-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von Teilen eines Schachtbauwerkes aus Beton, Stahlbeton,
Faserbeton oder Kunststoff zur Durchleitung von Medien durch ein
Schachtbauwerk unter Verwendung eines Durchleitungssegmentes sowie
ein Schachtbauwerk für
dessen Einsatz.
-
Aus der DE-Zeitschrift „Korrespondenz
Abwasser" 11/96 „Einsatz
des Multi-Rohr-Schachtes ...", S. 1936 ff ist
ein Schachtbauwerk mit einer geschlossenen Rohrdurchführung für das Regenwasser
bekannt. Dabei wird die geschlossene Regenwasserleitung in einer
Konsole durch das Innere des Schachtrings geführt. Die Konsole mit den zugehörigen Einbauteilen
wird im Fertigteilwerk eingegossen. Zur Minimierung der Herstellungskosten
werden für die
Fertigung des Schachtringes Beton- oder Stahlbetonfertigteile nach
DIN 4034, Teil 1 verwendet. Für den
Einbau der Konsole werden entsprechend der jeweiligen Lage (Höhe, Neigung)
der Konsole Durchbrüche
durch die Wandungen der normierten Schachtringe geschaffen. Nachfolgend
werden die verwendeten Rohrteile positioniert und mit der Konsole
verbunden.
-
Das mittlere Einbauteil, das der
konsolartigen Durchleitung des Regenwassers durch das Schachtinnere
dient, besteht dabei vorzugsweise aus einem dünnwandigen HDPE-Rohrteil mit
aufgeschweistem Dom besteht. Daran schließen sich beidseitig Anschlussstücke (Muffe
bzw. Spitrende) nach DIN 4032 an. Durch die Verwendung unterschiedlicher
Werkstoffe für
die Gestaltung des Segmentes, dass der unmittelbaren Durchleitung
des Regenwassers durch das Innere des Schachtbauwerkes dient, resultieren
eine Reihe von Nachteilen: Zum einen ist eine vollständige Vorfertigung
dieser Baugruppe auf Grund der unterschiedlichen Werkstoffe und
der Notwendigkeit des Zusammenfügens
von mittlerem Einbauteil, Muffe und Spitrende nicht gegeben. Durch die
Verwendung normierter Anschlussstücke können zudem keine individuellen,
objektspezifisch unterschiedlichen geometrischen Gestaltungen (Radius, Ein-
bzw. Austrittswinkel) der Regenwasserleitung realisiert werden.
-
Aus konstruktiver und bauphysikalischer Sicht
weist der sogenannte MULTRO-SCHACHT
den Nachteil auf, dass durch die beidseitig aus dem Schachtbauwerk
auskragenden Anschlussstücke (Spitrende,
Muffe) bei Setrungserscheinungen des Schachtbauwerkes Momente und
Spannungen erzeugt werden, die unter Berücksichtigung der normativen
Nutrungsdauer zu Rissneigungen und Rissbildungen führen.
-
Aus der
DE 4334747 C2 ist daneben
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 Innenwandung
angeformt ist. Diese Lösung
weist aus fertigungstechnischer Sicht den Nachteil auf, dass eine gemeinsame
Vorfertigung, insbesondere eine teilautomatisierte Fertigung des
Schachtringes mit der als Sonderteil angefertigten Konsole nicht
möglich
ist.
-
Aus statischer Sicht weist die konsolartige Anformung
der Regenwasserleitung im Inneren des Schachtbauwerkes den Nachteil
auf, dass bei ungünstigen
Belastungssituationen, wie z. B. bei starken Regenfällen (Jahrhundertflut
im Oberen Elbtal im Jahre 2002) keine sichere Aufnahme der dabei
auftretenden, insbesondere impulsartigen Belastungen realisiert
werden kann.
-
Ein weiterer Nachteil des vorgenannten Schachtbauwerkes
besteht darin, dass die Einbindung der Zu- und Abläufe der
Regen- und Schmutzwasserleitungen der vorgegebenen Gestaltung der vorgefertigten
Schachtringe bzw. Schachtrohre folgen muss. Zudem sind nur Einbindungen
von Zuläufen
in die geschlossene Regenwasserleitung auf der Seite der Innenkonsole,
also einseitig möglich.
Auch sind nach der
DE
43 34 747 C2 keine gleichzeitigen Zuläufe von beiden Seiten Regenwasserdurchleitung an
einem Schacht realisierbar.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die
Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren und ein Verfahren
zur Herstellung von Teilen eines Schachtbauwerkes aus Beton, Stahlbeton,
Faserbeton und/oder Kunststoff zur Durchleitung von Medien vorzuschlagen,
dass eine betriebswirtschaftlich günstige Vorfertigung dieser
Teile bei signifikant reduziertem Fertigungs- und Montageaufwand
ermöglicht.
-
Daneben soll ein Schachtbauwerk unter
Verwendung mindestens eines verfahrengemäß hergestellten Schachtbauwerksteil
geschaffen werden, dass eine sichere Aufnahme aller auftretenden
Belastungssituationen, insbesondere von dynamischen Beanspruchungen
durch Druckwellen innerhalb der Durchleitungen ermöglicht und
eine Einbindung von Zu- und/oder Abläufen beidseitig der Hauptleitungsachse
eines Schachtbauwerkes erlaubt.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die
Merkmale des Hauptanspruches und des Anspruchs 2 gelöst. Vorzugsweise
Ausgestaltungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche 3 bis
7.
-
Das Verfahren zur Herstellung von
Teilen eines Schachtbauwerkes aus Beton, Stahlbeton, Faserbeton
und/oder Kunststoff zur Durchleitung von Medien besteht im wesentlichen
aus zwei Verfahrensschritten:
Ein Durchleitungssegment aus
Kunststoff, nicht rostendem Stahl oder korrosionsfestem Stahlblech
wird im Betonwerk aufgrund der geometrischen Vorgaben des späteren Schachtbauwerkes
vorgefertigt. In einem zweiten Schritt wird das vorgefertigte Durchleitungssegment
als verlorene Schalung für
die monolithische Vorfertigung des Teiles des Schachtbauwerkes eingesetzt,
welches das Durchleitungssegment aufnimmt. Nach diesem Verfahren
können
alle Schachtbauteile gefertigt werden, die eine oder mehrere Mediendurchleitungen
aufweisen, wie das Schachtunterteil, das Schachtrohr, der Schachtring oder
der Schachtkonus.
-
Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit
der monolithischen Vorfertigung der Durchleitungssegmente und der
zugehörigen
Schachtbauteile.
-
Durch die Verwendung von Vorrichtungen und
Formen können
bei einer derartigen Vorfertigung im Betonwerk die Fertigungskosten
gegenüber
den bekannten Technologien signifikant reduziert werden. Zudem sind
durch den Einsatz von Vorrichtungen höhere Fertigungsgenauigkeiten
und in der Folge eine Reduzierung eventueller Nacharbeiten unter Baustellenbedingungen
bei der Montage möglich. Ein
weiterer Vorteil besteht in der optimalen strömungstechnischen Ausbildung
der Durchleitungssegmente, insbesondere im Bereich von Richtungsänderungen
und Einleitungen.
-
Das Durchleitungssegment dient der
Durchführung
der Medien für
Trinkwasser, Löschwasser, Schmutz-
oder Mischwasser, Regenwasser, Heißwasser/ Wasserdampf, etc.
jeweils in getrennten Rohren bzw. offenen Kanälen.
-
Die Durchführungen sind dabei an oder
in der Wand des Schachtunterteils, des Schachtringes oder -rohres
oder im Schachtkonus angeordnet. Entsprechend den örtlichen
Gegebenheiten (Neigung 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 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.
-
Um die für das Wartungspersonal geforderte Begehbarkeit
(lichte Weite in allen Ebenen des Schachtbauwerkes ≥ 1000 mm)
zu gewährleisten, werden
die Schachtdurchleitungen vorzugsweise in der Wandung des Schachtringes
bzw. Schachtrohres angeordnet. In einer alternativen Ausführung befinden
sich die Durchleitungen tangential an der Innenwandung des Schachtringes
bzw. - rohres. Dabei sind die im Innenraum des Schachtbauwerkes
verlaufenden Bereiche der Durchleitungen als selbsttragende biegesteife
Konstruktionen, z. B. aus nicht rostendem Stahl, glasfaserverstärktem Kunststoff
oder HDPE ausbildbar.
-
Die Wartung und Revision der eingebundenen
Medienleitungen ist über
die bevorzugt eingesetzten, druckdicht schließenden, kamerabefahrbaren Reinigungs- und Revisionsöffnungen
in den Durchleitungssegmenten möglich.
-
Zur Überprüfung der eingebundenen Medienleitungen
sind bevorzugt im Bereich der Rohrdurchführung durch die Schachtwände 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 dauerhaft druckdicht verschließbare Revisionsöffnungen
in die Medienleitungen im Bereich der Durchleitungssegmente eingebunden,
die auch die Einbringung von Reinigungs- oder Überwachungsgeräten ermöglichen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele
dargestellt und näher
erläutert.
-
Es zeigen:
-
1:
eine konventionelle Form der Einbindung der Zu- und Ableitung des
Regenwassers über auskragende
Rohre;
-
2:
in einer Draufsicht die schematische Darstellung der Einbindung
von Zu- und Abläufen, die
sich beidseitig der Rohrleitungsachse befinden (s. 11);
-
3:
ein Schachtbauwerk in einer mittig geschnittenen Seitenansicht,
bei dem die Durchführungen
in der Wand des Schachtringes bzw. -rohres angeordnet sind;
-
4:
ein Schachtbauwerk in einer mittig geschnittenen Seitenansicht,
bei dem die beidseitigen Rohranschlüsse doppelgelenkig in der Schachtbauwerkswandung
eingebunden sind;
-
5:
einen horizontalen Schnitt durch das monolithische Schachtrohr mit
dem eingegossenen (eingeformten), zylindrischen Durchleitungssegment;
-
6:
in einer schematisierten Draufsicht den Querschnitt eines Schachtrohres
mit Durchleitungssegment, Überlauföffnung und
pfeifenartig aufgesetzter Überlaufleitung;
-
7:
ein Schachtbauwerk in Schnittdarstellung/ Draufsicht, das einen
auf das Durchleitungssegment von der entgegengesetzten Seite stoßenden Zulauf
aufweist.
-
8:
ein Schachtbauwerk mit einer quaderförmigen Anformung am Schachtrohr
zur Durchführung
von Rohren mit größeren Nennweiten
ohne Einschränkung
der Durchstiegsfreiheit im Schacht.
-
1 zeigt
als Stand der Technik eine konventionelle Form der Einbindung der
Zu- und Ableitung des Regenwassers über auskragende Rohre (Muffenende,
Spitzende), die beiderseits stoffschlüssig mit den Wanddurchbrüchen des
Schachtringes bzw. Schachtrohres verbunden sind. Dadurch entsteht
eine Verbindung, die mechanisch wie ein beidseitig eingespannter
Träger
wirkt. Im Vergleich hierzu offenbart sich der Vorteil der doppelgelenkigen
Rohreinbindung in ein Schachtunterteil (vgl. 5 ).
-
Die beispielhafte Aufnahme der Durchleitungssegmente 6 in
einem Schachtbauwerk nach 3 erfolgt
in der verstärkten
Schachtwandung zweier über einanderliegender
Schachtrohre 2. Durch diese Anordnung wird die Voraussetzung
für die
automatisierte Fertigung dieser Schachtrohre 2 bzw. -ringe 3 mit
zusätzlichen,
integrierten Durchleitungssegmenten für weitere Medien geschaffen.
-
In 4 ist
das Prinzip der doppelgelenkigen, muffenartigen Einbindung der Zu-
und Abläufe im
Bereich der Wandung des Schachtunterteils schematisch dargestellt.
Durch die beidseitige Einbindung kurzer Gelenkstücke in die, in der Schachtwandung befindlichen
Muffen können
Schubspannungen durch Setzungsbewegungen des Schachtbauwerkes gegenüber den
erdverlegten Medienleitungen elastisch aufgenommen und auf die Wandung
des Schachtbauwerkes übertragen
werden.
-
5 zeigt
in einer horizontalen Schnittdarstellung das Schachtrohr 2 mit
dem monolithisch eingegossenen, zylindrischen Durchleitungssegment 6. Das
Schachtrohr 2 weist im Bereich des Durchleitungssegmentes 6 in
der Draufsicht die Form eines offenen Kreisrings auf, dessen offener
Teil durch eine V- oder leicht bogenförmige Ausbuchtung geschlossen
wird.
-
6 zeigt
in einer schematisierten Draufsicht den Querschnitt eines Schachtrohres 2 mit Durchleitungssegment 6.
Neben der rechteckigen Revisionsöffnung 7 ist
eine Überlauföffnung mit
einer pfeifenartig aufgesetzten Überlaufleitung 38 angeordnet.
Die Überlaufleitung 38,
die durch ein Rückschlagventil
im Auslaufbereich gesichert wird, mündet im Schachtkonus.
-
7 zeigt
ein Schachtbauwerk, versehen mit einem zusätzlichen muffenartigen Anschluss 15, der
winkelig auf die im Durchleitungssegment geführte Leitung stößt, wobei
der Anschluss 15 in der Weise in das Schachtbauwerk integriert
ist, dass dieser einerseits nur unwesentlich das Maß des äußeren Durchmessers überschreitet,
andererseits aber in keiner Weise das im Durchstiegsbe reich 22 den Fluchtweg
gewährleistende
Maß D
(mindestens 1000 Millimeter) beeinträchtigt wird.
-
Deutlich sichtbar ist, dass bei dieser
Gestaltung des Durchleitungssegmentes eine beidseitig zur Hauptleitungsachse 25 mögliche Einbindung
von Zu- und auch Ableitungen realisiert werden kann (vgl. auch 2).
-
8 zeigt
ein Schachtbauwerk mit einer quaderförmigen Anformung (41)
am Schachtrohr (2). Dadurch sind Rohre mit größeren Nennweiten
durch das Schachtbauwerk durchführbar,
ohne die Durchstiegsfreiheit im Schacht einzuschränken. Somit
sind Schachtbauwerke mit kleineren Nennweiten (minimal 1000 mm)
auch für
Rohrdurchführungen
mit großen Nennweiten
einsetzbar.