Verfahren zur Sanierung von Gasund Trinkwasserrohrleitungen

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1 Verfahren zur Sanierung von Gasund Trinkwasserrohrleitungen Verfahrensübersicht Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die in der Sanierung von Gas- und Trinkwasserrohrleitungen üblichen grabenlosen Verfahren nach dem DVGW-Regelwerk. Es wird nicht nur der Stand der Technik aufgezeigt, sondern den Betreibern von Rohrnetzen, Planern und Ausführenden ein Maßstab an die Hand gegeben, wie diese grabenlosen Verfahren gezielt eingesetzt werden können. Zu den Aufgaben des DVGW gehören insbesondere : Ausarbeitung und Verbreitung des DVGW-Regelwerkes, Mitarbeit an einschlägigen Normen, Einrichtung und Unterhaltung des DVGW-Prüf- und Zertifizierwesens, Einrichtung und Unterhaltung des DVGW-Sachverständigenwesens, Sammlung, Auswertung und Verbreitung von technischen und technischwissenschaftlichen Kenntnissen, Untersuchungen, Betriebsergebnissen, technisch-statistischen Unterlagen, Schriften u.ä., Anregung und Förderung von technisch-wissenschaftlichen Arbeiten, Entwicklung, Durchführung und Förderung von Maßnahmen der wissenschaftlichen und beruflichen Bildung und Information, Fachliche Zusammenarbeit mit Behörden und fachliche Beratung von Mitgliedern und anderen einschließlich Erstattung und Vermittlung von Gutachten, Zusammenarbeit mit ähnlichen Vereinigungen des In- und Auslandes. Kasten 1 Wesentliche Aufgaben des DVGW Einsatz für die Medien DVGW-W 343 ZM-Auskleidung DIN-2880 REHABILITATION DVGW-G 478 Gewebeschläuche Reduktionsverfahren Close-fit-Verfahren Verformungsverfahren GRABENLOSE ERNEUERUNG Gas X X X X X X X X X X X X Wasser X X (X) X X X X X X X X X X X Abwasser X X X X X X X X X X X X X X Tabelle 1 Verfahren zur Rehabilitation und zur grabenlosen Erneuerung nach dem DVGW-Regelwerk DVGW-GW ohne Ringraum Relining-Verfahren DVGW-GW mit Ringraum Relining-Verfahren DVGW-GW 323 Berstlining DVGW-GW Hilfsrohrverfahren DVGW-GW Press-/Ziehverfahren Reduktionsverfahren Close-fit-Verfahren Verformungsverfahren DVGW-GW 325 Anschlussverfahren DVGW-GW 321 Spülbohrverfahren Im Bereich der drucklosen Rohrleitungen ist der Begriff Sanierung nach DIN wie folgt definiert: alle Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen. Im Druckrohrbereich wird der Begriff Sanierung sehr viel enger gefasst: die Ertüchtigung einer vorhandenen Rohrleitung mit einer nicht selbsttragenden Auskleidung (z. B. Schlauchlining). Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter Sanierung alle Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung vorhandener Rohrleitungssysteme. Dagegen taucht der Begriff Rehabilitation erst auf, wenn man sich entschieden hat, mit welchem Verfahren gearbeitet werden soll. Regelsetzung Im Druckrohrbereich für Gas- und Trinkwasserleitungen wird die Aufgabe der Regelsetzung seit vielen Jahren vom DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.v. Technisch-wissenschaftlicher Verein wahrgenommen. Der Verein hat weiterhin den Zweck, das Gas- und Wasserfach in technischer und technischwissenschaftlicher Hinsicht unter besonderer Berücksichtigung der Sicherheit, des Umweltschutzes und der Hygiene zu fördern. Darüber hinaus übernimmt er im Rahmen dieses Zwecks auch Aufgaben in anderen Bereichen des Energiefaches (Kasten 1). Das erste DVGW-Arbeitsblatt, das sich mit der Sanierung von Trinkwasserleitungen beschäftigte, stammt aus dem Jahre 1981: Sanierung von erdver /2006

2 gat 2006 legten Guss- und Stahlrohrleitungen durch Zementmörtelauskleidung. Erst Ende der 90er-Jahre wurde die Sanierungsreihe mit den Arbeitsblättern für das Gewebeschlauchverfahren (G 478) und die Reliningverfahren (GW und GW 320-2) fortgeführt. Rehabilitation von Rohrleitungen Im Folgenden werden die Verfahren vorgestellt, die nach dem DVGW-Regelwerk für die Rehabilitation von Gasund Trinkwasserrohrleitungen zur Verfügung stehen (Tab. 1). Zementmörtelauskleidung von Trinkwasserleitungen nach DVGW-Arbeitsblatt W 343 Wie bereits erwähnt, wurde dieses Arbeitsblatt bereits 1981 veröffentlicht. Es beschreibt die Zementmörtelauskleidung von erdverlegten Guss- und Stahlrohrleitungen sowie die Einsatzbereiche, Anforderungen und Prüfungen für das Verfahren. Ziel ist es, einen Korrosionsschutz zu schaffen, der zum einen eine mechanische Abschirmung der Rohrwand vornimmt und zum anderen die hydraulische Leistungsfähigkeit der Rohrleitung an die einer neuen Rohrleitung bei gleichem Durchmesser heranführt. mit Zementmörtel auch wegen des geringen Tiefbauaufwands ein preiswertes Verfahren gegenüber einer Neuverlegung und somit äußerst wirtschaftlich. Kunststoff- Schweißtechnik Moderne Kunststoffrohrund Serienteil- Schweißmaschinen bis DA 2000 mm zum rationellen Verschweißen von Rohren, Tafeln, Formteilen und Serienteilen aus Polyolefinen. WIDOS 4600 CNC 3.0 CNC-gesteuerte Heizelement-Stumpfschweißmaschine für die Baustelle von DA mm. - Heizelement-Stumpfschweißmaschinen für Werkstatt und Baustelle - Heizelement-Muffenschweißmaschinen - CNC-gesteuerte Schweißmaschinen Rückverfolgbarkeit nach ISO/ITC 138, standardmäßig - Außen-/Innenwulstentferner - Elektromuffenschweißgeräte - Handheizelemente - Prüfgeräte und Werkzeuge für die Kunststoffrohr- und Plattenbearbeitung - Kunststoffrohr-Sägemaschinen und Trenngeräte - Sonderschweißmaschinen für die Herstellung von Prototypen bzw. Serienteilen WIDOS Wilhelm Dommer Söhne GmbH Einsteinstraße 5 D Ditzingen-Heimerdingen Telefon 07152/ Telefax / info@widos.de Die Leistungsfähigkeit älterer Trinkwasserleitungen, die eine Lochfraßkorrosion von innen aufweisen und in denen sich auch Ablagerungen gebildet haben können, wird durch eine Beschichtung mit Zementmörtel dauerhaft wieder hergestellt. Weitere Vorteile sind die Beseitigung begrenzter Undichtigkeiten, die Verhinderung weiterer Innenkorrosionsschäden und die Vermeidung von Inkrustationen. Damit ist die Sanierung von Rohrleitungen Abb. 1 Schematische Darstellung des Press-/Ziehverfahrens Quelle: DVGW-Arbeitsblatt (e)gw /

3 Nennweiten DN 150 DN 400 Max. Betriebsdruck Gas Wasser Max. Einzugslänge 25 bar 25 bar m Kleinster Bogen 5D / 45 Tabelle 2 Leistungsübersicht für das Gewebeschlauchrelining mit nicht eingeklebtem Schlauch Gewebeschlauchrelining nach DVGW-Arbeitsblatt G 478 Das DVGW-Arbeitsblatt G 478 beschreibt die Sanierung von Gasrohrleitungen durch Gewebeschlauchrelining Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Ziel des Verfahrens ist: die Herstellung der Dichtheit von Gas- Rohrleitungen, die Verhinderung von Korrosionsschäden durch mechanische Abschirmung der Rohrwand sowie die Erhöhung der hydraulischen Leistungsfähigkeit. Besonderheiten des Verfahrens sind: Der Liner ist mit der Rohrwand verklebt. Die Basis bildet ein Gewebeschlauch mit hoher Festigkeit und geringer Wanddicke. Es sind keine speziellen Verbindungstechniken erforderlich. Nach der Reinigung der Rohrinnenwand (Reinigungsgrad SA 2 _ ) sowie einer TV-Abnahme wird ein mit einem Zweikomponenten-Kleber beschichteter Liner über einen Umkehr- kopf in die zu sanierende Rohrleitung eingebracht und mittels Druckbeaufschlagung an die Innenwand des Altrohres gepresst. Es wird zwischen kaltaushärtenden und warmaushärtenden Verfahren unterschieden. Eine Sanierung mit kunststoffbeschichteten Gewebeschläuchen ist bei Rohrleitungen sinnvoll, an denen die Anschlussleitungen bereits erneuert wurden. Üblicherweise werden die Hausanschlüsse in Rohrleitungen ab der Nennweite DN 200 mit einem Roboter von innen geöffnet, sodass die Aufgrabungen in diesem Bereich entfallen. Das Gewebeschlauchverfahren kann auch in Trinkwasserrohrleitungen eingesetzt werden. Hierbei ist zurzeit zu beachten, dass für den Schlauch und den Kleber entsprechende KTW-Empfehlungen vorliegen und ein gültiges Hygiene-Zeugnis für Trinkwasserleitungen vorliegt. Beim Gewebeschlauchrelining mit nicht eingeklebtem Schlauch (Tab. 2) wird das alte Rohr nur zur Übernahme der von außen wirkenden Erdlasten benötigt. Ansonsten liegt der Liner frei im Rohr. Die Basis ist ein mehrschichtig aufgebauter Gewebeschlauch (Kern aus Kunststoffschicht) mit hoher Festigkeit und geringer Wanddicke. Die Verlegung erfolgt nach einer TV-Befahrung und Reinigung der Altleitung. Anschließend werden Verbinder zwischen Gewebeschlauch und Altrohr gesetzt. Der Gewebeschlauch wird mit einer Seilwinde eingezogen. In jedem Fall ist eine Druckprüfung durchzuführen. Relining nach DVGW-Arbeitsblatt GW Das DVGW-Arbeitsblatt GW beschreibt die Rehabilitation von Gas- und Wasserrohrleitungen durch PE-Reliningverfahren mit Ringraum Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Beim Einziehen einer PE-Rohrleitung in eine vorhandene Leitung mit Ringraum wird der Querschnitt der alten Leitung verkleinert, da man zwischen alter und neuer Produktenleitung einen mehr oder weniger großen Ringspalt zulässt. Eine Rehabilitation durch Relining mit Rohren ist bei ausreichenden Durchmessern die wirtschaftlichste Methode. Sie erfordert nur geringe Tiefbauarbeiten, ist über große Einzugslängen anzuwenden, die Betriebsunterbrechungen werden kurz gehalten und man erhält als Endprodukt eine neue Versorgungsleitung. Zur Rehabilitation von Druckrohrleitungen mit Kunststoffrohren im Druckbereich über 10 bar werden spezielle mehrschichtige Kunststoffrohre eingesetzt. Nach dem Rehabilitationsprozess, der als Sanierung oder Erneuerung eingestuft werden kann, steht eine neue Druckrohrleitung zur Verfügung. Die Verbindung kann durch Schraubverbindungstechnik, Pressverbindungstechnik oder Schweißverbindungen erfolgen. Für eine Sanierung von Druckrohrleitungen werden auch Quelle: DVGW- Merkblatt GW 323 Abb. 2 Schematische Darstellung des dynamischen Berstlinings 22 10/2006

4 gat 2006 Stahlrohre, GFK-Rohre und andere Materialien eingesetzt. Close-fit-Verfahren nach DVGW- Arbeitsblatt GW Das Arbeitsblatt GW beschreibt die Rehabilitation von Gas- und Wasserrohrleitungen mit PE-HD-Verfahren durch Relining ohne Ringraum Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Es werden zwei Verfahren unterschieden: das Reduktionsverfahren und das Verformungsverfahren. Beim Reduktionsverfahren erfolgt die Querschnittsreduzierung auf der Baustelle und es können handelsübliche PE-Rohre nach DIN 8074/75 eingesetzt werden. Die Reduktion wird durch ein Hindurchziehen des PE-Rohrstranges durch einen konischen Gesenkring herbeigeführt. Dies geschieht (überwiegend) im elastischen Bereich, wodurch sich das Rohr nach Wegfall der Zugspannung bis auf den Innendurchmesser der Altrohrleitung zurückformt und damit an der Innenwand des Altrohres anliegt. Beim Verformungsverfahren erfolgt die Querschnittsreduzierung im Werk und es werden keine handelsüblichen PE- Rohre eingesetzt. Die Endlosware wird auf Rohrtrommeln gewickelt zur Baustelle transportiert. Der Einzug der vorverformten PE-Rohre erfolgt nach der Rohrreinigung unter Ausnutzung des bis zu 45 Prozent reduzierten Querschnittes des Inliners. Nach dem Einzug wird die kreisförmige Form des Rohres unter Ausnutzung des so genannten Memory-Effektes (Bestreben des Rohres, seine ursprünglich kreisrunde Form wiederzuerlangen) durch Wärme- und Druckbeaufschlagung hergestellt. Grabenlose Erneuerung von Rohrleitungen Für die grabenlose Erneuerung stehen ebenfalls verschiedene Verfahren zur Verfügung (Tab. 1). Im Folgenden werden die einzelnen Verfahren vorgestellt. Press-/Ziehverfahren nach DVGW-Arbeitsblatt GW Das DVGW-Arbeitsblatt GW beschreibt die Grabenlose Auswechslung von Gas- und Wasserrohrleitungen im Press-/Ziehverfahren Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Mit dem Press-/Ziehverfahren können vorhandene Rohrleitungen trassengleich und vollständig in einem Arbeitsgang ausgewechselt werden (Abb. 1). Es eignet sich für den Austausch von Altrohrleitungen aus Grauguss, duktilem Gusseisen, Stahl, Faserzement und Kunststoff. Bei diesem Verfahren können auch die bisherigen Rohrdurchmesser verändert werden und es wird für die Auswechslung der Nennweiten von DN 100 bis DN 400 über Längen bis 150 Meter eingesetzt, wobei alle 15 bis 30 Meter eine Zwischenbaugrube errichtet werden muss. Hilfsrohrverfahren nach DVGW- Arbeitsblatt GW (Entwurf) Das DVGW-Arbeitsblatt GW (Entwurf) beschreibt die Grabenlose Auswechslung von Gas- und Wasserrohrleitungen Teil 2: Hilfsrohrverfahren - Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Beim Hilfsrohrverfahren wird die trassengleiche Auswechslung in zwei Arbeitsschritte aufgeteilt: Im ersten Arbeitsschritt wird die alte Rohrleitung durch Vorpressen der Hilfsrohre aus dem Erdreich in ganzen Rohrlängen geborgen. Nach der vollständigen Entfernung des letzten Altrohres ist die Trasse mit den miteinander verschraubten Hilfsrohren belegt. Im zweiten Arbeitsschritt wird das neue Rohr in der Baugrube über einen Zugkopf mit dem Hilfsrohr verbunden. Der Hilfsrohrstrang wird zurückgezogen und dadurch das neue Rohr in die alte Trasse eingezogen. Das Hilfsrohrverfahren ist für alle druckfesten Rohrmaterialien wie Grauguss, duktiles Gusseisen, Faserzement, PVC und Stahl geeignet. Auch bei diesem Verfahren können die bisherigen Rohrdurchmesser verändert werden und es wird für die Auswechslung der Nennweiten von DN 100 bis DN 400 über Längen bis 150 Meter eingesetzt, wobei alle 15 m bis 30 Meter eine Zwischengrube erforderlich ist. Berstlining nach DVGW-Merkblatt GW 323 Das DVGW-Arbeitsblatt GW 323 beschreibt die Erneuerung von Gas- und Wasserversorgungsleitungen im Berstlining-Verfahren Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung. Mit dem Berstlining-Verfahren wird eine Erneuerung von Rohrleitungen in gleicher Abb. 3 Schematische Darstellung des statischen Berstlinings Quelle: DVGW-Merkblatt GW /

5 Relining Erneuern Auswechseln Neulegen PE-Relining Bersten Dyn. Aus- Pressen/ Schneiden/ Aufwickeln Boden Horizontal wechseln Ziehen Ziehen verdrängen spülbohren Zusatzgruppe AR2 AGN3 AGN6 AGN1 AGN7 AGN8 AGN9 AGN2 (siehe 3.2) Min. Innendurch- 25 mm 50 mm 20 mm 16 mm 2) 16 mm messer/alt 1) Max. Außendurch- 63 mm 110 mm (soweit der Boden verdrängbar ist) 110 mm messer/neu G: min. 2 Durchmesser- W: mind. 1 in der Regel: Nennweite unverändert oder größer änderung Nennweite kleiner Werkstoffe/alt alle St St, GG, GGG Blei, PE Max. Anwen- ca. 60 m ca. 15 m ca. 25 m ca. 20 m ca. 60 m 3) dungslänge (60 m 5) ) Richtungs- keine/weite Bögen tolerabel keine/ mehrfach änderungen mehrfach 5) (R > 12m) Außerbetriebs- ca. 3 h ca. 3-5 h dauer Baugrubenzahl 1 oder mehr (bei Hindernissen) 1) Werkstoffabhängig, zu PE-Rohren s.u. 2) Bei Längskraftschlüssigkeit der Altanschlussleitung, sonst 25 m 3) Luftspülung: bei nichtbindigem Lockergestein 30 m, bei Festgestein je nach Festigkeit m 4) R: Mindestbiegeradius abhängig von Gestänge und Rohrwerkstoff 5) Bei Einsatz gesteuerter Verfahren Tabelle 3 Anwendungshinweise aus DVGW-Arbeitsblatt GW 325 (E) Trasse vorgenommen. Die Altrohrleitung wird aufgebrochen und in das umgebende Erdreich verdrängt. Dabei wird zeitgleich ein neues Rohr gleicher oder größerer Dimension eingezogen. Es werden zwei Verfahrensvarianten unterschieden: das dynamische Berstlining-Verfahren und das statische Berstlining-Verfahren. Beim dynamischen Berstlining-Verfahren erfolgt die Krafteinleitung für den Berst- und Einziehvorgang in der Rohrachse durch eine druckluftangetriebene Berstmaschine (Abb. 2). Diese muss durch Zugkraft unterstützt und geführt werden. Diese Verfahrensvariante eignet sich besonders bei stark verdichteten und steinigen Böden und bei Altrohren aus spröden Materialien. Es werden alle gängigen Rohrmaterialien der Nennweiten DN 50 bis DN 600 über Einziehlängen bis 200 Meter eingesetzt. Beim statischen Berstlining-Verfahren erfolgt die Krafteinleitung hydraulisch über ein Gestänge (Abb. 3). Mit diesem Gestänge wird ein Berstkörper durch das Altrohr gezogen. Dabei wird das Altrohr zerstört und gleichzeitig das neue Medienrohr eingezogen. Das Verfahren eignet sich für Altrohre aus spröden und zähen Materialien. Auch bei dieser Variante werden Neurohre aus allen gängigen Materialien der Nennweiten DN 50 bis DN 800 in Einziehlängen von über 200 Meter eingesetzt. Anschlussleitungen nach DVGW- Arbeitsblatt GW 325 (Entwurf) Das Arbeitsblatt GW 325 Grabenlose Bauweisen für Gas- und Wasseranschlussleitungen; Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung stellt das grabenlose Relining, die Erneuerung, das Auswechseln sowie Neulegen von Gas- und Wasser-Anschlussleitungen vor. Es beschreibt die verschiedenen Verfahren, sodass eine der jeweiligen Situation angemessene Auswahl möglich ist. Es zeigt die Zertifizierungsklassen AR (Anschluss Rehabilitation) und AGN (Anschluss Grabenlose Neulegung) auf. Unternehmen, die bereits über eine Zertifizierung in den Klassen R oder GN verfügen, benötigen keine Zertifizierungen in den Zusatzgruppen AR bzw. AGN. Tabelle 3 gibt einen Überblick über mögliche Verfahren und Zertifizierungen im Bereich der Anschlussleitungen. Dies sind im Einzelnen: PE-Relining, Berstlining, Press-/Ziehverfahren, Innendruckgestütztes Aufwickelverfahren, Bodenverdrängungshammer, Hydraulischer Vortrieb mit Pilotgestänge, Bohrverfahren. Für alle in Tabelle 3 aufgeführten Verfahren sind anhand von Bestandsunterlagen und vor Ort folgende Kriterien zu erfassen, soweit es für die neue Anschlussleitung von Bedeutung ist: 24 10/2006

6 gat 2006 Länge, Werkstoffe (Wechsel), Durchmesser (Wechsel), Richtungsänderungen, Abzweige und Anschlüsse, Wassertöpfe, Armaturen, Formstücke, Schellen, Verbindungen (Schweißwurzeldurchhänge), Zustand (Innen-/Außenkorrosion, Ablagerungen), Gegebenenfalls bestehende(s) Mantelrohr und Hausein-/Mauerdurchführung (Zustand). Nachfolgende Kriterien sind für die Verfahrensauswahl und Anwendung zu berücksichtigen: Eigenschaften der Altanschlussleitung und ihrer verbleibenden Standsicherheit, Mindestüberdeckung (10 x Aufweitungsmaß/Verdrängungsdurch- messer, 5 x Bohrkanaldurchmesser), Eigenschaften des/der bestehenden Mantelrohrs bzw. Hausein-/Mauerdurchführung, Mögliche Reinigung und Beseitigung von Hindernissen, Fachgerechte Entsorgung der durch Baumaßnahmen anfallenden Stoffe, Baugrundverhältnisse (parallele/kreuzende Leitungen, sonstige Fremdanlagen, Geologie), Platzverhältnisse für den Personal-, Arbeitsmittel- und Materialeinsatz (Baugruben, Anschlussräume), Hygiene/Sauberkeit des Neurohrs (Erdreich, anstehendes Wasser, Druckluftschlauch, Abluft), Einzuleitende und reaktive Kräfte, Belastbarkeit von Kellerwänden, Anwendungshinweise nach Tabelle 3, DVGW G (A), G 472 (A), G 600 (A) bzw. W (A), W (A), W 404 (M) und DIN Fazit Das geschaffene DVGW-Regelwerk bildet eine Basis für die Qualitätssicherung und damit Grundvoraussetzung einer gleich bleibenden, verlässlichen Qualität. Nur so konnten die Rohrleitungssanierung und die grabenlosen Bauweisen zu einem Standard und der Einsatz bei Einhaltung der entsprechenden Rahmenbedingungen aus den Regelwerken zur Selbstverständlichkeit werden. Autor: Dipl.-Volksw. Horst Zech Rohrleitungssanierungsverband e.v. Eidechsenweg Lingen (Ems) Tel.: Fax: rsv-ev@t-online.de Internet: DruckTest memo BC Elektronischer Druckmesskoffer für Gas- und Wasserleitungen Verbesserte Technik! Begeistert für Fortschritt Die Bauer Spezialtiefbau GmbH führt weltweit alle Verfahren des Spezialtiefbaus aus, Großbohrpfähle und Schlitzwände, Anker und Hochdruckinjektion, Spundwände und Dichtsohlen, Rüttelgründungen und Kleinbohrpfähle. Seit jeher hat die Innovation bei Bauer einen hohen Stellenwert. Aus der Baupraxis heraus werden in enger Zusammenarbeit mit dem Geschäftsbereich Technik laufend neue Verfahren entwickelt. BAUER Spezialtiefbau GmbH Wittelsbacherstraße Schrobenhausen Tel / 97-0, Fax Hammer-Tannen-Straße Haselünne höchste Messgenauigkeit (+/- 0,1%) automatische Bewertung von Druckprüfungen optimierter Druckerschutz Dateneingabe mit Barcode-Lesestift Telefon / Telefax / info@esders.de 10/