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Rohrleitungs-Erneuerung - grabenlos im Berstlining-Verfahren


 Defekte Rohrleitungen gefährden die Umwelt, insbesondere Grundwasser und Boden. Nach der ATV-Erhebung im Auftrag der Bundesregierung sind in den alten Bundesländern 22 % der öffentl. Kanäle schadhaft. In den neuen Bundesländern liegen Schätzungen bei 50%. Das Verfahren zur Schadensbehebung sollte sicher anwendbar, relativ einfach und baustellengerecht sein und als Ergebnis ein dichtes Rohrsystem für eine lange Nutzungsdauer bieten.
 
Rechtsgrundlagen der Kanalinstandsetzung
 
Wer als Netzbetreiber seine Abwasserkanäle regelmäßig kontrolliert und Schäden behebt, schützt nicht nur die Umwelt, sondern auch sich selbst vor rechtlichen Konsequenzen.
Bundesrecht, Landesrecht und kommunales Recht bilden ein Geflecht zusammen mit techn. Normen und Regelwerken. Gewässerverunreinigung ist eine Straftat gemäß § 324 StGB oder Ordnungswidrigkeit nach § 41 Abs.1Nr.1 WHG. Der Betreiber kann 
nach § 22 WHG schadensersatzpflichtig werden.

Grundlagen zur Beurteilung des Ist-Zustandes und für die Planung der Schadensbehebung liefert das ATV-Merkblatt M 143 „Inspektion, Instandsetzung, Sanierung und Erneuerung von Entwässerungskanälen und -leitungen.“
 
Schadensbilder
 
An den Schadensbildern und deren Ursachen haben sich die Verfahren zur Schadensbehebung zu orientieren. Es darf keine Daueraufgabe werden, Kanäle zu reparieren. 

Häufigkeit von Schadensbildern

(nach: Stein, D. Kaufmann, O.: Schadensanalyse an Abwasserkanälen aus Beton- und Steinzeugrohren der Bundesrepublik Deutschland-West., KA 1993, H.2, S.168-179 )

Es fällt auf, dass 75 % der Schadensursachen (Seitenzuläufe, Risse, Lageabweichungen) vorwiegend Einbaufehler zugrunde liegen, die möglicherweise mit einem anderen Rohrmaterial vermeidbar wären.

Nicht das Alter ist für die Schäden verantwortlich (Korrosion nur 3%), sondern die schlechten Bettungsbedingungen, woraus Risse und Lageabweichungen resultieren. Die Schäden an Seitenzuläufen reichen von vorstehenden Anschlussstutzen bis zu völlig zerstörten Anschlussbereichen, bei denen nicht selten das Erdreich und ausgebildete Hohlräume sichtbar sind. Das zeigt auf, wie 
problematisch der grabenlose Wiederanschluss ist.

Natürliche Bodensetzungen, der Stress durch Verkehrsbelastungen, das Auf- und Zumachen für andere Leitungen mit der Folge von weiteren Bodensetzungen beeinträchtigen in erster Linie die biegesteifen Rohre aus Steinzeug und Beton.
 
Verfahren zur Schadensbehebung
 
Das Verfahren muss sicher anwendbar und kalkulierbar sein und nicht Tür und Tor öffnen für Nachforderungen aus vorher unkalkulierbaren Risiken.

· Reparatur 
Punktuelle Schadstellen lassen sich durch partielle Inliner oder durch Ausfräsen und Verspachteln bzw. Muffenverpressung beheben (Roboter / Partliner). Diese Maßnahmen sind vertretbar, wenn das Reparaturziel verlässlich und auf Dauer erreicht wird.

· Renovierung
Wenn die Schadensbilder (Verformungen unter 10 %, Lageabweichungen etc.) es zulassen, ist z.B. das Reliningverfahren möglich.

· Erneuerung
Bei umfangreichen Schäden wie z. B. Längsrisse, Einbrüche, Verwurzelungen, Versatz, Totaleinsturz, einragende Stutzen, Ablagerungen, Ausspülungen, Hohlräume oder hydraulischer Auslastung ist eine Erneuerung notwendig. Die offene Bauweise mit allen Nachteilen ist problematisch bei Überbauung, hochwertigen Oberflächen, großen Tiefen und so nebenbei können sich erheblich Altlastenrisiken ergeben. Das Berstlining-Verfahren zur grabenlosen Neuverlegung in gleicher Trasse gewinnt zunehmend an Bedeutung. Innovative Weiterentwicklung der Verlegetechnik und neue Rohre konnten die Zuverlässigkeit und Qualität entscheidend verbessern.
 
Berstlining-Verfahren
 
Im Berstlining-Verfahren können defekte Leitungen grabenlos in gleicher Trasse erneuert werden. Für Planer und Bauherr besteht kein Kalkulationsrisiko, da Berstlining bei allen Schadensbildern bis hin zum Totaleinsturz ohne vorbereitende Maßnahmen an der Altleitung (Beseitigung von Ablagerungen, Wurzeln, Abfräsen von Versatz usw.) einsetzbar ist. Auch defekte Inliner lassen sich im Berstlining-Verfahren zwar nicht reparieren, aber durch neue Rohre ersetzen. 

Es gibt nur wenige Einschränkungen für den Einsatz des Berstlining-Verfahren.
Vorteile des Berstlining-Verfahrens
Verfahrensbeschreibung 
 
Das Berstlining-Verfahren ist eine umweltschonende, grabenlose Erneuerung von Rohrleitungen in gleicher Trasse. Mit einem Berstkörper wird das Altrohr zerstört und radial in das umgebende Erdreich verdrängt. Gleichzeitig wird das Bohrprofil soweit vergrößert, damit das neue Rohr in gleicher oder größerer Dimension unmittelbar eingezogen werden kann.

Für den Einzug im Berstliningverfahren eignen sich Schutzrohre oder Medienrohre ohne überstehende Konturen, die einen ungehinderten grabenlosen Einzug gewährleisten.
 
Berstlining-Verfahren
 
Berstlining - Verfahren
 
Für den Berst- und Einziehvorgang erfolgt die Krafteinleitung in Rohrlängsrichtung mit dynamischer Rammenergie durch eine modifizierte Erdrakete oder Rohrramme. Das dynamische Berstliningverfahren ist vorteilhaft in stark verdichteten und steinigen Böden ab DN 150 und bei Altrohren aus sprödem Material, wie Steinzeug, Beton, GG. Der Berstvorgang muss durch die Zugkraft einer Winde unterstützt werden.
 
Die dynamische Berstmaschine
Dynamische Berstmaschinen (es handelt sich hier um modifizierte Erdraketen oder Rohrrammen) gibt es in verschiedenen Leistungsklassen und Bauarten für grabenlose Leitungserneuerung bis DN 400 und größer mit Schubkräften von über 1000 Tonnen. Die dynamische Rammenergie verursacht weniger Bodenverschiebungen oder -erschütterungen als eine Rüttelplatte. 
Eine spezielle kurze Berstmaschine für Kanal-Hausanschlüsse DN 150 kann in Revisionsschächten von nur 1 m Durchmesser eingefädelt und wieder entnommen werden. 
So ist die unterirdische Erneuerung eines Kanal-Hausanschlusses fast unbemerkt vom oberirdischen Geschehen und ohne große Beeinträchtigung der Hausbewohner an einem Tag durchführbar.
 
Statisches Berstlining-Verfahren
 
Für den Berst- und Einziehvorgang erfolgt die Krafteinleitung in Rohrlängsrichtung hydraulisch über Gestänge. Das statische Berstliningverfahren ist vorteilhaft in verdrängbaren homogenen Böden, bei nahe benachbarten Fremdleitungen, bei Altrohren aus Stahl, GGG oder Kunststoffen, die geschnitten werden müssen und für Einzug von Neurohren, die innen keiner Verschmutzung ausgesetzt werden sollten.
Statisches Berstlining - Verfahren
 
Statische Berstmaschinen z. B. GRUNDBURST bieten Schub- und Zugkräfte bis 100 Tonnen (1000 kN). Patentierte Quicklock-Berstgestänge können ohne zeitaufwendige Verschraubung - schub- und zugstabil - eingeführt und wieder gezogen werden. Das statische Berstlining bietet sich in sensiblen Bodenbereichen und bei gefährdeten benachbarten Sparten an und kann PE-Rohre verschmutzungsfrei von der Trommel einziehen.
 
Kaliber-Berstlining-Verfahren 
 
Das Kaliber-Berstlining-Verfahren bietet sich alternativ zu Schlauchrelining-Verfahren an, wenn die hydraulische Auslastung der Altleitung eine Querschnittsverkleinerung erlaubt.
Das Berstlining-Verfahren befindet sich aufgrund des wesentlichen 
Qualitätsunterschiedes nicht im Wettbewerb zu Schlauch-Reliningverfahren.		 
Kaliber Berstling
 
Beim herkömmlichem Rohrrelining werden Kunststoffrohre als Lang- oder Kurzrohre mit Kreisquerschnitten in den alten Kanal gezogen oder geschoben. Der Kanal muss frei von Abflußhindernissen sein. Bei Verformungen, Versatz, einragenden Seitenzuläufen ist das Verfahren nicht einsetzbar. Die notwendige Ringraumverfüllung ist über größere Längen und kleinem Ringspalt nicht möglich. 

Kaliber-Berstlining ist einsetzbar bei allen Schadensbildern, ohne teure Vorbereitungsmaßnahmen und damit ohne Kalkulationsrisiko. Das Altrohr wird dabei kalibriert, Hindernisse, Verengungen und Versatz werden durch dynamische oder statische Energie in das umgebende Erdreich verdrängt. 

Der Ringraum kann sukzessive mit dem Rohreinzug hinterwanderungsfrei verfüllt werden. Beim dynamischen Verfahren mit GRUNDOCRACK-Erdrakete unterstützt die Zugkraft einer Winde den Kalibrier- und Einziehvorgang. Beim statischen Verfahren mit GRUNDOBURST werden die erforderlichen Kräfte für Kalibrieren, ggf. Verdrängen und Rohreinzug hydraulisch über ein patentiertes schub- und zugfestes Gestänge eingebracht.
 
Ringraumverfüllung
 
Ausgangspunkt für die Kanalsanierung ist üblicherweise die Untersuchung durch Kamerabefahrung. Schadensbilder werden im Rohrinneren sichtbar, doch der Blick hinter die Rohrwandung bleibt verwehrt. Hier liegen für viele Sanierungsverfahren erhebliche Risiken durch Ausspülungen aufgrund der festgestellten Undichtigkeiten. Mit unterirdischer Neuverlegung im Berstlining-Verfahren und gleichzeitiger Ringraumverfüllung können diese Probleme gelöst werden. Der Ringraum kann parallel mit dem Einzug des Neurohres verfüllt werden.
 
Parallele RingraumverfüllungSchnittdarstellung
 
Als Verfüllstoff eignet sich besonders Bentonit-Zement-Mischung. Durch die thixotropen (gelartigen) Eigenschaften ergeben sich gute Gleiteigenschaften beim Einzug des Neurohres. Ringraumverfüllung bedeutet: Die Bodensetzungen bei Neuverlegung sind üblicherweise nach wenigen Jahren abgeschlossen. Wahrscheinlich hat die Verformung bereits nach 5 Jahren zu 99% den Endwert erreicht. Wenn also die Bettungsbedingungen erst im Alter gut sind, findet das neue Rohr beim Berstlining-Verfahren bessere Bettungsbedingungen als es mit offener Bauweise möglich wäre.
 
Das neue Rohr
 
Ein Vergleich zwischen Rohrwerkstoffen sollte sich nicht nur auf den Preis reduzieren. Ein billiges Rohr kann zu teuer werden. Die Tiefbauarbeiten kosten ungleich mehr als das Rohr, daher sollte man die Aufmerksamkeit dorthin lenken und kein Risiko beim Rohr eingehen. Das Rohr beansprucht nur 10- bis max. 20 % von den Kosten einer Tiefbau-Maßnahme.

Ein gewisses Maß an Flexibilität hat für die dauerhafte Funktion von Kanalrohrsystemen eine zentrale Bedeutung.

Zu unterscheiden sind biegesteife und biegeweiche Rohre.

Verkehrslasten und Bodensetzungen konzentrieren sich auf das Rohr. Rohre aus Steinzeug oder Beton sind besonders gefährdet und stellen daher höchste Anforderungen an die Bettungsbedingungen in der Leitungszone. Zerrungen und Stauchungen, die durch Bewegungen im Untergrund entstehen, können nur begrenzt von der Muffe aufgenommen werden. Wird ein biegesteifes Rohr überlastet kann es nur brechen.
Belastungen biegesteifer RohreDie Schadensbilder haben diese Frage längst beantwortet.
Biegeweiche Rohre aus Kunststoff entziehen sich der Last, weichen durch Verformung aus und liegen nach Abschluss der Bodensetzungen lastfrei im Boden. Verformung ist messbar, kontrollierbar und bedeutet Sicherheit.

Zwei Rohrwerkstoffe erfüllen die Anforderungen an ein sicheres und dichtes Kanalsystem auf hervorragende Weise. Rohre aus PVC-U oder PE-HD sind schlagfest, in gewissem Maße biegsam, können sich dem alten Trassenverlauf gut anpassen und bieten technische Vorteile, wie Die LAWA-Leitlinien (Länderarbeitsgemeinschaft der Wasserwirtschaft) wurden schon 1994 geändert. Die Lebensdauer neuer Rohre wird darin mit 50-80 Jahre ohne Differenzierung zwischen den einzelnen Rohrwerkstoffen Steinzeug / Kunststoff / Guss angenommen.
 Abwasserrohre aus PVC-U
Als Vortriebsrohre mit großer Wanddicke, Muffenverbindung innen und außen glatt mit 2 Lippendichtungen
Geprüft und zugelassen Z-42.1-251
Hersteller: Schöngen, Salzgitter
Abwasser - Rohr aus PVC-U
 
Trotz anerkannter hervorragender Eigenschaften ist der Werkstoff PVC-U seit Ende den 60er Jahren in der Diskussion. Das strategische Ziel ist, mit dem Schlüsselprodukt PVC die Chlorchemie aufzubrechen mit der Argumentation, dass im Brandfall Dioxine frei werden. Die Wahrscheinlichkeit ist bei Kanalrohren gering. Selbst Betonrohre bedienen sich beim Werkstoff PVC-U als Inliner um biogene Schwefelsäureangriffe abzuwehren. Rohre aus PE-HD sind als Kurzrohr-Module und als Langrohr muffenlos lieferbar.
 
Abwasser - Rohr Tracto / BotecKraftschlüssige Verbindung mittels Gummilippen
Langrohre werden mit Heizelement-Stumpfschweißung verbunden.
Die Verschweißbarkeit erlaubt muffenlose Verlegung um die Kurve ohne undicht zu werden.		Kurzrohre verbinden sich mit längskraftschlüssiger 3-Lippendichtung aus EPDM,
Dichtung nach DIN 4060
 
Abwasserrohr „Tracto/Botec" aus PE-HD mit Produkthaftung für Berstliningverfahren. Kernrohr nach DIN 8074/75 und in Anlehnung nach DIN 19537 Farbe: schwarz mit heller Innenwandung, Schuzmantel aufextrudiert, Farbe: dunkelbraun (RAL 8017)

Für die Verlegung von PE-HD-Rohren in einem offenen Graben gibt es genaue Vorschriften und Richtlinien, d. h. der das PE-HD-Rohr umgebende Boden ist in seiner Zusammensetzung mit der Verdichtung der Leitungszone genau definiert.

Anders sieht es jedoch bei den grabenlosen Verlegetechniken aus. Hier durchdringt das einzubringende Rohr nicht eindeutig bestimmte Bodenschichten. Baugrunderkundungen durch Rammkernsondierung können zwar punktuelle Aussagen über die allgemeine Bodenstruktur geben, sagen jedoch nichts über das Rohr schädigende Einflüsse aus. Hier setzen die Überlegungen an, das relativ weiche PE-HD-Rohr vor äußeren Beschädigungen zu schützen.
Die Firma EGEPLAST hat ein neues Rohrsystem entwickelt, das Safety-Line®-Mantelrohr. Hierbei wird auf das Kernrohr in einem kontinuierlichen Extrusionsverfahren ein verschleißfester Mantel aufgebracht.
Speziell für das Berstliningverfahren, bei welchem das neue Produktenrohr auf der gesamten Leitungslänge mit Scherben des Altrohres in Berührung kommt, ist die Gefahr der Riefenbildung und Kerbwirkung groß. Ein Rohr mit Schutzmantel bietet die notwendige Sicherheit.
In Zusammenarbeit zwischen dem Rohrhersteller EGEPLAST, dem Berstmaschinen-Hersteller TRACTO-TECHNIK und Systempartner BOTEC wurde ein modifiziertes Mantelrohr für Berstlining entwickelt und schon bei vielen Baumaßnahmen mit Erfolg eingesetzt.

Das neue Berstliningrohr "TRACTO/BOTEC" bietet zusätzlich zu den Vorteilen des normalen PE-Rohres einen aufextrudierten patentierten Schutzmantel für höchste Abrieb- und Ritzfestigkeit. Das Kernrohr aus PE-HD nach DIN 8074/75 und DIN 19537 hat alle Zulassungen wie bei Druckrohren für Wasser und Gas. Das Rohr bietet zusätzlich
Kosten für grabenlose Rohr-Erneuerung im Berstlining-Verfahren
 
Die Kosten sind absolut konkurrenzfähig zu Reparatur- oder Renovierungs-Verfahren. Die offene Bauweise, wenn diese mit den bekannten Nachteilen aufgrund der Oberfläche und Überbauung überhaupt möglich, ist ab ca. 3 m Tiefe teurer.
Gute INLINER sind nicht billiger, wenn vorbereitende Maßnahmen und Kalkulationsrisiken aufgrund der Schadensbilder an der Altleitung berücksichtigt werden (und oft nicht möglich aufgrund der Schadensbilder).

Als Daumenregel für die Preisfindung kann gelten: Nenndurchmesser DN x Faktor 1,5 bis 2.
Die Erneuerung eines Kanals DN 200 kostet demnach 300 bis 400 DM pro Meter. Der Preis kann sich bei diesen Verfahren verschieben, d. h. hochwertige Oberflächen und größere Tiefe geht zu Lasten der offenen Bauweise, folglicherweise geringere Tiefe und viele seitliche Zuläufe zu Lasten Berstlining.
 
Referenzen
 
Berstlining hat sich bewährt. Über 10.000 km (10 Millionen Meter) wurden in diesem Verfahren verlegt. Quelle: British Gas, als Lizenzgeber. 1997 wurden in Europa über 1000 KM = 1 Million Meter verlegt, was eine Steigerung von 40 % (USA 60%) bedeutet.

BERSTLINING ist damit weltweit die Nr. 1 bei grabenloser Erneuerung.
 
Zusammenfassung
 
WENN ANDERE VERFAHREN NICHT MEHR EINSETZBAR SIND

bietet Berstlining entscheidende Vorteile:Quelle: Vortrag Herr Hupertz (Fa. Botec); 2. Allgäuer Sanierungstage

   
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Stand: 25. Februar 2001