-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren und/oder Abdichten einer Rohrleitung von größerem Durchmesser nach Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Inliner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15 sowie auf ein Aufweitegerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 16.
-
Leitungen zum Führen von Kühlwasser oder von Abwasser mit größerem Durchmesser können Schadstellen erleiden. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Kunststoffrohren, die in Abschnitten stumpfverschweißt oder über Muffen miteinander verbunden sind. Bei einer mangelhaften Bettung einer solchen Rohrleitung können Schäden durch Verformungen entstehen, insbesondere im Bereich der Muffenverbindungen. Die Schadstellen in Abwasserleitungen führen unter Umständen dazu, dass Abwasser in das Grundwasser gelangt. Für derartige Rohrleitungen besteht häufig ein Bedarf an Sanierung. Dieser ist umso höher, als eine Rohrleitung dynamischen Belastungen unterworfen ist durch Schwellbelastungen, z. B. bei Kühlwasserleitungen, für die das Kühlwasser dem Meerwasser entnommen wird.
-
Im städtischen Kanalbau ist bekannt, endlos hergestellte Schläuche in die Rohrleitungen einzuziehen, die mit Wasserdruck an die Wandung gepresst werden. Für Rohrleitungen mit einem sehr großen Innendurchmesser ist diese Konzeption wenig sinnvoll und auch nicht ausreichend stabil.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Inliner in Rohrleitungen mit größerem Durchmesser eingebaut werden und für ausreichende Dichtheit und Stabilität sorgen.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein rohrförmiger Körper als Inliner mit einer annähernd zylindrischen Außenkontur hergestellt. Die Länge des Inliners kann der Länge der zu sanierenden Rohrleitung entsprechen oder auch deutlich kürzer sein. Im letzteren Fall ist dann eine ausreichende Anzahl von Inlinern erforderlich, um eine komplette Rohrleitung zu sanieren.
-
Der rohrförmige Körper ist in Achsrichtung geteilt und sein Außendurchmesser ist annähernd auf den Wert des Innendurchmessers der Rohrleitung bringbar. Als Material für den Rohrkörper wird ein flexibles, relativ federsteifes Material verwendet, wobei die einander zugekehrten freien Kanten des rohrförmigen Körpers durch radiales Komprimieren des rohrförmigen Körpers überlappt werden. Dadurch verringert sich der Querschnitt des Rohrkörpers und kann in diesem Zustand relativ leicht in die Rohrleitung eingebracht werden. Es ist jedoch erforderlich, den Verformungszustand, der durch radiales Komprimieren des Rohrkörpers erzielt wird, durch lösbare Spannmittel zunächst aufrechtzuerhalten. Ist der Rohrkörper in seinem Verformungszustand in die Rohrleitung eingezogen, wird das Spannmittel gelöst. Schließlich wird mit Hilfe eines Aufweitegerätes, das kontinuierlich oder schrittweise durch den Rohrkörper gezogen wird, der Rohrkörper so weit radial aufgeweitet, dass er sich an die Innenwand der Rohrleitung anlegt. In diesem Zustand wird der Rohrkörper in seinem aufgeweiteten Zustand mit Hilfe geeigneter Mittel fixiert. Das Spannmittel kann auch durch den Pressdruck des Aufweitegerätes gelöst werden.
-
Die Außenmaße des vorgespannten Rohrkörpers (Einbauzustand) sind derart, dass trotz bestehender Biegungen oder Knicke der zu sanierenden Rohrleitung der Rohrkörper durchgehend eingezogen werden kann. Das Einziehen geschieht z. B. mit Hilfe von mehreren Seilen, die an einem Ende des Rohrkörpers angreifen. Vorzugsweise werden drei oder vier Seile hierzu verwendet, wodurch eine Steuerung möglich ist.
-
Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, den aufgeweiteten Rohrkörper in diesem Zustand zu fixieren, beispielsweise indem die verbliebenen überlappenden Bereiche miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schraubverbindungen. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem Bereich der überlappenden Kanten ein Bindemittel eingebracht wird, mit dem der Überlappungsbereich nach dem Aufweiten des Rohrkörpers verklebt wird. Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit besteht darin, auf seine Außenseite ein Bindemittel zu geben, mit dem der Rohrkörper mit der Innenwandung der Rohrleitung verklebt wird. Zum Einbringen der Bindemittel sind geeignete Depots erforderlich, die das Bindemittel erst freigeben, wenn die Aufweitung des Rohrkörpers stattgefunden hat bzw. die Anlage des Rohrkörpers an der Wandung der Rohrleitung erfolgt. Z. B. kann das Bindemittel in Schläuchen oder relativ flachen Paketen eingeschlossen sein und vorzugsweise durch Quetschdruck beim Aufweiten des Rohrkörpers freigesetzt werden. Als Bindemittel kann ein übliches Kunstharz oder dergleichen verwendet werden. Auch die Verwendung von Mörtel ist möglich. So kann auf der Außenseite des Rohrkörpers eine Vielzahl von Schläuchen angeordnet werden, in denen sich z. B. ein Klebmittel befindet, etwa im Bereich der Überlappung und an übrigen Stellen an der Außenseite des Rohrkörpers. Die Schläuche werden beim Aufweiten des Rohrkörpers zerquetscht und geben dann das Bindemittel frei. Es kann sich dann weitgehend gleichmäßig über die Außenseite des Rohrkörpers bzw. seines aufgeweiteten Teils verteilen. Die Einschließung des Bindemittels kann wasserdicht sein, um eine vorzeitige Reaktion des Bindemittels mit Wasser zu vermeiden. Auf diese Weise erhält der Rohrkörper auch einen Auftrieb, wenn sich in der Rohrleitung Wasser befindet, und dann damit leichter eingezogen werden. Bei Verwendung eines speziellen Bindemittels, beispielsweise einer Kunstharzmasse, kann diese so ausgelegt sein, dass sie erst bei Wasserzutritt reagiert, um eine zusätzliche Stabilisierung des Rohrkörpers bzw. der Rohrleitung zu bewirken.
-
Alternativ kann das Bindemittel auch vom Aufweitegerät aus in den Überlappungsbereich eingeführt und z. B. durch Erwärmung ausgehärtet werden.
-
Mit Hilfe des Aufweitegerätes kann beim Aufweiten des Rohrkörpers eine vollständige Verdrängung des Wassers zwischen Rohrkörper und bestehender Rohrleitung bewirkt werden. Das Aufweitegerät kann auch so ausgelegt sein, dass Vorsprünge, beispielsweise hervorragende Spitzkopfenden der Muffenverbindungen, rückverformt werden, zumindest geglättet. Außerdem können durch das Einbringen von Mörtel oder Kunstharz Vorsprünge und Unstetigkeiten geglättet werden.
-
Das Vorziehen des Aufweitegerätes erfolgt vorzugsweise in kurzen Schritten. Während des Ziehschritts erfolgt eine erste Aufweitung, die durch weitere Mittel am Aufweitegerät, beispielsweise Pressbacken, vervollständigt wird. Erst wenn die Aufweitung beendet und die Härtung des Bindemittels eingetreten ist, erfolgt ein weiterer Ziehschritt. Naturgemäß kann während dieses Vorgangs auch eine Vermessung und bildliche Darstellung der Vorgänge in der Rohrleitung bzw. der erfolgten Sanierung vorgenommen werden.
-
Alternativ ist auch möglich, nach dem weitgehenden Aufweiten des Rohrkörpers zwischen diesem und der Rohrleitungswandung ein Füll-, Kleb- oder Dichtmaterial einzupressen. Dies geschieht dann von der Innenseite des Rohrkörpers über entsprechende Öffnungen in der Wandung des Rohrkörpers.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Material des Rohrkörpers aus mehreren Lagen aus Gummi oder synthetischem Gummi oder elastischem Kunststoff, wobei mindestens eine Lage von einem Metallgeflecht oder -gitter gebildet ist. Vorzugsweise wird der Rohrkörper aus einem flachen Strang durch Aufrollen hergestellt, wobei der Strang aus einzelnen Streifen zusammengesetzt ist, wenn der Rohrkörper einen großen Durchmesser aufweisen soll, beispielsweise bis über 3 m. Hierbei kann ein Material verwendet werden, wie es für Förderbandgurte für große Förderleistungen eingesetzt wird. Derartige Fördergurte haben eine kräftige Bewehrung aus Kunststoff oder Drahtgeflecht, das auf der Ober- und Unterseite mit einer verschleißfesten Gummi- bzw. Kunststoffschicht abgedeckt ist.
-
Alternativ wird ein länglicher Strang aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet, wobei der Strang aus mehreren zusammengeklebten, überlappenden Schichten bestehen kann. Ein derartiger Strang bildet beim Formen zu einem Rohrkörper eine erhebliche Rückstellkraft, wenn der Rohrkörper zuvor durch radiales Komprimieren auf einen Durchmesser gebracht wird, der kleiner als der Durchmesser ist, wenn die Kompression aufgehoben wird und er sich radial ausdehnen kann.
-
Bei der Erfindung wird der Flachquerschnitt eines derartigen Materials, das sich aus einzelnen Streifen zusammensetzen kann, zu einem Rohrquerschnitt geformt. Hierzu sind relativ große Kräfte erforderlich. Aufgrund der Elastizität entwickelt der gebildete Rohrkörper eine erhebliche Rückstellkraft. Diese wird dazu ausgenutzt, um eine Anpressung des Rohrkörpers an die Innenseite der zu sanierenden Rohrleitung zu bewirken. Hat die Rohrleitung z. B. einen Innendurchmesser von 3,40 m, ist ein Strang mit mindestens einer Breite von 10,68 m erforderlich. Er kann sich somit aus vier Einzelstreifen zu je 2,60 m Breite zusammensetzen. Ein derartiger Rohrkörper wird in Schlauchform zunächst auf einen Durchmesser von 2,80 m gebracht. Dies entspricht einem Umfang von 8,80 m. Da der Strang eine Breite von 10,68 m hat, ergibt sich eine Überlappung der freien Kanten von etwa 2 m. Mit Hilfe einer geeigneten Spannvorrichtung, beispielsweise eine Ummantelung aus einem textilen oder Netzmaterial, kann der Rohrkörper im gespannten Zustand (Einbauzustand) gehalten werden.
-
Die Innenseite des Rohrkörpers hat vorzugsweise eine raue Struktur von extrem hoher Abriebfestigkeit. Seine Außenseite ist vorzugsweise so profiliert und strukturiert, dass zwischen dieser und der Rohrleitungswandung Wasser in Längsrichtung abfließen kann, wenn der Rohrkörper aufgeweitet wird.
-
Vor dem endgültigen Aufweiten muss die Spannvorrichtung, beispielsweise die Umhüllung aus textilem Material, entfernt werden. Hierzu sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass parallel beabstandete Kantenabschnitte einer Textilmatte oder eines Textilnetzes mit Schlaufen gebildet werden, wobei durch zueinander ausgerichtete Schlaufen ein Seil oder Stab hindurchgezogen werden kann.
-
Für das Aufweiten des Rohrkörpers sieht die Erfindung ein Aufweitegerät vor. Dieses kann einen konischen Rohrabschnitt und zylindrischen Abschnitt aufweisen, wobei letzterer sich an den großen Durchmesser des konischen Abschnitts anschließt. Der zylindrische Abschnitt kann über seinen Umfang mit Pressbacken versehen werden, die mit Hilfe von Kraftmitteln radial verstellt werden können. Das Aufweitegerät wird mit dem konischen Abschnitt voran durch den Rohrkörper gezogen. Dies geschieht vorzugsweise in einzelnen Schritten. Nach jedem Ziehschritt erfolgt ein Aufweiten mit Hilfe der Pressbacken, die z. B. von Hydraulikzylindern betätigt werden. Das Hindurchbewegen des Aufweitegerätes durch den Rohrkörper erfolgt mit Hilfe von mehreren Zugseilen, die am vorderen Ende des Aufweitegerätes angreifen. Die Zugseile werden z. B. über Winden geführt. Sie sind so an dem Aufweitegerät angebracht, dass ein Verkanten des Gerätes im Rohrkörper vermieden wird. Die Länge des Aufweitegerätes beträgt z. B. etwa 3 m.
-
Den Pressbacken kann ein Heizmittel zugeordnet werden, um ein wärmehärtendes Bindemittel zu aktivieren.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Aufweitegerät mit mindestens einer Düse versehen werden, welche in den Überlappungsbereich des Rohrkörpers hinein steht, um in diesen ein Bindemittel einzupressen. Die Düse ist über eine Pumpe oder dergleichen mit einem Vorrat für Bindemittel verbunden. Auch diese Teile befinden sich am Aufweitegerät.
-
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
-
1 zeigt äußerst schematisch einen erfindungsgemäßen Inliner (Rohrkörper) im vorgespannten Zustand innerhalb einer strichpunktiert angedeuteten Rohrleitung im Schnitt.
-
2 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 1.
-
3 zeigt perspektivisch ein Aufweitegerät nach der Erfindung.
-
4 zeigt eine Seitenansicht des Aufweitegerätes nach 3.
-
5 zeigt eine Endansicht des Aufweitegerätes nach 4 in Richtung Pfeil 5.
-
In 1 ist ein Rohrkörper 10 dargestellt. Er ist aus einem Flachmaterial in Rohrform gebracht, wobei sich die freien Kanten überlappen. Dies ist bei 12 angedeutet. Das Material für den Rohrkörper 10 besteht z. B. aus ähnlichem Material wie leistungsfähige Fördergurte oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Ein Querschnitt ist in 2 dargestellt. Man erkennt mehrere Lagen auf beiden Seiten einer Stahlbewehrung 14, wobei die äußere Lage 16 mit einer geeigneten Profilierung 18 versehen ist, über welche Wasser an der Außenseite des Rohrkörpers in Achsrichtung entlang fließen kann. Die innere Lage 20 ist aufgeraut, wie bei 22 zu erkennen und von einer enormen Verschleißfestigkeit.
-
Der Ausgangsstrang bei glasfaserverstärktem Kunststoff kann von vornherein auf die erforderliche Breite und Länge gebracht werden.
-
Da das gezeigte Material eine erhebliche Eigenspannung hat, erfordert es eine gewisse Kraft, einen flachen Strang, der z. B. aus mehreren Streifen zusammengesetzt ist, in die Kreisform zu zwingen. Noch mehr Kraft erfordert es, den Außendurchmesser des so geformten Gebildes so weit zu reduzieren, dass es zu einer erheblichen Überlappung im Bereich 12 kommt. Um diesen vorgespannten Zustand aufrechtzuerhalten, sind geeignete Mittel erforderlich. Hierzu kann eine geeignete Ummantelung aus einem Netz oder aus einer Matte aus Textilmaterial verwendet werden. Eine solche Vorkehrung ist jedoch in 1 nicht gezeigt.
-
In 1 ist auch bei 24 eine zu sanierende Rohrleitung im Schnitt dargestellt. Wird der vorgespannte Zustand des Rohrkörpers 10 aufgehoben, versucht sich der Rohrkörper aufzuweiten. Je nach Eigenspannung kann er sich bereits weit der Innenwandung der Rohrleitung nähern. Unter Umständen verbleiben jedoch Abstände oder Zwischenräume zwischen dem Rohrkörper 10 und der Rohrleitung 24. Da der Rohrkörper als Inliner die Rohrleitung stabilisieren und auch abdichten soll, ist jedoch angestrebt, die Wandung des Rohrkörpers an die Innenwandung der Rohrleitung 24 vollständig anzulegen. Hierzu wird ein Aufweitegerät verwendet, das in 3 mit 30 bezeichnet ist. Es besitzt einen konischen Abschnitt 32 und einen zylindrischen Abschnitt 34. Der zylindrische Abschnitt 34 weist acht Pressbacken 36 auf, die außen an dem Kreisquerschnitt des zylindrischen Abschnitts 34 angepasst sind. Die Pressbacken können mit Hilfe von Hydraulikzylindern, die bei 38 in 4 angedeutet sind, radial verstellt werden. Der zylindrische Abschnitt 34 schließt sich an das im Durchmesser größere Ende des konischen Abschnitts 32 an. An dem im Durchschnitt kleineren Ende sind vier Anschlagpunkte 40 für Zugseile (nicht gezeigt) vorgesehen.
-
In 1 ist zu erkennen, dass auf der Außenseite des Rohrkörpers 10 achsparallel Schläuche 44 angebracht sind. Außerdem sind im Überlappungsbereich 12 Schläuche oder Pakete 46 angeordnet (wiederum auf der Außenseite der Wandung). In den Schläuchen 44 bzw. den Paketen 46 befindet sich ein Bindemittel.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der vorgespannte Rohrkörper 10 mit Hilfe einer geeigneten Zugvorrichtung (nicht dargestellt) in die Rohrleitung eingezogen, wobei der Rohrkörper 10 als Inliner dienen soll und genau die gleiche Länge haben kann wie die zu sanierende Rohrleitung 24. Ist er von kürzerer Länge, muss eine entsprechende Anzahl von Rohrkörpern hintereinander angeordnet werden. Der Durchmesser des Rohrkörpers 10 ist so ausgelegt, dass er bequem durch die Rohrleitung 24 mit Hilfe von Stahlseilen gezogen werden kann. Hat er seine Position erreicht, wird die Spannvorrichtung gelöst, beispielsweise durch Entfernen der Umhüllung. Dadurch kann sich der Rohrkörper durch Eigenspannung ausdehnen bis an die Wandung der Rohrleitung 10 oder der Rohrleitung 24 bzw. nahe an diese heran. Anschließend wird mit Hilfe von Zugseilen das Aufweitegerät 30 durch den Rohrkörper gezogen. Der konische Abschnitt 32 führt zu einem ersten Aufweiten, wobei das weitere Aufweiten durch den zylindrischen Abschnitt 34 erfolgt derart, dass die Außenseite des Rohrkörpers 10 sich weitgehend an die Innenwandung der Rohrleitung 24 anlegt. Damit dies jedoch vollständig erfolgt, werden die Backen 36 betätigt, um eine satte Anlage der Wandung des Rohrkörpers an die Innenwandung der Rohrleitung 24 zu bewerkstelligen. Dabei wird das Klebmaterial bzw. Bindemittel in den Schläuchen 44 und den Paketen 46 durch Quetschung freigesetzt und kann bewirken, dass der reduzierte Überlappungsbereich durch Aushärtung des Klebmittels fixiert wird, wodurch eine Reduzierung des Durchmessers des Rohrkörpers verhindert wird. Außerdem kann der Rohrkörper mit der Innenwandung der Rohrleitung 24 innig verbunden werden. Verbleibende Spalten werden durch das Klebmaterial ausgefüllt. Auf diese Weise kann der Rohrkörper fest mit der Rohrleitungswandung verbunden werden und diese ausreichend stabilisieren und abdichten. Das Klebmittel, beispielsweise eine Kunstharzmasse, kann so ausgelegt sein, dass diese erst bei Wasserzutritt reagiert. Mit Hilfe der Pressbacken wird eine vollständige Verdrängung des Wassers zwischen Inliner und Rohrleitung bewirkt. Die hydraulisch betätigten Pressbacken können so ausgelegt werden, dass die Vorsprünge, z. B. hervorragende Spitzkopfenden der Muffenverbindungen, rückverformen oder zumindest glätten.
-
Alternativ zu dem beschriebenen Verfahren kann das Aufweitegerät 30 mit Düsen 40 versehen werden, die mit dem Aufweitegerät 30 im Bereich des konischen Abschnitts 32 verbunden sind. Wie sich aus 5 ergibt, haben die Düsen einen abgeknickten Bereich 42, der in dem Überlappungsbereich 12 des Rohrkörpers 10 hinein steht. Die Düsen 40 sind mit einem Dosiergerät und einem Vorrat für Bindemittel (nicht gezeigt) im Aufweitegerät 30 verbunden. Während der Vorbewegung bzw. nach jedem Ziehschritt von z. B. 50 cm kann ein Bindemittel in den Überlappungsbereich 20 eingepresst werden. Mithilfe der Backen 34, die darüber hinaus mit Heizmitteln ausgestattet sein können, kann ein Verpressen und Erwärmen des Bindemittels im Überlappungsbereich 12 erfolgen, um den Rohrkörper 10 im aufgeweiteten Zustand zu fixieren.
