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Kanalschachtsanierung ( Teil 1 ) mit zementgebundenen, durch organische und anorganische Zusätze vergütete Werktrockenmörteln

Aufgabenstellung:

Kanalschächte sind feste Bestandteile der Kanalisationen. Sie werden bei Richtungsänderung der Rohrleitung und für Wartungs- und Reinigungsarbeiten im Entwässerungsnetz angeordnet. Im Durchschnitt ist alle 50 m ein Schacht vorhanden, d. h. bei über 400 . 000 Km Kanalleitungen gibt es im öffentlichen Kanalnetz ca. 8 Mio. Schächte.

Kanalschachtbauwerke müssen folgende Aufgaben erfüllen:
  1. sichere Ableitung der statischen Lasten
  2. Ungehinderter Durchfluß des Abwassers
  3. Sichere Begehbarkeit der Kanalisation
  4. Dichtigkeit bei Rückstau
  5. Dichtigkeit gegenüber Grundwasser
Die häufigsten Schäden:
  1. Undichtigkeit gegen IN- und Exfiltration
  2. Korrosion der Baustoffe Beton, Klinkermauerwerk und der Steigeisen

Wird unterstellt, daß ca. 15 % aller Kanalschächte saniert werden müssen, weil sie ihre Funktion nur noch unzureichend erfüllen, bzw. weil größeren Schäden vorgebeugt werden soll, ergibt sich ein Sanierungsbedarf von 1,2 Mio. Kanalschächten. Bei einer durchschnittlichen Schachttiefe von ca. 3,50 m und damit rund 10 m² Schachtwandung und Bodenfläche ist bei einem Sanierungspreis von DM 250 / m² ein Gesamtpreis von DM 2. 500 je Schachtsanierung zu ermitteln.
 


Bei der Kalkulation eines Neubaues müssen unterschiedlichste Bodenverhältnisse und Grundwasserstände berücksichtigt werden. Der Neubaupreis schwankt unter dieser Betrachtung zwischen DM 5. 000 und DM 15. 000. Verkehrsbehinderungen und Nacharbeiten, wie Sanierung neugebauter, undichter Kanalschächte, sind dabei nicht berücksichtigt.

Da ein Neubau aller schadhafter Kanalschächte in der Regel ausscheidet, wird der Sanierungsbedarf z. Zt. auf 3. 000 Mio. DM oder 3 Mrd. DM geschätzt. Eine gewaltige Zahl!

Woher kommen die Schäden?

1. Undichtigkeiten

Sie entstehen zum Teil schon bei der Herstellung der Schächte. Beim Mauerwerk wird oft nicht vollfugig gemauert oder es werden keine wasserdichten, genormten Mörtel eingesetzt. Ein normaler Zementmörtel nach DIN ist nicht druckwasserdicht. Wenn im Grundwasser Schächte erstellt werden, sind diese mit kontrollierten Werktrockenmörteln herzustellen. Nur dann hat der spätere Betreiber eine recht hohe Sicherheit, ein dichtes Bauwerk zu erhalten (Bild Undichtigkeit Mauerwerk, Fuge, Risse) Hohe Verkehrsbelastungen und Setzungen können zudem später zu Rissen im Mauerwerk führen. Sehr selten führt Korrosion der Werkstoffe zu Undichtigkeiten.

2. Korrosion

Falls sich ein Kanalschacht allerdings bereits in Auflösung befindet, führt dies natürlich auch zur Undichtigkeit. (Bild Schacht Milchsäureangriff, Schacht von Troyes vorher) Viele Schächte zeigen Alterserscheinungen in Form von Korrosion. Sie sind älter als 50 70 Jahre und es ist normal, daß sie saniert werden müssen. Ein anderer bemerkenswerter Teil korrodiert seit 5 10 Jahren, und dies teilweise, obwohl die Schächte schon älter sind und in der Vergangenheit keine Korrosion zeigten. Die Ursachen liegen meist in der geänderten Nutzung der Abwasserwerke. Bei Änderung der Betriebszustände sollte darauf geachtet werden, daß nach der Änderung keine Zustände entstehen, die zu verstärkter BKS (biogene Schwefelsäurekorrosion) führen können. In der ATV Richtlinie M168 sind die Zusammenhänge kurz erläutert. Zu beachten ist, daß die BKS entsteht wenn
  1. lange Fließzeiten des Abwassers > 12 h
  2. hohe Abwassertemperaturen > 20° C
  3. schlechte Belüftung des Abwassernetzes h. h. wenig Sauerstoff vorliegen.
Je eher das Abwassernetz diese Faktoren erfüllt, um so mehr finden Thiobazillen gute Lebensbedingungen und bilden die BSK. Biogene Schwefelsäurekorrosion entsteht in jedem Schacht, wenn jedoch o.a. Verhältnisse nicht gegeben sind, verläuft der Korrosionsprozeß über 50 100 Jahre. Wir sprechen dann von einer normalen Alterung des Bauwerkes. Die Schwefelsäure, die z.B. der Thiooxidans bildet, kann bis zu einem pH Wert von 0,5 auf Klinkerstein oder PE entstehen. Thiooxidans liebt den pH Wert Bereich unter 4,0. Darüber leben andere Thiobazillen.
Die Grafik wurde einer Prüfung von ERGELIT Kombina KS 2 b im Schadgasschrank von Prof. Bock vom Institut für allgemeine Botanik entnommen.

Weitere Informationen finden sich in dem Buch : "Instandhaltung von Kanalisationen" von Prof. Dr. Stein, Ruhr Universität Bochum
 

Übrigens, ausgeprägte BSK entsteht immer am Ende von Druckrohrleitungen, besonders, wenn dort große Turbulenzen vorherrschen. H2S wird dort verstärkt freigesetzt und von den Thiobazillen umgesetzt. Da die Thiobazillen aber auch noch andere Dinge fressen, ist ein normaler Schwefelsäuretest bei zementgebundenen Baustoffen kein ausreichender Hinweis auf die Beständigkeit gegenüber BSK. Dieser Test kann in Europa nur im Schadgassschrank von Prof. Bock in Hamburg durchgeführt werden.

Sanierung und Instandsetzung von undichten Schächten

Injektionen und punktuelle Abdichtung
Bei Infiltrationen, d. h. Wassereinbrüchen, werden immer mehr zementgebundene Baustoffe eingesetzt. Der Grund liegt zum einen in der Unbedenklichkeit der Wirkung gegenüber dem anstehenden Grundwasser - besonders in Schutzzonen und zum anderen in der einfachen Handhabung und universellen Einsatzmöglichkeit.
Mit ERGELIT Kombina i kann z. B. auch bei fließendem Grundwasser und starken Wassereinbrüchen das Bauwerk dauerhaft abgedichtet werden. Die Schachtwand wird ca. 10 cm neben der Schadstelle mit einem Ø 25 Bohrer durchbohrt und der sämig bis flüssige, mit Wasser angemischte Trockenmörtel ERGELIT Kombina i wird mit einem Druck unter 3 bar injiziert. Kombina i zeichnet sich durch seine hohe Thixotropie aus. Im Fließsand ist der Einsatz von zementgebundener Injektionssuspension allerdings nur in Ausnahmen möglich.
Im Durchschnitt können 2 3 Schächte am Tag abgedichtet werden. Es reichen oft 2 3 Bohrungen pro lfd. Meter Schachttiefe im Bereich der Undichtigkeit.

Im Durchschnitt sind 200 300 kg ERGELIT Kombina i je Sanierungsfall erforderlich. Der tatsächliche Bedarf hängt sehr von der Intensität der Undichtigkeit und den Bodenbeschaffenheiten ab. Schwache Wassereinbrüche können durch ERGELIT Trockenmörtel Kombina 10 F rapid, einem 10 Sekundenmörtel, der nur trocken in den durchnässenden Untergrund eingerieben wird, abgedichtet werden. Mit dem ERGELIT Trockenmörtel Schnelldicht, der sogenannten "Knete" werden auch punktuelle intensive Wassereinbrüche schnell und dauerhaft abgedichtet. Hierzu wird das Injektionsloch auf Ø 25 mm 20 30 mm tief aufgebohrt und das mit Wasser angemischte Schnelldicht wie eine Knete in die Stelle gedrückt. Nach 1 2 Minuten ist die Knete so fest, daß sie dem Wasserdruck widersteht und standhält. ERGELIT Schnelldicht zeichnet sich auch durch seine hohe Korrosionsfestigkeit und Schrumpffreiheit im Anwendungsfeld aus. Die Kleber im Mörtel sorgen für einen sicheren Halt in den aufgeweiteten Schadstellen.

Mit diesem Mörtel lassen sich auch Unterwasserabdichtungen durch Taucher durchführen.

Bei Undichtigkeiten in Form von Exfiltrationen oder bei undichten Mauerwerkschächten empfiehlt sich eine durchgehende Beschichtung der Schachtanlage.

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Stand: 18. Februar 2001