DE10019663C2

DE10019663C2 - Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren

Info

Publication number: DE10019663C2
Application number: DE2000119663
Authority: DE
Inventors: Gunter Huettner; Bernd Richter
Original assignee: HUETTNER BETEILIGUNGS und VERM
Current assignee: HUETTNER BETEILIGUNGS und VERM
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: DE10019663A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren, hervorgerufen durch die erforderliche Kraft für das Nachziehen der Rohre, beim grabenlosen Herstellen oder Erneuern von Rohrleitungen mittels eines Rohrzieh-Verfahrens, insbesondere des Berstlining-Verfahrens, des Spülbohr-Verfahrens oder des Hydros-Verfahrens. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß nur die Kraft für das Nachziehen der Rohre zeitnah und kontinuierlich am Ort ihrer Einwirkung, und zwar an der Verbindungsstelle zwischen dem Bohr- oder Berstkopf und der nachzuziehenden Rohrleitung gemessen und die Meßwerte zur Auswertung kabellos im hochfrequenten (GHz-)Bereich an ein Aufzeichnungs- und Auswertegerät übermittelt werden. DOLLAR A Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Qualitätssicherung für die verlegten Rohrleitungen gewährleistet, die grundsätzliche Voraussetzung für den Einsatz des Berstlining-Verfahrens lt. geltender Richtlinien geschaffen und eine frühzeitige Problemerkennung ermöglicht sowie sichergestellt, daß kosten- und arbeitsaufwendige Maßnahmen zur Vermeidung der Überdehnung der Rohre und zur Sicherung ihrer Funktionsfähigkeit nur eingeleitet werden, wenn sie tatsächlich erforderlich werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren, hervorgerufen durch die erforderliche Kraft für das Nachziehen der Rohre, beim grabenlosen Herstellen oder Erneuern von Rohrleitungen mittels eines Rohrzieh-Verfahrens, insbesondere des Berstlining-Verfahrens, bei dem die alten Rohre mittels eines Berstkopfes gesprengt und durch nachgezogene neue Rohre in der Regel gleicher, aber auch größerer Abmessungen ersetzt werden, des Spülbohr- Verfahrens oder des Hydros-Verfahrens.

Wie bereits in der einschlägigen Branche bekannt ist, liegt der große Vorteil des Berstlining-Verfahrens darin, daß durch die Zerstörung des Altrohres die Ersatzrohrleitung den gleichen Durchmesser aufweist. Außerdem wird ein Rohrversatz beseitigt, so daß die Strömungswerte des Kanals oder Leitung verbessert werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß für den unterirdisch erfolgenden Neubau der Rohrleitung keine nennenswerten Erdarbeiten erforderlich sind.

Bei diesem an sich bekannten Verfahren behindern jedoch herabfallende, durch die Zerstörung der Altrohrleitung gebildete Scherben, bei sandigem Erdreich zusätzlich noch eindringende Sande und Kiese das Erstellen der Ersatzrohrleitung.

Die Kraft, die für dieses Verfahren insgesamt aufgewandt werden muß, teilt sich in drei Teilkräfte auf, und zwar in die Kraft für das Zertrümmern des Altrohres, die Kraft für die Verdrängung der Trümmer und insbesondere des nachrutschenden Erdreiches sowie die Kraft für das Nachziehen der Rohre.

Neben der Gefahr der durch den entstehenden Ringraum zwischen Altrohr und Sanierungsrohr auftretenden Nachsackungen, welche mit Punktlasten auf das Sanierungsrohr einwirken und zu dessen Zerstörung führen können und der möglichen Beschädigung der Außenwandung beim Einziehen der Sanierungsrohre ist das Risiko der Überdehnung der Plastrohre, deren Hersteller für ihre Produkte zulässige Belastungskennwerte angeben, um besonders für Druckleitungen ihre Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, durch die auftretende Mantelreibung beim Einziehen ein Grund, die Rohrleitungen unter Berücksichtigung geltender Vorschriften mit wesentlich aufwendigeren Zusatzmaßnahmen, wie z. B. Austausch relativ geringer Längen in einem Stück mit dem Erfordernis einer Vielzahl von offenen Zwischenschächten zum Teilen bzw. Zusammensetzen der Rohrleitungen, zu erneuern oder gar auf die Anwendung des Berstlinigverfahrens ganz zu verzichten.

So wird z. B. in DE 38 01 472 A1 vorgeschlagen, in die Altrohrleitung vor der Zerstörung einen flachgelegten Dichtschlauch einzuziehen, der mittels des Berstgerätes kalibriert wird und die Ersatzrohrleitung umhüllt.

Über die auszuwechselnde Rohrleitung und entlang deren Verlauf soll nach DE 38 32 214 C1 ein Montagerohr hoher Festigkeit vorzutrieben, während durch einen Berstkopf die Rohrleitung in Bruchstücke zerstört wird. Das derart die neue Rohrleitung während des Arbeitsvorganges vor Belastung und Beschädigung, insbesondere durch die Mantelreibung schützende Mantelrohr wird anschließend wieder entfernt.

Nach DE 39 38 765 A1 soll die zu erneuernde Leitung im Vorpreßverfahren mit einem Vorpreßrohr überfahren und mittels eines Leitungsziehgerätes abschnittsweise ausgebaut werden, um die neue Entwässerungsleitung vor der Einwirkung von Punkt- und Linienlasten zu schützen und die Anforderungen der DIN 4033 zu erfüllen. Nach dem Einschieben der neuen Leitung wird das Vorpreßrohr gezogen und der entstehende Ringraum wird verdämmt. DE 40 42 140 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen, bei dem der Vortriebswiderstand reduziert werden soll, indem das Nachziehrohr durch den Räumkopf, welcher aus einem ersten Rohr kleineren Durchmessers und einem dieses umgebenden konzentrischen zweiten Rohres größeren Durchmessers und sowie beide verbindenden Stegen besteht, gezogen wird.

Auch bei DE 195 22 579 C1 wird ein zusätzliches Hüllrohr verwendet, welches das zu entfernende, zuvor aufgeschnittene Altrohr überfährt und in DE 197 05 566 A1 wird eine Vorrichtung zum grabenlosen Auswechseln von erdverlegten Stahlrohrleitungen durch Kunststoff-Rohrleitungen beschrieben, wobei ein Aufweitungsrohr mit dem die Stahlrohrleitung lockernden und vorantreibenden Bodenverdrängungshammer verbunden ist.

Den Einsatz reibungsvermindernder Medien zur Reduzierung der Mantelreibung schlägt eine Vielzahl von Erfindungen vor. So soll nach DE 35 19 508 A1 der Hohlraum zwischen der Durchbohrungswand und den Außenmänteln der Rohrelemente mit einem fließfähigen Medium gefüllt und der Vorschub der Rohrelemente durch Ausnutzung des durch das Medium verursachten Auftriebs vorgenommen werden. Bei dem Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsrohrleitungen gemäß DE 38 01 824 C1 wird zwischen dem HD-PE- Kunststoff-Rohr und dem vom Bodenverdrängungshammer aufgeweiteten Kanal eine Betonit-Zement-Suspension als Schutzmantel eingepreßt, um Beschädigungen sowohl während des Einziehens als auch im späteren Betrieb zu verhindern. Auch nach DE 38 18 998 A1 wird die Reibung zwischen dem einzuziehenden Rohr und der Erdbohrung oder dem Altrohr durch in den Zwischenraum zwischen einzuziehendem Rohr und der Bohrungswandung oder dem Altrohr durch ein während des Vortriebes eingebrachtes Gleit- und Füllmittel vermindert. Ein ähnlicher Vorschlag ist DE 38 36 440 A1 zu entnehmen. Hier soll unmittelbar hinter der Vortriebsmaschine zwischen der Mantelfläche des vorgepreßten Rohrstranges und dem anstehenden Boden ein dauerhafter und definierter Ringspalt hergestellt werden, der unmittelbar beim Vortrieb mit einem langzeitbeständigen, niedrig viskosem oder thixotropen Material verfüllt wird, welches die Beanspruchungen der Rohrleitungen verhindern soll. Die nach DE 42 17 293 A1 eingesetzte Spülflüssigkeit senkt den Vortriebswiderstand erheblich, so daß auch Kunststoff-Rohre grabenlos verlegt werden können. In DE 43 28 618 A1 wird vorgeschlagen, die alte Leitung unter Druck mit einem Fluid zu füllen, um so die durch Berstlining gebildete Passage für die neue Rohrleitung abzustützen und den Reibungswiderstand zu verringern. DE 44 45 334 C1 beschreibt eine spezielle Zusammensetzung eines Schmiermittels für den Rohrvortrieb, das aus dem Bohrgut gewonnene Feinstoffanteile enthält. Spülmittel zur Reibungsverminderung werden auch bei dem Verfahren nach DE 195 44 191 A1 verwendet. Mit dem grabenlosen Verlegen von kompaktgewickelten Bund- bzw. Nachziehrohren unter Verwendung von üblichen Gleit- und/oder Füllmitteln beschäftigt sich DE 198 17 873 A1. Ein Kunststoff-Rohr, welches zur Verringerung des Zug- bzw. Druckwiderstandes beim Verlegen der Rohre bereits mit einer Gleitschicht ausgestattet ist, wird in DE 198 43 034 A1 vorgestellt. Hier wird desweiteren die Ausbildung des Kunststoff-Rohr-Außenmantels mit vorstehenden Erhebungen vorgeschlagen, die ebenfalls der Reibungsverminderung dienen sollen.

Alle bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben jedoch in Hinblick auf den Zweck der Verringerung der Mantelreibung beim Einziehen der Plastrohrleitungen neben dem mehr oder weniger material- und kostenintensiven Aufwand den gemeinsamen Nachteil, daß eine Überdehnung erst festgestellt wird, wenn der Schaden schon eingetreten ist, schlimmstenfalls erst während der Nutzung verlegten Rohrleitung.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, ein effektives und kostengünstiges Verfahren beim grabenlosen Herstellen oder Erneuern von Rohrleitungen mittels eines Rohrzieh-Verfahrens, insbesondere des Berstlining-Verfahrens, bei dem die alten Rohre mittels eines Berstkopfes gesprengt und durch nachgezogene neue Rohre in der Regel gleicher, aber auch größerer Abmessungen ersetzt werden, des Spülbohr-Verfahrens oder des Hydros-Verfahrens so zu entwickeln, daß zeitnah die drohende Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren, hervorgerufen durch die erforderliche Kraft für das Nachziehen der Rohre, erkennt und die Einleitung geeigneter zusätzlicher Maßnahmen zum notwendigen Zeitpunkt ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur die Kraft für das Nachziehen der Rohre zeitnah und kontinuierlich am Ort ihrer Einwirkung, und zwar an der Verbindungsstelle zwischen dem Bohr- oder Berstkopf und der nachzuziehenden Rohrleitung gemessen und die Meßwerte zur Auswertung kabellos im hochfrequenten (GHz-) Bereich an ein Aufzeichnungs- und Auswertegerät übermittelt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Qualitätssicherung für die verlegten Rohrleitungen gewährleistet, die grundsätzliche Voraussetzung für den Einsatz des Berstlining-Verfahren lt. geltender Richtlinien geschaffen und eine frühzeitige Problemerkennung ermöglicht sowie sichergestellt, daß kosten- und arbeitsaufwendige Maßnahmen zur Vermeidung der Überdehnung der Rohre und zur Sicherung ihrer Funktionsfähigkeit wie z. B. das Einrichten zusätzlicher Gruben oder das Einbringen von Hüll- bzw. Mantelrohren nur eingeleitet werden, wenn sie tatsächlich erforderlich werden.

Die vorgeschlagene kabellose Signalübertragung spart aufwendige Vorbereitungsmaßnahmen ein und behindert im Gegensatz zur kabelgestützten Signalübertragung Maßnahmen bei der Verbindung von Rohrabschnitten, wie z. B. das Spiegelschweißen, nicht. Die hochfrequente Übertragung wird durch störende metallische Bestandteile und andere abschirmende Hindernisse im Erdreich nicht beeinflußt.

Durch die Eingabe eines Grenzwertes in das Auswertegerät für die maximal zulässige Nachziehkraft und dessen Speicherung sowie den kontinuierlichen Vergleich mit den tatsächlichen Meßwerten, kann bei Übereinstimmung beider Werte eine automatisierte sofortige Abschaltung des Rohrziehvorganges veranlaßt werden, wobei Schäden durch menschliches Versagen ausgeschlossen sind.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben und die vorgenannten und weitere Vorteile näher erläutert werden.

Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht einer zwischen zwei Arbeitsschächten liegenden Altrohrleitung, die mittels des Berstlining-Verfahrens aufgebrochen wird, mit einer beispielhaften verfahrensgemäßen Verbindung zwischen Berstkopf und teilweise erstellter Neurohrleitung.

Von dem durch die Altrohrleitung gezogenen Berstkopf 1 wird das zu erneuernde Altrohr 2 aufgebrochen und die entstehenden Trümmer 3 in das umgebende Erdreich 4 verdrängt. Sowohl am Berstkopf 1 als auch in der Neurohrleitung 5 sind Adapter 6 und 7 eingeschraubt, welche über geeignete Verbindungsmittel 8 mit axialem Spielraum miteinander verbunden sind, wobei eine in diese Verbindung integrierte Kraftmeßeinrichtung 9 die auf die Neurohrleitung 5 wirkende Kraft, bestehend aus Eigenmasse und Mantelreibung durch das umgebende Erdreich 4 einschließlich der verdrängten Trümmer 3 kontinuierlich mißt. Die gemessenen Werte werden in der Kraftmeßeinrichtung 9 zunächst in elektrische Energie gewandelt und danach über einen im Verbindungsbereich 10 befindlichen, im GHz-Bereich arbeitenden Hochfrequenzsender 11, welcher von einem in seiner Nähe untergebrachten Akku 12 mit Spannung versorgt wird, an ein hier nicht näher dargestelltes, mit einem entsprechenden Empfänger ausgestattetes Aufzeichnungs- und Auswertegerät, z. B. einen Computer, übermittelt.

Im Computer werden die empfangenen Werte aufgezeichnet und mit den gespeicherten, vom Rohrhersteller angegebenen, zulässigen Belastungswerten verglichen. Bei Erreichen kritischer Werte wird dies optisch und/oder akustisch signalisiert, so daß dem Bedienpersonal Gelegenheit gegeben wird, die erforderlichen Entscheidungen zu treffen und die notwendigen Maßnahmen einzuleiten.

Überschreitet die zulässige Belastung einen Maximalwert, so wird der Berstvorgang über eine Verbindung der Energiezufuhr für die Antriebsquelle der Ziehvorrichtung mit einer Schnittstelle des Computers unterbrochen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann ebenso bei Rohrzieh-Verfahren nach dem Spülbohr- oder nach dem Hydros- Prinzip zur Anwendung kommen. Neben einer anderen Gestaltung der Verbindung zwischen Berst- oder Bohrkopf und dem nachzuziehenden Kunststoff-Rohr ist für die Messung der auf das Neurohr einwirkenden Kraft sowohl eine Kraftmeßeinrichtung, die die Zugkraft mißt, als auch eine Kraftmeßeinrichtung, die die Druckkraft an der Verbindungsstelle mißt, verwendbar.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Überdehnung der Kunststoff-Rohre beim grabenlosen Herstellen oder Erneuern von Rohrleitungen mittels eines Rohrzieh-Verfahrens wirksam verhindert wird.

Bezugszeichenliste

1

Berstkopf

2

Altrohr

3

Berstkopf

4

Erdreich

5

Neurohrleitung

6

Adapter

7

Adapter

8

Verbindungsmittel

9

Kraftmeßeinrichtung

10

Verbindungsbereich

11

Hochfrequenzsender

12

Akku

Claims

1. Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren, hervorgerufen durch die erforderliche Kraft für das Nachziehen der Rohre, beim grabenlosen Herstellen von Rohrleitungen mittels eines Rohrzieh-Verfahrens, insbesondere dem Berstlining-Verfahren, bei dem die alten Rohre mittels eines Berstkopfes gesprengt und durch nachgezogene neue Rohre in der Regel gleicher, aber auch größerer Abmessungen ersetzt werden, dem Spülbohr- oder dem Hydros-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß
nur die Kraft für das Nachziehen der Rohre
zeitnah
und kontinuierlich
am Ort ihrer Einwirkung, und zwar an der Verbindungsstelle zwischen dem Bohr- bzw. dem Berstkopf und der nachzuziehenden Rohrleitung
gemessen
und die Meßwerte zur Auswertung an ein Aufzeichnungs- und Auswertegerät,
welches mit einem Empfänger verbunden ist,
kabellos
im hochfrequenten (GHz-) Bereich
übermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Auswertegerät eingegebener Grenzwert für die maximal zulässige Nachziehkraft gespeichert und kontinuierlich mit den tatsächlichen Meßwerten verglichen sowie bei Übereinstimmung beider Werte eine sofortige Abschaltung des Rohrziehvorganges veranlaßt wird.