ROHRLEITUNGSERNEUERUNG MIT BERSTVERFAHREN

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2 Meinolf Rameil ROHRLEITUNGSERNEUERUNG MIT BERSTVERFAHREN Vulkan-Verlag GmbH

3 Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. ISBN Vulkan-Verlag GmbH Huyssenallee 52-56, Essen Telefon: +49(0) , Internet: Lektorat: Nico Hülsdau Druck: B.O.S.S Druck und Medien, Goch Satz: starke + partner, Willich Das Werk einschließlich aller Abbildungen ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Das vorliegende Werk wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Herausgeber und Verlag für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler keine Haftung.

4 Geleitwort zur zweiten Auflage Die Rohrerneuerung mit dem Berstverfahren stellt immer eine interessante Alternative zur offenen Bauweise dar. Vor der Anwendung steht eine sorgfältige Ist-Aufnahme, in der die Randbedingungen vom Planer aufzunehmen und zu beurteilen sind. Hier stehen für die verschiedenen Medien Gas, Trinkwasser und Abwasser jeweils Merkblätter von DVGW, DWA und RSV zur Verfügung. Bei Berücksichtigung des entsprechenden Regelwerks steht einer erfolgreichen Ausführung nichts mehr im Wege. Als Neurohre kommen Rohre aus unterschiedlichsten Materialien zum Einsatz. Die Rohrhersteller sind dabei auf die Besonderheiten des Berstverfahrens mit speziellen Produktinnovationen eingegangen. Besonders hervorzuheben sind hier die Kunststoffrohrhersteller, die mit den Neurohren eine lange Nutzungsdauer der grabenlos erneuerten Rohrleitung nachweisen. Für die erfolgreiche Ausführung des Berstverfahrens ist es enorm wichtig, dass sich Fachleute von Anfang an mit der Planung und Ausschreibung beschäftigen. Zudem ist es unabdingbar, eine Fachfirma mit der Ausführung der Baumaßnahme zu beauftragen. Sind diese Voraussetzungen berücksichtigt, kommen auch die Vorteile des Berstverfahrens zum Tragen und dies ist eben nicht nur der Kostenvorteil. Dipl.-Volkswirt Horst Zech Oktober 2010 RSV Rohrleitungssanierungsverband e.v. 3

5 Gemeinschaft zur Qualitätssicherung und Förderung des technischen Fortschritts in der Rohrleitungssanierung Aus dem RSV-Regelwerk RSV-Merkblatt 8 Erneuerung von Entwässerungskanälen und -anschlußleitungen mit dem Berstliningverfahren RSV - Rohrleitungs - sanierungsverband e.v. Eidechsenweg 2 D Lingen (Ems) Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) rsv-ev@t-online.de Internet:

6 Geleitwort zur zweiten Auflage Der grabenlose Rohrleitungsbau hat in den letzten 30 Jahren eine sprunghafte Entwicklung gehabt. Kaum ein anderer Bereich in der Bauverfahrenstechnik hat in diesem Zeitraum so viele Innovationen aufzuweisen. Obwohl das grabenlose Bauen und Instandhalten von Leitungen herausragende technische, ökonomische und ökologische Chancen bieten, ist der Anteil dieser Technologien am gesamten Bauvolumen im Rohrleitungs- und Kanalbau nach wie vor zu gering. Bei entsprechenden Randbedingungen, wie teuren Straßenbelägen, Bodenaustausch, hohen Grundwasserständen, kann die grabenlose Bauweise schon in relativ geringen Tiefenlagen wirtschaftlicher sein als die konventionelle Bauweise. Es ist daher schwer nachvollziehbar, warum die großen Vorteile der geschlossenen Bauweise gerade in Städten mit beengten Platzverhältnissen und hoher Verkehrsdichte so wenig genutzt werden. Auch heute werden die volkswirtschaftlichen Einsparungen, wie die Vermeidung von Staus, Schonung der Umwelt durch deutlich geringere CO 2 -, Feinstaub- und Lärm-Emissionen, zu gering oder gar nicht bewertet. Nach dem Motto: Warum Gräben aufreißen, wenn es bessere Lösungen gibt!, trägt auch dieses Buch dazu bei, den Lesern nahe zu bringen, welche Alternativen es zu den konventionellen Bauweisen gibt. Die Rohrerneuerung mit Berstverfahren stellt eine interessante und vor allem eine in der Regel sehr wirtschaftliche Alternative in der Gesamtpalette der grabenlosen Bauverfahren dar. Das Fachbuch führt in die Technik der Erneuerung von Rohrleitungen der Ver- und Entsorgung durch Bersten ein, stellt die relevanten Regelwerke dar und gibt Praxisbeispiele. Die beigefügte DVD mit Animationen zu Technik und Material, Muster-Ausschreibungstexten und den umfangreichen Baustellenbeispielen rundet das Werk ab. 5

7 Es bietet aus meiner Sicht eine hervorragende Hilfestellung für Planer, Ausschreibende und Anwender für die tägliche Praxis. Prof. Jens Hölterhoff Oktober 2010 Vorstandsvorsitzender, German Society for Trenchless Technology e.v., Berlin Professor für Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik, Hochschule Wismar 6

8 Vorwort zur ersten Auflage Mit dem vorliegenden Buch möchte ich einem breiten Fachpublikum die Praxis der Erneuerung von Rohrleitungen der Ver- und Entsorgung durch Bersten näher bringen. Neben einer Übersicht über die vielfältigen Einsatzvarianten des Berstverfahrens werden Maschinentechnik und Anforderungen an Alt- und Neurohrleitungen sowie viele Praxisbeispiele gezeigt. Darüber hinaus erhalten Planer, Ausschreibende und Anwender Hilfestellungen für die tägliche Praxis. Auch besondere Herausforderungen werden behandelt. Natürlich kann und sollte nicht jeder Schaden an einer Rohrleitung mit dem Berstverfahren behoben werden. Dennoch wird das Potenzial dieser Technik bei weitem nicht ausgeschöpft. Ich hoffe daher, dieses Buch trägt dazu bei, dass noch mehr Betreiber von Rohrleitungen dazu ermutigt werden, ihre Netze mit dem Berstverfahren zu erneuern. Viele Themen konnten nicht in dem Umfang berücksichtigt werden, welchen sich der ein oder andere Leser vielleicht gewünscht hätte. Für diese Leser habe ich zur Vertiefung ein umfangreiches Literaturverzeichnis angehängt. Sofern ich Leistungs- und Längenangaben gemacht habe, sollten diese immer nur als Richtwerte verstanden werden, die von vielen Faktoren abhängen können, insbesondere vom Faktor Boden. Für Anregungen bin ich immer dankbar. Sie können daher Kontakt mit mir aufnehmen unter Falls jemand die Muster-Ausschreibungstexte in digitaler Form benötigt, so kann er diese ebenfalls unter der angegebenen -Adresse anfordern. Über den Zustand der Rohrleitungsnetze in Deutschland ist so viel in der Fachpresse geschrieben worden, dass ich mir an dieser Stelle die übliche Statistik sparen möchte. Mittlerweile beginnt fast jeder zweite Fachvortrag mit Statistiken über Rohrleitungslängen und Schadensraten. Tatsache ist: Die gegenwärtige Rehabilitationsrate unserer Leitungsnetze ist nicht ausreichend und führt zwangsläufig zu einer Netzüberalterung und einem Rehabi- 7

9 litationsstau, der möglicherweise nicht mehr aufgeholt werden kann. Je schwieriger die Finanzlage der Kommunen ist, umso wichtiger ist die Erstellung einer optimalen Rehabilitationsstrategie, die den Umfang der Maßnahmen und die Schadensbilder sowie die Art der Rehabilitationsmaßnahmen exakt beschreibt. Insbesondere ist zu ermitteln, wie hoch die Schadensquote eines Rohres sein muss, damit es noch repariert, saniert oder doch eher erneuert werden muss. Bersten ist seit Jahren ein bewährtes grabenloses Rohrerneuerungsverfahren, das in jede Rehabilitationsstrategie als wirtschaftliche Alternative einbezogen werden muss. Mein Dank gilt allen, die mich bei der Erstellung dieses Buches unterstützt haben, besonders Dr. Hans-Joachim Bayer, Chris Brahler, Dr.-Ing. Christian Falk, Yvonne Hennecke, Simone Hesse-Deimel, Nico Hülsdau, Tom Hughes, Rene Kattein, Anne Knour, Elmar Koch, Martin Köper, Andrea Mester, Günter Naujoks, Barry Powell, Franz-Josef Püttmann, Dr. Jürgen Rammelsberg, Prof. Dr.-Ing. Reinhold Rauh, Heinz W. Richter, Jim Schill, Wolfgang Schmidt, Michael Schütte, Matthias Seck, Jörg Sommer, Peter Steinhauser, David Toms, Elmar Ullrich, Dr. Günter Walther und Horst Zech. Meiner Familie danke ich für die Geduld und Rücksichtnahme während der Erstellung dieses Buches. Lennestadt, im September 2006 Meinolf Rameil 8

10 Vorwort zur zweiten Auflage Die Rehabilitationsrate unserer unterirdischen Leitungsinfrastruktur, insbesondere bei den Anschlussleitungen, schreitet nach wie vor nicht im gleichen Maße fort, wie deren Verfall. Die Tatsache jedoch, dass die erste Auflage dieses Fachbuches in nur kurzer Zeit vergriffen war, zeigt, dass das Thema Erneuerung von Rohrleitungen nach wie vor aktuell und in aller Munde ist. Für die zweite Auflage habe ich das Manuskript einer kritischen Durchsicht unterzogen und insbesondere Wert auf technische Neuerungen in den (alten) Kapiteln 5, 8, 9 und 10 gelegt. Aber auch die anderen Kapitel wurden aktualisiert. Dabei wurde ich von einer stattlichen Anzahl an Fachleuten unterstützt, denen an dieser Stelle Dank gesagt werden soll: Werner Bezela (Kapitel 12.86), Dr.-Ing. Klaus Beyer (Kapitel 9.2), Dr.-Ing. Jochen Beyert (Kapitel und 12.79), Dr. rer. nat. Hans-Joachim Bayer (Kapitel sowie 8 und 9.2), Dietmar T. Böhme (Kapitel 8.6), Klaus Büschel (Kapitel 14.1), René Carbon (Kapitel 8.3.1), Björn Freimuth (verschiedene Praxisbeispiele), Ralf Glanert (Kapitel 8.3.1), Markus Grummich (Kapitel ), Michael Heimes (Kapitel ), Holger Hesse (Kapitel und 12.4), Yvonne Hennecke (Graphik), Rouwen Homringhaus (Kapitel 11.3), Anne Knour (Recherche), Elmar Koch (Kapitel 10.2), Dr. Hans-Jürgen Kocks (Kapitel 8.5), Dietmar Kohls (Kapitel 12.4), Dirk Müller (Kapitel 12.23), Kevin Nagle (Praxisbeispiele USA), Günter Naujoks (verschiedene Praxisbeispiele ), Barry Powell (Kapitel 10.4), Dr.-Ing. Jürgen Rammelsberg (Kapitel 8.4), Heinz W. Richter (Kapitel 7, 14 und 15), Manfred Schauerte (Kapitel 10.1), Leopold Scheuble (Kapitel 5.2.5, 8 und 9), Nico Schlenther (Kapitel , und 8.3.4), Matthias Seck (Kapitel 10), Uli Seidelt (Kapitel ), Dr.-Ing. Thorsten Späth (Kapitel ), Gerhard Völkel (Kapitel 10.3) und Horst Zech (Kapitel 10) Für die komplette Durchsicht des Textes und die vielen guten Vorschläge gilt mein besonderer Dank Sebastian Schwarzer (insbesondere zu den Kapiteln 10 und 12, verschiedene Praxisbeispiele) sowie Prof. Dr.-Ing. habil Harald Roscher (insbesondere zu Kapiteln 7 bis 9). 9

11 Ein besonderer Dank gilt auch Nico Hülsdau und seiner Mannschaft im Vulkan-Verlag. Erstmals liegt dem Buch nun auch eine DVD bei, auf welcher der Leser viele informative Dinge finden kann, z. B. interessante Animationen zu Technik und Material, Muster-Ausschreibungstexte. Das Kapitel Baustellenbeispiele wurde mehr als verdoppelt. Daher finden Sie die Baustellenbeispiele mit noch mehr Abbildungen nun ausschließlich auf der DVD. Sollten Sie darüber hinaus Fragen haben oder Anmerkungen machen wollen, so können Sie mich weiterhin unter erreichen. Ich habe die Daten und Fakten nach bestem Wissen zusammengestellt. Dennoch kann ich nicht ausschließen, dass mir da oder dort ein Fehler unterlaufen ist. Dafür entschuldige ich mich schon jetzt. Zu guter Letzt bedanke ich mich bei Ihnen, geschätzte Leser, für Ihr Interesse an der Thematik Rehabilitation. Bleiben Sie dran an dem Thema, die Leitungen reparieren sich nicht von allein. Lennestadt, im Oktober 2010 Ihr Meinolf Rameil 10

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14 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Geleitwort zur zweiten Auflage... 3 Geleitwort zur zweiten Auflage... 5 Vorwort zur ersten Auflage... 7 Vorwort zur zweiten Auflage Einleitung Definition des Begriffes Bersten Entwicklungsgeschichte des Berstverfahrens Vorstellung der verschiedenen Berstverfahren Dynamisches Berstverfahren Statisches Berstverfahren Kaliberbersten Verfahrensvarianten Anwendungsbereiche und Methodik des Berstverfahrens Bersten von Druckrohrleitungen Statisches Bersten von Druckrohrleitungen (Versorgungsleitungen) Statisches Bersten von Druckrohrleitungen (Anschlussleitungen) Statisches Auswechseln von Druckrohrleitungen (Anschlussleitungen) Schneid-/Ziehverfahren Dynamisches Bersten von Druckrohrleitungen (Versorgungsleitungen) Dynamisches Bersten von Druckrohrleitungen (Anschlussleitungen) Dynamisches Auswechseln von Druckrohrleitungen (Anschlussleitungen) aus Stahl mit Erdraketen Bersten von drucklosen Rohrleitungen Statisches Bersten von drucklosen Rohrleitungen (Kanäle) Schachtbauwerk zu Schachtbauwerk Schachtbauwerk zu Baugrube Baugrube zu Schachtbauwerk Baugrube zu Baugrube Statisches Bersten von drucklosen Rohrleitungen (Anschlussleitungen) Dynamisches Bersten von drucklosen Rohrleitungen (Kanäle) Schachtbauwerk zu Schachtbauwerk Schachtbauwerk zu Baugrube

15 Inhaltsverzeichnis Baugrube zu Schachtbauwerk Baugrube zu Baugrube Dynamisches Bersten von drucklosen Rohrleitungen (Anschlussleitungen) Grabenlose Renovierung von Abwasser-Anschlussleitungen mit Erdrakete und flexiblem Kunststoffrohr Kaliberbersten Bersten von Deponie-Sickerwasserleitungen Allgemeines Baugruben und Schächte Verfahrensdurchführung und geeignete Alt- und Neurohre Durchführung des Berstverfahrens Projektierungsphase Altrohrleitung Druckrohrleitungen Abwasserleitungen und -kanäle Neurohrmaterial Erkundung des Baugrundes in der Erneuerungstrasse Leitungserkundung Bodenansprache Ausschreibung und Auftragsvergabe Vorbereitungsphase Auswahl der Berstausrüstung Ermittlung der Abstände zur Geländeoberkante und zu Fremdleitungen und Bauwerken Festlegen der Berststrecken und Positionierung der Baugruben Baustelleneinrichtung Baugruben und Gräben Außerbetriebnahme der Altrohrleitung Druckrohrleitungen Drucklose Rohrleitungen Vorbereiten der Berstausrüstung Berstausrüstung Bemessung des Überlastungsschutzes Kontrolle des neuen Rohrmaterials Hindernisse und Reinigung Ausführungsphase Berstvorgang und Rohreinzug Prüfungen Druckrohrleitungen Drucklose Rohrleitungen

16 Inhaltsverzeichnis Netzeinbindung Druckrohrleitungen Drucklose Rohrleitungen Wiederinstandsetzung der Geländeoberfläche Aufmaß, Schlussrechnung, Gewährleistung Für das Berstverfahren geeignete Altrohrmaterialien Rohre der Gas- und Wasserversorgung Graugussrohre Duktile Gussrohre Stahlrohre Polyethylenrohre (PE) PVC-Rohre Beton- und Stahlbetonrohre Asbestzementrohre und Faserzementrohre Bleirohre Bereits sanierte Druckrohrleitungen Rohre der Abwasserkanalisation Steinzeugrohre Beton-/Stahlbetonrohre Kunststoffrohre Asbestzementrohre und Faserzementrohre Gussrohre und Stahlrohre Mauerwerk Bereits sanierte Rohrleitungen Geeignete Neurohrprodukte Einleitung Maßgebliche Regelwerke und Richtlinien Kunststoffrohre Polyethylenrohre (PE) Vernetzte Polyethylenrohre (PE-Xa) Polypropylenrohre (PP) Rohre aus PVC-U Glasfaserverstärkte Kunststoffrohre (GfK) Duktile Gussrohre Stahlrohre Steinzeugrohre Beton- und Polymerbetonrohre

17 Inhaltsverzeichnis 9 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen Umweltschonende nachhaltige Rehabilitation Die Begriffe Umwelt und Nachhaltigkeit Natürliche, technische und soziale Umwelt im Kontext zur Verlegung einer Rohrleitung Dauer des Eingriffs und dessen Folgen Nachhaltigkeit Die Vorteile der grabenlosen Erneuerung Generelle Aspekte Direkte und indirekte Kosten Die exemplarische Baustelle Geräteeinsatz und Transportfahrten, Erd- und Straßenbauarbeiten Benötigte Baustoffe und Ressourcen Arbeitsflächen und beanspruchte Verkehrsflächen Bauzeiten Beeinträchtigungen und Störungen Emissionen Verfahrenspezifische Faktoren der grabenlosen Bauweisen Fazit Gerätetechnik für das Berstverfahren Allgemeines Statisches Bersten Berstlafette (Zugvorrichtung) Berstlafetten für Schraubgestänge oder Berstlafette für Schnellklinkengestänge? Baugruben-Berstlafette Schacht-Berstlafette Berstgestänge Schraubgestänge oder Schnellklinkengestänge? Gestänge oder Seil? Sondergestänge Gestängemagazine Antriebsaggregate Berstwerkzeuge Aufweitkörper Zugköpfe Bergewerkzeuge Verspannvorrichtungen Zugkraftmessvorrichtungen Das Burstform-Verformungssystem

18 Inhaltsverzeichnis Wir sind Duktus! Engagierte Experten für Rohrsysteme aus duktilem Guss. Besuchen Sie uns im Internet unter Duktile Gussrohrsysteme mit längskraftschlüssiger BLS /VRS -T-Steckmuffenverbindung für grabenlose Verlegeverfahren Reinigungszubehör Rohrbundwagen Dynamisches Bersten Bersthammer Zugwinden Antriebsaggregate Berstwerkzeuge Aufweitkörper Verspannvorrichtungen Luftschläuche, Nebelöler, Schockventil Hinweise zu optimaler Instandhaltung, Service und Wartung Verfahrensvarianten Tight-In-Pipe-Verfahren Allgemeines zum Stand der Technik Langrohr- und Kurzrohr-Lining mit vorgefertigten Rohren und Ringraum

19 Inhaltsverzeichnis Close-Fit-Lining mit vorgefertigten Rohren ohne Ringraum Definition des Begriffes Tight-In-Pipe Einsatzbereiche und Schadensbilder Einsatzvarianten Von Schachtbauwerk zu Schachtbauwerk Von Schachtbauwerk zu Baugrube Von Baugrube zu Schachtbauwerk Von Baugrube zu Baugrube (Lang- oder Kurzrohreinzug) Von Baugrube zu Schachtbauwerk (Einbau von Langrohren durch Schachtbauwerk im Verformungsverfahren) Maschinentechnik Zuglafette Burstfix Burstform Neurohrmaterial Einzelrohre (Kurzrohre) Rohrstrang Anschlussleitungen und Schachtanbindung Fazit Reduktionsverfahren Innendruckgestütztes Aufwickelverfahren zur Auswechslung von Anschlussleitungen Press-/Ziehverfahren Anwendungsbeispiele aus der Praxis Musterausschreibungstexte Statisches und dynamisches Bersten von Druckrohrleitungen Statisches und dynamisches Bersten von Abwasserkanälen und -leitungen Statisches und dynamisches Kaliberbersten von Abwasserkanälen und -leitungen Renovierung von Abwasserkanälen und -leitungen im Tight-In-Pipe-Verfahren Qualitätssicherung durch zertifizierte Fachunternehmen Druckrohrleitungen nach DVGW GW Qualifikation des ausführenden Fachunternehmens Dokumentation und Rückverfolgbarkeit Abwasserleitungen und -kanäle nach DWA M und RSV M

20 Inhaltsverzeichnis Qualifikation des ausführenden Fachunternehmens Dokumentation und Rückverfolgbarkeit Technische Regeln zu Qualitätssicherung und Arbeitsschutz für das Berstverfahren Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für grabenloses Bauen und Instandhalten von Leitungen e.v. (GSTT) Merkblätter des RSV Rohrleitungssanierungsverbandes e.v. und Richtlinien des Güteschutz Kanalbau e.v Bestimmungen und Normen Arbeitsschutz Gesetze und Verordnungen Literatur zum Berstverfahren Veröffentlichungen Weiterführende Internetadressen und Links Veranstaltungen Verbände Hersteller Informationsportale Sonstige Institutionen und Organisationen Musterformulare Inserentenverzeichnis

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22 1 Einleitung Die Rohrleitungsnetze der Ver- und Entsorgung zu sanieren und zu erneuern, ist in den nächsten Jahrzehnten eine große Herausforderung für die Netzbetreiber. Für diese Aufgabe sind alle technischen und finanzpolitischen Optionen zu nutzen, um sie schnell und kostenoptimal zu bewältigen. Die moderne Industriegesellschaft ist auch auf funktionierende Rohrleitungssysteme angewiesen. Sie versorgen sowohl die Bevölkerung als auch die Wirtschaft mit Wasser und Gas und entsorgen Schmutz- und Regenwasser, sichern also unseren Lebensstandard, unsere Gesundheit und auch die Produktivität unserer Wirtschaft Einen wichtigen Beitrag kann dazu das Berstverfahren zur grabenlosen Erneuerung von nicht mehr sanierungsfähigen Gas- und Wasserleitungen sowie von Abwasserkanälen leisten, was Gegenstand der 2. Auflage dieses Buches ist. Diese seit über drei Jahrzehnten bewährte Verfahrensfamilie erlaubt erhebliche zeitliche und wirtschaftliche Vorteile gegenüber dem klassischen Tiefbau mit offenem Leitungsgraben. Unverständlicherweise zögern viele Auftraggeber, sich vom offenen klassischen Leitungsbau ab- und dem grabenlosen und zugleich umweltschonenden grabenlosen Leitungsbau zuzuwenden. Rohrleitungen altern wie alle anderen Infrastrukturen. Während der Verfall oberirdischer Systeme für jedermann sichtbar ist, droht im Untergrund der schleichende Verfall, der von den Bürgern nur bei Schadensfällen wahrgenommen wird. Ein Qualitätsparameter von Wasserversorgungsnetzen ist der Wasserverlust, zugleich aber auch ein Ausdruck für den baulichen Zustand von Rohrleitungen und Armaturen. Ein schlechter Zustand von Gasrohrnetzen ist zugleich eine Sicherheitsfrage, da bei Schadensfällen Personen-, Sach- und Leistungsschäden auftreten. Schadensfälle können zu Explosionen und damit zur Gefährdung auch von unbeteiligten Personen führen. 21

23 Kapitel 1 Einleitung Bei Abwasserleitungen und -kanälen ist insbesondere die Fremdwassersituation zu beachten. Infiltrationen führen zu höheren Belastungen von Kläranlagen, Exfiltrationen zu Belastungen des Grundwassers und Kontaminationen der Böden. Der Nachholbedarf im Untergrund durch unzureichende Rehabilitation der Rohrund Kanalnetze in den letzten Jahren und gegenwärtig hat nicht nur monetäre Folgen, sondern kann in den nächsten Jahrzehnten dazu führen, dass Deutschland auf Jahre zur Dauerbaustelle wird. Der anstehende Rehabilitationsbedarf kann mit grabenlosen Bauverfahren mit ihren geringeren Transportbelastungen der Straßen, geringeren Schmutz- und Lärmbelastungen, geringeren Beeinträchtigungen der Bevölkerung, der Handels- und Dienstleistungseinrichtungen wesentlich besser bewältigt werden als mit Neuverlegungen im offenen Rohrgraben. Sanierungsfähige Rohre können mit unterschiedlichen Verfahren wieder leistungsfähig gemacht werden, erneuerungsbedürftige Rohre können mit geeigneten Neurohrmaterialien in verschiedenen Verfahrensvarianten und besonders kostengünstig mit dem Berstverfahren eingebaut werden. Wie wichtig die grabenlose Verfahrenstechnik gerade in Bezug auf Kostenaspekte ist, erschließt sich aus der Tatsache, dass nur der geringste Teil der Kosten einer Leitungserneuerung auf das Rohrmaterial entfällt. Dagegen können Aufbruch und Wiederherstellung der Oberflächen sowie Grabenverbau, Erdarbeiten und die Entsorgung von Aushub je nach Tiefe des Leitungsgrabens 60 bis 80 % der Gesamtkosten ausmachen - Positionen, die beim Bersten drastisch reduziert werden oder sogar völlig entfallen. Das heißt: Würde das technisch mögliche Potenzial von Rohrerneuerungen im Berstverfahren konsequent genutzt werden, könnten Deutschlands Städte und Gemeinden jährlich Millionenbeträge sparen. Ein regelmäßig vorgebrachter technischer Grund gegen grabenlose Bauverfahren ist das Argument Anschlussleitungen : Ab einer bestimmten Dichte von Anschlussleitungen am Kanal und oder an Wasser- und Gasleitungen, die per Kopfloch geöffnet und angebunden werden müssen, verliere das Bersten seinen wirtschaftlichen Reiz und man könne auch gleich die ganze Trasse aufgraben. Natürlich steigt mit der Zahl der Anschlüsse der Aufwand für Erdarbeiten, doch es lässt sich im Einzelfall kal- 22

24 1 Einleitung kulieren, wie viele Kopflöcher eine Trasse aufweisen darf, damit sie bei Anwendung des Berstverfahrens immer noch günstiger ist. Weiterhin stellt sich diese Frage völlig anders, wenn man die Sanierung von defekten Anschlüssen zum Gegenstand einer ganzheitlichen Sanierungsstrategie machen würde. Dann stünde ein Großteil der Anschlüsse zur Erneuerung an; ein Kopfloch für das Bersten müsste dann kostenseitig gar nicht unbedingt der Berstmaßnahme zugerechnet werden. Als Beispiel einer modernen Rehabilitationsstrategie sei England genannt. Dort hat man zur Bekämpfung dieses Problems bereits gute Erfahrungen mit sogenannten PPP-Betreibermodellen (PPP = Private-Public-Partnership, auf deutsch auch ÖPP genannt) gemacht, nachdem die dortige Regierung durch die enormen Wasserverluste zum Handeln gezwungen wurde. Der PPP-Anteil an öffentlichen Bauinvestitionen beträgt dort bereits ca. 20 %. Auch in Deutschland bewegt sich etwas in Richtung ÖPP, zumindest im Hoch- und Tiefbau. Beispielhaft seien Maßnahmen der Bundesregierung genannt, Autobahnteilausbauten mit ÖPP zu realisieren. Nach diesem Modell gibt der Bund an den Investor eine Anschubfinanzierung von 50 %. Der Investor erhält einen Konzessionsvertrag mit einer Laufzeit von 20 bis 30 Jahren. Für diese Zeit muss er sich verpflichten, das Autobahnteilstück zu unterhalten und darf im Gegenzug eine Maut erheben. Nach Vertragsablauf fällt das Teilstück an den Bund entschädigungslos zu. Vorteil für den Bund sind rund 20 % Kostenersparnis. Wünschenswert wäre dieses Modell auch für Gas- und Wasser- sowie Abwassernetze. 23

25 Kapitel 1 Einleitung 24

26 2 Definition des Begriffes Bersten Bersten (Bild 2.1) ist eine Methode, mit der Altrohrleitungen grabenlos erneuert und die Scherben des Altrohres radial in den umgebenden Boden verdrängt werden. In den freien Querschnitt werden umweltschonend gleichzeitig neue Schutzoder Produktrohre gleichen oder größeren Durchmessers eingezogen. Kennzeichnend für das Verfahren ist der Einbau von neuen, industriell gefertigten und geprüften Rohren gleicher oder größerer Dimension. Es können alle Arten von Druck- bzw. drucklosen Rohrleitungen erneuert werden. Die neue Rohrleitung kann aus einem langen Rohrstrang oder Kurz- bzw. Einzelrohren sowie Schutzrohren bestehen. Bild 2.1: Ablaufschema eines Berstvorganges In Kapitel 5 werden die Unterschiede und Besonderheiten des Berstens von Gasund Wasserleitungen sowie von Abwasserkanälen und leitungen näher erläutert. Der in Deutschland bekannte Begriff Berstlining wird im Ausland relativ selten verwendet ( Burstlining ). Im englischsprachigen Raum kennt man das Verfahren unter dem Namen Pipe Bursting bzw. Pipe Splitting. Von Pipe Bursting wird gesprochen, wenn es sich bei Altrohrleitungen um spröde Werkstoffe handelt, z. B. Grauguss, Steinzeug oder Beton. Von Pipe Splitting wird gesprochen, wenn Altrohrleitungen aus zähen Werkstoffen bestehen, z. B. Stahl, Kunststoff oder duktile 25

27 Kapitel 2 Definition des Begriffes Bersten Gussrohre. Die im Englischen verwendeten Bezeichnungen sind exakter, weil sie weniger auf eine Lining-Maßnahme hindeuten als auf den eigentlichen Erneuerungsvorgang Bersten. Unter Kaliberbersten von Abwasserkanälen und -leitungen versteht man das Einbringen von neuen Rohren in die zu erneuernde Haltung mit einem etwas geringeren Außendurchmesser des Neurohres gegenüber dem Innendurchmesser der Altrohrleitung. Eine Krafteinleitung in die Altrohrleitung und deren Verdrängung in den angrenzenden Baugrund erfolgt nur in Leitungsabschnitten mit, durch Schäden (z. B. Lageabweichungen, Deformation, Rohrbruch) über das Maß des Durchmessers des Aufweitungskörpers, reduziertem Innendurchmesser. Es ist zu beachten, dass es Unterschiede in der Terminologie im Wasser-, Gas- und Abwassersektor gibt so wird z.b. in der Abwassertechnik der Begriff Renovierung anstelle von Sanierung in der Wasser- und Gasversorgung benutzt und darunter folgendes verstanden: Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit von Abwasserleitungen und -kanälen unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz (M 143, Teil 1 im Zusammenhang mit EN 752-1). Dies kann leicht einmal zur Verwirrung führen. Zur Klärung der Zusammenhänge siehe die Bilder 2.2 bis 2.4. Bild 2.2: Maßnahmen der Sanierung von Abwasserleitungen und kanälen in Anlehnung an EN 752 (April 2008) bzw. ATV-DVWK M (August 2004) 26

28 2 Definition des Begriffes Bersten Bild 2.3: Maßnahmen der Instandhaltung von Trinkwasserleitungen in Anlehnung an EN 805 (März 2000) bzw. DVGW W (September 2006) bzw. DVGW W 401 (September 1997) Bild 2.4: Maßnahmen der Instandhaltung von Gasleitungen in Anlehnung an DVGW G 401 (Entwurf Januar 2009) 27

29 Kapitel 2 Definition des Begriffes Bersten Begriffserklärungen nach EN 752: > Sanierung: Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen > Erneuerung: Herstellung neuer Abwasserleitungen und -kanäle in der bisherigen oder einer anderen Linienführung, wobei die neuen Anlagen die Funktion der ursprünglichen Abwasserleitungen und -kanäle einbeziehen > Renovierung: Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit von Abwasserleitungen und -kanälen unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz > Reparatur: Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden Berstverfahren und Kaliberberstverfahren zählen zu den Erneuerungsverfahren. Tight-In-Pipe-Verfahren und Close-fit-Verfahren werden zu den Renovierungsverfahren gerechnet. Begriffserklärungen nach DVGW W 401 > Instandhaltung: Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit sowie zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes der Verteilungsanlagen. > Instandsetzung: Maßnahmen zur Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit der Verteilungsanlagen. > Rehabilitation: Maßnahmen zur Erhaltung oder Verbesserung der Funktionsfähigkeit bestehender Wasserverteilungsanlagen. > Erneuerung: Ersatz einer vorhandenen Leitung mit Schwachstellen durch Verlegung einer neuen Leitung. > Sanierung: Ertüchtigung einer vorhandenen Leitung mit einer nicht selbst tragenden Auskleidung. Bersten zählt zu den Erneuerungsverfahren. Zementmörtel-Auskleidung und Schlauch-Lining-Verfahren werden zu den Sanierungsverfahren gerechnet. 28

30 3 Entwicklungsgeschichte des Berstverfahrens Bersten hat eine lange Tradition (Tabelle 3.1), wäre jedoch ohne Entwicklung der Erdraketen- und Horizontal-Rammtechnik nicht denkbar und hätte sich nicht so erfolgreich entwickeln können. Die Idee stammt von British Gas und dem Bauunternehmen D J Ryan, die bereits Anfang der 1980er Jahre in großem Umfang Erdraketen und Horizontalrammen für die grabenlose Neulegung von Kabeln und Rohren einsetzten. In Großbritannien wurden seit 1981 von British Gas und D J Ryan erste Basispatente angemeldet. Weitere Patente folgten in Europa, USA, Japan und Südamerika. Tabelle 3.1: Entwicklung des Berstverfahrens Gasleitungen dynamisch Gasleitungen statisch mit Schnellkinkengestänge Trinkwasserleitungen dynamisch (Schutzrohr) Trinkwasserleitungen statisch mit Schnellkinkengestänge Abwasserleitungen dynamisch Abwasserleitungen statisch ohne Gestänge Abwasserleitungen statisch mit Schnellkinkengestänge Auslöser für die weitere Entwicklung in Großbritannien war der sogenannte King Report, demzufolge schon im Jahr 1977 dringender Handlungsbedarf bei der Erneuerung von tausenden von Kilometern Graugussleitungen bestand. Diese Erneuerung wurde dann seit Anfang der 1980er Jahre unter starker Beteiligung des Berstverfahrens umgesetzt (Bild 3.1). 29