Effiziente Sanierung mit Satelliten-Robotertechnik

Generell besteht für die Städte und Gemeinden als Betreiber der Kanalnetze ein hoher Sanierungsbedarf. Nicht zuletzt aufgrund des Alters vieler Netze. Häufigstes Schadensbild ist bekannterweise der nicht fachgerecht eingebundene Zulauf oder Stutzen. Viele Verfahren sind aktuell für die Sanierung dieser Schäden auf dem Markt. Je nach Ausprägung des Schadens, mit mehr oder weniger Möglichkeiten der fachgerechten Sanierung. Die bekannteste und erfolgreichste Technik ist sicherlich die KATE-Robotertechnik. Tatsächlich aber auch mit Einsatzgrenzen, insbesondere im Hinblick auf die maximale Sanierungstiefe, die bei der KATE Standardtechnik bei rund zehn Zentimeter liegt. Größere Sanierungstiefen, wenn z.B. die 1. oder 2. Muffe mit saniert werden soll, sind nicht machbar. Aber auch andere Stutzensanierungsverfahren kommen in diesem Bereich schnell an ihre Grenzen, wenn es um das erforderliche Vorfräsen von Schadstellen unter Kamerabeobachtung geht.

Eine sehr gute Möglichkeit zur Sanierung problematischer Zulauf- oder Stutzeneinbindungen stellt die Satelliten-Roboter-Technik dar, die bei der Geiger Kanaltechnik GmbH & Co. KG seit vielen Jahren immer weiterentwickelt und verfeinert wird. Mit diesen Satelliten-Robotern verschafft sich das Fachpersonal einen genauen Überblick über die vorhandenen Schäden im Anschlussbereich. Das Vorfräsen in der Anschlusstiefe erfolgt fachgerecht unter Kamerabeobachtung. Die anschließende Sanierungsmethode richtet sich nach den Erfordernissen und der Schadensausprägung.

Köln: Enge Kooperation in der Projektierungsphase

Grundlage jeder Sanierung sollte ein Sanierungskonzept sein, dem eine ausführliche Bestandsaufnahme des Kanals vorausgeht. Allerdings ist die Wahl der unterschiedlichen Reparaturverfahren im Vorfeld nicht immer ganz einfach. Denn jedes Verfahren hat auch seine Einsatzgrenzen.

Als Gewinner einer Ausschreibung der Stadtentwässerungsbetriebe Köln (StEb) hat die Niederlassung Bochum der Geiger Kanaltechnik GmbH & Co. KG in enger Abstimmung mit dem Auftraggeber eine maßgeschneiderte und wirtschaftliche Komplettlösung zur Kanalreparatur erarbeitet. Insgesamt sind 21.000 Kanal-Meter und 600 Haltungen mit über 1.200 schadhaften Anschlüssen, knapp 400 undichte und verwurzelte Muffen sowie etwa 100 m Längs-/Querrisse betroffen. Die Ausschreibung zur Sanierung in geschlossener Bauweise sah eine Kombination aus bewährter Kurzlinertechnik sowie der KATE-Robotertechnik vor. Den Planern ist jedoch von vornherein klar, dass bei einem so großen Reparaturvolumen der ein oder andere Schaden nicht mit dem in der Ausschreibung definierten Verfahren behoben werden kann.

Besonders schwierig werden Reparaturen bei zurückliegenden oder abgescherten Anschlüssen mit erforderlichen Frästiefen von über 30 Zentimeter und der Verpressung bei starkem Grundwassereintritt. Ebenso schwierig wird es bei Hohlräumen im Erdreich und Verwurzelungen im Anschluss von über 60 Zentimetern. Das sind dann Schäden, die nicht mit einem einzigen Roboterverfahren und unter Kamerabeobachtung zu sanieren sind. Spätestens hier kapitulieren viele der bekannten Verfahren. Ein großes Thema bleibt auch die erste Muffe in den Anschlussleitungen. Für viele Kommunen und Netzbetreiber liegt die erste Muffe schon im privaten Bereich. Allerdings beeinflussen die ersten beiden undichten und verwurzelten Muffen in Anschlussleitungen den Betrieb der öffentlichen Kanalisationen erheblich.

Sondervorschlag für einen Anschluss

Bei einem der Anschlüsse des „Köln-Projektes“ musste während der Ausführung über einen kurzfristig erarbeiteten Sondervorschlag auf den Satelliten-Roboter zurückgegriffen werden. Der schadhafte Anschluss DN 150 im Hauptkanal DN 400 war von Wurzeln komplett eingewachsen. Zudem war die Anschlussleitung aufgrund mangelhafter Anbindung vom Hauptkanal abgeschert. Um den starken Anschlussversatz herum und am Hauptkanal hatte sich über die Jahre auch ein Hohlraum im Erdreich gebildet, der durch die Versickerung des Abwassers und somit durch die Abtragung der Feinanteile des Bodens entstanden ist.

Bei der Prüfung im Vorfeld konnte die Tiefe der Verwurzelung im Anschluss nicht festgestellt werden. Versuche, das Wurzelpaket vom Revisionsschacht mit den klassischen Verfahren zu entfernen, waren nicht erfolgreich. Auch sämtliche Reinigungsversuche führten nicht zum Erfolg. Außerdem stellte der starke Anschlussversatz mit dem Hohlraum ein Problem dar. Eine Anbindung konnte nicht ausgeführt werden. Der Versatz war so stark, dass der Zulauf auf der Sohlenhöhe vom Hauptkanal lag. Eine alternative Lösung musste somit erarbeitet werden. Die beiden Projektleiter des Auftraggebers und der Geiger Kanaltechnik haben sich für die Reparatur mit dem Satelliten-Roboter entschieden. Normalerweise werden solche Schäden nur in offener Bauweise oder mittels technischer Kompromisse behoben. Im Rahmen dieser Arbeit wurden im ersten Schritt die Wurzeln des Seitenzulaufs entfernt. Dazu wurde der Satelliten-Roboter erst bis zu einer Frästiefe von 40 Zentimeter aufgebaut. Mit der Hochdruckstrahldüse am Fräsroboter (bis max. 2.000 bar) wurde das Wurzelpaket vom Hauptkanal aus entfernt. Allerdings war hier nach 40 Zentimeter noch nicht Schluss. Das Wurzelpaket bzw. die Verwurzelung im Seitenzulauf ging noch weiter in den Anschluss hinein. Deshalb wurde der variable Satelliten-Roboter bis zu einer Frästiefe von 80 cm (maximale Frästiefe bei optimalen Bedingungen) aufgebaut.

Alle Fräsarbeiten mit dem Satelliten-Roboter wurden vollständig mit integrierter Kamera dokumentiert. Nur durch diese variable Kameraführung an der Hubverlängerung, „quasi am Fräskopf“, ist eine hohe Fräsqualität auch in der Tiefe möglich. Wurzeln und Hindernisse können problemlos entfernt werden, auch das Beschädigen der Anschlussleitungen ist ausgeschlossen. Nachdem das Wurzelwerk komplett entfernt war, wurde der Anschluss mit der Kombination Fräsroboter Hochdruckstrahldüse glasklar gereinigt.

Im nächsten Schritt ging es darum, den starken Anschlussversatz in der Höhe auszugleichen, den Hohlraum zu verpressen und den Anschluss fachgerecht anzubinden. Dafür wurde folgende Komplettlösung erarbeitet: Zunächst wurde, um den Höhenunterschied zu regulieren, ein langer SAT-Liner als Rohrschalung vom Hauptkanal in den Anschluss gesetzt. Zeitgleich erfolgte die Abdichtung der ersten beiden Muffen im Anschlussbereich mit dem SAT-Liner. Zudem diente der SAT-Liner als Rohrschalung für die Mikrozementverpressung sowie als Hintergrund-
stabilisierung der Hohlräume.

Mit dem Satelliten-Roboter ist es möglich, mit Hilfe der Satliner-Technik (Kurzliner) punktgenau Schäden im Bereich der ersten und zweiten Muffe zu reparieren, um erneute Wurzeleinwüchse zu verhindern. Allerdings musste in diesem Fall auch der Höhenunterschied reguliert werden. Dafür wurde mittels eines Packers über und in die Anschlussleitung vom Hauptkanal – im Bereich der abgefallenen Rohranbindung – ein 1 Meter langer Satliner gesetzt. Damit konnte der Höhenunterschied ausgeglichen und die beiden Muffen abgedichtet werden, was für die anstehende Hohlraumverpressung von großer Bedeutung war. Der überstehende Satliner im Hauptkanal wurde anschließend soweit zurückgefräst, dass eine Hohlraumverpressung mittels Packer möglich war.

Im letzten Schritt wurden die Hohlräume mittels Mikrozementverpressung dauerhaft dicht, statisch tragfähig und zuverlässig gegen Grundwassereintritt verpresst. Die Schadstellen an den beiden Muffen sowie die fehlende Rohranschlussverbindung an den Hauptkanal konnten somit ersetzt werden. Ein weiterer wichtiger Punkt war sicherlich die Stabilisierung des fehlenden Hintergrundes um die Anschlussleitung und den Hauptkanal. ⇥■

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