Weltpremiere in Dortmund - Klaus Stewering

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Kanalbau
bi UmweltBau 3 | 06
Optimierter Kanalbau in offener Bauweise
Weltpremiere
in Dortmund
Das Dortmunder Tiefbauamt testet im Rahmen eines
Pilotvorhabens neuartiges Rohrmaterial und ein optimiertes
Verlegeverfahren im Kanalbau.
Das nach wie vor gebräuchlichste Verfahren
beim Bau von Kanalisationsanlagen
stellt die offene Bauweise dar. Dabei sind
die Arbeitsabläufe trotz des Einsatzes von
Spezialmaschinen durch einen hohen Anteil
manueller Arbeiten gekennzeichnet.
Das führt einerseits zu einem hohen Lohnkostenanteil
und stellt andererseits – wie
verschiedene Untersuchungen eindeutig ergaben
– eine wesentliche Ursache für Kanalschäden
dar. Im Rahmen eines vom Ministerium
für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft
und Verbraucherschutz des Landes NRW
geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojektes
wurde jetzt ein neuartiges Rohrmaterial
entwickelt, das statisch und verlegetechnisch
bessere Eigenschaften als herkömmliches
Material aufweist und so zur Vermeidung
solcher Schäden beiträgt. Zudem ist es
im Zuge eines von der Deutschen Bundesstiftung
Umwelt (DBU) geförderten Fortsetzungsvorhabens
gelungen, ein optimiertes
Verlegeverfahren für diese Rohre zu entwickeln.
Diesem Forschungskonsortium gehören
an:
– Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH, Bochum
Initiator und Projektleitung
– Emunds & Staudinger GmbH,
Hückelhoven

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Die statisch optimierten Rohre haben eine innen liegende Dichtung aus Edelstahl mit Elastomerauflage.
Entwicklung eines speziellen Linearverbausystems
– WIMAG GmbH, Obernburg
Entwicklung eines Rohrverlegegerätes
– E.J. Kronenberger ing. ing. Beratender Ingenieur
GbR
Optimierung der Bodenaufbereitung zur Wiederverwendung
des Aushubbodens
– Bauunternehmung Klaus Stewering GmbH &
Co. KG, Borken
Ausführung der Pilotbaustelle in Dortmund
Das Tiefbauamt der Stadt Dortmund setzt die
Neuentwicklungen bei der Kanalerneuerung
an der Wellinghofer Straße in Dortmund-Hörde
erstmals unter realen Bedingungen ein. Dort
werden Betonrohre von 700 mm Durchmesser
auf einer Länge von 65 Metern erneuert. Das
Tiefbauamt hat sich zum Einsatz der neuen
Technik entschlossen, weil man sich bei erfolgreicher
Bewährung künftig geringere Baukosten
durch schmalerer Grabenbreiten und
eine geringere Beeinträchtigung des Verkehrs
durch weniger Platzbedarf verspricht. Außerdem
sollen durch die maschinelle Verlegetechnik
und die Spezialform der Rohre die Qualität
und Dauerhaftigkeit des Kanals noch weiter erhöht
werden. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt
übernimmt für die Pilotbaustelle zudem
die Rohrkosten in Höhe von rund 10.000 Euro,
so dass die Baukosten hier für die Stadt Dortmund
geringer ausfallen als bei klassischer Kanalbauweise.
Als hauptsächliches Ziel des optimierten Verfahrens
nannte Prof. Dr. Dietrich Stein, Verlegefehler
auszuschließen und gleichzeitig Kosten
einzusparen. Als wesentliches Element
dient hierzu ein neu entwickeltes, statisch optimiertes
Rohr mit geradem Fuß, das den für die
Verdichtung der Bettungszone so kritischen Bereich
des Zwickels entschärft.
Als zweites Kernelement wurde - als Anbaugerät
für den Bagger – ein Verlegegerät entwickelt.
Hiermit kann der Baggerfahrer das Rohr aufnehmen,
in den verfahrensbedingt sehr schmal verbauten
Rohgraben einfädeln und mit dem vorher
verlegten Rohr zusammenschieben.
Die Bettungszone des Rohres wird aus aufbereitetem,
verflüssigtem Bodenaushub von der
Baustelle hergestellt. Eine mechanische Verdichtung
entfällt in diesem Bereich.
Beim Verbau handelt es sich um einen modifizierten
und dem Verlegeverfahren angepassten
Linearverbau. In Dortmund soll das neue Rohr
im Zusammenspiel mit der optimierten Bauverfahrenstechnik
im praktischen Einsatz seine
Vorteile unter Beweis stellen und sich anschließend
am Markt etablieren. Argument hierbei
soll neben den technischen Vorteilen ein deutliches
Kosteneinsparpotential sein.
Prof. Stein sprach in diesem Zusammenhang
von etwa 20 Prozent gegenüber der konventionellen
offenen Verlegung. Ob sich diese Einschätzung
realisieren lässt, wird die Zukunft
zeigen und der Markt entscheiden. ❚
Im Rahmen des Projektes entwickelt: Das Rohrverlegegerät,
das über einen Schnellwechseler in Sekunden
an den Bagger angebaut werden kann.
Eine am Ausleger des Baggers montierte Kamera
liefert dem Baggerfahrer Bilder aus dem Rohrgraben.
| Fotos: Eu
Innerhalb von vier Minuten war das Rohr in dem sechs Meter tiefen Graben ferngesteuert verlegt.

Bodenbaustoff
Ein Begriff setzt Maßstäbe
von ernst j. kronenberger ing. ing. perl
Rationalisierung, Gewerke hoher Qualität, Umwelt, diese drei
Bedingungen werden durch das Verfahren Kronenberger erfüllt.
Bodenverbesserung für die Verlegung von Großrohren
in Essen – Kupferdreh. Dieses Foto dokumentiert
eindrucksvoll, dass die Bodenverbesserung auch auf
engstem Raum möglich ist, bei halbseitiger Sperrung
der Fahrbahn. Ein Geländestreifen von 4 m zwischen
Fahrbahn und Bahngelände reicht aus zum Vor- und
Nachmischen der Aushubsmassen.
Nachdem 1996 die ersten Pilotprojekte zur Bodenaufbereitung
im Kanalbau mit der Fa. Uhrig
im Südschwarzwald durchgeführt wurden, ergaben
sich viele Fragen aus der Reaktion der
Böden mit Brandkalk und Kalk-Zement Mischbindern.
Aus der Fachliteratur wurde alsbald erkannt,
dass bei unkontrolierter Vorgehensweise kalkbehandelte
Böden zu einer Bodenklasse 6 bis
7 aushärten können.
Da bis dato Böden nur im Straßenbau mit Kalk
verbessert wurden, hat niemand – auch nicht in
den Regelwerken - diesem Phänomen eine besondere
Bedeutung zugemessen.
Hier betrat Kronenberger insofern Neuland,
als eine Verfelsung der behandelten Böden im
Kanal- und Rohrleitungsbau wegen der zu erwartenden
Spätfolgen, sowohl für die Tiefbauarbeiten
als auch für Rohr- und Leitungsschäden,
nicht hingenommen werden kann.
Durch empirisches Vorgehen und die Informationen
des französischen Wissenschaftlers Dr.
Siffert, der 10 Jahre Grundlagenforschung über
die Reaktion von Kalk, und die Hauptbodenelemente
wie Silikate (SiO 2 ) und Tonmineralien
(Al 2 O 3 ), gemacht hatte, erlangte Kronenberger
eine profunde Kenntnis über das chemische
Verhalten der Böden. Diese Kenntnis erlaubt
es gezielt verschiedene „Bodenbaustoffe“ herzustellen
wie diese in veschiedenen Regelwerken
für den Kanal- und Rohrleitungsbau, Straßenbau-
und Tiefbau und für den Grundbau für
einen gründungsfähigen Untergrund gefordert
werden.
Diese verschiedenen Eigenschaften werden
durch unterschiedliche Dosierung angepasster
Bindemittel auf Grund der chemischen Analyse
der Böden und eine unterschiedliche Behandlung
mit dem Terra- Star- Schaufelseparator,
erreicht.
Die Erlangung dieser Erkenntnisse fiel etwa
zeitgleich zusammen mit der Veröffentlichung
der Schriftreihe 2002 von Prof. Dr. Witt, Bauhausuniversität
Weimar. Der Begriff „Bodenbaustoff“
dürfte im Wesentlichen auch von
Prof. Dr. Witt geprägt worden sein.
Der Begriff Baustoff ist verbunden mit einer
Qualitätsdefinition, die auch für Bodenbaustoffe
gilt.
Es ist erstaunlich, dass im Jahre 2006 noch
immer viele Bodengutachter eine Bodenverbesserung
durch rein physikalisches Vorgehen
empfehlen nach dem Motto: „Mit Kalk entzieht
man dem Boden die Feuchte, Bodenstabilisierung
macht man mit Zement“. Dabei ist das
Wissen um die chemischen Vorgänge entscheidend,
um eine Empfehlung für die Behandlung
bindiger Böden zur Wiederverwendung zu
geben. Der Erfolg des Verfahrens durch die Anerkennung
renommierter Fachleute und Insti-

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tute sowie die Durchdringung des Marktes, ist
dem Umstand zuzuschreiben, dass Kronenberger
in einer Straßen- und Tiefbauunternehmung
aufgewachsen, durch den Wettbewerbsgedanken,
also die Rationalisierung und das Streben
nach Qualität, geprägt ist. Diese Prägung
ist gepaart mit der unternehmerischen Verantwortlichkeit
für sein Gewerke.
Nicht zuletzt muss auch die Umweltrelevanz in
unser Handeln einbezogen werden.
Das Jahr 2006 dürfte für das Verfahren Kronenberger
ein wichtiges Jahr werden, denn:
- Das Verfahren ist wissenschaftlich untermauert.
- Der DWA-Fachausschuss hat beschlossen,
das Verfahren in das Arbeitsblatt A-139 aufzunehmen.
- Das Verfahren ist in ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt
von Prof. Dr. Stein und Partner
einbezogen, das im Mai-Juni 2006 in Dortmund
durchgeführt wird mit dem Titel „Optimiertes
Verfahren zur Verlegung optimierter
Rohre in offener Verlegung“.
- Bereits 60 Kanal- und Rohrleitungsfirmen
wurden von Kronenberger zertifiziert und es
entwickelt sich ein Schneeballeffekt, durch
den sich immer mehr Firmen für das Verfahren
interessieren.
- Der Entsorgungsverband Saar hat beschlossen
zukünftig Kanalarbeiten nach „Verfahren
Kronenberger“ auszuschreiben.
- Eine Reihe von Firmen bauen so genannte
„Bodenbaustoff“- Zentren auf, die bindige
Bodenmasse annehmen und diese zu Bodenbaustoff
machen zur Wiederverwendung mit
garantierten Trag- und Verdichtungswerten ,
je nach den Vorschriften der technischen Regelwerke
nach dem „Verfahren Kronenberger“.
- Durch ein hochwertiges Bodengutachten der
ELE Essen ist das Verfahren bei der Emscher
Genossenschaft zugelassen und entspricht
damit höchsten Qualitätsforderungen.
- Der hohe Rationalisierungseffekt gegenüber
einem klassischen Bodenaustausch ist bei
einem durchschnittlichen Aufbereitungspreis
von 4,00 bis 4,30 €/m 3 bewiesen.
- Das Verfahren ist ausgesprochen baustellengerecht
und hat die volle Akzeptanz der Baukolonnen,
selbst unter sehr engen Platzverhältnissen.
- Der dazu entwickelte Terra-Star - Schaufelseparator
als Sonderausrüstung für den Hydraulikbagger
mit den neuen (fast) unverschleißbaren
Werkzeugen hat einen überdurchschnittlichen
Zuverlässigkeits- und Leistungsgrad
erreicht.
- Durch die ständige Präsenz und Beratung
von Kronenberger durch Schulung und garantierte
Leistungsdaten entsteht ein partnerschaftliches
Verhältnis mit den zertifizierten
Firmen.
„Alles ist Chemie“ lautet
das Motto zur Vorgehensweise.
Eine chemische Analyse der Böden gibt Aufschluss
zur Festlegung des Bindemittels als
Mischbinder mit dem entsprechend eingestellten
Kalk-Zement-Verhältnis. Das Verfahren hat
bewiesen, dass der Verbrauch von Bindemittel
für Böden mit einer natürlichen Feuchte (18%-
22%) im Jahresdurchschnitt bei ca. 0,5% (9 Kg
/m 3 ) liegt für den Kanalbau. Für den normalen
Sicherheit von den hohen Kosteneinsparungen
Gebrauch machen. Das Verfahren beruht darauf,
dass die bindigen Böden durch eine entsprechende
Behandlung Tragwerte bis zu 200
MN erbringen und dabei durch Additive eine
Die Werkzeughalterung beim Terra-Star - Schaufelseparator ist im Verschleißschatten des Werkzeuges, durch
die Panzerung mit Wolfram- Carbid- Sintermetall wird diese unverschleißbar. Flachkopf- und Rundschaftmeißel
sind mit zähhartem Wolfram- Carbid- Sintermetall gepanzert. Diese Werkzeuge sind (fast) unverschleißbar,
es werden Standzeiten von einem Jahr und mehr erwartet. Entsprechende Schutzrechte wurden angemeldet.
Straßenbau reicht im Mittel 1% (18 Kg /m 3 ) aus,
lediglich um gründungsfähigen Untergrund mit
ca. 120 bis 140 MN und einem Proctor von 100
% herzustellen, werden ca. 2% (36 Kg /m 3 ) Bindemittel
benötigt.
Eine Weiterentwicklung von Kronenberger ist
ein Verfahren zur Herstellung hochtragfähiger
Frostschutzschichten aus bindigen Böden.
Entsprechende Versuche der Materialforschung-
und Prüfanstalt an der Bauhausuniversität
Weimar, sind positiv verlaufen.
Von diesem Verfahren werden vor allen Dingen
Länder profitieren, die nach neuen, rationellen
Lösungen suchen zum Bau hochbelasteter
Fernstraßen. Auch der Privatsektor wird mit
kapilarbrechende Eigenschaft entwickelt wird.
Entsprechende Schutzrechte wurden angemeldet,
so dass noch in diesem Jahr die ersten Projekte
durchgeführt werden können.
Die vorgehenden Ausführungen zeigen auf,
dass viele Rationalisierungsmöglichkeiten
trotz knapper finanzieller Mittel für Bau- und
Unterhaltung von Kanal- und Rohrleitungsbau
sowie im Tief- und Grundbau nicht genutzt werden.
Innovationen werden besonders von öffentlichen
Auftraggebern nicht aufgegriffen.
Insofern geht die Einführung über Nebenangebote
der bietenden Firmen , die von Kronenberger
verbindliche Kalkulationsansätze erhalten
und zertifiziert werden.
Die Umweltrelevanz geht aus der Tatsache hervor,
dass jährlich ca. 100 Mio Tonnen aufbereiteter
Böden zu Schonung unserer natürlichen
Resurcen beitragen können. Insofern sind auch
Kies-und Schotterwerke aufgerufen sich mit der
Herstellung von „Bodenbaustoff“ zu
befassen. Die Gütegemeinschaft RAL kann
hierzu die tragende Plattform werden. ❚