Moderne Rohr- und Schachtmaterialien

Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau Polyvinylchlorid Polypropylen Polyethylen GFK 1

Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt? Schlechte Erfahrungen mit den traditionellen Rohr- und Schachtmaterialien (Steinzeug / Beton) Schadensbilder an vorhandenen Kanälen und Schächten 2

Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt? Schlechte Erfahrungen mit den traditionellen Rohr- und Schachtmaterialien (Steinzeug / Beton) Schadensbilder an vorhandenen Kanälen und Schächten Ist hierfür wirklich das Rohr- bzw. Schachtmaterial verantwortlich? Nein in den meisten Fällen nicht! Nein in den meisten Fällen nicht! Planungsfehler Ausschreibungsfehler Ausführungsfehler Fehlende Qualitätssicherung Fehlende Bauüberwachung 3

Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt? Bessere Beständigkeit (Korrosion, Abrieb und Hochdruckspülung) Weniger Rohr- bzw. Schachtbauteilverbindungen Bessere Dichtwirkung der Rohr- bzw. Schachtbauteilverbindungen Einfacheres Handling auf der Baustelle (Transport, Lagerung und Verlegung) Günstigere Kosten für Lieferung und Einbau 4

Rohre und Schächte aus PVC Die DIN EN 1401 regelt die Anforderungen an die Herstellung und Verlegung von PVC Vollwandrohren. DIN EN 1401 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen Weichmacherfreies Polyvinylchlorid (PVC-U) Teil 1 und Teil 3 Herstellung von PVC Rohren im Extrusionsverfahren (Formteile im Spritzgussverfahren oder Handarbeit) Rohre müssen zu mindestens 80 % und Formteile zu mindestens 85 % aus PVC bestehen Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD) und Nennsteifigkeit (SN) Formteile zusätzlich nach Durchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR) 5

Rohre und Schächte aus PVC DN/OD 110 bis DN/OD 800 SN 4 / SN 8 / SN 10 / SN 12 / SN 16 SDR 41 / SDR 34 / SDR 27 Baulänge 0,5 m bis 6 m (Hersteller und Nennweiten abhängig) Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonderbauteile erhältlich (teilweise Sonderanfertigungen möglich) ACHTUNG: Einige Rohrhersteller haben kein vollständiges Formteilprogramm. Ausschließlich Rohre in der Kreisgeometrie 6

Rohre und Schächte aus PVC Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie für die Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise Rohrverbindung: Steckmuffe und Klebemuffe Anschlussanbindung: Abzweige, Sattelstücke 90 und Klebesättel Quelle: Funke Kunststoffe GmbH 7

Rohre und Schächte aus PVC PVC Schächte DN 800 und DN 1000 verfügbar (DN 1000 Schächte jedoch nur mit einem profilierten Wandaufbau und nicht vollständig aus PVC) 8

Rohre und Schächte aus PP Die DIN EN 1852 regelt die Anforderungen an die Herstellung und Verlegung von PP Vollwandrohren. DIN EN 1852 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen Polypropylen (PP) Teil 1 und Teil 3 Herstellung von PP Rohren im Extrusionsverfahren und Wickelverfahren (Formteile im Spritzgussverfahren oder Handarbeit) Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD) und Nennsteifigkeit (SN) Formteile zusätzlich nach Durchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR) DN/OD 110 bis DN/OD 630 9

Rohre und Schächte aus PP SN 4 / SN 8 / SN 10 / SN 12 / SN 16 SDR 33 / SDR 26 / SDR 22 Baulänge 0,5 m bis 10 m (Hersteller und Nennweiten abhängig) Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonderbauteile erhältlich (teilweise Sonderanfertigungen möglich) ACHTUNG: Einige Rohrhersteller haben kein vollständiges Formteilprogramm. Ausschließlich Rohre in der Kreisgeometrie Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie für die Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise 10

Rohre und Schächte aus PP Quelle: Karl Schöngen KG 11

Rohre und Schächte aus PP Quelle: Karl Schöngen KG 12

Rohre und Schächte aus PP Rohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90 (geschraubt und geschweißt) Quelle: REHAU AG PP Schächte werden in der Regel mit einem profilierten Wandaufbau hergestellt (im Wickelverfahren können auch Vollwandschächte hergestellt werden) 13

Rohre und Schächte aus PE Die DIN EN 12666 regelt die Anforderungen an die Herstellung von PE Vollwandrohren. DIN EN 12666 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen Polyethylen (PE) Teil 1 Herstellung von PE Rohren im Extrusionsverfahren und Wickelverfahren (Formteile im Spritzgussverfahren oder Handarbeit) Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD) und Durchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR) DN/OD 110 bis DN/OD 1200 SDR 26 / SDR 17,6 / SDR 17 / SDR 11 14

Rohre und Schächte aus PE PE 80 / PE 100 / PE 100 RC / PE 100 mit Schutzmantel Baulänge 6 m und 12 m (Standard) Quelle: Wavin GmbH 15 Quelle: Wavin GmbH

Rohre und Schächte aus PE Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonderbauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich) Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie für die Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise 16

Rohre und Schächte aus PE Rohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90 (geschraubt und geschweißt) 17

Rohre und Schächte aus PE PE Schächte werden in der Regel mit einem profilierten Wandaufbau hergestellt (im Wickelverfahren können auch Vollwandschächte hergestellt werden) 18

Profilierte Rohre und Schächte Die DIN EN 13476 regelt die Anforderungen an die Herstellung von Rohren aus PVC, PP und PE mit profilierter Wandung. DIN EN 13476 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen Rohrleitungssysteme mit profilierter Wandung aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U), Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) Teil 1, Teil 2 und Teil 3 Kerngeschäumter Wandaufbau Quelle: Funke Kunststoffe GmbH 19

Profilierte Rohre und Schächte Sonstige möglichen Wandaufbau Rippenprofil Wickelprofil Hohlkammerprofil 20 Hohlkammerprofil

Profilierte Rohre und Schächte Herstellung von profilierten Rohren im Extrusionsverfahren, und Wickelverfahren von profilierten Schächten im Wickelverfahren, Spritzgussverfahren und Rotationsverfahren Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN), Wandaufbau / Rohrkonstruktion (Typ A oder Typ B) und Nennsteifigkeit (SN) PVC: DN 150 bis DN 500 PP: DN 150 bis DN 3600 PE: DN 300 bis DN 3600 Baulänge 0,5 m bis 12 m (Hersteller und Nennweiten abhängig) 21

Profilierte Rohre und Schächte Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonderbauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich) 22

Profilierte Rohre und Schächte 23

Profilierte Rohre und Schächte Rohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung (PP / PE) Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90 (geschraubt und geschweißt) Quelle: Stadtwerke Troisdorf GmbH 24

Profilierte Rohre und Schächte 25

Schächte aus PVC / PP / PE Die DIN EN 13598-2 regelt die Anforderungen an Schächte aus PVC, PP und PE. DIN EN 13598-2 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen Weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U), Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) Teil 2: Anforderungen an Einsteigschächte und Kontrollschächte für Verkehrsflächen und tiefe Erdverlegung Quelle: Göttinger Entsorgungsbetriebe Quelle: REHAU AG 26

Rohre und Schächte aus GFK Die DIN EN 14364 regelt die Anforderungen an die Herstellung von GFK Rohren. DIN EN 14364 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für Abwasserleitungen und -kanäle mit oder ohne Druck Glasfaserverstärkte duroplastische Kunststoffe (GFK) auf der Basis von ungesättigtem Polyesterharz (UP) Festlegungen für Rohre, Formstücke und Verbindungen 27

Rohre und Schächte aus GFK Herstellung von GFK Rohren im Schleuderverfahren (DIN 16869) und im Wickelverfahren (DIN 16868) Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN), Nenndruck (PN) und Nennsteifigkeit (SN) DN 100 bis DN 4000 PN 1 / PN 6 / PN 10 (Standard) SN 2.500 / SN 5.000 / SN 10.000 (Standard) Baulänge 3 m, 6 m und 12 m (Standard) (Hersteller abhängig) Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonderbauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich) 28

Rohre und Schächte aus GFK Kreisprofil sowie verschiedenste Sonderprofile (Eiprofile / Maulprofile / Parabelprofile / Haubenprofile / etc.) Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie für die Erneuerung / den Neubau im Vortriebsverfahren Quelle: HOBAS Rohre GmbH 29 Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH

Rohre und Schächte aus GFK Rohrverbindung: Steckmuffe, Flansch, GFK- / Stahlkupplung und Laminat Anschlussanbindung: Sattelstücke 45 und 90 (geschraubt und geklebt) und Abzweige Quelle: HOBAS Rohre GmbH 30

Rohre und Schächte aus GFK Rohrverbindung: Steckmuffe, Flansch, GFK- / Stahlkupplung und Laminat Anschlussanbindung: Sattelstücke 45 und 90 (geschraubt und geklebt) und Abzweige Quelle: HOBAS Rohre GmbH 31 Quelle: HOBAS Rohre GmbH

Rohre und Schächte aus GFK Die DIN EN 15383 regelt die Anforderungen an die Herstellung von GFK Schächten. DIN EN 15383 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für Abwasserleitungen und -kanäle Glasfaserverstärkte duroplastische Kunststoffe (GFK) auf der Basis von Polyesterharz (UP) Einsteig- und Kontrollschächte Quelle: HOBAS Rohre GmbH 32 Quelle: HOBAS Rohre GmbH

Planung beim Kanalbau Auswahl / Festlegung des zum Einsatz kommenden Rohres (Material, Dichtungssystem, Baulänge, Art der Anschlussanbindung, etc.) Hydraulische Dimensionierung der herzustellenden Anlagen 33

Planung beim Kanalbau Statische Auslegung der herzustellenden Anlagen (Schächte, Kanäle und gegebenenfalls Leitungen) Beton / Stahlbeton Steinzeug GGG PVC PP PE-HD E-Modul Kurzzeit [N/mm²] 3.000 1.250 800 30.000 50.000 170.000 E-Modul Langzeit [N/mm²] 1.500 312 160 Biegefestigkeit Kurzzeit [N/mm²] 90 39 21 ---------- ---------- ---------- Biegefestigkeit Langzeit [N/mm²] 50 17 14 Das Kriechverhalten von Kunststoffen wird durch die Verwendung der Langzeitwerte berücksichtigt 34

Planung beim Kanalbau Statische Auslegung der herzustellenden Anlagen (Schächte, Kanäle und gegebenenfalls Leitungen) Folgende Angaben / Festlegungen sind zwingend erforderlich: - Überdeckungshöhe über Rohrscheitel / Grundwasserstand über Rohrsohle - Verkehrslasten / Flächenlasten - Anstehender Boden / Boden Grabenverfüllung (Art und Verdichtung) - Baugrund unter dem Rohr - Grabenbreite - Einbau- und Überschüttungsbedingungen - Auflagerart und Auflagerwinkel - Wirkungsweise der Verkehrslasten / oberen Erdlasten (nur bei Schächten) - Maßnahmen zur Auftriebssicherung (i.d.r. nur bei Schächten im Grundwasser) Festlegung in der Planung / Ausschreibung Kontrolle der Einhaltung während der Ausführung 35

Planung beim Kanalbau Detaillierte und ausführliche Ausführungsplanung (beim Einsatz von Kunststoffschächten sind Schachtzeichnungen zu empfehlen) Detaillierte und ausführliche Ausschreibung (Baubeschreibung, Leistungsverzeichnis und ggf. ZTV s / ETV s) 36

Ausführung beim Kanalbau Grabenwand Untere Bettungsschicht mindestens 100 mm Empfehlung: 100 mm + 1/10 DN bei Fels und steinigem Boden mindestens 150 mm Grabensohle muss tragfähig sein Grabensohle untere Bettungsschicht 37

Ausführung beim Kanalbau 38

Ausführung beim Kanalbau Grabenwand Gründungsschicht erforderlich bei einer nicht tragfähigen Grabensohle Dicke ist abhängig von den Untergrundbedingungen, jedoch mindestens 300 mm untere Bettungsschicht Gründungsschicht 39 Grabensohle

Ausführung beim Kanalbau Grabenwand Obere Bettungsschicht die Dicke der Bettungsschicht richtet sich nach dem Auflagewinkel Winkel 90 0,15 vom DN Winkel 120 0,25 vom DN Winkel 180 0,50 vom DN obere Bettungsschicht Grabensohle untere Bettungsschicht 42

Ausführung beim Kanalbau Grabenwand Seitenverfüllung beide Seiten des Rohres gleichmäßig in Lagen aufschütten und sorgfältig verdichten Verdichtung nur von Hand bzw. leichtem Verdichtungsgerät Zwickelverdichtung sehr wichtig Seitenverfüllung obere Bettungsschicht Grabensohle untere Bettungsschicht 43

Ausführung beim Kanalbau Verdichtung gegen den gewachsenen Boden 44

Ausführung beim Kanalbau Grabenwand Abdeckung in der Regel 300 mm mindestens 150 mm über Rohrschaft bzw. 100 mm über der Rohrverbindung Abdeckung Seitenverfüllung obere Bettungsschicht Grabensohle untere Bettungsschicht 45

Qualitätssicherung beim Kanalbau Kontrolle / Prüfung / Freigabe von Fertigungszeichnungen und statischen Berechnungen der Rohre und Schächte Kontrolle / Überwachung der zum Einsatz kommenden Materialien und Baustoffe 47

Qualitätssicherung beim Kanalbau Kontrolle / Prüfung / Freigabe von Fertigungszeichnungen und statischen Berechnungen der Rohre und Schächte Kontrolle / Überwachung der zum Einsatz kommenden Materialien und Baustoffe 48

Qualitätssicherung beim Kanalbau Kontrolle / Überwachung der Ausführung der Arbeiten (konsequente Bauüberwachung) Steine größer 16 mm 49

Qualitätssicherung beim Kanalbau Kontrolle / Überwachung der Ausführung der Arbeiten (konsequente Bauüberwachung) Steine größer 16 mm Verdichtungskontrolle durch den Auftragnehmer (Eigenüberwachung gemäß ZTV A-StB 12) 50

Qualitätssicherung beim Kanalbau Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / die Bauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle) kurzfristige / umgehende Auswertung der Ergebnisse der Verdichtungskontrolle 51

Qualitätssicherung beim Kanalbau Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / die Bauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle) Abdeckung Leitungszone Bereich oberhalb Kämpfer Zwickelbereich untere Bettungsschicht anstehender Boden 52

Qualitätssicherung beim Kanalbau Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / die Bauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle) 53

Qualitätssicherung beim Kanalbau Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / die Bauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle) Bereich oberhalb Kämpfer Zwickelbereich untere Bettungsschicht anstehender Boden 54

Qualitätssicherung beim Kanalbau Bestandsvermessung der erstellten Schächte, Kanäle und Leitungen am offenen Graben 55

Qualitätssicherung beim Kanalbau Nach Abschluss der Maßnahme Sichtprüfung der Schächte, Kanäle und Leitungen (Begehung / TV Untersuchung) Nach Abschluss der Maßnahme Druckprüfung der Schächte, Kanäle und Leitungen Nach Abschluss der Maßnahme Verformungsmessung / Deformationsmessung der Schächte und Kanäle - Mechanisches Abtastverfahren - Laser- / Lichtringverfahren (System verschiedener Kamerasysteme) - 3D Laserscanning (im begehbaren Bereich) - Messkreuz- / Schablonentechnik (im begehbaren Bereich) Dokumentation der Baumaßnahme im Kanalinformationssystem 56

Qualitätssicherung beim Kanalbau 57

Schäden / Mängel beim Kanalbau Rissbildung im PVC Rohr 60

Schäden / Mängel beim Kanalbau Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Leitungszone nicht fachgerecht ausgeführt) 61

Schäden / Mängel beim Kanalbau Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Leitungszone nicht fachgerecht ausgeführt) 62

Schäden / Mängel beim Kanalbau Ausbiegung in der Sohle 63

Schäden / Mängel beim Kanalbau Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Nicht fachgerechte Bettung der Rohre Steine / Bauschutt in der Leitungszone der Rohrleitung) 64

Schäden / Mängel beim Kanalbau Wurzeleinwuchs vor Ablauf der Gewährleistungsfrist (Grund: Wurzeln haben im Laufe von vier Jahren die Dichtung zerstört Druckprüfung bei der Abnahme war in Ordnung) 65

Schäden / Mängel beim Kanalbau Rohrverbindung PE Rohr undicht Boden sichtbar (Grund: Elektroschweißmuffe nicht verschweißt Gewährleistungsabnahme einer Berstliningmaßnahme) 66

Schäden / Mängel beim Kanalbau PE Schweißsattelstück undicht und abgerissen (Grund: Sattelstück nicht fachgerecht eingebaut / verschweißt Gewährleistungsabnahme einer Berstliningmaßnahme) 67

Schäden / Mängel beim Kanalbau Rissbildung im Scheitel bei einem GFK Rohr (Grund: Verdichtung oberhalb Rohrscheitel nicht fachgerecht ausgeführt Einsatz von zu schwerem Verdichtungsgeräte) 68

Schäden / Mängel beim Kanalbau Klebesattelstück beim GFK Rohr nicht fachgerecht eingebaut Sattelstück beim PP Rohr nicht fachgerecht eingebaut 69

Schäden / Mängel beim Kanalbau Boden sichtbar Schachtanbindung PP Rohr vor Ablauf der Gewährleistung (TIP Verfahren) Schachtanbindung PP Rohr vor Ablauf der Gewährleistung (Berstliningverfahren) 70

Schäden / Mängel beim Kanalbau Boden sichtbar Schachtanbindung PP Rohr vor Ablauf der Gewährleistung (TIP Verfahren) Schachtanbindung PE Rohr vor Ablauf der Gewährleistung (Spülbohrverfahren) 71

Schäden / Mängel beim Kanalbau 72

Schäden / Mängel beim Kanalbau Schweißnaht gerissen Rissbildung Schachtsohle Schäden an PE Schächten 73

Schäden / Mängel beim Kanalbau Verformung PP Rohr beim Berstliningverfahren (Grund: Einsatz von PP Rohr DN/OD 160 mit einer Wandstärke von 7,4 mm beim dynamischen Berstliningverfahren) 74

Schäden / Mängel beim Kanalbau PE Sattelstück DN/OD 160 (SDR 17,6) Anschlusskanal jedoch DN/OD 160 (SDR 33) Leitung mit drei verschiedenen Rohrmaterialien (mit unterschiedlichen Eigenschaften) 75

Schäden / Mängel beim Kanalbau 76

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