DE19703315A1 - Verfahren zur Sanierung von Kanalrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von Kanalrohren, die Rohrabzweiger aufweisen, mit einem durch das Kanalrohr bewegbaren Kanalroboter.

Es ist bekannt, Kanalrohre, die nicht begehbar sind, dadurch zu sanieren, daß in das Kanalrohr eine Rohraus­ kleidung eingebracht wird, welche sich an die Rohrwand anlegt und eine innere Schutzhülle bildet. Die Rohraus­ kleidung besteht aus einem expandierbaren Verbund­ schlauch und eine diesen umgebenden harzimprägnierten Faserschicht. Der Verbundschlauch wird in das Kanalrohr eingezogen und aufgeblasen, so daß er sich gegen die Rohrwand legt. Anschließend erfolgt eine Härtung des Fasermaterials durch Licht und/oder Wärme. Zur Durch­ führung der Rohrsanierung wird ein Kanalroboter be­ nutzt, der eine Videokamera enthält. Dieser Kanalro­ boter wird bei einer Inspektionsfahrt durch das Kanal­ rohr bewegt, wobei mit der Videokamera Schadstellen festgestellt werden. Bei der Inspektionsfahrt wird auch die Lage von Rohrabzweigen ermittelt. Wenn anschließend die Rohrauskleidung an der Innenwand des Kanalrohrs angebracht wird, werden die Rohrabzweige durch die durchgehende Rohrauskleidung verdeckt. An den Rohrab­ zweigen ist es erforderlich, die Rohrauskleidung zu öffnen, damit vom Rohrabzweig her Flüssigkeit in das Kanalrohr einfließen kann. Um den Rohrabzweig zu öff­ nen, ist die genaue Kenntnis der Lage des Rohrabzweiges erforderlich. Zwar besteht die Möglichkeit, die Lage des Rohrabzweiges bei der Inspektionsfahrt zu vermes­ sen, um anschließend den durch die Rohrauskleidung ver­ deckten Rohrabzweig wieder aufzusuchen, jedoch hat sich herausgestellt, daß die üblichen Vermessungsmethoden nicht hinreichend genau sind, um den verdeckten Rohr­ abzweig exakt wiederzufinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sanierung von Kanalrohren anzugeben, bei dem ein Rohrabzweig nach Einbringen der Rohrauskleidung mit hoher Genauigkeit festgestellt werden kann, um an dieser Stelle die Rohrauskleidung öffnen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der In­ spektionsfahrt die Lage des Rohrabzweiges anhand des von einer Videokamera erzeugten Videobildes ermittelt und an dem Rohrabzweig wird ein Indikatormaterial auf die Wand des Kanalrohres aufgetragen. Anschließend wird die Rohrauskleidung in das Kanalrohr eingebracht. Da­ nach wird mit dem Kanalroboter eine Suchfahrt durchge­ führt, bei der mit einem auf das Indikatormaterial rea­ gierenden Sensor der von der Rohrauskleidung bedeckte Rohrabzweig ermittelt wird. Das Indikatormaterial und der darauf reagierende Sensor sind so beschaffen, daß der Sensor das Indikatormaterial berührungslos durch die Wand der Rohrauskleidung hindurch feststellt. Bei­ spielsweise enthält das Indikatormaterial Metall und der Sensor besteht aus einer Induktionsschleife, welche ein elektromagnetisches Feld aufbaut. Wenn das Metall in den Wirkungsbereich des elektromagnetischen Feldes gelangt, wird dieses gestört, wodurch sich das Signal an dem Sensor verändert. Eine solche induktive Sensorik setzt voraus, daß die Rohrauskleidung nicht leitend ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, als Indika­ tormaterial eine radioaktive Substanz zu verwenden, deren Strahlung von dem Sensor empfangen und ausgewer­ tet wird. Es ist auch möglich, als Indikatormaterial eine reflektierende Schicht zu benutzen, die vom Rohr­ innern her mit einer Lichtquelle angestrahlt wird, wobei ein Lichtempfänger das von der reflektierenden Schicht zurückgeworfene Licht empfängt. In jedem Fall wird durch das Indikatormaterial der Rohrabzweig mar­ kiert, solange er noch freiliegt. Ist der Rohrabzweig von der Rohrauskleidung bedeckt, wird die Markierung durch die Rohrauskleidung hindurch identifiziert.

Nach dem Identifizieren der Markierung kann der Rohrab­ zweig durch mechanische Bearbeitung freigelegt werden. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß während des Suchlaufs ein Werkzeug auf den identifizierten Teil der Rohrauskleidung einwirkt, oder daß auf den Bereich der Rohrauskleidung, der sich vor dem Loch des Rohrabzweigs befindet, eine strahlungsundurchlässige Maske aufge­ bracht wird, welche in diesem Bereich das Härten der Rohrauskleidung verhindert.

In einigen Fällen reicht es aus, wenn an einer Stelle des Umfangs des Rohrabzweiges eine Markierung aus Indi­ katormaterial angebracht wird. Anhand dieser Markierung kann dann die Position des Rohrabzweiges bestimmt wer­ den. Es ist auch möglich, zwei, drei oder mehr Markie­ rungen um den Umfang des Rohrabzweiges herum anzuord­ nen. Vorzugsweise wird jedoch das Indikatormaterial im wesentlichen um den gesamten Rand des Rohrabzweiges aufgetragen, wobei bei der Ermittlung des Rohrabzweiges das von Indikatormaterial freie Loch durch Abtastung mit dem Sensor lokalisiert wird. Wenn das gesamte Loch mit Indikatormaterial umrandet ist, ist eine exakte Bestimmung des Lochs nach Mittelpunkt und Lochgröße möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichzeitig dazu benutzt werden, eine exakte Vermessung des Kanales vor­ zunehmen und die Lage der Rohrabzweige zu karto­ graphieren. Hierzu ist es erforderlich, eine Positions­ messung vorzunehmen, die mit Hilfe von Ultraschall oder Funksignalen durchgeführt werden kann. Die Positionser­ mittlung der Rohrabzweige ergibt sich gewissermaßen als Abfallprodukt.

Wenn die Gefahr besteht, daß das Indikatormaterial an der Rohrwand nicht hinreichend haftet, kann an den Stellen, an denen das Indikatormaterial aufgetragen werden soll, eine mechanische und/oder chemische Vorbe­ handlung durch den Kanalroboter erfolgen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch ein Kanalrohr mit darin befindlichem Kanalroboter während der Inspektionsfahrt,

Fig. 2 das mit einer Rohrauskleidung versehene Kanal­ rohr bei der Suchfahrt des Kanalroboters,

Fig. 3 eine Ansicht des Lochs des Rohrabzweiges mit dem streifenförmig aufgebrachten Indikatormate­ rial, und

Fig. 4 eine Darstellung des Sensorsignals beim hori­ zontalen Abtasten der Einmündungsstelle des Rohrabzweiges.

In Fig. 1 ist ein Kanalrohr 10 dargestellt, das bei­ spielsweise aus Steinzeugmaterial besteht und unterir­ disch verlegt ist. Dieses Kanalrohr, das im Laufe der Zeit schadhaft geworden ist, soll saniert werden, in­ dem eine Rohrauskleidung in das Kanalrohr eingebracht wird.

An dem Kanalrohr 10 befindet sich ein seitlicher Rohr­ abzweig 11, an dem ein Abzweigrohr 12 in den Kanal ein­ mündet. An dieser Stelle hat das Kanalrohr 10 ein Loch 13.

Gemäß Fig. 1 ist ein Kanalroboter 14 vorgesehen, der durch das Kanalrohr 10 bewegt werden kann. Im vor­ liegenden Fall weist der Kanalroboter 14 ein selbstfah­ rendes Fahrgerät 15 auf, das auf Rädern 16 läuft. Es besteht aber auch die Möglichkeit, ein Schleppgerät zu verwenden, das mit Seilen durch das Kanalrohr gezogen wird. An dem vorderen Ende des Fahrgerätes 15 befindet sich eine drehbare Scheibe 17, von der ein Roboterarm 18 achsparallel exzentrisch absteht. Der Roboterarm 18 trägt eine Videokamera 19, die auf die Rohrwand gerich­ tet ist, und ferner eine Injektionsvorrichtung 20. Das Signal der Videokamera 19 wird über ein Kabel zu einem oberirdisch angeordneten Monitor geleitet, an dem die Bedienungsperson das Videobild betrachten kann. Die Bedienungsperson verfügt ferner über ein Steuergerät, mit dem die Fahrt des Kanalroboters 14 gesteuert und der Roboterarm 18 eingestellt werden kann.

Während der Suchfahrt wird mit Hilfe der Videokamera 19 das Loch 13 des Rohrabzweiges 11 erkannt. Im Bereich des Lochs 13 wird von der Injektionsvorrichtung 20 ein flüssiges Indikatormaterial 21 gegen die Rohrwand ge­ sprüht. Hierbei fährt der Kanalroboter 15 vorwärts und rückwärts und der Roboterarm 18 ist derart gesteuert, daß das Indikatormaterial 21 in Form paralleler Strei­ fen 22 (Fig. 3) aufgetragen wird. Dabei wird Indikator­ material auch in das Loch 13 hineingesprüht, wo es aber keinen Halt findet. Auf diese Weise wird um den ge­ samten Umfang des Lochs 13 Indikatormaterial 21 aufge­ tragen. Die Bewegungen, die der Kanalroboter 14 zum Auftragen des Indikatormaterials 21 durchführen muß, sind vorzugsweise in einem Computer vorprogrammiert, so daß der Bediener von den entsprechenden Steuerungsfunk­ tionen entlastet wird.

Die obengeschilderte Prozedur wird bei jedem aufgefun­ denen Rohrabzweig 11 durchgeführt.

Das Indikatormaterial, das von der Injektionsvorrich­ tung 20 aufgesprüht wird, besteht aus einem flüssigen Harz, z. B. einem Acrylat, das Metallpartikel oder Mag­ netpartikel enthält.

Nach Beendigung der Suchfahrt wird eine Rohrauskleidung 23 in das Kanalrohr 10 eingebracht. Diese Rohrausklei­ dung besteht aus einem flexiblen Verbundschlauch, der einen inneren Folienschlauch und einen diesen umgeben­ den Fasermantel aus kunstharzgetränktem Fasermaterial besteht. Durch Aufblasen wird die Rohrauskleidung 23 zur Anlage an der Wand des Kanalrohres 10 gebracht.

Nach dem Einbringen der Rohrauskleidung 23 wird gemäß Fig. 2 eine Suchfahrt durchgeführt, bei der der Kanal­ roboter 14 an seinem Roboterarm 18 einen Sensor 24 und eine Sprühvorrichtung 25 trägt. Am rückwärtigen Ende des Kanalroboters 14 ist eine Strahlungsquelle 26 be­ festigt, die eine Härterstrahlung aussendet, welche das Material der Rohrauskleidung 23 härtet.

Der Kanalroboter 14 wird durch das Kanalrohr 10 gefah­ ren, wobei die Drehscheibe 17 ständig um ihre Längs­ achse gedreht wird, so daß der Sensor 24 die Kanalwand abtastet. Der Sensor 24 ist ein induktiver Sensor, der ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt und auf magnetische bzw. elektrisch leitende Materialien an­ spricht. Wenn das Indikatormaterial 13 in die Nähe des Sensors 24 gelangt, wird dies von dem Sensor erkannt. Der Kanalroboter 14 führt dann einen Abtastvorgang aus, um die genaue Lage und Größe des Loches 13 zu ermit­ teln. In Fig. 4 ist das Signal 26 des Sensors 24 darge­ stellt, das sich ergibt, wenn der Sensor horizontal quer vor dem Loch 13 (Fig. 3) vorbeibewegt wird. Sobald der Sensor in den Bereich des Indikatormaterials 21 gelangt, steigt die Amplitude des Signals 26. Diese Amplitude fällt ab, wenn der Sensor in dem Bereich des Lochs 13 gelangt und sie steigt wieder an, wenn der Sensor den Bereich des Lochs 13 verläßt. Auf diese Weise kann das Loch 13 zeilenweise abgetastet werden, um die genaue Position und Größe dieses Lochs zu ermit­ teln. Es besteht auch die Möglichkeit, eine vertikale Abtastung des Lochs vorzunehmen.

Nach Identifizierung der Lage des Loches 13 wird über dem Loch 13 von der Sprühvorrichtung 25 eine Sperr­ schicht 27 auf die Rohrauskleidung 23 aufgesprüht. Diese Sperrschicht 27 bedeckt das gesamte Loch 13. Die Sperrschicht 27 ist für die Strahlung der Strahlungs­ quelle 26 undurchlässig, so daß sie eine Maske bildet, unter der keine Härtung des Materials der Rohraus­ kleidung 23 erfolgt. Wenn der Kanalroboter 14 durch das Kanalrohr 10 gefahren ist, ist die gesamte Rohrausklei­ dung gehärtet, mit Ausnahme derjenigen Stellen, die sich unter den Sperrschichten 27 befinden.

In einer (nicht dargestellten) Arbeitsfahrt bewegt sich der Kanalroboter 14 ein weiteres Mal durch das Kanal­ rohr. Er ist hierbei mit einer Videokamera und einem Werkzeug ausgestattet, um diejenigen Bereiche, in denen sich eine Sperrschicht 27 befindet, aufzuschneiden oder aufzufräsen, so daß die Öffnung 13 nunmehr freiliegt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Sanierung von Kanalrohren, die Rohr­ abzweige (11) aufweisen, mit einem durch das Ka­ nalrohr bewegbaren Kanalroboter (14), mit folgen­ den Schritten

• - Durchführen einer Inspektionsfahrt und Auftra­ gen eines Indikatormaterials (21) auf das Ka­ nalrohr (10) an einem Rohrabzweig (11),
• - Einbringen einer Rohrauskleidung (23) in das Kanalrohr (10)
• - Durchführen einer Suchfahrt mit einem auf das Indikatormaterial reagierenden Sensor (24) zur Ermittlung des von der Rohrauskleidung (23) bedeckten Rohrabzweiges (11)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial (21) im wesentlichen um den gesamten Rand des Rohrabzweiges (11) aufge­ tragen wird und daß bei der Ermittlung des Rohrab­ zweiges das von Indikatormaterial freie Loch (13) durch Abtastung mit dem Sensor (24) lokalisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Suchfahrt unmittelbar nach der Ermittlung des Rohrabzweiges (11) mit einem Werkzeug die den Rohrabzweig (11) bedeckende Rohrauskleidung (23) geöffnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Suchfahrt an der Stelle des Rohrabzweiges (11) eine Sperrschicht (27) auf die Rohrauskleidung (23) aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Indikatormaterial (21) eine metallische oder magnetische Partikel enthaltende spritzfähige Masse verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial (21) im Bereich eines Rohrabzweiges in geraden Linien oder in Punkten auf dessen Rand aufge­ spritzt wird.