DE4431265C2 - Auskleidungselemente für die Auskleidung von Abwassersammlern im Gasbereich - Google Patents

Description

Unterirdisch verlegte Abwassersammelleitungen aus Beton oder aus Mauerwerk - im folgenden als Sammler bezeichnet - werden durch die aggressiven Gase, die aus dem Abwasser entweichen, stark angegriffen. Die Folge dieses Medienangriffs auf die freie Beton- bzw. Mauerwerksoberfläche, den sogenannten Gasbereich des Sammlers, ist die Zerstörung des Betons oder des Mauerwerks in Tiefen bis zu mehreren Zentimetern. Die derart geschädigten Sammler können undicht werden und sogar ihre Stützwirkung für das darüberliegende Erdreich verlieren und einbrechen. Aus diesem Grund wird die Sanierung der betroffenen Sammler erforderlich, wobei die Wiederherstellung einer gegen das Grundwasser dichten Sammlerröhre und der dauerhafte Schutz des Sammlers gegen die zerstörerische Wirkung der Gase durch eine medienresistente Auskleidung des Gasbereichs erfolgt.

Gemäß einem gängigen Verfahren werden aus glasfaserverstärktem ungesättigtem Polyesterharz dünnwandige Schalen hergestellt, deren Durchmesser dem Durchmesser der auszukleidenden Sammlerröhre entspricht. Diese Schalen bilden dabei keinen geschlossenen Kreisquerschnitt, sondern einen Kreisbogen von etwa 2700. Die Länge der Schalen ist entsprechend dem Sammlerdurchmesser so ausgelegt, daß sie beim Verlegen im Sammler noch handhabbar sind. Bei einem Sammlerdurchmesser von etwa 1,5 m ist jede Schale beispielsweise 1,2 bis 1,7 m lang.

Im Sammler müssen die einzelnen Schalen von Hand dicht abschließend aneinander gefügt werden, wobei zunächst der zu sanierende Sammlerabschnitt entleert, mit Druckwasser gereinigt und gegebenenfalls die Sammlerwand saniert wird.

Zum Einbringen der Schalen in den Sammler werden diese etwas zusammengerollt und der Durchmesser damit soweit verkleinert, daß sie durch den Kanalschacht in den Sammler transportiert werden können. Am Ort der Verlegung läßt man die elastischen Schalen sich wieder entspannen. Die Schalen werden in der Sammlerröhre symmetrisch ausgerichtet, d. h. sie liegen mit ihren Längskanten auf gleicher Höhe. Im regulären Sammlerbetrieb tauchen diese Abschlußkanten (Tauchkanten) in das Abwasser ein und der Gasbereich ist somit vollständig geschützt.

Entlang der Tauchkanten werden die Schalen mit Dübeln auf dem sanierten Untergrund fixiert und die nächste Schale stumpf­ stoßend mit einigen Millimetern Abstand verlegt. In einem zweiten Arbeitsschritt müssen diese Stumpfstöße abgedichtet werden. Im Randbereich zur nächsten Schale ist die Schale zur Wandung hin leicht gekröpft, wie aus Fig. 5 (Stand der Technik) ersichtlich. In die sich aus zwei gegenüberliegenden Kröpfungen ergebende flache Rinne werden per Handlaminierverfahren mehrere Lagen glasfaserverstärktes ungesättigtes Polyesterharz aufgetragen (Fig. 6). Nach Aushärtung dieses glasfaserverstärkten ungesättigten Polyesterharzstreifens sind zwei Schalen fest und gasdicht miteinander verbunden.

Dieser Stand der Technik ist in D. Stein, W. Niederehe, Instandhaltung von Kanalisationen, 2. Auflage (1992, S. 545ff) dokumentiert. Dieser Druckschrift ist ferner eine Nut-Feder-Verbindung eines Auskleidungselements zu entnehmen, welches zur Auskleidung des gesamten Kreisumfangs einer Abwassersammelleitung einzusetzen ist und mit dem die gegenüberliegenden Seiten eines Elements ineinander gefügt werden.

Nachteilig an dieser bekannten Fügetechnik ist, daß beide aneinanderzufügende Schalen vor dem Auftrag des Laminatstreifens entlang ihrer Stoßkanten mit Dübeln auf der sanierten Sammlerwandung fixiert werden müssen. Bei einem Sammlerdurchmesser von etwa 1,5 m sind dies beispielsweise für jede Stoßfuge zwölf Dübel. Aufgrund der Verarbeitungsbedingungen für das Harz des Laminatstreifens muß die Auskleidung des Sammlers in zwei Arbeitsschritten erfolgen, die im allgemeinen nur in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschichten (Arbeitstagen) durchzuführen sind. Die Verarbeitungsbedingungen des Laminierharzes sind aufgrund wechselnder Temperatur und Luftfeuchte im Sammler nicht über mehrere Tage konstant, wodurch sich eine undefinierte Aushärtung des Harzes und Qualität der Schalenverbindung ergeben kann.

Ferner erfordert die Verarbeitung von Harzen in engen Arbeitsräumen, wie in Abwassersammelleitungen, einen hohen Belüftungsaufwand zur Einhaltung der zulässigen MAK-Werte. Bei der Oberflächenbehandlung der Fügeflächen mit Aceton oder ähnlichen Lösungsmitteln können diese Mittel in die Sammlerrinne und damit beim nächsten Betrieb in das Abwasser gelangen, gleiches gilt für das Harz. Durch das Laminat in den Fügeflächen entsteht ein relativ starrer Verbund der verlegten Schalen, der nur bedingt auf Wärmedehnungen oder andere induzierte mechanische Spannungen reagieren kann. Für eine ausreichende Anhärtung des Harzes, d. h. Widerstandsfähigkeit gegen das einströmende Wasser wird eine recht lange Zeit benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elastische Auskleidungselemente für Abwassersammelleitungen und ein Fügeverfahren bereitzustellen, durch das die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein elastisches Auskleidungselement für Abwassersammelleitungen in Kreisbogenform mit an zwei gegenüberliegenden Seiten durchgängig angeordneten Verfügungsmitteln, wobei die sich gegenüberliegenden Verfügungsmittel des keinen geschlossenen Kreisquerschnitt aufweisenden Auskleidungselements nach Art einer Feder-Nut-Verbindung zur Verbindung mit dem in Axialrichtung der Abwassersammelleitung nächstfolgenden Auskleidungselement ausgebildet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Auskleidungselement an den Seiten, die nicht mit Verfügungsmitteln versehen sind, eine Materialverstärkung auf. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Nutschenkel ungleich lang sind, weil durch einen längeren äußeren Nutschenkel die Verbindung mit dem in Axialrichtung des Sammlers nächstfolgenden Auskleidungselement erleichtert wird. Vorzugsweise ist das Auskleidungselement an der Feder-Seite derart gekröpft, daß die Kröpfungshöhe der Materialdicke des Auskleidungselements in etwa entspricht.

Als Material für das erfindungsgemäße Auskleidungselement erwies sich ein glasfaserverstärktes ungesättigtes Polyesterharz als vorteilhaft.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Auskleidungselement,

Fig. 2 zeigt zwei ineinandergefügte, in Axialrichtung in der Abwassersammelleitung aufeinander folgende Auskleidungs­ elemente,

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein in einer Abwassersammel­ leitung angeordnetes Auskleidungselement und

Fig. 4 einen Querschnitt des Auskleidungselements in der Abwassersammelleitung.

Fig. 5 und 6 zeigen die Auskleidung einer Abwassersammelleitung nach dem Stand der Technik, wie sie zuvor beschrieben wurde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Auskleidungselement 1 der Fig. 1 ein Laminat, welches in Abhängigkeit vom Durchmesser der Schale aus mehreren Lagen harzgetränkter Fasermatten und/oder Fasergewebe besteht. Die Laminatdicke d ist bis auf die verstärkten Tauchkanten, wie in Fig. 4 ersichtlich, und den beschriebenen Fügeflächen überall konstant. Für ein Auskleidungselement mit einem Durchmesser von 150 cm kann die Laminatdicke etwa 5 mm betragen. Zur Verstärkung können alle gängigen Verstärkungsfasern eingesetzt werden.

An dem Randbogen 3 des Auskleidungselements 1 ist dieses nach innen gekröpft 4, d. h. der Radius des Auskleidungselements ist an dieser Stelle etwas verkleinert. Die Materialdicke des Randbogens 3 entspricht im allgemeinen der Laminatdicke d. Die Kröpfungshöhe h1 entspricht ebenfalls etwa der vorgesehenen Laminatdicke d. Die Länge der Kröpfung 1 beträgt etwa das 10 bis 15fache der Dicke d. Das gekröpfte Ende 3 des Auskleidungselements bildet die Feder der Feder-Nut-Verbindung. An dem gegenüberliegenden Randbogen 5 des Auskleidungselements ist ebenfalls eine Kröpfung 6 ausgebildet. Die Kröpfungshöhe h2 beträgt etwa 8/5 d mindestens aber 3/5 d+2 mm.

Die gesamte Auswölbung der Feder-Nut-Verbindung liegt also auf der Innenseite des Auskleidungselements. Daher können die Schalen mit geringstmöglichem Abstand zum sanierten Untergrund verlegt werden, woraus ein minimales Medienvolumen zwischen der ursprünglichen Wandung der Abwassersammelleitung und der verlegten Schale resultiert.

Die Breite b der Nut ist stets größer als die Dicke des Schalenlaminats am Rand 3 und beträgt etwa das 1,4fache der Laminatdicke d, mindestens aber d+2 mm. Eine gewisse Nutbreite ist erforderlich, damit die beim Fügen eingesetzte hochviskose Kleb- und Dichtungsmasse 8 in die Fügespalte 9 fließen kann und dabei ein ausreichendes Reaktionsvolumen für die Vernetzung bzw. Aushärtung hat. Außerdem tritt so keine zu große Schubspannung in den Fügespalten auf.

Die Tiefe t der Nut beträgt das 9 bis 14fache der Laminatdicke d und wird stets um die Länge d kürzer als die Kröpfungslänge 1 gewählt. Der Nutgrund 10 weist einen Radius auf, der etwa das Maß d/2 hat. Der gerundete Nutgrund verhindert eine beim Fügen zweier Schalen eventuell auftretende Kerbwirkung.

Zur Herstellung der Nutgeometrie am Randbogen 5 wird ein biegsames Band aus Polyethylen, Polypropylen oder einem ähnlichen geeigneten Werkstoff vor dem Auftrag eines Überlaminats 7, auf die mit Hilfe einer Form erhaltenen, in zwei gegenüberliegenden Randbereichen bereits gekröpfte Schale eingelegt. Das Überlaminat wird so angelegt, daß es mit dem Außenradius der Schale glatt abschließt. Für das Überlaminat kann ein besonders elastisch eingestelltes Harzsystem verwendet werden, um das Zusammenrollen der Schale zu erleichtern. Solche Harzsysteme sind dem Fachmann bekannt.

Das Überlaminat 7 bildet mit dem Rand 5 die Nut 11 der Feder-Nut-Ver­ bindung. Dann wird ein vorgefertigtes Band aus glasfaserverstärktem ungesättigten Polyesterharz 12 in das Überlaminat eingebettet. Das Band 12 ist d/2 bis d/3 dick und hat mindestens die Breite t+2d. Das Band 12 dient zur Versteifung des Oberlaminats 7 und erleichtert außerdem aufgrund der glatten Oberfläche das Entformen des zur Formgebung eingelegten Kunststoffbands aus Polyethylen/Polypropylen oder einem ähnlich geeigneten Werkstoff. Nach Aushärtung wird dann das Auskleidungselement der Fig. 1 erhalten.

Vor dem Zusammenfügen der einzelnen Auskleidungselemente wird in den Nutgrund die Dichtungsmasse 8 strangförmig eingelegt. Die Dichtungsmasse kann zu einem Elastomer beispielsweise auf Polyurethanbasis reagieren oder ein hochelastisches Harz sein. Da das Einlegen der Dichtungsmasse noch über Tage erfolgt, ist die Nut in jeder Lage frei zugänglich und einzusehen. Das Einbringen der Dichtungsmasse kann parallel zur eigentlichen Verlegung und damit zeitsparend erfolgen. Zum Transport in den Sammler werden die Schalen wie bei bekannten Verfahren geringfügig in ihrem Durchmesser verkleinert und durch einen Kanalschacht eingeführt. Vor Ort werden die Schalen auf ihren ursprünglichen Durchmesser entspannt. Im Gegensatz zu der bereits bekannten Fügetechnik brauchen die Schalen jetzt nur mit der Nut 11 auf das gekröpfte Ende 3 aufgesetzt zu werden, um eine gasdichte und eindeutig bestimmte Verbindung herzustellen. Der um etwa das Maß 3d höhere Außenrand des Überlaminats 7 begünstigt das Einsetzen des neuen Auskleidungselements auch unter eingeschränkten Sichtverhältnissen. Die ineinandergefügten Auskleidungselemente werden abschließend entlang ihrer Tauchkanten auf der sanierten Abwassersammlerwandung verdübelt. Zwei ineinandergefügte Auskleidungselemente sind in der Fig. 2 gezeigt.

Die Schalen werden so verlegt, daß die offene Nut stets in Fließrichtung weist, daher steht während des Sammlerbetriebs kein Wasserdruck auf dem Nutspalt. Trotzdem wird die Kante 13, die der Rand 5 der einen Schale mit dem Rand 3 der zweiten Schale bildet, nach Abschluß des Verfügens und der Fixierung der Schalen mit Dichtungsmasse ausgespritzt. Dichtungsmasse kann auch auf der zur Wandung des Sammlers gerichteten Seite der Kröpfung 4 aufgebracht sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, weil die Fixierung der Schalen mit Dübeln entlang der Fügeränder, wie es im Stand der Technik erforderlich ist, entfällt, die Montagezeit pro Schale wird durch den Wegfall der Laminierarbeiten und der dazu erforderlichen Vorbereitung um etwa 50% verringert. Die Schalen sind untereinander in axialer Richtung elastisch gebettet und der Einsatz von Lösungsmitteln im Sammler entfällt. Es ergibt sich demnach keine Beeinträchtigung durch Lösungsmitteldämpfe und keine Gefährdung des Wassers durch flüssige Harze und Lösungsmittel.

In den Fig. 5 und 6, welche den Stand der Technik wiedergeben, bedeuten 21 Beton bzw. das Mauerwerk des Sammlers, 22 den sanierten Bereich der Sammlerwandung, 23 und 24 zwei aufeinanderfolgende Auskleidungselemente, 25 die Kröpfung des Randbereichs, 26 die erforderlichen Dübel, 27 die Stoßfuge und 28 das Verbindungslaminat.

Claims (6)

1. Elastisches Auskleidungselement für Abwassersammelleitungen in Kreisbogenform mit an zwei gegenüberliegenden Seiten durchgängig angeordneten Verfügungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Verfügungsmittel des keinen geschlossenen Kreisquerschnitt aufweisenden Auskleidungselements nach Art einer Feder-Nut-Verbindung zur Verbindung mit dem in Axialrichtung der Abwassersammelleitung nächstfolgenden Auskleidungselement ausgebildet sind.

2. Auskleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den übrigen Seitenrändern Materialverstärkungen ausgebildet sind.

3. Auskleidungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutschenkel unterschiedlich lang sind.

4. Auskleidungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder gekröpft ist und die Kröpfungs­ höhe der Materialdicke des Auskleidungselements entspricht.

5. Auskleidungselement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem glasfaserverstärkten ungesättigten Polyesterharz besteht.

6. Elastische Abwassersammlerauskleidung für Abwassersammelleitungen in Kreisbogenform mit an zwei gegenüberliegenden Seiten durchgängig angeordneten Verfügungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Verfügungsmittel des keinen geschlossenen Kreisquerschnitt aufweisenden Auskleidungselements nach Art einer Feder-Nut-Verbindung zur Verbindung mit dem in Axialrichtung der Abwassersammelleitung nächstfolgenden Auskleidungselement ausgebildet sind und der Nutgrund eine hochviskose Kleb- und Dichtungsmasse aufweist.