Aus der
DE 43 34 747 ist ein Abwasserschacht
bekannt, der zur Durchleitung nur jeweils einer Schmutzwasser- oder
Mischwasserleitung vorgesehen ist. Die Regenwasserleitung ist dabei
als geschlossene Rohrleitung ausgebildet, die senkrecht oder versetzt
oberhalb der Schmutzwasser- bzw. Mischwasserleitung, innerhalb des
Schachtbauwerkes konsolartig an deren Innenwand angeformt ist, angeordnet
ist.
Aus der
DE-PS 633537 ist ein Ablaufschacht bekannt,
der in seinem Oberteil zwischen dem Haupt- und dem Überlaufkanal
eine an der Schachtwandung verlaufende offene Überlaufrinne aufweist. Über diese Überlaufrinne
soll der Trockenwetterabfluss und ein Teil des Regenwassers in den Überlaufkanal
geleitet werden. Bei Übersteigen
einer vorgegebenen Durchflussmenge, die sich aus dem Querschnitt
der offenen Überlaufrinne
ergibt, kann die überschießende Wassermenge über die Überlaufkante
des Überfallkanals
in das Schachtinnere abfließen.
Bei den vorgenannten Schachtbauwerken
ist die Regenwasserleitung oberhalb der Schmutz- oder Mischwasserleitung
angeordnet, die sich im Schachtunterteil befindet.
Ein Nachteil der vorgenannten Schachtbauwerke
besteht darin, dass die Einbindung der Zu- und Abläufe der
Regen- und Schmutzwasserleitungen der vorgegebenen Gestaltung der
vorgefertigten Schachtringe bzw. Schachtrohre folgen muss. Durch die
Anformung der Regenwasserleitung an der Innenseite des Schachtringes/-rohres
wird die Durchstiegsfreiheit des Schachtbauwerkes und die maximal
nutzbare Rohrdimension der geschlossenen geführten Abwasserleitung einschränkt und
zusätzlich als
frei auskragende Anformung ungünstigen
Zugspangen ausgesetzt ist, die zur Rissbildung bis Zerstörung führen können. Damit
ist eine Verwendung derartiger Schachtbauwerke nur bei bestimmten örtlichen
Gegebenheiten, wie z. B. bei der einseitigen Zuleitung von Zuläufen oder
der einseitigen Ableitung von Abläufen möglich, um eine Einbindung der Regen-
und Schmutzwasserleitungen auf Schacht und nicht auf Leitung realisieren
zu können
und ohne die nötige
Sicherheit für
eine angemessene Nutzungsdauer des Schachtes. Auch ist in vielen
Kommunen eine Einbindung auf Leittung unzulässig.
Aufgrund der konstruktiven Ausbildung
des Abwasserschachtes nach der
DE
43 34 747 sind nur Einbindungen von Zuläufen in die geschlossene Regenwasserleitung
auf der Seite der Innenkonsole also einseitig möglich. Nach der
DE 43 34 747 C2 sind außerdem keine
gleichzeitigen Zuläufe
von beiden Seiten der Regenwasserdurchleitung an einem Schacht möglich.
Ein weiterer Nachteil des Schachtbauwerkes nach
der
DE 43 34 747 besteht
darin, dass die Einbindung der Zu- und Ableitung des Regenwassers über auskragende
Rohre (Muffenende, Spitzende) erfolgt, die beiderseits stoffschlüssig mit
den Wanddurchbrüchen
des Schachtringes bzw. Schachtrohres verbunden sind. Dadurch entsteht
eine Verbindung, die mechanisch wie ein beidseitig eingespannter
Träger
wirkt (
7). Bei Bodenbewegungen,
insbesondere bei den üblichen,
ungleichmäßigen Setzungserscheinungen
und den daraus resultierenden unterschiedlichen Flächenpressungen,
die auf das Schachtbauwerk und eine erdverlegte Regenwasserleitung
wirkten, treten Schubspannungen im Bereich der Außenwandung
des Schachtbauwerkes auf, die zu dauerhaften Spannungen und somit
Undichtheiten oder aber zum Gewaltbruch der Verbindung zwischen
Rohrstutzen und Schachtring bzw. Schachtrohr führen können.
Eine Übertragung der aus DIN 4034
empfohlenen doppelgelenkigen Einbindung einer durchlaufenden Abwasserleitung
im Schachtunterteil ist indes aus technologischen Gründen auf
die fluchtend darüber
angeordneten Schachtringe oder -rohre mit den bekannten Montagetechnologien
nicht möglich
ohne sich dabei mit Reparaturlösungen wie
Passstücke und
Müchermanschetten
für derartig
stumpf gestoßene
Rohrverbindungen behelfen zu müssen.
So kann das Schachtunterteil mit
bekannten Hebezeugen auf der vorbereiteten Schachtsohle positioniert
und an die herangeführte
Schmutzwasserleitung angeschlossen werden. Durch die Lagefixierung
des Schachtunterteils können
demgegenüber die
formschlüssig
aufgesetzten, ringförmigen Schachtbauteile
(Schachtringe, Schachtrohre, Schachthals) nicht mehr frei positioniert
oder versetzt werden.
Der Einbindepunkt des Schachtbauwerkes ist
somit durch das Unterteil exakt fixiert und eine nachträgliche Lageveränderung
des gesamten Schachtbauwerkes nicht mehr möglich. Die bis zum Schachtbauwerk
verlegte Rohrleitung darf grundsätzlich
nicht aus ihrem Verlegebett gehoben werden. Die Lage der nachfolgenden
Schachtrohre bzw. -ringe, in die die weiteren Rohrdurchleitungen
eingebunden werden müssen,
ist somit durch die Lage des Schachtunterteils vorgegeben. Damit
kann die klassische Verlegetechnologie zur Einbindung von Rohrleitungen
in das Schachtunterteil nicht bei den darüber liegenden Schachtringen
oder -rohren mit integrierten Rohrdurchführungen angewendet werden,
da ein Verrücken
des Schachtrohres oder -ringes ausscheidet.
Da die Qualität der Rohrverlegung unmittelbaren
Einfluss auf die Funktionsfähigkeit
einer erdverlegten Freispiegelleitung hat, wurde das Problem der
Einbindung einer weiteren Leitung in einen Schachtring oder ein
Schachtrohr nach der
DE 43 34 747 dadurch
gelöst,
dass mit Reparaturlösungen
wie Passstücken
und Müchermanschetten
für die
notwendigen stumpf vor dem Gelenkstück gestoßenen Rohrverbindungen gearbeitet
werden muss. Es wird auch bewusst auf die doppelgelenkige Einbindung teilweise
verzichtet.
Die Einbindung der oberhalb des Schachtunterteils
angeordneten Regenwasserleitung erfolgt daher bei dem Schachtbauwerk
nach der
DE 43 34 747 durch
den Einsatz von Rohrsegmenten, die stoffschlüssig mit Durchbrüchen in
der Wandung des Schachtbauwerkes verbunden werden. Die aus dem Schachtbauwerk
auskragenden Rohrendungen werden mit bekannten Mittel (z. B. Verwendung
von Rohrdistanzstücken
und Kananadamanschette) mit der herangeführten Zuleitung verbunden.
Durch die relativ weit aus dem Schachtbauwerk
auskragenden Rohrendungen kommt es insbesondere bei Setzungsbewegungen,
Frosteinbrüchen oder
infolge der unterschiedlichen projektierten Flächenpressung (z. B. im Bereich
Fahrbahn/Fußweg) und
den daraus resultierenden Biegemomenten zu den gefürchteten
Spannungsrissen.
Ein weiterer Nachteil des Schachtbauwerkes nach
der
DE 43 34 747 besteht
darin, dass nur die Einbindung einer Schmutz- oder Mischwasserleitung und
einer Regenwasserleitung vorgesehen ist. Damit ist eine nachträgliche Einbindung
weiterer Medienleitungen in das Schachtbauwerk, z. B. bei späteren Erschließungsarbeiten,
nicht ohne technologisch aufwendige bauliche Eingriffe möglich.
Aus der
EP 0 736 636 A1 sowie DE-Zeitschrift „Korrespondenz
Abwasser", 11/96 „Einsatz des
Multi-Rohr-Schachtes" sind
Schachtbauwerke bekannt, bei denen die Durchleitung einer Regenwasserleitung
als geschlossene Rohrleitung in einer konsolartigen Anformung im
Inneren des Schachtbauwerkes erfolgt. Diese Lösungen weisen den Nachteil
auf, dass aufgrund der auftretenden Belastungen der abstützenden
Konsole, insbesondere bei gekrümmtem
Verlauf der Regenwasserdurchleitung und im Starkregenfall, Spannungen
auftreten, die die Festigkeit und Zuverlässigkeit während der normativen Nutzungsdauer
des Schachtbauwerkes von ca. 100 Jahren in Frage stellen.
Aus der
DE 196 42 176 A1 ist ein
Schacht für Kontroll-,
Wartungs- oder Reparaturarbeiten in oder von Entsorgungsleitungen
bekannt, bei denen die Durchleitung einer zweiten Entsorgungsleitung
mit Hilfe einer schwenk- oder klappbaren Durchleitungseinrichtung
mittig durch das Innere des Schachtbauwerkes erfolgt. Diese konstruktiv
aufwendige Lösung erlaubt
nicht die geschlossene Durchleitung von Regen- oder Mischwasserleitungen.
Durch den Verlauf der Durchführungseinrichtung
im Inneren des Schachtbauwerkes ist die Begehbarkeit erschwert. Die
zusätzlichen
konstruktiven Elemente, die ein Aufklappen oder Wegschwenken der
Durchleitungseinrichtung ermöglichen,
sind für
einen dauerhaften Einsatz im Inneren eines Schachtbauwerkes ungeeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, die
Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren und ein Schachtbauwerk
vorzuschlagen, das die flexible Einbindung von mehr als zwei Durchleitungen
ermöglicht,
ohne dass dadurch die Begehbarkeit des Schachtbauwerkes eingeschränkt wird.
Zudem soll das Schachtbauwerk eine quasi spannungsfreie Einbindung
der Zu- und Abführungen
der durchzuleitenden Medien und eine sichere Aufnahme aller auftretenden
Belastungssituationen (z. B. dynamische Beanspruchung durch Druckwellen
innerhalb der Durchleitungen) ermöglichen und mit geringem Fertigungs-
bzw. Montageaufwand herstellbar sein. Weiterhin soll das Schachtbauwerk
die gleichzeitige Einbindung von Zu- und Abläufen ermöglichen, die sich beidseitig
der Rohrleitungsachse befinden (2).
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die
Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Vorzugsweise Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Schachtbauwerk besteht aus einem
monolithisch geformten Schachtunterteil, auf dem je nach Einsatzfall
ein oder mehrere ebenfalls monolitisch gefertigte Schachtrohre bzw.
Schachtringe aufsetzbar sind. Die Durchführung der Medienleitungen für Trinkwasser,
Löschwasser,
Schmutz- oder Mischwasser, Regenwasser, Heißwasser/Wasserdampf, etc. erfolgt
jeweils in getrennten Rohren bzw. offenen Kanälen.
Die Durchführungen sind dabei in oder
an der Wandung des Schachtbauelementes (1), (2),
(3), nicht jedoch an der Schachtinnewand des Schachtrohres
(2) oder des Schachtringes (3) angeordnet, um
nachteilige Belastungssituationen (z. B. Zugpumpspitzen) für das Schachtbauwerk
zu vermeiden (1 bzw. 4).
Entsprechend den örtlichen Gegebenheiten (Gefälle der
Zu- und Abläufe
der einzelnen Medienleitungen, Anzahl der einzubindenden Mediendurchführungen)
werden ein oder mehrere Schachtringe oder Schachtrohre auf dem Schachtunterteil
aufgesetzt. Die Durchführung
der einzelnen Medienleitungen sind dabei vorzugsweise fluchtend
oder gering versetzt übereinander
angeordnet, um die Durchsteigbarkeit des Schachtbauwerkes nicht
zu beeinträchtigen.
Die Zu- und Abläufe der einzelnen Medienleitungen
sind vorteilhaft im Bereich der Schachtwandung angeordnet.
Die Durchführung der Medienleitungen durch
das Schachtbauwerk kann sowohl geradlinig als auch gekrümmt erfolgen.
Die vorzugsweise im Schachtunterteil
angeordnete Schmutzwasserleitung kann sowohl mittig aber auch außermittig
durchgeführt
werden.
Ebenso besteht die Möglichkeit,
im Schachtunterteil und/oder den Schachtringen oder -rohren weitere
Zu- oder Abläufe
einzubinden und dies gleichzeitig von beiden Seiten der Durchleitung.
Vorteilhaft ist die Möglichkeit
der monolithischen Vorfertigung. Dadurch werden beiderseits doppelgelenkige
Anschlüsse
der Medienleitungen in den im Bereich der Schachtbauwerkswandung
angeordneten Muffen möglich
(5).
Die Form des Schachtbauwerkes ermöglicht vorteilhaft
die monolithische Vorfertigung der die geschlossene Durchleitungen
enthaltenden Schachtbauelemente mit Hilfe von Durchleitungssegmenten, die
beidseitig im Bereich der Schachtbauwerkswandung liegende Muffen
aufnehmen und so für
den beiderseits doppelgelenkigen Anschluss der Medienleitungen sorgen.
Durch die Verwendung von Vorrichtungen und
Formen können
bei einer derartigen Vorfertigung die Fertigungskosten gegenüber den
bekannten Technologien signifikant reduziert werden. Zudem sind
durch den Einsatz von Vorrichtungen höhere Fertigungsgenauigkeiten
und in der Folge eine Reduzierung von Nacharbeiten unter Baustellenbedingungen
bei der Montage möglich.
Ein weiterer Vorteil besteht in der optimalen strömungstechnischen
Ausbildung der maschinenbaumäßig gefertigten Durchleitungssegmente,
insbesondere im Bereich von Richtungsänderungen und Einleitungen.
Ein weiterer, signifikanter Vorteil
des Schachtbauwerkes besteht in der Möglichkeit, unterschiedlichste
Medienleitungen aufzunehmen und durchzuführen. Dadurch werden insbesondere
in Erschließungsgebieten
Baukosten, insbesondere Erd- und Straßenbaukosten, durch die einmalige
Erschließung
des Areals eingespart. Durch die räumliche Konzentration, bevorzugt
durch die vertikal fluchtende Verlegung der Medienleitungen, können insbesondere
beim Erdaushub, bei der Vorbereitung der Leitungssohle und der anschließenden Verdichtung der
Erdstoffe die Bau- und Montagekosten signifikant reduziert werden.
Zudem werden durch die geringeren Schachtungsbreiten der Verlauf
der vorhanden Erdschichtungen nur minimal gestört und das ökologische Gleichgewicht eines
gewachsenen Bodens nur gering beeinflusst.
Ein entscheidender Vorteil des Schachtbauwerkes
besteht in der Möglichkeit,
neben der Durchleitung separater Medienleitungen für Schmutzwasser,
Mischwasser und Regenwasser redundante Durchleitungen dieser Medien
vorzusehen, die für den
späteren
Anschluss insbesondere in zunächst dünn besiedelten
oder nur wenig erschlossenen Gebieten vorgehalten werden. Diese
Durchleitungen sind damit im zunächst
unbelasteten Zustand keinem mineralischen oder thermischen Verschleiß ausgesetzt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, bei Instandsetzungs- und Wartungsarbeiten
eine Medienleitung stilllegen zu können und während dieser Zeit die redundante
Medienleitung zu nutzen.
Ein Vorteil der gefundenen Lösung besteht auch
darin, dass das Schachtbauwerk auch einsetzbar ist, wenn die Schmutzwasserleitung
auf Grund örtlicher
Gegebenheiten über
der Regenwasserleitung verlegt werden muss.
Ein weiterer signifikanter Vorteil
ist die Einbindbarkeit darüber
hinausgehender Medienleitungen, wie z. B. für Trinkwasser, Feuerlöschwasser, Heizwasser,
Wasserdampf sowie von gasförmigen Medien
in flüssiger
Phase, wie Flüssiggas.
Damit können erstmals alle urbanen
Medienleitungen in ein Schachtbauwerk integriert werden. Neben den
Einsparungen bei der Erdverlegung der Medienleitungen (geringerer
Erdaushub durch schmale Gräben)
wird auch die Anzahl der Schachtbauwerke im Straßenraum durch die Integration
unterschiedlicher Medien signifikant verringen. Durch die schmalen
Gräben
besteht zudem die Möglichkeit, den
Abstand benachbarter Schachtbauwerke im Bereich von Straßen zu vergrößern, da
die schmalen Gräben
eine bessere Anpassung an den Richtungsverlauf der Straßen in Kurvenbereichen
ermöglichen. So
ist über
längere
Strecken eine geradlinige Trassenführung der Gräben möglich.
Durch die erstmalige Gewährleistung
der doppelgelenkigen Anbindbarkeit der von außen an das Schachtbauwerk herangeführten Zu-
und Ablaufleitungen der Medien nicht nur im Schachtunterteil sondern
auch in den aufgesetzten Schachtrohren bzw. -ringen können die
bei unterschiedlichen Setzungsbewegungen zwischen Schachtbauwerk
und erdverlegten Medienleitungen auftretenden Bewegungen aufgrund
der Positionierung der Muffen in der Schachtwand kompensiert und
Spannungen sicher in der Wandung des Schachtbauwerkes aufgenommen
werden.
Die Wartung und Revision der eingebundenen
Medienleitungen ist über
die bevorzugt eingesetzten, druck- und wasserdicht schließenden,
kamerabefahrbaren Reinigungsund Revisionsöffnungen in den Durchleitungssegmenten
möglich.
Ein weiterer Vorteil des Schachtbauwerkes besteht
in der Option, im Falle eines Leitungsrückstaus zwischen zwei Schachtbauwerken
im Trennsystem oder bei einem Havariefall das in einer höher gelegenen
Leitung gestaute Medium (Regenwasser) in den Schachtstauraum abzulassen,
wo eine Ableitung über
die offene Freispiegelleitung im Schachtunterteil erfolgt.
Zur Überprüfung der eingebundenen Medienleitungen
sind bevorzugt im Bereich der Rohrdurchführung durch die Schachtwände, im
Bereich der Anformungen oder an der Abdeckung der Revisionsöffnung Einrichtungen
zur Druckmessung und Gasprüfung
angeordnet, die ohne zwangsläufiges Lösen bzw.
Entfernen der die Reinigungsöffnung
verschließenden
Abdeckung zugänglich
sind. Dazu sind vorzugsweise druckdicht verschließbare Revisionsöffnungen
in die Medienleitungen eingebunden, die auch die Einbringung von
Reinigungs- oder Überwachungsgeräten ermöglichen.
Bei auftretenden kritischen Druckspannungen
oder Verstopfungen in den Medienleitungen kann über ein in die Medienleitung
eingebundenes, mechanisch bedienbares oder automatisch auf Überdruck
ansprechendes Wegeventil oder ein in die Abdeckung der Revisionsöffnung integriertes Überströmventil
ein Abfließen
unkritischer Medien in den Stauraum des Schachtbauwerkes bewirkt
werden (6).
In einer vorzugsweisen Weiterbildung
besitzt das Durchleitungssegment einen Notüberlauf zur Sicherung eines
hinreichend großen
Retentionsraumes für
einen etwaigen Überstaufall.