Wissenswertes

Für Ihre Baustelle – über und unter der Erde

Verlegetechniken von PE-Rohren

Für die Verlegung von PE-Rohren stehen verschiedene Techniken zur Verfügung. Wir geben Ihnen eine Übersicht über die wichtigsten Techniken. 

Berstlining

Grabenlose Leitungserneuerung in vorhandener Trasse

Das statische Berstlining ist ein umweltschonendes Verfahren zur grabenlosen Erneuerung von defekten oder unterdimensionierten Rohrleitungen. Beim statischen Berstlining schiebt eine Lafette ein Gestänge in das zu berstende Altrohr ein. Im Zielschacht oder der Zielbaugrube angelangt, werden Berstkopf und Aufweitkörper sowie das Neurohr angebunden. Je nach Rahmenbedingungen ist eine Querschnittserweiterung von bis zu 2 Nennweiten realisierbar. Durch einfaches, statisches Zurückziehen des Gestänges wird das Altrohr zerstört und das Neurohr eingezogen. Zähes Altrohrmaterial wie Stahl oder Duktilguss wird dabei geschnitten. 

Sprödes Material wie beispielsweise Steinzeug oder Beton wird gebrochen – dabei werden Altrohrfragmente radial in das umliegende Erdreich verdrängt. Durch den Berst- und Einzugsvorgang wird das Neurohr stark beansprucht. Altrohrfragmente bewirken Kratzer und Riefen im Neurohr. Aus diesen Gründen wird im DVGW-Regelwerk GW 323 der Einsatz von Schutzmantelrohren empfohlen.

Close-Fit-Lining

Beim Close-fit-Lining mit PE-Rohren werden Rohrleitungen effizient, dauerhaft und zugleich umweltschonend erneuert. Das neue Rohr wird dafür bei der Produktion speziell thermomechanisch verformt. Die maximal aufgetrommelte Rohrlänge wird durch den Rohrdurchmesser bestimmt. Je nach Nennweite können durch den verringerten Querschnitt des Neurohres mehrere hundert Meter in einem Arbeitsgang installiert werden. Unter Zuleitung von Dampf und Druck bildet sich das neue Rohr in seine ursprünglich runde Form zurück und passt sich dabei als statisch eigenständiges Rohr an die Altrohrleitung an.

 

 

Ablauf

Im Vorfeld der Erneuerung wird die Rohrleitung getrennt. Nach einer TV-Untersuchung werden Ablagerungen und Hindernisse sorgsam entfernt. Danach wird der Close-Fit-Liner mittels Motorseilwinden in die zu sanierende Leitung eingezogen. Anschließend wird der Liner unter Heißdampf erwärmt. Dabei wird der „Memory-Effekt“ aktiviert. Durch die Zufuhr von Dampf und Druck spannt sich das Close-Fit-Rohr in seine eigentlich runde Form auf und schmiegt sich beim Entfalten passgenau an die Wandung des Altrohres an. Sicher durch die Heizwendel-Muffenschweißung verbunden, wird die sanierte Druckrohr- oder Freispiegelleitung wieder ins bestehende Netz eingebunden. Nach erfolgreicher Druckprobe und Leitungsspülung ist die neue Leitung betriebsbereit.

Erdrakete

Grabenlose Verlegung von Hausanschlussleitungen

Das Verlegeverfahren "Bodenverdrängung mit Erdrakete" kommt meist im Bereich der Hausanschlüsse zum Einsatz. Ein pneumatisch betriebener Hammer treibt einen Hohlraum auf. In diesen wird die neue Rohrleitung gebettet. Dazu muss das Erdreich ausreichend verdrängungsfähig sein. In lockeren und weichen Böden ist eine statische Unterstützung der Erdrakete notwendig, da keine ausreichende Reibung mit dem Erdreich für den eigenständigen Vortrieb aufgebaut werden kann. 

Die Ausgestaltung des Vortriebkanals ist daher in steinigen Böden durch die seitliche Verdrängung der Steine präziser. Das seitliche Ausbrechen der Erdrakete erfolgt in geringerem Maße. Die Peilung des Zieles erfolgt in der Startgrube. Mit diesem Verfahren lassen sich Rohrleitungen bis OD 200 mm verlegen. Die Nutzungsdauer der neu verlegten Rohrleitung ist von dem Grad ihrer Unversehrtheit abhängig, wobei Beschädigungen von bis zu 10% der Rohrwandstärke werden von dem Werkstoff toleriert, darüber hinaus gehende Kratzer und Riefen verringern die Nutzungsdauer der Versorgungsleitung. Aus diesem Grund wird in dem DVGW Regelwerk GW 321 auch hier der Einsatz von Schutzmantelrohren empfohlen.

Horizontalspülbohrverfahren

Grabenlose Neuverlegung von Rohrleitungen für die Ver- und Entsorgung

Das Horizontal-Spülbohrverfahren wird zum Beispiel bei Längsverlegungen, Dükerungen und Gebäudeunterquerungen, bei Drainage- und Bewässerungsaufgaben, für die Kabelverlegung in der Verkehrsleittechnik und bei Hang- und Dammsicherungsmaßnahmen eingesetzt. Die Steuerung der Bohrung erfolgt durch Drehen des abgewinkelten Pilotbohrkopfes in dem Bohrloch. Letztendlich schneidet ein Wasserstrahl einen unterirdischen Hohlraum.

Eine Bohrsuspension strömt mit hohem Druck aus dem Bohrkopf, lockert das Erdreich sowie Steine und fördert das Bohrklein aus dem Bohrloch. Die Bohrsuspension wird auf den jeweiligen Untergrund abgestimmt. Sie enthält neben Bentonit, einem Tonmineral, weitere Zusätze, die z.B. eine zusätzliche Stützwirkung auf den Bohrkanal haben. Je nach gewünschtem Rohrdurchmesser sind nach der Pilotbohrung mehrere Aufweitbohrungen nötig, um den Bohrkanal für das Einspülen der medienführenden Leitung vorzubereiten. Bei steinigen Böden bis Bodenklasse 5 oder 6 kann ein Schlagwerk zugeschaltet werden. Das erleichtert nicht nur den Vortrieb, sondern auch den Steuervorgang. Bei Bohrungen in Fels wird ein Bohrlochmotor mit Rollenmeißeln vorgeschaltet.

Nach DVGW Arbeitsblatt GW 321 "Steuerbare horizontale Spülbohrverfahren für Gas- und Wasserrohrleitungen – Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung" müssen die Rohrleitungen für die Erneuerung in Trinkwassernetzen mindestens der Druckstufe 10 bar entsprechen. Während des Einziehvorgangs dürfen die Rohre nicht über die zulässigen Zugkräfte hinaus beansprucht werden. Nach DVGW-Arbeitsblatt GW 321 oder auch auf Verlangen des Auftraggebers sind deshalb die direkt auf das Medienrohr einwirkenden Zugkräfte zu messen und zu protokollieren. Bei diesem Verlegeverfahren entstehen mechanische Belastungen. Deshalb sollten insbesondere bei kleinen Rohrdurchmessern nur Rohrleitungen der Reihe SDR 11 verwendet werden. Die Nutzungsdauer der neu verlegten Rohrleitung ist von dem Grad der Unversehrtheit abhängig. Beschädigungen von bis zu 10% der Rohrwandstärke werden von dem Werkstoff toleriert, darüber hinaus gehende Kratzer und Riefen verringern die Nutzungsdauer der Versorgungsleitung. Aus diesem Grund wird auch bei diesem Verfahren der Einsatz von Schutzmantelrohren in dem DVGW Regelwerk GW 321 empfohlen.

Offene sandbettfreie Verlegung

Steigender Kostendruck zwingt viele Versorger zu hinterfragen, ob eine aufwendige Sandbettung der neuen Leitung notwendig ist. Ist der Bodenaushub verdichtungsfähig, so kann dieser zum Verfüllen wiederverwendet werden. Allerdings muss das Rohrsystem den dadurch auftretenden Lasten gewachsen sein. In ländlichen Bereichen gibt es außerdem die Möglichkeit, mit dem Pflug- oder Fräsverfahren neue Rohrleitungen mit enormer Verlegeleistung einzubringen. Der Verzicht auf die Sandbettung kann dazu führen, dass die neu verlegte Rohrleitung oberflächlich verkratzt wird (max. 10% der Wanddicke sind zulässig). Außerdem können Steine über einen längeren Zeitraum die Außenwand des Rohres punkt- oder linienförmig belasten und somit beschädigen. Wird auf den Rohrschutz durch ein Sandbett verzichtet, muss das ausgewählte Rohrsystem den leichten Oberflächenbeschädigungen durch Kratzer und insbesondere den Punktlasten widerstehen können. Ansonsten kann dies zu Spannungsrissen führen.

Offene Verlegung im Sandbett

Bei der Verlegung in offener Bauweise wird die Rohrleitungszone genau definiert. Hinsichtlich der Rohrgrabenausführung gilt unter anderem die DIN 4124 "Baugruben und Gräben", die genau festlegt, wie Arbeitsraumbreiten und der Verbau zu bewerkstelligen sind. Der das Rohr umgebende Boden wird dabei so präpariert, dass das drucktragende Medienrohr vor äußeren Einflüssen geschützt ist. In der DIN EN 805 und der DVGW-Richtlinie W400-2 wird eine Einbettung des Rohres in Sand oder Feinkies vorgeschrieben. Das DVGW-Arbeitsblatt W400-2 lässt dazu eine Korngröße von max. 22 mm zu. Nur so kann verhindert werden, dass das Rohr durch ungeeignete Baustoffe im Rohrgraben punkt- oder linienförmig belastet wird. 

PE-Reduktionsverfahren

Bei der Rehabilitation von Rohrleitungen ohne Ringraum werden PE-Rohrleitungen so in die Altrohrleitung eingebracht, dass der Innendurchmesser der Altrohrleitung dem Außendurchmesser der PE-Rohrleitung entspricht. Die Rohrleitung liegt also eng am Altrohr an. Dazu wird das neue Rohr entweder zu einem Profil verformt und nach dem Einzug mittels Dampfdruck rückverformt oder die Rohrleitung wird in ihrem Außendurchmesser reduziert. Die Rohrleitung wird durch ein auf den Altrohrinnendurchmesser abgestimmtes Gesenk gezogen und auf Zugspannung gehalten, bis der komplette Rohrstrang eingezogen wurde. Wirkt keine Zugspannung auf die Rohrleitung, kommt es zur Rückverformung bis der Ringraum geschlossen ist und die Rohrleitung am Altrohr anliegt.

Pflug- und Fräsverfahren

Der Einfluss des Pfluges auf das Erdreich ist relativ gering. Eine Grundwasserabsenkung ist bei diesem Verlegeverfahren nicht notwendig. Daher ist diese Verlegemethode sehr umweltschonend. Eingesetzt werden kann das Verfahren bis zu Bodenklasse 5 in unverbauten Gebieten. Je nach Bodenklasse können Verlegetiefen bis 2 Meter realisiert werden. Die Verlegung im Pflugverfahren ist mit bis zu 5000 Metern verlegter Rohrleitung pro Arbeitstag wohl die wirtschaftlichste Form der Neuverlegung einer Rohrleitung. Die Verlegeeinheit besteht aus dem Verlegepflug mit Pflugschwert und Verlegekasten und einer auf einem LKW oder Raupenfahrzeug installierten Seilwinde. Die Verlegeinheit wird von der Seilwinde in Richtung dieses Fahrzeuges gezogen. 

Erreicht der Pflug das Fahrzeug, wird die Seilwinde an dem nächsten Streckenpunkt in Stellung gebracht und der Vorgang wiederholt sich. In der Startgrube wird das Pflugschwert auf die gewünschte Verlegetiefe abgesenkt. Je nach Rohrdurchmesser können mehrere Rohrleitungen gleichzeitig eingepflügt werden. In dem nachgeführten Verlegekasten werden die Rohrleitungen von oben in die Verlegetiefe geführt. Das Erdreich schließt sich wieder hinter dem Pflugschwert durch das Eigengewicht, der Vorgang kann aber durch Maschineneinsatz beschleunigt werden. Zwar besteht die Möglichkeit in dem Verlegekasten Sand in die Verlegetiefe einzubringen, eine Sandbettung entsprechend dem Stand der Technik ist bei diesem Verfahren jedoch technisch bedingt nicht möglich. Punktlasten, ausgelöst durch z.B. Steine im Erdreich, können eine Schädigung der Rohrleitung hervorrufen. Um die angestrebte Mindestnutzungsdauer in der Realität auch zu erreichen, sollten Rohrleitungen aus einem Werkstoff mit nachgewiesen hoher Spannungsrissbeständigkeit, wie z.B. das egeplast 9010 RCplus, eingesetzt werden. Eine Unterart des Pflugverfahrens ist das Raketenpflugverfahren. Der vorgestreckte Rohrstrang wird hier an einen Aufweitkörper montiert, in Längsrichtung eingezogen und auf die gewünschte Verlegetiefe gebracht. Durch die deutlich höheren mechanischen Belastungen sollten die Rohrleitungen einen zusätzlichen Rohraußenschutz aufweisen.

Relining

Grabenlose Sanierung von Gas- und Wasserrohrleitungen mit PE-Langrohren

Rohrrelining (DIN EN ISO 11295) zählt zu den grabenlosen Renovierungsverfahren. Die Funktionsfähigkeit der vorhandenen Leitungen wird unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung der ursprünglichen Substanz und unter Nutzung der bestehenden Leitungstrasse wieder hergestellt. Eingesetzt werden industriell vorgefertigte Kunststoffrohre, die zu einem Rohrstrang verbunden und anschließend in das Altrohr eingezogen werden. Mit dem Relining geht eine Querschnittsreduzierung einher, die aus Gründen der Kapazitätsanpassung z. B. durch Wegzug von Industrie, Gewerbe und Bevölkerung auch oft gewünscht ist. 

Die neuen Kunststoffrohre haben strömungstechnisch vergleichsweise geringe Widerstandswerte. Sie bewirken trotz der Querschnittsverringerung oft eine Erhöhung des Durchsatzes gegenüber der sanierungsbedürftigen Altleitung. Vor Beginn der Reliningarbeiten muss die alte Leitung gereinigt werden. Anschließend wird der Querschnitt kalibriert. So wird sichergestellt, dass der erforderliche Querschnitt für das Neurohr im gesamten Renovierungsabschnitt gegeben ist. Bei Bedarf erfolgt eine Kamerainspektion des entsprechenden Abschnittes. Der anschließende Einzug erfolgt üblicherweise über Baugruben mittels Winde und Zugseil. Nach dem Einzug wird der Ringraum zwischen Alt- und Neurohr nach Abschluss der Baumaßnahme üblicherweise mit einem Dämmer verfüllt. Dieses Vorgehen dient zum Einen der Fixierung des Neurohres und zum Anderen einer definierten Bettung zur gleichmäßigen Übertragung der äußeren Lasten. Schutzmantelrohre sind für die beim Rohrrelining auftretenden Belastungen ausgelegt und schützen das Kernrohr vor Oberflächenbeschädigungen während und nach dem Einbau.

Verschweißte Rohrsysteme aus PE

Rohre und Rohrleitungsteile aus Polyethylen lassen sich auf thermischem oder mechanischem Weg miteinander verbinden. Die wichtigsten thermischen Verfahren sind das Heizelement-Stumpfschweißen und das Heizwendelschweißen. Geschweißte Rohrsysteme sind absolut dicht und benötigen keinerlei zusätzliche Dichtelemente. Beim Heizelement-Stumpfschweißen werden die Fügeflächen nach entsprechender Bearbeitungen (Säubern und Planen der Rohrenden) mit einem Heizelement auf Schweißtemperatur gebracht und die so plastifizierten Rohrenden unter Druck zusammengefügt. Das Schweißen läuft nach festgelegten Verfahrensschritten ab, die in der DVS 2207 dokumentiert sind. Steck- und Klemmverbindungstechniken sind mechanische Verbindungen, die überwiegend im Hausanschlussbereich Verwendung finden.

Quelle: Egeplast international GmbH - Zukunftssichere Rohrsysteme