Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Statisch arbeitende Berstverfahren
Bild 5.4.3.5.2-1:
Hydraulisch arbeitender Berstkörper des KM-Berstlining-Verfahrens - Demonstration der Arbeitsweise [FI-KMG] |
Bild 5.4.3.5.2-2:
KM-Berstlining: Zugfeste Arretierung der Produktrohre an dem Berstkörper mit Hilfe einer Spannkette und Stahlscheibe [FI-KMG] |
Bild 5.4.3.5.2-3:
Bergen des Berstkörpers aus dem Zielschacht [FI-KMG] |
Die statisch arbeitenden Berstverfahren, im englischen Sprachgebrauch "Hydraulic Pipe-Bursting" genannt, wurden in der Bundesrepublik Deutschland in den letzten Jahren z.B. unter der Bezeichnung KM-Berstlining [FI-KMG] (in Lizenz betriebenes, patentiertes IPD-Verfahren der International Pipe Drilling (IPD) Ltd., Europäisches Patent Nr. 83303401 [FI-IPD] ) und Berstverfahren der Brochier Bau GmbH [FI-Broch] eingesetzt. In beiden Fällen fanden hydraulisch aufweitbare Berstkörper Anwendung. Heute kommen im Gegensatz dazu vornehmlich Berstkörper ohne bewegliche Teile zum Einsatz, wie z.B. beim Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] .
Beim KM-Berstlining-Verfahren werden Berstkörper und neue Rohrleitung von einer über dem Zielschacht positionierten, hydraulisch arbeitenden Seilwinde durch den defekten Kanal diskontinuierlich gezogen.
Das Charakteristikum dieses Verfahrens stellt der hydraulisch angetriebene, statisch arbeitende Aufweitungsmechanismus im insgesamt 3-teiligen Berstkörper dar (Bild 5.4.3.5.2-1) . Die beiden vorderen konischen Teile, die untereinander und mit dem dritten Teil gelenkig verbunden sind, besitzen jeweils einen gegliederten Mantel, dessen einzelne Elemente in radialer Richtung beweglich sind, wobei der Außendurchmesser der Spitze des ersten Teils um einige Zentimeter kleiner ist als der Innendurchmesser des zu erneuernden Kanals. Diese Konizität ermöglicht ein Einziehen des Berstköpers um ein bestimmtes Maß in den zu erneuernden Kanal. Der dritte bzw. hintere Geräteteil besteht aus einem glatten Stahlzylinder, dessen Außendurchmesser dem der neu einzuziehenden Leitung entspricht und somit größer ist als der Innendurchmesser des defekten Kanals.
Nach dem Einziehen des Berstköpers in den zu erneuernden Kanal bis zum Festsitzen wird der Aufweitungsmechanismus betätigt, wodurch die einzelnen Elemente des gegliederten Mantels radial hydraulisch mit bis zu 230 bar nach außen gepreßt werden [Tucke87] . Dies bewirkt das Bersten des Altkanals bei gleichzeitiger Verdrängung der Rohrbruchstücke in den umgebenden Boden. Anschließend wird das erste Produktrohr mit dem Berstkörper gekoppelt und durch eine Spannkette sowie eine dem Durchmesser der Rohre angepaßte Stahlscheibe, die an der Kette befestigt ist, zugfest arretiert (Bild 5.4.3.5.2-2) . Nach dem Berstvorgang wird der Aufweitungsmechanismus zurückgefahren, so daß sich erneut die Ausgangssituation, d.h. die konische Form der beiden ersten Geräteteile, einstellt. Der Berstkörper kann nun gemeinsam mit dem angekoppelten Rohr mit einer Zugkraft von bis zu 150 kN um einen weiteren Abschnitt vorgezogen werden. In der neuen Position wiederholen sich die Arbeitsvorgänge. Sobald ein Rohrschuß vollständig eingezogen ist, wird ein neues Rohr in den Schacht abgelassen und mit dem bereits vorhandenen verbunden. Nach erfolgter Erneuerung der defekten Kanalhaltung wird der Berstköper im Zielschacht geborgen (Bild 5.4.3.5.2-3) .
Vorhandene Anschlußkanäle müssen auch bei diesem Verfahren vor Beginn der Arbeiten in offener Bauweise abgetrennt und nach Beendigung nachträglich wieder angeschlossen werden (Bild 5.4.3.5.2-12) .
Mit Hilfe des KM-Berstlining-Verfahrens können z. Zt. Kanäle aus spröden Werkstoffen, z.B. aus Steinzeug oder Beton, von DN 200 bis DN 400 ohne Querschnittsreduzierung erneuert werden. Nicht geeignet sind Leitungen aus Stahl, Stahlbeton, Asbestzement oder GFK [FI-KMG] .
Das in Schweden entwickelte expPRESS-Verfahren (Bild 5.4.3.5.2-4) (Video 5.4.3.5.2-1) (Bild 5.4.3.5.2-5) (Bild 5.4.3.5.2-6) (Bild 5.4.3.5.2-7) (Bild 5.4.3.5.2-8) ist mit vier Maschinenversionen im Nennweitenbereich DN 180 bis DN 900 einsetzbar und durch Zusatzausrüstungen auch an größere Nennweiten anpaßbar [FI-Entre] [Jürge90] .
Bild 5.4.3.5.2-4:
expPRESS Rohrberstverfahren [FI-Teerb] - Blick mit der Überwachungskamera auf den Berstkörper |
Video 5.4.3.5.2-1:
Statischer Berstkörper [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 5.4.3.5.2-5:
expPRESS-Berstlining-Verfahren [FI-Teerb] - Prinzipdarstellung |
Bild 5.4.3.5.2-6:
expPRESS Rohrberstverfahren [FI-Teerb] - Baustellensituation |
Bild 5.4.3.5.2-7:
expPRESS Rohrberstverfahren [FI-Teerb] - Berstkörper mit hydraulischer Preßeinrichtung |
Bild 5.4.3.5.2-8:
expPRESS Rohrberstverfahren [FI-Teerb] - Fertig montierter Berstkörper in der Startbaugrube |
Das Verfahren unterscheidet sich von den oben erläuterten dadurch, daß Berstkörper und Rohrstrang mit Hilfe einer hydraulischen Preßeinrichtung ohne Unterstützung einer Seilwinde vorgetrieben und alle Arbeitsgänge im Kanal mit Hilfe einer Kanalkamera überwacht werden. Es bietet darüber hinaus die Möglichkeit, als vorbereitende Maßnahme für die Auskleidung mit vorgefertigten Rohren (Abschnitt 5.3.2.2.1) örtlich begrenzt gerissene und deformierte Rohre rückzuverformen sowie Lageabweichungen zu beheben.
Eine Spezialentwicklung der statisch arbeitenden Berstverfahren, über deren praktische Erprobung keine Berichte vorliegen, stellt das in zwei Phasen arbeitende Magnaline-Verfahren dar. Es umfaßt folgende Arbeitsschritte (Bild 5.4.3.5.2-9) [FI-Haywa] :
Phase 1
- Einziehen einer Rohrleitung bestehend aus einzelnen stumpf aneinander stoßenden, längs aufgeschnittenen und dünnwandigen Stahlmanschetten (Abschnitt 5.2.3.2.3) , deren Enden sich überlappen.
- Aufspreizen der Stahlmanschetten und gleichzeitiges Bersten des Kanals mit dem Berstkörper.
Phase 2
- Einbringen der Produktleitung (Inliner) nach dem Einzieh- oder Einschubverfahren (Abschnitt 5.3.2.2.2) .
- Verfüllen des Ringraumes zwischen Stahlmanschette und Produktleitung (Abschnitt 5.3.2.2.1) .
Beim Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] werden die erforderlichen Kräfte für Bersten, Verdrängen und Rohreinzug hydraulisch über ein schub- und zugfestes, leiterartiges Gestänge eingebracht.
Zunächst wird die hydraulisch angetriebene Berstlafette in der Startbaugrube montiert und verspannt. Anschließend wird das schub- und zugfeste Gestänge mit vorauslaufendem Führungskaliber durch die Altrohrleitung aus Steinzeug, Beton (unbewehrt oder bewehrt), Grauguß, Faserzement (Asbestzement), PVC, Stahl oder duktilem Gußeisen geschoben. Die Verbindung der leiterartigen Gestängeelemente erfolgt über steckbare Schnellkupplungen, die durch 90° Schwenkung ver- oder entriegelt werden. In der Zielbaugrube wird der Führungskaliber gegen ein Berstwerkzeug (Berstkopf mit Messern, Rollenmesser) ausgetauscht. Das neue, vorzugsweise PE-HD-Rohr, wird mittels eines Spreiznippels am Berstwerkzeug befestigt. Beim Zurückziehen des Gestänges in Richtung Startbaugrube werden die Altrohrleitung durch das Berstwerkzeug geborsten und die Scherben durch den hinter dem Berstwerkzeug angeordneten Aufweitungskonus in den umgebenden Baugrund verdrängt. Dabei wird das Profil für das neue Rohr gleicher oder größerer Nennweite aufgeweitet (Bild 5.4.3.5.2-10) (Bild 5.4.3.5.2-11) (Bild 5.4.3.5.2-12) (Bild 5.4.3.5.2-13) (Bild 5.4.3.5.2-14) (Bild 5.4.3.5.2-15) (Bild 5.4.3.5.2-16) (Bild 5.4.3.5.2-17) .
Ein Einsatz der statisch arbeitenden Berstverfahren unter Grundwasser ist ohne Hilfsmaßnahmen nicht möglich. Die Überwindung von Hindernissen und Lageabweichungen ist nach [Zimme88] nur bedingt möglich, da die statisch arbeitenden Berstverfahren gegenüber den dynamisch arbeitenden eine geringere Zertrümmerungsenergie in Vortriebsrichtung aktivieren.
Bild 5.4.3.5.2-10:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Prinzipdarstellung |
Bild 5.4.3.5.2-11:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Schub- und Zugeinrichtung mit Gestängeführung (Lafette) |
Bild 5.4.3.5.2-12:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Einhängen des Berstgestänges |
Bild 5.4.3.5.2-13:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Einschubmesser für die zu erneuernde Rohrleitung DN 80 (wird eingesetzt, wenn das Zug- und Schubgestänge nicht durch die zu erneuernde Rohrleitung paßt) |
Bild 5.4.3.5.2-14:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Rollenmesser DN 100, DN 150, DN 200 |
Bild 5.4.3.5.2-15:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Schub- und Zugeinrichtung mit Gestängeführung (Lafette) in der Startbaugrube |
Bild 5.4.3.5.2-16:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Bersten einer Graugußleitung |
Bild 5.4.3.5.2-17:
Grundoburst-Verfahren [FI-Tracta] - Ankunft des Aufweitkopfes in der Startbaugrube |
