Basel – ein ausgezeichnetes Projekt

Die GSTT (Deutsche Gesellschaft für grabenloses Bauen und Instandhalten von Leitungen e.V.) verlieh im Rahmen der 10. Dortmunder Sanierungstage am 07.12.2011 zum zweiten Mal den GSTT-Award. Neben drei herausragenden Projekten in grabenloser Bauweise in Deutschland wurde auch eine außergewöhnliche Auslandsbaustelle mit einem Sonderpreis gewürdigt.

GSTT Award 2011 an Tiefbauamt Basel-Stadt verliehen

Diesen Sonderpreis erhielt Anfang Dezember das Tiefbauamt Basel-Stadt für das Bauvorhaben „Sanierung Kanalisation Leimgruben- und Walkeweg Basel“. Weitere Preisträger sind die Berliner Wasserbetriebe AöR mit ihren Projekten „HDD DN 700  Berlin – Havelchaussee“ und „Berlin – Walchenseestraße“ sowie die Stadtentwässerung Pforzheim mit der Maßnahme „Enzdüker in Pforzheim“.

Stellvertretend für den Auftraggeber, welcher aus zeitlichen Gründen den Termin leider nicht wahrnehmen konnte, wurde der Award an Herrn Ernst, Leiter der beauftragten Insituform-Niederlassung in Stuttgart, übergeben. Schon am nächsten Tag konnten - im Anschluss an eine zahlreich besuchte Baustellenpräsentation - die verantwortlichen Vertreter der Bauherrschaft Herr Joseph Good und Herr Sebastian Würfel die Auszeichnung direkt vor Ort entgegen nehmen (siehe Titelfoto). Im Namen des Unternehmens gratulierte Herr Ernst dem Auftraggeber und bedankte sich für die partnerschaftliche und konstruktive Zusammenarbeit sowie das Vertrauen, diese nicht alltägliche Sanierungsmaßnahme abwickeln zu dürfen.

Mit besonderem Stolz erfüllt, dass auch der erste verliehene Goldene GSTT-Award 2010 an ein Projekt ging, bei dem Insituform Auftragnehmer war. Die Dresdner Stadtentwässerung bekam den ersten Preis für die „Kanalsanierung Altstädter Abfangkanal in Dresden“.

GSTT-Award für besondere Bauprojekte

Mit dem GSTT-Award will die Deutsche Gesellschaft für grabenloses Bauen und Instandhalten von Leitungen e.V., GSTT, einmal mehr verdeutlichen, welche vielfältigen Möglichkeiten grabenlose Techniken bieten. Insbesondere die wirtschaftlichen Einsparmöglichkeiten geschlossener Bauverfahren gegenüber der offenen Bauweise, das Innovationspotential sowie der Ressourcen schonende Umgang mit der Umwelt stehen hierbei im Fokus.

Basel –voller Kopf- und Körpereinsatz

„Wenn es da unten nicht funktioniert, ist oben auch nichts mehr los“ so bringt es Joseph Good vom Tiefbauamt Basel-Stadt, Abteilung Stadtentwässerung pragmatisch auf den Punkt. Mit „dort unten“ sind die ca. 1000 Meter des 16-18 Meter tief liegenden Hauptsammlers, der sich vom Leimgruben- über den Walkeweg bis runter zum Joggeli erstreckt, gemeint.

Betonrohr defekt

Rund 170.000 Einwohner des im Dreiländereck Schweiz/Deutschland/Frankreich liegenden Basels teilen sich 360 Kilometer Kanalnetz. Das hier ausgeschriebene, sanierungsbedürftige Teilstück verläuft größtenteils im Gestein und wurde von 1936 bis 1938 im Stollenbau als Ortbetonprofil von 60 Mann fast mit bloßen Händen bergmännisch hergestellt.

Nach gut 75 Jahren Betriebszeit weist der Kanal nun starke Schäden auf: Vom gestörten, inhomogenen, porösen Betongefüge mit schwankenden Druckfestigkeiten und Grundwasserinfiltrationen auf der gesamten Strecke über Erosion bis zu wechselnden und zum Teil schlechten Haftzugwerten des Bestandbetons.

Doch bevor über 7 Millionen Schweizer Franken für die Sanierung der 320 Meter DN 1420 mm/1970 mm und der 675 Meter DN 1500 mm/2050 mm investiert wurden, erarbeitete die Stadtentwässerung eine Vorstudie, um das technisch und wirtschaftlich optimale Sanierungsverfahren auswählen zu können.

Verschiedene Varianten

Im Rahmen der Variantenuntersuchungen wurden verschiedene Verfahren betrachtet. Eine offene Bauweise schied aufgrund Kosten, Bauzeit und zu erwartender Belastung der Verkehrsinfrastruktur ebenso aus wie der grabenlose Stollenneubau, der aus wirtschaftlichen Gründen verworfen werden musste. Auch das Schlauchlining war in diesem speziellen Fall aus technischen Gründen sowie aufgrund der Profilform - Sonder-Ei-Profil mit einseitiger seitlicher Berme und Trockenwetterrinne – aus dem Rennen.

GFK Einzelrohr-Lining

Untersucht wurden danach eine Spritzbetonprofilierung, eine Innenschale aus SCC Beton sowie ein GFK Einzelrohr-Lining. Die sorgfältige Abwägung der Vor- und Nachteile sowie Chancen und Risiken dieser drei Verfahren unter technischen und wirtschaftlichen Aspekten favorisierte schließlich das GFK Einzelrohr-Lining. Klare Vorteile gegenüber den anderen beiden Verfahren sah der Auftraggeber bei der Gebrauchstauglichkeit, der Tragsicherheit, der Hydraulik, den betrieblichen und unterhaltstechnischen Auswirkungen sowie der Bauzeit und der minimierten Umweltbeeinflussung. Ein weiteres großes Plus des GFK-Einzelrohr-Linings: Die Arbeiten können jederzeit beim Eintreten eines starken Regenereignisses ohne Beeinflussung der bereits realisierten Teilstücke unterbrochen werden.

18 m in die Tiefe

Als Vorleistung für die Planung und Ausschreibung führte der Bauherr eine komplette 3D Laservermessung des Stollens durch. Die Planung und öffentliche Ausschreibung an sich übernahm die gsi Bau- und Wirtschaftsingenieure AG Basel. Im Oktober 2010 erfolgte die Vergabe an die Bietergemeinschaft Marti AG, Grund- und Tiefbau AG, Walo Bertschinger AG, Implenia Bau AG zur Erstellung von drei bis zu 18 m tiefen Senkschächten DN 3000 als Vorleistung für die Sanierung der Kanalisation Leimgrubenweg. Die Auftragssumme lag bei ca. CHF 700.000,- ohne Steuern (ca. 583.000,- €).

Im Mai 2011 folgte die Vergabe des Sanierungsauftrages an die Stuttgarter Insituform-Niederlassung. Beauftragt wurden zwei Unternehmervarianten zum Amtsvorschlag, welche einem Volumen von ca. CHF 6.150.000,- ohne Steuern (ca. 5.125.000,- €) entsprechen.

Komplexe Randbedingungen

Neben dem seltenen Profil und der Lage des Kanals machen auch die gegebenen örtlichen Randbedingungen diese Sanierungsmaßnahme zu einem nicht alltäglichen Projekt. Oberhalb der Kanaltrassen im Leimgrubenweg und in der Brüglingerstraße befinden sich stark befahrene Straßen mit Bus- und Gewerbeverkehr. Am Dreispitz sorgen der Straßenbahn-Knotenpunkt und eine SBB-Haltestelle für kontinuierliche Fußgängerströme. Und „last but not least“, oberhalb des Abwasserstollens quert die St. Jakobspromenade mit Bachlauf und am Ende der Trasse befindet sich der St. Jakobs Park mit dem Fußballstadion. An Spieltagen kommen also die zahlreichen FCB-Fans auch noch dazu.

Ausgeklügelte Wasserhaltung

Bevor die eigentliche Sanierung des altersschwachen Sammlers starten konnte, mussten zunächst vorbereitende Arbeiten durchgeführt werden. Aufwändigster Part war dabei die Umsetzung des ausgeklügelten Wasserhaltungskonzeptes auf Grundlage der detaillierten Vorplanung des betreuenden Ingenieurbüros gsi Bau- und Wirtschafsingenieure AG, Basel. Die provisorische Abwasserumleitung basiert auf einer maximalen Niederschlagsmenge von bis zu 3 mm in 30 Minuten. Dafür kommen 11 Pumpen mit maximalen Pumpmengen von je bis zu 450l/sec und bis zu 24 Meter Förderhöhe, vier elektromechanische Schütze, Niveaumessungen und zwei Regenmesser zum Einsatz. Alle Bauteile sind voll integriert, mit GSM vernetzt und durch eine speicherprogrammierbare Steuerung (Master-PC) geregelt.

Wetter stets im Blick

Für die Überwachung und Wetterbeobachtung ist ein Wetterwart zuständig. Beim Eintreten eines Starkregenereignisses mit Niederschlägen größer 3 mm während 30 Minuten greift das Alarm- und Evakuierungskonzept. Die Arbeiter unterbrechen sofort ihre Arbeit und verlassen den Kanal, der dann in diesem Extremfall geflutet wird.

Die provisorischen Abwasserdruckleitungen sind oberirdisch verlegt, wobei sie bei Straßen-/Gehwegkreuzungen und Einfahrten im Belag versenkt bzw. an neuralgischen Verkehrsknotenpunkten aufgeständert wurden.

Sonderprofile nach Plan

Ende September konnte dann mit dem Einbau der Hobas GFK NC Line Profile begonnen werden. Für die 320 m DN 1420 mm/1970 mm wurden 208 GFK Rohre in den Längen von 0,5 m bis 2,0 m in einer Nennweite von DA 1302 mm/1870 mm errechnet. Bei 675 m DN 1500 mm/2050 mm entspricht das 364 Rohren, ebenfalls mit 0,5 m bis 2,0 m Baulängen, in der Nennweite DA 1372 mm/1970 mm. Alle Profile haben eine Wanddicke von 24 mm tragend zuzüglich innerer und äußerer Schutz- bzw. Verschleißschichten. Es sind Sonderprofile nach dem Anforderungsprofil der süddeutschen Kommunen (ASK) mit werkseitig applizierter Rutschfestigkeit R13 auf der Berme, statisch tragfähig gemäß ATV M127 Teil 2, Lastfall 1: Altrohrzustand II und Wasseraußendruck bis 2,5 m über Rohrsohle langzeitig; Lastfall 2: Dämmerdruck bis 0,5 m über Scheitel, gDä = 16 kN/m³ kurzzeitig.

Die Länge der Rohre richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten. Die maximale Länge wird durch den Durchmesser der Einbauschächte und der Lage des Kanals darin, beschränkt. Die kurzen Längen werden in Krümmungsbereichen benötigt. Im Innenradius stoßen die Elemente aneinander, im Außenradius werden die Muffen mit UP-GF Handlaminat verbunden. In einem im Vorfeld erstellten Rohrverlegeplan ist die Reihenfolge dokumentiert, in der die Rohre auf die Baustelle „Just-in-time“ angeliefert und eingebaut werden.

Rohrshuttle passgenau konstruiert

Ein Kran nimmt die GFK Elemente auf und lässt sie in eine der drei vorbereiteten Einbauschächte (Senkschächte) ab. Dort werden sie in 18m Tiefe durch einen bemannten, automatischen Fahr- und Hubwagen aufgenommen und zum Einbauort transportiert. Der „Rohrshuttle“ wurde speziell für diese Baumaßnahme – unter Berücksichtigung der Besonderheiten des Profils – durch Insituform konstruiert. Dabei waren die reichen Erfahrungen aus ähnlichen Baumaßnahmen sehr hilfreich.

Ringraum abschnittsweise verdämmt

Am Ende des Rohrstrangs muss jedes Rohr mittels Steckmuffenverbindung angekoppelt sowie gegen Auftrieb gesichert und verklebt werden. Alle Muffen - auf Grund der vorhandenen Formgebung - und Seitenzuläufe werden mittels UP-GF Handlaminat verbunden bzw. angebunden. Analog zum Verlege-Fortschritt wird der Ringraum abschnitts- und lagenweise in Kammern verdämmt. Das Insituform-Einbauteam ist gut aufeinander eingespielt und zwischenzeitlich, dank der täglichen Auf- und Abstiege, nicht nur bei der Arbeit, sondern auch körperlich richtig fit. Planung, Vorbereitung, Logistik und Abwicklung gehen Hand in Hand und so wird dieses, für alle Seiten sehr ehrgeizige und interessante Projekt, planmäßig im 1. Quartal 2012 beendet sein.

Ein positives Resümee zog Joseph Good schon vor dem offiziellen Ende: „Unten funktioniert es und oben sind alle zufrieden.“

Renovierung von Abwasserkanälen mit vorgefertigten Rohren

Die Renovierung beinhaltet den Einbau von vorgefertigten Rohren aus GFK in Abwasserkanälen nach dem Auskleidungsverfahren. Ziel ist es, Abwasserkanäle statisch in Stand zu setzen, den einwandfreien Transport von Abwasser durch dichte Kanäle sicher zu stellen und die Umwelt nachhaltig zu schützen.

GFK – Das Material

GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) besteht aus Kunstharz, Quarzsand und Glasfasern. Die Rohre werden im Wickel- oder Schleuderverfahren hergestellt. Dabei nutzt man die sehr große Zugfestigkeit der Glasfasern in Verbindung mit der ausgezeichneten Druckfestigkeit des Quarzsandes und der hohen chemischen Resistenz des Kunstharzes aus, um einen Verbundwerkstoff herzustellen, der sich auf viele Anforderungen hin anpassen lässt.

GFK zählt zu den duroplastischen Werkstoffen. Durch das Herstellungsverfahren ist es möglich, Durchmesser bis DN 3000 in verschiedener Formgebung herzustellen. Den statischen Anforderungen entsprechend werden die Standard-Nennsteifigkeiten SN 5000 und SN 10000 angeboten. Weitere und höhere Steifigkeitsklassen sind auf Anfrage möglich. Chemischen Anforderungen wird durch die Verwendung verschiedener Reaktionsharze, mit unterschiedlicher Beständigkeit, begegnet. So ist es möglich, dem Kunden ein optimales System hinsichtlich Beständigkeit und Dauerhaftigkeit – bei minimierten Kosten – zu bieten.

Anwendungsbereiche

Die Renovierung wird bei chemisch, mechanisch und/oder statisch hochbelasteten Systemen durchgeführt, wenn

• die Dichtheit eines Abwassersystems nicht mehr gewährleistet werden kann und/oder dessen

• Innenoberfläche durch Korrosion oder Abrasion verschlissen ist.

• Bei statisch geschädigten Kanälen im ARZ II oder ARZ III und

• bei Sonderprofilen (Maul-, Drachen-, Ei-Profile).

Voraussetzungen und Randbedingungen

Als vorbereitende Maßnahme findet die Vermessung (Profil, Länge, Anzahl/Winkel der Bögen) des zu sanierenden Kanalabschnittes statt. Es wird eine Kalibrierung mit einer Schablone oder im digitalen Laserverfahren durchgeführt, um für die Herstellung der Rohre die exakte und optimale Formgebung, unter Berücksichtigung des Ringspaltes, zu bestimmen.

Durchführung

Die GFK-Rohre werden mit einem Transportwagen, je nach Projekt auch kraftbetrieben, bewegt und am Einbauort platziert.

Durch ein bewährtes Muffe-Spitzende-System mit Lippendichtung wird eine dauerhafte Abdichtung erzielt. Die Konstruktion der Muffen erlaubt geringe Winkelabweichungen, so dass leichte Bögen im Kanalverlauf ohne Laminierarbeiten kompensiert werden können. Seitenzuläufe werden vor Baubeginn eingemessen, nach dem Rohreinbau aufgeschnitten und mit GFK-Handlaminat fachgerecht angebunden. Der Ringraum zwischen GFK-Rohr und Altkanal wird mit einem Dämmbaustoff verfüllt. Dabei werden die GFK-Rohre durch Absteifungen und/oder teilweise Wasserfüllung vor Auftrieb gesichert. Die Verdämmung erfolgt auf Basis einer statischen Berechnung nach ATV-M127 Teil 2.

Ergebnis der Arbeiten ist ein statisch tragfähiges, dichtes Abwassersystem mit einer Nutzungsdauer von 50-80 Jahren und den sich daraus ergebenden geringeren Abschreibungskosten pro Jahr.

Besonderheiten

Anschlüsse zu Schachtbauwerken werden durch Abmauern des Ringraumes und mittels Kragenanbindung im GFK-Laminat hergestellt. Insituform bietet zusätzlich auch komplette GFKSchachtauskleidungen mit Kunststoff- oder Edelstahlleitern und Fallschutzschienen an.

Technische Besonderheiten

Die Renovierung von Abwasserkanälen mit vorgefertigten Rohren findet Anwendung:

• im begehbaren Bereich

• bei geradlinigem Trassenverlauf

• bei beengten Platzverhältnissen

(Baugrube in Abhängigkeit der Rohrlänge)

Technische Daten

Chemische Beständigkeit nach den Anforderungen im Kanalnetz

Harzgruppen wählbar (UP/VE)

Nenndruckstufen PN1 (drucklos) bis PN25

E-Modul-Kurzzeit laut Herstellerangaben,

in der Regel zw. 8000 – 10000N/mm2

Biegefestigkeit-Kurzzeit laut Herstellerangaben,

in der Regel zw. 100 – 130N/mm²

Die zum Einbau erforderlichen Spezifikationen an das Kanalrohr und an die projektabwickelnde Firma sind im Anforderungsprofil der Süddeutschen Kommunen detailliert beschrieben.

Insituform® Rohrsanierungstechniken GmbH verfügt über folgende verfahrensspezifische Prüfungen und Zertifikate:

• DIN EN ISO 9001

• SCC**-Zertifikat

• Fachbetrieb nach §19 l WHG

• RAL Gütezeichen S20.01, S.20.02, S20.03, 21.01, 45.01, Prüfungen laut Herstellerangaben

• Langzeituntersuchung der Materialkennwerte

• Abriebprüfung nach Darmstädter Kipprinnenversuch nach DIN 19565 und EN 295-3

• Hochdruckspülversuch nach dem „Hamburger Modell“ nach DIN 19523

Die Bauleitung verfügt über folgende verfahrensspezifische Zertifikate:

• SIVV-Schein (Schützen, Instandsetzen, Verbinden und Verstärken von Betonbauteilen)

Das gewerbliche Personal verfügt über folgende verfahrensspezifische Zertifikate:

• Prüfungsbescheinigung für die Herstellung von Laminat-/Klebeverbindung nach DVS® 2220