Sanierung von Schächten

Entwässerungssysteme (Kanalisationen) bestehen nicht nur aus den Abwasserleitungen und -kanälen, sondern sie beinhalten auch die Bauwerke der Ortsentwässerung. Dazu gehören nach ATV-DVWK-A 157 [1] die Bauwerke zur Überwindung von Höhenunterschieden, Inspektionsöffnungen, Kreuzungsbauwerke, Regenüberlaufbauwerke, Einlaufbauwerke (Straßenabläufe), Auslauf- sowie Schieberbauwerke und Schächte. Den größten Anteil an den Bauwerken der Ortsentwässerung nehmen die Schächte ein, die DIN EN 752-1 [2] wie folgt definiert: "Einstieg mit abnehmbarem Deckel, angebracht auf einer Abwasserleitung oder einem Abwasserkanal, um den Einstieg von Personen zu ermöglichen".

Schächte dienen der Be- und Entlüftung, Kontrolle und Reinigung der Kanäle. Sie werden angeordnet bei Änderung der Richtung (bei nichtbegehbaren Kanälen), des Querschnitts und des Gefälles, bei Einmündung von weiteren Kanälen sowie als Zwischenschächte in geraden Kanalstrecken.Der Schachtabstand sollte bei Kanälen aller Dimensionen in der Regel 100 m nicht überschreiten.Schächte wurden bisher vornehmlich in Mauerwerk, in Ortbeton oder aus Fertigteilen aus Beton und Stahlbeton (Bild 1) hergestellt. Seit einigen Jahren werden auch andere Werkstoffe für diesen Zweck eingesetzt z. B. Steinzeug, Faserzement, Kunststoffe oder Kombinationen verschiedener Werkstoffe.

In Abhängigkeit der Schachtabmessungen werden abweichend von DIN EN 752-1 [2] nach DIN EN 476 [3] unterschieden: "Einsteigschächte mit Zugang für Personal müssen für alle Instandhaltungsarbeiten am System geeignet sein. Die Nennweite muss DN/ID 1000 oder mehr, für Rechteckquerschnitte 750 mm x 1200 mm und für elliptische Querschnitte 900 mm x 1100 mm oder mehr betragen". "Einsteigschächte zum Einbringen von Reinigungsgerät, Inspektions- und Prüfausrüstungen mit gelegentlicher Zugangsmöglichkeit für eine angegurtete Person müssen eine Nennweite von DN/ID 800 oder mehr, aber weniger als DN/ID 1000 haben." "Kontrollschächte (Inspektionsöffnungen mit einer Nennweite von weniger als DN/ID 800 erlauben nur das Einbringen von Reinigungsgerät, Inspektions- und Prüfausrüstung, aber nicht den Zugang für Personal."

Alle Teile eines Schachtes, einschließlich seiner Verbindungen müssen gemäß DIN EN 476 [3] gegen inneren und äußeren Wasserüberdruck dauerhaft dicht sein. Für neu hergestellte Schächte gilt das Dichtheitskriterium nach DIN EN 1610 [4], wonach bei einem Wasserdruck entsprechend der Rückstauebene, d. h. im Regelfall der Geländeoberkante, von 0 bis maximal 0,5 ein Wasserverlust von 0,4 l pro m2 benetzter Schachtwandung über einen Zeitraum von 30 min auftreten darf. Demgegenüber gelten für bereits bestehende, in Betrieb befindliche Schächte gemäß ATV-DVWK M 143 Teil 6 [5] geringere Anforderungen. Zulässig ist hier ein Wasserverlust von ebenfalls 0,4 l pro m2 in nur 15 min bei einer Wasserfüllung des Schachtes bis 0,5 m oberhalb des Rohrscheitels der einbindenden Abwasserleitungen und -kanäle.

Viele Schächte erfüllen diese Anforderungen nicht und weisen darüber hinaus auch bauliche Schäden analog den Schäden in den Kanälen auf, so dass die Funktionssicherheit nicht mehr gewährleistet ist. Mit Inkrafttreten der Verordnung zur "Selbstüberwachung von Kanalisationen und Einleitungen von Abwasser aus Kanalisationen im Mischsystem und im Trennsystem" (Selbstüberwachungsverordnung Kanal ? SüwVKan [6] am 01.01.1996 wurden erstmalig die Kanalnetzbetreiber in NRW verpflichtet, den baulichen und betrieblichen Zustand ihres Kanalnetzes sowie der mit diesem verbundenen Bauwerke der Ortsentwässerung, und damit insbesondere auch der Schächte, bis zum 31.12.2005 vollständig festzustellen. In Abhängigkeit des Inspektionsergebnisses sind dann entsprechende Betriebs- und Unterhaltsmaßnahmen zu treffen, die in dem Runderlass [7] des Ministeriums für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes NRW vom 03.01.1995 vorgegeben werden. Bei Undichtigkeiten am Schachtkörper und bei schadhaftem Allgemeinzustand des Schachtes wird eine entsprechende bauliche Sanierung gefordert, bei der nach DIN EN 752 Teil 5 [8] ein Sollzustand realisiert werden muss, der mindestens den gleichen Anforderungen genügt, die für einen neu herzustellenden Schacht gelten. Prinzipiell kommen dafür alle zur baulichen Sanierung von Kanälen eingesetzten und in [9, 10] detailliert beschriebenen Verfahren in Frage (Bild 2). Nachfolgend werden beispielhaft einige bauliche Sanierungsverfahren auf der Basis der Reparatur- und der Renovierungsverfahren vorgestellt, die für diesen Anwendungsfall in der Praxis bereits eingesetzt werden. Die Erneuerung, d.h. die Herstellung neuer Schächte an der gleichen Position, erfolgt im vorliegenden Anwendungsfall ausschließlich in offener Bauweise.

1 Reparatur

Unter Reparatur versteht man nach DIN EN 752-5 [8] Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden. Einen wesentlichen Anteil bei der Reparatur von Schächten nehmen die Regulierung und der Austausch von Schachtabdeckungen ein, da heute gegenüber früher bedeutend höhere Anforderungen an die Ebenheit der Fahrbahn gestellt werden und diese Anlagen gerade in Folge des starken Straßenverkehrs erhöhten Belastungen unterliegen. Schachtabdeckungen bilden nach DIN EN 124[11] den "oberen Abschluss eines Schachtes oder eines anderen Raumes, bestehend aus Rahmen und Deckel und/ oder Rost (s. Bild 1). Besonders häufig treten hier folgende Schäden auf: - Rissbildung an Deckel, Rost oder Rahmen, - Verschleiß des Rahmens und/ oder des Deckels insbesondere an der Auflagefläche zwischen Deckel und Rahmen, - Lageabweichung des Rahmens der Schachtabdeckung, - Setzungsunterschiede zwischen Fahrbahn oder Gehweg und der Schachtabdeckung. Die häufigste Ursache für die beiden letztgenannten Schadensarten ist das Versagen der Mörtelfuge zwischen dem Rahmen der Schachtabdeckung und dem Schachthals bzw. gegebenenfalls den vorhandenen Auflageringen durch eine Kombination von dynamischen Belastungen aus überrollenden Fahrzeugen und chemisch/ physikalischen Beanspruchungen durch z.B.: - Tausalzeinwirkungen, - Temperaturunterschiede, - Feuchtigkeitsunterschiede, - Frost/Tau-Wechselbeanspruchungen. Als weitere Ursachen kommen Witterungseinflüsse (Temperatur, Niederschlag) und Baufehler beim Einbau bzw. bei der Sanierung in Frage [12]. Die Behebung der ersten beiden o.a. Schadensarten erfolgt durch Ersatz der betreffenden Bauteile, wobei in der Regel Deckel und Rahmen zusammen ausgetauscht werden. In allen anderen o.a. Fällen ist eine Höhenregulierung der Schachtabdeckung erforderlich, es sei denn, der gesamte Schacht hat sich gesenkt und muss deshalb komplett erneuert bzw. ausgerichtet werden. Bei der Höhenregulierung unterscheidet man zwischen den Verfahrensvarianten ohne und mit Ausbau der jeweiligen Schachtabdeckung.

1.1 Höhenregulierung von Schachtabdeckungen ohne Ausbau

Bei dieser Sanierungsmaßnahme bleiben sowohl Schachtabdeckung als auch umgebende Deck- und Tragschichten erhalten. Es erfolgt lediglich das Anheben oder Absenken des zuvor mit Hilfe mechanisch oder hydraulisch arbeitender Spezialgeräte gelösten Rahmens. Eine Niveauerhöhung erfolgt durch Unterfüttern des angehobenen Rahmens mit schwindarmen, schnellerhärtenden Spezialmörteln auf der Basis von Zement oder Reaktionsharzen oder mit Hilfe von Unterlegkeilen aus Polymerbeton. In beiden Fällen darf die Gesamthöhe zwischen Schachthals und Rahmen nach ATV-DVWK-A 157 [1] nicht mehr als 240 mm betragen. Beim Unterfüttern z.B. mit fließfähigem Mörtel wird nach dem Anheben des Schachtrahmens auf das erforderliche Niveau und Säubern der dadurch entstandenen Fuge eine Schalung (Schlauchschalung oder Metall-Schachtschalung) zur vollkommenen Abdichtung zwischen Unterkante Schachtrahmen und Oberkante Auflagering eingebracht. Nach leichtem Aufpumpen der Schlauchschalung auf etwa 0,3 bar werden Eingieß- und Entlüftungsrohr zwischen Schalung und Rahmen installiert und der zuvor angemachte, werkseitig vorgemischte Trockenmörtel eingefüllt. Die kurze Erstarrungszeit des Mörtels erlaubt das Ausschalen nach 10 bis 15 min und die Belastung nach etwa weiteren 20-25 min, d.h. nach Erreichen einer Druckfestigkeit von > 9 N/mm2. Diese Angaben beziehen sich auf eine Umgebungstemperatur von 20° C [9].

Zur Niveaureduzierung wird eine Fuge unterhalb des Rahmens der Schachtabdeckung mittels einer Fräse erstellt (Bild 3). Ausfräsungen sind in Mörtel, Kanalklinker sowie Beton und Stahlbeton bei geringen Bewehrungsgraden möglich. Der nach Absenken des Rahmens verbleibende Zwischenraum wird anschließend mit Spezialmörtel verfüllt oder es erfolgt eine Unterfütterung mit Keilen aus Polymerbeton. Erfahrungen vieler Kanalnetzbetreiber zeigen, dass die Nutzungsdauer sanierter Schachtabdeckungen ohne Ausbau vielfach nur wenige Jahre beträgt, da nicht immer gewährleistet ist, dass der Kraftschluss zwischen Straßenoberbau bzw. Deckschicht vollständig wiederhergestellt wird. Eine Beanspruchung durch Vertikallasten aus dem Straßenverkehr in Kombination mit Frost-Tau-Wechsel kann in diesem Fall zu einer erneuten Schädigung der Schachtabdeckung führen.

1.2 Höhenregulierung von Schachtabdeckungen mit Ausbau

Eine Höhenregulierung von Schachtabdeckungen mit Ausbau erfolgt immer dann, wenn auch die umgebende Deckschicht durch Rissbildungen, Deformationen u.a. beschädigt ist. Im Regelfall erfolgt die Reparatur durch Ausbau der umgebenden Deck- und Tragschicht sowie der schadhaften Schachtabdeckung, einschließlich eventuell vorhandener Auflageringe, und anschließendem Wiedereinbau auf das gewünschte Niveau mit Hilfe der oben erwähnten Verfahren. Im Anschluss daran wird die umgebende Trag- und Deckschicht wieder hergestellt (Bild 4). Diese Art der Sanierung ermöglicht es, auch geschädigte Bereiche des Straßenoberbaus auszutauschen und damit die Einbettung der Schachtabdeckung in den Straßenkörper zu verbessern sowie durch Verwendung breiterer Auflageringe (Bild 4) einen größeren Bereich von Schachtabdeckung und Deckschicht zur Lastabtragung heranzuziehen. Diesen Gedanken greift eine weiterführende Entwicklung eines Sanierungsverfahrens auf, bei der durch eine bauliche Trennung von Schachtabdeckung und Schachthals Vertikallasten unmittelbar in den Straßenoberbau und Baugrund und nicht in den Schacht abgeleitet werden [12]. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass damit eine Schwachstelle heutiger Schächte, der Übergang zwischen dem Rahmen der Schachtabdeckung und dem Schachthals eliminiert wird.

1.3 Ersatz von Steighilfen

Schwerpunkt der Reparaturen in Schächten bildet der Ersatz korrodierter oder zerstörter Steighilfen oder Sicherheitstritte. Beim Einbau sind die Montageanleitungen einzuhalten. Es ist darauf zu achten, dass Material, Form und Tritthöhe pro Schacht einheitlich sind und der Zustand der Schachtwand den Austausch aus statischer Sicht zulässt. Die Löcher für die neuen Steighilfen werden zweckmäßigerweise unmittelbar über die zuvor entfernten alten Steighilfen gesetzt. Für diesen Zweck ist ein Anbohrgerät entwickelt worden, mit dem innerhalb von 2 bis 3 Minuten gleichzeitig die beiden Löcher gebohrt werden können.

1.4 Ausbessern von Fehlstellen in Schächten

Da die Bauwerke der Ortsentwässerung und insbesondere die Schächte, wie bereits erwähnt, vornehmlich aus Beton, Stahlbeton oder Ziegelmauerwerk bestehen, wird nachfolgend ausschließlich auf das Ausbessern von Fehlstellen bei diesen Werkstoffen eingegangen. In allen Fällen sind vor Beginn der Reparaturarbeiten Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Abwasservorflut festzulegen und wegen der oft wechselnden Wasserstände streng einzuhalten. Fehlstellen, die in den Schachtwandungen, Fugen, Anschlussbereichen sowie in den Auftritten und Gerinnen vorliegen können, sind z.B.: - partielle Oberflächenkorrosion, - Absprengungen der Deckschicht infolge Korrosion der Bewehrung, - mechanische Beschädigungen, - Undichtigkeiten. Die Ausbesserung von Fehlstellen in Beton- und Stahlbetonschächten erfolgt durch Vermörtelung. Hierunter wird das Schließen und der örtliche Ersatz von Beton sowie das Füllen von Hohlräumen verstanden [13, 14]. Reparaturen am Schachtunterteil - Auftritt und Gerinne - werden, wenn kein Korrosionsschutz vorhanden ist oder keiner gefordert wird, analog der Vermörtelung durchgeführt. Fehlende oder lose Schutzbeläge, wie z.B. Kanalklinker, Steinzeugschalen oder -platten, werden ersetzt bzw. in einem neuen Mörtelbett satt verlegt. Die Sanierung geschädigter Mörtelfugen zwischen einzelnen Schachtbauteilen und insbesondere bei Schächten aus Mauerwerk erfolgt durch manuelles oder ? im Falle großflächiger Schäden ? maschinelles Verfugen unter Verwendung von Spezialmörteln, die abwasserresistent sind, möglichst ohne Volumenänderung schnell erstarren, eine hohe Endfestigkeit aufweisen und ein gutes Haftvermögen an den Fugenflanken besitzen.

2 Renovierung

Bei größeren Schäden im Schachtbereich, die mit Reparaturen nicht mehr wirtschaftlich zu beheben sind, kommen Renovierungs- oder Erneuerungsverfahren zum Einsatz. Unter Renovierung versteht man im vorliegenden Anwendungsfall in Anlehnung an DIN EN 752-5 [8] Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit von Schächten unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz. Die Renovierung von Einsteigschächten kann, wie bei den Kanälen, durch Beschichtung oder Auskleidung der gesamten Schachtinnenwand durchgeführt werden. Sie dient zur Wiederherstellung oder Erhöhung des Widerstandsvermögens gegen physikalische, biologische, chemische und/oder biochemische Angriffe von innen, zur Verhinderung einer erneuten Bildung von Inkrustationen, zur Wiederherstellung und/oder Erhöhung der statischen Tragfähigkeit sowie der Wasserdichtheit. Die Querschnittsabmessungen des zu sanierenden Schachtes werden bei der Anwendung dieser Verfahren in der Regel reduziert. Das kann bedeuten, dass ein Einsteigschacht mit Zugang von Personal nach DIN EN 476 [3] in die Kategorie Einsteigschacht mit gelegentlicher Zugangsmöglichkeit für eine angegurtete Person fällt. Für die Renovierung von Schächten gelten im wesentlichen die gleichen Anforderungen wie bei den Kanälen. Dies gilt auch für die verfahrensabhängigen Vor- und Einbauarbeiten sowie Abschlussarbeiten und -prüfungen. Die Abschlussarbeiten umfassen insbesondere das Wiederherstellen der Anschlüsse, das Angleichen der Auskleidung oder Beschichtung am Schachthals, die Wiederherstellung von Auftritt und Gerinne in den Fällen, in denen diese Bereiche aus Gründen der Verfahrenstechnik oder des Istzustandes im Rahmen der Vorarbeiten entfernt wurden, sowie gegebenenfalls das Anbringen von Steigeisen oder einer Leiter.

2.1 Beschichtung

Wesentliche Voraussetzung aller Beschichtungen ist ein fester, kraftschlüssiger und dauerhafter Verbund zum Untergrund. Aus diesem Grund müssen vor Beginn der Arbeiten der zu beschichtende Untergrund im Hinblick auf den gewählten Beschichtungsstoff und die zu erwartenden Beanspruchungen beurteilt und entsprechende Maßnahmen zur Oberflächenvorbereitung [9, 15] ausgewählt werden. Nach [16] muss ein Untergrund für eine Beschichtung - frei sein von losen und mürben Teilen (z.B. auch von minderfesten Risskanten) und von sich leicht ablösenden arteigenen Schichten (z.B. Zementhaut) und er darf nicht abmehlen oder absanden, - frei sein von etwa parallel zur Oberfläche oder schalenförmig im oberflächennahen Bereich verlaufenden Rissen oder Ablösungen, - frei sein von Graten; in zu begründenden Fällen können sie belassen werden, - frei sein von artfremden Stoffen (wie Trennmittel, ungeeigneten Altbeschichtungen, Ausblühungen, Öl, Bewuchs u.ä.), - eine dem zu verwendenden Beschichtungsstoff angepasste Rauheit aufweisen. Ein besonderes Augenmerk ist möglichen Fettablagerungen zu widmen, die sich in der Regel nur schwer entfernen lassen. Korrodierte Fugen, fehlende Klinker und andere Hohlstellen sind in Abhängigkeit des gewählten Sanierungsverfahrens eventuell vorher sachgerecht auszuarbeiten und auszufüllen. In Abhängigkeit von der Art der Aufbringung der Beschichtung unterscheidet man folgende Spezialverfahren: - Auftragen von Hand - Aufspritzverfahren, - Anschleuderverfahren.

Das Auftragen von Hand bietet sich bei Schachtbeschichtungen bis zu einer Tiefe von 3,5 m an. Durch die Bearbeitung von Hand mit entsprechenden Werkzeugen kann eine sehr glatte Oberfläche hergestellt werden. Beim Aufspritzverfahren wird das Beschichtungsmaterial, in der Regel Polyurethan, in einer geschlossenen, überdruckfesten Schlauch- oder Rohrleitung zur Einbaustelle gefördert und dort durch Spritzen aufgetragen und dabei verdichtet. Das Aufspritzverfahren ist unabhängig von der Geometrie des Schachtbauwerkes und kann auch zur Beschichtung der Schachtsohle und der durch Steigeisen verdeckten Bereiche sowie von Versprüngen, Ecken und Kanten eingesetzt werden. Das Anschleuderverfahren wird heute überwiegend zum Aufbringen von Beschichtungen aus mineralischen Mörteln, aber in Einzelfällen auch von Polyurethan eingesetzt. Dabei wird der Beschichtungsstoff durch einen schnell rotierenden Schleuderkopf gegen die Schachtinnenwand geschleudert. Die gewünschte Schichtdicke wird bei konstanter Ziehgeschwindigkeit des Schleuderkopfes mit Hilfe mehrerer Schleuderübergänge aufgebaut. Die Schichtdicke pro Übergang beträgt beim Anschleudern mineralischer Mörtel 0,5 bis 1,3 mm; die Dicke der fertigen Beschichtung in der Regel 20 mm. Da die Anwendung von Anschleuderverfahren nur für die Schachtwände möglich ist, muss die Beschichtung bzw. Reprofilierung im Bereich der Schachtsohle von Hand ausgeführt werden. Zur Vermeidung von Spritzschatten sind Steigeisen vor Ausführung der Beschichtung zu entfernen.

2.2 Auskleidung

Auskleidungsverfahren dienen zur Aufbringung einer geschlossenen Schicht auf die gesamte Schachtinnenwand in Form vorgefertigter, örtlich hergestellter sowie örtlich hergestellter und erhärtender Rohre, aber auch mit Hilfe vorgefertigter Bauteile und mit Ortslaminaten. Bei Auskleidungen ohne Außendruckbelastung tritt entweder kein Außenwasserdruck auf oder er wird durch konstruktive Maßnahmen entspannt. Bei Auskleidungen mit Außendruckbelastungen müssen diese den vollen Außenwasserdruck aufnehmen und entsprechend dimensioniert werden. Nachfolgend werden beispielhaft einige Auskleidungsverfahren vorgestellt.

2.2.1 Auskleidung mit vorgefertigten Kurzrohren

Zur Schachtauskleidung mit vorgefertigten Rohren (nachfolgend auch Inliner genannt) werden i. Allg. Rohre aus Kunststoffen (z.B. PE, GFK), Polymerbeton, Faserzement oder Beton- und Stahlbeton mit integriertem Korrosionsschutz verwendet. Der Ablauf einer solchen Sanierungsmaßnahme gestaltet sich z.B. wie folgt [9, 10]: 1. Entfernen der Schachtabdeckung und des Schachthalses sowie der Steigeisen und evtl. einragender Leitungen. 2. Anpassen des Inlinerendes an den Schachtboden bzw. Auftritt und an die einmündenden Leitungen in diesem Bereich. Für im oberen Schachtbereich evtl. vorhandene Leitungseinmündungen werden die entsprechenden Öffnungen im Inliner ebenfalls vorab hergestellt. 3. Absetzen des Inliners in einen schnellhärtenden Mörtel am Schachtboden. Zur Gewährleistung eines dichten Anschlusses für die eigentliche Verfüllung des Ringraumes wird dieser zunächst auf einer Höhe von ca. 15 cm mit dem gleichen Mörtel verfüllt. Die einmündenden Rohrleitungen im Schachtbereich werden mittels kurzer Rohrstücke aus Steinzeug, Kunststoff oder anderen korrosionsbeständigen Werkstoffen bis zum Inliner verlängert und die Anschlussbereiche abgedichtet. 4. Verfüllen des Ringraumes. 5. Aufsetzen des Schachthalses sowie der Abdeckung, Einbau der Steigeisen und Wiederherstellung des Straßenbereiches. Falls erforderlich, kann der Inliner auch der Form des Schachthalses angepasst werden. Der Inliner ist für alle auftretenden Lasten zu bemessen, wobei für eine notwendige Sicherung gegen Auftrieb besondere Vorkehrungen zu treffen sind.

2.2.2 Örtlich hergestellte und erhärtende Auskleidung

Örtlich hergestellte und erhärtende Auskleidungen basieren auf den Schlauchverfahren. Eine diesbezügliche Spezialentwicklung für die Auskleidung von Schächten stellt das in den USA entwickelte "Poly-Triplex Liner System? dar (Pat.-Nr. 5.265.981, 5.940.744) [18]. Bei diesem Verfahren wird ein nach den Dimensionen des zu sanierenden Schachtes konfektionierter Mehrlageninlinerschlauch mit Epoxidharztränkung und integrierter undurchlässiger Folie in den Schacht abgelassen (Bild 5a), dort durch Luftdruck mit Hilfe einer Kalibrierblase an die Wand gepresst und bei Temperaturen von ca. 120°C innerhalb von ein bis zwei Stunden ausgehärtet. Nach Abkühlung unter Aufrechterhaltung des Druckes wird die Kalibrierblase entfernt. Ein so ausgekleideter Schacht ist im Bild 5b dargestellt.

2.2.3 Montageverfahren

Bei den Montageverfahren werden einzelne, selbsttragende oder nichtselbsttragende Auskleidungselemente über vorhandene Schächte, Öffnungen oder Baugruben in zu sanierende, begehbare Kanäle und Bauwerke der Ortsentwässerung beliebiger Querschnittsform eingebracht und vor Ort von Hand und/oder unter Zuhilfenahme geeigneter Hilfsgeräte und Befestigungselemente montiert. Die für Vollauskleidungen von Kanälen eingesetzten Montageverfahren sind prinzipiell auch auf die Auskleidung von Schächten und anderen Bauwerken der Ortsentwässerung übertragbar [19]. Im wesentlichen kommen Kunststoffauskleidungen mit integrierten Verankerungselementen und GFK-Segmente zum Einsatz. Kunststoffauskleidungen mit integrierten Verankerungselementen Zu dieser Verfahrensgruppe gehört z.B. das Permaform Manhole System [9, 10, 18, 20, 21]. Die Verankerung der nichtselbsttragenden Auskleidung erfolgt über T-Stege in einem 50 bis 75 mm dicken Tragquerschnitt aus Ortbeton. Innerhalb des Schachtes wird eine Systemstahlschalung gesetzt (Bild 9), welche die Stützung der Korrosionsschutzschicht und des eingebrachten Betons übernimmt. Spezialschalungselemente erlauben die Herstellung dieser Auskleidung auch im Schachthalsbereich ohne dessen Entfernung.

Nach Abbinden des Betons werden die Stahlschalung entfernt, Auftritt, Gerinne und Anschlüsse wiederhergestellt und Steigeisen gesetzt. Nach Herstellerangaben können die meisten nach dieser Methode sanierten Schächte nach einem Tag wieder in Betrieb gesetzt werden. Eine weitere verfahrenstechnische Möglichkeit bietet die Anwendung des BKU-Systems. Sein Einsatz ist abhängig von der Form des Bauwerkes und nur wirtschaftlich und problemlos, wenn die Betonflächen in der Abwicklung einfache geometrische Formen aufweisen. Das PVC-U-Stegprofil wird mit seiner glatten Fläche mit V4A-Schrauben und Kunststoffdübeln auf dem Beton befestigt, Fugen in den Ecken und an den Plattenstößen werden mit Arulastic geschlossen, nachdem zuvor die Plattenkanten abgefräst wurden [9, 10]. Eine ähnliche Variante stellt das Schachtauskleidungsverfahren von TROLINING [22] dar. In diesem Fall werden Wandelemente aus 8 bzw. 10 mm dickem PE-Plattenmaterial mit rückseitigen Noppen entsprechend der Geometrie des jeweiligen Schachtbauwerkes zugeschnitten, in das Schachtbauwerk eingepasst und mittels Warmgasextrusionsschweißens nach der DVS Richtlinie 2207, Teil 4 [23] stoffschlüssig verschweißt und am Schacht verankert. Die Noppen definieren einen Ringraum, der mit einem hydraulisch abbindenden Injektionsmörtel (Injektor) verfüllt wird. Ringraumverfüllung und Noppenplatten bilden das statisch tragende Verbundsystem.

Schachtauskleidung mit GFK-Segmenten
Die für diesen Anwendungsfall eingesetzten GFK-Segmente sind 1,0 bis 1,5 m breit, bis 4,0 m lang und 5 mm dick. Obwohl sie geschnitten werden können, gilt für die wirtschaftliche und problemlose Verarbeitung das gleiche wie bei den PVC-U-Stegplatten. Auch hier sollten möglichst große, regelmäßige Flächen vorhanden sein (Bild 8). Um die GFK-Segment-Auskleidung nicht auf Wasserdruck bemessen zu müssen, ist zunächst auf der Schachtwand ein Dränagevlies aufzukleben, welches eindringendes Grundwasser aufnimmt und druckfrei in das Gerinne des Schachtes ableitet [24]. Auf diesem Vlies werden die GFK-Segmente verlegt und mit integrierten V4A-Schrauben und Dübeln auf der Schachtwand befestigt. Zwischen den Platten verbleibt eine Fuge von ca. 1 cm Breite. Nach Abkleben der Fuge mit einem Klebeband wird diese in einer Breite von ca. 6 bis 8 cm mit einem mehrschichtigen GFK-Handlaminat (z. B. 3 Lagen Glasfasermatten und 2 Lagen Top-Coat) verschlossen. Alternativ können werkseitig vorgefertigte GFK-Segmente, bestehend aus einem Trennlagenvlies, 4 Lagen glasfaserarmiertem Polyesterharz und 2 Lagen Top-Coat, verwendet und mittels Kunststoffdübeln und V4A-Schlitzschrauben an der Schachtwandung befestigt werden. Auf diese Weise wird eine homogene, materialgleiche Verbindung der Platten erzielt, gleichzeitig aber unter dem Handlaminat eine offene Fuge erhalten, die der zwangsweisen Dränage des Grundwassers dient. Bei geringem oder fehlendem Grundwasserdruck bzw. vorab durchgeführten Abdichtungsinjektionen kann man auf ein Dränagevlies verzichten und die GFK-Segmente unmittelbar auf der gereinigten Schachtinnenwand befestigen. Übergänge zum Gerinne, die Einbindungen der Kanäle, Dübelflächen und alle sonstigen Schnittkanten werden im Handlaminatverfahren ausgekleidet. Bei kreisrunden Schächten werden die Auskleidungssegmente als Endlosrohr (z .B. DN 1000) vorgefertigt, auf Länge geschnitten und dann längsgeteilt. Aufgrund des flexiblen Materials können diese zusammengebunden und durch die geöffnete Schachtabdeckung in den Schacht eingebracht und dort befestigt werden. Zur Vermeidung von Wasserwegigkeiten ist es möglich, die Steigeisen zu entfernen und durch eine Leiter aus V4A-Stahl oder Aluminium zu ersetzen.

2.2.4 Auskleidung mit Ortslaminaten

Unter Ortslaminaten ist nach ATV-M 143 Teil 4 [19] die Auskleidung mit faserverstärkten Harzmassen zu verstehen, wobei großflächige Ortslaminate Sonderfälle darstellen. Sie sind selbsttragend zu dimensionieren und mit Befestigungselementen zu verbinden. Ein Haftverbund mit dem Untergrund ist rechnerisch nicht anzusetzen. Kanalatmosphäre und feuchte Untergründe erschweren eine technisch einwandfreie Ausführung. Während der Auskleidung mit GFK-Laminat und dessen Aushärtung ist die jeweils vorgegebene Raumtemperatur einzuhalten. Um die Dränage der im oberen Bereich ausgeführten GFK-Auskleidung ins Gerinne zu gewährleisten, ist im Podestmauerwerk an der Schachtwand eine 5 cm tiefe umlaufende Fuge vorzusehen, in welche die Auskleidung einbindet. Aus dieser Fuge heraus sind hinter dem Gerinnemauerwerk Leerrohre mit ca. 3 cm? Querschnitt in einem Abstand von 1,5 bis 2,0 m zu verlegen, die 15 cm über der Gerinnesohle in den Querschnitt ausmünden. Die umlaufende Fuge ist im oberen Bereich mit einer geeigneten elastomeren Fugendichtungsmasse auf Polyurethanbasis zu schließen. Die Erfahrungen mit dem nachträglich aufgebrachten GFK-Laminat zeigten, dass diffundierendes und drückendes Grundwasser ohne Belastung für die Auskleidung abgeleitet wird. Das oben beschriebene Verfahren wurde in den letzten Jahren etwas modifiziert. Anstelle des Trennlagenvlieses wird eine vorgefertigte, ca. 2 mm dünne GFK-Platte vor Ort montiert und anschließend laminiert. Das Endprodukt stellt dann eine nahtlose und nicht durch Befestigungselemente gestörte Innenauskleidung dar. Nachträglich aufgebrachte GFK-Laminate zeichnen sich durch gute örtliche Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bauwerksformen und hohe Festigkeiten aus. Bevorzugte Anwendungsbereiche sind Ortbetonschächte, bei denen der Gerinnebereich mit den entsprechenden Leiter- und Dammbalkennischen sowie evtl. Einmündungen in Mauerwerk ausgeführt sind. Nachteilig sind die relativ aufwendige Herstellung und der dadurch bedingte Zeitbedarf. Insgesamt wurden mit diesem System in Hamburg positive Erfahrungen gesammelt [24].

3 Zusammenfassung

Die Sanierung (Wiederherstellung oder Verbesserung) von vorhandenen Schächten in Entwässerungssystemen erreicht einen immer größerer werdenden Stellenwert. Dieses basiert auf der Forderung der DIN EN 752-5 [8] nach der Erarbeitung ganzheitlicher Sanierungslösungen in die alle Rohrleitungen und Bauwerke der Ortsentwässerung einbezogen werden. Bei Nichtberücksichtigung dieser Bauwerke werden die eigentlichen Sanierungsziele nicht erreicht, d.h. die Probleme werden in die Schächte verlagert, wenn diese schadhaft sind. Im vorliegenden Beitrag wird eine Übersicht über die wichtigsten heute eingesetzten Verfahren zur baulichen Sanierung von Schächten gegeben. Sie sind geeignet, alle im ATV-M 143 Teil 2 aufgeführten Schäden in Schächten zu beheben.

Literatur

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