DE69006589T2

DE69006589T2 - Verfahren zum Sanieren von Schächten durch Auskleiden.

Info

Publication number: DE69006589T2
Application number: DE69006589T
Authority: DE
Inventors: William A Strong
Original assignee: STRONG SYSTEMS Inc
Current assignee: Strong Company Inc Pine Bluff Ark Us
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: US5002438B1; ATE101419T1; CA2032217A1; EP0436412A1; US5002438A; ES2049007T3; DE69006589D1; EP0436412B1; CA2032217C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Wartung und Reparatur vor Einsteigschächten von Abwasserleitungssystemen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Auskleiden oder Wiederauskleiden von Einsteigschächten, um diese zii verstärken, abzudichten und zu sanieren.
Im Rahmen heutiger Anstrengungen, unsere Umwelt zu reinigen und die Verschmutzung auf ein Minimum zu reduzieren, ist durch die Umweltschutzbehörde verordnet worden, daß Städte das Zufließen von Abwasser in Ströme, Seen, Flüsse und Ozeane beenden müssen. Die Überlastung moderner Abwassersysteme wird durch mehrere Faktoren verursacht, einschließlich dem Wachstum unserer Städte und dem unvermeidbaren Altern der Abwasserleitungssysteme, sowie durch die schlechte Qualität, die mit der Einrichtung neuer Systeme verbunden ist. Der Verfall zugehöriger Einsteigschächte ist eine Hauptursache für den Alarm.
Komplexe Abwasserleitungseinrichtungen umfassen eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen, Pumpstationen, Kanälen und dergleichen. Gemeindeabwasserleitungen umfassen typischerweise eine Mehrzahl von vernetzten, üblicherweise horizontal verlaufenden Untergrundleitungen, die üblicherweise, jedoch nicht immer benachbart zu sowie unterhalb des Straßennetzwerks gebaut sind. Diese Abwasserleitungen umfassen horizontale, unterirdische Leitungen, die aus in Längsrichtung ausgerichteten Abschnitten leicht geneigter Rohre bestehen, die periodisch in Einsteigschächten enden. Ein Einsteigschacht ist im wesentlichen ein vertikaler Durchgang, der typischerweise auf Bodenhöhe oder an der Straßenoberfläche beginnt, sich in das Erdreich hinein erstreckt und eine oder mehrere Abwasserleitungseinmündungen aufnimmt. Einsteigschächte erlauben einer Person den Zugang zu Leitungseinmündungen und einrichtungen zum Zwecke von Systemuntersuchungen, der Wartung und der Reparatur.
Typische Einsteigschächte bestehen aus miteinander mit Zementmörtel vebundenen Ziegeln, Fliesen oder Betonblöcken und sind nach verschiedenen Konstruktionstechniken aufgebaut. Vorgegossene und "vor Ort gegossene" Betoneinsteigschächte sind ebenfalls üblich. Die Kaminstruktur kann am Einsteigschachtoberteil einen gleichmäßigen Durchmesser aufweisen. Die Struktur divergiert jedoch üblicherweise nach unten zu einem nicht gleichmäßigen unteren Volumen benachbart zur Abwasserleitungssohle. Die Abwasserleitungsrohre sind am Boden des Einsteigschachtzugangs über eine freiliegende, offene Sohle miteinander verbunden, die einer Person den Zugang zu dem Abwasserrohrleitungssystem gestattet.
Dem Fachmann ist bekannt, daß mit fortschreitender Zeit bei Abwasserleitungssystemen zahlreiche Probleme auftreten. Beispielsweise werden Verbindungen am Ende undicht und Rohrleitun gen können brechen oder unterbrochen werden. Ferner kann sich Schmitt ansammeln und das System verstopfen, und Baumwurzeln, die von den nahrungsreichen Abwasserleitungen angezogen werden, können gegebenenfalls Abschnitte des Systems auf- und unterbrechen. Viele der mit der Abwasserleitungswartung und -reparatur befaßten Fragen sind im einzelnen in einer Veröffentlichung mit dem Titel Utility Infrastructure Rehabilitation diskutiert, die durch das United States Department of Housing and Urban Development, Office of Policy Development and Research, Building Technology Division, November 1984, veröffentliclit worden ist, und deren Inhalt hiermit in diese Beschreibung aufgenommen wird.
Während offensichtlich zahlreiche Probleme an den Abwasserrohrleitungen selbst auftreten können, beeinträchtigen in erster Linie die Wasserversickerung und -undichtigkeit betreffende dringende Probleme herkömmliche Einsteigschachtstrukturen. Die Überlastung durch Zuströmen und Einsickern aufgrund von Regenfällen ist bedenklich. Der Abluß geht direkt in typische Einsteigschächte. Dieses Zuströmen und dieses Einsickern verursachen ein Überfluten des Systems und ein Überlasten von "stromabseitigen" Aufbereitungsanlagen, und als ein Ergebnis kann nicht aufbereitetes Abwasser über das Entwässerungssystem, von dem ein großer Teil überirdisch angeordnet ist, direkt in die Umwelt ausgetragen werden. Ein derartiges Zuströmen und ein derartiges Einsickern erhöhen den Strömungsdurchsatz in dem System in manchen Fällen um das zehnfache, und eine Erhöhung um das drei- bis vierfache ist nicht selten. Untersuchungen haben gezeigt, daß bis 75% des Zustroms während Regenperioden durch die Einsteigschächte stattfindet, während die restlichen 25% über Transportleitungen zwischen jeweiligen Einsteigschächten stattfindet. Selbstverständlich ist ein Aussickern ebenfalls gefährlich.
Viele unserer Abwassersysteme sind fünfzig Jahre alt oder älter. Sämtliche der älteren Systeme wurden mit Ziegeln oder Blöcken mit gemörtelten Fugen gebaut. Mit dem Veifall der Ziegel und des Mörtels sind diese alten Einsteigschächte teilweise oder vollständig zusammengebrochen, und sie gestatten es dem Grundwasser frei in das Sammelsystem einzudringen. Ältere Einsteigschächte, die nicht im Begriff stehen strukturell gänzlich zusammenzubrechen, sind üblicherweise ernsthaft undicht und tragen dadurch beträchtlich zur Wassereinsickerung und zu einer Überlastung des stromabseitigen Leitungssystems bei. Da die Ziegel, der Beton, die Betonblöcke und die Mörtelkombination dazu neigen zu zerfallen, kann das gesamte System praktisch zusammenstürzen. Grundwasser kann um die losen Ziegel, Fliesen, Blöcke, den Beton und den Mörtel herum sowie durch diese hindurchsickern, auf die Sohle tropfen und in das Abwasserleitungssystem eintreten. Oberflächenwasser oder Ablaufen von Wasser kann um den Einsteigschachtring herum auftreten. Beton-Einsteigschächte lassen ein Einsickern und/oder Aussickern aufgrund eines Löchrigwerdens, aufgrund kalter Fugen und unvollständig abgedichteter Fugen zu.
Dadurch kann Wasser, wie beispielsweise Grundwasser und Überflutungswasser oder Oberflächenwasser, typischerweise in ein Abwasserleitungssystem über Lecks in der Einsteigschachtstruktur sowie um diese herum eintreten und die Leitungen schnell überfüllen. Dieses Flutwasser überfordert schnell das System und zu einem stromabseitigen Einsteigshacht übertragener Überdruck kann kumulativ zu einer senkrecht nach oben gerichteten Bewegung des Wassers führen, wodurch der Einsteigschacht-Deckel verrückt und nicht aufbereitetes Abwasser direkt auf die darübergelegenen Straßen verteilt wird.
Dieses Überschußwasser, das keine Aufbereitung durch die Gemeinde erforderlich macht, jedoch in das Abwasserleitungssystem eintritt, fließt zu der Aufbereitungsanlage und erzeugt unnötige Aufbereitungskosten. Außerdem übersteigt das Überschußwasser die Anlagenkapazität der typischen Aufbereitungsanlage und führt zu einer unzulänglichen Abwasseraufbereitung und einem Austrag von agressiven Abwasser in Ströme, Seen, Flüsse und Ozeane.
Ein zuverlässiges und kosteneffizientes System zur Wiederherstellung und Wartung der baulichen Unversehrtheit von Einsteigschächi:en ist deshalb notwendig, um das Zuströmen und/oder das Einsickern/Aussickern von Wasser durch das Abwasserleitungssystem oder das Austreten von unbehandeltem Abwasser aus dem System zu verhindern.
Während es seit langem anerkannt ist, daß eine periodische Wartung und Sanierungsarbeiten für eine einwandfreie Abwasserleitungsanlagen-Verwaltung durchgeführt werden müssen, ist die Notwendigkeit für eine spezielle Einsteigschacht-Wartung nicht erkannt werden. Es gehört zum Stand der Technik, Undichtigkeiten in Einsteigschacht-Ziegeln, -Betonblöcken und -Betonstrukturen durch das Auftragen eines chemischen Füllstoffes auszubessern. Ausfüllen ist ein Verfahren, das oft verwendet wird, um undichte Fugen und Umfangsrisse in nicht unter Druck stehenden Rohrleitungen, wie beispielsweise in Abwasserrohren, abzudichten. Die zur Zeit verfügbaren hauptsächlichen chemischen Füllstoffe sind Acrylamid-Gel, Acrylai -Gel, Urethan-Gel und Polyurethan-Schaum. Schaumfüllstoffe bilden eine vorort angewendete Eichtung für Rohrleitungen und können zu einem zähen flexiblen und zellenförmigen, gummiartigen Material aushärten. Eine Dichtung wird innerhalb der Fuge unter sehr geringem Durchdringen des Materials zur Außenseite der Fuge oder der Rohrleitung ausgebildet. Gel-Füllstoffe dringen andererseits zur Außenseite der Fuge und der Rohrleitung vor, wodurch sowohl die Fuge ausgefüllt sowie eine externe Dichtung gebildet wird, da sich dieser Füllstoff mit Erde vermischt und Lücken außerhalb der Fuge füllt. Die Mischung aus Füllstoff und Erde verfestigt sich zu einem relativ undurchlässigen und einigermaßen flexiblen Kragen innerhalb sowie an der Außenseite der Fuge.
Die am meisten verwendeten Gel-Füllstoffe sind Acrylamid-Gel, Acrylat-Polymer und Urethan- Gel. Sämtliche dieser Gele vermögen in Abwasserleitungen vorhandenen Chemikalien zu widerstehen. Schaumfüllstoffe sind flüssige Urethan-Prepolymere, die während des Einspritzvorgangs durch Wasser katalysiert werden. Unmittelbar nach dem Einspritzvorgang breitet die Schaumbildungsreaktion des Füllstoffes und des Wassers zusammen mit dem Einspritzdruck das Material in den Fugenhohlraum aus. Mitunter auch als elastomere Füllstoffe bezeichnete Schaumfüllstoffe sind schwierig aufzutragen. Chemische Füllstoffe werden ebenfalls verwendet, sie weisen jedoch keine strukturellen Eigenschaften auf, die dazu in der Lage sind, in den Fällen eine effektive Dichtung zu gewährleisten, in denen Fugenprobleme oder Rißbildungsprobleme am Umfang durch ein fortschreitendes Absinken oder Verschieben der Rohrleiturig verursacht sind. Außerdem bestehen bezüglich der Auswirkungen dieser Erzeugnisse auf unsere Umwelt Bedenken.
Wie in der vorstehend angeführten Veröffentlichung Utility Infrastructure Rehabilitation, Seiten 5-57 bis 5-58, ausgeführt, gibt es bei der Sanierung von Einsteigschachtstrukturen drei üblicherweise eingesetzte Verfahren. Es ist bekannt, eine Schicht auf dem Innerwandung des Einsteigschachts aufzutragen, wobei die Schichten aus Epoxid, Acrylstoffen, Polyurethanen usw. hergestellt werden können. Sie können direkt über die Ziegel, Fliesen, Betonblöcke oder den Beton aufgetragen werden, und sie sind biis zu einem gewissen Grad wasserdicht und korrisionsbeständig. Typischerweise wird eine Epoxidschicht mit der Kelle aufgetragen. Acrylschichten werden mit einer Bürste aufgetragen und Polyurethanschichten sind mit einer luftfreien Sprüheinrichtung aufgetragen worden. Die Oberfläche des Einsteigschachts muß für Reparaturen gesäubert werden und frei von Schutt sein. Im allgemeinen ist ein strukturell unbeschädigter Einsteigschacht erforderlich, und ein Spülen und Säubern mittels Reinigungsmitteln und verschiedenen Formen von Reinigungslösungen kann notwendig sein. Die richtige Oberflächensäuberung ist kritisch und die Oberfläche muß für bestimmte Arten von Schichten, wie beispielsweise Polyurethan, vollständig trocknen können. Im allgemeinen müssen sämtliche Undichtigkeiten unter Verwendung von Flickmassen- oder Füllmaterial verstopft werden. Üblicherweise werden schnell trocknende Füllstoffe verwendet, die mit der Kelle aufgetragen werden. Es ist bekannt, Zementflickstoffe, Polyurethanschaum und verschiedene chemische Füllstoff- oder Injektionsmaterialien zur Verstopfung von Undichtigkeiten zu verwenden.
Ein chemischer Füllstoff kann außerdem um das unterirdische Äußere der Einsteigschächte aufgetragen werden. Große Mengen können in den üblicherweise unregelmäßigen, schwer zu bestimmenden Zwischenraum zwischen der Außenseite des Einsteigschachts und dem umgebenden Erdreich hineingepumpt werden. Die nicht homogene, unregelmäßige und unbeständige Mischung, die dabei entsteht, ist selbst nach dem Verfestigen des chemischen Materials nicht in der Lage, einen Einsteigschacht "abzudichten". Dieses Verfahren kann angewendet werden, um eine Einsickerung über Risse und Löcher zu vermindern. Für diese Fälle ist jedoch normalerweise eine wirtschaftlich übermäßige Menge an Füllstoff nötig. Da die Menge des Füllstoffes vor dem Auftragen nicht hinlänglich bestimmt werden kann, ist seine Verwerdung ungüngstig.
Schließlich ist es ebenfalls bekannt, innerhalb eines vorhandenen Einsteigschachts eine tragende Auskleidung einzusetzen. Die Auskleidung muß an die Gestalt des vorhandenen Einsteigschachts so genau wie möglich angepaßt, und üblicherweise speziell entworfen und angefertigt werden. Andere Mittel zur Sanierung umfassen die Verwendung einer Hülse oder eines Zylinders, die bzw. der in dem Einsteigschacht angeordnet wird und einen Ringraum zwischen der Hülse bzw. dem Zylinder und der vorhandenen Ziegelsteinstruktur bildet. (der Ringraum wird mit einem Füllstoff aufgefüllt, um eine Auskleidung zu bilden. Da jedoch die Begrenzungen des Einsteigschachts äußerst unregelmäßig sind, ist die vorläufige Auskleidung schwer genau anzuordnen, und der Vorgang unterliegt bestenfalls dem Zufall und ist unzuverlässig.
Üblicherweise wird ein eine Mischung aus Kalk, Zement oder beidem mit Sand und Wasser darstellender Mörtel als ein Verbindungsmittel zwischen den Ziegeln, Fliesen oder den Betonblökken verwendet. Ein Füllstoff ist eine Form eines Mörtels und wird dazu verwendet, enge Hohlräume, wie beispielsweise Fugen, Steinrisse, Spalten zwischen benachbarten Ziegeln, Fliesen, Betonblöcken oder Steinen auszufüllen. Spritzbeton wird häufig als Mörtel oder Beton bezeichnet, der über einen Schlauch gefördert und unter hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche gespritzt wird. Man nennt dies auch "aufgeschossenen" Beton oder Gunnit Information über Spritzbeton findet sich in ACl Standard Recommended Practice for Shotcretng (ACI 506-66), 1966 vom American Concrete Institute veröffentlicht. Bei dem "Spritzbetonieren" nach dem Naßmischverfahren werden zunächst sämtliche Bestandteile, einschließlich dem Mischwasser sorgfältig vermischt, und die Mörtel- oder Betonmischung wird in die Kammer der Zufuhreinrichtung eingespeist. Komprimierte Luft wird dazu verwendet, die Mischung durch einen Schlauch und die Zufuhrvorrichtung zu drücken, und die Mischung wird van der Düse unter hoher Geschwindigkeit auf eine mit Spritzbeton zu überziehende Oberfläche als Strahl aufgetragen.
Eine Vielfalt herkömmlicher Mörtel ist für die Spritzbetonauftragung entwickelt worden. Die Spritzbetonauftragung ist vorteilhaft, weil sie häufig wirtschaftlicher ist als herkömmlicher Beton. Sie erfordert lediglich eine kleine tragbare Anlage zur Herstellung und Auftragung. Sie kann eine hervorragende Verbindung mit einer Vielzahl von Materialien erzeugen, sind sie ist ideal zur Bedachung, für gewisse Schichtausbildungen über Ziegel und Mauerwerk, für den Einschluß von Baustahl für den Feuerschutz und für die Reparatur verfallener Betonstrukturen. Während die Haltbarkeit von Spritzgußstrukturen allgemein gut ist, unterliegt das Spritzbetonreparaturwerk einer ernsthaften Frosteinwirkung sowie aggressiver Wassereinwirkung Mit anderen Worten werden bekannte Spritzbetonbeschichtungen leicht verschlechtert, wenn sie Wasser, insbesondere unter Druck stehendem Wasser, ausgesetzt sind. Es ist deshalb bekannt, Spritzbeton heißes Leinöl zuzugeben, um seine Wasserfestigkeitseigenschaften zu erhöhen.
Der Spritzbeton kann entweder Portland-Zement oder Calciumaluminat-Zement enthalten, der ein schnell sich verfestigender Zement ist. Geeignet klassierter Sand wird als Zuschlagstoff eingesetzt. Andere leichtgewichtige Zuschlagstoffe können verwendet werden. Verschiedene Beimischungen, wie beispielsweise Beschleunigsmittel, wie etwa Calciumchlorid, luftporenbildende Beimischungen, Abbindeverzögerer und mineralische Beimischungen sind bekannt. Es ist bekannt, Flugasche zum Erhöhen der Plastizität, zum Vermindern der Durchhängung und zum Verbessern der Beständigkeit gegenüber Abwassergasen, wie beispielsweise Sulfaten, einzusetzen. Asbestfasern, Ton und andere Materialien sind dafür bekannt, für diese Zwecke geeignet zu sein. Typische bekannte Minerialbeimischungen erzeugen eine Schrimpfung und eine Abnahme der Festigkeit und Dauerhaftigkeit des fertiggestellten Erzeugnisses. Spritzbeton ist außerdem typischerweise sehr empfindlich gegenüber den Oberflächeneigenschaften des zu bearbeitenden Gegenstands. Beispielsweise hat er sich als für die nassen und feuchten Bedingungen, die in Abwasserleitungen angetroffen werden, allgemein als ungeeignet herausgestellt. Der Rückstoß und die Düsenkräfte, die durch die notwendig hohe Menge der komprimierten Luft verursacht werden, und der Sand sorgen dafür, daß das Verfahren schwierig und undurchführbar ist. Außerdem ist eine empfohlene Mindestdicke von 2 Zoll des über ein geschweißtes Drahtverstärkungsgitter aufgebrachten Materials typisch. Dieses System ist arbeitsintensiv, zeitaufwendig und teuer. Die Erfahrung der Mannschaft ist bei Spritzbetonanwendungen kritisch. Deshalb ist das Spritzbetonverfahren kein erfolgversprechendes Verfahren zur Sanierung von Einsteigschächten.
Die Publikation des American Concrete Institute (ACI) mit dem Titel (oncrete Sanitary Engineering Structures, ACI-350R-77, veröffentlicht 1977, diskutiert eine Vielfalt von Überlegungen und speziellen Erfordernissen zur Verwendung von Betonmischungen an Sanitärtechnikstrukturen. Die Veröffentlichung diskutiert die Verwendung gewisser Materialien an Vorratsbehältern und Einsteigschächten und kommt zu der Erkenntnis, daß breite Risse und andere Bauschäden, die sich über die Jahre hinweg ansammeln, die Undichtigkeit fördern. Zur Förderung der "Wasserdichtigkeit" muß der Beton undurchlässig für Flüssigkeiten sein, die Rißbreite muß auf ein Minimum zurückgeführt werden und die Fugen müssen vollständig abgedichtet werden. Es gehört zum Stand der Technik, eine minimale Durchlässigkeit durch Verwendung von Wasser-Zement-Verhältnissen zu erreichen, die unter Berücksichtigung der Verarbeitbarkeit so gering wie möglich sind, und daß die darauffolgende Oberflächenbehandlung durch Glätten mit der Kelle oder die Verwendung von glatten Formen gute Resultate zeitigt.
Zum Stand der Technik gehört eine Vielzahl von Patenten, die das Wiederauskleiden oder die Reparatur von Abwasserkanälen mit hülsenförmigen Zusatz-Auskleidungen ehren. Das für St. Onge am 10. Januar 1989 erteilte US-Patent 4 796 669 beschreibt ein Verfahren zum Wiederauskleiden unterirdischer Rohrleitungen durch ein koaxiales Einsetzen miteinander verbundener Plastikabschnitte eines Rohrstrangs innerhalb der Rohrleitung. Diese Abschnitte werden miteinander verklebt, bis die gesamte Rohrleitung ausgekleidet ist. Das am 20. Januar 1981 erteilte US-Patent 4 245 970 beschreibt ebenfalls das Wiederauskleiden eines Abwasserrohrs mit einer Plastikrohrauskleidung. Das am 4. April 1989 erteilte britische Patent 4 818 314 beschreibt ein ähnliches System, das eine Mehrzahl von Auskleidungssegmenten zum Wiederauskleiden von Rohrleitungen umfaßt. Das am 11. Juli 1 989 erteilte US-Patent 4 846 1 47 beschreibt ein Kaminauskleidungssystem, bei dem eine aus einem Glasfasergewebe gebildete Hülse im Innern angeordnet wird. um den Kamin auszukleiden.
Das am 26. Juni 1984 erteilte US-Patent 4 456 401 benützt eine Filzauskleidung, die mit einem flüssigen Harzmaterial imprägniert ist und zur Reparatur in einer Abwasserleitung eingesetzt ist. Das am 7. Juni 1983 erteilte US-Patent 4 386 628 lehrt die Wartung von Leitungsdurchlässen durch Einsetzen eines biegsamen rohrförmigen Materials geringeren Durchmessers in diese Durchlässe. Das rohrförmige Material ist ein Laminat, das eine äußere angrenzende Schicht einer Zusammensetzung aufweist, die schäumbar ist, um eine Schaumzellenstruktur zu bilden. Das Rohr wird aufgeschäumt oder expandiert und verfestigt sich an Ort und Stelle innerhalb des Rohrs.
Ein weiteres beliebtes Verfahren besteht darin, eine aus Segmenten besteheniie Reihe von Rohren oder Auskleidungsabschnitte vorzusehen, die in das zu reparierende Rolir eingesetzt werden. Zwischen dem Rohr und der "Auskleidung" resultiert ein Ringraum und ein Füllstoff oder Zementmaterial kann in den Ringraum zur Ausbildung einer Innenauskleidung hineingepumpt vvrnden. Das am 21. Juni 1988 erteilte US-Patent 4 751 799 benützt Auskleidungen, die eine Mehrzahl einzelner Auskleidungsabschnitte umfassen, um die Innenfläche des "wiederauszukleidenden" Einsteigschachtelements festzulegen. Der resultierende Ringraun nimmt daraufhin einen Füllstoff auf. Das am 1. März 1 988 erteilte US-Patent 4 728 223, das am 29. Juli 1 986 für Parkyn erteilte US-Patent 4 602 659, das am 22. Juli 1986 für Parkyn erteilte US-Patent 4 601 312 und das am 21. September 1982 erteilte US-Patent 4 350 548 beschreiben jeweils Systeme, in denen ein resultierender Ringraum mit einem Füllstoff ausgefüllt wird.
Das am 20. April 1982 erteilte US-Patent 4 325 772 zeigt die Verwendung eines biegsamen Auskleidungsrohrs in einem installierten Rohr, und ein flüssiges Haftmittel wird in den dazwischen ausgebildeten Ringraum hineingedrückt. Das am 7. Juli 1 987 für Aller erteilte US-Patent 4 678 370 beschreibt ein System schraubenförmig gewundener Innenauskleidungen, die in dem Abwasserrohr einen Ringraum zur Aufnahme eines Zementfüllstoffes festlegen. Eine ähnliche Erfindung geht aus dem am 30. August 1966 für Telford erteilten US-Patent 3 269 421 hervor. Das am 10. September 1974 für Larson erteilte US-Patent 3 834 433 beschreibt eine Abwasserleitungsreparaturvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, in einem Rohr bewegt und an einem undichten Bereich zentriert zu werden. Enden der Vorrichtung werden daraufhin erweitert, um eine Dichtung zu bilden, die um den undichten Rohrbereich herum zentriert ist. Eine darauffolgende Druckausübung auf diesen Bereich drückt einen Füllstoff nach außen durch den Ringraum durch die Enden des Rohrs und bildet eine innere und eine äußere Abdeckung zum Verstopfen des Lecks.
Eine Anzahl von Patenten ist auf das mechanische Konzept gerichtet, einen rrechanisch bewegten Schlitten vorzusehen, der durch das Rohr fährt und es dabei wartet. Diese Vorrichtungen sind auf Rohre beschränkt, die honzontal oder nahe einer Horizontalebene verlaufen und einen konstanten Durchmesser aufweisen. Das am 18. Oktober 1988 für Lona erteilte US-Patent 4 777 905 ist ein typisches Beispiel hierfür. Ein Schlitten wird durch die zu reparierende Rohrleitung koaxial geführt und trägt durch eine Mehrzahl radial betätigte, die Unterseite der Rohrwandung kontaktierender Walzen eine Beschichtung auf. Das am 14. Juli 1959 für Cook erteilte US-Patent 2 894 539 beschreibt eine Vorrichtung, die durch das Innere der Rohrleitung unter gleichzeitiger Auftragung eines Dichtungsmittels fährt. Das am 1. Januar 1980 erteilte US-Patent 4 181 484 und das US-Patent 4 781 556 zeigen ähnliche Techniken.
Das am 11. Oktober 1949 für Crom erteilte US-Patent 2 484 018 beschreibt ein auf einem Schlitten angebrachtes System, das sich axial durch ein horizontales Rohr bewegt und dabei über einen Sprühprozeß einen Füllstoff aufbringt. Das für Nakashin erteilte US-Patent 4 370 113 beschreibt ebenfalls einen axial in einem Rohr beweglichen Schlitten, der einen Füllstoff radiai in dem Rohr aufträgt. Relevant ist außerdem das US-Patent 3 728 223, das eine Innenauskleidung durch eine Vorrichtung erstellt, die sich durch das Zentrum der Rohrleitung bewegt.
Das am 6. September 1988 erteilte US-Patent 4 769 077 beschreibt eine durch ein schnelles sich Verfestigen gekennzeichnete Zementfüllstoffzusammensetzung zur Verwendung mit Betonoberflächen sowie zur Reparatur derselben. Ein weiterer geeigneter Beton geht aus dem am 20. September 1988 erteilten US-Patent 4772327 hervor. Das am 18. März 1975 erteilte US- Patent 3 871 583 beschreibt eine Zernentspritzpistole mit Luftferninjektion, die zur Verwendung mit Sprühbeton geeignet ist. Das am 10. Januar 1989 erteilte US-Patent 4 796 814 beschreibt eine Zementdüse, die für das Auftragen von Sprühbeton geeignet ist. Eine weitere Spritzpistole geht aus dem am 2. Januar 1973 erteilten US-Patent 3 708 124 hervor.
Die Veröffentlichung WO 89/00633 zeigt ein System zur Sanierung einer Abwasserleitung. In Übereinstimmung mit diesem System werden tiefe Risse in der Abwasserleitungswand nacheinander mit einem ersten Material, eiriem Füllmaterial, in einem Abdichtvorgang verfüllt, um das ursprüngliche Profil des Kanals wiederherzustellen. Daraufhin wird die Füllung geglättet, und eine darauffolgende Schicht, eine Auskleidung, wird durch Sprühen aufgebracht, wobei diese Auskleidung eine Mörtelschicht ist, die über die gesamte Länge des zu reparierenden Kanalabschnitts aufgetragen wird. Das als Füllstoff verwendete Material unteischeidet sich von dem Material, das für die Auskleidung verwendet wird, und diese Materialien werden durch unterschiedliche Verfahren aufgetragen.
Keines der bekannten Systeme offenbart eine durch Sprühen aufgetragene monolithische Betonauskleidung/-wiederauskleidung für Einsteigschächte.
Es wird ein Verfahren zur Sprühauftragung einer anwendungsorientierten, homogenen, monolithischen Zementauskleidung zur Sanierung verfallener Einsteigschächte vorgeschlagen. Ferner wird ein in Übereinstimmung mit diesem Verfahren errichteter Einsteigschacht beschrieben.
Der zu wartende und zu reparierende Einsteigschacht wird zunächst gesäubert. Die typischerweise aus Ziegeln, Fliesen, Betonblöcken oder Beton bestehenden Innenflächen werden mit einer unter Druck stehenden Wasserlösung gereinigt. Lose Bruchstücke der Unterbaus werden zwangsweise entfernt. Eine in einem geeigneten pneumatischen Sprühauftragsystem vorbereitete Zementmischung wird durch Sprühen auf die Innenflächen des Einsteigschachts aufgetragen, um eine durchgehende monolithische Innenauskleidung zu schaffen. Diese Auskleidung wird an Ort und Stelle ausgebildet und im wesentlichen an die Innengestalt und Geometrie des Einsteigschachts angepaßt. Sobald die Auskleidung "sich verfestigt", was gewöhnlich innerhalb von einer bis vierundzwanzig Stunden nach der Installation der Fall ist, verhindert eine im wesentlichen undurchlässige, wasser- und chemikalienresistente Barriere das Eindringen von Grundwasser in den Einsteigschacht.
Die bevorzugte Zementmischung besteht aus einer leichtgewichtigen faserverstärkten, einen hohen Anteil an Silicat aufweisenden Mischung, die spezielle chemische Zusätze enthält. Die mit 20 bis 40 Gew.-% Wasser vermischte und in Übereinstimmung mit der Erfindung sprühaufgetragene Zementmischung erzeugt eine einzigartige monolithische Auskleiiung, die sich anwendungsspezifisch an stark vanierende Einsteigschachtformen anpaßt. Sriezielle strukturelle Festigkeitseigenschaften, eine erhöhte Wasserundurchlässigkeit sowie verbesserte Chemikalienbeständigkeitseigenschaften werden durch die monolithische Zementauskleidung/Wiederauskleidung und den hier beschriebenen verbesserten Einsteigschacht erreicht.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein System mit der vorstehend beschriebenen Eigenschaft zum Auskleiden/Wiederauskleiden und Sanieren von Einsteigschächten zu schaffen.
Eine ähnliche grundlegende Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sprüh-System zum Sanieren von Einsteigschächten zu schaffen, das es erlaubt, eine monolithische nahtlose Auskleidung vorort ohne anwendungsspezifische Auslegung irgendwelcher einzelner Segmente zu installieren.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Einsteigschacht-Sanierungssystem mit der vorstehenden Eigenschaft zu schaffen, das die Wasserbeständigkeitseigenschaften des reparierten Einsteigschachts im Vergleich zu allem Bekannten deutlich verbessert und eine strukturelle Festigkeit ergibt, die der originalen Struktur entspricht oder besser ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein System zu schaffen, das dazu in der Lage ist, Einsteigschacht-Zugangsringe an den zugeordneten Einsteigschachtbereich anzubinden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einsteigschacht-Sanierungsabdichtung zu schaffen, die gleichzeitig Rißbildungsprobleme sowohl in längs- wie in Umfangsrichtung vermeidet, welche durch ein fortschreitendes Absinken oder Verschieben der Rohrleitung oder des Straßenbetts verursacht werden.
Eine weitere Hauptaufgabe besteht darin, eine Aufsprüh-Sanierungs- und -Auskleidungs/- Wiederauskleidungsstruktur mit der vorstehend genannten Eigenschaft zu schaffen, die in situ ausgebildet werden kann, und die zu einer weitgehenden Sanierung in der Lage und nicht beschränkt ist auf eine reine Nachbesserungsarbeit.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine monolithische Sanierungsauskleidung/-wiederauskleidung für Einsteigschächte mit der vorstehend genannten Eigenschaft zu schaffen, die ohneweiteres herkömmliche Unterdrucktests sowie Wasser- und Rauchtests besteht, denen die Einsteigschächte zur Sicherstellung ihrer Unversehrtheit unterzogen werden.
Eine weitere grundlegende Aufgabe besteht darin, ein System mit der vorstehend genannten Eigenschaft zu schaffen, das ohne weiteres an Einsteigschächte unterschiedlicher Durchmesser und Längen angewendet werden kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sprühauskleidungs/- wiederauskleidungssystem mit der vorstehend genannten Eigenschaft zu schaffen, das primär aus faserverstärktem, undurchlässigem Beton mit hoher Zugfestigkeit besteht.
Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, ein System zum Auskleiden/Wiederauskleiden von Einsteigschächten zu schaffen, das die Verwendung einer vorgegossenen cder vorgefertigten Auskleidung nicht erfordert, und das die Verwendung von Netz-, Gitter-Formauskleidungen ebenso vermeidet wie gegossene Ring-Wiederauskleidungssysteme.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Einsteigschacht zu schaffen, die in Übereinstimmung mit dem beschriebenen Verfahren ausgekleidet ist.
Eine damit im Zusammenhang stehende Aufgabe besteht darin, eine Zementmischung zu schaffen, die in idealer Weise an das Auskleiden/Wiederauskleiden für Schachtwärde oder deren Sanierung angepaßt ist.
Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung zusammen mit damit verbundenen neuen Merkmalen werden im Laufe der nachfolgenden Beschreibungsteile deutlich.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Verfahren zum Sanieren von Einsteigschächten geschaffen, die eine erhebliche Baufälligkeit aufweisen, einschließlich relativ tiefer, z.B. durch fehlende Ziegel und dgl. verursachter Risse in der Einsteigschachtwand, wobei das Verfahren die Schritte Lokalisieren des zu sanierenden Einsteigschachts, Vorbereiten der Innenfläche der Einsteigschachtwand durch Säubern der Einsteigschachtwand, Vorbereiten einer Mischung mit einer zum Auftragen durch Sprühen geeigneten Viskosoität, die geeignet ist, in die tiefen Risse einzudringen und an ihnen anzuhaften, umfaßt, wobei die Mischung 20 bis 40 Gew.-% Wasser aufweist und hydraulischen Zement und Faserversteifungsmittel enthält, und die Schritte Auffüllen der tiefen Risse und Auskleiden der gesamten Innenfläche der Einsteigschachtwand in einem einstufigen Füll- und Auskleidungsvorgang, umfassend Sprühen der Mischung ohne Pausen zum Verfestigen oder Trocknen, in die tiefen Risse der Einsteigschachtwand, bis die tiefen Risse mit der Mischung aufgefüllt sind, und Fortsetzen des Sprühens der Mischung ohne Pause zur Verfestigung oder zum Trocknen, um die gesamte Innenwand des Einsteigschachtes zu beschichten und die Innenwand damit auszukleiden und abzudichten, wobei dies in einem einzigen kontinuierlichen Sprühvorgang ohne Pausen zum Verfestigen und Trocknen und unter Verwendung derselben Mischung erfolgt, und Zulassen, daß die Mischung sich verfestigt und trocknet, um eine monolithische, nahtlose Auffüllung-Auskleidung zu bilden, die gleichförmig aus der Mischung besteht und zugleich der inneren Geometrie des Einsteigschachts angepaßt ist, um die tiefen Risse ebenso aufzufüllen wie die gesamte Innenfläche dem Einsteigschachts auszukleiden.
In den folgenden Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden, und die in Verbindung mit dieser auszulegen sind, und in der durchgehend dieselben Bezugsziffern zur Bezeichnung derselben Teile in den unterschiedlichen Ansichten eingesetzt sind, zeigen:
Fig. 1 eine bildliche Teildarstellung einer bevorzugten Art, die vorliegende Erfindung anzuwenden;
Fig. 2 eine vergrößerte vertikale Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 eines typischen unterirdischen Einsteigschachts und eines Bereichs einer Abwasserleitung, die eine Verbindung mit der Einsteigschachtwand bildet;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittsansicht ähnlich derjenigen von Fig. 2 zur Darstellung eines alternativen größeren Einsteigschachts;
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines weiteren Einsteigschachtes, der inner Sanierung in Übereinstimmung mit der Erfindung bedarf; und
Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Auskleidungs- und/oder Wiederauskleidungsverfahren vollständig sanierten Einsteigschachtes.
Unter Beachtung der beiliegenden Zeichnungen ist das Gesamtsystem am besten in Figur 1 dargestellt. In den Figuren 2 und 3 sind unterschiedliche Einsteigschacht-Ausführungsformen einander gegenübergestellt, denen man in der Praxis häufig begegnet. Gleiche Teile des in Fig. 2 gezeigten Einsteigschachts 18 sind, soweit möglich, in Fig. 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit mit derselben, mit dem Zusatz A versehenen Bezugsziffer versehen. Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils einen Einsteigschacht vor und nach einer erfolgreichen Auskleidungs- oder Wiederauskleidungsbehandlung durch mein System. Einleitend soll darauf hingewiesen werden, daß die Begriffe Auskleiden" und "Wiederauskleiden" in der Abwasserleiturigsindustrie häufig austauschbar verwendet werden.
Der in Fig. 4 gezeigte verfallene Einsteigschacht kann als "ausgekleidet" bezeichnet werden, weil das vertikale Loch in dem Boden in einem bestimmten Sinne mit die Struktur bildenden Ziegeln und Mörtel "ausgekleidet" ist. In der letzteren Bedeutungen des Wertes "auskleiden", kann der Einsteigschacht von Fig. 5 als durch die über sein Ziegel- und Mörtelinneres aufgebrachte Beschichtung als "wiederausgekleidet" bezeichnet werden. Andere würden den Einsteigschacht von Fig. 5 als mit der zu beschreibenden Beschichtung "ausgekleidet" bezeichnen, und diese Leute würden den Einsteigschacht von Fig. 4 als "nicht ausgekleidet" bezeichnen. In ihrer Verwendung in diesem Text können die Begriffe (d.h. "ausgekleidet/wiederausgekleidet") in Bezug zusammen verwendet werden, um auf einen sanierten Einsteigschaht, wie beispielsweise denjenigen von Fig. 5 zu verweisen.
In Fig. 1 ist mein System zur Sanierung von Einsteigschächten allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das System 10 umfaßt eine allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichnete Mischstation, die über einen herkömmlichen Schlauch 14 mit einer pneumatischen Sprüheinrichtung 1 6 verbunden ist. Der zu sanierende Einsteigschacht ist allgemein mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet. Die Mischstation kann in verschiedenen Ausführungsformen vorliegen, die dazu geeignet sind, die benötigte sanfte Mischwirkung zu erzeugen, die für zerbrechliche Zuschlagstoffmischungen erforderlich ist. Die Pumpstation 12 kann unterschiedliche Arten von Lastwägen 20 umfassen, die eine geeignete Mischvorrichtung 22 aufweisen, die die geeignete Zementmischung einem Vorratsbehälter 26 zuführt.
Die Mischung 24 kann in trockener Form direkt aus dem Sack in den Mischbehälter 22 gekippt werden. Sie wird mit einem bevorzugten Verhältnis von 30 Gew.-% mit Wasser vermischt und zum Behälter 26 transportiert. Die Pumpstation 12 kann durch eine herkörmmliche Motorvorrichtung 27 angetrieben werden, und der Pumpenauslaß 28 ist mit dem Schlauch 14 verbunden. Der Arbeiter 31 kann die Sprüheinrichtung 16 in unterschiedlichen Konfigurationen handhaben. Ein Arbeiter 31A ist in einem alternativen Einsteigschacht 18A gezeigt (Fig. 3).
In Fig. 2 ist das Straßenbett mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet. (In Fig. 3 ist das Straßenbett mit 30A bezeichnet.) Es umgibt und trägt einen Einsteigschachtring 32, der eine obere gestufte Schulter 34 umfaßt (Fig. 1), auf der ein typischer kreisförmiger Eiseneinsteigschachtdeckel 36 satt anliegend angeordnet ist. Sein Rand 38 reduzierten Durchmessers (Fig. 2) verhindert, daß der Einsteigschachtdeckel 36 in das Innere des Einsteigschachts hineinfällt, und er schafft eine Dichtung, gegen die der passend eingesetzte Außenumfangsring des Einsteigschachts eng anliegend gepreßt wird.
Ein typischer Einsteigschacht umfaßt einen allgemein mit der Bezugsziffer 39 bezeichneten oberen Kaminbereich, der mit dem Einsteigschachtring 32 verbunden ist. Der manchmal als Konsole bezeichnete Konusbereich des Einsteigschachts ist allgemein mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet. Der allgemein mit der Bezugsziffer 44 bezeichnete untere Bereich gleichförmigen Durchmessers gewährt dem Arbeiter 31 Zugang zu der herkömmlichen Abwasserleitungssohle 46. Die Abwasserleitungssohle 46 und 46A verlaufen horizontal am Boden der Einsteigschachtstrukturen. Ein (nicht dargestelltes) unterirdisches Verbindungsrohr verläuft allgemein horizontal zwischen beabstandeten Einsteigschächten und verschiedenen stromabseitigen Abwasserleitungspump- und verzweigungsstationen. Der Sohlenbereich 47 ist "offen", und eine Inspektion des Abwasserleitungssystems kann durch direkte Beobachtung durchgeführt werden. Der Arbeiter 31A (Fig. 3) kann typischerweise auf einem Laufbereich 50A der Abwasserleitung stehen, der am Boden des Einsteigschachts an jeder Seite der Abwasserleitungssohle 47 oder 47A angeordnet ist. Der offene Bereich der Sohle 47 wird üblicherweise von einer darunterliegenden Betonbasis 49 oder 49A getragen.
Unter vorrangiger Berücksichtigung der Fig. 2 bis 4 sind die Innenbereiche des Einsteigschachts typischerweise aus Mörtel, Ziegeln, Fliesen, Betonblöcken oder Beton errichtet. Selbstverständlich gibt es auch manche vorgeformte Einsteigschächte. Gewisse Ziegelsteine, wie beispielsweise die Ziegelsteine 52 < Fig. 21 und 54 (Fig. 4) zerbröckeln und verfallen typischerweise mit fortschreitender Zeit. Es existieren unregelmäßige Bereiche unterschiedlicher Abmessungen, wie beispielsweise der Bereich 57 (Fig. 2) und 59 (Fig. 4), die zu der Gesantzersetzung und dem Gesamtverfall des Abwasserleitungssystems beitragen. Wenn der Einsteigschacht verfallen ist, kann Wasser aus dem umgebenden Erdreichbereich 62 oder 62A in die Umfangswandungen des Einsteigschachts eindringen, was zu einer Versickerung (Einsickerung) führt. Dies ist insbesondere in Folge starker Regen oder Überflutungen der Fall, da die Wasserbeständigkeit herkömmlicher Einsteigschächte selbst nach einer Behandlung mit herkömmlichen Systemen extrem gering ist.
Wenn eine Einsteigschachteinsickerung auftritt, stürzt das Wasser schnell in die Abwasserleitungsohle 47 oder 47A und fließt durch die Rohrleitung zur nächsten Staticn. Wenn auf diese Weise eine Überfüllung auftritt, kann, wie dem Fachmann bekannt, unbehandeltes Abwasser über relativ große Oberflächenbereiche wahllos übertragen werden. Und da sämtliche Abwasserleitungen gegebenenfalls zu der Aufbereitungsanlage führen, kann die Aufbereitungskapazität leicht überschritten werden. Dadurch kann nicht aufbereitetes Abwasse- in Ströme, Seen, Flüsse oder Ozeane ausgetragen werden.
Die Ziegel-, Fliesen- oder Betonblockgrundkonstruktion 52 umfaßt eine Mehrzahl von herkömmlichen, radial voneinander beabstandeten Ziegeln, Fliesen oder Betonblöcker, die in Schichten ausgebildet und durch Mörtelzwischenschichten 53 getrennt sind. Die Mörteldicke beträgt idealerweise ungefähr 0,375 Zoll. Durch Auftragen der Zementmischung 24 in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung, erzeugt die Auftrageinrichtung eine angrenzende, spezifische, angepaßte Auskleidung, die das Innere des Einsteigschichts gegen einen Druck von außen wirksam abdichtet. Dieses Auftragen resultiert in einer Auskleidung mit einer Stärke, die in etwa der Stärke des Mörtels 53 zwischen benachbarten ZiegeIn entspricht.
Die Arbeiter 31 und/oder 31A können damit beginnen, daß sie die sichtbare Einsteigschachtinnenfläche mit Hochdrucksprühwasser waschen, so daß sie vor dem Auftragen vollständig gereinigt ist. Lose Ziegel, Fliesen, Betonblöcke oder Mörtel, wie beispielsweise Ziegel 52, werden abgelöst und entfernt. Wenn die Oberfläche vollständig behandelt worden ist, wird die Zementmischung 24 pneumatisch durch Schläuche 14 oder 14A versprüht, und der Benutzer bringt eine gleichförmige ebene Beschichtung auf, bis die geeignete Stärke erreicht ist.
Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, erhält beispielsweise die Kante 70 der monolithischen Auskleidung/Wiederauskleidung 72 in etwa dieselbe Breite wie die Breite der Mörtellagen 53A. Das Aufsprühen kann radial von dem Boden des Einsteigschachts nach oben durch den Konus fortgesetzt werden, und wenn die Bedienperson dies wünscht, kann sie, wie in Fig. 1 gezeigt, die abschließenden Behandlungsschritte von oberhalb des Bodens ausführen.
Nach dem Auftragen wird die äußere, zylindrische Auskleidungsoberfläche durch manuelles Glätten mittels einer Kelle so geglättet, daß das Innere 75 (Fig. 5) eine glatte und durchgehende Innenfassade aufweist. Es ist festzustellen, daß sämtliche der Ziegeln, Fliesen, Betonblöcke und Mörtelfugen zwischen den den Einsteigschacht bildenden Ziegeln nunmehr ausgefüllt und bedeckt sind. Nach der Hydration verfestgt sich die Auskleidung, um exakt die bleiche Form aufzuweisen wie die Innengeometrie des Einsteigschachts. Die gleichmäßige und integrale, an Ort und Stelle sich verfestigende Auskleidung ist hochgradig wasserbeständig. [)a sie keine Nähte, kalte Fugen oder Unterbrechungen aufweist, wird einer Undichtigkeit deutlich begegnet.
Die bevorzugte leichtgewichtige Betonmischung weist eine Trockenstoffdichte von zwischen 54 Pfund bis 57 Pfund pro Kubik-Fuß einschließlich sämtlicher enthaltener Zusatzstoffe außer Wasser auf. Die Zementmischung umfaßt ein Paar chemisch aktiver Bestandteile, die mit Calciumhydroxid reagieren, das von der Portland-Zementhydration herrührt, um hydrierte Calciumsilicate zu bilden, die aus dem Endprodukt nicht ausgelaugt werden können. Ein Luftporenbeseitigungsstoff zum Entfernen von Luft aus der Mischung ist notwendig, und die resultierende Auskleidungsporosität zu minimieren. Die Mischung ist mit alkalibeständiger Glasstäben faserverstärkt.
Die für eine darauffolgende Sprühauftragung fertiggemischte Mischung ergibt eine Mindestdruckfestigkeit von 300 Pfund pro Ouadratzoll (PSI) in etwa 24 bis 28 ragen. Endgültige Druckfestigkeiten von 5000 PSI sind beobachtet worden. Diese Mischung wird für die Erzeugung einer an die Gestalt des Einsteigschachts angepaßten monolithischen Betonauskleidung formuliert, die für den Wasserfluß undurchlässig ist, wenn sie mit einer Mindeststärke von 0,375 Zoll vollständig aufgebracht ist.
Die Tabelle 1 vergleicht einen herkömmlichen nicht ausgekleideten Ziegel-Einsteigschacht mit einem typischen "sanierten" Einsteigschacht, der in Übereinstimmung mit de Erfindung ausgekleidet ist: Tabelle 1: Neuer Ziegiel-Einsteigschacht im Vergleich zu einem sanierten Ziegel-Einsteigschacht Neuer Ziegel-Einsteigschacht: Sanierter Ziegel-Einsteigschacht: Material: Mauerwerk, Zementmörtel, Ziegelblöcke Festigkeit: hängt von der Mörtelhaftfestigkeit gegenüber den Ziegeln oder Blöcken ab, die entsprechend der Ziegelkonstruktion, der Absorption und der Mörtelfestigkeit und der Auftragung variiert. Porosität: unterschiedlich entsprechend der handwerklichen Ausführung und des Luftgehalts des Mörtels. Biegefestigkeit: abhängig- von Manierwerkzement, Mörtel und Ziegelsteingrenzfläche. Durchlässigkeit: die Bestänkeit gegenüber einer Durchdringung durch aggressive Mittel wird durch die vielen Zwischenflächen, Risse und Material Ziegel-Einsteig schacht: Material: über die vorhandenen Ziegel oder Blöcke aufgetragene monolithische Auskleidung einer auf Portland-Zement basierenden Zementmischung. Festigkeit: hängt von der Zementauskleidungsfestigkeit als Verstärkung gegenüber einer bestehenden Einheit vor der Sanierung ab. Porosität: reduziert durch die Zementmischung, die eine nicht poröse Matrix erzeugt, die durch Glättern mit der Kelle zusätzlich gefestigt wird. Biefestigkeit: monolithsche Auskleidung durch Faserverstärkung (mehr als 2,5-fach) vergrößert. Durchlässigkeit: die Beständigkeit gegen eine Durchdringung wird durch die nahtlose monolithisch aufgebrachte Auskleidung und eine undurchlässige die Porosität des Mörtels herabgesetzt. Auftragung: die Lauf-Ziegel- und Mörtelkonstruktion fördert die Undichtigkeit mit dem Ergebnis von Lücken und einer darauffolgenden Einsickerung. Oberfläche erhöht, die aus dem Glätten mit der Kelle herrührt. Auftragung: nahtfreie Wände bis zur Bank und eine durchgehende Oberfläche bis zum Gerüst verhindern ein Ein- und Ausströmen aufgrund der monolithischen Auftragung. Tabelle 2: Eigenschaften der bevorzugten Zementmischung: Druckfestigkeit in psi Zugfestigkeit Biegesteifigkeit Absorption, in Prozent Schrumpfung Frost-Tau-Einfluß Wasserdampfübertragung Tage keine sichtbaren Defekte nach 30 Zyklen (*im Vergleich zu 750 psi für gemauerte Ziegelsteine allein und für gemauerte Ziegelsteine mit Überzugsschicht)
Die bevorzugte Zementmischung umfaßt 20 bis 40 Gew.-% Wasser. Vorzugsweise umfaßt die Zementmischung etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Silicatzuschlagstoffs, vorzugsweise 4 bis 6% Perlit. Bevorzugt sind 60 bis 70 Gew.-% Portland-Zement, 20 bis 30 Gew. % Puzzolan-Material, wie beispielsweise Flugasche, und 1/2 bis 5 Gew.-% Glasfaserstäbe zur Verstärkung. Zwei wichtige Bestandteile sind das Siliciumclioxid in dem Perlit und der freie Kalk in dem Zement, die mit dem Calciumhydroxid in dem Zernent reagieren, um hydrierte Calciumsilicate zu bilden.
Bevorzugte chemische Additive sind Silicon und Polyvinylalkohol, die in jeweils weniger als 1 Gew.-% der Mischung vorhanden sind. Das Silicon verhindert den Lufteintrag, um die Auskleidung wasserundurchlässig zu machen. Der Polyvinylalkohol wirkt als ein Kohäsions- oder Bindemittel, das das Binden der Auskleidung an das behandelte Einsteigschachtsubstrat erleichtert.

Beispiel 1

Ein 10 Fuß tiefer Einsteigschacht in Pine Bluff Arkansas, wurde in Übereinstimmung mit der Erfindung behandelt. Geschätzte 60% seines ursprünglichen Mörtels war zwischen benachbarten Ziegelsteinen nicht mehr vorhanden, und dieser Faktor war in bedeutendern Ausmaß an umweltmäßig unzulässigen Einsickerungs- und Aussickerungswerten beteiligt. Praktisch existierte die strukturelle Unversehrtheit des Einsteigschachts nicht mehr. Es wurde ein Versuch unternommen, an diesem speziellen Einsteigschacht vor der Sanierung einen industriellen Standard-Unterdrucktest durchzuführen, die Unversehrtheit des Einsteigschachts war jedoch so stark beeinträchtigt, daß ein Unterdrucktest nicht möglich war. Fehlende Ziegelsteine um den Einsteigschachtring herum ließen ein beträchtliches Zuströmen von Regenablauf von der Straße zu.
Dieser Einsteigschacht wurde gesäubert und vorbereitet, indem sämtlicher Schutt von den Wänden, dem unteren Lauf und dem Abwasserleitungsrnhr mit einer 1200 PSI-Hochdruckwasserspritzeinrichtung abgewaschen wurde. Sämtliche losen Mörtel- und Ziegelsteinbruchstücke wurden entfernt. 500 Pfund der vorstehend beschriebenen Zementmischung wurden verwendet, um den Einsteigschacht auszukleiden/wiederauszukleiden. 300 Pfund werden auf die Oberfläche für die erste Schicht aufgetragen, um sowohl die Fehlstellen unter dein Einsteigschachtring als auch die Oberflächen der Ziegel zu füllen. Diese Schicht wurde daraufhin mit der Kelle roh geglättet, um eine gute mechanische Bindung zu gewährleisten.
Etwa eine Stunde später wurde eine zweite Schicht aufgetragen, um die vollständige Bedekkung des Einsteigschachts und des Laufs zu gewährleisten, und um zu gewärleisten, daß eine minimale Stärke der Auskleidung von 0,375 Zoll zustandekam. Diese Schicht wurde daraufhin zu einer glatten Oberfläche mit der Kelle geglättet. Eine Reparatur der Abwasserleitungssohle war aufgrund von Brüchen im Abwasserleitungsrohr notwendig. Eine beschleunigt sich verfestigende Schnellbeschichtung wurde auf die Sohle aufgetragen. Nach 15 Minuten wurden die Stopfen entfernt und der normale Abwasserfluß wurde wiederhergestellt. Es war etwas mehr als eine Stunde erforderlich, um diesen Einsteigschacht zu sanieren.
Zwei Tage später wurde der Einsteigschacht erneut untersucht. Es konnten keine Anzeichen für irgendeine Einsickerung, eine Aussickerung oder einen Zufluß festgestellt werden, obwohl es in der vorausgehenden Nacht stark geregnet hatte. Das Endprodukt wurde mit herkömmlichen Standardunterdrucktests für Abwasserleitungssysteme getestet. Die untenliegenden Abwasserzufluß- und abflußleitungen wurden verstopft. Der industrielle Standard-Unterdrucktest erzeugte einen 11-Zoll-Unterdruck in dem "abgedichteten" und isolierten Einsteigschacht, und der Test gilt als bestanden, wenn der Unterdruck in einer Minute um nicht meh als 1 Zoll abfällt. Der sanierte Einsteigschacht bestand den Test.

Beispiel 2

Der Einsteigschacht # 33 in Wilton, Arkansas zeigte beträchtliche Einsickerungs- und Aussickerungsprobleme. Schwachstellen waren um die Einmündung des Übertragungsrohrs, den Wänden des vorgefertigten Einsteigschachts im Bereich der zu keiner Zeit abgedichteten Hublöcher und an den Fugen der Wände des Einsteigschachts vorhanden. Diese Probleme leisteten bei Regen einen Beitrag zu einem übermäßigen Strömungsdurchsatz zu der Abwasserbehandlungsanlage.
Dieser vorgefertigte acht-Fuß tiefe Einsteigschacht wurde gesäubert und präpariert. Etwa 1/2 Kubik-Yard Füllmaterial der Marke Strong-Seal wurde hinter die Wände des Einsteigschachts gepumpt. Danach wurden 400 Pfund der vorstehend beschriebenen Mischung in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgebracht. Die resultierende Auskleidung dichtete den Einsteigschacht ab und sanierte ihn. Derselbe Unterdrucktest wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde angewendet, und der Einsteigschacht bestand diesen Test. Diese Reparatur dauerte etwa zwei Stunden.

Beispiel 3

Ein vier-Fuß tiefer Ziegelstein-Einsteigschacht in Oaklawn, Kansas wurde gesäubert, vorbereitet und wie in Beispiel 1 ausgeführt, ausgekleidet/wiederausgekleidet. Sowohl Mörtel wie Ziegelsteine waren nicht vorhanden. 200 Pfund der Mischung waren erforderlich um die Struktur vollständig zu sanieren. Sämtliche Unterdrucktests wurden bestanden.
Aus Vorstehendem geht hervor, daß diese Erfindung sehr gut geeignet ist, um sämtliche der genannten Ziele und Aufgaben zu erreichen bzw. zu lösen und andere Vorteile zu erreichen, die der Struktur innewohnen.

Claims

1. Verfahren zur Sanierung, Aussteifung und Abdichtung von Einsteigschächten, die eine Einsteigschachtwand aus Ziegeln, Fliesen, Betonblöcken oder Beton aufweisen und sich in einem geschwächten Zustand einer erheblichen Baufälligkeit einschließlich relativ tiefer Risse und Ausbröckelungen (52, Fig. 2; 54, Fig. 4), (57, Fig. 2; 59, Fig. 4) in dar Einsteigschachtwand befinden, wie sie durch fehlende ZiegeIn, Fliesen, starke Sprünge und Ähnliches hervorgerufen werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist

a) Lokalisieren des zu sanierenden Einsteigschachts

b) Vorbereiten der Innenfläche der Einsteigschachtwand (18) durh Säuberung der Einsteigschachtwand einschließlich der tiefen Risse und Ausbröckelungen (52, Fig. 2; 54, Fig. 4), (F57, Fig. 2; 59, Fig. 4) einschließlich des Entfernens loser Teile von Ziegeln, Mörtel und Ähnlichem;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die zusätzlichen Schritte einschließt:

c) Vorbereiten einer Mischung (24) mit einer zum Auftragen durch Sprühen (16) geeigneten Viskosität, die geeignet ist, in die tiefen Risse und Ausbröckelungeii (52, Fig. 2; 54, Fig. 4), (57, Fig. 2; 59, Fig. 4) einzudringen und an ihnen anzuhaften, wobei die Mischung 20 bis 40 Gewichts-% Wasser aufweist und hydraulischen Zement und Faserversteifungsmittel enthält;

d) Auffüllen der tiefen Risse und Ausbröckelungen und Auskleiden der gesamten Innenfläche der Einsteiglochwand in einern einstufigen Füll- und Auskleidungsvorgang, welcher einschließt:

i) Sprühen der Mischung (24), ohne Pause zur Verfestigung oder zum Trocknen, in die tiefen Risse und Ausbröckelungen in der Einsteiglochwand, bis die tiefen Risse und Ausbröckelungen mit der Mischung aufgefüllt sind (Fig. 3), und

ii) Fortsetzen des Sprühens der Mischung, ohne Pause zur Verfestigung oder zum Trocknen, um die gesamte Innenwand des Einsteiglochs zu beschichten und die Innenwand damit auszukleiden und abzudichten (Fig. 3),

e) wobei die Schritte i) und ii) einen einzigen kontinuierlichen Sprühvorgang ohne Pausen zum Verfestigen oder Trocknen und unter Verwendung derselben Mischung darstellen,

f) Zulassen, daß die so aufgebrachte Mischung sich verfestigt und trocknet, um dadurch eine monolithische, nahtlose Auffüllung-Auskleidung zu bilden, die gleichförmig aus der Mischung besteht und zugleich der inneren Geometrie des Einsteiglochs angepaßt ist, um die tiefen Risse und Ausbröckelungen aufzufüllen sowie die gesamte Innenfläche des Einsteiglochs auszukleiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Faserversteifungsmittel alkalibeständige Glasfaserstäbe umfassen und die Mischung annähernd 1 bis 10 Gewichts-% eines Silikataggregats, vorzugsweise 4 bis 6 % Perlit enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Mischung 60 bis 70 Gewichts-% Portlandzement, 20 bis 30 Gewichts-% Puzzolanmaterial und 1/2 bis 5 Gewichts % Glasfaserstäbe enthält.