den Angaben in den Produktnormen und den Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie. Die Ergebnisse sind nachprüfbar zu dokumentieren (Bild 3.13). Die Fremdüberwachung erfolgt in der Regel zweimal jährlich durch eine amtlich anerkannte Güteschutzgemeinschaft. Hierbei werden Rohre, Schachtbauteile und Probekörper entsprechend den produzierten Nennweitengruppen entnommen und nach den Anforderungen der Produktnormen und der FBS- Qualitätsrichtlinie in einem Prüfinstitut oder in Anwesenheit der fremdüberwachenden Stelle im Herstellerwerk geprüft. Die Ergebnisse der Fremdüberwachung stehen dem Bauherrn auf Anforderung in einem Prüfbericht zur Verfügung. Auf diese Weise kann jederzeit leicht nachgeprüft werden, ob die angebotenen Erzeugnisse den an sie gestellten Anforderungen genügen. Die für Rohrwerkstoffe einmalige, lückenlose Qualitätskontrolle umfasst die 51

52 Bild 3.13: Angabenblatt FBS-Eigenüberwachungsprotokoll Ausgangsstoffe Zement, Sand, Kies oder Splitt,Wasser, Zusatzstoffe, Zusatzmittel und Betonstahl, die Produktionseinrichtungen,das Bereiten und Verarbeiten des Betons, die Betonfestigkeit, das Schweißen der Bewehrung sowie die Maßhaltigkeit, Beschaffenheit, Festigkeit und Wasserdichtheit (Bild 3.14) der fertigen FBS-Rohre,FBS-Formstücke und FBS- Schachtbauteile. Damit werden bei der Herstellung von FBS-Produkten alle Fertigungsstufen von den Ausgangsstoffen über den Produktionsablauf bis zu den fertigen Produkten überwacht. Bild 3.14: Strangprüfung von FBS-Rohren 52

53 Eigenschaften 4

54 4.1 Allgemeines FBS-Betonrohre, FBS-Stahlbetonrohre, FBS-Vortriebsrohre und zugehörige Formstücke sowie FBS-Schachtbauteile erfüllen aufgrund ihrer geprüften Qualität und ihrer besonderen Eigenschaften die hohen Anforderungen, die heute an Bauteile für die Abwasserkanalisation gestellt werden. Sie sind dicht gegen inneren und äußeren Wasserdruck, hydraulisch leistungsfähig, abriebfest, widerstandsfähig gegen starke chemische Angriffe, dauerhaft und wirtschaftlich. 4.2 Tragfähigkeit Rohrleitungen gehören zu den Ingenieurbauwerken, für die eine statische Berechnung erforderlich ist. Für alle Rohrwerkstoffe gültige, auf gleichem Sicherheitsniveau basierende Berechnungsverfahren enthalten die ATV- Arbeitsblätter A 127 (für die offene Bauweise) und A 161 (für die geschlossene Bauweise), die auch Bestandteil der DIN EN sind. Voraussetzung für die Gültigkeit dieser Berechnungsverfahren und die rechnerischen Sicherheiten sind die genormten Werkstoffeigenschaften sowie die Bauausführung nach DIN EN Erstere werden durch die regelmäßige Güteüberwachung, letztere durch eine ausreichende Bauüberwachung gesichert. Die Bemessung und Ausführung von Beton und Stahlbeton ist in DIN 1045 geregelt. Die bei Beton- und Stahlbetonrohren sowie Schachtbauteilen zu beachtenden Besonderheiten finden sich in den entsprechenden Produktnormen DIN 4032, DIN 4035, DIN 4034, Teil 1, sowie in der FBS- Qualitätsrichtlinie. Für Betonrohre erfolgt die Beurteilung der Tragfähigkeit nach den Mindestwerten der Scheiteldruckkraft bzw. den Rechenwerten der Ringbiegezugfestigkeit eines Betons der Festigkeitsklasse B 45. Für wandverstärkte FBS- Betonrohre (Form KW und KFW) gelten die Werte der Tabelle 2.3. FBS-Stahlbetonrohre können für praktisch alle vorkommenden Belastungs- und Einbaubedingungen durch Anpassung der Bewehrung und gegebenenfalls der Wanddicke bemessen und hergestellt werden. Die Tragfähigkeit wird nach DIN 4035 entsprechend den Regeln des Stahlbetons mit dem Bruchsicherheitsnachweis im Zustand II berechnet. Dabei geht man davon aus, dass der Betonstahl alle Zugspannungen aufnimmt. Außerdem ist die Beschränkung der Rissbildung unter Gebrauchslast nach DIN 4035, Abschnitte und , nachzuweisen. Die für den Zustand I ermittelte Vergleichsspannung darf für einen Beton der Festigkeitsklasse B 45 den Wert von 6 N/mm 2 nicht überschreiten. Die statische Berechnung von FBS- Beton- und FBS-Stahlbetonrohren wird in den Abschnitten 8 bis 11 behandelt. FBS-Schachtbauteile können ohne gesonderten statischen Nachweis bei Belastung durch SLW 60 bis zu einer Einbautiefe von 10 m eingesetzt werden. 54

55 4.3 Schlagfestigkeit FBS-Betonrohre und Stahlbetonrohre weisen aufgrund der zähen Werkstoffeigenschaften eine hohe Schlagfestigkeit auf. Entsprechende Untersuchungen bestätigen das. 4.4 Schwellfestigkeit Versuche, die an der Technischen Hochschule Braunschweig durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass FBS-Betonrohre einer Schwellbelastung zwischen 10 % und 60 % der statischen Kurzzeitfestigkeit (Mindestscheiteldruckkraft) bei 2 x 10 6 Lastwechseln standhalten. Für FBS-Stahlbetonrohre wird die Schwingbreite bei nicht vorwiegend ruhender Belastung gemäß DIN 1045, Abschnitt 17.8, durch Beschränkung der Stahlspannung nachgewiesen und nach DIN 4035 im Rahmen der Eigenüberwachung durch Prüfung des Bewehrungsstahles unter häufig wiederholter Belastung sichergestellt. 4.5 Wasserdichtheit Die Wasserdichtheit von Abwasserkanälen und -leitungen ist eine der wichtigsten Forderungen zum Schutz von Grundwasser und Boden. Der Dichtheitsprüfung von Rohren, Schachtbauteilen und deren Verbindungen kommt deshalb besondere Bedeutung zu. Für FBS-Betonrohre, FBS-Stahlbetonrohre und FBS- Schachtbauteile gelten die Normen DIN 4032, DIN 4035, DIN 4034, Teil 1, und die erhöhten Anforderungen der FBS-Qualitätsrichtlinie. Danach werden sowohl die Wasserundurchlässigkeit des Betons als auch die Wasserdichtheit der Rohre, Schachtbauteile und deren Verbindungen in der Erstprüfung und in der laufenden Eigen- und Fremdüberwachung geprüft. In der Erstprüfung wird die Funktionssicherheit der FBS-Bauteile und deren Verbindungen nachgewiesen. Dabei werden folgende Prüfungen durchgeführt: 1. Prüfung der Wasserdichtheit der Rohre: Prüfdruck für FBS-Rohre DN 1000: 2,5 bar Prüfdruck für FBS-Rohre > DN 1000: 1,0 bar Die Prüfung wird generell als Strangprüfung durchgeführt, d. h., es werden 3 Rohre einschließlich der Rohrverbindungen geprüft. 2. Prüfung der Wasserdichtheit der Rohrverbindungen bei gegenseitiger Abwinklung (Bild 4.1). Die Prüfkriterien nach FBS-Qualitätsrichtlinie sind der Tabelle 4.1 zu entnehmen. Tabelle 4.1: Prüfkriterien Nennweite DN 300 bis DN 600 DN 700 bis DN 1000 DN 1100 bis DN 1500 DN ) für Vortriebsrohre 1,0 bar Abwinklung in mm/m Baulänge x 1000/DN Prüfdruck in bar 2,5 1) 2,5 1) 1,0 1,0 3. Prüfung der Rohrverbindungen unter Scherlasteinwirkung (Bild 4.2): Scherlast: 50 x DN in Newton Prüfdruck: 1,0 bar 55

56 unter Scherlasteinwirkung wird gleichzeitig nachgewiesen, dass die Rohrverbindungen wurzelfest sind. Bei der Erstprüfung von FBS-Schachtbauteilen und deren Verbindungen werden drei zusammengefügte Schachtringe mit zwei Verbindungen unter einem inneren Überdruck von 1,0 bar auf Wasserdichtheit geprüft. Grundsätzlich gelten die Anforderungen nach DIN 4034, Teil 1, Abschnitt 3.5. Bild 4.1: Prüfung der Wasserdichtheit der Rohrverbindung bei gegenseitiger Abwinklung Im Rahmen der werkseitigen Eigenüberwachung wird im Nennweitenbereich bis DN 1000 die Dichtheit sämtlicher gefertigter FBS-Betonrohre, FBS- Stahlbetonrohre und FBS-Vortriebsrohre serienmäßig im Rahmen einer Kurzzeitprüfung nachgewiesen. Diese Prüfung erfolgt mit einem inneren Wasserüberdruck, Luftunterdruck bzw. -überdruck. Über die Anforderungen der Norm hinaus werden zusätzlich Strangprüfungen mit Wasserzugabemessung bei einem inneren Überdruck von 1,0 bar durchgeführt. Dabei darf die Wasserzugabe die Werte der Tabelle 4.2 nicht überschreiten. Tabelle 4.2: Maximale Wasserzugabe Bild 4.2: Prüfung der Wasserdichtheit der Rohrverbindung unter Scherlasteinwirkung Mit den Prüfungen nach 2. und 3. wird sichergestellt, dass die Verbindungen von FBS-Rohren auch unter ungünstigen Einbaubedingungen, z. B. bei Richtungsänderungen und Setzungen, dauerhaft wasserdicht bleiben. Mit Erfüllung der Anforderungen bei Prüfung Nennweite DN 600 DN 700 bis DN 1000 DN 1100 Wasserzugabe in l/m 2 0,08 0,07 0,05 Bei der Eigenüberwachung von FBS- Schachtbauteilen werden zwei Schachtringe einschließlich ihrer Verbindungen mit 1,0 bar auf Wasserdichtheit geprüft. 56

57 Mit den Wasserdichtheitsprüfungen nach der FBS-Qualitätsrichtlinie wird auch die grundsätzliche Eignung der FBS-Produkte für den Einsatz in Wassergewinnungsgebieten der Schutzzone II (Bild 4.3) nachgewiesen. Alle FBS-Rohre, die für diesen Bereich vorgesehen sind, werden mit einem inneren Überdruck von 2,5 bar auf Dichtheit geprüft. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Sinne des hiermit angebotenen Pauschal-Konzeptes für die Bemessung und Nachrechnung die Verwendung dieser k b -Werte für genormte Rohre ohne weiteren Nachweis im Einzelfalle zulässig und als Regelfall anzusehen ist. Für nicht genormte Rohre und Ortbetonkanäle ohne besonderen Nachweis der effektiven Wandrauheit ist k b = 1,5 mm zu setzen. Der Pauschal-Ansatz für k b -Werte enthält in der Regel die Einflüsse von: Wandrauheit, Lageungenauigkeiten und -änderungen, Rohrstößen, Zulauf-Formstücken und Schachtbauwerken. Bild 4.3: Wassergewinnungsgebiet 4.6 Hydraulische Leistungsfähigkeit Wandrauheit Die hydraulische Bemessung von Freispiegel- und Druckleitungen erfolgt heute allgemein nach dem ATV-Arbeitsblatt A 110 mit der Formel von Prandtl- Colebrook. Der Nachweis kann dabei entweder nach dem Pauschal-Konzept oder dem Individual-Konzept durchgeführt werden. Beim Pauschal-Konzept sind die verschiedensten den Abfluss in den Rohrleitungen beeinflussenden Verlustbeiwerte in eine so genannte betriebliche Rauheit k b eingerechnet. Im ATV-A 110 heißt es dazu: Im Rahmen dieses Pauschal- Ansatzes ist die effektive Wandrauheit für derzeit im Rahmen des Normungsausschusses Wasserwesen genormte Rohre einheitlich mit k = 0,1 mm angesetzt. Darin sind auch die Auswirkungen des Kanalbetriebs auf die Wandrauheit gegenüber den Verhältnissen bei neuwertigen Rohren erfasst. Untersuchungen an der TH Darmstadt an Betonrohren haben bestätigt, dass dieser Wert i. Allg. deutlich unterschritten wird [4.1]. Die Zuordnung von verschiedenen Kanalarten und verschiedenen örtlichen Situationen zu den entsprechenden k b - Werten ist in Tabelle 4.3 dargestellt. Das Pauschal-Konzept wird in der Praxis nahezu ausschließlich für die hydraulische Dimensionierung von neu zu erstellenden Abwasserkanälen und -leitungen angewendet,da die Detailinformationen über den Kanal, wie z. B. Rohrlän- 57

58 Tabelle 4.3: Pauschalwerte für die betriebliche Rauheit k b nach ATV-A 110 k b (mm) Anwendung für Bem. 0,25 0,50 0,75 1,50 Drosselstrecken 1 ), Druckrohrleitungen 1 ) 2 ), Düker 1 ) und Reliningsstrecken ohne Schächte Transportkanäle mit Schächten gem. ATV-A 241, Abschnitt Sammelkanäle und -leitungen mit Schächten gem. ATV-A 241, Abschnitt dto. mit angeformten Schächten gem. ATV-A 241, Abschnitt Transportkanäle mit Sonderschächten nach Bild 8 bzw. mit angeformten Schächten Sammelkanäle und -leitungen mit Sonderschächten nach Bild 8 Mauerwerkskanäle, Ortbetonkanäle, Kanäle aus nicht genormten Rohren ohne bes. Nachweis der Wandrauheit alle DN alle DN bis DN 1000 alle DN alle DN alle DN alle DN 1) ohne Einlauf-, Auslauf- und Krümmungsverluste 2) ohne Drucknetze gen bzw. Anzahl der Rohrstöße, Anzahl der Seitenzuläufe, Anzahl der Schächte, Ausbildung der Schachtunterteile, zu diesem Zeitpunkt vielfach noch nicht feststehen. Zur hydraulischen Nachrechnung bestehender Abwasserkanäle und -leitungen wird i.allg.das Individual-Konzept angewendet. Dabei sind die jeweiligen Verluste infolge der Wandrauheit k und die auftretenden Einzelverluste haltungsweise nachzuweisen, wobei k 0,1 mm angesetzt werden muß (ATV-A 110, Abschnitt 3.3.3).Veränderungen gegenüber dem neuwertigen Zustand sind zu berücksichtigen. Im ATV-A 110 sind dazu Größenordnungen für die verschiedensten Einzelverluste angegeben, und zwar infolge von Lageungenauigkeiten und -änderungen, Rohrstößen, Zulauf-Formstücken, Schachtbauwerken in Regelausführungen, Schachtbauwerken in Sonderausführungen, Strömungsumlenkungen und Vereinigungsbauwerken. 4.7 Widerstand gegen mechanische Angriffe Hohe Betondruckfestigkeit mindestens B 45,Verarbeitung des Betons mit geringem Wasserzementwert, hohe Verdichtung und fachgerechte Nachbehandlung sind die Voraussetzungen, dass FBS-Bauteile die betontechnologischen Anforderungen von DIN 1045 für Beton mit hohem Abnutzwiderstand erfüllen. Langjährige Beobachtungen an Abwasserkanälen haben gezeigt, dass die gemessenen absoluten Abriebwerte von Beton- und Stahlbetonrohren unbedeutend und für die Lebensdauer der Rohre vernachlässigbar sind [4.2] [4.3]. 58

59 Nach DIN 4032 kommt der Abriebfestigkeit erst bei Fließgeschwindigkeiten über 10 m/s und extremer Sandfracht eine besondere Bedeutung zu. Soll im Ausnahmefall ein Nachweis geführt werden, sind die Anforderungen und ein geeignetes Prüfverfahren zu vereinbaren. Die mechanischen Einwirkungen von sehr schnell fließendem Wasser ohne Feststoffe auf Rohrleitungen beruhen im Wesentlichen auf der Kavitation [4.4]. Erfahrungsgemäß tritt bei dauernd einwirkenden Fließgeschwindigkeiten von 8 bis 10 m/s bei Beton- und Stahlbetonrohren keine Kavitation auf.wird durch geeignete bautechnische Maßnahmen zügige Leitungsführung, hydraulisch günstige Ausbildung der Schächte und Bauwerke,Vermeidung senkrechter Aufprallflächen usw. eine Kavitation verhindert,sind Fließgeschwindigkeiten von 12 m/s vertretbar. Erfahrungsberichte aus der Praxis zeigen, dass von Betonund Stahlbetonrohren über lange Zeiträume auch Wassergeschwindigkeiten von 20 m/s und mehr schadlos überstanden wurden [4.5]. 4.8 Widerstand gegen Hochdruckreinigung Untersuchungen der Prüfstelle der Stadtentwässerung Zürich zeigen, dass eine gute Korrelation zwischen der Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchung aus der Hochdruck-Kanalreinigung und der Abriebfestigkeit eines Werkstoffes besteht. Somit weisen auch FBS-Beton- und Stahlbetonrohre aufgrund ihrer hohen Abriebfestigkeit eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hochdruckreinigung auf. Voraussetzung dafür ist allerdings ein sachgemäßer Einsatz der Hochdruckspültechnik, d. h. die Begrenzung des Spüldruckes maximal 120 bar an der Düse und des Förderstromes 325 l/min bis 650 l/min, je nach Rohrnennweite, die Verwendung geeigneter Düsen usw. [4.6]. 4.9 Widerstand gegen chemische Angriffe FBS-Bauteile sind ohne zusätzlichen Schutz gegen chemische Angriffe mit dem Angriffsgrad stark nach DIN 4030, Teil 1, widerstandsfähig. Damit Tabelle 4.4: Grenzwerte zur Beurteilung des Angriffsgrades von Wässern vorwiegend natürlicher Zusammensetzung nach DIN 4030, Teil 1 Untersuchung Angriffsgrad schwach stark sehr stark angreifend angreifend angreifend ph-wert Kalklösende Kohlensäure Ammonium Magnesium Sulfat 1) 6,5 5, mg/l mg/l mg/l mg/l < 5,5 4,5 > mg/l > mg/l > mg/l > mg/l < 4,5 > 100 mg/l > 60 mg/l > 3000 mg/l > 3000 mg/l 1) Bei Sulfatgehalten über 600 mg SO 4 2- je l Wasser, ausgenommen Meerwasser, ist ein Zement mit hohem Sulfatwiderstand (HS) zu verwenden (siehe DIN1164, Teil 1/03.90, Abschnitt 4.6, und DIN1045/07.88, Abschnitt ). 59

60 Tabelle 4.5: Grenzwerte für eine dauernde Beanspruchung von Beton im Kanalnetz durch kommunales Abwasser Angriffsart Angriffe, z. B. durch Beanspruchungskennwerte von üblichem kommunalem Abwasser ausreichender Betonwiderstand gegeben: bei einer dauernden Beanspruchung Grenzwerte im Abwasser bei Einhaltung folgender Anforderungen an den Beton lösend durch Auslaugung weiches Wasser nicht gegeben entfällt lösend durch Säureangriff anorganische und organische Säuren kalklösende Kohlensäure (Co 2 ) ph-wert: 6,5 bis 10 < 10 mg/l 1 ) ph-wert 6,5 15 mg/l w/z 0,50 2) und Wassereindringtiefe (DIN 1048) von 3cm lösend durch Austauschreaktion Magnesium (MG 2+ ) Chlorierte und aromatische Kohlenwasserstoffe (CKW/AKW) sind Schadstoffe,die nicht in den Wasserkreislauf gelangen dürfen.diese Stoffe greifen den Werkstoff Beton grundsätzlich nicht an. Bei einer unplanmäßigen Einleitung von CKW/AKW in einen Abwasserkanal, z. B. infolge eines Unfalls oder einer betrieblichen Störung, verhindert der Rohr- Ammonium- Stickstoff NH 4- N) < 100 mg/l) < 100 mg/l) 1000 mg/l 300 mg/l treibend Sulfat (SO 4 2-) < 250 mg/l) 600 mg/l wie oben ohne HS-Zement < 3000 mg/l wie oben mit HS-Zement 1) Im üblichen kommunalen Abwasser wird dieser Wert nicht erreicht. Allenfalls bei der Ableitung großer Mengen kohlensäurehaltigen Grundwassers (z. B. Drainagewasser) ist in Einzelfällen ein Wert in der angegebenen Größenordnung denkbar. 2) Durch niedrige w/z-werte und durch die Verwndung von Beton mit besonderer Zusammensetzung wird der chemische Widerstand des Betons erheblich begünstigt. sind sie gegen die meisten natürlichen Grundwässer und Böden sowie gegen alle üblichen kommunalen Abwässer (Tabelle 4.4/Tabelle 4.5) widerstandsfähig. Letztere sind nur als schwach angreifend einzustufen. Dies wird durch die behördlichen Einleitungsbedingungen Eigenkontrollverordnung, Indirekteinleiterverordnung, kommunale Abwassersatzung sowie im ATV- Arbeitsblatt A 115 geregelt. Erst bei Überschreitung der oben angeführten Grenzwerte sind besondere Schutzmaßnahmen erforderlich. So ist z. B. bei Sulfatkonzentrationen von 600 bis 3000 mg/l Abwasser der Beton für FBS-Bauteile unter Verwendung von Zement mit hohem Sulfatwiderstand herzustellen. 60

61 beton mit seinem dichten Gefüge für den Zeitraum der Sicherungsmaßnahmen den Austritt dieser Stoffe durch die Rohrwand [4.8]. Eine besondere Art des chemischen Angriffes stellt die vieldiskutierte biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK) oder Sulfidkorrosion dar (Bild 4.4). Mit ihrer Entstehung muss in teilgefüllten Abwasserkanälen, bei sehr langen Fließstrecken mit zu geringem Gefälle und mangelhafter Durchlüftung, d. h. bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten und langer Verweildauer des Abwassers im Kanal gerechnet werden. Besonders anfällige Stellen im Kanalnetz sind z. B. Pumpwerke, Austritte von Druckleitungen, Einleitungen aus Druckentwässerungssystemen, Abstürze und andere Bauwerke, die Turbulenzen hervorrufen. Eiweiße Bild 4.4: Prinzipieller Ablauf bei der biogenen Schwefelsäurekorrosion Sulfidhaltige Abwässer verursachen nicht nur Korrosion an Rohren, Bauwerken und Werkstoffen, sondern auch massive Probleme der Arbeitssicherheit für das im Kanal arbeitende Personal. In angefaultem Abwasser entstehender Schwefelwasserstoff ist ein heimtückisches und lebensgefährliches Gas! Darüber hinaus verursachen diese Abwässer Geruchsprobleme für die Anwohner sowie Probleme bei der Abwasserbehandlung in den Kläranlagen. Durch planerische und betriebliche Maßnahmen können Sulfidprobleme vermieden werden.dem verantwortlichen Ingenieur stehen geeignete Unterlagen zur Verfügung, um Fehlentwicklungen rechtzeitig zu begegnen. Ein Rechenverfahren zur Abschätzung der in einer Abwasseranlage zu erwartenden Sulfidbedingungen sowie eine Sammlung konstruktiver Regeln zu ihrer Minimierung sind dabei eine wertvolle Hilfe [4.9]. Geeignete planerische und konstruktive Maßnahmen sind insbesondere: ausreichende Belüftung der Abwasseranlagen, eventuell durch Anordnung zusätzlicher Lüftungsschächte, Erhöhung der Fließgeschwindigkeiten bei Trockenwetterabfluss durch Einbau von Trockenwetterrinnen oder Einsatz von Eiquerschnitten, scheitelgleicher Rohranschluss bei Nennweitenwechseln zur Gewährleistung günstiger Luftstromverhältnisse, strömungsgünstiger Ausbau der Schachtbauwerke zur Vermeidung von Turbulenzen. Auch betontechnologische Maßnahmen können die Sulfidkorrosion reduzieren, z. B. der Einsatz von sulfatbeständigem Zement, Verwendung von Hartkalkstein oder quarzitischen Zuschlägen. Eine intensive Be- und Entlüftung des Gasraumes von Abwasserkanälen 61

62 und leitungen ist und bleibt die wirksamste Maßnahme gegen Sulfidentwicklung [4.10]. Ist Rohrbeton längere Zeit sehr starken chemischen Angriffen ausgesetzt, wie es in Entwässerungskanälen und -leitungen nur in Ausnahmefällen vorkommt, reichen betontechnologische Methoden allein nicht mehr aus, um eine Korrosion zu verhindern. Der Beton muss dann durch geeignete Maßnahmen geschützt werden. Bei planmäßiger Durchleitung von Säuren und anderen aggressiven chemischen Medien, z. B. in Gewerbe- oder Industriebetrieben, haben sich werkseitig fest eingebaute Auskleidungen aus PVC, HDPE, PP, Keramik u. a. als Korrosionsschutz für die FBS-Bauteile bewährt Temperaturverhalten FBS-Beton- und FBS-Stahlbetonrohre erfüllen problemlos die Anforderungen an das Temperaturverhalten entsprechend DIN EN 476. Sie sind gegenüber ständig auftretenden Wassertemperaturen von 45 C (bei Nennweiten DN 200) bzw. 35 C (bei Nennweiten > DN 200) beständig. An der Eintrittsstelle einer Anschlussleitung in den Kanal kann die Abwassertemperatur kurzzeitig bis zu 95 C betragen Umweltverträglichkeit und Ökobilanz FBS-Rohre und FBS-Schachtbauteile aus Beton und Stahlbeton sind umweltverträglich und weisen eine konkurrenzlos günstige Ökobilanz auf (Bild 4.5) [4.11]. kwh/m Werkstoff I Energiebedarf 1500 Werkstoff II Werkstoff III 1000 Werkstoff IV Stahlbeton Beton 500 Bild 4.5: Energieinhalte von Rohren DN 600 aus verschiedenen Werkstoffen 62

63 Für die Herstellung werden nur natürliche, heimische Rohstoffe verwendet. Rohstoffgewinnung und Ort der Fertigteilherstellung liegen nah beieinander, die Transportwege sind kurz. Der zur Herstellung erforderliche Primärenergieaufwand,der zur CO 2 -Emission führt, ist unschlagbar niedrig. Wechselwirkungen mit der Umwelt treten nicht auf. Beton enthält keine niedermolekularen, organischen Substanzen,die in das Grundwasser gelangen können. Das Material kann problemlos recycelt und als Baustoff wiederverwendet werden. Daraus ergibt sich ein betriebswirtschaftlicher Abschreibungssatz von 1 2 % pro Jahr. Aufgrund ihrer Eigenschaften besitzen die heutigen Betonund Stahlbetonrohre, insbesondere die Rohre in FBS-Qualität, bei bestimmungsgemäßer Nutzung eine Lebensdauer von weit über 100 Jahren. Mehr als ein Viertel der in Deutschland vorhandenen Abwasserkanäle sind über 50 Jahre alt, und mehr als die Hälfte aller Kanäle sind mit Beton- und Stahlbetonrohren ausgeführt. Das ist der beste Beweis für die Dauerhaftigkeit des Rohrwerkstoffes Beton Lebensdauer Abwasserkanäle und -leitungen sowie Kläranlagen stellen fast immer das größte Vermögen der Kommunen dar. Abwasseranlagen müssen daher eine möglichst hohe Nutzungs- bzw. Lebensdauer aufweisen. Dies ist insbesondere auch vor dem Hintergrund einer Gesamtwirtschaftlichkeitsrechnung zu betrachten. Rahmendaten für technische Nutzungsdauern sind z. B. in den LAWA- Leitlinien der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser enthalten. Für Abwasserkanäle ist darin unabhängig vom Rohrwerkstoff eine Nutzungsdauer von (100) Jahren angegeben. 63

64

65 Anwendungsgebiete 5

66 5 Anwendungsgebiete Die wichtigsten Anwendungsgebiete von Kanalbauteilen aus Beton und Stahlbeton sind: Abwasserkanäle und -leitungen, Regenrückhalteanlagen, Staukanäle, Kühlwasserleitungen für Kraftwerke oder sonstige industrielle Zwecke, Wasserkraftleitungen, Grundablässe, Förderleitungen, Schutzrohrleitungen, z. B. für Versorgungsleitungen (begehbare Leitungsgänge), Fernheizleitungen, Durchlässe,z.B.für die Verrohrung von Gewässern oder als Unterführung für Fußgänger und Radfahrer, Düker, Dränleitungen, Belüftungs- und Entlüftungsleitungen, Wasserversorgungsleitungen, z. B.Trinkwasserleitungen, Bewässerungsleitungen, Löschwasserleitungen, Behälter, Schächte aller Art, z. B. Einsteig- und Kontrollschächte,Reinigungsschächte, Lüftungsschächte, Brunnenschächte, Pumpenschächte. Bild 5.2: Monolithisches Schachtbauwerk Bild 5.3: FBS-Vortriebsrohr Bild 5.1: In offener Bauweise verlegte FBS-Rohre Bild 5.4: Regenrückhaltebecken aus Stahlbeton-Rahmenbauteilen mit Trockenwetterrinne 66

67 Bild 5.5: Stahlbetonrohre mit Trockenwetterrinne, DN 3000 für ein Regenrückhaltebecken, verlegt in offener Baugrube Bild 5.7: Bachdurchlass Bild 5.6: Entlastungskanal aus Stahlbeton-Rahmenbauteilen 67

68 Dabei werden nach den Einbauverfahren unterschieden: Einbau in offener Bauweise, Einbau in geschlossener Bauweise (Vortrieb), Einbau in halboffener Bauweise, Einbau auf Sätteln oder Stützen, Einbau als Rohrbrücke. Bild 5.10: Einbau eines FBS-Rohres in halboffener Bauweise Bild 5.8: Einbau eines FBS-Rohres in offener Bauweise Bild 5.9: Startschacht einer Vortriebsbaustelle Bild 5.11: Rohrbrücke auf Stützen zur Überbrückung einer Talsohle 68

69 Bauausführung in offener Bauweise 6

70 6.1 Allgemeines Das vorliegende Kapitel gibt Hinweise zur Bauausführung mit FBS- Beton- und -Stahlbetonrohren sowie -Schachtbauteilen. Grundlage ist die europäische Norm DIN EN 1610 Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen. Diese Norm ersetzt in Zukunft die national geltenden Normen. Da sie sehr allgemein gehalten wurde und die bisher gültige DIN 4033 sowie die ATV-Richtlinie A 139 für viele Aspekte wesentlich mehr Anhaltspunkte liefern, werden gegebenenfalls auch diese bekannten Vorschriften verwendet bzw. zum Vergleich herangezogen. Die europäische Normung sieht vor, dass der Planer wesentlich mehr Details der Bauausführung bestimmt und dafür auch die Verantwortung zu übernehmen hat. Der Planer soll in Zukunft die Einbauweise und die Lastklasse des Rohres festlegen und die entsprechenden Nachweise führen. Die Einführung dieser gegenüber den jetzigen Gepflogenheiten unterschiedlichen Vorgehensweise erfordert eine Übergangszeit. Dadurch werden die allgemeinen Regeln für einen fachgerechten Einbau natürlich nicht berührt. Für die Bauausführung sind zusätzlich auch die Kenntnis und Einhaltung sonstiger Normen, z. B. DIN 4124, Richtlinien, Merkblätter, weiterer technischer Vorschriften (ZTV) und insbesondere der Unfallverhütungsvorschriften erforderlich. Gerade beim Einbau von Rohren sind immer wieder Probleme aufgetreten. Auf Initiative der ATV ist Ende der 80er Jahre als zusätzliche Instanz die RAL-Gütegemeinschaft Herstellung und Instandhaltung von Entwässerungskanälen und -leitungen Güteschutz Kanalbau entstanden. Ziel der Gütegemeinschaft ist es,die Qualität des Kanalbaues und -betriebes zu verbessern. Dazu gehören Maßnahmen bei der Herstellung, der Erneuerung, der Sanierung, der Instandsetzung und der Wartung von Abwasserkanälen und -leitungen. Mitglied in der Gütegemeinschaft können Firmen, öffentliche Auftraggeber,Institutionen und Personen werden, die sich gegenüber dem Bau, der Sanierung, der Wartung und der Inspektion von Abwasserkanälen und -leitungen besonders verantwortlich fühlen. Die Gütegemeinschaft verleiht an qualifizierte Firmen, die auf den genannten Gebieten tätig sind, RAL-Gütezeichen. Dazu müssen die von der Gütegemeinschaft aufgestellten Güte- und Prüfbestimmungen erfüllt werden. Mit der Verleihung des RAL-Gütezeichens sind eine kontinuierliche Eigenüberwachung und eine Überwachung durch die Prüfingenieure des Güteschutz Kanalbau verbunden. Erst im Zusammenspiel zwischen hochwertigen Rohrprodukten und optimaler Rohrverlegung können Abwasserkanäle und -leitungen die heute geforderten hohen Anforderungen erfüllen. 6.2 Begriffe In den Bildern 6.1 und 6.2 sind die Begriffe für den Rohrgraben jeweils 70

71 nach DIN EN 1610 und nach den bisher in Deutschland geltenden Normen DIN 4033 bzw. ATV-A 139 zusammengestellt. Bild 6.2: Begriffe nach der bisher gültigen DIN 4033 wird in DIN EN 1610 durch einen dimensionslosen Faktor k = b/od ersetzt. Er gibt den Anteil des Rohraußendurchmessers an,der sich in der Bettung befindet. Übersetzt heißt das z. B.: Bettungswinkel 2 α = 90 entspricht k 0,15 Bettungswinkel 2 α = 120 entspricht k 0,25 Bild 6.1: Begriffe nach DIN EN 1610 Nach DIN EN 1610 gibt es einen Bereich der Bettung bestehend aus unterer und oberer Bettungsschicht, dem in DIN 4033 das Auflager entspricht. Die untere Bettungsschicht ist der Bereich unterhalb des Rohrschaftes, der obere Bettungsbereich der Auflagerzwickel. Der Begriff des Auflagerwinkels in DIN 4033 Dieser Bettungswinkel entspricht mindestens dem Auflagerwinkel, wie er in der Statik angesetzt wird. Über dem Bettungsbereich befindet sich der Bereich der Seitenverfüllung und der Abdeckung. Bettung, Seitenverfüllung und Abdeckung bilden die Leitungszone. Sie reicht mindestens 150 mm über den Rohrschaft.Bei Rohrverbindungen z.b. mit Glockenmuffen reicht sie mindestens 100 mm über die Verbindung. In 71

72 jedem Fall ist der größere Wert maßgebend. Nach DIN 4033 und ATV-A 127 reichte die Leitungszone 300 mm über den Rohrschaft und bestand aus dem Auflager und dem Bereich der Einbettung. Die Überdeckungshöhe ist nach wie vor als Bereich zwischen Oberkante Rohrschaft und Geländeoberkante definiert. Die Böden werden für die Eignung als Verfüllmaterial und zur Bezeichnung bei der statischen Berechnung wie in ATV-A127 in Gruppen eingeteilt.die entsprechenden Bodenarten nach DIN18196 sind zur Erläuterung in Klammern aufgeführt. Gruppe 1: nichtbindige Böden (GE, GW, GI, SE, SW, SI) Gruppe 2: schwachbindige Böden (GU, GT, SU, ST) Gruppe 3: bindige Mischböden, Schluff (bindiger Sand und Kies, bindiger, steiniger Verwitterungsboden) (GU _,GT _,SU _,ST _, UL, UM) Gruppe 4: bindige Böden (z. B.Ton) (TL,TM,TA, OU, OT, OH, OK, UA) 6.3 Vorbereitungen zur Bauausführung Eine gut vorbereitete Baustelle ist wirtschaftlicher und ermöglicht eine qualitativ bessere Bauausführung. Die dafür nötige Zeit ist gut angelegt.vor Beginn der Arbeiten sollten daher alle erforderlichen Unterlagen vorliegen, wie z.b. Ausschreibungsunterlagen, Baupläne und Bodenuntersuchungen, Normen, ergänzende Vorschriften und sonstige zu beachtende Richtlinien, evtl. Bauzeitenplan. Grundwasserstände, Geländeverhältnisse und Zufahrtsmöglichkeiten sind den Unterlagen zu entnehmen. Platz für eine Lagerung des Aushubes (Sicherheitsabstand 60 cm bis zum Baugrubenrand) und für eine Zwischenlagerung der Rohre ist gegebenenfalls vorzusehen. Größe und Art der Baugeräte ergeben sich aus den Bodenverhältnissen und dem Gewicht der Rohre und der Sonderbauteile. Vor der Absteckung der Leitungstrasse ist eine ausreichende Erkundung durchzuführen,um die Lage von anderen Rohren,Kabeln oder unterirdischen Einrichtungen zu erkennen und zu berücksichtigen. Eine rechtzeitige Entscheidung über die Art der Baugrube und des Verbaus ist zur Erstellung einer Rohrstatik (s. Angabenblatt in Abschnitt 10) unerlässlich. Wie erwähnt, soll in Zukunft die Rohrstatik bereits vom Planer mitgeliefert werden. Bei Abweichungen, z. B. durch einen Sondervorschlag, ist in jedem Fall ein statischer Nachweis zu führen. Grundsätzlich ist während des Bauablaufs die Übereinstimmung der Bauausführung mit den Ansätzen in der Rohrstatik zu überprüfen! 6.4 Bestellung, Kontrolle, Transport und Lagerung der Rohre Die erforderlichen Rohre und insbesondere alle Sonderbauteile,die keine Lagerware sind, sind rechtzeitig zu be- 72

73 stellen. Eine eindeutige Absprache mit dem Rohrlieferanten, z. B. in Form eines zeitlichen Rohr- und Schachtfolgeplans, erspart Ärger und Zeit bei der Herstellung,Logistik,Lagerung und dem Einbau der bestellten Bauteile. Bei der Bestellung und der Kontrolle der Lieferung sind insbesondere folgende Parameter zu beachten: Rohrart (Beton/Stahlbeton), Rohrtyp (mit/ohne Fuß,Sonderprofil), Lastklasse, evtl. Sonderbewehrung, evtl. Sonderzement (z. B. HS-Zement), evtl.auskleidung, evtl. Beschichtung, Kennzeichnung (u. a. FBS-Stempel). Bei der Anlieferung der Rohre ist sofort eine Prüfung auf Beschädigungen durch den Transport durchzuführen, insbesondere im Bereich der Rohrverbindung. Beschädigte Bauteile sind auszusortieren,auf dem Lieferschein zu vermerken (Bild 6.3) und zurückzuweisen. Für das Abladen der Rohre und den Transport auf der Baustelle ist ein geeignetes Hebegerät mit Feinhub erforderlich, um ruckartiges Anheben und Aufsetzen zu vermeiden. Die Rohre sind einzeln zu transportieren. Abrollen vom Fahrzeug und Schleifen über den Boden sind unzulässig. Die Unfallverhütungsvorschriften sind unbedingt einzuhalten. Die Anschlagmittel sind wegen der Stoßzuschläge beim Transport auf ca. das doppelte Rohrgewicht auszulegen. Das mittige Anheben längerer Rohre mit kleinem Durchmesser (bis ca. DN 400) ist zu vermeiden. Empfehlenswerte Anschlagmittel sind 2 Bänder oder Seile mit oder ohne Traverse, Entenschnabel mit Sicherungskette (Bild 6.4), Rohrgreifer (Bild 6.5), Transport- und Verlegeanker mit zugehörigem Gehänge (meistens ab DN 1200) (Bild 6.6). Bei der Lagerung auf der Baustelle sind Vorkehrungen insbesondere gegen eine Verschmutzung der Dichtungsflächen an den Rohrenden und erforderlichenfalls gegen ein Anhaften oder Bild 6.3: Kontrolle der Rohre bei Anlieferung Bild 6.4: Entenschnabel mit Sicherungskette 73

74 Anfrieren von Boden an den Rohren zu treffen (z.b.durch untergelegte Hölzer). Rohrstapel sind gegen Auseinanderrollen zu sichern. 6.5 Herstellung des Leitungsgrabens Allgemeines Die Art des Grabenverbaus bzw. der Winkel der Böschungsneigung richtet sich unter anderem nach den Bodenverhältnissen, dem Grundwasseranfall und dem zur Verfügung stehenden Verkehrsraum. Bild 6.5: Rohrgreifer Falls ein Mehrfachgraben oder ein Stufengraben vorliegt auch wenn der Bau der verschiedenen Leitungen nacheinander erfolgt, ist dies bei den Angaben zur statischen Berechnung unbedingt zu beachten Mindestgrabenbreite Die Grabenbreite ist so zu bemessen, dass ein fachgerechter und sicherer Einbau der Rohrleitungen möglich ist. Die Mindestgrabenbreite soll einen ausreichenden Arbeitsraum gewährleisten und muss den gesetzlichen Unfallverhütungsvorschriften genügen. Sie darf nur in Sonderfällen, z. B. bei Engstellen durch Bauwerke, unterschritten werden. In diesen Fällen sind besondere Maßnahmen erforderlich, z. B.Verfüllung der Leitungszone mit Magerbeton. Achtung: Ein ausreichender Arbeitsraum im Rohrgraben ist mit entscheidend für eine gute Verdichtung der seitlichen Verfüllung und damit für die Standsicherheit der Rohre! Er muss bereits bei der Planung in angemessener Breite berücksichtigt werden! Bild 6.6: Transportanker mit Gehänge (Beispiel mit 2 Ankern im Scheitel) Die Mindestgrabenbreiten sind als lichte Grabenbreiten in Höhe der Rohr- 74

75 unterkante zwischen äußerem Rohrschaftdurchmesser und den Grabenwänden bzw. den Innenkanten des Verbaus zu verstehen (Bild 6.7). Im Kanalbau ist in der Regel von einem betretbaren Arbeitsraum auszugehen. Die Mindestgrabenbreite ist der jeweils größere Wert aus den Tabellen 6.1 und 6.2. In Tabelle 6.1 (DIN EN 1610) sind die Mindestgrabenbreiten in Abhängigkeit von Nennweite und Grabenform angegeben. Auf je- Bild 6.7: Mindestgrabenbreiten im verbauten und geböschten Graben 75

76 Tabelle 6.1: Lichte Mindestgrabenbreiten nach DIN EN 1610 DN bzw. HN Lichte Mindestgrabenbreite ( OD* + x**) m verbauter Graben unverbauter Graben β*** > 60 β*** > 225 bis 350 > 350 bis 700 > 700 bis 1200 > 1200 OD + 0,40 OD + 0,50 OD + 0,70 OD + 0,85 OD + 1,00 OD + 0,50 OD + 0,70 OD + 0,85 OD + 1,00 OD + 0,40 OD + 0,40 OD + 0,40 OD + 0,40 OD + 0,40 * OD ist der Außendurchmesser im Schaftbereich in m. ** Der Mindestarbeitsraum zw. Rohr und Grabenwand bzw. -verbau beträgt x/2. *** Böschungswinkel β des unverbauten Grabens gegen die Horizontale der Seite des Rohres muss mindestens die Hälfte des vorgeschriebenen Arbeitsraumes zur Verfügung stehen. Bei kleineren Durchmessern kann die Mindestgrabenbreite in Abhängigkeit von der Grabentiefe maßgebend werden (Tabelle 6.2). Tabelle 6.2: Lichte Mindestgrabenbreiten in Abhängigkeit von der Grabentiefe nach DIN EN 1610 Grabentiefe m Lichte Mindestgrabenbreite m < 1,00 nicht vorgegeben 1,00 1,75 0,80 > 1,75 4,00 0,90 > 4,00 1,00 Um in Tabelle 6.1 den richtigen Zuschlag zur Rohrbreite zu ermitteln, ist die entsprechende Zeile nach der vertikalen Nennhöhe (DN bzw. HN) zu finden. In Tabelle 6.2 werden die lichten Mindestgrabenbreiten in Abhängigkeit von der Grabentiefe wiedergegeben. Werden mehrere Rohre nebeneinander verlegt, gilt nach DIN EN 1610 ein horizontaler Mindestarbeitsraum zwischen den Rohren von 0,35 m bei Rohren DN (bzw. HN) 700, 0,50 m bei Rohren > DN (bzw. HN) 700. Die Mindestgrabenbreite nach Tabelle 6.1 bzw. 6.2 darf unter den folgenden Bedingungen verändert werden: wenn Personal den Graben niemals betritt, z. B. bei automatisierten Verlegetechniken, wenn Personal niemals den Raum zwischen Rohrleitung und Grabenwand betritt, an Engstellen und bei unvermeidbaren Situationen. In jedem Einzelfall sind besondere Vorkehrungen in der Planung und für die Bauausführung erforderlich. Bei Schächten ist ein Arbeitsraum von mindestens 0,50 m einzuhalten Nicht verbaute Gräben Nicht verbaute, geböschte Gräben haben zwar einen größeren Platzbedarf, bieten aber den Vorteil, stets gegen den gewachsenen Boden verdichten zu kön- 76

77 nen. Zusätzlich ergibt sich infolge des Böschungswinkels ein größerer Arbeitsraum, was in der Praxis eine höhere Verdichtung des Bodens seitlich des Rohres ermöglicht (Bild 6.8).Dies wirkt sich auf das Tragverhalten des Systems Rohr/ Graben günstig aus. Nach DIN 4124 dürfen bei bestimmten Voraussetzungen bis zu einer Tiefe von 1,25 m senkrechte Grabenwände ohne Verbau hergestellt werden.bei größeren Grabentiefen beträgt die maximal zulässige Böschungsneigung zwischen 45 bei nichtbindigen Böden und 80 bei Fels. In Zweifelsfällen ist immer eine Standsicherheitsberechnung für die Böschung durchzuführen! Verbaute Gräben Für den Verbau von Gräben gibt es vielfältige Varianten, wie waagerechter Bild 6.8: Beispiele für unverbaute Gräben (senkrecht und geböscht) 77

78 Verbau, senkrechter Verbau beispielsweise mit Kanaldielen oder Spundbohlen oder großflächige Verbauplatten (Bild 6.9). Die Art des Verbaus richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten wie Bodenart, Grundwasserstand, Anzahl der Zuläufe u. Ä. Bild 6.9: Grabenverbau mit Verbauplatten Aus Sicherheitsgründen muss der Verbau mindestens 5 cm über den Grabenrand überstehen,um ein Herabfallen von Steinen etc. zu verhindern (siehe Bild 6.7). Verbauplatten können im Absenkverfahren oder Einstellverfahren eingebracht werden. Bei ersterem wird der Boden zwischen den Verbauelementen entfernt und der Verbau in den anstehenden Boden nachgedrückt. Beim Einstellverfahren werden der Rohrgraben vorab ausgehoben und die Verbauelemente nachträglich zur Sicherung eingestellt. Aus statischer Sicht ist das Einstellverfahren deutlich ungünstiger, da beim Rückbau eine Verbindung des Verfüllmaterials mit dem gewachsenen Boden durch den zusätzlichen Luftraum außerhalb des Verbaus wesentlich erschwert wird. Das Ziehen des Verbaus in der Leitungszone ist wie folgt auszuführen: Schrittweises Ziehen und unmittelbar anschließendes Nachverdichten wechseln sich ab, bis der Verbau aus der Leitungszone vollständig entfernt ist. Das Verdichten gegen einen dickwandigen Verbau, z. B.Verbauplatten, mit anschließendem Ziehen des Verbaus ohne eine wirksame Nachverdichtung führt zu unkontrollierter Mehrbelastung der Rohre und ist nach ATV-A 127 durch kein gesichertes Rechenmodell erfassbar. Wenn das Ziehen des Verbaus erst nach dem Verfüllen möglich ist, z. B. bei Kanaldielen, Spundwand etc., ist dies in der Rohrstatik zu berücksichtigen oder durch besondere Maßnahmen zu kompensieren (beispielsweise den Verbau im Boden belassen). Aus statischer Sicht wird zwischen Leichtspundprofilen bis zu einer Gesamtstärke von 80 mm und stärkeren Spundprofilen unterschieden. Letztere führen zu einer deutlichen Mehrbelastung der Rohrleitung,insbesondere da in der Regel der Verbau unterhalb der Rohrsohle einbindet. Dies kann durch kritische Bodenverhältnisse und/oder manche Ziehverfahren noch verstärkt werden. Erfahrungen aus der Praxis und neuere Untersuchungen am Institut für Kanalisationstechnik (IKT), Gelsenkirchen [Hinweis in bi 11/96, S.14], haben dies bestätigt. Diese drastische Auswirkung ist in der derzeitigen ATV-A 127 noch nicht berücksichtigt. Die ATV- Arbeitsgruppe hat sich mit diesem Problem befasst [6.1]. Deshalb ist aus statischer Sicht der Einsatz von Spundprofilen auf den unbe- 78

79 dingt nötigen Bereich zu beschränken (siehe auch Abschnitt 8 und Abschnitt 10) Wasserhaltung Um eine ordnungsgemäße Bodenverdichtung zu ermöglichen und um ein fachgerechtes Rohrauflager sowie eine dichte Rohrverbindung herstellen zu können, ist der Rohrgraben während der Verlegearbeiten unbedingt wasserfrei zu halten. Deshalb ist die Grundwasserhaltung sorgfältig zu planen. Eventuell erforderliche Sickerpackungen in Verbindung mit einer Dränageleitung unterhalb der Rohrsohle sind gegen eine Wechselwirkung mit dem anstehenden Boden oder dem Verfüllmaterial z. B. durch Geotextil (Bild 6.10) zu schützen. Nach Beendigung der Wasserhaltung sind Dränageleitungen zu verschließen und eine Dränwirkung der Sickerpackung z. B. durch Dichtriegel aus Beton oder bindigem Material zu verhindern. Mögliche Arten der Wasserhaltung sind in DIN EN 1610, Anhang A, enthalten Kurzbaustelle Häufig werden Rohre nur in kurzen, offenen Abschnitten verlegt. Bei einer solchen Kurzbaustelle ist die kontinuierliche Kontrolle der Arbeiten erschwert und die Fehlermöglichkeit steigt erfahrungsgemäß an. Deshalb sollten solche Baustellen mit besonderer Aufsichtssorgfalt begleitet werden. Grundsätzlich ist eine Kurzbaustelle je nach Grabentiefe auf einer Länge von mind. 4 bis 5 Rohrlängen offen zu halten. Folgende Arbeitsbereiche, die sich gegenseitig nicht behindern sollen, sind zu unterscheiden (Bild 6.11): Aushub, Herstellen des Auflagers und Verlegen, Einbetten der Rohrleitung und Verdichten der Leitungszone, Überschütten der Rohrleitung und Entfernen des Verbaus. Bei der Ausführung eines Betonauflagers ist zu beachten, dass die Rohre erst dann überschüttet werden dürfen, wenn der Auflagerbeton ausreichend erhärtet ist und die erforderliche Stützung des Rohres bietet. 6.6 Bettung (Auflager) Grabensohle Bild 6.10: Schutz gegen Ausspülen des Auflagers und des anstehenden Bodens durch Geotextil [6.2] Die Grabensohle muss frei von Wasser sein. 79

80 Bild 6.11: Skizze einer Kurzbaustelle Eine gleichmäßige, störungsfreie Auflagerung der Rohre in Längsrichtung ist zu gewährleisten. Gegebenenfalls ist ein Bodenaustausch durchzuführen. Eine durch Bodenaustausch bedingte größere relative Ausladung und Mehrbelastung der Rohre ist bei der statischen Berechnung gegebenenfalls zu berücksichtigen. Bei Frost sind besondere Maßnahmen im Bereich der Grabensohle erforderlich. So kann z. B. die gefrorene Schicht erst unmittelbar vor Verlegung der Rohre entfernt werden. Wenn die Grabensohle direkt zur Auflagerung der Rohre dient (s. Abschnitt 6.6.2), muss das Gefälle den Festlegungen der Planung entsprechen. Die Vertiefungen für die Rohrmuffen müssen ausreichend groß ausgehoben werden, um eine Punktauflagerung (Muffenreiten) im Muffenbereich zu verhindern Bettung (Auflagerung) auf Böden Allgemeines Die Bettung muss in Übereinstimmung mit der statischen Berechnung (s. Abschnitt 10) stehen. DIN EN 1610 sieht drei verschiedene Bettungstypen vor, die sich nach dem anstehenden Boden in der Grabensohle richten. Als Bettungshöhen bzw. -winkel sind keine Maße vorgegeben, so dass theoretisch eine Linienlagerung möglich ist. Im Sinne einer wirtschaftlichen Rohrbemessung ist eine Höhe der oberen Bettungsschicht mit mind. dem Faktor k = 0,15 bzw. 0,25 anzustreben,um ein wirksames Auflager von 90 bzw. 120 zu erzielen. Bei der Bettung ist darauf zu achten, dass der Bereich unter der Rohrsohle nicht stärker verdichtet ist als der Zwickelbereich der Bettung (Bild 6.12). Bei Rohren mit Fuß ist eine gleichmäßige, vollflächige Auflagerung erforderlich Bettung Typ 1 Bei diesem Bettungstyp (Bild 6.13) werden die untere und obere Bettungsschicht gesondert hergestellt, was dem bisher üblichen Sand-Kies-Auflager nach DIN 4033 entspricht. Die Höhe der unteren Bettungsschicht muss mindestens betragen: 80

81 Bild 6.12: Spannungsverteilung im Bettungsbereich infolge falscher (links) und richtiger (rechts) Verdichtung [6.2] 100 mm bei normalen Bodenverhältnissen 150 mm bei Fels oder fest gelagerten Böden Bisherige baupraktische Erfahrungen zeigen, dass insbesondere bei hartem Untergrund sich die Werte der bisher gültigen DIN 4033 bewährt haben: DIN 4033: 100 mm + 1/10 DN [DN in mm] DIN 4033: 100 mm + 1/5 DN [DN in mm] Es wird empfohlen, diese Werte einzuhalten, da auch die Berechnung nach ATV-A 127 auf eine Bauausführung nach der bisher gültigen DIN 4033 abgestimmt ist Bettung Typ 2 Beim Bettungstyp 2 (Bild 6.14) werden die Rohre direkt auf eine vorbereitete und vorgeformte Grabensohle verlegt. Jedoch muss der anstehende Boden dafür relativ feinkörnig und gut verdichtbar sein. Bild 6.13: Bettung Typ 1 nach DIN EN 1610 Die untere Bettungsschicht entfällt und die obere Bettungsschicht verringert sich um die Höhe der vorgeformten Mulde. Eine Ausführung dieser Bettung ist in 81

82 der Praxis nur schwierig durchzuführen und wird für Rohre mit Elastomerdichtung nicht empfohlen. Bettungstyp bei Rohren ohne Fuß die Gefahr einer Linienlagerung und sollte nur bei wirklich geeignetem Boden ausgeführt werden und bei größeren Nennweiten vermieden werden Bettung auf Beton Nach DIN EN 1610, Absatz 7.3, gilt ein Betonauflager als eine besondere Ausführung der Bettung. Ein Betonauflager ist bei folgenden Einsatzbedingungen erforderlich bzw. anzuraten: Bild 6.14: Bettung Typ 2 nach DIN EN Bettung Typ 3 Die Bettung nach dem Typ 3 (Bild 6.15) darf unter den gleichen Bedingungen ausgeführt werden wie Typ 2. Diese Bettung unterscheidet sich nur darin, dass die Vorformung der Grabensohle entfällt. bei nicht standfesten Böden, z. B.Torf, Fließsand etc., bei strömendem Grundwasser oder schwankendem Grundwasserstand, wenn die Gefahr des Ausspülens des Bettungsmaterials besteht, wenn die Grabensohle stark geneigt ist oder für eine Bettung mit Sand-Kies nicht geeignet ist, bei sehr dicht gelagertem Untergrund oder Fels (spart Aushubtiefe), wenn es durch die statischen Randbedingungen erforderlich ist, und bei Eiprofilrohren als Fußbettung, um eine genau vertikale Lagerung zu erreichen und eine Schiefstellung zu vermeiden. Die Betongüte für die Bettung (Auflager) soll mindestens der Festigkeitsklasse B 10, bei bewehrtem Auflager mindestens B 15 entsprechen. Bild 6.15: Bettung Typ 3 nach DIN EN 1610 Obwohl in DIN EN 1610 ein ausdrücklicher Hinweis fehlt, birgt dieser Bei einem Betonauflager (Bild 6.16) beträgt der Bettungswinkel (gleich dem Bettungsreaktions- bzw. Auflagerwinkel) üblicherweise 90, 120 oder

83 Bild 6.16: Bettung auf Beton Beispiele für übliche Bettungswinkel Aus statischer Sicht bringt eine Vollummantelung nur bei geringer Überdeckung Vorteile. Bei Fußrohren reicht die Betonsohle über die Fußbreite mit einem definierten Überstand von 50 mm +1/10DN. Im Graben ist es vorteilhaft, das Betonauflager über die gesamte Grabenbreite durchzuziehen (Bild 6.17). Dies erleichtert die Ausführung eines wirksamen Auflagers, eine Abschalung wird gespart und die Belastung für das Rohr ist wesentlich günstiger. Bei Herstellung einer Betonbettung ist die mögliche Gefahr des Aufschwimmens der Rohre während des Betoniervorgangs zu berücksichtigen Sonderausführung der Bettung In besonderen Fällen können noch andere Lagerungsarten zur Ausführung kommen wie z. B. Bodenverbesserung, Gründung auf Pfählen mit einer Stahlbetonplatte oder auf Sätteln. Für Sonderausführungen muss immer ein statischer Nachweis vorliegen. 83

84 Muffe eingebauten oder auf dem Spitzende fixierten Gleitringdichtung ausgestattet. Damit ist die Lage der Dichtung im eingebauten Zustand sicher vorgegeben. Vor dem Zusammenführen der Rohre sind der Dichtungsbereich Spitzende außen und Muffe innen von Verschmutzung, Eis etc. zu reinigen und die Gleitringdichtung auf Unversehrtheit zu prüfen (Bild 6.18). Bild 6.17: Empfohlene Ausführung für Betonbettung nach ATV-A 139 Beim Übergang zwischen Bodenarten mit unterschiedlichen Setzungseigenschaften sind Sicherungsmaßnahmen vorzusehen. Generell läßt DIN EN 1610 weitgehende Handlungsfreiheit bei der Auswahl von Bettungsvarianten. Jedoch ist darauf zu achten, dass für die gewählte Bettung auch ein entsprechendes Rechenmodell verfügbar ist. Bild 6.18: Kontrolle des Muffenbereiches vor dem Einbau Das vom Dichtmittelhersteller zugelassene und vom Rohrhersteller mitgelieferte Gleitmittel ist auf dem Betonbereich aufzutragen, auf dem sich das 6.7 Verlegung und Bettung der Rohre Herstellung der Rohrverbindung Vor dem Einbau sind die Rohre auf Beschädigungen zu untersuchen. Ausbesserungen sind nach Rücksprache mit dem Hersteller evtl. bauseits möglich. FBS-Betonrohre und FBS-Stahlbetonrohre sind werkseitig mit einer in der Bild 6.19: Auftragen des Gleitmittels bei einer fest in der Muffe eingebauten Gleitringdichtung 84

85 Dichtmittel nicht befindet, d. h., bei fest in der Muffe eingebauten Dichtungen muss das Gleitmittel auf dem Spitzende (Bild 6.19/6.21) und bei Dichtmitteln auf dem Spitzende muss das Gleitmittel in der Muffe (Bild 6.20) aufgebracht werden. Grundsätzlich sollte man nicht an Gleitmittel sparen! Andere als vom Dichtmittelhersteller empfohlene Gleitmittel sind nicht zu verwenden. Bild 6.20: Auftragen des Gleitmittels bei einer auf dem Spitzende fixierten Gleitringdichtung jeweils das Spitzende in die Muffe des bereits verlegten Rohres geschoben wird. Das zu verlegende Rohr muss zentrisch angesetzt und mit einem kontrollierten Kraftaufwand eingeschoben werden. Das neu zu verlegende Rohr darf nicht aufliegen, sondern soll frei am Hebegerät hängend eingeführt werden. Um eine Beschädigung der Dichtung und ein Sprengen der Muffe auszuschließen, ist die Verwendung von geeigneten Geräten z. B. Rohrzuggeräte, die außen angreifen (Bild 6.22), oder Seilzüge im Rohrinneren angeraten. Ein Zusammenschieben mit dem Baggerlöffel auch mit zwischengelegtem Kantholz führt leicht zu Beschädigungen am Rohr und ist deshalb zu unterlassen. Der Abstand zwischen den Stirnflächen der Rohre soll gemäß dem ATV- Arbeitsblatt A 139 nach dem Verlegen mindestens 5 mm betragen. Dieser Abstand ergibt sich bei einigen integrierten Dichtungen von selbst oder er kann bei größeren Rohren durch vorbereitete Abstandhalter gesichert werden. Eine ein- Bild 6.21: Auftragen des Gleitmittels auf dem Spitzende Bei selbstschmierenden Dichtmitteln entfällt dieser Arbeitsgang. Die Rohrverlegung beginnt üblicherweise am Tiefpunkt der Leitung, wobei beim Zusammenführen der Rohre Bild 6.22: Zusammenziehen der Rohre mit Rohrzuggerät 85

86 fache baupraktische Lösung besteht darin, entsprechende Holzklötzchen mit dem Gleitmittel an die Rohrstirnfläche zu kleben. Die größte zulässige Stoßfuge kann beim jeweiligen Rohrhersteller erfragt werden. Die Rohre für Abwasserkanäle werden im Allgemeinen geradlinig zwischen zwei Schachtbauwerken verlegt. Richtungsänderungen erfolgen in den Schächten. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Krümmungen im Bereich der Trasse durch die Verwendung von werkseitig hergestellten Krümmern zu realisieren (siehe Abschnitt 2.5.3). Dies wird im Allgemeinen erst bei Rohren im begehbaren Nennweitenbereich durchgeführt. Im Zuge der Forderung nach kostengünstigem Bauen insbesondere im ländlichen Raum ist auch eine Verlegung der Rohre im Bogen durch planmäßige Abwinklung möglich. Dabei wird die Rohrverbindung zunächst zentrisch hergestellt. Die Abwinklung erfolgt in einem zweiten Arbeitsschritt. Die in den Rohrnormen (z. B. FBS-Qualitätsrichtlinie) angegebenen Werte der Abwinklung, wie sie im Rahmen der Erstprüfung anzusetzen sind, dürfen bei einer planmäßigen Verlegung der Rohre im Bogen nicht ausgenutzt werden. Die Abwinklung sollte max.den halben Prüfwerten entsprechen,um auch weiterhin eine Reserve für unplanmäßige Abwinklungen zu haben Verlegung auf Sand-Kies Ein für die Bettung geeigneter Boden muss gut verdichtbar sein. Er darf nach DIN EN 1610 nur Bestandteile aufweisen,die bei Rohren bis DN 200 nicht größer als 22 mm und bei Rohren bis DN 600 nicht größer als 40 mm sind.bei größeren Nennweiten gibt es keine Beschränkung. Für FBS-Beton- und -Stahlbetonrohre kann das Größtkorn im Auflagerbereich bis zur halben Wanddicke des Rohres betragen; es sollte aber 64 mm nicht überschreiten.selbstverständlich dürfen keine das Rohrmaterial schädigenden Bestandteile enthalten sein. Die Auflagerfläche ist so vorzubereiten, dass die Rohre frei hängend zusammengezogen werden können. Dies ist aus drei Gründen erforderlich: 1. Beim Zusammenführen der Rohre soll sich kein Auflagermaterial zwischen die beiden Rohre schieben. 2. Die Rohrverbindung muss zwängungsfrei hergestellt werden, da sonst die Dichtungen über den Umfang unterschiedlich verpresst sind. Dies kann infolge einer Punktauflagerung zu einer Belastung führen, die bei der späteren Überschüttung über die von der Dichtung aufnehmbaren Scherkräfte hinausgeht. Die Verbindung wird undicht und das Rohr evtl. geschädigt. 3. Nur wenn das Rohr frei hängt, kann nach dem Herstellen der Rohrverbindung das Rohr in Höhe und Richtung durch sorgfältiges Unterstopfen ausgerichtet und die geforderte Zwickelverdichtung erreicht werden. Dies gilt auch bei Rohren mit Fuß. 86

87 Die Verdichtung der Auflagerzwickel beeinflusst entscheidend die spätere Beanspruchung des Rohres (siehe Bild 6.12). DIN EN 1610 verlangt eine Verdichtung gemäß den Planunterlagen. Sie sollte mindestens die Lagerungsdichte des gewachsenen Bodens erreichen. Nach ZTVE-StB 94 ist eine Proctordichte von 97 % erforderlich. Die Verdichtung des Auflagerzwickels erfolgt durch sorgfältiges Unterstopfen von Hand oder mit leichten Verdichtungsgeräten (Bild 6.23). Bei Verlegung auf Beton Eine Verlegung auf Beton erfolgt bei Rohren bis ca. DN 600 meist in erdfeuchtem Frischbeton, wobei der Arbeitsablauf dem bei einer Sand-Kies-Bettung entspricht (Bild 6.24). Es ist darauf zu achten, dass der Beton nach dem Einbau noch genug Feuchte für die Erhärtung besitzt. Die Auflagerzwickel bei runden Rohren sind zu unterstopfen, ebenso die Randbereiche unter dem Rohrfuß. Die obere Bettungszone soll über die gesamte Grabenbreite gehen, mindestens aber die Breite gemäß Bild 6.16 erreichen. Wenn keine Abschalung erfolgt und der Zwickelbeton nur abgeschrägt wird, ist sicherzustellen, dass der Beton satt am Rohr anliegt und die Mindestbetonabmessungen überall eingehalten werden. Bild 6.23: Verdichtung der Auflagerzwickel mit leichtem Verdichtungsgerät kreisförmigen Rohren beträgt der Auflagerwinkel in der Regel 90, d. h. k = 0,15. Wenn die Auflagerzwickel intensiv verdichtet werden und sichergestellt ist, dass die Lagerungsdichte dort höher ist als unter dem Rohr, können auch 120 (entspricht k = 0,25) erreicht werden. Bei Rohren mit Fuß entspricht die Auflagerfläche der Breite des Fußes. Wegen der oben genannten Einflüsse ist auch hier ein Unterstopfen der Randbereiche im Fuß erforderlich. Bild 6.24: Herstellen eines Betonauflagers Bei größeren Rohren (Bild 6.25) wird zuerst eine Betonsohle erstellt, deren Oberkante mehrere cm unter der 87

88 Rohrwandung anliegt. Die Auflagerkeile können einbetoniert werden. Übliche Auflagerwinkel sind 90, 120 und 180 ; die zugehörigen Werte für die Höhe der oberen Bettungsschicht, ausgedrückt durch den Faktor k, sind k = 0,15; 0,25; 0,50. Um Unebenheiten und Toleranzen auszugleichen und eine vollflächige Auflagerung zu erreichen, werden Rohre mit Fuß auf der erhärteten Betonsohle mit einer Zwischenschicht aus Mörtel verlegt. Diese Mörtelschicht ist gegebenenfalls am Rand nachzustopfen. Bild 6.25: Verlegung eines Stahlbetonrohres auf Betonsohle mit nachträglich betoniertem Auflagerzwickel endgültigen Auflagerhöhe liegt. Für die Glockenmuffe ist eine ausreichende Aussparung vorzusehen. Nach dem Erhärten der Betonsohle erfolgt die Rohrverlegung auf Keilen o. Ä., wobei das zu verlegende Rohr zentrisch in das bereits verlegte Rohr eingeführt wird. Die Betonsohle soll so rau sein, dass sich eine schubfeste Verbindung mit dem nachträglich eingebrachten Zwickelbeton ergibt. Der Zwickelbeton soll möglichst über die gesamte Grabenbreite eingebracht werden (s. Abschnitt 6.6.3, Bild 6.17 und ATV-A 139). Ansonsten ist eine Abschalung mit den Mindestabmessungen nach Bild 6.16 erforderlich. Beim nachträglichen Betonieren der Zwickelbereiche kann Beton mit einer im Betonbau üblichen Konsistenz K2 verwendet werden, der mit Flaschenrüttlern verdichtet wird und in die Rohrzwickel läuft. Ein nachträgliches Absetzen ist zu vermeiden, damit der Beton auch nach dem Abbinden satt an der Es wird empfohlen, die Betonbettung bei der Rohrverbindung am Schachtanschluss durch Polystyrol o. Ä. zu unterbrechen, um die Gelenkwirkung dort zu begünstigen. Ansonsten ist eine Trennung bei den Rohrstößen in der Regel nicht erforderlich, da das Rohr bei einer Biegebeanspruchung in Längsrichtung steifer ist als die Bettung. 6.8 Verfüllung der Leitungszone Geeignetes Verfüllmaterial für die Leitungszone Das Verfüllmaterial muss mit den Planungsanforderungen und der statischen Berechnung übereinstimmen. Es darf weder den Rohrwerkstoff noch das Grundwasser beeinträchtigen. Eine dauerhafte Stabilität und die seitliche Stützung der Rohrleitung sind sicherzustellen. Nach DIN EN 1610 ist jeder anstehende Boden zur Verfüllung geeignet, wenn er 88

89 verdichtbar, falls gefordert, und frei von allen rohrschädigenden Materialien ist, z. B. von Überkorn Größe wird aber nicht definiert, Müll, organischem Material, Tonklumpen > 75 mm, Schnee und Eis. Bei angelieferten Baustoffen sind folgende körnige, nichtbindige Baustoffe geeignet (s. Anhang von DIN EN 1610): Ein-Korn-Kies, Material mit abgestufter Körnung, Sand, Korngemische, gebrochene Materialien. Es können auch hydraulisch gebundene Baustoffe, wie stabilisierter Boden und alle Arten von Beton, verwendet werden. Bild 6.26: Einfluss der seitlichen Verdichtung bei unveränderter Bettung auf die Belastung des Rohres [6.3] 89

90 Das Verfüllmaterial in der Leitungszone soll den gleichen Anforderungen genügen wie das Auflagermaterial (s. Abschnitt 6.7.2). Dies betrifft insbesondere die gute Verdichtbarkeit Verdichten in der Leitungszone Der Einbau der Seitenverfüllung darf erst vorgenommen werden,wenn Rohre und Bettung zur Lastaufnahme bereit sind. Ein Betonauflager muss beispielsweise ausreichend erhärtet sein. Von entscheidender Bedeutung für die Belastung des Rohres und damit für die Standsicherheit ist die Verdichtung in der Leitungszone auch oberhalb des Bettungs- bzw. Auflagerbereiches. Eine geringe Verdichtung seitlich des Rohres vergrößert die Lastkonzentration auf das Rohr und verringert die seitliche Stützwirkung. Im Bild 6.26 wird dieser Einfluss deutlich gemacht. Bild 6.27: Lagenweises Verfüllen und Verdichten Böden und 92 % bei bindigen Böden. Das Einschlämmen ist nur in Ausnahmefällen zulässig, wenn die Eignung im konkreten Einbaufall nachgewiesen wird. Der Grad der Verdichtung muss mit den Angaben in der statischen Berechnung übereinstimmen und ist nach DIN EN1610 mittels gerätespezifischer Vorschriften oder durch Messung nachzuweisen (Bild 6.28). Aus diesem Grund wird die unverdichtete Verfüllung, die in DIN EN 1610 bei einem vorhandenen statischen Nachweis nicht ausgeschlossen ist, bei größeren Rohren der absolute Ausnahmefall bleiben. Das Verfüllmaterial ist lagenweise einzubringen und zu verdichten (Bild 6.27).Schlagartiges Einfüllen großer Erdmassen ist unzulässig. Um eine möglichst hohe Verdichtung zu erreichen, ist in der Regel ein nichtbindiger Boden als Verfüllmaterial zu verwenden. Empfehlenswert ist eine Proctordichte von 95 % (ATV-A 139) bis 97 % (ZTVE-StB 94) bei nichtbindigen Bild 6.28: Prüfung der Verdichtung durch Rammsondierung In der Leitungszone darf nur von Hand oder mit leichten Verdichtungsgeräten verdichtet werden. Insbesondere im Bereich der Leitungszone oberhalb des Rohres ist 90

91 mit besonderer Vorsicht zu arbeiten, um Schäden an den Rohren zu vermeiden. Einen Anhaltspunkt über die Schichtdicke und die Anzahl der Übergänge gibt Tabelle 6.3. In Sonderfällen, wie bei beengten Grabenverhältnissen, die eine seitliche Verdichtung unmöglich machen, soll bzw. bei extremen Belastungen kann die Leitungszone mit hydraulisch gebundenem Material, z. B. Beton, verfüllt werden. Die Verdichtung hat immer gegen den gewachsenen Boden zu erfolgen, außer wenn die Art des Verbaus dies verhindert (s.abschnitt 6.5.4). Das bedeutet, dass nach dem lagenweisen Einbringen jedoch vor der Verdichtung Tab. 6.3: Bodenverdichtung, Schütthöhen und Zahl der Übergänge Verdichtbarkeitsklasse V1*) V2*) V3*) Geräteart Dienst- Eig- Schütt- Zahl Eig- Schütt- Zahl Eig- Schütt- Zahl gewicht nung höhe Überg. nung höhe Überg. nung höhe Überg. [kg] [cm] [cm] [cm] 1. Leichte Verdichtungsgeräte (Leitungszone und Überschüttung bis 1 m über Rohrscheitel) Vibrationsstampfer leicht mittel Explosionsstampfer leicht 100 o Rüttelplatten leicht mittel o o Vibrationswalzen leicht mittel o Mittlere und schwere Verdichtungsgeräte (ab 1 m über Rohrscheitel) Vibrationsstampfer schwer Explosionsstampfer mittel schwer o o Rüttelplatten mittel schwer o o Vibrationswalzen = empfohlen o = meist geeignet - = ungeeignet *) V1 = nichtbindige und schwachbindige Böden (z. B. Sand und Kies) V2 = bindige, gemischt-körnige Böden (Kies und Sand mit größerem Ton- oder Schluffanteil) V3 = bindige, feinkörnige Böden (Tone und Schluffe) 91

92 des Verfüllmaterials der Verbau ebenfalls lagenweise zu ziehen ist. Die Leitungszone muss so ausgeführt werden, dass eine Wechselwirkung zwischen anstehendem Boden und dem Verfüllmaterial ausgeschlossen wird. Dies erfordert besonders bei Grundwasseranfall geeignete Maßnahmen, z. B. den Einsatz von Geotextilien (Bild 6.29). Spätere Oberflächensetzungen werden entscheidend durch die Verdichtung der Hauptverfüllung beeinflusst. Der Rückbau des Verbaus ist plangemäß durchzuführen.wenn eine Silowirkung (Lastabtragung vom Rohrgraben in den anstehenden Boden) angestrebt wird, darf das Verfüllmaterial keine höhere Verdichtung als der seitlich anstehende Boden aufweisen. Zudem muss die Verdichtung direkt gegen den gewachsenen Boden erfolgen. Im Bereich der Hauptverfüllung darf bis zu einem Mindestabstand von 1 m zur Rohroberkante nur leichtes Verdichtungsgerät verwendet werden. Darüber können auch mittlere und schwere Verdichtungsgeräte eingesetzt werden. Bild 6.29: Einsatz von Geotextil im Bereich der Leitungszone 6.9 Ausführung der Hauptverfüllung Wegen der besonderen Bedeutung der Verdichtung der Leitungszone wird empfohlen, vor Einbringen der Hauptverfüllung eine Kontrolle der Verdichtung seitlich des Rohres vorzunehmen. Die Hauptverfüllung ist gemäß den Planungsanforderungen auszuführen. Wenn die planmäßige Überdeckung geringer als 1 m ist und/oder für den Straßenbau besonders schwere Verdichtungsgeräte eingesetzt werden sollen, sind besondere Maßnahmen zu treffen. In der Regel reicht es, wenn die Rohrleitung für SLW 60 bemessen ist und die Vibration des Verdichtungsgerätes beim Überfahren der Rohrleitung abgeschaltet wird. Vor der Herstellung des Straßenaufbaus sind der bauausführenden Firma diesbezügliche Angaben zu machen Bauseits hergestellte Zuläufe (Abzweige) innerhalb einer Haltung Nachträgliche Zuläufe in einem Hauptkanal sind mittels Bohrungen herzustellen.der Nenndurchmesser des Zulaufs darf nicht größer als 50 % des Haupt- 92

93 rohrdurchmessers sein. So muss z. B. bei einem Zulauf DN 150 das Hauptrohr mindestens eine Nennweite von DN 300 aufweisen. Bohrungen können bauseits an nahezu beliebiger Stelle angeordnet werden. Eine Bohrung darf aber nicht im Glockenbereich erfolgen und soll vom Rohrende mindestens einen Abstand vom 2-fachen Bohrlochdurchmesser besitzen. Bohrung, Anschlussstutzen und Anschlusssystem müssen aufeinander abgestimmt sein. Sie sollten einen Abstand zueinander von mindestens 1 m aufweisen. Seitliche Zulaufstutzen sind besonders gut zu unterstopfen. Bei vertikalen Zuläufen sind Vorkehrungen gegen ein Durchstanzen des Zulaufes in das Hauptrohr zu treffen, z. B. mit einer Betonmanschette, sofern das Anschlusssystem keine Durchstanzsicherung besitzt Anschlüsse an Ortbetonbauwerke oder Fertigschächte Anschlüsse an Ortbetonbauwerke oder Fertigschächte sind doppelgelenkig auszuführen. Das erforderliche Ausmaß der Gelenkigkeit ist von bauseitigen Bedingungen abhängig, die die unterschiedlichen Setzungen zwischen Bauwerk und Rohrleitung beeinflussen können. Generell soll der gelenkige Anschluss möglichst nahe am Bauwerk bzw. am Bild 6.30: Mögliche Varianten eines Rohranschlusses an ein Bauwerk 93

94 Schacht erfolgen, d. h. in einer Muffe im Schacht oder nach einem möglichst kurzen, einbetonierten Rohrstutzen (Bild 6.30). Als Richtwerte für die größte Länge von Einbaustutzen können folgende Werte dienen (Zwischenwerte können interpoliert werden): kleineren Rohren können auch geeignete Manschettenverbindungen verwendet werden (Bild 6.31). bei DN 300: 0,50 m, bei DN 1500: 1,00 m. Für das anschließende Gelenkstück kann bei Beton- und Stahlbetonrohren nachfolgende Faustformel angewandt werden (für Gelenkstücke l 1,0 m): Gelenkstücklänge/Rohraußendurchmesser < 1 m bis ca. 1,5 m In der Praxis haben sich folgende Gelenkstücklängen bewährt: DN 300 bis DN 600: ca.1,00 m, DN 700 bis DN 1400: ca.1,50 m, > DN 1400: Regelbaulänge (2,50 m oder 3,00 m). Diese Längen stimmen auch mit vorliegenden Berechnungen für übliche Einbaufälle überein [6.4]. Bei einem Betonauflager ist am ersten Gelenk nach dem Bauwerk das Auflager möglichst zu unterbrechen. Sind Haltungslängen genau einzuhalten, können werkseitig Passrohre in beliebiger Länge mit entsprechender Spitzend- und/oder Muffenausbildung hergestellt werden. Passrohre sollten werkseitig gefertigt werden, da die geforderten Toleranzen der Rohrverbindung sonst nicht einzuhalten sind. Bei Bild 6.31: Manschettenverbindung, System Mücher 6.12 Verlegen von FBS-Schachtbauteilen Versetzen von Schachtunterteilen Im Bereich des Schachtes ist der Graben entsprechend breiter auszuheben, um einen ausreichenden Arbeitsraum zu gewährleisten. An die Baugrubensicherung sind die gleichen Anforderungen wie im Bereich des Rohrgrabens zu stellen. Bei Beton- und Stahlbetonrohrleitungen gibt es zwei Arten von Schachtunterteilen: das Schachtunterteil als Fertigteil (Topfschacht, s. Bilder 2.25 und 2.26) und als seitlich am Rohr angeformter Schacht (Tangentialschacht, s. Bild 2.27/2.28). Sie sind entsprechend unterschiedlich zu verlegen. 1. Zur Verlegung des Schachtunterteils (Topfschacht) mit Muffen bzw. Anschlussstücken ist die Sohle in entsprechender Höhe vorzubereiten. Sie 94

95 kann aus Sand-Kies, Splitt oder Magerbeton bestehen.vor dem Verlegen auf einer erhärteten Betonsohle ist eine Mörtelschicht zum Ausgleich von Unebenheiten aufzutragen. Der Topfschacht ist auf der Sohle zu versetzen und an das bereits verlegte Rohr anzuschließen. Um die Reibungskräfte zu reduzieren, sollte das Schachtunterteil dabei noch frei hängen. 2.Ein Rohr mit seitlich angeformtem Tangentialschacht (ab DN 700 möglich) wird wie ein normales Rohr auf dem gleichen Auflager verlegt. Beim Verlegen ist darauf zu achten, dass der Schachthals senkrecht eingebaut wird. Bei größeren Bauteilen befinden sich meist Anker am Schacht, um diesen ausrichten zu können.in der Praxis hat sich auch bewährt,einen Krümmer mit angeformtem Schacht mit Hilfe eines Seilschlupfes zu heben,der durch den Schachtaufsatz an einem längs im Rohr befindlichen Balken befestigt ist.damit das Rohr mit dem außen anbetonierten Schacht nicht kippt, ist unter dem Schacht der Boden besonders sorgfältig zu verdichten. Gegebenenfalls zumindest wenn für das Rohr eine Betonbettung ausgebildet wird ist der Schacht durch einen Magerbetonkeil zu sichern (Bild 6.32). Besondere Gelenkstücke sind bei einem Tangentialschacht nicht erforderlich Versetzen von Schachtringen FBS-Schachtbauteile nach DIN 4034, Teil 1, werden über eine Muffenfügung mit Elastomerdichtung auf dem Spitzende ähnlich wie bei Rohren verbunden (s. Bild 2.29).Andere Dichtungssysteme, z. B. mit fest in der Muffe eingebauter Dichtung, sind in der Erprobung. Die vertikale Lastübertragung erfolgt über die äußere Stirnfläche der Schachtringe. Zwischen den Bauteilen ist eine gleichmäßige, nicht federnde Lastübertragung zu gewährleisten. Dies kann z. B. durch eine Frischmörtelschicht erreicht werden. Sie darf 10 mm nicht überschreiten, wodurch sich innen eine Fuge von max. 15 mm ergibt.weitere Lastübertragungssysteme, z. B.Verwendung von Ringen aus speziellen Auflagermaterialien, werden zur Zeit in der Praxis erprobt. Bild 6.32: Beispiel für den Einbau eines seitlich angeformten Schachtes Keilförmige Gleitringdichtungen helfen bei der Zentrierung des zu versetzenden Bauteiles. Die Dichtringe sind nach dem Aufziehen auf ihre Lage an der Schulter und auf eine gleichmäßige Vorspannung zu prüfen. Dies geschieht z. B., 95

96 indem mit einem Spachtel zwischen Dichtung und Beton einmal rund um den Schachtring gezogen wird. Das vom Hersteller mitgelieferte Gleitmittel ist von Hand in ausreichender Menge auf die Gleitfläche aufzutragen. Dazu eignet sich am besten ein Gummihandschuh. Bei selbstschmierenden Dichtringen entfällt dieser Arbeitsschritt. Die Dichtung ist aber auf Unversehrtheit zu untersuchen. Ein Übergang von einem größeren Innendurchmesser zu einem Schachtbauteil mit kleinerem Durchmesser ist durch Übergangsplatten oder -ringe möglich. Der Übergang zur Abdeckung erfolgt mit einem Schachthals (Konus) oder bei hoher Belastung bzw. geringer Bauhöhe mit einer Abdeckplatte. Der Höhenausgleich zur Geländeoberkante wird mit verschiebesicheren Auflagerringen hergestellt,die aufzumörteln sind Verfüllen des Arbeitsraumes Der Arbeitsraum um die Schächte ist rundum gleichmäßig und lagenweise zu verfüllen und zu verdichten. Dabei gelten die grundsätzlichen Anforderungen wie bei der Hauptverfüllung von Leitungsgräben. Bei hoch liegenden Anschlüssen im Schacht ist besondere Vorsicht geboten, um ein Abscheren zu verhindern Dichtheitsprüfung der verlegten FBS-Rohre und FBS-Schächte Allgemeines Bei der Dichtheitsprüfung ergeben sich nach DIN EN 1610 einige entscheidende Änderungen zu den bisherigen Regelungen in DIN Eine der wesentlichen Änderungen ist die Normung der Dichtheitsprüfung mit Luftüberdruck, entsprechend den Erfahrungen in anderen europäischen Ländern. Bisher war weder in DIN 4033 noch in ATV-A 139 die Luftprüfung genormt,da die Korrelation zwischen einer Prüfung mit Luft und mit Wasser nicht als ausreichend gesichert erschien.im Zweifelsfall bleibt aber die Wasserdruckprüfung maßgebend. Eine weitere grundsätzliche Änderung liegt darin,dass im Gegensatz zu DIN 4033, bei der die Dichtheitsprüfung bei noch nicht verfülltem Graben durchgeführt werden soll, die Abnahmeprüfung nach DIN EN 1610 erst nach dem Verfüllen des Rohrgrabens und Entfernen des Verbaus zu erfolgen hat. Damit sollen auch Fehler beim Verfüllen des Rohrgrabens erfasst werden. Ein Nachteil dieser Regelung besteht darin,dass vorhandene Fehlstellen nur sehr mühsam geortet und behoben werden können. Eine Prüfung bei frei liegender Leitung kann jedoch wie in ATV- A142 für Leitungen in Wassergewinnungsgebieten verlangt als Vorprüfung dienen und ist im Sinne einer gesicherten Baudurchführung zusätzlich zu empfehlen. Bei der Durchführung der Dichtheitsprüfung gibt es keine werkstoffspezifischen Unterschiede mehr.weitere Änderungen betreffen die Vorfüllzeit, die Prüfdauer 30 min statt bisher 15 min und den Prüfdruck bei der Prüfung mit Wasser. Wenn der Grundwasserspiegel zum Prüfzeitpunkt über dem Rohrscheitel 96

97 liegt, darf eine Infiltrationsprüfung mit fallbezogenen Vorgaben durchgeführt werden Prüfung mit Luft Allgemeines Die Prüfung mit Luftüberdruck kann mit unterschiedlichen Prüfdrücken und den davon abhängigen Druckverlusten und Prüfdauern erfolgen (Tabelle 6.4). Eine Prüfung mit Luftunterdruck sieht DIN EN 1610 nicht vor. Die Prüfgeräte dürfen für die Messung des Druckabfalls p eine Fehlergrenze von 10 % haben. Bei der Zeitmessung liegt die zulässige Fehlergrenze bei 5 Sekunden Haltungsweise Prüfung Die Wahl des Prüfdruckes p 0 sollte vom Auftraggeber bestimmt werden. Aus Gründen des Arbeitsschutzes und der Prüfgenauigkeit wird das Verfahren LC mit 100 mbar Prüfdruck (entspricht 1 m Wassersäule) empfohlen. Bei der Durchführung sind geeignete Verschlüsse zu verwenden, die eine sichere Abdichtung gegen die Rohrwand gewährleisten. Auf Grund der Rauheit einer Betonoberfläche sind nicht alle auf dem Markt befindlichen Verschlüsse geeignet. Besonders empfehlenswert sind Verschlüsse, die durch eine Doppeldichtung selbst auf ihre Abdichtwirkung geprüft werden können. Während der Prüfung darf aus Sicherheitsgründen der Bereich vor den Verschlüssen nicht betreten werden. Das gilt in verstärktem Maße für größere Durchmesser. Zur Kontrolle der Abdichtwirkung des Verschlusses kann der Übergang von Rohr zu Verschluß mit Seifenlauge präpariert werden,um eine undichte Stelle an der Blasenbildung leichter zu erkennen. DIN EN 1610 unterscheidet bei Rohren aus Beton auch Stahlbeton oder Stahlfaserbeton ob die Rohr- Tabelle 6.4: Prüfung mit Luft in Anlehnung an DIN EN 1610, Tab. 3 Werk- Prüfver- p 0 * p Prüfzeit [min] stoff fahren mbar mbar DN 300 DN 400 DN 600 DN 800 DN 1000 DN 1400 DN 2000 LA 10 2, , A** LB ,5 8, LC LD , LA 10 2,5 7 9,5 14,5 19, B*** LB ,5 7, , LC , LD , , * p 0 Prüfdruck ** A trockene Beton- und Stahlbetonrohre *** B feuchte Beton- und Stahlbetonrohre (und alle anderen Werkstoffe) 97

98 wandung trocken oder feucht ist (s. Tabelle 6.4). Die Prüfwerte für feuchte Rohre sind für den Werkstoff Beton als besser gesichert anzusehen. Eine Prüfung bei feuchten Rohren, z. B. nach einer gründlichen Spülung, ist daher vorzuziehen. Nach Abdichten der Prüfstrecke ist der Anfangsdruck, der etwa 10 % über dem gewählten Prüfdruck liegt, mind. 5 min zu halten. Diese Beruhigungszeit dient zur Stabilisierung der Temperatur im Rohrstrang, die sich bei einem Wechsel des Druckes ändert und somit das Prüfergebnis beeinflussen würde. Danach wird der Prüfdruck eingestellt und der Druckabfall nach Ablauf der Prüfzeit gemäß Tabelle 6.4 gemessen und mit dem zulässigen Druckabfall verglichen. Ist der gemessene Druckabfall geringer als p, entspricht die geprüfte Strecke den Anforderungen. Wird die Prüfung nicht bestanden, muss nach dem Fließdiagramm-Verfahren L in Bild 6.33 vorgegangen werden.wiederholungsprüfungen sind zulässig. Im Zweifelsfall ist immer die Prüfung mit Wasser verbindlich. Bild 6.33: Fließdiagramm-Verfahren L (DIN EN 1610) 98

99 Prüfung einzelner Rohrverbindungen Die Prüfbedingungen für die Prüfung von einzelnen Rohrverbindungen üblicherweise bei Rohren > DN 1000 sollen den gleichen Grundsätzen genügen und sind im Einzelfall festzulegen. Zur Einstellung der Prüfeinrichtung sind Referenzmessungen an drei Rohren in Rohrmitte also ohne Einfluss der Rohrverbindung durchzuführen.diese Rohre sind vorher zumindest bei einer Kamerabefahrung auf Unversehrtheit zu prüfen. Dabei kann auch der notwendige Anpressdruck der Packerabdichtung getestet werden. Bei Stahlbetonrohren ist darauf zu achten, dass ein Druckabfall auch durch einen zulässigen Haarriss in der Zugzone verursacht werden kann,der aber nicht die Dichtheit der Rohrverbindung selbst beeinflusst Prüfung mit Wasser Allgemeines Wie bisher nach DIN 4033 stellt auch in DIN EN 1610 die Prüfung mit Wasser die Referenzmethode dar. Nach DIN EN 1610 ist ein Prüfdruck mit einer Wassersäule bis zur Geländeoberkante, höchstens 5 m bzw. mindestens 1 m über Rohrscheitel, vorgesehen. Höhere Prüfdrücke können für Leitungen vorgegeben werden, die ständig oder zeitweise, z. B. bei Rückstau, unter Überdruck betrieben werden. Rohrquerschnitte, die vom Kreisprofil abweichen, wie Ei-, Maul- und Rechteckquerschnitt, werden aus geometrischen Gründen besonders durch Innendruck belastet. Hier ist gegebenenfalls die zulässige Druckhöhe statisch zu überprüfen Haltungsweise Prüfung Die Durchführung der Prüfung erfolgt nach dem Fließdiagramm-Verfahren W (Bild 6.34). Folgende Arbeitsschritte sind durchzuführen: 1. Sicherung der Leitung (insbesondere Krümmer bei Prüfung im offenen Graben). 2.Verschließen aller Öffnungen. 3.Sicherung der Verschlüsse an den Rohrenden (Tabelle 6.5). 4.Befüllen der Leitung über einen Ausgleichsbehälter (die Füllleitung darf nicht direkt an eine Leitung mit Überdruck angeschlossen sein). 5.Befüllen vom Tiefpunkt aus;entlüftung am Hochpunkt sicherstellen. 6.Leitung während der Vorfüllzeit drucklos gefüllt halten.eine Stunde ist in der Regel ausreichend, außer die Rohre sind stark ausgetrocknet. 7.Prüfdruck aufbringen und während der Prüfzeit von 30 min (±1 min) konstant halten. 8.Messung der zur Haltung des Druckes erforderlichen Wassermenge. 99

100 entsprechend sorgfältig entlüftet werden. Eine vollständige Entlüftung ist jedoch nicht möglich. Um die Prüfung zu erleichtern, sollten für die Durchführung unter anderem folgende Geräte vorgehalten werden: kleiner Kompressor für die Luft, Tauchpumpe, evtl.wasserbehälter, wenn sonst kein Wasser bauseits verfügbar. Bei der Durchführung der Prüfung sind die nachfolgenden wesentlichen Schritte zu beachten: Bild 6.34: Fließdiagramm-Verfahren W (DIN EN 1610) 9.Vergleich mit zulässiger Nachfüllmenge (0,15 l/m 2 benetzter Innenfläche, s.tabelle 6.6) Prüfung einzelner Rohrverbindungen Für die Prüfung einzelner Rohrverbindungen üblicherweise erst ab DN 1000 gilt ein Prüfdruck von 5 m Wassersäule (0,5 bar). Die zulässige Wasserzugabe wird auf einen fiktiven Rohrabschnitt von 1 m Länge bezogen (s.tabelle 6.6). Das Ergebnis der Prüfung hängt stark von der in der Muffenfügung befindlichen Luftmenge ab. Deshalb muss Markierung zur mittigen Positionierung des Muffendruckprüfgerätes über der Stoßfuge, Kontrolle der Rohrwandung auf Unebenheiten im Bereich der Abdichtung, Entlüften, Druck aufbringen, Nachfüllmenge messen, die während der Prüfzeit erforderlich ist, um den Druck aufrecht zu halten. Die Prüfung der Rohrverbindung nach DIN EN 1610 ist wegen der dort vorgesehenen Prüfdauer von 30 min sehr zeitaufwendig. Zudem ist die Messung der Wasserzugabe vor Ort in der erforderlichen Genauigkeit bisher kaum durchführbar. Aufgrund dieser Nachteile wird abweichend von der Norm empfohlen, Tab. 6.5: Horizontale Abstützkräfte bei einem Prüfdruck von 5 m Wassersäule Nennweite DN Horizontalkraft [kn] 3,5 6,3 9,8 14,1 25,1 39,3 56,5 77,0 100, ,1 100

101 Tabelle 6.6: Zulässige Wasserzugabemenge nach DIN EN 1610 für Rohrleitungen (0,15 l/m 2 ) Profil Innen- zul. Leitungslänge [m] DN fläche Zugabe Wasserzugabe [l] mm m 2 l/m Kreisquerschnitt 300 0,94 0,14 0,28 0,42 0,56 0,70 1,40 2,80 4,20 5,60 7, ,26 0,19 0,38 0,57 0,76 0,95 1,90 3,80 5,70 7,60 9, ,57 0,24 0,48 0,72 0,96 1,20 2,40 4,80 7,20 9,60 12, ,88 0,28 0,56 0,84 1,12 1,40 2,80 5,60 8,40 11,20 14, ,20 0,33 0,66 0,99 1,32 1,65 3,30 6,60 9,90 13,20 16, ,51 0,38 0,75 1,13 1,51 1,88 3,77 7,53 11,30 15,06 18, ,83 0,42 0,85 1,27 1,70 2,12 4,25 8,49 12,74 16,98 21, ,14 0,47 0,94 1,41 1,89 2,36 4,71 9,42 14,14 18,85 23, ,45 0,52 1,04 1,55 2,07 2,59 5,18 10,35 15,53 20,70 25, ,77 0,57 1,13 1,70 2,26 2,83 5,66 11,31 16,97 22,62 28, ,40 0,66 1,32 1,98 2,64 3,30 6,60 13,20 19,80 26,40 33, ,71 0,71 1,41 2,12 2,82 3,53 7,07 14,13 21,20 28,26 35, ,03 0,75 1,51 2,26 3,02 3,77 7,55 15,09 22,64 30,18 37, ,65 0,85 1,70 2,54 3,39 4,24 8,48 16,95 25,43 33,90 42, ,28 0,94 1,88 2,83 3,77 4,71 9,42 18,84 28,26 37,68 47, ,91 1,04 2,07 3,11 4,15 5,18 10,37 20,73 31,10 41,46 51, ,54 1,13 2,26 3,39 4,52 5,66 11,31 22,62 33,93 45,24 56, ,85 1,18 2,36 3,53 4,71 5,89 11,78 23,55 35,33 47,10 58, ,42 1,41 2,83 4,24 5,65 7,07 14,13 28,26 42,39 56,52 70,65 WN/HN Eiquerschnitt 400/600 1,59 0,24 0,48 0,72 0,95 1,19 2,39 4,77 7,16 9,54 11,93 500/750 1,98 0,30 0,59 0,89 1,19 1,49 2,97 5,94 8,91 11,88 14,85 600/900 2,38 0,36 0,71 1,07 1,43 1,79 3,57 7,14 10,71 14,28 17,85 700/1050 2,78 0,42 0,83 1,25 1,67 2,09 4,17 8,34 12,51 16,68 20,85 800/1200 3,17 0,48 0,95 1,43 1,90 2,38 4,76 9,51 14,27 19,02 23,78 900/1350 3,57 0,54 1,07 1,61 2,14 2,68 5,36 10,71 16,07 21,42 26, /1500 3,97 0,60 1,19 1,79 2,38 2,98 5,96 11,91 17,87 23,82 29, /1800 4,76 0,72 1,44 2,16 2,87 3,59 7,19 14,37 21,56 28,74 35,93 dass in Abstimmung mit dem Bauherrn die bisher praktizierte Prüfung über den Druckabfall durchgeführt werden kann. Die Prüfung beginnt nach Aufbringen des Prüfdruckes von 0,5 bar mit einer kurzen Beruhigungszeit, um die in der Fügung noch vorhandene Luft zu komprimieren. Die Rohrverbindung ist dabei nicht vollständig zu entlüften. Die restliche Luft dient als Puffer, um eine Prüfung überhaupt durchführen zu können, da bei dem nicht komprimierbaren Medium Wasser kein Druckabfall messbar ist. Erfahrungsgemäß ist ein ruckartiger Druckabfall ein Zeichen für eine Undichtigkeit; ein langsamer Druckabfall ist jedoch unbedenklich. Davon spricht man, wenn die Bewegung des Druckanzeigers mit der eines Sekundenzeigers vergleichbar ist. Eine mehrmalige Wiederholung der Prüfung ist zulässig. Es wird eine Prüfung bei frei liegender Rohrverbindung empfohlen, um einen eventuellen Wasseraustritt feststellen zu können. 101

102 Bei Stahlbetonrohren kann ein Druckabfall auch durch einen zulässigen Haarriss verursacht werden. Die Dichtheit der Rohrverbindung bzw. des Rohres wird hierdurch jedoch nicht beeinflusst. Die sicherste und einfachste Prüfung ist in jedem Fall die Vollfüllung des frei stehenden Schachtes mit Wasser. Dabei können eventuell vorhandene undichte Stellen sofort geortet und behoben werden Prüfung von Schächten Nach DIN EN 1610 können Schächte mit Luft oder Wasser geprüft werden. Generell ist die Prüfung von Schächten in der Praxis schwierig durchzuführen, da z. B. die Dichtheit der Verschlüsse vom Schacht zum Leitungsstrang nicht kontrolliert werden kann. Bei der Prüfung mit Luft liegen noch keine ausreichenden Erfahrungen vor. Deshalb wird in DIN EN 1610 vorgeschlagen, die Prüfzeiten bei Prüfdrücken und zugehörigem zulässigem Druckabfall nach Tabelle 6.4 gegenüber den Prüfzeiten bei Rohrleitungen gleicher Durchmesser zu halbieren. In der Praxis ist eine Schachtprüfung mit Luft problematisch, da die Bauteile gegebenenfalls zugfest miteinander verbunden werden müssen. Die Anforderungen bei der Prüfung mit Wasser sind die gleichen wie bei der Prüfung von Rohren. Eine Ausnahme bilden die zulässigen Wassernachfüllmengen: 0,20 l/m 2, wenn Rohre und Schächte zusammen geprüft werden, 0,40 l/m 2, wenn Schächte separat geprüft werden. 102

103 Bauausführung in geschlossener Bauweise Rohrvortrieb 7

104 7.1 Allgemeines Beim Rohrvortrieb werden Produkt- oder Mantelrohre von einem Startschacht aus unterirdisch bis zu einem Zielschacht vorgetrieben (Bild 7.1). Gegenüber der offenen Bauweise hat die geschlossene Bauweise den Vorteil, dass Hindernisse wie stark befahrene Straßen, Bahnlinien, Wasserstraßen oder Gebäude unterfahren werden können, die Geländeoberfläche Straßen, Bebauung, Bäume etc. geschont wird, die Beeinträchtigung der Umwelt infolge - Verkehrslärms und damit einhergehender Luftverschmutzung sowie - infolge von Behinderungen durch Umleitungen stark verringert wird, der Platzbedarf stark eingeschränkt ist und neben ausreichendem Lagerraum nur Platz für Start- und Zielschächte benötigt wird, bei großer Tiefenlage des Kanals die Baudurchführung wirtschaftlicher wird. Mit der Durchführung des Rohrvortriebes sollten nur erfahrene Unternehmen betraut werden, die das erforderliche hohe technische Niveau nachweisen können, da Störungen bedeutend schwerwiegendere Folgen haben als bei der offenen Bauweise. ATV- Bild 7.2: FBS-Vortriebsrohre im Werk Bild 7.1: Prinzipskizze eines Rohrvortriebes 104

105 A 125 gibt einen Leitfaden zur Planung und Ausführung von Vortriebsarbeiten. Entsprechend diesem Arbeitsblatt unterscheidet man zwischen dem bemannten Vortrieb mit einem inneren Rohrdurchmesser von mindestens 1200 mm und dem unbemannten Vortrieb. In Ausnahmefällen darf dieser Grenzdurchmesser auf 1000 mm verringert werden. Dazu muss die Vortriebsstrecke kürzer als 80 m sein und ein vorgeschaltetes Arbeitsrohr mit einem Innendurchmesser von mindestens 1200 mm zum Einsatz kommen. Beim unbemannten Vortrieb, auch Microtunnelling genannt, müssen im Gegensatz zum bemannten Vortrieb Abbau, Förderung und Steuerung vollautomatisch vom Startschacht aus geregelt werden. Beton vorgesehen, die insbesondere bei kleineren Dimensionen verwendet werden. 7.2 Vorbereitungen zur Bauausführung Besondere Sorgfalt ist bei der Erkundung der Boden- und Grundwasserverhältnisse in der Vortriebstrasse erforderlich. Nach deren Ergebnis entscheidet sich, ob ein Vortrieb überhaupt möglich ist und welches Vortriebsverfahren eingesetzt werden kann. Ferner sind die Angaben zu den anstehenden Böden und zum Grundwasser für die Erstellung der Rohrstatik erforderlich, die vor Baubeginn vorliegen muss (Angabenblatt hierzu s. Abschnitt 11). Bei der Beurteilung der Bodenart ist darauf zu achten, wie die Wasserdurchlässigkeit der Bodenschichten einzustufen ist und ob harte oder felsige Böden angeschnitten werden. In letzterem Fall wird der Geltungsbereich der für die Berechnung zuständigen ATV-A 161 verlassen und es können wesentlich höhere Belastungen auf das Rohr einwirken. Bild 7.3: FBS-Vortriebsrohre DN 300 für Microtunnelling Die Dichtheitsprüfung von in geschlossener Bauweise hergestellten Rohrleitungen ist analog der in offener Bauweise (s. Abschnitt 6.13) durchzuführen. In den folgenden Abschnitten wird besonders auf die Aspekte des Rohrvortriebes eingegangen, die beim Vortrieb mit FBS-Stahlbetonrohren wichtig sind. In ATV-A 125 sind auch Rohre aus Erfolgt der Vortrieb unter Gewässern, ist zu prüfen, ob eine durchgehende wasserdichte Schicht zwischen Gewässer und Vortriebstrasse vorliegt. Andernfalls sind besondere Maßnahmen zu ergreifen, z. B. Vortrieb unter Druckluft. Bei Baumaßnahmen in bestehendem oder ehemaligem Industriegelände ist der Boden im Hinblick auf eine Kontamination zu überprüfen, 105

106 denn kontaminierte Böden können eine mögliche Gefährdung des Personals darstellen. Darüber hinaus ist das abgebaute Material nur sehr aufwendig zu entsorgen. Ferner sind Erkundigungen über kreuzende Kabel-, andere Ver- und Entsorgungsleitungen und evtl. in der Trasse liegende Fundamente einzuholen. Zu den Vorüberlegungen gehört auch, ob beim Vortrieb der Reibungswiderstand durch eine Schmierung, z. B. mit einer Bentonitsuspension, reduziert wird. Auf eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Rohrmantelfläche mit Schmiermittel durch eine ausreichende Anzahl von Austrittsöffnungen im Rohrumfang ist zu achten. Bei nicht begehbaren Querschnitten erfolgt die Schmierung in der Regel vom Bohrkopf aus oder im Bereich des Nachläufers der Vortriebsmaschine. Nach Beendigung des Vortriebes kann der Überschnitt durch einen sog.dämmer, meist ein Zement-Bentonit-Gemisch, verfüllt werden. Dies empfiehlt sich besonders bei geringen Überdeckungen oder unterhalb setzungsempfindlicher Bauwerke. Unterhalb von Gleisanlagen wird eine solche Verfüllung von der Bahn AG verlangt. Sowohl die Schmierung beim Vortrieb als auch die nachträgliche Verpressung verringern eine Oberflächensetzung und ergeben statisch eine günstigere Stützwirkung. Beim bemannten Vortrieb kann die mögliche Vortriebslänge durch den Einsatz von Zwischenpressstationen, sog. Dehnern (Bild 7.4 und Bild 7.5),vergrößert werden. In der Zwischenpressstation befindet sich eine eigene Presseinheit,wobei der Rohrstrang abschnittsweise vorgetrieben wird (Bild 7.6).Dadurch werden die erforderlichen Vortriebskräfte verringert,die Bild 7.4: Prinzipskizze einer Zwischenpressstation, sog. Dehner (Längsschnitt) 106

107 durch das Rohr begrenzt sind. Nach Beendigung des Vortriebes werden die Pressen entfernt und der Dehner um das entsprechende Maß zusammengefahren, um einen ungestörten Rohrstrang zu erhalten. Bild 7.5: Teilansicht einer Zwischenpressstation Beim unbemannten Vortrieb kann der Widerstand an der Ortsbrust von einer eigenen Dehnerstation überwunden werden.dadurch kann die mögliche Vortriebsstrecke bei gegebener zulässiger Vortriebskraft verlängert werden. In diesem Fall ist nach Beendigung des Vortriebes der Rohrstrang bis zum Dehner in den Zielschacht durchzuschieben. Gegebenenfalls ist hierzu ein größerer Zielschacht erforderlich. Zur Abschätzung der erforderlichen Vortriebskräfte können die folgenden Richtwerte für den Widerstand an der Ortsbrust und für die Mantelreibung angesetzt werden. Für Lockerböden muss je nach Bodenart mit einem Widerstand an der Ortsbrust von 300 kn/m 2 bis Bild 7.6: Schema eines Rohrvortriebs mit Haupt- und Zwischenpressstationen 107

108 600 kn/m 2 bei sehr schwerem Boden bis zu 1000 kn/m 2 gerechnet werden. Für die Mantelreibung sind ohne Schmierung ungefähr 20 kn/m 2 bis 30 kn/m 2 bei sehr ungünstigen Bedingungen bis zu 60 kn/m 2 anzusetzen. Mit optimaler Schmierung lässt sich die Mantelreibung auf 10 kn/m 2 bis 20 kn/m 2 verringern. Bei vorhandenem Grundwasser ist die Mantelreibung evtl. noch geringer, allerdings steigt dann meist der Brustwiderstand an [7.1]. Mit diesen Angaben kann der Einsatz von Zwischenpressstationen abgeschätzt werden. Nach ATV-A 161 soll die vom Rohr vorgegebene, zulässige Vortriebskraft planmäßig nur bis zu 80 % ausgenutzt werden, um für unvorhergesehene Widerstände noch Reserven zu besitzen. 7.3 Start- und Zielschacht Der Startschacht dient zur Aufnahme der Presseinrichtung mit Pressenwiderlager und zur Bereitstellung von mindestens einem Vortriebsrohr. Im Zielschacht werden Schneidschuh, Abbaueinrichtung und evtl. Arbeitsrohre geborgen. Der Startschacht ist in der Regel deutlich größer als der Zielschacht. Deshalb empfiehlt es sich aus wirtschaftlichen Gründen, aus dem Startschacht heraus den Vortrieb in mehrere Richtungen auszuführen.die Sicherung der Start- und Zielschächte erfolgt meist durch eine Spritzbetonschale oder eine Spundwand. Der Schachtverbau ist statisch nachzuweisen. Der Boden von Start- und Zielschächten wird in der Regel wasserdicht unter Einhaltung der Auftriebsicherheit betoniert. Beim Microtunnelling kommen vielfach Start- und Zielschächte aus Fertigteilen mit vorbereiteten Aus- und Einfahröffnungen zur Anwendung, die im Absenkverfahren eingebracht werden. In gleicher Bauart werden auch Durchfahrschächte angeboten,wenn der Vortrieb nicht unterbrochen werden soll,aber später dort ein Einsteigschacht gewünscht wird. Bei den Aus- und Einfahröffnungen sind zur Vermeidung von Boden- und gegebenenfalls Grundwassereinbrüchen besondere Maßnahmen zur Sicherung der Ortsbrust erforderlich. Aus den Fertigschächten heraus können auch Hausanschlussleitungen in geschlossener Bauweise hergestellt werden. Start- und Zielschächte dienen üblicherweise im Endzustand in reduzierter Größe als Einsteig- oder Kontrollschacht. Die Anschlüsse an diese Schächte sind wie bei üblichen Ortbetonschächten auszubilden (s. Abschnitt 6.11). Die dabei offen verlegten Rohre unterliegen in der Regel einer deutlich höheren Belastung als beim Vortrieb und sind deshalb auf einem nach ATV-A 127 nachzuweisenden Auflager zu verlegen. In Sonderfällen kann nachträglich ein Schacht auf die im Rohrvortrieb eingebauten Rohre aufgebracht werden. Dabei wird ein Schacht aus Fertigteilen auf ein entsprechend vorbereitetes Rohr abgesenkt. 7.4 Grundwasserhaltung Je nach Vortriebsverfahren sind mehrere Arten der Grundwasserhaltung möglich. 108

109 1.Offene Wasserhaltung Das anfallende Wasser wird durch die Vortriebsstrecke zum Startschacht abgeleitet. Dabei ist ein Ausspülen der Ortsbrust zu verhindern. 2.Geschlossene Wasserhaltung Der Grundwasserspiegel wird bis mindestens unter die Rohrsohle abgesenkt zumindest im Bereich der Ortsbrust. Gleiches gilt im Bereich der Aus- und Einfahröffnungen bei den Schächten, wenn die Dichtheit nicht durch bauliche Maßnahmen gesichert ist. 3.Wasserhaltung durch Druckluft Dieses Verfahren ist sowohl beim unbemannten als auch beim bemannten Vortrieb möglich. Bei letzterem wird der Rohrstrang ganz oder teilweise so unter Druck gesetzt, dass anstehendes Grundwasser nicht eindringen kann. Üblicherweise stehen nur an der Ortsbrust einige Rohre unter Innendruck, die zugfest miteinander verbunden sein müssen. Bei den Arbeiten sind die Sicherheitsbestimmungen der Druckluftverordnung dringend einzuhalten. So muss u. a. der Bereich der Rohrleitung, der nicht unter Druckluft steht, einen Innendurchmesser von mindestens 1,60 m, der unter Druckluft stehende Arbeitsraum einen Innendurchmesser von mindestens 1,80 m haben. Eine Wasserhaltung mit Druckluft ist nicht möglich, wenn die Gefahr von Ausbläsern besteht. Dies ist z. B. bei zu geringer Überdeckung oder bei einem sehr durchlässigen Boden der Fall. 7.5 Bodenabbau und Bodenförderung Das Abbauverfahren an der Ortsbrust ist abhängig von der anstehenden Bodenart und vom Rohrdurchmesser. Neben dem Abbau von Hand ist der Einsatz von mechanischen Hilfsmitteln, z. B. Bagger oder Teilbzw. Vollschnittmaschinen, möglich. Bei geeignetem Boden kann der Abbau auch durch Flüssigkeitsdruckstrahlen erfolgen. Dabei ist die Sicherung der Ortsbrust von entscheidender Bedeutung. Bild 7.7: Materialabbau an der Ortsbrust Beim Abbau ist sorgfältig darauf zu achten, dass nur der vorgesehene Querschnitt mit dem geplanten Überschnitt abgebaut wird. Bei nicht standfesten Böden ist durch geeignete Maßnahmen, z. B. Schutzschilde, Druckluft u. a., ein Bodeneinbruch zu verhindern. Bei hartem Boden ist besonders im Sohlbereich die genaue Einhaltung eines Abbauprofiles entsprechend der Rohrform wichtig, um einen möglichst großen Auflagerwinkel des Rohres zu erreichen. Die Beseitigung von Vortriebshindernissen aus einem begehbaren Schild 109

110 heraus darf nur unter besonderen Sicherungsmaßnahmen erfolgen. Dabei entstehende Hohlräume über den geplanten Ausbruchsquerschnitt hinaus sind mit geeignetem Material zu verfüllen. Die Abbaueinheit befindet sich meist in Arbeitsrohren, die nach Beendigung des Vortriebes wieder geborgen werden. Für den horizontalen Transport des Abbaumaterials kommen u. a. Kübel-, Band-, Schnecken- oder Spülförderung in Frage. Letztere ist besonders beim Vortrieb im Microtunnellingverfahren im Einsatz. 7.6 Vortriebsprotokolle Sowohl im unbemannten als auch im bemannten Vortrieb sind verschiedene Vortriebsparameter ständig zu erfassen. Das kann durch kontinuierlich arbeitende graphische Messwertschreiber oder in Intervallen erfolgen bei unbemanntem Vortrieb alle 200 mm bzw. 90 sec bzw. bei bemanntem Vortrieb alle 2 m bzw. nach jedem Rohr. Die Aufzeichnungen müssen nach Zeit und Vortriebslänge zuzuordnen sein. Bei den geometrischen Größen ist aufzuzeichnen: Abweichung im Bereich der Ortsbrust nach Höhe und Seite (zul.werte nach ATV-A 125, s.tabelle 7.1), Verrollung und Neigung, Vortriebslänge. Tabelle 7.1: Maximal zulässige Abweichung von der Solllage für Abwasserkanäle und -leitungen (nach ATV-A 125) Nenndurch- Abweichung Abweichung messer DN vertikal horizontal [mm] [mm] [mm] < 600 ± 20 ± bis 1000 ± 25 ± 40 > 1000 bis < 1400 ± 30 ± ± 50 ± 200 Bei begehbaren Rohrvortrieben mit planmäßig gekrümmter Trasse sind die Klaffungen in den Rohrfugen zu kontrollieren.wird die in der Statik angesetzte Klaffung überschritten,sind die Vortriebskräfte entsprechend zu verringern. Auch bei planmäßig geradem Rohrvortrieb sollten die Rohrfugen überprüft werden, da es infolge von Steuerbewegungen zu unplanmäßigen Klaffungen kommen kann. Auch die Vortriebskräfte sind laufend zu kontrollieren und aufzuzeichnen. Die Aufzeichnung der Vortriebskräfte kann auch in bar erfolgen, wenn eine Umrechnung auf die dann wirkende Vortriebskraft in kn vorliegt. Die Messung hat sowohl an der Hauptpressstation als auch an allen Zwischenpressstationen zu erfolgen. Die gemessenen Werte sind mit den zulässigen Vortriebskräften gemäß der Rohrstatik zu vergleichen. Bei Annäherung an den maximal zulässigen Wert ist Rücksprache mit dem Bauleiter zu halten, ob gegebenenfalls der Einsatz einer Zwischenpressstation (Dehner) erforderlich wird.wenn Gefahr besteht, dass der maximal zulässige Pressdruck nicht ausreicht, sind rechtzeitig in Absprache mit dem Ersteller der Statik und mit dem Rohrhersteller geeignete Vorkehrungen zu treffen. Bei Verwendung von Schmiermitteln (z. B. Bentonitsuspension) sind Einpressdruck,Viskosität und Verbrauchs- 110

111 mengen kontinuierlich zu überprüfen und zu protokollieren. 7.7 Sonderfälle des Rohrvortriebes Mit modernen Steuerungseinrichtungen besteht die Möglichkeit, Kurven in vertikaler und horizontaler Richtung aufzufahren. Die dabei entstehende Abwinklung an der Rohrverbindung kann durch den Einsatz kürzerer Rohre verringert werden. Bei gleichbleibendem Kurvenradius ist der Einsatz von Rohren mit schrägen Spiegeln möglich. Eine planmäßig klaffende Fuge soll möglichst vermieden werden. Dabei kann ein dickerer Druckübertragungsring evtl. aus unterschiedlichen Materialien einen Teil der Abwinklung ausgleichen. Bei der Wahl des Druckübertragungsringes ist darauf zu achten, dass die Geometrie der Rohrfügung die Dichtheit gewährleisten und eine entsprechende Abwinklung aufnehmen kann. Das Auffahren von Wechselkurven ist schwierig, da die Wirksamkeit des Druckübertragungsringes dabei eingeschränkt wird. Geplante Kurvenfahrten sind in der Rohrstatik ggf. durch eine verringerte zulässige Vortriebskraft und eine erhöhte Mindestbewehrung zu berücksichtigen. Darüber hinaus sind auch in diesem Fall Steuerbewegungen zur Richtungskorrektur einzurechnen. Beim Vortrieb im Bereich von Fundamenten ist besondere Sorgfalt angebracht. Der Überschnitt ist ggf. zu begrenzen und zu verpressen. Besteht z. B. bei einem Brückenfundament die Gefahr einer Auflockerung des Auflagers durch nachrutschenden Boden in den Abbaubereich, kann das Fundament u. a. durch eine im Boden verbleibende Spundwand gesichert werden. Bei Vortriebsarbeiten unter Bahngleisen ist wie bei der offenen Verlegung der Mindestabstand von Oberkante Rohr bis Oberkante Schwelle nach DS 804, Absatz 50, einzuhalten. Bei Rohraußendurchmesser d a 1,00 m muss die Überdeckung 1,50 m sein. Bei Rohraußendurchmesser d a < 1,00 m soll die Überdeckung 1,50 m sein, und die Überdeckung vom Rohrscheitel bis Unterkante Schotter/Planum muss h B 2,0 x d a, jedoch mindestens 0,50 m sein. Wegen der Gefahr von Setzungen sind größere Überdeckungen als diese Mindestwerte anzustreben. Bei Rohrleitungen mit begehbarem Querschnitt können Anschlussleitungen, z. B. für Hausanschlüsse, direkt aus dem Querschnitt heraus im Microtunnellingverfahren hergestellt werden. 7.8 Halboffene Bauweise Die halboffene Bauweise ist eine Mischung zwischen offener und geschlossener Bauweise, die z. B. bei geringer Überdeckung und eingeschränkten Platzverhältnissen zum Einsatz kommen kann. Dabei wird die Rohrleitung von einem Startschacht aus vorgepresst. Im Gegen- 111

112 satz zur geschlossenen Bauweise erfolgt der Bodenabbau vor dem Rohr von der Geländeoberfläche aus, wobei der auszuhebende Schlitz im Erdreich in der Regel deutlich schmaler als der Rohraußendurchmesser ist (Bild 7.8). Diese Bauweise bietet u. a. folgende Vorteile: wesentlich weniger Verbau, geringere Aushubmenge, kein Aufwand für die Herstellung der Rohrbettung, keine Verfüllung und Verdichtung seitlich der Rohre. Bild 7.8: Beispiel einer halboffenen Bauweise 112

113 Statische Berechnung von Rohren für die offene Bauweise 8

114 8.1 Allgemeines Seit etwa 1930 sind bedeutende Arbeiten zur statischen Berechnung von Rohren veröffentlicht worden. Das im Jahre 1984 eingeführte ATV- Arbeitsblatt A 127 Richtlinien für die statische Berechnung von Entwässerungskanälen und -leitungen ermöglichte erstmalig die differenzierte Berechnung von Rohren in Abhängigkeit von den jeweiligen Einbaubedingungen. Bei der Erstellung des Arbeitsblattes wurde für alle Rohrwerkstoffe ein gleiches Sicherheitsniveau definiert. Im Zuge der europäischen Harmonisierung wurde für die statische Berechnung von erdverlegten Rohrleitungen die europäische Norm DIN EN 1295,Teile 1 und 2, geschaffen. Aufgrund der Vielfalt unterschiedlicher Berechnungsverfahren in den europäischen Mitgliedsstaaten werden die national eingeführten Berechnungsverfahren für einen bestimmten Zeitraum gleichberechtigter Bestandteil der DIN EN 1295,Teil 2, bleiben. Der Planer muss jeweils entscheiden, welches dieser Verfahren er anwenden will. Dies bedeutet, dass in den meisten Fällen auch weiterhin ATV-A 127 in Deutschland angewendet wird. Daher sollen nachfolgend die Grundzüge dieser statischen Berechnung vorgestellt werden. 8.2 Ablauf der Rohrberechnung Den grundsätzlichen Ablauf des Berechnungsverfahrens für biegesteife und biegeweiche Rohre zeigt Bild 8.1. Das Berechnungsverfahren nach ATV-A 127 ist anwendbar für genormte biegesteife und biegeweiche Rohre unterschiedlicher Rohrsteifigkeiten und Einbaubedingungen mit stetigem Übergang vom Graben zum Damm,wobei die Belastung der Rohre von den Verformungseigenschaften der Rohre und des Bodens und deren gegenseitiger Wechselwirkung abhängt. Es gilt für kreisförmige und eiförmige Rohre. Für andere Querschnitte kann es sinngemäß angewendet werden. Wichtige Voraussetzung ist, dass die Vorgaben für die statische Berechnung mit der Bauausführung übereinstimmen (s. Abschnitt 6). Biegesteif sind Rohre, bei denen die Belastung keine wesentliche Verformung hervorruft und damit keine Auswirkungen auf die Druckverteilung hat. Biegeweich sind Rohre, deren Verformung die Belastung und Druckverteilung wesentlich beeinflusst, da der Boden Bestandteil des Tragsystems ist. Beton- und Stahlbetonrohre sind biegesteife Rohre. Die folgenden Ausführungen werden sich daher im Wesentlichen auf diese beziehen. Zum Verständnis der Zusammenhänge wird auch kurz auf die Auswirkung der Rohrverformung und die Rohr-Boden-Interaktion eingegangen, die für die Belastungsentwicklung biegeweicher Rohre von besonderer Bedeutung sind. Wie aus Bild 8.1 ersichtlich,erfolgt die statische Berechnung in drei Schritten: 114

115 1 -, 2 3 Bild 8.1: Berechnungsablauf für biegesteife und biegeweiche Rohre Lastermittlung, Lastaufteilung/Lastkonzentration, Spannungsnachweis für biegesteife Rohre und zusätzlich Verformungsbzw. Dehnungs- und Stabilitätsnachweis für biegeweiche Rohre. 115

116 8.3 Rohrwerkstoffe ATV-A 127 bezieht sich nur auf genormte Rohrwerkstoffe,für die die Werkstoffkennwerte in den Produktnormen festgeschrieben sind. Nicht genormte bzw. neue Werkstoffe oder Rohrsysteme bedürfen daher im Hinblick auf diese außerordentlichen Anforderungen besonderer Sorgfalt. 8.4 Lastermittlung Erdlasten In die Berechnung der Erdlasten gehen die vorhandenen Bodenarten mit Wichte und Reibungswinkel (Tabelle 8.1) und die Einflüsse aus den zu erwartenden Verlegebedingungen wie Grabenbreite, Grabenverbau, Dammlage, Rohrauflager, Bodenverdichtung, Grundwassereinfluss u. a. ein. Folgende Bodenarten können unterschieden werden (in Klammern sind die Kurzzeichen nach DIN18196 angegeben): Gruppe 1: nichtbindige Böden (GE, GW, GI, SE, SW, SI) Gruppe 2: schwachbindige Böden (GU, GT, SU, ST) Gruppe 3: bindige Mischböden, Schluff (bindiger Sand und Kies, bindiger, steiniger Verwitterungsboden) (GU _,GT _,SU _,ST _, UL, UM) Gruppe 4: bindige Böden (z. B.Ton) (TL,TM,TA, OU, OT, OH, OK, UA) Sofern im Einzelfall für die genannten Bodenarten keine genaueren Angaben vorliegen, sind die Rechenwerte aus Tabelle 8.1 zu verwenden. Die Erdlasten werden als Bodenspannung in der Ebene des Rohrscheitels berechnet, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Entlastung der Reibungskräfte an der Grabenwand (Silowirkung) oder der Laststeigerung aus dem Grabenverbau. Die Größe der Be- und Entlastung wird durch die Überschüttungsbedingungen A1 bis A4 bestimmt. A1 Lagenweise gegen den gewachsenen Boden verdichtete Grabenverfüllung (ohne Nachweis des Ver- Tabelle 8.1: Bodenarten Gruppe Wichte Wichte Innerer Verformungsmodul E B in N/mm 2 unter Reibungs- bei Verdichtungsgrad D Pr in % Wasser 1 ) winkel γ B γ B ϕ [kn/m 3 ] [kn/m 3 ] [ ] G ) G , G , G ,6 1, ) gegebenenfalls Auftrieb beachten 2) E B -Werte 2,0 N/mm 2 sind ganzzahlig zu runden 116

117 dichtungsgrades);gilt auch für Trägerbohlwände (Berliner Verbau). A2 Senkrechter Verbau des Rohrgrabens mit Kanaldielen oder Leichtspundprofilen (bis zu einer Profilhöhe von 80 mm),die erst nach dem Verfüllen gezogen werden.verbauplatten oder -geräte, die bei der Verfüllung des Grabens schrittweise entfernt werden. Einspülen der Verfüllung (nur geeignet bei Böden der Gruppe G1). A3 Senkrechter Verbau des Rohrgrabens mit Spundwänden, Holzbohlen,Verbauplatten oder -geräten, die erst nach dem Verfüllen entfernt werden. A4 Lagenweise gegen den gewachsenen Boden verdichtete Grabenverfüllung mit Nachweis des nach ZTVE-StB erforderlichen Verdichtungsgrades; gilt auch für Trägerbohlwände (Berliner Verbau). Die Überschüttungsbedingung A4 ist nicht anwendbar für Böden der Gruppe G4. werden. So wird u. a. das Einbinden der Spundwand unterhalb der Rohrsohle bisher nicht berücksichtigt. Die ATV- Arbeitsgruppe Verbaumethoden [8.1] schlägt deshalb Rechenansätze vor, die bis zum rund 3-fachen der bisherigen Lastansätze gehen.zu ähnlichen Ergebnissen kommen Großversuche,die im Institut für Kanalisations-Technik (IKT) in Gelsenkirchen durchgeführt wurden. Die starke Auflockerung des Bodens beim nachträglichen Ziehen der bis unterhalb des Rohrauflagers einbindenden Spundwand führt zu einer erheblichen Vergrößerung der Rohrausladung und zu einer zusätzlichen Konzentration der Bodenspannungen im Scheitel- und Sohlbereich (q VN und q AN statt q V und q A ) und einer Minderung des stützenden Seitendruckes (Bild 8.2). Die entlastende Wirkung der Grabenwände (sog. Silowirkung) sollte in bebauten Gebieten nicht angesetzt werden,weil diese Entlastung durch spätere Baumaßnahmen wieder aufgehoben werden kann. Einen bedeutenden Einfluss auf die Rohrbelastung hat das Ziehen des Verbaus. So führt das nachträgliche Ziehen von Spundwänden zu erheblichen Laststeigerungen, die durch die bisherigen Rechenansätze nur unzureichend erfasst Bild 8.2: Lastumlagerung beim Spundwandverbau In Bild 8.2 sind die Zusammenhänge ersichtlich. Je weiter die Spund- 117

118 wand unterhalb des Rohres einbindet (t s ) und je näher sie am Rohr liegt, desto größer sind die Auflockerungen und das Nachsetzen des Bodens ( h) seitlich des Rohres. Dadurch entzieht sich der Boden in diesem Bereich der Lastabtragung und die Erdlasten oberhalb des Rohrscheitels stützen sich auf dem Rohr ab. Nach den neuen Rechenansätzen wird die höhere Rohrbeanspruchung mittels einer Konzentration der Belastungs- und Reaktionsverteilung sowie einer erhöhten Rohrausladung erfasst Verkehrslasten Mögliche Verkehrslasten sind Straßenverkehrslasten (SLW60,SLW30, LKW 12), Eisenbahnlasten (UIC 71) und Flugverkehrslasten (BFZ 90 bis BFZ 750). Infolge der Lastausbreitung im Boden ist ihre belastende Wirkung abhängig von der Tiefenlage der Rohre. Die daraus resultierende Rohrbelastung ist den Diagrammen D2 bis D4 der ATV-A127 zu entnehmen. Die zusätzliche lasterhöhende dynamische Wirkung ist durch Stoßbeiwerte zu berücksichtigen (s. ATV- A 127). Unter Verkehrslasten sind die folgenden Mindestüberdeckungshöhen einzuhalten, um die notwendige Lastverteilung sicherzustellen: unter Straßen h = 0,5 m, unter Flugverkehrsflächen h = 1,0 m, unter Eisenbahnen (nach DS 804) für d a 1,00 m muss h = 1,50 m bzw. h = DN sein, für d a < 1,00 m soll h = 1,50 m sein und muss die Überdeckung vom Rohrscheitel bis Unterkante Schotter (Planum) 2,0 d a, jedoch mindestens 0,5 m sein. Bei Unterschreitung dieser Mindestwerte sind besondere Überlegungen zur Berechnung anzustellen und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen mit dem Auftraggeber abzustimmen. Für Rohre, die überwiegend einer Verkehrsbelastung unterliegen,ist in der Regel ein Dauerschwingnachweis durchzuführen Flächen- und Bauwerkslasten Zu diesen Lasten zählen u. a. Schüttund Stapelgüter sowie Fundamentlasten, die dauernd oder vorübergehend einwirken. Für begrenzte Flächenlasten wird die Druckausbreitung mit 2 :1 bzw.1 :1 angesetzt. Großflächige verdichtete oder unverdichtete Aufschüttungen werden wie Erdüberdeckungen behandelt Innere Lasten Folgende zusätzliche Belastungen wirken u. a. auf das Rohr ein: Eigengewicht, Wasserfüllung, innerer Wasserüberdruck, Temperatur. 118

119 Die Auswirkung einer Wasserfüllung und eines Wasserüberdruckes ist abhängig von der Geometrie der Rohrinnenseite.Während bei einem kreisförmigen Rohr fast nur tangentiale Rohrspannungen entstehen, können bei davon abweichenden Querschnittsformen z. B. Eiprofil, Maulprofil, Rechteckprofil maßgebliche Momentenbeanspruchungen entstehen. 8.5 Lastaufteilung und Lastkonzentration Allgemeines Aus der Statik ist allgemein bekannt, dass Steifigkeit Lasten anzieht. Ein starrer Körper im weichen Boden zieht Lasten an.weichere Bauteile im Vergleich zur Verformbarkeit des Bodens bewirken eine Lastumlagerung auf den umgebenden Boden. Die Lastkonzentration auf das Rohr wird in ATV-A 127 durch Lastkonzentrationsfaktoren λ R und λ B für den Bereich über und seitlich des Rohres bestimmt. Die Höhe der Lastkonzentration ergibt sich aus dem Steifigkeitsverhältnis von Rohr und umgebendem Boden und damit den Setzungs- und Verformungsunterschieden (Bild 8.3). Bei einer möglichst steifen Einbettung des Rohres wird ein größerer Teil der vertikalen Erdlast von der Bodenzone neben dem Rohr mitgetragen als bei einer weicheren Einbettung. Eine gute Verdichtung in diesem Bereich kann daher zu einer erheblichen Lastminderung führen, während umgekehrt eine schlechte Einbettung die Lastkonzentration auf das Rohr verstärkt. Während sich beim biegesteifen Rohr eine vertikale Lastkonzentration über dem Rohr ergibt, entzieht sich ein biegeweiches Rohr dieser Lastabtragung durch Verformung, wodurch ein zusätzlicher Bettungsreaktionsdruck q* h geweckt wird.die Tragfähigkeit des Rohres ist aber entscheidend abhängig von einer guten Seitenabstützung, die die Verformung des Rohres begrenzen muss. Die Lastkonzentration im Graben λ RG ist zusätzlich abhängig von der relativen Grabenbreite,wenn diese 4 d a ist Bodenverformungsmoduln Bild 8.3: Umlagerung der Bodenspannungen Um das Rohr sind 4 Bereiche E1 bis E4 mit unterschiedlichen Verformungsmoduln definiert (Bild 8.4): 119

120 E1 Überschüttung über dem Rohrscheitel, E2 Leitungszone seitlich des Rohres, E3 Anstehender Boden neben dem Graben bzw. eingebauter Boden neben der Leitungszone, E4 Boden unter dem Rohr (Baugrund). B2 Senkrechter Verbau innerhalb der Leitungszone mit Kanaldielen oder Leichtspundprofilen (bis zu einer Profilhöhe von 80 mm), die erst nach dem Verfüllen gezogen werden, Verbauplatten und -geräte,unter der Voraussetzung, dass die Verdichtung des Bodens nach dem Ziehen des Verbaus sichergestellt ist. B3*) Senkrechter Verbau innerhalb der Leitungszone mit Spundwänden und Verdichtung gegen den Verbau**). B4 Lagenweise gegen den gewachsenen Boden bzw. lagenweise in der Dammschüttung verdichtete Einbettung mit Nachweis des nach ZTVE- StB erforderlichen Verdichtungsgrades. Die Einbettungsbedingung B4 ist nicht anwendbar bei Böden der Gruppe G4. Bild 8.4: Bereiche der Verformungsmoduln Diese Verformungsmoduln werden im Wesentlichen durch folgende Faktoren beeinflusst: Bodenart, Verdichtungsgrad, Überschüttungsbedingungen A1 bis A4 und Einbettungsbedingungen B1 bis B4. B1 Lagenweise gegen den gewachsenen Boden bzw. lagenweise in der Dammschüttung verdichtete Einbettung (ohne Nachweis des Verdichtungsgrades); gilt auch für Trägerbohlwände (Berliner Verbau). Der Verformungsmodul E2 ist zusätzlich abhängig vom Grundwassereinfluss und der Verdichtungsqualität im engen Rohrgraben. Sofern für den Auflagerbereich keine Messwerte vorliegen, ist E4 = 10 x E1 anzusetzen. Bei sehr hartem bzw. felsigem Untergrund erhöht sich der Verformungsmodul E4 drastisch, was zu einer deutlichen Spannungskonzentration auf das Rohr führt. *) Neue Einstufung und Berechnung bei Spundwandverbau, siehe Abschnitt **) Senkrechter Verbau mit Holzbohlen,Verbauplatten oder -geräten, der erst nach dem Verfüllen und Verdichten der Leitungszone entfernt wird, ist durch kein gesichertes Rechenmodell erfassbar. 120

121 Bild 8.5: Relative Ausladung Relative Ausladung Die Verformungs- und Setzungsunterschiede zwischen Rohr und Boden werden maßgeblich auch von der so genannten Ausladung bestimmt. Die relative Ausladung ist definiert als Verhältnis der Ausladungshöhe (a x d a ) zum horizontalen Rohraußendurchmesser (Bild 8.5). Folgende Fälle sind zu unterscheiden: Bei Kies-Sand-Auflager entspricht die Ausladungshöhe dem vertikalen Rohraußendurchmesser. Bei einem abgeschalten Betonauflager reicht die Ausladungshöhe vom Rohrscheitel bis Unterkante Betonauflager. Bei durchgehendem Betonauflager bis zur Grabenwand reicht die Ausladungshöhe vom Rohrscheitel bis Oberkante Betonauflager. Die wirksame relative Ausladung ist zusätzlich abhängig von dem Verhältnis der Verformungsmoduln E1 und E2 (s. Bild 8.4): a = a x E1/E2 Je größer die Ausladung ist,desto größer ist die Lastkonzentration auf dem Rohr. 121

122 Ein Bodenaustausch unterhalb des Rohrauflagers erhöht in der Regel ebenfalls die Steifigkeit im Bereich des Rohrgrabens und führt zu einer höheren relativen Ausladung (ATV-A 139) Gesamtbelastung des Rohres Unter Berücksichtigung der o. g. Einflüsse setzt sich die Gesamtbelastung des Rohres zusammen aus der vertikalen Auflast q v und dem seitlichen Erddruck q h. Hierbei sind q v und q h bei einem biegesteifen Rohr rechteckförmig verteilt anzusetzen (s. Bild 8.3) Auflagerreaktion Lagerungsfälle Die vertikale Lastübertragung vom Rohr zum Baugrund ist abhängig von der Art des Auflagers. Folgende Lagerungsfälle werden unterschieden: Lagerungsfall I: Auflager im Boden bzw. Sand-Kies oder Splitt vertikal gerichtete und rechteckförmig verteilte Reaktionen (Bild 8.6). Bild 8.6: Lagerungsfall I Lagerungsfall II: festes Auflager, z. B. auf Beton radial gerichtete und rechteckförmig verteilte Reaktionen (Bild 8.7). Bild 8.7: Lagerungsfall II Der in ATV-A 127 ebenfalls aufgeführte Lagerungsfall III gilt nur für biegeweiche Rohre. 8.6 Schnittkräfte und Spannungen Die Schnittkräfte,Biegemomente und Normalkräfte werden üblicherweise nur in Ringrichtung berechnet.in Längsrichtung wird eine gleichförmige Auflagerung des Rohres vorausgesetzt, sodass keine Längsbeanspruchung entsteht. Die wichtigsten Lastfälle sind: Erdlast, vertikal und horizontal, Verkehrslasten, Flächenlasten, Rohreigengewicht, Wasserfüllung, Wasserinnen- und -außendruck. Längsbiegung aufgrund besonderer Einbauverfahren, Temperaturdifferenzen z. B. bei Warmwasser- oder Kühlwasserleitungen und Auftrieb sind gegebenenfalls zusätzlich zu berücksichtigen. Besondere Einbauverfahren, z. B. Lagerung auf Stützen oder Sättel,Temperaturdifferenzen und Auftrieb erfordern gesonderte Überlegungen. 122

123 Die Ermittlung der Schnittkräfte und Spannungen erfolgt nach den Gleichungen in ATV-A Bemessung Bemessung durch Nachweis der zulässigen Spannung Bei Betonrohren wird der Nachweis durch Vergleich der im eingebauten Zustand vorhandenen zulässigen Spannungen geführt. Dabei ist ein Sicherheitsbeiwert von 2,2 gegenüber dem im Versuch nachzuweisenden Mindestwert der Biegezugfestigkeit von 6,0 N/mm 2 einzuhalten. Bei Stahlbetonrohren werden gemäß DIN 1045 und DIN 4035 ein Bruchsicherheitsnachweis und ein Gebrauchsspannungsnachweis geführt. Beim Bruchsicherheitsnachweis werden alle Zugkräfte von der Bewehrung übernommen; der Sicherheitsbeiwert beträgt 1,75. Beim Gebrauchsspannungsnachweis wird die Rohrvergleichsspannung (Betonzugspannung) auf 6,0 N/mm 2 begrenzt. Dieser Nachweis dient auch zur Rissbreitenbegrenzung. Bei einem für Verkehrslasten evtl. erforderlichen Dauerschwingnachweis wird die durch den dynamischen Belastungsanteil hervorgerufene Spannung mit der zulässigen Schwingbreite verglichen. Bei Betonrohren wird im Entwurf der ATV-A 127 eine zulässige Schwingbreite von 2 σ A = 0,4 β RBZ angegeben, die noch durch den Sicherheitsbeiwert zu teilen ist. Bei Stahlbetonrohren wird die zulässige Stahlspannung der geschweißten Bewehrungskörbe bei dynamischer Belastung gemäß DIN 1045 auf 80 N/mm 2 begrenzt Bemessung mit Lastklassen Für Rohre mit definierter Scheiteldruckkraft bzw. Lastklasse kann die vorhandene Sicherheit vereinfacht mit einer Einbauziffer nach ATV-A 127 berechnet werden. Zukünftig soll für den Nachweis der Tragfähigkeit von Rohren das in den europäischen Nachbarländern weit verbreitete Berechnungsverfahren mittels Lastklassen Bedeutung erlangen. In diesen Ländern liefern die Rohrwerke Rohre mit genormten, vertraglich vereinbarten Eigenschaften, u. a. mit einer eindeutig definierten Scheiteldruckkraft bzw. Lastklasse. Es ist dann Aufgabe des Planers, die erforderliche Lastklasse nach statischer Berechnung aufgrund der örtlichen Einbau- und Betriebsbedingungen festzulegen. Für nicht bewehrte Rohre können die genormten Scheiteldruckkräfte bzw. Lastklassen direkt für den Standsicherheitsnachweis verwendet werden. Der Zusammenhang zwischen Lastklasse und Scheiteldruckkraft ist durch folgende Beziehung gegeben: F N = LKL x DN / 1000 F N : Mindestscheiteldruckkraft LKL: Lastklasse Wird bei Stahlbetonrohren bei der Bemessung der Weg über die Scheiteldruckkraft gewählt, ist zu beachten, dass 123

124 die im genormten Scheiteldruckversuch ermittelten Ergebnisse wegen des duktilen Druckverhaltens für den Einbauzustand korrigiert werden müssen. Grund dafür ist eine durch die Versuchsanordnung (Einzellast) verursachte mittragende Wirkung der weniger beanspruchten Rohrbereiche. Dies führt zu einem scheinbar höheren Prüfergebnis. Im Einbauzustand besteht aber wegen der gleichmäßigen Lastverteilung über die gesamte Rohrbreite keine Umlagerungsmöglichkeit. Deshalb muss das aus der Scheiteldruckkraft resultierende Bemessungsmoment, je nach Lage der Bewehrung, um den Faktor 0,7 bzw. 0,8 reduziert werden [8.2]. Der Zusammenhang zwischen Scheiteldruckkraft charakterisiert durch die Lastklasse und Einbauzustand wird hergestellt, indem die entsprechend reduzierte Biegebeanspruchung bei der Scheiteldruckprüfung mit dem maximalen Biegemoment im Einbauzustand unter Berücksichtigung des entsprechenden Sicherheitsbeiwertes verglichen wird. 8.8 Statische Berechnung von Entwässerungsleitungen in Deponien Für die speziellen Einbaubedingungen in Deponien sind die erforderlichen Rechenanweisungen im Merkblatt ATV- M 127, Teil 1, März 1996, enthalten. 124

125 Statische Berechnung von Vortriebsrohren 9

126 9.1 Anwendungsbereich Das in ATV-A 161 empfohlene Berechnungsverfahren gilt nur für Rohre mit biegesteifem Verhalten, wie z. B. für Betonund Stahlbetonrohre, die gemäß ATV-A 125 eingebaut werden. Alle Bemessungsansätze gelten für Rohrvortrieb mit gerader oder gekrümmter Trassenführung in bindigen und nicht bindigen Lockerböden. Für Rohrvortrieb unter Bahnanlagen oder unter Wasserstraßen sind besondere Bedingungen und Auflagen zu beachten. Werden die Rohre im Festgestein vorgetrieben, sind im Einzelfall unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Gebirges und der Vortriebstechnik ingenieurmäßige Überlegungen anzustellen. 9.2 Lastermittlung Erdlasten Sofern keine genauen Angaben im Einzelfall vorliegen, gelten für die Berechnung der Erdlasten die Bodenkennwerte der Tabelle 9.1. Im Gegensatz zur offenen Bauweise wird die Erdlast gleichmäßig verteilt ohne Lastkonzentration angesetzt,wobei durch die begrenzte Auflockerung infolge des Pressvorganges eine Silowirkung berücksichtigt werden kann Verkehrslasten, Flächen- und Bauwerkslasten, innere Lasten Für diese Lasten gelten die Annahmen der Abschnitte bis Belastung durch Vortriebskräfte Vortriebsrohre werden in Richtung ihrer Achse durch die von den Hauptund Zwischenpressstationen zur Überwindung des Vortriebswiderstandes z. B. aus Spitzenwiderstand und Mantelreibung ausgeübten Vortriebskräfte belastet Belastung durch Zwängungskräfte im Bauzustand Während des Rohrvortriebes können in den Rohren und Rohrverbindungen so genannte Zwängungskräfte Tabelle 9.1: Bodengruppen Boden- Wichte Winkel Erddruckverhältnis Verformungsgruppe über unter der inneren über unter Rohrscheitel modul Wasser Wasser Reibung im Bau im Betrieb E B (N/mm 2 ) ohne/mit ohne/mit bei Verdich- Verpressung Verpressung tungsgrad kn/m 3 kn/m 3 Grad D pr = 92 % γb γ B ϕ K 1 K 2 K 2 K 2 K ,5 0,3 0,4 0,4 0, ,5 0,3 0,4 0,4 0, ,5 0,3 0,4 0,4 0, ,5 0,3 0,4 0,4 0,

127 auftreten. Ursachen solcher Zwängungskräfte sind z. B. ungleichmäßige oder punktuelle Reibungskräfte, unvorhergesehene Hindernisse im Boden, Querverschiebungen oder ungewollte Abwinklungen. Da ihre Auswirkungen nur schwer abschätzbar sind, werden sie durch eine so genannte Mindestbemessung, unabhängig von den berechneten Schnittkräften, erfasst. Diese Mindestbemessung entspricht in etwa einer Erdüberdeckung von 10 m. 9.3 Bemessung quer zur Rohrachse Es müssen drei Berechnungsschritte durchgeführt werden: Mindestbemessung, Bemessung für den Bauzustand, Bemessung für den Betriebszustand. Die Schnittkräfte quer zur Rohrachse werden nach ATV-A 161 berechnet. Für unbewehrte Betonrohre erfolgt die Bemessung mittels Spannungsnachweis mit einem Sicherheitsbeiwert von 2,2 nach Abschnitt 8.6. Die Bemessung für Stahlbetonrohre erfolgt nach DIN 1045 und DIN 4035 mit einem Sicherheitsbeiwert von 1,75 (s. Abschnitt 8.6). Bei Stahlbetonrohren sind zusätzlich folgende konstruktive Maßnahmen zu beachten: bei Wanddicken > 120 mm doppellagige Bewehrung, max. Längsstababstand 333 mm, Verstärkung der Bewehrung an den Rohrenden durch eine Ringbewehrung mit 50 mm Abstand auf 400 mm Länge, Betondeckung der Bewehrung nicht größer als in DIN 4035,Tabelle 1, in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen angegeben (siehe Abschnitt 9.4). Unter Verkehrslasten ist gegebenenfalls der Dauerfestigkeitsnachweis zu führen. 9.4 Bemessung in Richtung der Rohrachse Auch beim planmäßig geraden Rohrvortrieb wird wegen der immer erforderlichen Steuerbewegungen keine zentrische Druckverteilung angesetzt. Zur Berücksichtigung dieser Steuerbewegungen wird eine gerade nicht klaffende Fuge angenommen. Dies entspricht einer dreiecksförmigen Druckspannungsverteilung über den Rohrquerschnitt. Bei planmäßig gekrümmtem Vortrieb ist eine bis zur Rohrmitte klaffende Fuge möglich. Dadurch verkleinert sich die Druckübertragungsfläche und die Vortriebskräfte werden entsprechend verringert. In beiden Fällen ist die max. zulässige Druckspannung auch an der Spitze des Dreiecks einzuhalten (Bild 9.1). Da zur Druckkraftübertragung in Rohrlängsrichtung hauptsächlich der Betonbereich zwischen den Bewehrungskörben wirksam ist, sollte die Betondeckung innen und außen auf das 127

128 Bild 9.1: Mögliche Spannungsverteilung an der Druckübertragungsfläche erforderliche Mindestmaß beschränkt werden (siehe konstruktive Maßnahmen Abschnitt 9.3). Der Sicherheitsbeiwert bei der Bemessung in Rohrlängsrichtung beträgt für Betonrohre 2,0 und für Stahlbetonrohre 1,6. Er ist etwas geringer als in Rohrringrichtung, da der Pressvorgang als kurzzeitiger Montagezustand angesehen wird. Beim Auftreten von Hindernissen während des Vortriebes oder beim Wiederanfahren einer Pressstrecke können diese Sicherheitsbeiwerte auf 80 % reduziert werden.voraussetzung dafür sind eine lückenlose Aufzeichnung der Presskräfte, ständige Kontrolle der Fugenklaffung und ständige Schmierung mit Gleitund Stützmittel. 128

129 Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für die offene Bauweise 10

130 10.1 Angabenblatt zur Rohrstatik für die offene Bauweise Um eine Rohrstatik anfertigen zu können, sind eine Reihe von Angaben erforderlich.nachfolgend wird ein Angabenblatt zur Rohrstatik abgedruckt, in dem alle üblicherweise vorkommenden Fälle berücksichtigt sind.selbstverständlich sind auch andere Formen von Angabenblättern möglich, wenn in ihnen ebenfalls alle erforderlichen Daten abgefragt werden. Dies gilt insbesondere bei einem Spundwandverbau für die Einbindetiefe unterhalb der Rohrsohle. Eine Berechnung kann nur so gut sein wie die dabei verwendeten Eingabedaten.Daher ist ein sorgfältiges und vollständiges Ausfüllen des Angabenblattes zur Rohrstatik erforderlich.die Angaben zum Rohr sind pro Dimension in jeweils Bild 10.1: Angabenblatt Rohrstatik (offene Bauweise) 130

131 eine der freien Spalten einzutragen. Die Erläuterungen auf der Rückseite zu den abgefragten Punkten sollen die Arbeit erleichtern (siehe hierzu auch das Original-Anlagenblatt in der Umschlagtasche). Die Angaben der Formalien sind erforderlich, um eine Zuordnung der Berechnung zu dem jeweiligen Bauvorhaben zu ermöglichen.unter Bauleiter wird der Bauleiter der ausführenden Firma verstanden, von dem für Rückfragen möglichst noch eine Telefonnummer angegeben werden sollte. Zum problemlosen Kopieren und Faxen finden Sie das hier abgebildete Angabenblatt Rohrstatik (offene Bauweise) mit den detaillierten Erläuterungen auf der Rückseite jeweils im Format DIN A4 in der Umschlagtasche (Bild 10.1) Einfluss der Einbausituation auf den möglichen Einsatzbereich eines Rohres Allgemeines Liegt bereits eine Statik für eine Baumaßnahme oder eine Muster- bzw. Rahmenstatik vor, ist zu prüfen, ob die darin angesetzten Einbaubedingungen mit denen der Baustelle übereinstimmen. Die in den folgenden Abschnitten aufgeführten Beispiele zeigen, wie sich verschiedene Änderungen bei den Einbaubedingungen bzw. in den statischen Ansätzen auswirken. Bild 10.2: Gewählte Randbedingungen für den Einfluss der Grabenform auf die Rohrbelastung 131

132 Allgemein gilt, dass die teilweise gravierenden Auswirkungen auf die Belastung des Rohres unabhängig vom Rohrwerkstoff sind. Sie treffen also sowohl für biegesteife als auch für biegeweiche Rohre zu. Meist ergibt sich die unterschiedliche Beanspruchung des Rohres durch eine entsprechende Lastumlagerung der Erdlast. Bei geringen Überdeckungshöhen ist der Einfluss entsprechend geringer. Die Musterberechnungen wurden für ein unbewehrtes Betonrohr KW-M DN 400 mit einer Wandstärke von 75 mm gemäß FBS-Qualitätsrichtlinie ausgeführt. Als Grabenbreite beim Einfachgraben wird 1,45 m inklusive Verbau angenommen. Die Verkehrslast besteht aus einem SLW 60. Die Nachweise werden nach dem in Deutschland gebräuchlichen Verfahren gemäß ATV-A 127 mit dem für unbewehrte Betonrohre erforderlichen Sicherheitsbeiwert von 2,2 geführt. Auswirkungen der geänderten Parameter zeigen sich in der jeweiligen maximal möglichen Überdeckungshöhe, die in Schritten von 0,10 m ermittelt wurde Einfluss der Grabenform Ausgehend von einem Einfachgraben wird die Auswirkung eines Stufengrabens untersucht. Ein Mehrfachgraben, d. h. mehrere Rohre auf einer Höhe, verursacht nur eine relativ geringe Erhöhung der Rohrbelastung und wird daher hier nicht betrachtet. Bei dem gewählten Beispiel (Bild 10.2) sollen der anstehende Boden G3 (bindiger Mischboden, Schluff) und das Verfüllmaterial über die gesamten Grabentiefe G1 (nichtbindiger Boden) sein. Grundwasser wird nicht angesetzt. Der Achsabstand der Rohrleitungen beträgt 1,20 m, um noch Platz für einen Schacht über dem unteren Rohr zu schaffen. Als Stufenhöhe werden 0,50 m und 1,00 m angenommen. Der Einfluss eines Stufengrabens steigt mit der Höhe der Stufe im Verhältnis zum Rohrdurchmesser. Die gleiche Stufenhöhe wirkt sich somit bei einem kleinen Rohr nachteiliger aus als bei einem größeren Rohr. Durch eine größere Setzung auf der Seite des tieferen Grabenteils stellt sich eine verstärkte Lastumlagerung auf das höher liegende Rohr ein. Dieser Effekt tritt auch auf, wenn das untere Rohr vorher in einem eigenen Graben separat verlegt wurde und das obere Rohr etwas später in einem neuen Bauabschnitt eingebaut wird. In Tabelle 10.1 ist das Ergebnis der Beispielberechnung dargestellt. Die maximal mögliche Überdeckungshöhe h ü ist Tabelle 10.1: Einfluss der Grabenform auf die maximal mögliche Überdeckungshöhe h ü Grabenform Gesamtgraben- Stufenhöhe Überdeckungsh. Relation breite b h max h ü Einfachgraben 1,45 m 0,00 m 5,20 m 100 % Stufengraben 2,42 m 0,50 m 4,10 m ca. 80 % Stufengraben 2,42 m 1,00 m 3,70 m ca. 70 % 132

133 z. B. bei der Stufenhöhe von 1,00 m um bis zu 30 % geringer als im Einfachgraben Einfluss der gewählten Grabensicherung Die Art der Grabensicherung ist mit entscheidend für die Belastung des Rohres. Als Beispiel dient wieder ein FBS- Betonrohr KW-M DN 400 auf 120 -Sand- Kies-Auflager. Der anstehende Boden und das Verfüllmaterial werden beide mit G1 (nichtbindiger Boden) eingestuft, um eine Silowirkung zu ermöglichen. Grundwasser wird berücksichtigt. Es werden folgende Varianten untersucht: Dammlage bzw. weiter Graben, d. h. kein Einfluss einer Grabenwand, geböschter Graben mit 60 Böschungswinkel, verbauter Graben mit Verbauplatten o. Ä. unter Ansatz einer Silowirkung (A2/B2), d. h.verdichtung gegen den gewachsenen Boden über die ganze Grabentiefe und anstehender Boden, mindestens gleichwertig dem Verfüllmaterial; Grabenwände müssen auf Dauer erhalten bleiben, verbauter Graben mit Verbauplatten o. Ä. ohne Ansatz einer Silowirkung (A3/B2), mit Spundwand gesicherter Graben, bisherige Berechnungsmethode ohne Berücksichtigung der Einbindetiefe unter Rohrsohle, mit Spundwand gesicherter Graben mit neuer Berechnungsmethode (s. Abschnitt 8.4.1) bei einer Einbindetiefe t s von 1,00 m, mit Spundwand gesicherter Graben mit neuer Berechnungsmethode (s. Abschnitt 8.4.1) bei einer Einbindetiefe t s von 3,00 m. Bild 10.3 zeigt das Ergebnis der Berechnungen. Am günstigsten liegen die Verhältnisse bei einem geböschten Graben, gefolgt von einer Grabensicherung mit Verbau unter Ansatz einer Silowirkung. Auch ein weiter Graben bzw. ein Einbau in einer Dammschüttung erlauben noch hohe Überdeckungen, gefolgt von den Einbaubedingungen A3/B2. Bei Einsatz von Spundwänden verringern sich die möglichen Überdeckungshöhen drastisch, sodass hier der Einsatz eines Betonauflagers erforderlich wird. Bereits bei der nicht ungewöhnlichen Unterspundung von 3,00 m wird im vorliegenden Fall selbst bei der günstigsten Überschüttung von 1,00 m der erforderliche Sicherheitsbeiwert von 2,2 mit 2,17 knapp unterschritten. Hier ist ein Betonauflager zwingend. Es wird deutlich, dass der Wechsel des Verbaus zu einer drastisch erhöhten Rohrbelastung führen kann und daher nicht ohne Rücksprache erfolgen darf Einfluss des gewählten Auflagers Für das gewählte Rohr mit den Einbaubedingungen A3/B2, dem anstehenden Boden G3 und dem Verfüllmaterial G1 (nichtbindiger Boden) wird der Einfluss des Auflagers auf die maximal mögliche Überdeckungshöhe h ü untersucht. Bild 10.4 zeigt graphisch die bei den verschiedenen gewählten Aufla- 133

134 gervarianten maximal möglichen Überdeckungen. Ausgehend von einem üblichen 90 oder 120 -Auflager zeigt sich, wie bei einem schlecht ausgebildeten Auflager von 60 oder gar 30 die mögliche Überdeckungshöhe stark abnimmt und wie sie sich mit Einsatz eines Betonauflagers steigern lässt. Ein von vornherein geplanter geringer Auflagerwinkel führt daher zu unwirtschaftlich dickwandigen Rohren. Es wird auch deutlich, dass die in ATV-A 139 empfohlene Ausführung des Betonauflagers über die gesamte Grabenbreite sich nicht nur einfacher ausbilden lässt, sondern auch statisch besonders günstig ist. Dies ist auf die geringere Ausladung und die dadurch verringerte Lastumlagerung zurückzuführen. Beispielsweise gestattet ein Betonauflager über die gesamte Graben- Bild 10.3: Einfluss der gewählten Grabensicherung auf die maximal mögliche Überdeckungshöhe h ü 134

135 breite eine höhere Überdeckung als ein 150 -Auflager Einfluss des Verfüllmaterials und seiner Verdichtung Besonderen Einfluss auf die Berechnung hat die Verdichtung des Bodens in der Leitungszone LZ und in der darüberliegenden Überschüttungszone ÜZ (Hauptverfüllung). Die Kombination von besonders gut verdichteter Leitungszone mit einem schlechteren Boden im Bereich der Hauptverfüllung wirkt sich zumindest rechnerisch besonders günstig aus. Diese sehr positiv wirkende Bild 10.4: Einfluss des Auflagers auf die mögliche Überdeckungshöhe h ü 135

136 Kombination wird oftmals leichtfertig angesetzt, obwohl sie auf der Baustelle meist nicht eingehalten wird. In Tabelle 10.2 werden vier Beispiele berechnet, die sich auf den ersten Blick nicht wesentlich unterscheiden. Allen Varianten liegt das gleiche FBS- Betonrohr KW-M DN 400 mit einem 120 -Sand-Kies-Auflager,Grundwasser und einem anstehenden Boden G3 (bindiger Mischboden, Schluff) zugrunde. In der Variante 1 wird der gesamte Graben mit G1 verfüllt, weshalb sich keine Silowirkung einstellen kann. Diese Variante dürfte den Normalfall darstellen. In der Leitungszone stellt sich wegen der Erschwernisse im engen Graben ein Verformungsmodul von 3,10 N/mm 2 ein, was im Endzustand bei G1 einer Proctordichte von 87 % entspricht. Variante 2 zeigt den Extremfall in positiver Richtung mit einer Schichtung des Verfüllmaterials über zwei Bodengruppen (G1 unten und G3 mit einem niedrigeren E-Modul darüber). Aufgrund der lagenweisen Verdichtung gegen den gewachsenen Boden über die gesamte Grabentiefe wird zusätzlich eine Silowirkung wirksam. Die mögliche Überdeckung steigt gegenüber Variante 1 auf über das 3,5-fache. Variante 3 ist das Beispiel in negativer Hinsicht mit einer schlecht verdichteten Leitungszone (G1 mit 80 % Proctor) bzw. schlechterem Boden (G3) und einer deutlich besser verdichteten Überschüttungszone. Die mögliche Überdeckung fällt auf rund 60 % von Variante 1. Variante 4 stellt ein Beispiel für eine realistisch angesetzte Schichtung dar, die nur über eine Bodengruppe geht und keine Silowirkung ansetzt. Auch hier steigt die mögliche Überdeckung im Vergleich mit Variante 1 um 50 % an. Gerade bei Berechnungen, in denen die sehr günstig wirkende Schich- Tabelle 10.2: Einfluss des Verfüllmaterials auf die maximal mögliche Überdeckung Variante Ziehen Boden Verformungs- Boden Verformungs- Verbau LZ modul E LZ ÜZ modul E ÜZ max h ü Relation A3/B2 G1 3,10 N/mm 2 G1 6,0 N/mm 2 1 ohne Silo- G1 87 % oder G1 90 % 4,30 m 100 % wirkung G2 90 % A2/B2 G1 3,10 N/mm 2 G3 2,0 N/mm 2 2 mit Silo- G1 ca. 87 % G3 90 % 16,00 m 372 % wirkung G3 ca. 92 % G1 85 % A3/B2 G3 1,4 N/mm 2 G1 6,0 N/mm 2 3 G1 ca. 80 % G1 90 % 2,50 m 58 % G3 ca. 87 % A3/B2 G1 3,10 N/mm 2 G2 3,0 N/mm 2 4 G1 ca. 87 % G1 87 % 6,50 m 151 % G3 ca. 92 % G3 92 % 136

137 tung des Verfüllmaterials angesetzt wird, ist daher besondere Vorsicht geboten. Die Bedingungen der Variante 2 können in üblichen Fällen nicht eingehalten werden Einfluss von Grundwasser und Bodenaustausch unterhalb des Rohrauflagers Um die genannten Einflüsse an einem Beispiel darzustellen, wird neben dem FBS-Betonrohr KW-M DN 400 auf 120 -Sand-Kies-Auflager als anstehender Boden ein bindiger Boden (G4) und als Verfüllmaterial ein schwachbindiger Boden (G2) angenommen. Je besser das Verfüllmaterial in der Leitungszone ist, d. h. je höher die Proctordichte, desto geringer ist der Grundwassereinfluss. Im gewählten Beispiel sinkt die maximal mögliche Überdeckungshöhe von 5,20 m ohne Grundwasser auf 4,30 m mit Grundwasser. Um den Einfluss des Bodenaustausches unterhalb des Auflagers zu berücksichtigen, ist erfahrungsgemäß je nach Situation die Ausladung um ein Drittel bis ein Fünftel der Höhe des Bodenaustausches anzusetzen. Der Einfluss ist um so größer, je kleiner der Rohrdurchmesser im Verhältnis zur Höhe des Bodenaustausches steht. Im vorliegenden Beispiel wird eine Erhöhung der Ausladung um 0,20 m angesetzt. Das entspricht z. B. einem Bodenaustausch von 0,80 m bei einem Ansatz von einem Viertel. Dadurch verringert sich im Fall des Bodenaustausches unterhalb der Rohrsohle die maximal mögliche Überdeckung von 5,20 m auf 4,20 m Einfluss der Verkehrslast auf die Rohrbelastung Während mit zunehmender Überdeckung die Belastung aus Erdauflast ansteigt, verringert sich durch die Last- Tabelle 10.3: Verkehrsbelastung in kn/m 2 bei unterschiedlichen Rohrüberdeckungen Verkehrslast Belastung Überdeckungshöhe 0,50 m 1,00 m 2,00 m 3,00 m SLW 60 statisch 110,0 45,0 24,7 17,4 dynamisch (50 % der 34,8 20,7 - - statischen Belastung) UIC 71 statisch ,5 42,9 dynamisch (100 % der ,5 42,9 statischen Belastung) BFZ 750 statisch - 144,1 120,2 91,8 dynamisch (60 % der - 86,5 72,1 55,1 statischen Belastung) 137

138 ausbreitung im Erdreich der Einfluss der Verkehrslast. Zur Abschätzung der Verkehrslast ist in Tabelle 10.3 für mehrere Überdeckungshöhen die Belastung in Höhe des Rohrscheitels zusammengestellt. Wenn ein Dauerschwingnachweis durchzuführen ist,wird der dynamische Lastanteil angegeben. Da Eisenbahn- und Flugbetriebslasten wegen der lastverteilenden Wirkung des jeweiligen Verkehrsflächenunterbaus als begrenzte Flächenlasten angesetzt werden, nehmen sie mit zunehmender Tiefe weniger schnell ab als die nahezu punktförmigen Radlasten bei Straßenverkehrslasten. 138

139 Angaben und Beispiele zur statischen Berechnung für den Rohrvortrieb 11

140 11.1 Angabenblatt zur Rohrstatik für den Rohrvortrieb Auch beim Vortrieb sind für die Erstellung einer Rohrstatik eine Reihe von Angaben erforderlich.nachfolgend wird ein Angabenblatt zur Rohrstatik für den Vortrieb vorgestellt, in dem alle üblicherweise vorkommenden Fälle berücksichtigt sind. Selbstverständlich sind auch andere Formen von Angabenblättern möglich, wenn in ihnen ebenfalls alle erforderlichen Daten abgefragt werden. Für die Berechnung von Vortriebsrohren in offener Bauweise, z. B. in größeren Start- und Zielschächten, sind die Angaben entsprechend Abschnitt 10.1 zu machen. Eine Berechnung kann nur so gut sein wie die dabei verwendeten Einga- Bild 11.1: Angabenblatt Rohrstatik (Vortrieb) 140

141 bedaten. Daher ist ein sorgfältiges und vollständiges Ausfüllen des Angabenblattes zur Rohrstatik erforderlich. Die Angaben zum Rohr sind pro Dimension in jeweils eine der freien Spalten einzutragen. Die Erläuterungen auf der Rückseite zu den abgefragten Punkten sollen die Arbeit erleichtern (siehe hierzu auch das Original-Anlagenblatt in der Umschlagtasche). Die Angaben der Formalien sind erforderlich, um eine Zuordnung der Berechnung zu dem jeweiligen Bauvorhaben zu ermöglichen. Unter Bauleiter wird der Bauleiter der ausführenden Firma verstanden, von dem für Rückfragen möglichst noch eine Telefonnummer angegeben werden sollte. Zum problemlosen Kopieren und Faxen finden Sie das hier abgebildete Angabenblatt Rohrstatik (Vortrieb) mit den detaillierten Erläuterungen auf der Rückseite jeweils im Format DIN A4 in der Umschlagtasche (Bild 11.1) Einfluss der Einbausituation auf die Belastung des Rohres Allgemeines Die Berechnung von Vortriebsrohren erfolgt nach ATV-A 161 unter Einhaltung des Geltungsbereiches u. a. Lockerböden und Überdeckung 15 m bzw. 1,50 m (oder d i ). In den Standardfällen ist meist die Mindestbemessung maßgebend, mit der insbesondere die rechnerisch nicht erfassbaren Zwängungskräfte im Bauzustand berücksichtigt werden sollen. In den folgenden Abschnitten wird allgemein der Einfluss von einigen Einbauparametern auf die Belastung des Rohres im Bauzustand und im Betriebszustand beschrieben Einfluss von Höhe und Art der Überdeckung Da von einem Lockerboden ausgegangen wird, wird die volle Last der Überdeckung als Vertikallast auf das Rohr wirksam. Davon kann ein Teil infolge Silowirkung im Gebirge abgezogen werden. Die Höhe des Abzuges richtet sich nach der Art des Bodens, d. h. seiner Scherfestigkeit und der Gesamtüberdeckungshöhe in Relation zum Rohraußendurchmesser. Der Abminderungsfaktor reicht bei einer geringen Überdeckung von 0,85 bis 0,90 und bei einer sehr hohen Überdeckung von 0,20 bis 0,40. Um einen Abminderungsfaktor ansetzen zu können, muss die Bodenart der Überdeckung bekannt sein. Auf der sicheren Seite sollte stets nur die Bodenart mit der geringsten Silowirkung angesetzt werden. In den meisten Fällen kann auf eine Abminderung verzichtet werden, da bereits die Mindestbemessung zu einer höheren Belastung führt Einfluss des Bodens in Höhe der Vortriebstrasse Der in Rohrhöhe anstehende Boden beeinflusst zunächst den Abbau an der Ortsbrust und über die Mantelreibung am Rohr die für den Vortrieb erforderliche Vorpresskraft. Störungen im Boden 141

142 können zu Zwängungen führen, die die Rohre zusätzlich belasten. Bei einem durchlässigen Boden ist die Wirkung von Gleitmittel wesentlich geringer als bei einem bindigen Boden, da es in den Hohlräumen des Bodens verschwindet und keine gezielte Schmierung möglich wird. In ATV-A 161 wird nur von einem Lockerboden ausgegangen. Bei anderen Bodenverhältnissen sind im Einzelfall gesonderte ingenieurmäßige Überlegungen anzustellen. Befindet sich die Vortriebstrasse ganz im Fels, kommen kaum Vertikallasten aus dem Gebirgsdruck auf das Rohr. Dafür besteht die Gefahr der Linienlagerung an der Sohle. Die ungünstigste Kombination ist dann gegeben, wenn in der Sohle harter Boden zu einer Art Linienlagerung führt und infolge eines Lockerbodens über dem Rohr der gesamte vertikale Erddruck vom Rohr aufzunehmen ist Einfluss der Verkehrslast Der Einfluss der Verkehrslast ist wie bei der offenen Bauweise (s. Abschnitt ) zu beurteilen. Beim Rohrvortrieb können noch weitere Belastungen, z. B. beim Unterfahren von Fundamenten, entstehen. Gefährlich kann der Abbau von leicht nachrutschendem Boden im Einflussbereich von Fundamenten sein Einfluss der Schmierung während des Vortriebes und der abschließenden Verdämmung Die Schmierung durch Verpressen von Gleitmittel während des Vortriebes verringert die Mantelreibung und begünstigt eine gleichmäßigere Lastverteilung rund um das Rohr. Ein Verpressen des Ringraumes nach Beendigung des Vortriebes hat den gleichen Effekt. Eine höhere seitliche Stützung des Rohres führt näher an den Idealzustand eines rundum gleichmäßig belasteten Rohres heran, das fast nur noch durch Druckkräfte in der Rohrwandung beansprucht wird Einfluss von Luft- und Wasserüberdruck Luft- und Wasserüberdruck von innen belasten die Vortriebsrohre hauptsächlich auf Zug. Bei einem Luftüberdruck im Bauzustand z. B. zur Wasserhaltung ist gegebenenfalls eine Zugkraftübertragung zwischen den Rohren herzustellen. Meist ist dieser Überdruck aber auf speziell konstruierte Rohre an der Ortsbrust beschränkt. Ein innerer Wasserüberdruck kann durch Rückstau oder ständig bei einer Dükerleitung auftreten Einfluss der Vortriebstrasse Bei einer geraden Vorpresstrasse sind kleinere Steuerbewegungen dadurch erfasst, dass bei der Berechnung der zulässigen Vortriebskraft nach ATV- A 161 von einer gerade noch nicht klaffenden Fuge bei der Rohrverbindung ausgegangen wird. Bei einem planmäßigen Kurvenradius oder bei sehr starken Steuerbe- 142

143 wegungen kann es zu einer klaffenden Fuge kommen. Dadurch wird die Rohrverbindung aus geometrischen Gründen belastet und höhere Anforderungen an das Dichtungssystem gestellt. Bei einer klaffenden Fuge verringert sich auch die zulässige Vortriebskraft entsprechend der verkleinerten Druckübertragungsfläche, da die maximal zulässige Pressung auf der stärker beanspruchten Seite konstant bleibt. Bei Wechselkurven verstärkt sich dieser Effekt noch und es ist besondere Vorsicht bei der Planung und Ausführung solch einer Trassenführung geboten. 143

144

145 Literaturverzeichnis, Stichwortverzeichnis, Bildnachweis 12

146 Literaturverzeichnis 12.1 Normen, Richtlinien, Merkblätter DIN EN 476 Allgemeine Anforderungen an Bauteile für Abwasserkanäle und leitungen für Schwerkraftentwässerungssysteme, 08/97 DIN EN 640 Stahlbetondruckrohre und Betondruckrohre mit verteilter Bewehrung (ohne Blechmantel) einschließlich Rohrverbindungen und Formstücken, 12/94 DIN EN Elastomerdichtungen;Werkstoff-Anforderungen für Rohrleitungsdichtungen, Anwendungen in der Wasserversorgung und Entwässerung, Vulkanisierter Gummi, 07/96 DIN EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden Teil 1: Allgemeines und Definitionen, 01/96 DIN EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden Teil 2: Anforderungen, 09/96 DIN EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden Teil 3: Planung, 09/96 DIN EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden Teil 4: Hydraulische Berechnung und Umweltschutzaspekte, 11/97 DIN EN Statische Berechnung von erdverlegten Rohrleitungen unter verschiedenen Belastungsbedingungen Teil 1: Allgemeine Anforderungen, 09/97 DIN EN 1610 Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen, 10/97 DIN EN 1916 Rohre und Formstücke aus Beton, Stahlfaserbeton und Stahlbeton, Entwurf DIN EN 1917 Einsteig- und Kontrollschächte aus Beton, Stahlfaserbeton und Stahlbeton, Entwurf DIN V ENV Betonbewehrungsstahl;schweißgeeigneter,gerippter Betonstahl B500; Technische Lieferbedingungen für Stäbe, Ringe und geschweißte Matten, 08/95 DIN EN Grabenlose Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen, Entwurf, 08/97 DIN Betonstahl;Sorten,Eigenschaften, Kennzeichen DIN 1045 Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausführung, 07/88 DIN Prüfverfahren für Beton, Frischbeton, 06/91 DIN Prüfverfahren für Beton; Festbeton, gesondert hergestellte Probekörper, 06/91 DIN Überwachung (Güteüberwachung) im Beton- und Stahlbetonbau; Fertigteile, 12/78 146

147 DIN Zement; Zusammensetzung, Anforderungen, 10/94 DIN Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase; Grundlagen und Grenzwerte, 06/91 DIN 4032 Betonrohre und Formstücke; Maße,Technische Lieferbedingungen, 01/81 DIN 4033 Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung, 11/79 (zurückgezogen, nur informativ) DIN Schächte aus Betonund Stahlbetonfertigteilen; Schächte für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen; Maße,Technische Lieferbedingungen, 09/93 DIN Schächte aus Betonund Stahlbetonfertigteilen; Schächte für Brunnen- und Sickeranlagen; Maße, Technische Lieferbedingungen, 10/90 DIN 4035 Stahlbetonrohre und zugehörige Formstücke; Maße,Technische Lieferbedingungen, 08/95 DIN 4045 Abwassertechnik; Begriffe, 12/85 DIN 4060 Dichtmittel aus Elastomeren für Rohrverbindungen von Abwasserkanälen und -leitungen;anforderungen und Prüfungen (teilweise ersetzt durch DIN EN 681-1), 12/88 DIN 4099 Schweißen von Betonstahl;Ausführung und Prüfung, 11/85 DIN 4124 Baugruben und Gräben, Böschungen, Arbeitsraumbreiten,Verbau, 08/81 DIN Zuschlag für Beton; Zuschlag mit dichtem Gefüge; Begriffe, Bezeichnungen und Anforderungen, 04/83 DIN Zuschlag für Beton; Prüfung mit dichtem oder porigem Gefüge, 04/83 DIN 4263 Kanäle und Leitungen im Wasserbau; Formen, Abmessungen und geometrische Werte geschlossener Querschnitte, 07/77 DIN Erd- und Grundbau; Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, 10/88 DIN Überwachung (Güteüberwachung) von Baustoffen, Bauteilen und Bauarten; Allgemeine Grundsätze, 12/86 DIN Schächte für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen; Allgemeine Anforderungen und Prüfungen, 02/89 DIN Befördern und Lagern von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonrohren, zugehörigen Formstücken sowie Schachtringen, 04/77 ATV-A 110 Richtlinie für die hydraulische Dimensionierung und den Leistungsnachweis von Abwasserkanälen und -leitungen, 08/88 ATV-A 111 Richtlinie für die hydraulische Dimensionierung und den 147

148 Leistungsnachweis von Regenwasser- Entlastungsanlagen in Abwasserkanälen und -leitungen, 02/94 ATV-A 115 Einleiten von nicht häuslichem Abwasser in eine öffentliche Abwasseranlage, 10/94 ATV-A 125 Rohrvortrieb, 09/96 ATV-A 127 Richtlinie für die statische Berechnung von Entwässerungskanälen und -leitungen, 12/88 ATV-A 127 Richtlinie für die statische Berechnung von Entwässerungskanälen und -leitungen (Entwurf), 11/97 ATV-M 127, Teil 1 Richtlinie für die statische Berechnung von Entwässerungsleitungen für Sickerwasser aus Deponien, Ergänzung zum Arbeitsblatt ATV-A 127, 03/96 ATV-A 139 Richtlinie für die Herstellung von Entwässerungskanälen und -leitungen, 10/88 ATV-A 142 Abwasserkanäle und -leitungen in Wassergewinnungsgebieten, 10/92 ATV-M 143, Teil 6 Dichtheitsprüfungen bestehender, erdüberschütteter Abwasserleitungen und -kanäle und Schächte mit Wasser, Luftüber- und Unterdruck, 06/98 ATV-A 146 Ausführungsbeispiele zum ATV-Arbeitsblatt A 142 Abwasserkanäle und -leitungen in Wassergewinnungsgebieten, 04/95 ATV-A 161 Statische Berechnung von Vortriebsrohren, 01/90 ATV-M 168 Korrosion von Abwasseranlagen, 07/98 ZTVE-StB 94 Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau ZTVE Ew-StB 91 Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Entwässerungseinrichtungen im Straßenbau DS 804(B4) Vorschrift für Eisenbahnbrücken und sonstige Ingenieurbauwerke (VEI), 07/96 FBS-Qualitätsrichtlinie Betonrohre, Stahlbetonrohre, Vortriebsrohre und Schachtbauteile mit FBS-Qualität für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen, Ausführungen, Anforderungen und Prüfungen Teil 1 bis Teil 6 FBS-Verlegerichtlinie So wird FBS-Qualität richtig eingebaut FBS-Ausschreibungstexte für erdverlegte FBS-Betonrohre und FBS- Stahlbetonrohre, zugehörige Formstücke und Schachtfertigteile sowie FBS-Vortriebsrohre aus Beton und Stahlbeton Richtlinien für den Einbau von Beton- und Stahlbetonrohren,Fachverband Beton- und Fertigteilwerke Baden-Württemberg e. V., Stuttgart, 08/98 Richtlinie für die Prüfung von Leitungen aus Beton- und Stahlbe- 148

149 tonrohren auf Dichtheit, Fachverband Beton- und Fertigteilwerke Baden- Württemberg e. V., Stuttgart, 08/98 Sicherheitsregeln für Rohrleitungsbauarbeiten,Tiefbau-Berufsgenossenschaft UVV-Unfallverhütungsvorschriften,Tiefbau-Berufsgenossenschaft 12.2 Veröffentlichungen Abschnitt 0: Einleitung [0.1] Lamprecht, H. O.: Abwasseranlagen aus Beton, Korrespondenz Abwasser, 1989, Heft 11 [0.2] Lamprecht, H. O.: Opus Caementitium Bautechnik der Römer, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1983 Nicht im Text erwähnt: [0.-] BDB Handbuch für Rohre aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1979 Abschnitt 2: Produktprogramm [2.1] Kittel,D.: Neue Entwicklungen für die Dichtung von Rohrverbindungen, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1987 Nicht im Text erwähnt: [2.-] Haefelin, H. M und Kittel, D.: Durchpressverfahren unter Verwendung von Stahlbetonrohren, Entwurf und Ausführung, Betonwerk + Fertigteil-Technik (BFT), 1974, Hefte 6 und 7 [2.-] Sator, Weber: Die Wiederentdeckung des Eiprofils auf Grund von Schmutzfrachtbetrachtungen, Korrespondenz Abwasser, 06/90 [2.-] Wengler, D.: Beton-, Stahlbetonund Spannbetonrohre, awt Abwassertechnik, 08/85, Heft 4 Abschnitt 3: Herstellung [3.1] Hornung, K.: Neue Produktionstechniken für die Rohr- und Schachtfertigung, Betonwerk + Fertigteil-Technik (BFT), 1992, Heft 4 Nicht im Text erwähnt: [3.-] BDB Handbuch für Rohre aus Beton, Stahlbeton, Spannbeton, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1978 [3.-] Friede, H.: Stand der Qualitätsentwicklung von FBS-Beton- und Stahlbetonrohren in der Bundesrepublik Deutschland, Betonwerk + Fertigteil- Technik (BFT), 1989, Heft 9 [3.-] Kuch, H.: Aktueller Stand der Herstellung von Beton- und Stahlbetonrohren, Institut für Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar e. V., 1994 Abschnitt 4: Eigenschaften [4.1] Schröder, R., Knauf, D.: Über das hydraulische Widerstandsverhalten von Beton- und Stahlbetonrohren im Übergangsbereich, gwf-wasser/abwasser, 1972 [4.2] Bujard, W.: Widerstand von Rohren aus Beton und Stahlbeton 149

150 gegenüber mechanischen Angriffen, Tiefbau, 1972, Heft 1 [4.3] Wengler, D.: Bewährung von Rohren aus Beton und Stahlbeton, Betonund Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1982 [4.4] Walz,K.und Wischers,G.: Über den Widerstand von Beton gegen die mechanische Einwirkung von Wasser hoher Geschwindigkeit, Beton 19 (1969), Hefte 9 und 10 [4.5] Bujard,W. : Rohre aus Stahlbeton und Beton, Fließgeschwindigkeiten und Lebensdauer,Tiefbau, 1972, Heft 1 [4.6] Wielenberg, M., Grüß, D.: Reinigung von Abwasserkanälen durch Hochdruckspülung, Hrsg.: Joachim Lenz, Vulkan-Verlag, Essen, 1996, Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau an der Fachhochschule Oldenburg, Band 11 [4.7] Bellinghausen, G.: Beton und Stahlbetonrohre Korrosionsprobleme und deren Vermeidung, awt Abwassertechnik, 1992, Heft 6 [4.8] Neck, U., Spanka, G.: Dichtigkeit von Rohrbeton gegenüber CKW- Durchtritt, Beton, 1992, Heft 10 [4.9] Thistlethwayte,D.K.B.: Sulfide in Abwasseranlagen Ursachen, Auswirkungen, Gegenmaßnahmen. Bearbeitung der deutschen Ausgabe: Klose, N., Beton- Verlag GmbH, Düsseldorf, 1979 [4.10] Klose, N. : Sulfidprobleme und deren Vermeidung in Abwasseranlagen, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1981 [4.11] Zürn, M.: Abwasserleitungssysteme ganzheitliche Betrachtung, Betonwerk + Fertigteil-Technik, 1977, Heft 1 Nicht im Text erwähnt: [4.-] Bayer, E., Kampen,R., Klose,N., Moritz, H.: Betonbauwerke in Abwasseranlagen, Schriftenreihe der Bauberatung Zement, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1995 [4.-] Bonzel, J. Locher, F. U.: Über das Angriffsvermögen von Wässern, Böden und Gasen auf Beton, Beton, 1968, Hefte 10 und 11 [4.-] Bujard, W.: Widerstandsfähigkeit von Rohren aus Stahlbeton und Beton gegenüber chemischen Angriffen in der Abwasserkanalisation und bei der Ableitung gewerblicher und industrieller Abwässer, Abwassertechnik, 1972, Hefte 1 [4.-] Esch, B., Ewens, H.-P.: Stand der öffentlichen Abwasserbeseitigung, Korrespondenz Abwasser,1990, Heft 8 [4.-] Geiger, H.: Umweltschutz durch Betonbauteile in der Abwassertechnik, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin,1991 [4.-] Grube, H., Neck, U.: Beton widerstandsfähig gegen chemische Angriffe, Betonwerk + Fertigteil-Technik, 1996, Heft 1 150

151 [4.-] Haegermann, H.: Verhalten von Rohren aus Beton in aggressiven Wässern, Tiefbau Ingenieurbau Straßenbau, 1974, Heft 5 [4.-] Haendel, H.: Zur Beurteilung der Lebensdauer von Beton- und Stahlbetonrohren, Betonwerk + Fertigteil- Technik, 1987, Heft 12 [4.-] Hornung, K.: Ganzheitliche Bilanzierung von Stahlbeton- und Eisengussröhren, Technische Information, Fachverband Beton- und Fertigteilwerke Baden-Württemberg e. V., Stuttgart, 01/93 [4.-] Kampen, R.: Beton in der Abwassertechnik, Korrespondenz Abwasser, 1987, Heft 7 [4.-] Kampen, R.: Dauerhaftigkeit und Korrosion von Abwasserkanälen, Beton, 1995, Heft 8 [4.-] Kampen, R.: Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Abwasserrohren am Beispiel Beton, awt Abwassertechnik, 1997, Heft 6 [4.-] Keding, M., van Riesen, S., Esch, B.: Der Zustand der öffentlichen Kanalisation in der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der ATV-Umfrage 1990, Korrespondenz Abwasser, 1990, Heft 10 [4.-] Klose, N.: Beton in Abwasseranlagen Chemischer Angriff und Schutzmaßnahmen, Beton, 1978, Heft 6 [4.-] Klose, N.: Sulfide in Abwasseranlagen, Zement-Merkblatt, Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e. V., Köln,1994 [4.-] Lamprecht, H.-O.: Widerstandsfähigkeit von Rohrbeton gegen chemische Angriffe, Betonstein-Zeitung, 1969, Heft 9 [4.-] Locher, F. W., Sprung, S.: Die Beständigkeit von Beton gegenüber kalklösender Kohlensäure, Beton, 1975, Heft 5 [4.-] Matthes, W.: Schadenshäufigkeitsverteilung bei TV-untersuchten Abwasserkanälen, Korrespondenz Abwasser, 1992, Heft 3 [4.-] Neck, U.: Leistungsfähigkeit von Beton in Bauwerken zur Abwasserentsorgung, Beton, 1997, Heft 7 [4.-] Niederehe,W.: Dichte und dauerhafte Abwasserkanäle aus Beton- und Stahlbeton, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, 1996 [4.-] Schmidt, M., Hormann, K., Hofmann, F.-J., Wagner, E.: Beton mit erhöhtem Widerstand gegen Säure und biogene Schwefelsäurekorrosion, Betonwerk + Fertigteil-Technik, 1997, Heft 4 [4.-] Steiner, H. R.: Verhalten von Abwasserkanälen bei der Reinigung mit Hochdruckspülung, Korrespondenz Abwasser, 1992, Heft 2 Abschnitt 5: Anwendungsgebiete Nicht im Text erwähnt: [5.-] Lenz, D., Möller, H.-J.: Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonleitungen, 151

152 Betonkalender 1967, Teil II, Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, München [5.-] Lenz, D., Hornung, K.: Vorgespannte, selbsttragende Rohrbrücken aus vorgespannten Stahlbetonrohren, Betonwerk + Fertigteil-Technik, 1981, Heft 1 [5.-] Schäfer, A.: Zielgenauer Vortrieb von Stahlbetonrohren nicht begehbarer Durchmesser, Betonwerk + Fertigteil- Technik,1987, Heft 4 [5.-] Wengler, D.: Rohre aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton: bewährt und zukunftssicher, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1991 Abschnitt 6: Bauausführung in offener Bauweise [6.1] Berechnungsansätze für die Rohrbelastung im Graben mit gespundetem Verbau, Arbeitsbericht der ATV- Arbeitsgruppe Verbaumethoden im ATV-Fachausschuss 1.5 Ausführung von Entwässerungsanlagen, Korrespondenz Abwasser, 1997(44), Heft 12, S ff. [6.2] ATV-Handbuch: Bau und Betrieb der Kanalisation,Wilhelm Ernst & Sohn, 1996 [6.3] Hornung, K.: Rohr und Leitungszone grundlegende Voraussetzungen für die Tragfähigkeit der Rohrleitung, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1989, S. 225 ff. [6.4] Zanker, G.: Schächte aus Beton und Stahlbeton für Abwasserkanäle und -leitungen Entwurf DIN 4034, Betonund Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1988, S.196 ff. Nicht im Text erwähnt: [6.-] Hornung, K.: Kanalbau nach europäischen Normen, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1997, S. 82 ff. [6.-] Hornung, K.: Umsetzung der neuen Regeln für den Kanalbau nach DIN EN 1610; Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1998, S. 93 ff. [6.-] Hornung, K.: Einbau von Rohren Entwicklungen im konventionellen Kanalbau, Concrete Precasting Plant and Technology, Issue 7/1991, S.70 ff. [6.-] Lenz, D., Hornung, K.: Einbau von Rohren Tragfähigkeit der Rohrleitung, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1984, S. 238 ff. [6.-] Vergleich von Luft- und Wasserdichtheitsprüfung an Abwasserkanälen, Entwicklungsvorhaben des Bayerischen Landesamts für Wasserwirtschaft, München, Zusammenfassender Schlussbericht, März 1994 [6.-] Stein, D., Niederehe, W.: Instandhaltung von Kanalisation,Wilhelm Ernst & Sohn, 1992 Abschnitt 7: Bauausführung in geschlossener Bauweise Rohrvortrieb 152

153 [7.1] Scherle, M.: Rohrvortrieb, Band 1, Technik, Maschinen, Geräte, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1986 Nicht im Text erwähnt: [7.-] Scherle, M.: Rohrvortrieb, Band 2, Statik, Planung, Ausführung, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin,1988 [7.-] Scherle, M.: Rohrvortrieb, Band 3, Berechnungsbeispiele, Kommentar, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1984 Abschnitte 8 und 9: Statische Berechnung von Rohren für die offene Bauweise und von Vortriebsrohren [7.-] Stein, D., Möllers, K., Bielecki, R.: Leitungstunnelbau,Wilhelm Ernst & Sohn, 1988 [8.1] Berechnungsansätze für die Rohrbelastung im Graben mit gespundetem Verbau, Arbeitsbericht der ATV- Arbeitsgruppe Verbaumethoden im ATV-Fachausschuss 1.5 Ausführung von Entwässerungsanlagen, Korrespondenz Abwasser, 1997 (44), Heft 12, S ff. [8.2] Hornung, K.: Bemessung von bewehrten Rohren im Scheiteldruckversuch, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1994, S.199 ff. Nicht im Text erwähnt: [8.-] Hornung, K., Kittel, D.: Statik erdüberdeckter Rohre, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1989 [8.-] Hornung, K.: Dynamische Verkehrslastbeanspruchung von Rohren, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH,Wiesbaden, Berlin, 1991, S. 214 ff. [8.-] Hoch,A.: Probleme der Rohrund Schachtstatik, Standsicherheitsnachweise (Deponie-Sickerwasser), Abfallwirtschafts-Journal 4 (1992), Ausgabe 2, S.164 ff. [8.-] Fuchs,W.: Grundzüge der probabilistischen Zuverlässigkeitstheorie und ihre Anwendung auf im Erdboden verlegte Rohre, Korrespondenz Abwasser, 1984 (31), Ausgabe 6 [9.-] Kittel, D.: Zur statischen Berechnung von Vortriebsrohren nach dem ATV-Arbeitsblatt A 161, Beton- und Fertigteil-Jahrbuch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1987, S.13 ff. [9.-] Scherle, M.: Zwängungen beim Rohrvortrieb Auswirkung auf die Statik, Tunnelbau, 1995, Verlag Glückauf GmbH, Essen, S. 43 ff. [9.-] Scherle, M.: Zwängungen beim Rohrvortrieb Nachweis der Zwängungskennwerte,Tunnelbau,1995,Verlag Glückauf GmbH, Essen, S. 67 ff. [8.-] Handbuch für Rohre aus Beton, Stahlbeton,Spannbeton,Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin,

154 12.3 Stichwortverzeichnis A Abdeckplatten 41 Abdeckung 71 Abladen 73 Abriebfestigkeit Absturzbauwerk 43 Abwasserbeschaffenheit Abwinkelbarkeit der Rohrverbindungen 55, 88 Abzweige/Zuläufe Anbohren Angabenblatt zur Rohrstatik für die offene Bauweise Angabenblatt zur Rohrstatik für den Rohrvortrieb Anschlüsse, nachträgliche Anschlussstücke 35, Anschlussstutzen Anwendungsgebiete Auflager 71, Auflageringe 37, 42 Auflagerreaktion Lagerungsfälle 122 Auskleidungen 62 B Belastung durch Vortriebskräfte 126 Belastung durch Zwängungskräfte im Bauzustand Bemessung , Bemessung in Richtung der Rohrachse Bemessung mit Lastklassen Bemessung quer zur Rohrachse 127 Beton 46 Betonauflager Betonrohre Betonstahl 47 Betonwerk 47 Betonzusätze 47 Betonzuschlag 46 Bettung Bettungstypen Bewehrung von Stahlbetonrohren

155 Biogene Schwefelsäurekorrosion 61 Bodenabbau und Bodenförderung Bodenverformungsmoduln Böschungsstücke Bruchsicherheitsnachweis 54, 123, 127 C Chemische Beständigkeit D Dichtheitsprüfung 55 57, Dichtungen Druckfestigkeit des Betons 46, 54 E Eigenüberwachung 23,51,56 Einbettungsbedingungen 120 Eiquerschnitte 22, 26 29, 31 Energiebilanz 62 Erdlasten , 126 Erstprüfung 23, 51, Europäische Norm 15, 114 F FBS-Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e. V. 16 Falzmuffenrohre 30 Flächen- und Bauwerkslasten 118 Fließgeschwindigkeit, zulässige 59 Fremdüberwachung 23, 51 G Gebrauchsspannungsnachweis 123 Gelenkstücke 35, 37, Geschlossene Bauweise Gleitmittel 84 85, 96 Grabensohle Grabenverbau 77 79, 92 Grundwasserhaltung 79 Güteschutz 51 Güteschutz Kanalbau 19, 70 H Halboffene Bauweise Haltungsweise Prüfung Hauptverfüllung 71,

156 Herstellen der Rohrverbindung Herstellverfahren Hochdruckspülung 59 Hydraulische Leistungsfähigkeit 57 I Innere Lasten 118, 126 K Kernbohrgerät 34 Krümmer 35 Kurzbaustelle L Lagerung LAWA-Leitlinie 63 Lebensdauer 63 Leitungszone 71, Luftdruckprüfung M Manschettendichtung 94 Maße 29, 31, 33, 39, 41 Mindestgrabenbreite Mitgliedswerke 16 Monolithisches Schachtbauwerk 37 N Nutzungsdauer, technische 62 Ö Ökobilanz 62 P Passstücke 35 Prüfung auf Abwinkelbarkeit 55 Prüfung auf Scherlast 55 Prüfung auf Wasserdichtheit 55 57, Prüfung der Verdichtung 90, 92 Prüfung einzelner Rohrverbindungen Prüfung von Schächten 102 Q Qualitätskontrolle Qualitätsrichtlinie 18, 51, 55, 57 Qualitätssicherung Querschnittsformen 22, 26,

157 R Rammsondierung 90 Relative Ausladung Ringbiegezugfestigkeit 54, 123 Rohrverbindungen 23 25, 33 Rohrvergleichsspannung 54, 123 Rohrwerkstoffe 116 S Schacht Schachtabdeckungen 37, 42 Schachtfertigteile Schachthälse 37, Schachtringe 37, Schachtunterteile Scheiteldruckkraft 28, 54, Scherlastbeständigkeit der Rohrverbindungen Schlagfestigkeit 55 Schnittkräfte 122, 127 Schwellfestigkeit 55 Seitenverfüllung 71, 90 Serienprüfung 50, 56 Sicherheitsbeiwert , Sonderausführung der Bettung Sonderbauteile Sonderbauwerke Sonderfälle des Rohrvortriebes 111 Stahlbetonrohre Start- und Zielschacht 108 Statische Berechnung 54, Strangprüfung 56 Stufengraben 74 Stützringe T Tangentialschacht 40 Technische Nutzungsdauer 62 Temperaturverhalten 61 Tragfähigkeit 54 U Übergangsringe 41 Übergangsstücke 35 Überschüttungsbedingungen

158 Umweltverträglichkeit und Ökobilanz 62 V Vakuumprüfanlage 50 Verbaute Gräben Verdichtung Verdichtungsgeräte Verdichtungsprüfung 90, 92 Vereinigungsbauwerk 42 Verfüllen 88 92, 96 Verfüllmaterial Verkehrslasten 118, 126 Wasserhaltung 79 Werkstoffe Widerstand gegen chemische Angriffe Widerstand gegen Hochdruckreinigung 59 Widerstand gegen mechanische Angriffe Wirtschaftlichkeitsberechnung Wurzelfestigkeit 56 Z Zement 46 Zugabewasser 47 Verlegung Vortrieb Vortriebsrohre für den bemannten Vortrieb Vortriebsrohre für Microtunneling 32 W Wandrauheit 57 Wasserdichtheit Wassergewinnungsgebiete

159 12.4 Bildnachweis Bilder 0.1, 0.2 und 0.3: H.-O. Lamprecht, Opus Caementitium, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1993 Bild 0.4: Stein, D., Niederehe, W., Instandhaltung von Kanalisation, Wilhelm Ernst & Sohn, 1992 Bild 2.1: Bundesverband der Deutschen Zementindustrie, Betonbauwerke in Abwasseranlagen, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1995 Bild 2.19: Westrohr Betonwerke GmbH & Co.,Klosterstr.13,45711 Datteln Bilder 5.1, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7 und 5.11: Beton-Bauteile für Umwelt und Versorgung, Teil 1, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1997 Bild 6.5: WIMAG GmbH, Brückenstraße 5, Obernburg-Eisenach Bild 6.7: deha Ankersysteme, Breslauer Straße 3, Groß-Gerau Bild 6.32: Herrmann Mücher GmbH, Postfach 5 50, Schwelm Bild 7.5: Dyckerhoff & Wiedmann AG, Betonwerk Nievenheim, Zinkhüttenweg 16, Dormagen Bilder 2.22, 2.28 und 2.32: Beton- Bauteile für Umwelt und Versorgung, Beton-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1998 Bild 3.6: Studie: Aktueller Stand der Herstellung von Beton- und Stahlbetonrohren, Institut für Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar e. V., Weimar im Auftrag des Bayerischen Industrieverbandes Steine Erden e. V., München, 1994 Bild 3.9: Züblin Schleuderbetonrohrwerke GmbH, Alte Poststraße 97, Schermbeck Bilder 3.10 und 3.11: Rekers GmbH Maschinenfabrik, Postfach 11 65, Spelle Bild 4.5: Artikel: Ökologische und energetische Betrachtung für Rohre aus Beton, BFT, Heft 12/