Projektbericht 01/2005 Einsatz von GEROfit Schutzmantelrohr beim Neubau einer Ortsentwässerung und Trinkwasserversorgung im steuerbaren Horizontalspülbohrverfahren in Mecklenburg-Vorpommern
PROJEKTBERICHT 01/2005 Projektdaten Ort Schmutzwasserkanalisation OL Lutterstorf und Scharfstorf Los 1 + 2: Ortsentwässerung und Trinkwasserversorgung Bundesland Mecklenburg-Vorpommern Rohrmaterial GEROfit : Kernrohr 225 x 20,5 PE 80 SDR11 nach DIN 8074/8075 Schutzmantel braun mit grünen Streifen, Kernrohr grau durchgefärbt GEROfit : Kernrohr 125 x 11,4 PE 100 SDR11, 63 x 5,8 PE 100 SDR11 Schutzmantel braun mit grünen Streifen, Kernrohr schwarz mit braunen Streifen GEROfit : Kernrohr 90 x 8,2 PE 100 SDR11, 63 x 5,8 PE 100 SDR11 Schutzmantel königsblau mit grünen Streifen, Kernrohr schwarz mit königsblauen Streifen Lieferform Lieferant 12 m Stangen und 100 m Ringbunde GERODUR MPM Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG Andreas-Schubert-Straße 6 D-01844 Neustadt i. Sa. Auftraggeber Zweckverband Wismar Dorfstraße 28 D-23972 Lübow Planung Ing.-Büro Projektmanagement P.O.M.P.E. GmbH Margarethenhof 12 D-19057 Schwerin Auftragsabwicklung EKM GmbH Niederlassung Güstrow Am Augraben 12 D-18273 Güstrow Bauausführung MTS Meliorations-, Tief- und Straßenbau GmbH Quitzerower Weg 13 c D-17109 Demmin Bauzeitraum Juli 2005 bis Oktober 2005
Einsatz von GEROfit Schutzmantelrohr beim Neubau einer Ortsentwässerung und Trinkwasserversorgung im steuerbaren Horizontalspülbohr-Verfahren in Mecklenburg-Vorpommern 1 Allgemeines Landkarten: Für die vor den Toren der Hansestadt Wismar liegenden Ortslagen Lutterstorf und Scharfstorf wurde eine Schmutzwassererschließung geplant. Hauptbestandteil dieser Planung ist ein Freigefällekanal DN 200 mit einer Gesamtlänge von ca. 1.700 m, der in der Ortslage Lutterstorf beginnt, die Bundesstraße 208 quert, durch die Ortslage Scharfstorf führt und in ein Pumpwerk mündet. Von diesem Pumpwerk aus wird das anfallende Abwasser über eine Druckleitung DN 100 in eine zentrale Drucksammelleitung, die an der Bundesstraße 208 verlegt ist, eingeleitet. Im oberen Ortsbereich von Lutterstorf werden Anwohner mittels Druckentwässerung an den Hauptkanal angeschlossen. Die Hausanschlüsse für die verbleibenden Anwohner von Lutterstorf und von Scharfstorf werden über Freigefälleleitungen an den Hauptkanal angeschlossen. 2 Bauplanung Die Planung sah die Ausführung des Hauptkanals in Steinzeug DN 200 mittels Micro Tunneling vor. Als weitere Verfahren waren der Schildvortrieb, die offene Bauweise oder das steuerbare Horizontalspülbohr-Verfahren vorgesehen. Unter Beachtung der örtlichen Gegebenheiten wie: - Minimierung von notwendigen Straßenaufbrüchen in den Ortslagen - keine Baumfällmaßnahmen - Reduzierung von Störungen des Straßenverkehrs in den Ortslagen - Minimierung offener Bauweisen / Minimierung des Erdaushubs - Reduzierung von möglichen Belästigungen durch den Bau für Anwohner - Reduzierung von Baukosten entschieden sich Auftraggeber, Planer und Bauausführender zur Realisierung der wesentlichen Leistungen im Gewerk Rohrleitungsbau mittels Spülbohrverfahren in Kombination mit offener Bauweise für bestimmte Bauleistungen, wie beispielsweise die Herstellung der Hausanschlussleitungen. Abb.: Prinzip des steuerbaren Horizontalspülbohr-Verfahrens
Die Entscheidung zur Ausführung des Rohrleitungsbaus im Spülbohrverfahren unter Beachtung der geplanten Leistungsparameter des Systems machte es erforderlich, dass über den vorgesehenen Einsatz der Materialart Steinzeug neu nachgedacht werden musste. Durch die ausführende Firma wurde ein Vorschlag zur Realisierung unterbreitet. Wesentlicher Bestandteil diese Vorschlages war der Einsatz von GEROfit Schutzmantelrohr: einem zugelassenem PE-HD Druckrohr aus Hochleistungsspolyethylen PE 100 (RC, Resistent to Crack) Material mit aufaddiertem Polyolefin-Schutzmantel für alle im Spülbohrverfahren im Bereich der Abwasserent- und Trinkwasserversorgung verlegten Rohrleitungen. Für den optimalem Schutz des Mediendruckrohres vor mechanischen Beschädigungen bei einer grabenlosen Verlegung sind GEROfit Schutzmantelrohre Stand der Technik und werden in einschlägigen Regelwerken (z. B. DVGW GW 321, GW 323) ausdrücklich empfohlen. So konnte durch die Materialwahl Polyethylen über die Forderung des Auftraggebers hinaus ein durch Gewicht und Flexibilität dem Steinzeug überlegenes Rohr für den Hauptkanals mit einer besonders inspektionsfreundlichen hellgrauen, glatten Rohrobefläche geliefert werden. Herbei wurde durch die Bauplanung PE 80 als Werkstoffklasse für diese Freigefälleleitung festgelegt, sodass das Medienrohr des GEROfit Schutzmantelrohres alternativ nicht aus PE 100 sondern aus PE 80 gefertigt wurde. Seitens des Auftraggebers wurde hierbei die Forderung erhoben, dass bei sämtlichen Heizelemtstumpf geschweißten Verbindungen in der Hauptkanalleitung der Schweißinnenwulst abzuarbeiten ist um einen möglichst freien Fliessquerschnitt zu gewährleisten. Auch zu dieser Forderung konnte seitens der ausführenden Baufirma ein tragfähiger Lösungsvorschlag unterbreitet werden. 3 Bauausführung 3.1 Hauptkanal Abb.: GEROfit Schutzmantelrohre für Ver- und Entsorgung; als Kernrohre sind zugelassene Mediendruckrohre aus neuestem PE 100 (RC) bei GERODUR Standard Abb.: GEROfit Abwasserrohre speziell mit hellgrauem Medienrohr für besondere Inspektions-Freundlichkeit (TV-Befahrung) Der Hauptentwässerungskanal mit einer Gesamtlänge von ca. 1.700 m wurde im Spülbohrverfahren verlegt. Eingesetzt wurde GEROfit in der Dimensionierung des Mediendruckrohrs Da 225 x 20,1 mm. Um den Forderungen von Bauplanung und Auftraggeber gleichermaßen zu entsprechen wurde das PE-HD Medienrohr speziell aus PE 80 SDR 11 in hellem Grau geliefert. Das auf der Baustelle angelieferte 12 m - Stangenmaterial wurde mittels Heizelement-Stumpfschweisstechnik zu den erforderlichen Einziehlängen als Rohrstrang verschweißt. Um die Forderung des Auftraggebers hinsichtlich eines freien Fliessquerschnittes zu erfüllen, wurden im Vorfeld des eigentlichen Schweißvorganges an den Stirninnenflächen der Rohre Vertiefungen (Nuten) eingefräst. Abb.: ausgefräste Vertiefung für den Schweißwulst Abb.: Schweißvorgang nach DVS
In der Nut ist der Schweißwulst exakt eingebettet, dass keine Behinderung im Fliessquerschnitt besteht. Das Einziehen der vorgefertigten Leitung durch den in mehreren Arbeitsgängen geschaffenen Bohrkanal von ca. 300 mm Durchmesser erfolgte in einzelnen Bauabschnitten von 150 m bis 250 m Länge. Die Tiefenlage betrug zwischen 1,90 bis 4,30 m in vorwiegend standfestem, bindigem Boden. Die technische Herausforderung beim Bau des Hauptkanals bestand vor allem in der Einhaltung der vorgegebenen Gefällewerte bei den vorherrschenden teilweise schwierigen geologischen Gegebenheiten, wie Geschiebelehm und Geschiebemergel mit teilweisen Steineinschlüssen. Das bedeutete eine besondere Herausforderung für Baupersonal, Maschinen und Material. Abb.: eingebetteter innerer Schweißwulst 3.2 Druckentwässerung In Teilbereichen der Ortslage Lutterstorf mussten einige Grundstücke aufgrund des Geländeprofils mittels Druckentwässerung erschlossen werden. Als Abwasserdruckrohr wurde GEROfit Schutzmantelrohr der Dimensionierung des Mediendruckrohrs Da 63 x 5,8 mm PE 100 SDR 11 in einer Gesamtlänge von ca. 600 m verlegt. Der Bau dieser Leitung erfolgte im Spülbohrverfahren. Die Hausanschlüsse wurden in offener Bauweise ausgeführt. Die Druckentwässerungsleitung wurde in der Ortslage über ein Schachtbauwerk an den Hauptkanal DN 200 angeschlossen. Die Herstellung der längskraftschlüssigen Verbindungen sind bei diesem Bauabschnitt durch Heizelementstumpf- und Heizwendel-Schweißen durchgeführt worden. Abb.: äußerer Schweißwulst 3.3 Verbindung zur zentralen Sammelleitung Vom Pumpwerk Scharfstorf, Endpunkt des Hauptkanals DN 200, musste eine Druckleitung zur Einbindung in die zentrale Drucksammelleitung retour zur Bundesstraße 208 gezogen werden. Ausgeführt mit GEROfit Schutzmantelrohr in der Dimensionierung des Mediendruckrohres Da 125 x 11,4 mm PE 100 SDR 11 in einer Leitungsgesamtlänge von über 1.000 m. Diese Druckleitung wurde komplett mittels Spülbohrverfahren verlegt. Die Verbindung der einzelnen 12 m Rohrlängen wurde mit Heizelementstumpf- und Heizelementwendel-Schweißen realisiert. Abb.: Abwasserdruckleitung Da 63 x 5,8 mm mit Hausanschluss Abb.: Schweißverbindung bei GEROfit Schutzmantelrohren für Abwasser (Mediendruckrohr Da 125 x 11,4 mm PE 100 SDR 11)
3.4 Erneuerung Trinkwasserversorgung In beiden Ortslagen wurden zeitgleich mit dem Bau des Entwässerungssystems die Trinkwasserleitungen in Teilen erneuert. Als Rohrsystem wurde auch hier GEROfit Schutzmantelrohr angewendet. Die PE-HD Kernrohre sind DVGW zugelassene Mediendruckrohre der Dimensionierung Da 90 x 8,2 mm und Da 63 x 5,8 mm PE 100 SDR 11. In der Summe wurden ca. 800 m Leitungen in 100m Ringbunden verlegt. Diese sind in wesentlichen Teilen ebenfalls im Spülbohrverfahren und anschließend die Hausanschlüsse im offenen Rohrgraben verlegt worden. Verbindungstechniken waren ebenfalls das Heizelementstumpf- sowie das Heizelement-Wendelschweißen. 3.5 Kabelschutz Abb.: Eingesetztes Bohrgerät JT 40/20 Zeitgleich mit dem Bau der Leitungssysteme Abwasser und Trinkwasser wurde die Verlegung von Kabelschutzrohren realisiert, die zur Aufnahme von Steuerkabeln dienen. Als Material wurde PE-HD Kabelschutzrohr nach DIN 16874 der Firma GERODUR Da 50 x 4,6 mm PE 80 SDR 11 eingesetzt. Als Gesamtlänge wurden hierbei ca. 1.500 m grabenlos ebenfalls im horizontalen Spülbohren eingebracht. 4 Resümee Rohrleitungen in einer Gesamtlänge von ca. 6.000 m incl. der Hausanschlussleitungen waren zu verlegen. 95 % des Rohrleitungsnetzes wurden durch die Firma MTS im Spülbohrverfahren realisiert. Es wurden dazu Maschinen des Typs Jet Track 40/20; 27/20; 17/20 und 9/20 aus eigenem Maschinenpark der Baufirma MTS GmbH eingesetzt. Die Hausanschlüsse, -anschlussleitungen und Schachtbauwerke wurden sämtlich in offener Bauweise ausgeführt. Durch die enge und intensive Zusammenarbeit von Auftraggeber, Planer, Baubetrieb, Handel und Industrie war es möglich das Gesamtvorhaben mit einem umweltschonenden Verfahren, geringen Belastungen für die Anlieger, ohne wesentliche Verkehrseinschränkungen, eine geringen Anzahl von Straßenaufbrüchen, einem Minimum an Erdarbeiten und letztendlich mit erheblichen Kosteneinsparungen im Vergleich zu anfänglich geplanten Bauausführungen zu realisieren. Abb.: JT 40/20 nach einem beendeten Einziehvorgang Abb.: Erhalt des historischen Baumbestandes entlang der Ortsverbindungsstraße Lutterstorf Scharfstorf
Bilddokumentation Abb. 1: sachgerechte Lagerung auf der Baustelle, GEROfit speziell für die Kanalleitung in hellem Grau Abb. 2: und GEROfit für die Abwasserdruckleitung in Standard-Ausführung mit Mediendruckrohr aus PE 100 (RC) Abb. 3: Eingefräste Nut zum Einbetten der Schweißwulst für einen ungehinderten Durchfluss in der Kanalleitung Abb. 4: Anschließend das längskraftschlüssige Verbinden durch Heizelement-Stumpfschweißen zu kompletten Einziehlängen Abb. 5: Verschweißter und ausgelegter Kanalleitungsabschnitt vor dem Einzug Abb. 6: Das Ausheben von Start-, Kontroll- und Zielgrube für das steuerbare Horizontal-Spülbohren
Abb. 7: Jet Track (Bedienkanzel, Revolver mit Bohrgestänge, Spülbohrwerkzeug) beim Einbringen der Pilotbohrung (Pfeil = Bohrkopf mit Spüldüsen) Abb. 8: Einmessen und Kontrolle des Verlaufes der Bohrung mittels Ortungstechnik (rechte Abb. zeigt in der Bohrlanze integrierten Sender) Abb. 9: Aufweitkopf nach dem Aufweiten des Bohrkanals auf 300 mm Abb. 10: Blick in die Zielgrube, Bohrkanal (Ø ca. 300 mm) und ausgetretene, verbrauchte Bohremulsion Abb. 11: Fachgerecht auf Rollen gelagerter und zum Einzug positionierter Kanalleitungsabschnitt Abb. 12: Auf die Rohrflanke montierte Einzieheinheit und Beginn des Einziehens in die Zielgrube
Abb. 13: Blick in eine Zwischen- (bzw. Kontroll-) grube während des Einzeihvorganges Abb. 14: Abpumpen der sich in den Gruben sammelnden Aufschlämmung aus Erde und Bohremulsion Abb. 15: Blick in die Kontrollgrube: Aufweit- und Ziehkopf mit Leitungsstrang Abb. 16: Auftauchen von Aufweit- und Ziehkopf in der Startgrube Abb. 17: komplett verlegte Abschnitte des Hauptkanals, fertig zur Einbindung in den noch zu errichtenden Kanalschacht Abb. 18: Abkoppeln des Ziehkopfes mit abgetrennten Rohrteil vom Aufweitkopf
Abb. 19: Ziehkopf zum sicheren und kraftschlüssigen Verspannen des PE-HD Rohres während des Einziehvorganges Abb. 20: Aufweit- und gleichzeitig Räumwerkzeug mit integrierten Spüldüsen und drehbar gelagerter Kupplung zur Befestigung des Ziehkopfes(s. Abb. 19) Abb. 21: nachträglicher Einbau der Betonschächte und Einbindung der verlegten Hauptkanalleitung Abb. 22: fertig errichteter Kanalisationsschacht Abb. 24: Es wurde rundum, vor allem in der Kombination Spülbohrverfahren GEROfit -Schutzmantelrohr, von allen Beteiligten zu Gunsten einer umweltschonenden und ökonomisch sinnvollen Baumaßnahme entschieden. Abb. 23: Im Vergleich zum offen Rohrgraben wesentlich geringerer Zeit- und Kostenaufwand bei minimaler Verkehrseinschränkung
Autoren: J. Klose, Dipl.-Ing. (FH) O. Dudziak, Dipl.-Ing. GERODUR MPM Industrie- und Handelsvertretung Olaf Dudziak Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG Andreas-Schubert-Strasse 6 Spechthausener Straße 67 D 01844 Neustadt in Sachsen D 16244 Finowfurt Telefon: + 49 (0) 3596 58 33 0 Telefon: + 49 (0) 3335 73 23 Fax: + 49 (0) 3596 60 24 04 Fax: + 49 (0) 3335 73 24 info@gerodur.de www.gerodur.de o.dudziak@t-online.de www.dudziak-ihv.de