DE4028169A1 - Verfahren zum sanieren von rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sanieren von Rohrleitungen, insbesondere von unterirdisch verlegten Versorgungsleitungen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1, sowie ein Dämmaterial, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommt.

Unterirdisch verlegte Versorgungsleitungen, beispielsweise Gas- oder Wasserrohre, bestehen zum überwiegenden Teil aus Grauguß bzw. Stahl und unterliegen im Laufe der Zeit der Korrosion. Über die dadurch entstehenden Undichtigkeiten können unerwünschte Stoffe ins umgebende Erdreich austreten, im Falle von Gasleitungen können dies z. B. Gaskriechströme sein. Bei undichten Abwasserleitungen besteht die Gefahr, daß belastete Abwasser die Qualität des Grundwassers negativ beeinflussen.

Für die Sanierung solcher Rohrsysteme scheidet der Ausbau der alten Rohrleitungen und eine Neuverlegung in den meisten Fällen aus, da das Zerstören hochwertiger Oberflächenbeläge und der Aushub des anstehenden Erdreichs nur mit großem Aufwand vorgenommen werden kann. Außerdem wird bei der offenen Bauweise der stehende und fließende Verkehr nachhaltig behindert. Auch werden üblicherweise Gasrohre unterhalb aller anderen Versorgungsleitungen verlegt, so daß die Sanierung durch Ersetzen der Rohre sehr kostenintensiv wäre.

Daher werden heutzutage die sog. Relining-Verfahren eingesetzt, bei denen die schadhaften Rohrleitungen mit Spezialkunststoffen von innen ausgekleidet werden.

Es ist dabei bekannt, aus einem Glasfasergewebe einen flexiblen Schlauch vorzufertigen, der in Länge und Durchmesser genau in den defekten Rohrleitungsabschnitt paßt. Das Gewebe ist mit einem lichthärtenden Spezialharz imprägniert, das insbesondere abwasserbeständig ist. Der Schlauch wird an der Schadstelle in die Rohrleitung eingebracht, worauf mit Preßluft in der Rohrleitung anschließend ein Überdruck aufgebaut wird, der den Schlauch Stück für Stück aufbläht und eng an die Innenwand der Rohrleitung preßt. Gleichzeitig wird in der Rohrleitung der imprägnierte Glasfaserschlauch mit ultraviolettem Licht bestrahlt, das das Polyesterharz aushärtet. So entsteht ein widerstandsfähiges Rohr aus hochfestem Faserverbundwerkstoff in der Rohrleitung, ohne daß dabei deren Durchmesser entscheidend verkleinert wird. Bei diesem sehr aufwendigen Verfahren erhält man auch eine relativ glatte Innenfläche des Rohres, die für strömungsmechanisch günstige Verhältnisse sorgt, wobei jedoch die Glasfaserstruktur der Innenauskleidung natürliche Rauhigkeiten aufweist.

Anstelle der kostspieligen Spezialharze kann auch nach einem weiteren bekannten Verfahren eine Mischung aus Nadelfilz und Harz in die Rohrleitung eingebracht und unter Wasserdruck und Erwärmung ausgehärtet werden. Dieses Verfahren liefert jedoch Auskleidungen, die nur eine geringe Druckstabilität aufweisen.

Weiterhin ist es bekannt, in die beschädigte Rohrleitung ein Innenrohr aus Polyäthylen einzuziehen. Dies ist möglich, ohne daß die defekte Rohrleitung auf der gesamten Länge ausgebaut werden muß, da das Kunststoffmaterial eine ausreichende Eigenelastizität aufweist, um auch einem kurvenreichen Rohrleitungsverlauf zu folgen. Lediglich alle 100 bis 200 m sind Gruben für den Zugang von außen erforderlich. Obwohl bei dieser Art der Sanierung die Querschnittsverminderung größer ist als bei den vorstehend geschildeten Verfahren, überwiegen doch die Vorteile eines vorgefertigten Polyäthylen-Rohres, da dessen Innenfläche sehr glatt ist und eine günstigere Reynolds-Zahl hat als die bekannten verwendeten Materialien, insbesondere auch als die metallischen Rohrleitungen, außerdem können im Kunststoffrohr höhere Drücke gefahren werden.

Um eine langfristig erfolgreiche Sanierung von Rohrleitungen mit dem eben geschilderten Verfahren durchführen zu können, muß gewährleistet sein, daß das Innenrohr weitgehend zentrisch in der Rohrleitung liegt. Nur dadurch ist sichergestellt, daß das Innenrohr nicht beschädigt wird, wenn die Rohrleitung mechanisch entfernt wird, beispielsweise um Hausanschlüsse herzustellen.

Ein weiteres Problem bei derartigen ineinanderliegenden Rohren besteht darin, daß diese im allgemeinen einen sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei der des Polyäthylen-Innenrohres etwa um einen Faktor 8 höher ist als der der Rohrleitung. Dadurch kann es zu temperaturbedingten Längenänderungen des Innenrohres kommen, die insbesondere an Kupplungsstücken zu unerwünschten Formänderungen führen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Sanieren von Rohrleitungen zur Verfügung zu stellen, mit dem kostengünstig gearbeitet werden kann und bei dem unerwünschte temperaturbedingte Wirkungen weitgehend ausgeschaltet sind.

Diese Aufgabe wird von einem gattungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4. Ein für das Verfahren geeignetes Dämmaterial wird gemäß Anspruch 5 zur Verfügung gestellt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Raum zwischen dem Innenrohr und der Leitung mit einem Dämmaterial ausgefüllt. Damit wird eine kraftschlüssige und hohlraumfreie Verbindung zwischen den ineinanderliegenden Rohren geschaffen, so daß das Innenrohr in seiner einmal angenommenen Lage verbleibt. Das Dämmaterial verhindert bei vollständiger Füllung des Hohlraumes insbesondere die temperaturbedingten Längenänderungen des Innenrohres. Ein weiterer Vorteil ist, daß selbst bei Leckagen des Innenrohres keine Gasverschleppungen in den Raum zwischen Innenrohr und Rohrleitung auftreten können, die infolge von Gaskriechströmen entstehen. Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren sowohl zum Sanieren von Wasserrohren als auch von Gasrohren.

Vorteilhaft wird das Innenrohr vor dem Einziehen mit Abstandhaltern versehen. Dadurch kann eine zentrische Lagerung des Innenrohrs in der Rohrleitung von vornerhein erreicht werden.

Das Verfahren wird besonders vereinfacht, wenn das Dämmaterial durch einen Durchbruch in der Rohrleitung in den Raum zwischen Innenrohr und Rohrleitung gebracht wird. Dabei können für den Zugang zu der Rohrleitung diejenigen Gruben verwendet werden, die auch bereits für das Einziehen des Innenrohres, das bevorzugt aus Poläthylen besteht, ausgehoben worden sind.

Das vollständige Ausfüllen des Raumes zwischen Innenrohr und Rohrleitung kann besonders dann gewährleistet werden, wenn das Dämmaterial unter Druck in den Raum gepumpt wird.

Als Dämmaterial werden geeignete mineralische Materialien eingesetzt, deren Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen mit dem der Rohrleitung übereinstimmt. Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Dämmaterials mit dem der Rohrleitung im wesentlichen übereinstimmt, treten bei Temperaturschwankungen zwischen ihnen keine thermischen Spannungen auf. Gleichzeitig wird das Innenrohr von der Umgebung des Erdreiches weitgehend thermisch isoliert, so daß temperaturbedingte Längenänderungen beim Innenrohr von vorneherein geringer gehalten werden. Die Formänderungen, die von Kupplungsstücken aufgenommen werden müßten, treten daher nur in ganz geringem Maße auf.

Bevorzugt ist das Dämmaterial ein hydraulisch härtendes Material mit geringer Schrumpfneigung. Das Material kann dann in trockenem Zustand zur Baustelle transportiert werden, wo es kurz vor der Verarbeitung mit Wasser aufgeschlämmt wird. Die Aushärtezeit wird dabei auf ca. 20 Stunden eingestellt, so daß etwa auftretende Schrumpfverformungen des Dämmaterials in diesem Zeitraum durch nachträgliches Einleiten weiteren Dämmaterials ausgeglichen werden können.

Das Dämmaterial ist bevorzugt aus den Komponenten Natriumbentonit, Ölschieferstaub, Ölschieferzement und Beton-Fließmittel zusammengesetzt, wobei diese Trockenkomponenten mit Wasser verschlämmt werden. Eine geeignete Zusammensetzung besteht beispielswise aus 12 Gew.-% Natriumbentonit, 48 Gew.-% Ölschieferstaub und Ölschieferzement, 1 Gew.-% Beton-Fließmittel und 39 Gew.-% Wasser. Dieses Dämmaterial ist gut fließfähig und kann daher auf einfache Weise unter Druck in den Raum zwischen Innenrohr und Rohrleitung gepumpt werden. Ferner hat sich gezeigt, daß dieses Dämmaterial gegen Rückstände in Gasrohrleitungen beständig ist.

Darüber hinaus weist das Dämmaterial eine sehr hohe Basizität auf. Der pH-Wert liegt bei ca. 12. Dadurch wird eine bereits vorhandene Stahlkorrosion infolge Passivierung in ihrem Fortschritt gestoppt, bzw. das Entstehen neuer Korrosionsstellen nachhaltig verhindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden lediglich beispielhaft unter Heranziehung der Zeichungen erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Rohrleitung im Sanierungsbereich, und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der verwendeten Abstandshalter.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Gruben ausgehoben, in denen die zu sanierende Rohrleitung freigelegt wird. Die Grubengröße sollte ca. 1 m × 1 m betragen, wobei der Abstand der Gruben bis zu 300 m sein kann. Im Bereich jeder der Gruben wird die Rohrleitung 1 mit einem Durchbruch 10 versehen, auf den jeweils ein Steigrohranschluß 2 aufgeschweißt wird. Das Innenrohr 8 ist bereits im Abstand von ca. 1 bis 3 m mit Abstandhaltern 3 versehen worden. Das Innenrohr 8 wird nun durch die Steigrohranschlüsse 2 in den Innenraum der Rohrleitung 1 geführt. Es ist auch möglich, das Innenrohr 8 vor dem Aufschweißen des Steigrohranschlusses 2 einzulegen, jedoch besteht dann die Gefahr, daß das Innenrohr 8 beim Verschweißen beschädigt wird. Wenn das Innenrohr 8 einliegt, wird die Sanierungsstelle beidseitig, d. h. im Bereich jeder der Gruben, abgedichtet. Dazu wird in den Raum zwischen Rohrleitung 1 und Innenrohr 8 ein Preßring 5 gebracht und dort fixiert. Auf der Außenseite der Rohrleitung 1 ist weiterhin ein Sicherungsring 9 vorgesehen, der eine Sicherungsplatte 7 trägt, welche dann den gesamten Innenquerschnitt der Rohrleitung überdeckt. Die Sicherungsplatte 7 greift mit Flanschen 11 über den Sicherungsring 9. Zusätzlich ist ein Sicherungsrohr 6 vorgesehen, das über die Sicherungsplatte 7 gezogen wird. Das Sicherungsrohr 6 weist in seinem Endbereich 12 eine oder mehrere Bohrungen auf, über die jeweils eine Mutter 13 geschweißt ist. Durch diese Mutter 13 wird ein Schraubbolzen 14 geführt, der an den Flansch 11 der Sicherungsplatte 7 anliegt und als Anschlag dient, so daß das Sicherungsrohr 6 über der Sicherungsplatte 7 gehalten wird. Auf die Steigrohranschlüsse 2 wird dann jeweils eine Schnellkupplung 4 aufgesetzt, auf die dann das hier nicht dargestellte Steigrohr aufgesetzt wird. Die beiden Steigrohre kommunizieren über den Innenraum zwischen Rohrleitung 1 und Innenrohr 8. Nunmehr wird über eines der Steigrohre das Dämmaterial unter einem Druck bis zu 30 bar eingepumpt. Das Dämmaterial füllt den Raum jeweils bis zum Preßring 5 aus. Der Füllvorgang ist dann abgeschlossen, wenn das Dämmaterial den zweiten Steigrohranschluß 2 ausfüllt. Während des Aushärtens des Dämmers kann immer wieder Dämmaterial nachgepumpt werden, so daß Schrumpfverformungen leicht ausgeglichen werden können. Nach dem Erhärten des Dämmaterials werden die Steigrohre abgenommen. Sobald die erforderlichen Rohrverbindungen wiederhergestellt sind, können die Gruben verschlossen werden.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der verwendeten Abstandshalter. Diese an sich bekannten Abstandshalter bestehen aus zwei Halbschalen 20, 21, die in das Rohr gelegt und mit Hilfe einer Schrauben-Mutter-Verbindung 30, 31 zusammengefügt werden, wobei deren in Längsrichtung verlaufende Flansche 22, 23, 24, 25 und weitere Vorsprünge 28, 29 den gegenseitigen Abstand von Innenrohr und Rohrleitung festlegen. Das Innenrohr kann mit einer geeignet gewählten Anzahl derartiger Abstandhalter sicher in der Rohrleitung festgelegt werden.

Bezugszeichenliste

 1 Rohrleitung
 2 Steigrohranschluß
 3 Abstandhalter
 4 Schnellkupplung
 5 Preßring
 6 Sicherungsrohr
 7 Sicherungsplatte
 8 Innenrohr
 9 Sicherungsring
10 Durchbruch
11 Flansch
12 Endbereich
13 Mutter
14 Schraubbolzen
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 Halbschale
21 Halbschale
22 Flanschbereich
23 Flanschbereich
24 Flanschbereich
25 Flanschbereich
26 Spalt
27 Spalt
28 Vorsprung
29 Vorsprung
30 Schraube
31 Mutter

Claims (9)

1. Verfahren zum Sanieren von Rohrleitungen, insbesondere von unterirdisch verlegten Versorgungsleitungen, bei dem ein Innenrohr, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der zu sanierenden Rohrleitung, in die Rohrleitung eingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Innenrohr und der Rohrleitung mit einem Dämmaterial ausgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr vor dem Einziehen mit Abstandhaltern ver­ sehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmaterial durch einen Durchbruch in der Rohr­ leitung in den Raum zwischen Innenrohr und Rohrleitung gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Dämmaterial unter Druck in den Raum zwischen Innenrohr und Rohrleitung gepumpt wird.

5. Dämmaterial zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein mineralisches Material ist, dessen Wärmeausdehnungs­ koeffizient im wesentlichen mit dem der Rohrleitung übereinstimmt.

6. Dämmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es ein hydraulisch härtendes Material mit geringer Schrumpfneigung ist.

7. Dämmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus den Komponenten

• - Natriumbentonit
• - Ölschieferstaub
• - Ölschieferzement
• - Beton-Fließmittel

besteht und mit Wasser verschlämmbar ist.

8. Dämmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
12 Gew.-% Natriumbentonit,
48 Gew.-% Ölschieferstaub und Ölschieferzement,
 1 Gew.-% Beton-Fließmittel und
39 Gew.-% Wasser
besteht.