Erneuerung einer Trinkwasser- leitung durch Berstlining

Erneuerung einer Trinkwasserleitung durch BerstliningStübelallee in Dresden
Projektbericht 03/2008
PROJEKTBERICHT 03/2008
Projektdaten
Bauvorhaben
Erneuerung Teilabschnitt Trinkwasserversorgung durch Berstlining
Dresden, Stübelallee zwischen Straßburger-Platz und Comeniusplatz, in der Nähe
der Gläsernen Manufaktur von VW
Rohrmaterial
GEROfit® R • Schutzmantelrohr • Kernrohr Ø 180x16,4 SDR 11 PN16
PE100-RC nach PAS 1075 (Entwurf)
- DIN EN 12201
- nach Werksnorm
- nach DIN 8074 / 8075
- Farbe Kernrohr schwarz mit blauen Streifen
- Farbe Schutzmantel blau mit grünen Streifen / Schutzmantel modifiziertes PP
Lieferant
Gerodur MPM Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG
Auftraggeber
DREWAG Stadtwerke Dresden GmbH
Rosenstraße 32
D-01067 Dresden
Planung
SPIEKERMANN GmbH Beratende Ingenieure
Turnerweg 8
D-01097 Dresden
Bauausführung
Generalunternehmer:
STRABAG Hoch- und Ingenieurbau AG
Wilsdruffer Straße 27
D-01067 Dresden
Verschweißung und Rohreinzug:
COSWIGER TIEF- UND ROHRLEITUNGSBAU GmbH
Am Baggerteich 2
D-01640 Coswig
Bauzeitraum
Mai 2008
-2-
Erneuerung einer Trinkwasserleitung durch
Berstlining – Stübelallee in Dresden
Allgemeines
Das Berstlining-Verfahren
Die Landeshauptstadt Dresden plant den Baumbestand
der Stübelallee zwischen dem Straßburger-Platz und
dem Comeniusplatz zu verjüngen. Vertreter der Stadt ist
das Straßen- und Tiefbauamt (STA). Die Gehwege in
diesem Bereich sollen ebenfalls erneuert werden.
Das Berstlining ist ein grabenloses („No-Dig“)
Sanierungsverfahren
für
bestehende
AltRohrleitungen. Man unterscheidet prinzipiell das
statische
Berstlining
und
das
dynamische
Berstlining. Im benannten Projekt soll das statische
Berstlining zum Einsatz kommen.
Im Zuge dieser Planung wurde auch die Erneuerung der
ca. 130 Jahre alten Wasserversorgungsleitungen aus
Gusseisen beschlossen. Diese findet jedoch nur im
Bereich der obigen Maßnahmen statt. Das bedeutet,
dass jenseits des Straßburger-Platzes bzw. des
Comeniusplatzes die bestehenden Leitungen vorerst
erhalten bleiben. Bauherr für die Arbeiten an den
Trinkwasserrohrleitungen ist die DREWAG Stadtwerke
Dresden GmbH.
Die Länge der vorhandenen Leitung DN 200 GG beträgt
ca. 700m und soll durch ein PE-HD-Rohr 180x16,4 mm
im Berstlining-Verfahren erneuert werden.
.
Abb. 1: Prinzipskizze Berstlining
-3-
Beim statischen Berstlining wird zunächst ein
Gestänge von der Zielgrube aus in die vorhandene
Rohrleitung geschoben. Dann wird in der
Startgrube an dem Gestänge ein Berstkopf (bei
Guss- und Stahlrohren ein Rollenschneider) und
daran das neue Rohr befestigt. Beim Zurückziehen
des Gestänges wird die vorhandene Rohrleitung
durch den Berstkopf / Rollenschneider zerstört.
Gleichzeitig wird die neue Rohrleitung in das
zerstörte Altrohr eingezogen (siehe Abb. 1).
"Eignung" bedeutet:
Bauausführung
Vorbereitung Die Länge der einzelnen Sanierungsabschnitte wurde
durch den Planer auf 100 m festgelegt, um auch kleinere Berstliningmaschinen einsetzen zu können. Zunächst wurden Start-/Zielgruben
zwischen den Sanierungsabschnitten angelegt, welche eine Länge von
ca. 10 m hatten. Zwischengruben wurden nach Bedarf z.B. an
Abzweigen für Hausanschlussleitungen erstellt. Parallel dazu wurden
die einzelnen Rohrstangen zu Strängen entsprechend der Einzugslänge
mittels Heizelement-Stumpfschweißen (HS) miteinander verbunden
(vgl. Fotos).
Das gewählte Rohrmaterial: Entsprechend dem gewählten
Sanierungsverfahren „Berstlining“ wurden aus Gründen einer sicheren
Installation und langer Nutzungszeiten PE 100-RC Rohre mit einem
zusätzlichen (maßlich aufaddierten) Schutzmantel festgeschrieben. So
genannte Schutzmantelrohre mit der zusätzlichen abriebfesten
Schutzschicht aus modifiziertem Polypropylen (PP) bewahren das
eigentliche medienführende Rohr vor mechanischen Beschädigungen
(Kerben und Riefen) währen des Einziehvorganges.
DAS KÖNNEN NUR ADDITIVE SCHUTZSCHICHTEN!
Abb. 2: praktische Untersuchungen am Rohr
Die Abbildung zeigt Kerben und Riefen in einem ungeschützten PE 100 Rohr
®
(links), in ein coextrudiertes Mehrschichtrohr (Mitte) und in ein GEROfit R
®
Schutzmantelrohr. Das medienführende (drucktragende) GEROfit R Rohr
ist frei von Kerben und Riefen. Äußere Beschädigungen hat der
Schutzmantel aufgenommen. Kerben und Riefen dringen in das
ungeschützte PE 100 sowie das coextrudierte Mehrschichtrohr circa
dreimal so tief ein.
In den Arbeits- und Merkblättern des z.B. DVGW (Deutscher Verein
des Gas- und Wasserfaches) wird gefordert, dass die Rohrleitungen
den Anforderungen des Verlegeverfahrens geeignet sein müssen.
Diese Forderung ist zwingend. Nach den allgemein anerkannten
Regeln der Technik besteht auch für grabenlos erneuerte
Rohrleitungen der Anspruch auf eine mindestens 100-jährige
Nutzungsdauer.
-4-
→ bei
grabenlosen
Verlegeverfahren, das die Rohrleitung
eine ausreichende Zugfestigkeit
aufweist und die Belastung
durch den späteren Betriebsdruck nach Abschluss der
Baumaßnahme für die angestrebte Nutzungsdauer erhalten
bleibt. Beschädigungen der
äußeren Rohrwand sind bei
diesen Verlegeverfahren unvermeidlich. Bei Rohren sind
Riefen, Kratzer und flächige
Abtragungen bis 10% der
Mindestwanddicke
zulässig.
Rohre und Rohrleitungsteile mit
darüber hinausgehenden Beschädigungen
dürfen
laut
DVGW nicht eingebaut werden
oder
in
der
Rohrleitung
verbleiben. Wenn bei der geplanten
Verlegung
eine
unzulässige Beschädigung erwartet werden kann, so muss
ein
Rohr
mit
einem
zusätzlichen
Schutzmantel
eingesetzt werden.
→ bei einer Verlegung ohne
Sandbett, das die während des
Betriebs einer Rohrleitung durch
den Innendruck entstehenden
Belastungen von der Rohrwand
getragen werden. Bei nicht im
Sandbett
verlegten
Rohrleitungen, wirken zusätzliche
Lasten, hervorgerufen durch
Steine oder Gussscherben, auf
die Rohrleitung. Lokale Spannungsspitzen (Punktlasten) sind
die Folge, das Bauteil versagt
vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer. Der eingesetzte
Rohrwerkstoff muss über eine
besondere Spannungsrissbeständigkeit verfügen – Spannungsrissbeständigkeit gegenüber langsamen Risswachstums
(slow
crack
growth).
Erforderlich für die sandbettlose Verlegung ist das PE
100-RC
(RC = resistant to crack).
Im Gegensatz zu Schutzmantelrohren anderen Typs ist beim
Heizelement-Stumpfschweißen von GEROfit® R Rohren keine vorherige
Entfernung des Schutzmantels notwendig. Hierdurch wird die Gefahr
einer Beschädigung des Kernrohres durch das Schneidwerkzeug
während des Abmantelns ausgeschlossen. Ebenso entfallen zeit- und
kostenaufwändige
nachträglich
aufzubringende
Schweißnahtschutzsysteme.
Dem Verarbeiter/Schweißer bringt
der Verzicht auf Schälen und
Wiederherstellung
des
Oberflächenschutzes eine enorme Zeitund Kostenersparnis und somit
Vorteile gegenüber seinen Wettbewerbern.
Dem Investor bringt dies eine
zusätzliche Sicherheit für den
sicheren Einsatz von >100 Jahren“
„Bei
einer
fachgerechten
Schweißung nach den Richtlinien
des DVS ist für GEROfit® R – Rohrleitungssysteme ohne Entfernen
des Schutzmantels eine Lebensdauer von mindestens 100 Jahren
sichergestellt.”
(Hessel Ingenieurtechnik GmbH,
Aachen, Prüfbericht-Nr. R05 04
944P)
Abb. 3: Heizelement-Stumpfschweißen (HS) ohne vorheriges Abmanteln der PPSchutzschicht – hier in Schweißmaschine eingespannte und auszurichtende
Rohre (Hinweis: für das HS-Verfahren sind zum Spannen geeignete ausgedrehte
Spannbacken zu verwenden. Gerodur bietet für WIDOS Maschinen ein
umfangreiches Programm zum mieten oder kaufen (andere Hersteller auf
Anfrage).
Abb. 4: fertige Schweißverbindung; nachträglicher Schutz des Schweißbereiches
entfällt; durchgehend geschützte Oberfläche!!!
-5-
Einzug der Rohrleitung Der Einzug der Rohrleitung erfolgte durch
die Firma Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH.
Nachdem zunächst das Gestänge in die vorhandene Alt-Rohrleitung
eingebracht wurde, konnte die neue Rohrleitung eingezogen werden.
Zum Einziehen der neuen Rohrleitung wurde das „GrundoburstSystem“ der Firma Tracto-Technik eingesetzt.
Während des Einziehvorganges war darauf zu achten, dass die im
Regelwerk GW 323 (DVGW) festgelegten maximalen Zugkräfte am PERohr nicht überschritten werden. Laut dieser Regel beträgt die
zulässige Zugkraft für das eingesetzte Rohr 84 kN bei 20°C
Rohrwandtemperatur (sollte die Einziehdauer 30 min überschreiten, ist
der jeweilige Wert um 10 % abzumindern). Außerdem war vor allem
im Bereich der Startgruben auf die Einhaltung des Mindestbiegeradius´
zu achten. Dieser beträgt nach oben genannter Regel für das
verwendete Rohr 5,60m bei 20°C Rohrwandtemperatur.
Abb. 5: vorbereitende Arbeiten der ausführenden
Baufirma Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH
Der Einziehvorgang in den einzelnen Sanierungsabschnitten verlief
planmäßig.
Literaturhinweis
DVGW Regelwerk GW 323 (Grabenlose Erneuerung
von Gas- und Wasserversorgungsleitungen durch
Berstlining; Anforderungen, Gütesicherung und
Prüfung)
PAS 1075 (Rohre aus Polyethylen für alternative
Verlegetechniken;
Abmessungen,
technische
Anforderungen und Prüfung)
Abb. 6: zu sanierendes Altrohr DN 200 aus Guss
Produkte & Planung – Teil 4 / 2007 (Technische
Dokumentation der Gerodur)
Abb. 7: Einzugsgestänge im Bereich einer Zwischengrube
-6-
Resümee
Im Vergleich zur offenen Bauweise ergaben sich durch die grabenlose
Erneuerung
der
Trinkwasserversorgungsleitung
im
Berstliningverfahren folgende Vorteile
-
-
Senkung der Baukosten
Verkürzung der Bauzeit
geringere
Umweltbelastung
z.B.
durch
die
Vermeidung von Schädigungen des Baumbestandes
insbesondere im Bereich der Wurzeln
Minimierung des Risikos von Beschädigungen an
benachbarten bzw. kreuzenden Kabeln und Rohren
Verringerung der Einschränkungen des Verkehrs auf
der Stübelallee
Auch nach dem Einbau wird das Kernrohr
durch den Schutzmantel vor eindrückenden Scherben geschützt, was durch
Penetrationstests nach PAS 1075 eindeutig
bestätigt wird. Durch die Verwendung des
Werkstoffes PE100-RC für das Kernrohr ist
dieses selbst auch gegen Beschädigungen
durch punktuelle Belastungen geschützt.
Durch die Möglichkeit des Stumpfschweißens ohne vorheriges
Abmanteln von GEROfit® R konnte im Vergleich zu anderen
Schutzmantelrohren zusätzliche Zeit eingespart und zusätzliche
Kosten verhindert werden. Außerdem konnte die ausführende Firma
von der Verantwortung für die fachgerechte Herstellung eines
zusätzlichen Schweißnahtschutzes befreit werden.
Der Schutzmantel aus PP schützte das Kernrohr während des
gesamten Einziehvorganges vor Beschädigungen durch scharfe
Gussscherben. Wie im Bild 8 deutlich zu erkennen, sind selbst tiefe
Riefen nicht bis auf das Kernrohr durchgedrungen. Dies wird auch
durch die für das Berstlining optimierte Dicke des Schutzmantels
gewährleistet.
Abb.9: Neurohr im geborstenen Altrohr
Abb. 10: Leitungsende in der Zielgrube, hier erfolgt
der Anschluss an eine Armatur
Abb. 8: eingezogene Rohrleitung an einer Zwischengrube, Begutachtung der
Oberfläche des Schutzmantelrohres nach dem Bersten
-7-
Infomaterial bestellen
Info-CD-R
Produktbeschreibung
⋎
Verarbeitungs-/Schweißanleitung
⋎
Animation Berstlining
⋎
Erfahrungsbericht und Fotos
⋎
[email protected]
Autor :
Maik Marx, Dipl.-Ing. (FH)
Entwicklung & Anwendungstechnik
Tel.: + 49 (0) 3596.5833.0
Email.: [email protected]
© 2008 Copyright by Gerodur