DE10315560B3 - Verfahren zur Sanierung eines Abwasserschachtes und Verwendung eines zugehörigen Rohres - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung eines in einem Boden platzierten Abwasserschachtes mit einem reversibel verformbaren Rohr sowie die Verwendung dieses Rohres innerhalb des beschriebenen Verfahrens.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung eines in einem Boden (im Erdreich) platzierten Abwasserschachtes. Ein beispielhafter Aufbau eines bekannten Abwasserschachtes ist in 1 dargestellt. Der Abwasserschacht 10 umfasst einen unteren, zylinderförmigen Abschnitt 12 (mit drei übereinander angeordneten Segmenten 12a, b und c) und einem oberen, konisch sich verjüngenden Abschnitt 14 mit einer oberen Öffnung (Zulauf- und Revisionsöffnung) 16. Ein Bodenbereich (eine Sohle) des Schachtes 10 mit Gerinne trägt das Bezugszeichen 18.
• An eine Kanalanlage, einschließlich zugehöriger Schächte, werden hohe Anforderungen gestellt. Gleichzeitig unterliegen die Teile einer extremen Beanspruchung, insbesondere einem extremen korrosiven Angriff. Abwasserschächte werden auch mechanisch erheblich beansprucht, beispielsweise durch Belastungen der darüber geführten Fahrbahn.
• Ein erheblicher Anteil der beispielsweise in Europa in Betrieb befindlichen Abwasserschächte ist defekt. Die Schächte sind so weit zerstört, insbesondere korrodiert und gebrochen, dass das Abwasser nur noch partiell gezielt abgeführt wird.
• Die Sanierung eines Abwasserschachtes erfordert einen großen Aufwand. Der Bodenbereich um den Abwasserschacht muss großräumig abgegraben werden, um Zugang zum Abwasserschacht zu erhalten. Die Reparaturarbeiten dauern Tage. Entsprechend hoch ist die Beeinträchtigung für die Infrastruktur.
• Mit der Erfindung soll eine vereinfachte Sanierungsmöglichkeit für einen Abwasserschacht angegeben werden, ohne auf die notwendige Sicherheit verzichten zu müssen. Eine Hauptaufgabe besteht darin, die Sanierungsmaßnahme schneller durchführen zu können und damit eine geringere Belastung des Verkehrs zu erreichen. Gleichzeitig sollen auch die Kosten reduziert werden.
• Die Erfindung geht von folgendem Grundgedanken aus: Bei den bisherigen Sanierungskonzepten wird der bestehende (alte) Schacht komplett abgebrochen. Dies erfordert entsprechende Tiefbaumaßnahmen. Im Prinzip können jedoch die vorhandenen Schächte im Boden verbleiben. Sie müssen nur innenseitig erneuert werden. Maßnahmen zur Beschichtung der Innenwände von Schächten sind jedoch aufwendig. Außerdem ist der Zutritt über den meist verjüngten Öffnungsbereich im Deckel schwierig. Aus diesem Grunde scheidet auch ein sogenanntes „relining" aus, wie es zum Beispiel bei Abwasserkanälen bekannt ist. Dort wird in ein verschlissenes Abwasserrohr ein neues Abwasserrohr (mit entsprechend kleinerem Durchmesser) einfach eingezogen.
• Um diese vom technischen Prinzip her nahezu optimale Sanierungsmöglichkeit auch für Abwasserschächte anwenden zu können, macht die Erfindung von folgender Überlegung Gebrauch:
  Das „Ersatzrohr", welches in dem defekten Abwasserschacht konfektioniert werden soll, muss einen Außendurchmesser aufweisen, der maximal dem Innendurchmesser des vorhandenen Schachtabschnittes entspricht. Der Durchmesser dieses „relining-Rohres" wird üblicherweise aber kleiner als der Innendurchmesser des auszukleidenden Schachtabschnitts sein. Er wird aber wiederum größer sein als der Innendurchmesser der Öffnung des Abwasserschachtes. Um ein solches Rohr nun durch die Öffnung des Abwasserschachtes hindurchführen zu können, sieht die Erfindung folgende Merkmale vor:
  Es wird ein Rohr verwendet, dessen Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen des im Abwasserschacht auszubildenden Ersatzrohres entsprechen. Dieses Rohr wird in Axialrichtung aufgeschnitten und aufgerollt. Aufgerollt ist so zu verstehen, dass sich der Außendurchmesser des Rohrs verjüngt, und zwar so weit, bis das aufgerollte Rohr durch die Öffnung des Abwasserschachtes geführt werden kann. Ist es durch die Öffnung hindurch, kann es wieder entspannt werden. Die Schnittstelle wird anschließend wieder geschlossen. Das Rohr hat dann mehr oder weniger seine ursprüngliche Form und Größe zurückerhalten.
• Es ist ohne weiters ersichtlich, dass dazu nicht jedes Rohr verwendet werden kann. Vielmehr können nur solche Rohre verwendet werden, die eine geeignete Verformbarkeit aufweisen. Insbesondere soll die Verformbarkeit reversibel sein, so dass das Rohr nach dem Aufwickeln sich mehr oder weniger selbsttätig wieder entrollt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat den entscheidenden Vorteil, dass so gut wie keine Tiefbauarbeiten notwendig sind. Der Deckel des Abwasserschachtes wird abgenommen, das Auskleidungsrohr eingebracht und auf geeignete Weise angeschlossen, wie nachstehend noch beschrieben wird.
• Danach betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform ein Verfahren zur Sanierung eines in einem Boden platzierten Abwasserschachtes mit einem zylindrischen Abschnitt eines Innendurchmessers D mindestens am unteren, einer Sohle benachbarten Ende und mit einer Öffnung eines Durchmessers d am oberen Ende, mit folgenden Schritten:
• – ein reversibel verformbares Rohr mit einem Durchmesser ≥ d und ≤ D wird in Axialrichtung so aufgeschnitten, dass mindestens zwei, axial verlaufende Schnittkanten gebildet werden,
• – das aufgeschnittene Rohr wird unter Verringerung seines ursprünglichen Durchmessers so aufgerollt, dass sein Außendurchmesser ≤ d beträgt,
• – das aufgerollte Rohr wird anschließend durch die Öffnung des Abwasserschachtes in den Abwasserschacht transportiert und wieder entrollt,
• – das entrollte Rohr wird im Bereich seiner Schnittkanten sowie an seinem unteren Ende mit der Sohle wasserdicht verbunden.
• Üblicherweise wird der obere, mit der Öffnung versehene Abschnitt des Abwasserschachtes nach Art eines Domes gestaltet sein, wie in 1 dargestellt.
• Es ist grundsätzlich möglich, das beschriebene Verfahren so anzuwenden, dass das Rohr mehrfach aufgeschnitten wird und die Einzelteile durch die Öffnung geführt werden, gegebenenfalls nach vorheriger Stauchung. Nachteilig dabei ist, dass anschließend mehrere Schnittstellen wieder verbunden werden müssen, wodurch die Gefahr von Undichtigkeiten steigt.
• Eine Alternative zur Verwendung eines Rohres, welches aufgeschnitten und aufgerollt wird, stellt die Verwendung einer rechteckigen Platte dar, die aufgerollt und durch die Öffnung des Abwasserschachtes eingebracht wird. Die weiteren Verfahrensschritte sind dann identisch zu dem Verfahren, bei dem ein aufgeschnittenes Rohr zur Auskleidung des Abwasserschachtes verwendet wird.
• Insoweit beziehen sich die nachfolgenden Hinweise insbesondere bezüglich der Werkstoffauswahl und Werkstoffeigenschaften des Rohres analog auf eine entsprechende Platte.
• Beispielsweise kann ein Kunststoffrohr verwendet werden, bei dem der Kunststoff mit Glasfasern verstärkt ist. Das Kunststoffrohr kann mehrschichtig sein, wobei mindestens eine Schicht aus einem glasfaserarmierten Kunstharz bestehen kann. Dieses Kunstharz kann ein Polyesterharz, ebenso aber auch ein Vinylesterharz sein. Derartige Harze zur Herstellung von Kunststoffrohren sind bekannt.
• Für den erfindungsgemäßen Einsatz eignen sich insbesondere solche Harze, die im Verbund mit beispielsweise Glasfasern im ausgehärteten Zustand einen Elastizitätsmodul von beispielsweise > 1.500 MPa, > 2.500 MPa und insbesondere > 3.000 MPa aufweisen.
• Die konkrete Werkstoffauswahl sowie die Materialstärke, gegebenenfalls auch die Ausbildung einzelner Schichten der Rohrwand wird so ausgewählt, dass das Rohr sich so verformen lässt, dass es durch die Öffnung passt. Dabei wird der ursprüngliche Durchmesser üblicherweise um 30–80 verringert (entsprechend der Schachtöffnung).
• Das Rohr/die Platte kann eine Wandstärke von 2–10 mm, beispielsweise 5–7 mm aufweisen. Es kann eine äußere und innere Schicht aus Reinharz besitzen (jeweils mit < 1 mm Wandstärke, auch < 0,5 mm Wandstärke) und mindestens eine mit Fasern, wie Glasfasern, und/oder Füllstoffen wie Quarzsand oder Calciumcarbonat vermischte Harz-Zwischenschicht.
• Das entrollte Rohr kann anschließend im Bereich korrespondierender Kanten (Schnittkanten) verklebt werden. Ebenso ist es möglich, die Kanten zu laminieren. Entsprechende Verbindungen können auch im Übergangsbereich zur Sohle erfolgen, um insgesamt wasserdichte Verbindungen zu erhalten und ein unkontrolliertes Ausfließen des Abwassers zu verhindern.
• Vor dem beschriebenen „relining" des Abwasserschachtes kann, sofern dies notwendig ist, auch die Sohle (der Boden) des Abwasserschachtes saniert werden. Im Bodenbereich ist insbesondere ein sogenanntes Gerinne ausgebildet, welches der Zu- und Abfuhr von Abwasser über entsprechende Kanalleitungen dient.
• Zur Sanierung des Bodenbereiches kann die alte Sohle ausgebrochen und entnommen werden. Gegebenenfalls wird aber ein neuer Sohlenbereich nur aufgelegt. Dies hängt davon ab, ob/welche Anschlussleitungen vorhanden sind.
• Die Erfindung sieht vor, zunächst einen ringförmigen Rahmen mit einem Außendurchmesser ≤ D und ≥ d aufzuschneiden, zu falten und durch die Öffnung in den Abwasserschacht einzuführen, den Rahmen dann zu entfalten, zu einem endlosen Rahmen wieder zu verbinden und im Sohlenbereich horizontal zu platzieren. „Falten" steht dabei stellvertretend für jede Art von Querschnittsverminderung des Rahmens. Ebenso ist es möglich, den Rahmen aufzurollen, wie vorstehend anhand des Rohres beschrieben.
• Anschließend kann eine mehrteilige Sohlplatte so auf dem Rahmen verlegt werden, dass Ausschnitte verbleiben. In diese Ausschnitte wird anschließend ein Gerinne eingelegt, welches durch die Schachtöffnung nachgeführt wird. Die Verlegung des Gerinnes soll so erfolgen, dass sich eine weitestgehend plane obere Sohlfläche zusammen mit den benachbarten Abschnitten der Sohlplatte und des Rahmens ergibt.
• Diese Teile (Rahmen, Sohlplatte und Gerinne) werden anschließend wasserdicht miteinander verbunden und später an das nachgeführte relining-Rohr angeschlossen.
• Das Gerinne kann bei der Montage in die Ausschnitte eingehängt werden. Später wird das Gerinne beispielsweise gegenüber der Sohlplatte verklebt.
• Der Rahmen kann ein sogenannter Winkelrahmen sein, der einen parallel zur Sohle verlaufenden ersten Schenkel aufweist und einen vom äußeren Rand des ersten Schenkels in Richtung auf die Schachtöffnung vorstehenden zweiten Schenkel. Ein solcher Rahmen kann die Sohlplatte oder Abschnitte der Sohlplatte gut aufnehmen, weil der horizontal verlaufende Schenkel als Auflagefläche genutzt wird.
• Generell umfasst die Erfindung die Verwendung eines in Axialrichtung aufgeschnittenen Rohres zur Sanierung eines Abwasserschachtes, wobei die Sanierung beispielsweise nach dem beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
• Die vorstehenden Merkmale der Erfindung lassen sich in vielfältiger Weise abwandeln, ohne den generellen Erfindungsgedanken zu verlassen. So ist es möglich, ein Rohr zu verwenden, welches nach Verlegung im Abwasserschacht einen Abstand zur Innenwand des alten Schachtes aufweist. Ein solcher ringförmiger Zwischenraum kann anschließend hinterfüllt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, ein Rohr mit einem Außendurchmesser zu wählen, der faktisch dem Innendurchmesser des alten Abwasserschachtes entspricht, so dass beide nach der Sanierung mehr oder weniger flächig aufeinander liegen.
• Wenngleich Polyesterrohre mit mindestens einer Armierungsschicht (Armierung: insbesondere Glasfasern) besondere Vorteile aufweisen, können auch Rohre aus anderen Werkstoffen verwendet werden, sofern sie die erforderliche Flexibilität (Verformbarkeit) aufweisen. So sind beispielsweise auch Metallrohre denkbar oder Rohre aus Verbundwerkstoffen.
• Die Auskleidung des Abwasserschachtes mit einer Kunststoff-Innenhaut (gebildet von dem Rohr beziehungsweise der Platte) kann sich über die gesamte Höhe des Abwasserschachtes oder über einen Teil erstrecken. Es können auch mehrere entsprechender Auskleidungsteile übereinander angeordnet werden.
• Hinsichtlich der Ausbildung der Sohle können auch fertig vorbereitete Sohlen aufgeschnitten werden (um sie durch die Schachtöffnung einführen zu können). Diese Teile werden anschließend bodenseitig miteinander verbunden, beispielsweise verklebt oder laminiert.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand zusätzlicher zeichnerischer Darstellungen erläutert.
• 2 zeigt die Aufsicht auf ein im Schleuderverfahren hergestelltes glasfaserverstärktes Polyesterrohr mit einem Außendurchmesser von 0,9 D, wobei D der Innendurchmesser des zylinderförmigen Abschnitts 12 des Schachtes 10 ist.
• Der Innendurchmesser der Schachtöffnung 16 ist mit d angegeben.
• Das in 2 dargestellte Rohr wird nun in Axialrichtung geschnitten und, wie in 3 dargestellt, aufgerollt, bis der Außendurchmesser 0,9 d beträgt, so dass das aufgerollte Rohr 20 durch die Öffnung 16 in den Schacht 10 eingeführt werden kann. Zur besseren Handhabung kann das aufgewickelte Rohr 20 mit einem Spannband oder dergleichen gehalten werden.
• Das Rohr 20 kann bodenseitig (im Bereich der Sohle 18) aufgestellt und wieder entrollt werden. Die in 3 zu erkennenden Schnittkanten werden anschließend miteinander verklebt. Im Ergebnis ist der zylindrische Abschnitt 12 des Abwasserschachtes 10 mit einer Art „Innenhaut" 20 versehen, nämlich dem beschriebenen Polyesterrohr.
• Auf die zuvor beschriebene Art und Weise kann insbesondere vor dem Einbringen des relining-Rohres 20 auch der Sohlenbereich 18 erneuert werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Sanierung eines in einem Boden platzierten Abwasserschachtes mit einem zylindrischen Abschnitt eines Innendurchmessers D mindestens am unteren, einer Sohle benachbarten Ende und mit einer Öffnung eines Durchmessers d am oberen Ende, mit folgenden Schritten: 1.1 ein reversibel verformbares Rohr mit einem Durchmesser ≥ d und ≤ D wird in Axialrichtung so aufgeschnitten, dass mindestens zwei, axial verlaufende Schnittkanten gebildet werden, 1.2 das aufgeschnittene Rohr wird unter Verringerung seines ursprünglichen Durchmessers so aufgerollt, dass sein Außendurchmesser 5d beträgt, 1.3 das aufgerollte Rohr wird anschließend durch die Öffnung des Abwasserschachtes in den Abwasserschacht transportiert und wieder entrollt, 1.4 das entrollte Rohr wird im Bereich seiner Schnittkanten sowie an seinem unteren Ende mit der Sohle wasserdicht verbunden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das aufgerollte Rohr aus einer rechteckigen Platte gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffrohres.
4. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres, bei dem mindestens eine Schicht aus mindestens einem glasfaserarmierten Kunstharz besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das entrollte Rohr im Bereich korrespondierender Kanten verklebt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem korrespondierende Kanten des nach dem Entrollen gebildeten Rohrs laminiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das entrollte Rohr mit der Sohle verklebt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das entrollte Rohr mit der Sohle laminiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Rohres, das so verformbar ist, dass sich sein ursprünglicher Durchmesser beim Zusammenrollen auf 20-70 % verringern lässt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines aus einem Polyesterharz gebildeten Rohres mit einem Elastizitätsmodul im ausgehärteten Zustand > 1.500 MPa, insbesondere > 3000 MPa.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem, bevor das Rohr in den Abwasserschacht eingeführt wird, die Sohle des Abwasserschachtes saniert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 mit folgenden Schritten, gegebenenfalls nach Ausbrechen und Entnahme der alten Sohle: 12.1 ein ringförmiger Rahmen mit einem Außendurchmesser ≤ D und ≥ d wird aufgeschnitten, gefaltet und durch die Öffnung in den Abwasserschacht eingeführt, entfaltet und im Sohlenbereich horizontal platziert, 12.2 anschließend wird eine mehrteilige Sohlplatte so auf dem Rahmen verlegt, dass Ausschnitte verbleiben, 12.3 ein Gerinne wird durch die Öffnung nachgeführt und im Bereich der Ausschnitte so verlegt, dass sich eine weitgehend plane obere Sohlfläche ergibt, 12.4 benachbarte Abschnitte von Rahmen, Sohlplatte und Gerinne werden danach wasserdicht verbunden.
13. Verfahren nach Anspruch 12 unter Verwendung eines Gerinnes, welches in die Ausschnitte eingehängt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 unter Verwendung eines Rahmens mit einem parallel zur Sohle verlaufenden ersten Schenkel und einem vom äußeren Rand des ersten Schenkels in Richtung auf die Öffnung des Abwasserschachtes vorstehenden zweiten Schenkel.
15. Verwendung eines in Axialrichtung aufgeschnittenen Rohres zur Sanierung eines Abwasserschachtes.
16. Verwendung nach Anspruch 15 mit der Maßgabe, dass die Sanierung mit einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 durchgeführt wird.