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A-6.2.1 Reparaturverfahren
Allgemeines
Reparaturverfahren sind grundsätzlich Instandsetzungsverfahren zur Sanierung punktueller Einzelschäden (Wiederherstellung des Sollzustands).
Mit steigender Anzahl an Einzelschäden innerhalb eines Kanals wird der Einsatz von Reparaturtechniken zunehmend unwirtschaftlich. Mit zunehmender Anzahl von Einzelschäden bietet sich bei geeigneten Bedingungen der Einsatz von Renovierungsverfahren an.
Reparaturverfahren werden einerseits zur punktuellen oder teilstrecken-/flächenförmigen Sanierung an der Rohrwand und andererseits zur Anschlusssanierung verwendet. Die Technikanwendung unterscheidet sich bei den meisten Verfahrenstechniken hinsichtlich des Einsatzortes (Rohrwand/Anschluss) und/oder nach begehbaren und nicht begehbaren Objekten.
Ein Teil der Reparaturverfahren kommen auch zur Anschluss- und Schachtanbindung in Verbindung mit Renovierungsverfahren zum Einsatz.
In den ZTVen der DWA-M 144er-Reihe sind sowohl die Sanierungsarbeiten zur Rohr- wie auch zur Anschlusssanierung aufgenommen.
Die Reparaturverfahren der Innensanierung unterscheiden sich hinsichtlich des Ortes des Entfaltens ihrer Wirkung:
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Hinter der Bauteilwandung/in bauteilnaher Bodenzone: z.B. Injektions- und Flutungsverfahren
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In der Bauteilwandung: z.B. Spachtel-/Verpressverfahren, Elastomer-Kompressionsdichtung
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Auf der Bauteilwandung, z.B. Vor Ort härtende Bauteile, Innenmanschetten
Bei den Reparaturverfahren der Innensanierung gelangen, in Abhängigkeit von der Einzeltechnik, unterschiedliche Sanierungsmaterialien zum Einsatz. Dies führt dazu, dass der Technikeinsatz auf die Verbindungsmöglichkeiten des Sanierungsmaterials mit dem Material des Bestands abgestimmt sein muss. Der Art des möglichen Materialverbunds kommt hinsichtlich der Langlebigkeit von Reparaturverfahren unter den individuellen örtlichen Bedingungen eine große Bedeutung zu. Hierbei kann in Anlehnung an [DIN 8593]-Reihe vereinfachend unterschieden werden zwischen:
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Fügen durch Kleben (Adhäsion)
hohe Anforderungen an zu verbindende Werkstoffe/-kombination und Klebeflächenvorbereitung (z.B. Spachtel-/Verpressverfahren mit EP-Harz, PUR-Harz oder vor Ort härtende Materialien mit Kurzliner, Handlaminat, Hutprofil, T-Stück)
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Fügen durch Schweißen
nur bei gleichartigen Materialien möglich (z.B. PEHD, PP)
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Fügen durch Anpressen/Verspannen (Kraftschluss)
z.B. Edelstahlmanschette mit EPDM-Dichtung, Elastomer-Kompressionsdichtung
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Fügen durch Umformen (Formschluss)
z.B. Injektionsverfahren, Flutungsverfahren
Reparatur durch Injektion
Bei den Injektionsverfahren [DWA-M 143-8] wird grundsätzlich zwischen Verfahren mit stabilisierender (dauerhafte Wirkung) und ohne stabilisierende (zumeist nur temporäre) Wirkung unterschieden.
Injektionsverfahren ohne stabilisierende Wirkung (Materialeinsatz: Gel) werden nur zur temporären Vorabdichtung bei Grundwasserinfiltration eingesetzt. Die eigentliche Sanierung erfolgt im Nachgang mit einem eigenständigen Reparaturverfahren. Gel-Verfahren werden daher nicht weiter erläutert.
Zur Sanierung größerer Einzelschäden mit Wandausbrüchen und sichtbaren Hohlräumen bzw. bei Grundwasserinfiltration eignen sich im Wesentlichen Injektionsverfahren (Materialeinsatz: Harz). Dies gilt auch zur Sanierung von Anschlüssen (Materialeinsatz: Isocyanatharze oder Mörtelsysteme). Mit Hilfe dieser Injektionsverfahren werden Hohlräume (umgebendes Erdreich) und fehlende Teile innerhalb der Rohrwand ersetzt. Die Rohrwand wird stabilisiert und abgedichtet und so ein weiteres Nachbrechen loser Teile verhindert. Die Sanierung erfolgt von außen (Bettungsbereich) nach innen (Rohrwand). Die Sanierungsergebnisse wirken optisch rustikal, sind aber von hoher Beständigkeit.
Das umgebende Erdreich (Bettungszone) muss hierbei über einen gewissen Porenraum verfügen, um die Injektionsmaterialien aufnehmen und die Bodenbestandteile umschließen zu können. In Fällen eindringenden Grundwassers und insbesondere bei nichtbindigen Böden in der Rohrleitungszone kann hiervon regelmäßig ausgegangen werden.
Injektionsverfahren zeichnen sich neben dem Ort der Wirkung (im Wesentlichen außerhalb der Bauteilwandung) auch dadurch aus, dass das Injektionsgut kontinuierlich und mengenmäßig beliebig applizierbar ist und vollständig vorvermischt das Injektionsgerät verlässt. Ein Vorfräsen der Riss-/Fugenkontaktflächen in der Rohrwand ist für den Anwendungsfall Rohrsanierung normalerweise nicht erforderlich.
Die Injektionsverfahren sind ideal zur Sanierung gegen eindringendes Grundwasser und bei flächenhaften Strukturschäden (ohne radial deutlich verschobene Wandungsteile) einsetzbar. Eine Kontrolle der Injektionswege und des Verfüllens ggf. bestehender Hohlräume im Bauteilumfeld ist kaum oder nur bedingt möglich.
Hinweis: Vorhandene Rissverläufe und Bruchkanten am Rohrumfang und im Anschlussbereich bleiben dauerhaft sichtbar. Durchgeführte Reinigungen im Betriebsverlauf führen regelmäßig zu einem unkritischen Auswaschen des Harzes in den Rissflanken. Die ursprünglichen Strukturschäden bleiben somit weiterhin sichtbar und können bei späteren Inspektionen wiederholt als Schadensfeststellungen kodiert und bewertet werden, ohne dass die Wirkung der Sanierung aufgehoben wäre (z.B. Dichtheit weiterhin gegeben, keine erneute Grundwasserinfiltration sichtbar). Bei Einsatz dieser Sanierungstechnik ist eine Sanierungsdokumentation nach Abschluss der Arbeiten von besonderer Bedeutung (Anhang A-6.1.9). Nur in Kenntnis der Sanierungshistorie können unnötige Arbeiten zu einem späteren Zeitpunkt vermieden werden.
Reparatur mit vor Ort härtenden Bauteilen, z. B. Kurzliner, Hutprofil, T-Stück
Vor Ort härtende Bauteile ermöglichen eine punktuelle Sanierung von Rohrverbindungen, Rissen, Anschlüssen (im Wesentlichen Formteilanschlüsse) und fehlenden Wandungsteilen durch Überkleben der Schadstellen [DWA-A 143-7]. Eine nicht ausreichende mechanische Klebeflächenvorbereitung und Verklebung führt regelmäßig zum Ablösen der Materialien. In diesem Fall wird die Sanierungsleistung in ihrer Wirkung nutzlos und es kann potenziell zu schweren betrieblichen Störungen kommen.
Vor Ort härtende Bauteile führen durch den Auftrag auf der Rohrinnenfläche zu einer geringfügigen Querschnittsverringerung (ca. dreifache Laminatdicke). Bei Installation von in Reihe gesetzter Kurzliner ist auch eine Längsüberlappung erforderlich, welche die Querschnittsverringerung verdoppelt. Dies kann insbesondere bei kleinen Rohrnennweiten (z.B. DN 150 bis DN 250) die Einsetzbarkeit von Gerätetechnik erschweren oder verhindern.
Reparatur im Spachtel- oder Verpressverfahren
Mit Hilfe der Spachtel-/Verpressverfahren [DWA-M 143-16] (in nicht begehbaren Profilen zumeist als Robotertechnik bezeichnet) kann eine Sanierung von Undichtigkeiten, Brüchen und Fehlstellen innerhalb der Rohrwand durchgeführt werden. Es handelt sich dabei um ein Standardverfahren, welches sehr zuverlässig und flexibel eingesetzt werden kann. Die Sanierungsergebnisse sind beständig und widerstandsfähig gegenüber betrieblichen Einflüssen. Die Sanierungsoberflächen schließen i. d. R. wandbündig mit der Rohrinnenseite ab.
Spachtel- und Verpresstechniken unterscheiden sich in der Arbeitsweise und der Materialkonsistenz. Bei Einsatz einer Verpresstechnik (insbesondere bei PUR-Harz) kann Sanierungswerkstoff auch hinter die Rohrwand in den Bodenbereich gepresst werden. Die Wirkung der Sanierung wird gegenüber der Injektionstechnik indessen innerhalb der Rohrwand erzielt. Aus diesem Grund müssen bei Einsatz dieser Technikfamilie die Klebeflächen in jedem Fall vorgefräst und Raum für das Material geschaffen werden.
Bei Einsatz von Spachteltechniken kommt es regelmäßig zum Auftrag von Sanierungsmaterial seitlich der Fräsnut/Fehlstelle auf die Rohrwand. Damit die fachgerechte und vollständige Verspachtelung der Fräsnut/Fehlstelle im Zuge der Abnahme und deren weitergehenden Wirkung in späteren Jahren sicher beurteilt werden kann, sollte die Leistungsposition ein Nachschleifen der Materialübergänge (Abtrag des Überschussharzes von der Rohroberfläche seitlich der verspachtelten Fräsnut/Fehlstelle) vorsehen.
Reparatur mit Innenmanschetten
Im Gegensatz zu vor Ort härtenden Materialien kann beim Einsatz von Innenmanschetten [DWA-M 143-5] auf Kunstharz verzichtet werden. Innenmanschetten sind insbesondere auch in Trinkwassergewinnungsgebieten einsetzbar. Zudem ist auch der Einsatz bei drückendem Grundwasser möglich. Innenmanschetten (nicht begehbare Profile) bestehen aus einer Edelstahl-Hülse mit EPDM-Flächendichteelement.
Das außen liegende elastische EPDM-Flächendichtelement mit zusätzlichen Kompressionsdichtprofilen im Anfangs-/Endbereich wird durch die Aufweitung der Edelstahl-Hülse bei der Installation als Kompressionsdichtung gegen die Rohrinnenfläche mechanisch verspannt. Bei Auswinkelungen und Versätzen müssen hierauf eingestellte Hülsen-Varianten verwendet werden (z.B. in spezieller Edelstahl-Flex-Ausführung).
Innenmanschetten können in modifizierter Konstruktion zum wasserdichten Abschluss von Liner-Systemen gegenüber dem (punktuell unbeschädigten) Altrohr (Schachtanbindung) verwendet werden. In diesem Anwendungsfall werden die Innenmanschetten als Liner-Endmanschetten bezeichnet (siehe A-6.3).
Wie vor Ort härtende Materialien führen auch Innenmanschetten zu einer geringfügigen Querschnittsverringerung.
Reparatur durch Abdichtung mittels Flutungsverfahren
Das Flutungsverfahren [DWA-M 143-20] kann grundsätzlich den Injektionsverfahren zugeordnet werden. Es unterscheidet sich allerdings in der Anwendbarkeit, Applikation und Nutzungsdauererwartung von diesen deutlich.
In Abhängigkeit von Nennweite, Schadensbild, Schadensumfang und örtlichen Gegebenheiten kann das Flutungsverfahren nur in relativ engen Grenzen erfolgreich eingesetzt werden. Liegt zum Zeitpunkt der Sanierung eindringendes Grundwasser vor, ist eine Anwendung nicht möglich.
Der Einsatz erfolgt i. d. R. in nur einseitig zugänglichen und verzweigten Grundleitungsnetzen (z. B. Grundleitungen unterhalb von Gebäuden oder Bodenplatten) mit oft vorliegenden Netzverzweigungen ohne Zugänglichkeit von oben.
In Wasserschutzgebieten kann eine wasserrechtliche Erlaubnis erforderlich sein. Bei Flutungsverfahren werden die beiden Einzelkomponenten unvermischt und zeitlich nacheinander appliziert.
Reparatur mit anderen
Reparaturverfahren
Neben den Innensanierungsverfahren können auch punktuelle Erneuerungen zur Reparatur lokaler Schadensstellen in offener Bauweise eingesetzt werden, z. B. die Partielle Erneuerung [DIN EN 1610] in Verbindung mit [DWA-A 139].