Zustand und Sanierungs- bedarf von Schächten - Nodig-Bau.de

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Kanalbau Schächte Alter der Schächte über 100 Jahre 76 bis 100 Jahre 51 bis 75 Jahre 26 bis 50 Jahre 0 bis 25 Jahre Bild 4: Verteilung der Querschnittsformen der Schächte 58 tis 4/2007 Schleswig Holstein 3% Sachsen-Anhalt 2% Sachsen 5% Rheinland Pfalz 3% Nordrhein-Westfalen 30% unbekannt 2% 3% 4% 9% 8% 8% 10% 17% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Bild 3: Altersverteilung der Schächte Rechteckquerschnitt 11,2% Thüringen 10% Bild 2: Verteilung der beteiligten Kommunen bezogen auf die Bundesländer Sonstige 4,5% Anteil der Schächte 27% Baden Württemberg 22% 31% Bayern 16% Brandenburg Hessen 2% 2% Niedersachsen 5% DWA Umfrage 2004 Eigene Umfrage 39% Kreisquerschnitt 84,3% 42% Ergebnisse der S & P-Umfrage Datenbasis Die nachfolgenden Ausführungen basieren auf den Ergebnissen einer im Jahre 2004 durchgeführten Umfrage [13], an der sich 62 Netzbetreiber beteiligt haben. Sie sind als Zusatzinformationen zu den Ergebnissen der DWA-Umfrage 2004 zum „Zustand der Kanalisation in Deutschland“ [14] gedacht, in der die Schächte noch nicht den gleichen Stellenwert wie die Abwasserkanäle einnehmen. Mit Inkrafttreten der Verordnung zur „Selbstüberwachung von Kanalisationen und Einleitungen von Abwasser aus Kanalisationen im Mischsystem und im Trennsystem“ (Selbstüberwachungsverordnung Kanal - SüwVKan [15]) am 01.01.1996 wurden erstmalig die Kanalnetzbetreiber in NRW verpflichtet, den baulichen und betrieblichen Zustand ihres Kanalnetzes sowie der mit diesem verbundenen Bauwerke der Ortsentwässerung, und damit insbesondere auch der Schächte, bis zum 31.12.2005 vollständig festzustellen. In Abhängigkeit des Inspektionsergebnisses sind dann entsprechende Betriebs- und Unterhaltsmaßnahmen zu treffen, die in dem Runderlass [16] des Ministeriums für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes NRW vom 03.01.1995 vorgegeben werden. Bei Undichtigkeiten am Schachtkörper und bei schadhaftem Allgemeinzustand des Schachtes wird eine entsprechende bauliche Sanierung gefordert, bei der nach DIN EN 752 - 5 [21] ein Sollzustand realisiert werden muss, der mindestens den gleichen Anforderungen genügt, die für einen neu herzustellenden Schacht gelten. Im Bild 2 ist die Verteilung der beteiligten Kommunen bezogen auf die Bundesländer dargestellt. Der überwiegende Anteil stammte mit 30 % aus Nordrhein-Westfalen, gefolgt von Baden-Württemberg mit 22 % und Bayern mit 16 %. Die Einwohnerzahlen der beteiligten Kommunen lagen vorwiegend zwischen 20.000 bis 500.000. Insgesamt wurden 530.429 Schächte von Kanalisationen mit einer Gesamtlänge von 20.445 km erfasst. Das entspricht 4,2 % der Gesamtlänge des Kanalnetzes in Deutschland von 486.159 km. Aus dem Verhältnis Netzlänge zur Anzahl der Schächte ergibt sich eine durchschnittliche Haltungslänge von 37,30 m. Hochgerechnet auf ganz Deutschland ergeben sich hieraus für den öffentlichen Bereich insgesamt ca. 13 Mio. Schächte. Altersverteilung Bild 3 zeigt die Altersverteilung der Schächte. Die überwiegende Anzahl der Schächte (42 %) besitzt ein Alter zwischen 26 und 50 Jahren. Mehr als zwei Drittel (69 %) sind jünger als 50 Jahre. Das Durchschnittsalter aller Schächte beträgt ca. 38 Jahre. Diese Ergebnisse stimmen in der Größenordnung mit der in der DWA-Umfrage 2004 [14] ermittelten Altersverteilung der Abwasserkanäle überein (s. Bild 3). Querschnittsform und –abmessungen Die Regelquerschnittsform der Schächte ist kreis- oder rechteckförmig. Bezüglich der Schachtabmessungen gilt nach DIN EN 476 [10]: „Einsteigschächte mit Zugang für Personal müssen für alle Instandhaltungsarbeiten am System geeignet sein. Die Nennweite muss DN/ID 1000 oder mehr, für Rechteckquerschnitte 750 x 1200 oder mehr und für elliptische Querschnitte 900 x 1100 oder mehr betragen“. Im Bild 4 ist die Verteilung der Querschnittsformen der Schächte dargestellt. Dabei überwiegt der Kreisquerschnitt mit insgesamt 84,3 %. Ca. 69 % der kreisförmigen Schächte weisen eine Nennweite von DN 1000 auf; der Rest verteilt sich auf die Nennweiten DN 1200 und DN 1500. Tiefenlage Unter Tiefenlage wird nachfolgend die Schachthöhe von OK Fließsohle bis OK Schachtabdeckung (s. Bild 1; Symbol H) verstanden. Die durchschnittliche Tiefenlage der erfassten Schächte liegt zwischen 1,8 und 6,0 m (s. Bild 5). Der überwiegende Teil der Schächte (44,3 %) besitzt eine Tiefenlage von 3,00 m. Dieses Ergebnis bestätigt die Aussage in [17], dass die mittlere Überdeckungshöhe der Kanäle in städtischen Entwässerungsgebieten in der Regel 3,0 bis 4,0 m beträgt. Werkstoffverteilung Wie bereits im Abschnitt 1 erwähnt, wurden Schächte bisher vornehmlich in Mauerwerk, in Ortbeton oder aus Fertigteilen aus Beton und Stahlbeton hergestellt (s. Bild 7). Diese Aussage bestätigen auch die diesbezüglichen Ergebnisse der Umfrage (s. Bild 6). Danach besteht der überwiegende Anteil der Schächte in den Kanalisationen Deutschlands aus Beton oder Stahlbeton (ca. 63 %). Der Anteil der gemauerten Schächte beträgt 28 %, der der Schächte aus Ortbeton 6 %. Schächte aus Kunststoff bilden mit einem Anteil von 0,36 % die Ausnahme (s. Bild 6). Diese Werkstoffverteilung Anteil der Kommunen [%] 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 1,80 2,00 2,25 2,50 2,65 2,70 2,80 3,00 3,10 3,40 3,50 3,70 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 Tiefenlage [m] Bild 5: Verteilung der durchschnittlichen Tiefenlagen der Schächte tis 4/2007 59 Schächte Kanalbau
Kanalbau Schächte Schacht aus Betonfertigteilen Schacht aus Mauerwerk Schacht aus PE-HD [19] Schacht aus einer Werkstoffkombination Bild 7: Schächte aus verschiedenen Werkstoffen (Quelle: S & P Consult GmbH) Mauerwerk 28,28% 60 tis 4/2007 Kunststo 0,36% 6 Werkstoffverteilung der Schächte Rissbildung 8% Einragender oder schadhafter Anschluss 14% Sonstige 11% Undichtigkeit 18% 8 Schadensverteilung an Schächten Ortbeton 6,27% Sonstige 1,86% Beton 63,24% Schadhafte Steighilfe 29% Schaden an Abdeckung und Rahnem 20% der Schächte stimmt mit der vom IKT [18] ermittelten sehr gut überein. Zustandsbeschreibung der Schächte Einen Überblick über die Schadensverteilung an Schächten in kommunalen Entwässerungsnetzen vermittelt Bild 8. Das häufigste Schadensbild sind schadhafte Steighilfen (29 %), gefolgt von Schäden an Abdeckungen und Rahmen (20 %) und Undichtigkeiten (18 %). Diese drei Schadensbilder treten in fast zwei Dritteln aller Schadensfälle auf. Dieses Ergebnis weicht von dem diesbezüglichen DWA -Ergebnis ab. Dort betrug die Häufigkeit der Schäden an Abdeckung und Rahmen 38 % und die Häufigkeit der schadhaften Steighilfen 28 % [14]. Als Beispiele für sonstige Schadensarten wurden bei der Umfrage Fugenkorrosion an Mauerwerkskanälen, Wurzeleinwuchs und Schäden am Gerinne genannt. Im Bild 9 sind beispielhaft typische Schadensbilder für Schächte aus Beton und Mauerwerk dargestellt. Sanierung der Schächte Sanierungsbedarf Das frühzeitige Erkennen von Schäden einschließlich ihrer Ursachen und Folgen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die optimale Planung und Gestaltung der Instandhaltungsmaßnahmen und damit auch der Sanierungsmaßnahmen. Bisher wurde die bauliche Zustandserfassung, -dokumentation, und –bewertung von Schächten noch nicht mit der gleichen Intensität wie bei den Abwasserkanälen durchgeführt. Deshalb erstrecken sich die Angaben der Kommunen zum Sanierungsbedarf schadhafter Schächte über den Bereich von 1 % bis 100 % (s. Bild 10). Der diesbezügliche Mittelwert beträgt ca. 30 %. Dieser Wert liegt um etwa 10 % niedriger als der in der DWA-Umfrage 2004 mit ca. 41 % ermittelte kurz-, mittel-, und langfristige Sanierungsbedarf der öffentlichen Abwasserkanäle. Daraus kann abgeleitet werden, dass bei der Überprüfung der Sanierungsnotwendigkeit von Kanalhaltungen grundsätzlich auch die Schächte mit in die Betrachtung einbezogen werden sollten. Sanierungsverfahren Bei schadhaften Schächten, die nicht außer Betrieb genommen werden können, d.h. deren Funktionsfähigkeit im Sinne der DIN 31051 [20] nicht beabsichtigt unbefristet unterbrochen werden kann, ist eine Sanie- Schaden an Abdeckung und Rahmen Schadhafte Steighilfen Risse in der Schachtwandung Einragende Anschlüsse Undichte Schachtringverbindung Korrosion des Fugenmörtels und der Klinker 9 Typische Schadensbilder an Schächten (Quelle: S & P Consult GmbH) rung unbedingt erforderlich, wenn der vereinbarte oder festgelegte Mindestwert des Abnutzungsvorrates erreicht ist bzw. durch innere oder äußere nicht geplante, zufällige Einwirkungen eine Störung oder ein Ausfall, d.h. eine unbeabsichtigte Unterbrechung der Funktionsfähigkeit eintritt. Wird ein festgestellter Schaden nicht rechtzeitig behoben, so kann es zum Ausfall sowie zu weiteren gravierenden Auswirkungen, z.B. auf die Umwelt, die Entsorgungssicherheit, den Verkehr und die Volkswirtschaft im Allgemeinen, kommen. DIN EN 752-5 [21] unterscheidet bei der Sanierung die Verfahrenshauptgruppen: ■ Reparatur ■ Renovierung ■ Erneuerung. Unter Reparatur versteht man nach DIN EN 752-5 [21] Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden. Bei größeren Schäden im Schachtbereich, die mit Reparaturen nicht mehr wirtschaftlich zu beheben sind, kommen Renovierungs- oder Erneuerungsverfahren zum Einsatz. Unter Renovierung versteht in Anlehnung an DIN EN 752-5 [16] Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit von Schächten unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz. Die Erneuerung, d.h. die Herstellung neuer Schächte an der gleichen Posi- tis 4/2007 61 Schächte Kanalbau
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