04.05.2013 Aufrufe

Großrohrsanierung mit Polyethylenrohren - Nodig-Bau.de

Großrohrsanierung mit Polyethylenrohren - Nodig-Bau.de

Großrohrsanierung mit Polyethylenrohren - Nodig-Bau.de

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

Technik<br />

Der fertig<br />

geschweißte 550 m lange<br />

Inliner vor <strong>de</strong>m Einziehvorgang<br />

<strong>Großrohrsanierung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Polyethylenrohren</strong><br />

Sanierungsverfahren ■ Auch Rohrleitungen großer Dimensionen lassen sich heutzutage<br />

<strong>mit</strong> mo<strong>de</strong>rnen Rohrwerkstoffen und innovativen Sanierungsverfahren rehabilitieren, ohne<br />

sie in offener <strong>Bau</strong>weise auszuwechseln bzw. neu zu verlegen zu müssen. Anhand einer<br />

Spannbetondruckleitung DN 1500 zur Wasserversorgung sowie einer Abwasserdruckleitung<br />

DN 1000 wer<strong>de</strong>n zwei Sanierungsverfahren <strong>mit</strong> <strong>Polyethylenrohren</strong> vorgestellt.<br />

Erstmals wur<strong>de</strong> eine Spannbetondruckleitung<br />

<strong>de</strong>r Nennweite<br />

DN 1500 <strong>mit</strong> einem PE-Inliner<br />

saniert. Die Sanierung war notwendig<br />

gewor<strong>de</strong>n, nach<strong>de</strong>m die Rollgummidichtungen<br />

<strong>de</strong>r 3. Hauptleitung<br />

<strong>de</strong>r Lan<strong>de</strong>swasserversorgung zunehmend<br />

versprö<strong>de</strong>ten und die Leckrate<br />

auf <strong>de</strong>m Spannbetonabschnitt auf über<br />

35 l/s angestiegen war. Eine beson<strong>de</strong>re<br />

Herausfor<strong>de</strong>rung bestand darin,<br />

dass diese Hauptleitung nur maximal<br />

vier Tage außer Betrieb genommen<br />

wer<strong>de</strong>n kann. An<strong>de</strong>re Sanierungsverfahren<br />

schie<strong>de</strong>n aus Kostengrün<strong>de</strong>n<br />

ebenso aus wie <strong>de</strong>r Neubau in Form einer<br />

Parallelleitung. Nach eingehen<strong>de</strong>r<br />

Prüfung und hydraulischer Untersuchungen<br />

im Hinblick auf das Verhalten<br />

<strong>de</strong>s Inliners bei transienten Strömungsvorgängen<br />

und nach Abwägen<br />

<strong>de</strong>r wirtschaftlichen Gesichtspunkte<br />

und möglicher Risiken fiel die Wahl<br />

auf ein Sanierungsverfahren <strong>mit</strong>tels<br />

HDPE-Inliner. Die Sanierung erfor<strong>de</strong>rte<br />

eine sorgfältige Vorbereitung.<br />

Trotz <strong>de</strong>r großen Nennweite verlief die<br />

Sanierung überaus zufrie<strong>de</strong>nstellend.<br />

Die Lan<strong>de</strong>swasserversorgung ist eines<br />

<strong>de</strong>r ältesten und traditionsreichsten<br />

Fernwasserversorgungsunternehmen<br />

in Deutschland. Seit 1965 wuchs die<br />

Lan<strong>de</strong>swasserversorgung als kommunaler<br />

Zweckverband in mehreren Ausbaustufen<br />

beständig weiter. Bedingt<br />

durch eine damals sehr hohe Nachfrage<br />

nach Stahlrohren auf <strong>de</strong>m Weltmarkt<br />

wur<strong>de</strong>n zwei größere <strong>Bau</strong>lose<br />

<strong>de</strong>r Leitung <strong>mit</strong> damals neu entwickelten<br />

Spannbetonrohren (DYWIDAG-<br />

Sentab-Rohre und Züblin-Rohre) in<br />

Nennweite 1500 bei 5.000 mm Einzelrohrlänge<br />

auf 6.710 m bzw. 2.900 m<br />

verlegt.<br />

Die Haltbarkeit <strong>de</strong>r sowohl in Ringrichtung<br />

über Ringspanndrähte als<br />

auch in Längsrichtung vorgespannten<br />

Rohre wur<strong>de</strong> als unproblematisch eingeschätzt,<br />

als Schwachpunkt sollten<br />

sich jedoch nach nur 25 Jahren Betrieb<br />

die Rollgummidichtungen erweisen.<br />

So stieg bereits ab <strong>de</strong>n 90er-Jahren die<br />

Verlustrate auf <strong>de</strong>r Druckleitung 3, die<br />

bis zu 3.000 l/s Richtung Stuttgart<br />

durchleitet auf über 20 l/s an. Einbaufehler<br />

bei <strong>de</strong>r damaligen Verlegung,<br />

wie auch spätere Druckstoßversuche,<br />

ließen auf Grund <strong>de</strong>r geschädigten<br />

Rollgummidichtungen die Leckrate<br />

dramatisch ansteigen. Als Sanierungsverfahren<br />

hat man seit diesem Zeitraum<br />

so genannte Innendichtmanschetten<br />

eingesetzt.<br />

Da<strong>mit</strong> konnte zwar vorübergehend<br />

die Leckrate in Schach gehalten wer<strong>de</strong>n<br />

und ohne diese Sanierungskampagnen,<br />

bei <strong>de</strong>nen maximal ca. 20<br />

Manschetten eingebaut wer<strong>de</strong>n konnten,<br />

wäre die Leckrate auf aktuell ca.<br />

130 l/s angestiegen. Allerdings stößt<br />

dieses Verfahren auf mehrere Grenzen.<br />

Diese bestehen zum einen darin,<br />

dass es sich bei 6.700 m um insgesamt<br />

1.340 Muffen han<strong>de</strong>lt. Weiterhin kann<br />

die Druckleitung 3 einschließlich Befüll-<br />

und Entleerungszeit nur maximal<br />

vier Tage außer Betrieb gehen und,<br />

das be<strong>de</strong>nklichste Kriterium: Ab <strong>de</strong>m<br />

Jahr 2000 mussten die Innendichtmanschetten<br />

<strong>de</strong>r „1. Generation“ wie<strong>de</strong>r<br />

erneuert wer<strong>de</strong>n. Daraus folgte,<br />

dass die Lebensdauer dieses Sanierungsverfahrens<br />

<strong>mit</strong> nur ca. 10 bis 15<br />

Jahren inakzeptabel kurz ist. Aus <strong>de</strong>n<br />

Sanierungskampagnen hatte sich ergeben,<br />

dass pro Muffe ein Aufwand<br />

von 2.000 Euro entsteht. Es stellte sich<br />

die grundsätzliche Frage, ob diese Vorgehensweise<br />

fortgesetzt wer<strong>de</strong>n sollte,<br />

o<strong>de</strong>r ein nachhaltiges Sanierungsverfahren<br />

zum Einsatz kommt.<br />

Warum ein Inliner-Verfahren?<br />

Gegen einen Neubau sprachen die sehr<br />

hohen Kosten und die Lage <strong>de</strong>r Trasse,<br />

die zum Teil durch schwieriges Gelän<strong>de</strong><br />

führt bzw. Naturschutzgebiete<br />

durchquert. Daher wur<strong>de</strong>n Sanierungsverfahren<br />

näher untersucht. Hier<br />

galt es, einen geeigneten Werkstoff auszuwählen,<br />

<strong>de</strong>r eine entsprechend lange<br />

Lebensdauer erwarten lässt. Nach<br />

und nach kristallisierte sich heraus,<br />

welche weiteren Anfor<strong>de</strong>rungen an das<br />

Sanierungsverfahren zu stellen sind<br />

14 03/2007<br />

Quelle: Pfeiffer GmbH


und welche Randbedingungen gelten.<br />

Diese sind:<br />

• Die Spannbetonrohrschale ist statisch<br />

noch voll funktionsfähig, die Tragfähigkeit<br />

ist so<strong>mit</strong> gegeben.<br />

• Das Problem sind die Rollgummidichtungen,<br />

die einem progressiven<br />

Alterungsprozess unterliegen.<br />

• Die bisherige Sanierung <strong>mit</strong> Innendichtmanschetten<br />

hat nur eine Lebensdauer<br />

von 10 bis 15 Jahren und<br />

verursacht einen sehr hohen Kostenaufwand,<br />

<strong>de</strong>n es zu minimieren galt.<br />

Die Anfor<strong>de</strong>rungen an die Sanierung<br />

bestehen aus folgen<strong>de</strong>n Punkten:<br />

• Nutzen <strong>de</strong>r vorhan<strong>de</strong>nen Rohrschale<br />

als Tragwerk,<br />

• schnelles Verfahren ohne längere<br />

(< 4 d) Außerbetriebnahme <strong>de</strong>r Leitung<br />

(da sonst eine Parallelleitung<br />

bzw. Ersatzversorgung erfor<strong>de</strong>rlich<br />

wird),<br />

• unproblematischer Werkstoff im Hinblick<br />

auf die Trinkwasserhygiene und<br />

die Dauerhaftigkeit,<br />

• Verlegbarkeit in Kurvenradien (hier:<br />

R = 250m),<br />

• günstiger als ein Neubau und günstiger<br />

als eine Sanierung <strong>mit</strong>tels Innendichtmanschetten.<br />

Das Subline-Verfahren<br />

Auf Grund <strong>de</strong>r genannten Anfor<strong>de</strong>rungen<br />

fiel das Subline-Verfahren in<br />

die engere Wahl. Bei diesem Verfahren<br />

wird ein zuvor über die gesamte Einziehlänge<br />

verschweißter PE-Liner über<br />

eine Faltmaschine gezogen und c-förmig<br />

axial „zusammengerollt“ und in<br />

dieser instabilen Form über Haltebän<strong>de</strong>r<br />

fixiert, sodass er dann in das zu sanieren<strong>de</strong><br />

Rohr eingezogen wer<strong>de</strong>n<br />

kann (Abb. 1).<br />

Nach <strong>de</strong>m Einziehen und <strong>de</strong>m Herstellen<br />

<strong>de</strong>r Endverschlüsse wird <strong>de</strong>r<br />

noch eingerollte Liner <strong>mit</strong> Innendruck<br />

beaufschlagt. Die Haltebän<strong>de</strong>r springen<br />

auf, <strong>de</strong>r Liner legt sich „close fit“ an die<br />

Spannbetonrohrschale. Für eine HD-<br />

PE-Inliner-Sanierung sprach auch die<br />

zu erwarten<strong>de</strong> hohe Nutzungsdauer<br />

dieses Werkstoffs. Belastbare Lebensdauerprognosen<br />

und auch Angaben<br />

<strong>de</strong>r entsprechen<strong>de</strong>n Norm liegen hier<br />

inzwischen bei 100 Jahren.<br />

03/2007<br />

Auch wenn das Subline-Verfahren<br />

<strong>mit</strong>tlerweile etabliert ist, war es – bedingt<br />

durch die große Nennweite – eine<br />

beson<strong>de</strong>re Herausfor<strong>de</strong>rung, <strong>de</strong>nn<br />

es wur<strong>de</strong> sich erstmals an einen Inliner<br />

D a 1.480 (s = 24,3 ≈ SDR 61) herangewagt.<br />

So mussten die Spiegelschweißeinrichtung<br />

als auch die Extru<strong>de</strong>rvorrichtung<br />

im PE-Rohrwerk<br />

für diese Nennweite neu gebaut wer<strong>de</strong>n.<br />

Bei einer Rohrlänge von 12 m und<br />

einer Sanierungsstrecke von 550 m ergeben<br />

sich so<strong>mit</strong> 45 Schweißnähte.<br />

Der „richtige“ Sanierungsabschnitt<br />

Ein wesentlicher Punkt besteht in <strong>de</strong>r<br />

Auswahl eines geeigneten Sanierungsabschnitts.<br />

Abbildung 2 zeigt ein<br />

Längsprofil <strong>de</strong>s Spannbetonabschnitts<br />

2. Dieser Abschnitt wur<strong>de</strong> ausgewählt,<br />

da sich zwischen <strong>de</strong>n Schächten 3.031<br />

und 3.032 ein lang gestreckter Bogen<br />

befin<strong>de</strong>t – ein Abschnitt, <strong>de</strong>r beispielsweise<br />

<strong>mit</strong>tels Stahl-Inliner nicht<br />

wirtschaftlich sanierbar ist. Durch<br />

Leckortung <strong>mit</strong>tels Abhören <strong>de</strong>r Lei-<br />

Abb. 1 Das Subline-Verfahren<br />

Leitungsbau<br />

tung wur<strong>de</strong>n auf diesem Abschnitt<br />

auch zahlreiche undichte Muffen <strong>de</strong>tektiert<br />

– trotz einer Sanierungsrate<br />

von 51 Prozent (<strong>mit</strong>tels Innendichtmanschetten).<br />

Vorteilhaft ist auch, dass<br />

<strong>mit</strong>tels Subline-Verfahren die Krümmungsradien<br />

(im vorliegen<strong>de</strong>n Fall:<br />

R = 250m) noch problemlos bewerkstelligt<br />

wer<strong>de</strong>n können.<br />

Stabilität <strong>de</strong>s Inliners bei transienten<br />

Strömungsvorgängen<br />

Ein weiterer be<strong>de</strong>uten<strong>de</strong>r Gesichtspunkt<br />

besteht in <strong>de</strong>r Eignung <strong>de</strong>s Verfahrens<br />

hinsichtlich <strong>de</strong>s Verhaltens<br />

(i. e. <strong>de</strong>r Stabilität) bei transienten Strömungsvorgängen.<br />

Beson<strong>de</strong>res Augenmerk<br />

muss <strong>de</strong>m Beulverhalten bei<br />

plötzlichem Druckabfall bis in <strong>de</strong>n Unterdruckbereich<br />

bei Druckstößen gelten.<br />

Angestellte Druckstoßberechnungen<br />

sowie ein Druckstoßgutachten ergaben,<br />

dass <strong>de</strong>r Inliner im „worst case“<br />

bei einem Unterdruck von -0,875 bar<br />

einbeulen wür<strong>de</strong>. Dieser Wert ist jedoch<br />

nicht als kritisch eingestuft.<br />

Der verformte Liner wird <strong>mit</strong><br />

einer Wind in die Altleitung<br />

eingezogen.<br />

Durch die Beaufschlagung <strong>mit</strong> Wasserdruck<br />

reißen die Haltebän<strong>de</strong>r, <strong>de</strong>r Liner<br />

<strong>de</strong>hnt sich aus und<br />

legt sich an die<br />

Innenwand <strong>de</strong>r<br />

Altleitung.<br />

15<br />

Quelle: Pfeiffer GmbH


Quelle: Pfeiffer GmbH Quelle: Zweckverband Lan<strong>de</strong>swasserversorgung<br />

Technik<br />

Abb. 2 Der Sanierungsabschnitt bei Halzhausen<br />

müNN<br />

560<br />

555<br />

550<br />

545<br />

[bar]<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

23.31<br />

3.25<br />

0.00<br />

53.07<br />

108.24<br />

103.21<br />

höchst zulässig 343 bar = 110 t<br />

72 72 bar bar = 23,4 23,4 tt<br />

3,125 bar entsprechen 1,00 t<br />

bedingt durch Werte <strong>de</strong>r Berstlafette<br />

0 1,26 2,52 3,78 5,04 6,30<br />

[Stun<strong>de</strong>n]<br />

Dauer <strong>de</strong>r Sanierung<br />

Ein be<strong>de</strong>uten<strong>de</strong>r Vorteil <strong>de</strong>s Verfahrens<br />

liegt darin, dass <strong>de</strong>r Rohreinzug sehr<br />

schnell durchgeführt wer<strong>de</strong>n kann, da<br />

die zeitintensiven Arbeitsabläufe wie<br />

das Spiegel-Schweißen und auch die<br />

Desinfektion außerhalb <strong>de</strong>r Rohrleitung<br />

durchgeführt wer<strong>de</strong>n können<br />

bzw. müssen. Nach entsprechen<strong>de</strong>r<br />

Vorbereitung an <strong>de</strong>r Einziehgrube und<br />

<strong>de</strong>r Endstelle <strong>mit</strong> <strong>de</strong>r Zugeinrichtung<br />

kann <strong>de</strong>r eigentliche Einziehvorgang<br />

sehr rasch <strong>mit</strong> 20 bis 100 m/h erfolgen.<br />

Dies war ein wesentlicher Vorteil, da die<br />

Lan<strong>de</strong>swasserversorgung auf die<br />

Druckleitung nur maximal vier Tage<br />

verzichten kann. Dennoch erfor<strong>de</strong>rte<br />

die Sanierung weiter gehen<strong>de</strong> Vorbereitungen,<br />

um auf <strong>de</strong>m kritischen Weg<br />

die Spanne von vier Tagen zu schaffen.<br />

[ km ]<br />

449.11<br />

434.09<br />

100 100 bar bar = 32 32 tt<br />

130 130 bar bar = 41,6 41,6 tt<br />

Der Einziehvorgang<br />

Der Zeitpunkt für <strong>de</strong>n Rohreinzug<br />

wur<strong>de</strong> auf die Nacht vom 18. auf <strong>de</strong>n<br />

19. Oktober 2006 festgelegt. Bereits drei<br />

Wochen vorher wur<strong>de</strong> <strong>mit</strong> <strong>de</strong>m Verschweißen<br />

und Auslegen <strong>de</strong>s Rohrstranges<br />

begonnen. Selbst die Desinfektion<br />

<strong>de</strong>s Rohrstranges konnte vor<br />

<strong>de</strong>m Einziehvorgang und <strong>de</strong>m Einrollen<br />

zum C-Liner vorgeschaltet wer<strong>de</strong>n.<br />

Auch für <strong>de</strong>n Einziehvorgang wur<strong>de</strong>n<br />

die Gruben bereits im Frühjahr vorbereitet,<br />

um hierfür ein maximales Zeitfenster<br />

zu erhalten.<br />

Bei einer Querschnittsfläche von<br />

0,111129 x 10 6 mm 2 und einer zulässigen<br />

Spannung von σ zul = 10 N/mm 2 beträgt<br />

die maximal zulässige Zugkraft<br />

1.111 kN. Die Analyse <strong>de</strong>s Zugkraft-<br />

diagramms zeigt, dass die Krümmung<br />

die Reibung nur unwesentlich beeinflusste,<br />

wohingegen die Gradiente einen<br />

<strong>de</strong>utlich stärkeren Einfluss ausübte<br />

(Abb. 3).<br />

Wird überschlägig <strong>mit</strong> <strong>de</strong>m Eigengewicht<br />

<strong>de</strong>s Liners von 61 t gerechnet<br />

und die Haftreibungszahl μH <strong>mit</strong> 0,5<br />

angesetzt, so liegt die maximal erfor<strong>de</strong>rliche<br />

Zugkraft bei 0,50 x 610 kN =<br />

305 kN und da<strong>mit</strong> gera<strong>de</strong> bei knapp 30<br />

Prozent <strong>de</strong>r zulässigen Spannungen.<br />

Der eigentliche Einziehvorgang war am<br />

19. Oktober 2006 um 3:00 Uhr nach 6,5<br />

Stun<strong>de</strong>n abgeschlossen (Abb. 4).<br />

Rückverformung und Einbindung<br />

Nach <strong>de</strong>m Einzug erfolgte unter Einsatz<br />

von pneumatischen Kissen die<br />

Rückverformung <strong>de</strong>r offenen En<strong>de</strong>n<br />

<strong>de</strong>s C-Liners zur ursprünglichen Kreisform<br />

zwecks Aufnahme <strong>de</strong>r Linergrips.<br />

24 Stun<strong>de</strong>n nach Beginn <strong>de</strong>s Einziehvorgangs<br />

konnten die Montagestücke<br />

montiert und die sanierte Rohrleitung<br />

verschlossen wer<strong>de</strong>n, um anschließend<br />

die Leitung zu befüllen und <strong>de</strong>n gesamten<br />

Inliner zurückzuverformen<br />

(Abb. 5). Die Begehung <strong>de</strong>r Leitung erfolgte<br />

zwei Wochen später. Dabei wur<strong>de</strong><br />

ein einwandfreier Zustand <strong>de</strong>s Liners<br />

festgestellt.<br />

Zusammenfassung und Fazit<br />

Erstmals wur<strong>de</strong> eine Trinkwasser-<br />

Druckleitung <strong>de</strong>r Nennweite 1500 <strong>mit</strong>tels<br />

Subline-Verfahren saniert. Die Veranlassung<br />

hierfür bestand darin, dass<br />

die bisherigen Sanierungsverfahren zur<br />

Senkung <strong>de</strong>r Leckrate auf <strong>de</strong>n undichten<br />

Spannbetonabschnitten <strong>de</strong>r Druckleitung<br />

3 <strong>de</strong>r Lan<strong>de</strong>swasserversorgung<br />

kein nachhaltiges und da<strong>mit</strong> zufrie<strong>de</strong>nstellen<strong>de</strong>s<br />

Ergebnis sichern konnten.<br />

Eine beson<strong>de</strong>re Herausfor<strong>de</strong>rung<br />

bestand – neben <strong>de</strong>r großen Nennweite<br />

– darin, dass die Hauptleitung 3 im<br />

Sanierungsabschnitt einschließlich <strong>de</strong>r<br />

Entleerungs- und Befüllungsvorgänge<br />

bei sorgfältiger Vorbereitung und maximaler<br />

Bewirtschaftung <strong>de</strong>r Behältervolumina<br />

nur maximal vier Tage außer<br />

Betrieb gehen kann. Nach<strong>de</strong>m <strong>de</strong>r<br />

Neubau einer Parallelleitung aus Kostengrün<strong>de</strong>n<br />

verworfen wur<strong>de</strong>, war dieser<br />

enge Zeitkorridor eines <strong>de</strong>r maßgeben<strong>de</strong>n<br />

Kriterien zur Auswahl <strong>de</strong>s<br />

16 03/2007<br />

519.06<br />

489.12<br />

484.12<br />

479.13<br />

Abb. 3 Zugkraftdiagramm und Höhenprofil <strong>de</strong>s Sanierungsabschnittes<br />

539.10<br />

534.10<br />

529.09<br />

524.07<br />

593.32<br />

589.20


Sanierungsverfahrens. Hier bestehen<br />

die Vorteile <strong>de</strong>s Subline-Verfahrens<br />

darin, dass wesentliche Fertigungsschritte<br />

außerhalb <strong>de</strong>r zu sanieren<strong>de</strong>n<br />

Rohrleitung auf <strong>de</strong>r <strong>Bau</strong>stelle ablaufen,<br />

d. h. die zu sanieren<strong>de</strong> Leitung<br />

kann bis zum Einziehvorgang in Betrieb<br />

bleiben. Umfangreiche Voruntersuchungen<br />

ergaben, dass <strong>de</strong>r HDPE-<br />

100-Liner (SDR 61, d. h. 24,3 mm<br />

Wandstärke bei D a = 1.480 mm, C.o.F.<br />

= 1 %) sowohl <strong>de</strong>n hydraulischen als<br />

auch <strong>de</strong>n hydrodynamischen Beanspruchungen<br />

(Druckstöße) standhält.<br />

Der Einziehvorgang <strong>mit</strong>tels Hydraulikpressen<br />

gelang mühelos. Weiterhin<br />

sei angemerkt, dass die Sanierungsmaßnahme<br />

Dank <strong>de</strong>r sorgfältigen Vorbereitung<br />

und einer fachkundigen<br />

Mannschaft vor Ort überaus erfolgreich<br />

durchgeführt wer<strong>de</strong>n konnte. So<br />

konnte die Leckrate auf <strong>de</strong>m Abschnitt<br />

von 3.200 m durch die Inliner-Sanierung<br />

auf 550 m von 15 auf 7 l/s gesenkt<br />

wer<strong>de</strong>n. Als Fazit ist festzuhalten, dass<br />

das Subline-Verfahren auch zur kostengünstigen<br />

Sanierung von Groß-<br />

Die machen<br />

Druck<br />

Druckerhöhungsanlagen<br />

für eine zuverlässige<br />

Wasserversorgung<br />

Wenn <strong>de</strong>r Wasserdruck nicht<br />

ausreicht für:<br />

• hohe Gebäu<strong>de</strong><br />

• weit verzweigte Leitungsnetze<br />

• industrielle Prozesse<br />

• Feuerlöscheinrichtungen<br />

Dann helfen Druckerhöhungsanlagen<br />

von Lowara, <strong>de</strong>nn die<br />

machen Druck.<br />

Engineered for life<br />

rohrleitungen in <strong>de</strong>r Trinkwasserversorgung<br />

geeignet ist.<br />

Swageline bei <strong>de</strong>n Berliner<br />

Wasserbetrieben<br />

Im Rahmen <strong>de</strong>r Messe „WASSER BER-<br />

LIN 2006“ sanierte die Firma Lud-<br />

wig Pfeiffer im Auftrag <strong>de</strong>r Berliner<br />

Wasserbetriebe eine Abwasserdruckleitung<br />

DN 1000 <strong>mit</strong> einem HD-PE-<br />

Inliner im Swagelining-Verfahren. Das<br />

<strong>Bau</strong>feld befand sich in innerstädtischer<br />

Lage in Prenzlauer Berg, einem „Szene-Viertel“<br />

von Berlin. Die <strong>Bau</strong>maßnahme<br />

war erfor<strong>de</strong>rlich gewor<strong>de</strong>n,<br />

nach<strong>de</strong>m sich die Störungsfälle beim<br />

Betrieb <strong>de</strong>r Leitung gehäuft hatten. Die<br />

Lage in einem sanierten Stadtgebiet<br />

<strong>mit</strong> geschlossener Bebauung und einer<br />

Vielzahl von Restaurants, Cafes und<br />

Geschäften stellten beson<strong>de</strong>re Anfor<strong>de</strong>rungen<br />

an die <strong>Bau</strong>ausführung. Unter<br />

Berücksichtigung <strong>de</strong>r lokalen Beson<strong>de</strong>rheiten,<br />

einer hydraulischen Berechnung<br />

und einer Wirtschaftlichkeitsanalyse<br />

entschied man sich für<br />

eine PE-close-fit-Sanierung im Swagelining-Verfahren.<br />

Die positiven Erfah-<br />

Leitungsbau<br />

rungen aus vergangen PE-close-fit-<br />

<strong>Bau</strong>maßnahmen ließen die Beteiligten<br />

einen Schritt in eine neue Dimension<br />

wagen – noch nie zuvor wur<strong>de</strong> eine<br />

Leitung DN 1000 <strong>mit</strong> einem PE-closefit-Inliner<br />

SDR17 saniert.<br />

Dieser Hauptleitungsabschnitt in <strong>de</strong>r<br />

Bötzowstraße wur<strong>de</strong> En<strong>de</strong> <strong>de</strong>s 19. Jahrhun<strong>de</strong>rts<br />

gebaut. Verwen<strong>de</strong>t wur<strong>de</strong>n<br />

dabei schmie<strong>de</strong>eiserne Rohre. In <strong>de</strong>n<br />

letzten Jahren stieg die Scha<strong>de</strong>nsrate an<br />

dieser Leitung an, sodass ein Handlungsbedarf<br />

entstand. Auf Grund <strong>de</strong>r<br />

örtlichen Situation war ein größerer<br />

Scha<strong>de</strong>n unbedingt zu verhin<strong>de</strong>rn.<br />

Warum ein Inliner-Verfahren?<br />

In <strong>de</strong>r Planungsphase wur<strong>de</strong>n ausführlich<br />

mehrere mögliche Alternativen<br />

untersucht und bewertet. Ein Neubau<br />

war technisch nur schwer möglich,<br />

da <strong>de</strong>r unterirdische <strong>Bau</strong>raum in diesem<br />

Bereich dicht belegt ist. Zusätzlich<br />

wären weitere Nutzungsentgelte für die<br />

Trasse angefallen. Einer Auswechslung<br />

in bestehen<strong>de</strong>r Trasse stand eine parallel<br />

zur ADL verlaufen<strong>de</strong> Gas-<br />

Lowara<br />

ITT Lowara Deutschland GmbH<br />

63762 Großostheim, Tel.: 06026/943-0, www.lowara.<strong>de</strong>


Quelle: Pfeiffer GmbH Quelle: Pfeiffer GmbH Quelle: Pfeiffer GmbH<br />

Technik<br />

hochdruckleitung DN 500 entgegen.<br />

Des Weiteren befin<strong>de</strong>t sich das <strong>Bau</strong>feld<br />

in einer Durchgangsstraße eines<br />

städtebaulich sanierten Wohngebietes.<br />

Die Belastungen für die Anwohner und<br />

Gewerbetreiben<strong>de</strong> sollten so gering wie<br />

möglich sein. Auf Grund <strong>de</strong>r positiven<br />

Abb. 4 Blick in die Einziehgrube<br />

Abb. 5 Verschließen <strong>de</strong>r<br />

sanierten Rohrleitung <strong>mit</strong><br />

Einbau <strong>de</strong>r Montagestücke<br />

Abb. 6 Blick auf die Swage-Ausrüstung<br />

Erfahrungen aus an<strong>de</strong>ren <strong>Bau</strong>vorhaben<br />

untersuchten die Berliner Wasserbetriebe<br />

auch die Möglichkeit einer<br />

wirtschaftlichen Sanierung. Dabei<br />

wur<strong>de</strong>n unter an<strong>de</strong>ren folgen<strong>de</strong> Anfor<strong>de</strong>rungen<br />

an das Sanierungsverfahren<br />

<strong>de</strong>finiert:<br />

• Inliner in Neurohrqualität<br />

• Aufrechterhaltung <strong>de</strong>r Durchflusskapazität<br />

• Aufnahme aller Lasteinflüsse durch<br />

<strong>de</strong>n Inliner<br />

• Unproblematischer Rohrwerkstoff in<br />

Bezug auf Hydraulik und Dauerhaftigkeit<br />

• Geringe Beeinträchtigung <strong>de</strong>s<br />

Verkehrsflusses<br />

• Kurze <strong>Bau</strong>zeit<br />

• Lange Sanierungsabschnitte<br />

• Einzug auch bei Abwinkelungen <strong>de</strong>r<br />

Rohrachsen möglich<br />

• Hohe Wirtschaftlichkeit (kostengünstiger<br />

als offene <strong>Bau</strong>weise)<br />

Das Swagelining-Verfahren<br />

Das Swagelining-Verfahren ist ein kostengünstiges<br />

Sanierungsverfahren für<br />

Druckrohrleitungen <strong>mit</strong> PE-HD-Inlinern<br />

ohne bleiben<strong>de</strong>n Ringraum. Das<br />

Verfahren zeichnet sich beson<strong>de</strong>rs<br />

durch eine geringe Belastung <strong>de</strong>s<br />

Straßenverkehrs aus, welches auf diesem<br />

<strong>Bau</strong>vorhaben von großem Nutzen<br />

war. Der komplett vorgefertigte Inliner<br />

D a 1.030 mm wird <strong>mit</strong> einer Zugvorrichtung<br />

vor Ort durch ein Reduktionswerkzeug<br />

gezogen. Dadurch verringert<br />

sich <strong>de</strong>r Durchmesser <strong>de</strong>s Inliners.<br />

Der Inliner bleibt während <strong>de</strong>s<br />

Einziehvorganges ständig unter Zugspannung.<br />

So<strong>mit</strong> kann <strong>de</strong>r Einziehvorgang<br />

je<strong>de</strong>rzeit unterbrochen wer<strong>de</strong>n,<br />

z. B. um einzelne Rohrstränge vor<br />

<strong>de</strong>m Einzug zu verbin<strong>de</strong>n. Nach Erreichen<br />

<strong>de</strong>r Endlage wird die Zugkraft<br />

entspannt, wodurch sich <strong>de</strong>r Außendurchmesser<br />

wie<strong>de</strong>r vergrößert. Der<br />

Inliner legt sich close-fit an das Altrohr<br />

an. Das Swagelining-Verfahren<br />

wur<strong>de</strong> schon sehr oft erfolgreich angewandt.<br />

Weit über 1.000 km sanierte<br />

Rohrleitungen bestätigen die Zuverlässigkeit<br />

dieses Verfahrens.<br />

Dauer <strong>de</strong>r Sanierung<br />

Ein be<strong>de</strong>uten<strong>de</strong>r Vorteil dieses Verfahrens<br />

ist, dass zeitintensive Vorarbeiten,<br />

wie das Reinigen <strong>de</strong>r Altrohrleitung und<br />

das Verschweißen <strong>de</strong>r einzelnen Rohrstränge,<br />

parallel im Bereich <strong>de</strong>s <strong>Bau</strong>fel<strong>de</strong>s<br />

ausgeführt wer<strong>de</strong>n können. Nach<br />

Abschluss <strong>de</strong>r Vorarbeiten in <strong>de</strong>n Startund<br />

Zielgruben sowie in <strong>de</strong>r Altrohrleitung<br />

erfolgte <strong>de</strong>r Rohrzug <strong>mit</strong> einer<br />

Geschwindigkeit von ca. 50 bis 80 m/h.<br />

Der Einziehvorgang wur<strong>de</strong> in zwei Ab-<br />

18 03/2007


schnitten vorgenommen. Der erste Abschnitt<br />

<strong>mit</strong> 303 m dauerte ca. fünf Stun<strong>de</strong>n<br />

und <strong>de</strong>r zweite Abschnitt <strong>mit</strong> 227 m<br />

weniger als vier Stun<strong>de</strong>n. Das Verfahren<br />

hat erneut <strong>de</strong>utlich gemacht, dass in<br />

kürzester Zeit lange Strecken auch in<br />

größeren Durchmesserbereichen dauerhaft<br />

saniert wer<strong>de</strong>n können.<br />

Örtlichkeiten<br />

Das Sanierungsgebiet in Berlin-Friedrichshain<br />

und Prenzlauer Berg zeichnet<br />

sich durch eine lückenlose Wohnhausbebauung<br />

<strong>mit</strong> hoher Bevölkerungsdichte<br />

aus. Dementsprechend<br />

herrscht hoher Anliegerverkehr <strong>mit</strong><br />

voll ausgelasteten Parkflächen beidseitig<br />

in <strong>de</strong>r Bötzowstraße. Die zu sanieren<strong>de</strong><br />

ADL DN 1000 befin<strong>de</strong>t sich fast<br />

<strong>mit</strong>tig in <strong>de</strong>r Straße. Dennoch musste<br />

<strong>de</strong>r ruhen<strong>de</strong> Verkehr nur im Bereich<br />

<strong>de</strong>r drei Einzelbaugruben und für die<br />

zwei Rohreinzüge für jeweils ca. sechs<br />

Stun<strong>de</strong>n entfernt wer<strong>de</strong>n. Zusätzlich<br />

wur<strong>de</strong> <strong>de</strong>r fließen<strong>de</strong> Verkehr für die<br />

Zeit <strong>de</strong>s Rohreinzuges nur zeitweise für<br />

queren<strong>de</strong> Straßen geringfügig beeinträchtigt.<br />

Das Verfahren hat hier ein<strong>de</strong>utig<br />

gezeigt, dass eine Rohrleitung<br />

DN 1000 in einer Gesamtlänge von 530<br />

m in einem sehr dicht bewohnten Gebiet<br />

<strong>mit</strong> stark frequentierten Anliegerstraßen<br />

problemlos, <strong>mit</strong> kurzer <strong>Bau</strong>zeit<br />

und <strong>mit</strong> geringen Einschränkungen für<br />

<strong>de</strong>n Verkehr saniert wer<strong>de</strong>n kann.<br />

Vorbereiten<strong>de</strong> Maßnahmen<br />

<strong>de</strong>r Sanierung<br />

Um <strong>de</strong>n Inliner problemlos in das Altrohr<br />

einziehen zu können und um nach<br />

<strong>de</strong>m Einbau eine Close-fit-Lagerung<br />

im Altrohr zu erreichen, wur<strong>de</strong>n folgen<strong>de</strong><br />

Vorarbeiten notwendig:<br />

Nach Anlegen <strong>de</strong>r drei <strong>Bau</strong>gruben für<br />

bei<strong>de</strong> Sanierungsabschnitte wur<strong>de</strong> jeweils<br />

ein Ausschnitt im oberen Bereich<br />

<strong>de</strong>s schmie<strong>de</strong>eisernen Altrohres hergestellt,<br />

um die restlichen Wassermengen,<br />

die nicht durch die vorhan<strong>de</strong>nen Entleerungen<br />

ablaufen konnten, abzupumpen.<br />

Danach erfolgte umgehend eine<br />

Hochdruckreinigung <strong>mit</strong> gleichzeitigem<br />

Absaugen und Abfahren <strong>de</strong>r<br />

Schlammrückstän<strong>de</strong>. Die nun noch vorhan<strong>de</strong>nen<br />

festen Inkrustationen wur<strong>de</strong>n<br />

<strong>mit</strong> einer mechanischen Reinigung<br />

entfernt. Um das Ergebnis zu kontrollieren<br />

wur<strong>de</strong> ein zuvor angefertigter Ka-<br />

03/2007<br />

librierkörper <strong>mit</strong> einem Außendurchmesser<br />

von 985 mm durch das Altrohr<br />

gezogen. Die darauf folgen<strong>de</strong> Kamerabefahrung<br />

brachte die Erkenntnis, dass<br />

das Altrohr ausreichend für die Inlinersanierung<br />

vorbereitet war. Zeitgleich zu<br />

diesen Arbeiten wur<strong>de</strong>n die an <strong>de</strong>n <strong>Bau</strong>gruben<br />

statisch berechneten Wi<strong>de</strong>rlager<br />

eingebaut, die zur Aufnahme <strong>de</strong>r Längskräfte<br />

beim Einziehvorgang erfor<strong>de</strong>rlich<br />

waren. Des Weiteren wur<strong>de</strong>n alle<br />

Rohre für <strong>de</strong>n jeweiligen Abschnitt aus<br />

Platzgrün<strong>de</strong>n außerhalb <strong>de</strong>s Sanierungsbereiches<br />

vorgeschweißt und am<br />

Straßenrand abgelegt. Für <strong>de</strong>n Einziehvorgang<br />

erfolgte <strong>de</strong>r Transport <strong>de</strong>r fertigen<br />

Rohrstränge zu <strong>de</strong>n Startgruben.<br />

Einziehvorgang<br />

Der Zeitpunkt <strong>de</strong>s Inlinereinzuges wur<strong>de</strong><br />

außerhalb <strong>de</strong>s Berufsverkehrs gewählt,<br />

sodass die Beeinträchtigung für<br />

<strong>de</strong>n ruhen<strong>de</strong>n und fließen<strong>de</strong>n Verkehr<br />

so gering wie möglich ausfiel. Das zuvor<br />

eingeschobene Gestänge <strong>de</strong>r in <strong>de</strong>r Zielgrube<br />

positionierten Zugmaschine wur<strong>de</strong><br />

<strong>mit</strong> <strong>de</strong>m angeschweißten Zugkopf<br />

verbun<strong>de</strong>n. Im Reduktionswerkzeug erfolgte<br />

eine Verringerung <strong>de</strong>s Außendurchmessers<br />

<strong>de</strong>s PE-Inliners von 1.030<br />

auf ca. 970 mm. Der Einzug in die Altleitung<br />

war so<strong>mit</strong> problemlos möglich.<br />

Die für die Verformung und <strong>de</strong>n Einzug<br />

notwendigen Zugkräfte lagen zwischen<br />

85 und 120 to, wo<strong>mit</strong> die zulässige,<br />

durch <strong>de</strong>n Rohrhersteller vorgegebene<br />

Zugkraft von max. 182 to, erheblich<br />

unterschritten wur<strong>de</strong>. Nach<strong>de</strong>m <strong>de</strong>r<br />

Rohrstrang seine Endposition erreicht<br />

hatte, wur<strong>de</strong> das Zuggestänge zwischen<br />

Swage-Anlage und Zugmaschine entlastet,<br />

wodurch sich <strong>de</strong>r Außendurchmesser<br />

wie<strong>de</strong>r vergrößerte (Abb. 6).<br />

Rückverformung, Einbindung<br />

und Druckprüfung<br />

Die Rückverformung <strong>de</strong>s zuvor verjüngten<br />

PE-Inliners erfolgte durch die<br />

stufenweise Entlastung <strong>de</strong>r Zugkräfte.<br />

Der eingezogene Rohrstrang bekam<br />

so<strong>mit</strong> für die Dauer von ca. acht Stun<strong>de</strong>n<br />

genügend Zeit, um sich in entlastetem<br />

Zustand nahezu spannungsfrei<br />

zu 100 Prozent an das Altrohr anzulegen.<br />

Ein Ringraum konnte so<strong>mit</strong> ausgeschlossen<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

Die bei<strong>de</strong>n Rohrstränge wur<strong>de</strong>n in <strong>de</strong>r<br />

Mittelbaugrube <strong>mit</strong> PE-HD-Rohr in<br />

Autor:<br />

Dipl.-Ing. Thomas Meyer<br />

Pfeiffer GmbH<br />

Altfrankener Str. 2<br />

01159 Dres<strong>de</strong>n<br />

Tel.: 0351 42737-88<br />

Fax: 0351 42737-89<br />

Leitungsbau<br />

offener <strong>Bau</strong>weise zusammengefügt. An<br />

<strong>de</strong>n bei<strong>de</strong>n äußeren En<strong>de</strong>n wur<strong>de</strong> je<br />

ein Vorschweißbund <strong>mit</strong> Losflansch<br />

angeschweißt und die Druckprüfung<br />

<strong>mit</strong> 12 bar in 24 Stun<strong>de</strong>n im Normalverfahren<br />

durchgeführt. Der Rohrstrang<br />

ist auf <strong>de</strong>r gewünschten Länge<br />

von 530 m <strong>mit</strong> einem PE-Inliner PE100<br />

SDR17 D A 1.030 mm erfolgreich saniert<br />

wor<strong>de</strong>n und konnte nunmehr<br />

wie<strong>de</strong>r <strong>mit</strong> <strong>de</strong>m vorhan<strong>de</strong>nen Abwasserdrucksystem<br />

verbun<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n.<br />

Literatur<br />

Zweckverband Lan<strong>de</strong>swasserversorgung:<br />

Bericht Dr. Haakh<br />

<strong>Bau</strong>mgartner, F.: Funktionsweise <strong>de</strong>r kreisquerschnittförmigen<br />

Elastomerdichtung in Theorie<br />

und Praxis für Stahlbeton- und Spannbetondruckrohre;<br />

3R international; 20. Jahrgang,<br />

Heft 2/3, Februar/März.<br />

ADVANTICA: Swagelining<br />

Schulte, U., Hessel, J.: Restlebensdauer von<br />

Kunststoffrohren nach einer Betriebszeit von<br />

41 Jahren; 3R international (45), Heft 9/2006<br />

HDPE-Rohre; Lebensdauererwartung.<br />

Pfeiffer, L.: Druckrohr- und Kanalsanierung<br />

E-Mail: dres<strong>de</strong>n@ludwigpfeiffer.com<br />

Internet: www.ludwigpfeiffer.com<br />

ERDWÄRMESONDEN<br />

• Son<strong>de</strong>n DN 32 (PE 100 SDR 11 PN 16)<br />

<strong>mit</strong> 2 Kreisläufen und 4 Son<strong>de</strong>rrohren<br />

fertig verschweißt<br />

• Das Verschweißen <strong>de</strong>r Muffen <strong>mit</strong><br />

Rohren und Son<strong>de</strong>nkopf wird werkseitig<br />

druckgeprüft und protokolliert<br />

• Zusätzlich wer<strong>de</strong>n die Son<strong>de</strong>n fremdüberwacht<br />

und geprüft<br />

50 m / Euro 237,-<br />

- 60 m / Euro 259,-<br />

- 70 m / Euro 281,-<br />

- 80 m / Euro 303,-<br />

90 m / Euro 325,-<br />

- 100 m / Euro 347,-<br />

110 m / Euro 369,-<br />

- 120 m / Euro 391,-<br />

- 130 m / Euro 413,-<br />

- 140 m / Euro 435,-<br />

- Y-Stück 32/32/40<br />

Euro 11,--<br />

Alle Preise ab Werk, zzgl. MwSt.<br />

Tel.: 07024/929242<br />

Fax: 07024/929244<br />

Neuffenstraße 78<br />

D 73240 Wendlingen<br />

COLSHORN C<br />

Brunnenbauzubehör und Gußerzeugnisse<br />

19

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!