Erstellung eines Inspektionsplanes

Die Inspektion von Bauwerken allgemein erfolgt entweder geplant, d.h. regelmäßig oder in zeitlich festgelegten Abständen (Inspektionsstrategie) oder erst dann, wenn im Laufe der Nutzung auffällige Veränderungen sichtbar werden (Ausfallstrategie). Darüber hinaus werden Inspektionen durchgeführt, um Möglichkeiten der Nutzungsänderung eines Bauwerkes zu untersuchen.

Im Gegensatz zur bisherigen Praxis der vornehmlich angewendeten Ausfallstrategie sollte bei der Instandhaltung von Kanalisationen grundsätzlich die Inspektionsstrategie Anwendung finden. Sie bildet eine wichtige Voraussetzung zur Vermeidung haftungsrechtlich, abgaberechtlich, ordnungsrechtlich und strafrechtlich relevanter Störungen sowie zur wirtschaftlichen Betriebsführung bei der Abwasserleitung [ATVM143-2:1999] . Nur so ist es möglich, einen vollständigen und jeweils aktuellen Überblick über das Kanalnetz und dessen Istzustand, aber auch über den Verlauf der Abbaukurve des Abnutzungsvorrates (Bild 4.2-1) und damit eine weitgehende Reduzierung des Gefährdungspotentials für die Standsicherheit und insbesondere für Boden und Grundwasser durch schadhafte Kanäle zu erzielen.

Der Weg der Inspektionsstrategie wurde bereits relativ früh vom Bundesgerichtshof (BGH) in seiner Entscheidung vom 11.07.1974 - III ZR 27/72 vorgegeben. Danach sind "die Kommunen verpflichtet, ihre Abwasseranlagen in regelmäßigen Abständen zu überprüfen. Eine jährliche Überprüfung ist in der Regel ausreichend, aber auch notwendig. Bei Vorliegen negativer Kriterien (z.B. Größe, Alter, Lage und Benutzung des Abwasserkanals) ist eine mehrmalige Prüfung pro Jahr angezeigt. Die Überprüfung sollte durch Hochdruckreinigung und durch visuelle Kontrolle erfolgen" [NN80b] .

Die Behandlung der Zeitintervalle für die optische Inspektion im Rahmen des regulären Betriebsaufwandes für die Kanalisationen von seiten der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV) dokumentiert die Entwicklung der einschlägigen ATV-Arbeitsblätter.

Während das ATV-A 140 [ATVA140] aus dem Jahre 1990 noch ohne Konkretisierung formuliert:

"Die Überwachung soll in regelmäßigen Zeitabständen so erfolgen, daß ein ordnungsgemäßer Betrieb aller Anlagen des Kanalnetzes gewährleistet ist. Eine Dokumentation ist erforderlich ("Überwachungsprotokoll").",

schlägt das im Jahre 1993 veröffentlichte und heute noch gültige ATV-A 147 Teil 1 [ATVA147-1] erstmals zeitliche Intervalle für die optische Inspektion z.B. für Kanäle und Bauwerke der Ortsentwässerung vor.

• Inspektion von begehbaren Kanälen [ATVA147-1] :
  • im Normalfall: 0,1-0,2/Jahr
  • im Sonderfall: 0,5/Jahr (z.B. Lage in Trinkwasserschutzgebieten, Zone 2 bzw. in Heilquellen-Schutzgebieten, Zone B)

• Inspektion von nichtbegehbaren Kanälen [ATVA147-1] :
  • im Normalfall: 0,1/Jahr
  • im Sonderfall: 0,5/Jahr

• Schachtinspektion mit Begehung [ATVA147-1] :
  • in Verkehrsstraßen: 0,2/Jahr
  • in Anliegerstraßen und sonstigen Bereichen: 0,1/Jahr

• Schachtinspektion ohne Begehung [ATVA147-1] :
  • in Verkehrsstraßen: 1/Jahr
  • in Anliegerstraßen und sonstigen Bereichen: 0,5/Jahr

• Inspektion und Wartung von Absperrorganen, Schützen, Schiebern ohne motorischen Antrieb [ATVA147-1] :
  • 2/Jahr oder häufiger nach Wartungsvorschrift des Herstellers

• Inspektion und Wartung von Spültüren und Rückstauklappen [ATVA147-1] :
  • 2/Jahr oder häufiger nach Wartungsvorschrift des Herstellers

• Inspektion von Anschlußkanälen vom Straßenkanal bis Grundstücksgrenze, alternativ Revisionsschacht, oder Straßenablaufleitungen mit Kanalfernsehen [ATVA147-1] :
  • nach Bedarf

• Inspektion und Wartung von Drosseleinrichtungen an Regenüberläufen [ATVA147-1] :
  • betrieblich: 26/Jahr
  • baulich: 1/Jahr

• Inspektion von Auslässen [ATVA147-1] :
  • betrieblich: 4/Jahr
  • baulich: 1/Jahr

• Inspektion von Regenbecken [ATVA147-1] :
  • betrieblich: 12/Jahr
  • baulich: 1/Jahr

• Inspektion von anderen Sonderbauwerken, z.B. Dükern und Wirbelfallschächten [ATVA147-1] :
  • betrieblich: 12/Jahr
  • baulich: 0,2/Jahr bei begehbaren und 0.1/Jahr bei nichtbegehbaren, sofern die technischen Randbedingungen dies zulassen

• Inspektion von Bauwerken für Pumpwerke und Außenanlagen [ATVA147-1] :
  • 1/Jahr

• Inspektion von offenen Abwassergräben einschließlich Einfriedungen [ATVA147-1] :
  • 12/Jahr

• Inspektion und Wartung von Anlagen besonderer Entwässerungsverfahren, z.B. Druck- oder Unterdruckentwässerung [ATVA147-1] :
  • nach Bedarf.

Auch der Gesetzgeber hat inzwischen in fast allen Bundesländern von der Möglichkeit der Landeswassergesetze Gebrauch gemacht, den Pflichtenkatalog von Kanalnetzbetreibern per Landesverordnung zu regeln. Daraus ergibt sich folgender Handlungsbedarf:

• den Bestand der Kanäle und Bauwerke der Ortsentwässerung zu erfassen,
• den baulichen und betrieblichen Istzustand festzustellen,
• die festgestellten Schäden zu beheben.

Einen Überblick über die Bundesländer, in denen die Inspektion und Sanierung durch die Netzbetreiber durch Selbstüberwachungs- oder Eigenkontrollverordnungen geregelt sind, vermittelt (Tabelle 4.2-1) .

Die Anforderungen, welche die Selbstüberwachungsverordnungen an die Netzbetreiber in den verschiedenen Bundesländern stellen, variieren zum Teil sehr stark und sind nicht immer praxisorientiert. So wird z.B. in NRW in der "Selbstüberwachungsverordnung Kanal" (SüwVKan) keine Dichtheitsprüfung verlangt, obwohl diese das einzige Mittel darstellt, optisch nicht erfaßbare Undichtigkeiten (Exfiltrationen) überhaupt feststellen zu können (Abschnitt 4.5.1) .

Über den baulichen Zustand der Anschlußleitungen und Grundstücksentwässerungen ist relativ wenig bekannt, obwohl man heute jedoch davon ausgeht, daß gerade die Grundstücksentwässerungen ein überdurchschnittliches Schadens- und Gefährdungspotential aufweisen und die wesentlichste Schwachstelle der Kanalisation darstellen [Stein87c] (Abschnitt 7.1) . Gründe hierfür sind neben konstruktionsbedingten Erschwernissen bei der Inspektion (Abschnitt 1.9.1) insbesondere auch das Fehlen einheitlicher gesetzlicher Regelungen.

Grundstücksentwässerungsleitungen unterliegen in allen Bundesländern dem Bauordnungsrecht. Landesrechtliche Anforderungen bezüglich der Prüfung privater Leitungen bestehen lediglich in einigen wenigen Bundesländern, wie z.B. Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Mecklenburg-Vorpommern und Nordrhein-Westfalen [Schaa94] (Abschnitt 4.5.1) .

Nach DIN 1986-30 [DIN1986-30:2003] sind die Grundstücksentwässerungen "durch regelmäßige Zustandserfassung auf einwandfreie Funktionen und Mängelfreiheit zu prüfen und durch entsprechende Instandhaltungsmaßnahmen in betriebsbereitem und betriebssicherem Zustand zu halten".

Die erforderlichen Maßnahmen zur Inspektion, Wartung und Instandsetzung der Anlagen der Gebäude- und Grundstücksentwässerung sind in (Tabelle 4.2-2) aufgeführt.

Grundleitungen, in denen häusliches, gewerbliches und industrielles Abwasser im Sinne von DIN 1986-3 [DIN1986-3:1982] abgeleitet wird, sind in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad des abzuleitenden Abwassers zu prüfen. Grundleitungen, die ausschließlich der Ableitung von Regenwasser dienen, sind von einer wiederkehrenden Prüfung ausgenommen.

Die Empfehlungen für die Zeitabstände sowie die auszuführenden Arbeiten stellen Mindestwerte dar [DIN1986-3:1982] .

Die Zustandserfassung kann durch eine optische Inspektion oder eine Dichtheitsprüfung mit Wasser oder Luft als Prüfmedium (Abschnitt 4.5.1) erfolgen.

Sämtliche bei der optischen Inspektion und Dichtheitsprüfung festgestellten Schäden sind zu dokumentieren und zu bewerten [DIN1986-30:2003] .

Die Schaffung der rechtlichen Voraussetzungen in Form der Selbstüberwachungsverordnungen und die Festlegung fester Inspektionsintervalle in Normen und Regelwerken waren wichtige Schritte für die Durchsetzung der Rechtspflicht zur Inspektion der Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden. Da diese Regelung jedoch erst in den letzten Jahren erfolgte, ist der Istzustand aller Kanalisationen in der Bundesrepublik Deutschland noch nicht vollständig festgestellt und bewertet worden. Dieses Versäumnis kann in der Regel aus wirtschaftlichen und Kapazitätsgründen nicht sofort, sondern nur schrittweise nachgeholt werden. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr, daß aufgrund der unterschiedlichen kanalbezogenen Faktoren (z.B. hohe Schadstoffbelastung des Abwassers sowie Anzahl und Ausmaß der Undichtigkeiten in den einzelnen Kanalhaltungen) besonders sensible Netzbereiche (z.B. mit oberflächennahem Grundwasservorkommen, in Wasserschutzgebieten oder in denen besonders gefährliche Stoffe abgeleitet werden) nicht entsprechend DIN EN 752-5 [DINEN752-5:1997] vorrangig berücksichtigt und damit hohe Umweltgefährdungspotentiale nicht erfaßt und angemessen behandelt werden. Aus diesem Grund kommt einer Prioritätenfindung für Inspektionsmaßnahmen insbesondere bei sehr großen Entwässerungsnetzen eine besondere Bedeutung zu.

Bild 4.2-1: 

Schema des Bewertungsansatzes zur Bestimmung von Dringlichkeiten für die Inspektion von Kanalisationen [Mülle90]

Mülle90

Müller, S.: Umweltgefährdung durch undichte Abwasserkanäle. Diplomarbeit Fachbereich Raumplanung der Universität Dortmund (1989). Auszugsweise Veröffentlichung in: Müller, S.: Inspektionsprioritäten - ein Ansatz zur Bestimmung von Dringlichkeiten für die Untersuchung von Abwasserkanälen unter Umweltschutzgesichtspunkten. Sonderheft Zeitschrift für angewandte Umweltforschung (ZAU) Kurztitel: Kanal 3. Analytica Verlag, Berlin 1990.

Ein Bewertungsansatz zur Bestimmung der Dringlichkeit von Inspektionen unter dem Aspekt des Umweltschutzes wird in [Mülle90] unterbreitet (Bild 4.2-1) .

Dabei ist einerseits eine Einschätzung des Schadstoffpotentials des im Kanal abfließenden Abwassers und dessen Möglichkeit, durch Exfiltration in den Untergrund zu gelangen, vorzunehmen. Andererseits muß die Empfindlichkeit der Umwelt - der natürlichen Schutzgüter und deren Nutzungen - gegenüber Beeinträchtigungen von Schadstoffeinträgen eingeschätzt werden.

Die Prioritätenabstufung erfolgt von A nach E. Die Haltungen mit der Dringlichkeitsstufe A sind vorrangig zu inspizieren. Als zusätzliche Kanalabschnitte mit geringster Inspektionsdringlichkeit (Dringlichkeitsstufe F) werden die zu Beginn des Bewertungsansatzes ermittelten Kanalnetzbereiche mit Lage im Grundwasser einbezogen, die folglich an letzter Stelle der Untersuchungsreihenfolge stehen.

Dieser Bewertungsansatz vernachlässigt z.B. die Infiltration von Grundwasser in unterhalb des Grundwasserspiegels liegende Kanäle, die Probleme der Standsicherheit, der hydraulischen Leistungsfähigkeit und sonstige Kriterien, wie z.B. Straßenbaumaßnahmen. Bei einer endgültigen Planung der Inspektionsmaßnahmen müssen sie u.U. als weitere Einstufungskriterien mit herangezogen werden.

Als problematisch zeigt sich erfahrungsgemäß bei der Datenaufnahme zur Bestimmung der Inspektionsdringlichkeit teilweise die Erhebung der Grundwasserstände (Abschnitt 4.3.2.1) . Insbesondere bei unzureichender Datenlage und zusätzlich stark wechselnden hydrogeologischen Untergrundverhältnissen empfiehlt sich die Hinzuziehung eines Experten.

Bild 4.2-2: 

Schema zur Beurteilung der Gefährdung des Grundwassers im oberen Hauptaquifer in Abhängigkeit von Bodendurchlässigkeit und -mächtigkeit [Haert82]

Haert82

Haertle, t., Josopait, V.: Methodik und Arbeitsweise zur Anfertigung von Karten über die natürlichen Grundwasserschutzbedingungen. In: Institut für Stadtbauwesen TU Braunschweig: Anthropogene Einflüsse auf die Grundwasserbeschaffenheit in Niedersachsen. Fallstudien 1982. Veröffentlichungen des Institutes für Stadtbauwesen, Braunschweig (1982), H. 34.

Die Beurteilung der Gefährdung des Grundwassers nach [Haert82] basiert auf einer Abschätzung der Filterwirkung und damit der Selbstreinigung der Grundwasserdeckschicht gegenüber den eindringenden Schadstoffen (Bild 4.2-2). Damit wird nicht berücksichtigt, daß es sich bei den austretenden Abwasserinhaltsstoffen in erster Linie um schwer abbaubare und persistente Stoffe handelt.

Einen etwas anderen Weg empfiehlt Hochstrate in [Hochs97] in Form einer selektiven Erstinspektion. Im Gegensatz zur gängigen Praxis der flächendeckenden Erstinspektion, bei der üblicherweise, z.B. aus Kostengründen oder dem Gesetzgeber folgend (Tabelle 4.2-1) , ganze Stadtquartiere nacheinander inspiziert werden und eine Abschätzung des Istzustandes des Gesamtnetzes je nach Größe erst in einigen Jahren möglich ist, werden hier nur repräsentative Netzbereiche als statistische Stichproben inspiziert. Das Ergebnis wird dann auf das Gesamtnetz hochgerechnet.

Das Verfahren der selektiven Erstinspektion ist durch die Einführung der DIN EN 752-5 [DINEN752-5:1997] jetzt auch in Deutschland als Stand der Technik anerkannt. Dort wird hierzu unter Punkt 7.5.1 ausgeführt: "Die baulichen Untersuchungen können entweder eine vollständige Untersuchung des Entwässerungssystems oder eine selektive Vorgehensweise umfassen" [DINEN752-5:1997] .

Die Stichprobentheorie der selektiven Erstinspektion geht davon aus, daß der aktuelle Netzzustand durch die Altersstruktur des Netzes sowie durch unterschiedliche Alterungsgeschwindigkeiten der Haltungen entstanden ist.

Als mögliche Ursachen unterschiedlicher Alterungsgeschwindigkeiten werden Bestandsmerkmale folgender Art berücksichtigt:

• Bodenverhältnisse
• Rohrwerkstoff
• Nennweite
• Verlegungsqualität (erkennbar an Bauperioden, Ortsteilen)
• Entwässerungssystem (M/R/S)
• Abwasserqualität (häuslich/gewerblich/industriell)
• unzureichende Überdeckung
• sonstige regionale Besonderheiten (z.B. frühere Wartungsdefizite in eingemeindeten Ortsteilen).

Für die selektive Erstinspektion wird nun ein Stichprobenplan aufgestellt, in dem Haltungen mit allen genannten Merkmalen sowie mit den vorhandenen Merkmalskombinationen angemessen vertreten sind. Die Stichprobe umfaßt etwa 10 % der Netzlänge, mindestens aber 25 km. Nach Inspektion der Stichprobe wird zunächst durch Regressionsanalyse festgestellt, welche der möglichen Einflußgrößen einen statistischen Erklärungsbeitrag zur bisherigen Zustandsentwicklung der Haltungen liefert. Mit Hilfe dieser als signifikant bestätigten Einflußgrößen wird dann für jede Haltung die geschätzte Gesamtnutzungsdauer bestimmt, aus der sich unter Berücksichtigung des Baujahres die Restnutzungsdauer ergibt. Im Ergebnis wird für jede Haltung des Netzes ein geschätzter aktueller Zustand sowie eine Zustandsprognose errechnet.

In den Folgejahren der selektiven Erstinspektion finden geplante verschobene Erstinspektionen der bisher nicht inspizierten Haltungen statt. Vorrangig werden hier diejenigen Haltungen inspiziert, deren (geschätzter) Zustand schlecht ist oder in wenigen Jahren ein kritisches Stadium erreichen wird. Die Inspektionen werden also systematisch dorthin gelenkt, wo der Handlungsbedarf hoch ist. Je nach Inspektionsergebnis werden die Haltungen entweder saniert oder sie erhalten eine korrigierte Zustandsbewertung und einen Termin für die nächste Wiederholungsinspektion.

Sachgerechte selektive Wiederholungsinspektionen werden auf solche Haltungen konzentriert, deren bisherige Zustandsentwicklung auf einen kritischen Zustand hindeutet. Hier werden die Inspektionsintervalle deutlich verkürzt, etwa auf 5 Jahre, während sie bei Haltungen mit günstiger Zustandsprognose verlängert werden. Bei weitgehend inspizierten Kanalnetzen erübrigt sich eine selektive Erstinspektion. Hier wird für jede Haltung aus der individuellen Zustandsprognose ein individueller Termin für die nächste Wiederholungsinspektion berechnet. Die Termine sind so gewählt, daß kritische Haltungszustände frühzeitig erkannt werden. Die Inspektionsergebnisse führen entweder zur Sanierung oder zur Korrektur des Haltungszustands, verbunden mit der Festlegung eines neuen Inspektionstermins. Da jeder Inspektionstermin auf einer Zustandsprognose basiert und das Inspektionsergebnis zur Korrektur dieser Prognose herangezogen wird, spricht man von einer "prognostischen Inspektionsstrategie". Zweck der Prognosen ist die Organisation einer vorausschauenden Instandhaltung [Hochs97] .

Die Ansätze der prognostischen Inspektionsstrategie erscheinen sinnvoll und hilfreich zur Lösung der anstehenden Inspektionsaufgaben. Zur Vermeidung von Fehleinschätzungen ist es jedoch notwendig, im Rahmen eines umfassenden Untersuchungsprogrammes und unter Nutzung vorhandener, überregionaler Inspektionsergebnisse die Abbaukurven des Abnutzungsvorrates sowie die Schadensentwicklung für alle Schadensarten in Abhängigkeit aller möglichen inneren und äußeren Randbedingungen zu ermitteln.

Für den Fall, daß für ein bestehendes Entwässerungssystem Sanierungsmaßnahmen geplant und entworfen werden sollen, empfiehlt die DIN EN 752-5 [DINEN752-5:1997] (Bild 4.2-1) die Inspektionsplanung, d.h. die Wahl der Vorgehensweise bei der Feststellung und Beurteilung des Istzustandes auch unter Berücksichtigung der aktuellen Funktionstüchtigkeit durchzuführen. Beeinträchtigungen der Funktionsfähigkeit bestehender Entwässerungssysteme sollten durch Berichte über Schadensfälle wie Kanaleinstürze, Überflutungen und Gewässerverschmutzungen bekannt sein. Aufzeichnungen früherer Ereignisse und andere vorhandene relevante Daten und Informationen wie:

• "Lage, Werkstoff und Abmessungen von Abwasserleitungen und -kanälen einschließlich Auslaufkanälen (Kanalkataster/Bestandsdaten);
• erforderliche Erlaubnisse und gesetzliche Anforderungen;
• bisherige betriebliche, bauliche und sicherheitstechnische Maßnahmen zur Problemlösung;
• Art und Menge des betrieblichen Schmutzwassers;
• bisherige Inspektionen (Untersuchungen);
• frühere hydraulische Berechnungen;
• frühere Beurteilungen von Auswirkungen auf die Umwelt;
• Bauzustand der vorhandenen Abwasserleitungen und -kanäle;
• Beschaffenheit und Nutzung des Vorfluters;
• Grundwasserstände und -strömungsgeschwindigkeiten;
• Bodenverhältnisse, einschließlich der Möglichkeit zur Versickerung;
• Grundwasserschutzgebiete;
• Angaben über frühere Prüfungen" [DINEN752-5:1997]

sollten zusammengestellt werden. Die Bestandsdaten des Kanalkatasters (Abschnitt 4.6.2) sind durch folgende Angaben zu aktualisieren:

• "Lage, Abmessungen, Form und Werkstoff aller Abwasserleitungen und -kanäle;
• Lage, Tiefe und Höhenkoten von Schächten sowie Höhenkoten der Anschlüsse in Schächten;
• Lage von Anschlüssen an Abwasserleitungen und -kanäle;
• Anordnung und Gestaltung von Sonderbauwerken wie Regenentlastungsbauwerke und Pumpanlagen einschließlich Details über besondere Einrichtungen (z.B. Pumpen und Rechen)" [DINEN752-5:1997] .

Nach der Beurteilung der aktuellen Funktionsfähigkeit des Entwässerungssystems basierend auf den o.a. Informationen wird es möglich sein, aufgrund der Ausmaße der Probleme zu entscheiden, ob die Ausweitung der Untersuchungen auf das gesamte Einzugsgebiet gerechtfertigt ist. Wo eine Untersuchung erforderlich ist, muß entschieden werden, wie detailliert die Feststellung und Beurteilung des Istzustandes für die einzelnen Aspekte (hydraulische, umweltrelevante und bauliche Untersuchungen) zu erfolgen hat. Sind in mehreren Einzugsgebieten oder Teileinzugsgebieten Untersuchungen und Sanierungsmaßnahmen erforderlich, können aufgrund der gesammelten Informationen die Prioritäten für die Lösung der erkannten Probleme in den einzelnen Einzugsgebieten festgelegt werden. Dies kann bei der Erstellung eines umfassenden Untersuchungsprogramms Verwendung finden, damit in den Einzugsgebieten mit den dringendsten Problemen zuerst saniert wird [DINEN752-5:1997] .