Sanierung einer Trinkwasserleitung DN 900 mit einem PE 100 ...
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WW<br />
VPW<br />
RWP<br />
BH/SBH<br />
Ludwigsburg<br />
Stuttgart<br />
Oldenburger Rohrleitungsforum<br />
<strong>Sanierung</strong> <strong>einer</strong> <strong>Trinkwasserleitung</strong> <strong>DN</strong> <strong>900</strong><br />
<strong>mit</strong> <strong>einem</strong> <strong>PE</strong> <strong>100</strong> Linerrohr durch Swagelining<br />
Werner Ganter und Thomas Meyer<br />
Esslingen<br />
BH Egart<br />
Kirchheim<br />
BH Hahnweide<br />
BH Nonnenbrunnen<br />
LW-Leitung<br />
BH Brucken<br />
Hauptleitung 1 alt<br />
Fremdleitung<br />
Wasserwerk<br />
Vorpumpwerk<br />
Rohwasserpumpwerk<br />
Behälter/Scheitelbehälter<br />
Stromgewinnungsanlage<br />
Landesgrenze<br />
0 5 10 15 km<br />
BH Schönbühl<br />
BH Rotenberg<br />
BH<br />
Thomashardt<br />
BH Probst<br />
BH<br />
Wolfscherre<br />
BH Asch<br />
Fallleitung 4<br />
SBH Heuberg<br />
Bild 1. Versorgungsgebiet der Landeswasserversorgung Baden-Württemberg. Grafi k: LW<br />
Bild 2.<br />
Die<br />
Bauabschnitte<br />
zur Erneuerung<br />
der 1. Hauptleitung.<br />
Grafi k: LW<br />
1. Einleitung<br />
Die Landeswasserversorgung (LW)<br />
ist eines der größten und traditionsreichstenFernwasserversorgungsunternehmen<br />
Deutschlands. Das<br />
Unternehmen wurde im Jahr 1912<br />
gegründet, die ersten Anlagen<br />
gingen bereits 1917 in Betrieb.<br />
Seither wuchs die 1965 in einen<br />
kommunalen Zweckverband umgewandelte<br />
LWV in mehreren Ausbaustufen<br />
beständig weiter. Heute<br />
2003<br />
Mittlerer<br />
Neckarraum<br />
1 BH<br />
Breech<br />
6.70 km<br />
N<br />
Wäschenbeuren<br />
Göppingen<br />
Januar 2011<br />
16 gwf-Wasser Abwasser<br />
Schwäbisch<br />
Gmünd<br />
BH Breech<br />
Ellwangen<br />
Aalen<br />
Druckleitung 1, 2<br />
BH Rechberg<br />
Göppingen<br />
und 2a<br />
Heidenheim<br />
SBH Aufhausen<br />
Fallleitung 3<br />
BH Schopflenberg<br />
4<br />
2006 - 2008<br />
BH Boller<br />
Sattel<br />
WW<br />
Mühlhausen<br />
BH<br />
Horn<br />
Blaubeuren<br />
Schwäbisch<br />
Gmünd<br />
10.559 km<br />
(11.496)<br />
Fallleitung<br />
1 und 2<br />
Geislingen<br />
SBH Amstetten<br />
Druckleitung 3<br />
Ulm<br />
3<br />
2005 - 2006<br />
ZL Mutlangen<br />
6.396 km<br />
(7.991)<br />
Waldstetten<br />
BH Rechberg<br />
vom WW Langenau<br />
Langenau<br />
SBH<br />
Osterbuch<br />
RWP<br />
Leipheim<br />
VPW Burgberg<br />
VPW Niederstotzingen<br />
WW Langenau<br />
VPW Schotthof<br />
Egau-Wasserwerk<br />
Wittislingen<br />
Gundelfingen<br />
werden von der LWV rund<br />
250 Städte und Gemeinden <strong>mit</strong><br />
etwa 90 Mio. Kubikmeter Trinkwasser<br />
pro Jahr versorgt. Aus den beiden<br />
Wasserwerken Langenau und<br />
Dischingen werden die Abnehmer<br />
über ein rund 790 km langes Fernleitungsnetz<br />
versorgt.<br />
Das Netz besteht größtenteils<br />
aus großkalibrigen Leitungen<br />
<strong>DN</strong> 600 bis <strong>DN</strong> 1500. Durch eine seit<br />
1972 kontinuierlich fortgeschrie-<br />
2<br />
2004<br />
5.004 km<br />
Heubach<br />
2008<br />
zur NOW<br />
3.984 km<br />
5<br />
Kupplung<br />
Birkhof<br />
nach<br />
Ellwangen<br />
6 Aalen<br />
6<br />
2009 - 7<br />
2010 2011<br />
SBH<br />
4.027 km Osterbuch<br />
1.80 km<br />
Essingen<br />
Legende:<br />
Fallleitung 1 neu<br />
Fallleitung 2<br />
Behälter<br />
Kupplungen<br />
6.396 km Leitungslänge neu gebaut<br />
(7.991) Leitungslänge gesamt<br />
2003 Bauzeit<br />
0 1 2 3 4 5 10 km<br />
vom WW<br />
Langenau<br />
bene Rohrschadensstatistik wird<br />
der Zustand des Netzes aussagekräftig<br />
dokumentiert, so dass eine<br />
kontinuierliche zustandsorientierte<br />
Erneuerung bzw. <strong>Sanierung</strong> betrieben<br />
werden kann.<br />
Anhand der Statistik erkannte<br />
man, dass das zwischen 1914 und<br />
1937 erbaute 36 km lange Teilstück<br />
der Fallleitung 1 (<strong>DN</strong> <strong>900</strong> GG) zwischen<br />
den Behältern Osterbuch und<br />
Breech das Ende s<strong>einer</strong> technischen<br />
Nutzungsdauer erreicht hatte. Deshalb<br />
wurde beschlossen, die vorhandene<br />
Leitung <strong>DN</strong> <strong>900</strong> GG durch<br />
eine neue Stahlleitung <strong>DN</strong> 1200 zu<br />
ersetzen. Die Arbeiten wurden im<br />
Jahr 2002 begonnen und werden<br />
2010 abgeschlossen sein.<br />
Insgesamt werden dafür circa<br />
33 km Stahlleitung <strong>DN</strong> 1200 bis<br />
<strong>DN</strong> <strong>100</strong>0 verlegt, wobei im Vorfeld<br />
schon 6,4 km in <strong>DN</strong> 800 St verlegt<br />
werden mussten, um das System für<br />
die abschnittsweise Erneuerung zu<br />
ertüchtigen.<br />
Der letzte Abschnitt wurde 2008<br />
<strong>mit</strong> <strong>einer</strong> Länge von 4027 m zwischen<br />
dem Scheitelbehälter Osterbuch<br />
und der Gemeinde Essingen<br />
begonnen. Dieser Abschnitt stellt<br />
den Lückenschluss der Leitungserneuerung<br />
zwischen dem Behälter<br />
Osterbuch und dem Behälter Breech<br />
dar.<br />
2. Entscheidung für<br />
das Swagelining-Verfahren<br />
Die vorhandene Trasse der Fallleitung<br />
1 wurde auf diesem Ab -<br />
schnitt in den letzten 90 Jahren<br />
durch die Gemeinde Essingen auf<br />
<strong>einem</strong> Abschnitt von etwa 640<br />
komplett überbaut. Die durch das<br />
Leitungsrecht gesicherten Flächen<br />
wurden <strong>mit</strong> Kleingärten, Verkehrsanlagen<br />
und Spielplätzen überbaut.<br />
In <strong>einem</strong> ersten Schritt wurde deshalb<br />
die Umgehung des bebauten
Gebietes geplant. Diese Planungen<br />
ergaben eine Verlängerung der<br />
Trasse um circa 500 m gegenüber<br />
der gestreckten Leitungsführung<br />
der bestehenden Fallleitung 1. Da<br />
dies zu erheblichen Mehrkosten<br />
sowohl im Neubau als auch im<br />
Betrieb führen würde und auch <strong>mit</strong><br />
großen Schwierigkeiten bei der<br />
rechtlichen Sicherung der neuen<br />
Leitung zu rechnen war, wurde nach<br />
<strong>einer</strong> Alternative gesucht und <strong>mit</strong><br />
dem Inlinereinzug im Swagelining<br />
Verfahren gefunden.<br />
Unter Abwägung betrieblicher,<br />
versorgungstechnischer und wirtschaftlicher<br />
Gesichtspunkte wurde<br />
von <strong>einer</strong> Umgehung der Gemeinde<br />
Essingen abgesehen. Stattdessen<br />
soll im Innerortsbereich auf circa<br />
637 m das Zweirohrsystem erhalten<br />
bleiben und in die Graugussleitung<br />
ein tragfähiger Inliner (Swage-<br />
Lining) eingezogen werden. Die<br />
da<strong>mit</strong> verbundene Minderung der<br />
hydraulischen Leistungsfähigkeit<br />
wird dadurch kompensiert, dass bis<br />
zum Anschluss Essingen-Ost die<br />
Leitung auf <strong>DN</strong> 1300 aufdimensioniert<br />
wird. Wenn zu <strong>einem</strong> späteren<br />
Zeitpunkt auch die zweite<br />
Hauptleitung im Bereich von Essingen<br />
<strong>mit</strong>tels Inliner saniert wird,<br />
entspricht der Abschnitt ab dem<br />
Behälter Osterbuch bis zum Ende<br />
der Inlinerstrecke hydraulisch <strong>einer</strong><br />
Leitung <strong>DN</strong> 1200.<br />
Die Leistung für den Inlinereinzug<br />
wurde national beschränkt<br />
nach <strong>einem</strong> öff entlichen Teilnahmewettbewerb<br />
ausgeschrieben. Den<br />
Zuschlag erhielt die Firma Pfeiff er<br />
GmbH aus Dresden, welche auf eine<br />
langjährige Erfahrung im Einzug<br />
von großkalibrigen Inlinern im<br />
Swageline-Verfahren nachweisen<br />
konnte.<br />
3. Die Durchführung<br />
Das Swagelining-System ist ein<br />
patentiertes, aus England stammendes<br />
Rohrsanierungsverfahren,<br />
das zur Gruppe der Close-fi t-Verfahren<br />
gehört.<br />
In Deutschland wird dieses Rohrsanierungsverfahren<br />
vielfältig im<br />
1.215<br />
NOW<br />
Lauchkling<br />
NOW<br />
Lauchkling<br />
<strong>DN</strong> 1.200<br />
1.215 1.211<br />
1.395 km<br />
<strong>DN</strong> 1.200<br />
1.725 km<br />
0.330 km<br />
2.210<br />
1.211<br />
4.511 km<br />
<strong>DN</strong> 1.200<br />
1.057 km<br />
Inliner<br />
<strong>DN</strong> 780<br />
Oldenburger Rohrleitungsforum<br />
1.209<br />
Essingen<br />
0.090 km<br />
2.208<br />
Essingen<br />
<strong>DN</strong> 1.200<br />
1.575 km<br />
<strong>DN</strong> 1.300<br />
0.637 km 1.209 1.665 km<br />
4.027 km<br />
SBH<br />
Osterbuch<br />
SBH<br />
Osterbuch<br />
Länge: 4,511 km<br />
Kosten: 5,41 Mio. €<br />
Q max 1,795 m³/s<br />
Energierückgewinnung im<br />
System:<br />
A max = 1,829 Mio. kWh/a<br />
bei 1,12 m ³/s<br />
Dienstbarkeiten: hoher Aufwand<br />
Länge: 4,027 km<br />
Kosten: 4,52 Mio. €<br />
Q max 1,798 m³/s<br />
Energierückgewinnung im<br />
System:<br />
A max = 1,823 Mio. kWh/a<br />
bei 1,12 m ³/s<br />
Dienstbarkeiten: kaum Aufwand<br />
Bild 3. Variantenstudie zur Leitungsführung im Bereich Essingen. Grafi k: LW<br />
Bild 4.<br />
Schematische<br />
Darstellung des<br />
Swageline-<br />
Verfahrens.<br />
Grafi k: Pfeiff er<br />
Bereich der Druckrohrsanierung<br />
erfolgreich eingesetzt. Technisch<br />
und fachlich ist dieses Verfahren,<br />
welches nach der <strong>Sanierung</strong> ein<br />
selbsttragendes Rohrsystem darstellt,<br />
ein vom DVGW zertifi ziertes<br />
Reliningverfahren.<br />
Anspruchsvoll war die in diesem<br />
Bericht beschriebene <strong>Sanierung</strong> der<br />
Fallleitung 1 in Essingen in vielerlei<br />
Hinsicht. Hervorzuheben sind drei<br />
besonders zu bemerkende Schritte<br />
auf dem Weg zum erfolgreichen<br />
Abschluss des Projektes.<br />
Ein solcher war vor allem die<br />
Dimension. Es sollte ein <strong>PE</strong>-Rohr <strong>mit</strong><br />
den Abmessungen Da <strong>900</strong> SDR 17<br />
und <strong>einer</strong> Wandstärke von 53,3 mm<br />
aus <strong>PE</strong>HD <strong>100</strong> eingezogen werden.<br />
Des Weiteren befanden sich im<br />
Rohrverlauf 2 Bögen 8° horizontal<br />
und 4° vertikal. Außerdem sollten<br />
nach dem Rohreinzug in <strong>einem</strong><br />
demontierten alten Entlüftungs-<br />
��<br />
Bild 5. Schweißerzelt.<br />
Januar 2011<br />
gwf-Wasser Abwasser 17
Oldenburger Rohrleitungsforum<br />
Bild 6. Stumpfschweißen Da <strong>900</strong>. Bild 7. Vorgeschweißte Rohrstränge.<br />
schacht noch drei neu entwickelte<br />
Aufschweißstutzen im Toploading-<br />
Verfahren verbaut werden, die der<br />
späteren Entlüftung der Hauptleitung<br />
1 dienen.<br />
Baubeginn war im März 2010.<br />
Nach der Erstellung des Bauzeitenplanes<br />
<strong>mit</strong> Detailabläufen erfolgte<br />
die Baustelleneinrichtung. Bald<br />
wurden auch schon die Rohre angeliefert,<br />
jeweils fünf Stück auf <strong>einem</strong><br />
LKW, abgeladen und verschweißt.<br />
Zur kontinuierlichen Qualitätssicherung<br />
wurden alle Schweißungen<br />
zum Schutz vor äußeren Einfl üssen,<br />
wie Regen, Wind und Schnee, unter<br />
<strong>einem</strong> Zelt durchgeführt.<br />
Januar 2011<br />
18 gwf-Wasser Abwasser<br />
Über die gesamte Bauzeit überwachte<br />
der TÜV Süddeutschland als<br />
unabhängige Institution für den<br />
Auftraggeber die Arbeitsschritte<br />
wie Schweißen und Einziehen, so<br />
dass sichergestellt war, dass die<br />
Schweißparameter seitens DVS und<br />
die Tätigkeiten im Rohrleitungsbau<br />
als auch der Rohreinzug den Kriterien<br />
des DVGW entsprechen.<br />
Das Swageliningverfahren wird im<br />
DVGW-Arbeitsblatt GW 320 R 2<br />
beschrieben und geregelt.<br />
Bei diesem Projekt sollte eine<br />
alte Gussrohrleitung in der Dimension<br />
<strong>DN</strong> <strong>900</strong> auf <strong>einer</strong> Länge von<br />
640 m in <strong>einem</strong> Stück saniert<br />
werden. Da das Baufeld eine solche<br />
Länge zur Auslegung des Rohrstranges<br />
nicht hergab, wurden die<br />
Rohre in zwei Strängen vorgeschweißt<br />
und ausgelegt.<br />
Parallel dazu erfolgten die weiteren<br />
notwendigen Arbeiten an<br />
und innerhalb der alten Gussrohrleitung,<br />
wie die mechanische Reinigung<br />
<strong>mit</strong> Kratzern sowie die Überprüfung<br />
des Innendurchmessers<br />
<strong>mit</strong> geeigneten Prüfkörpern. Erst<br />
nach Abschluss dieser Arbeiten<br />
wurde die gereinigte und kalibrierte<br />
alte Gussleitung noch einmal<br />
<strong>mit</strong> der Kamera befahren und der<br />
Zustand dokumentiert.<br />
Bild 8. Seilzugwinde für 150 to Zugkraft. Bild 9. Swage Rig, Reduktion des Rohres.
Oldenburger Rohrleitungsforum<br />
Bild 10. Der Zugkopf in der Zielbaugrube. Bild 11. Toploading Stutzen für Entlüftung<br />
für Rohre Da <strong>900</strong>.<br />
Danach wurde die Winde <strong>mit</strong> <strong>einer</strong> Zugkraft<br />
von 150 t in Position gebracht und das Zugseil<br />
eingezogen.<br />
Da es sich um den Abschluss eines größeren<br />
<strong>Sanierung</strong>sprojektes der Landeswasserversorgung<br />
handelte, erfolgte die Swageling-<br />
Installation zur Freude aller Beteiligten unter<br />
großem Zuschauerandrang.<br />
Nachdem der erste Teilstrang bereits eingezogen<br />
war, stoppte die bauausführende<br />
Firma Pfeiff er GmbH die Installation und verband<br />
durch Stumpfschweißen den ersten und<br />
zweiten Rohrstrang. Nach der Abkühlphase<br />
wurde der Rohreinzug fortgesetzt.<br />
Der Rohrstrang verschwand nach und nach<br />
weiter im Altrohr und erreichte wenige Stunden<br />
später die Zielbaugrube. Der erste große Schritt<br />
eines erfolgreichen Rohrsanierungsprojektes<br />
war abgeschlossen.<br />
Nachdem die Winde entspannt wurde, erhielt<br />
die Rohrleitung Zeit, sich zurückzuziehen und<br />
sich elastisch im Durchmesser wieder aufzuweiten.<br />
Die Close-Fit-Lage wurde erreicht.<br />
Während des Einzuges wurden die Einzugsdaten,<br />
wie die Zugkräfte, fortlaufend<br />
elektronisch dokumentiert. Dieses dient der<br />
Überwachung der notwendigen Zugkräfte<br />
und dem Nachweis der Qualitätssicherung<br />
zum Ausschluss <strong>einer</strong> Überbeanspruchung<br />
der Rohrleitung.<br />
In <strong>einem</strong> alten außer Betrieb genommenen<br />
Entlüftungsschacht sollten nun noch<br />
zuvor demontierte Entlüftungsventile wieder<br />
eingebaut werden. Dieses realisierte man<br />
durch das Aufschweißen von drei Toploading-<br />
Sätteln, konstruiert speziell für die Dimension<br />
<strong>DN</strong> <strong>900</strong>.<br />
Nach Abschluss dieser Arbeiten musste<br />
noch die Rohrleitung <strong>mit</strong> den bestehenden<br />
Stahlrohrleitungsenden der Neuverlegung ver-<br />
bunden werden. Dazu wurden die <strong>PE</strong>-Rohrenden<br />
<strong>mit</strong>tels Expander aufgedrückt und<br />
durch das Verschweißen <strong>mit</strong> Elektroschweißmuff<br />
en und Flansch durch Flanschverbindung<br />
<strong>mit</strong> dem Bestand verbunden.<br />
Es folgten die abschließenden Arbeiten<br />
wie Desinfektion und Druckprüfung. Als auch<br />
diese Prüfungen erfolgreich bestanden<br />
waren, konnte das gesamte Projekt sehr zur<br />
Zufriedenheit der Kunden abgeschlossen<br />
werden.<br />
Autoren/Kontakt:<br />
Dipl.-Ing. (FH) Werner Ganter,<br />
Zweckverband Landeswasserversorgung,<br />
Abteilung B3 – Bau und Leitungsbetrieb,<br />
Schützenstraße 4, D-70182 Stuttgart,<br />
Tel. (0711) 2175-1244, Fax (0711) 2175-49-1244,<br />
E-Mail: ganter.w@lw-online.de, www.lw-online.de<br />
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Meyer,<br />
Pfeiff er GmbH,<br />
Altfrankener Straße 2, D-01159 Dresden,<br />
Tel. (0351) 4273-788, Fax (0351) 4273-789,<br />
E-Mail: Thomas.meyer@ludwigpfeiff er.com<br />
www.ludwigpfeiff er.com<br />
Bild 12. Expander <strong>mit</strong> E-Schweißmuffe.<br />
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