Mit GFK-Drachenprofil
Rückgrat der Neu-Ulmer Stadtentwässerung saniert
NEU-ULM (ABZ). - Der Donau-Hauptsammler ist mit einem Alter von 107 Jahren und 2 m Nennweite nicht nur der älteste, sondern auch der wohl wichtigste Abwasserkanal der Stadt Neu-Ulm.Im Frühjahr 2015 wurde das Bauwerk unter der Augsburger Straße auf 430 m Länge von der Stuttgarter Niederlassung der Aarsleff Rohrsanierungstechnik GmbH im Einzelrohr-Lining mit GFK-Drachenpro?l-Rohren saniert.Im Jahr 1908 wurde mit dem in 50 m Abstand parallel zur Donau verlaufenden Ortbetonkanal das Rückgrat des neuen Abwassernetzes der Stadt Neu-Ulm gebaut. Diese zentrale Bedeutung hat das Bauwerk mit seinen bis zu 50 cm starken Wänden bis heute. Allerdings hat sich in seinem Umfeld seitdem Entscheidendes verändert. Vor allem wurde 1953 einige Kilometer Donau abwärts eine Staustufe und das Kraftwerk Bö?nger Halde gebaut. Dadurch stieg der Normalpegel der Donau um 4 m an. Der Kanal in der Augsburger Straße, der ursprünglich deutlich über dem Donau-Wasserstand gelegen hatte, be?ndet sich seitdem dauerhaft tief im Grundwasser. Der seit 60 Jahren anstehende Wasserdruck und die Alterung des Bauwerks haben dazu geführt, dass enorme Mengen Fremdwasser ins Kanalnetz eindrangen. Insgesamt wurde am Ende des rund 220 km langen Kanalnetzes bis zu 500 l/s gemessen. Bei der erforderlichen Fremdwassersanierung des Neu-Ulmer Kanalnetzes standder Mischwassersammler folgerichtig ganz oben in der Prioritätenliste. Mit Planung und Bauüberwachung der Sanierung des historischen Abwasserbauwerks wurde die ISAS Ingenieure GmbH, Füssen, durch die Stadt Neu-Ulm beauftragt.Bei dem Bauwerk handelt es sich um ein in Ortbetonweise gegossenes Kreispro?l DN 2000 mit einer integrierten 35 cm tiefen Trockenwetterrinne, die beiderseits durch eine ober?ächig mit Kanalklinkern bedeckte Berme ?ankiert wird. Die lichten Innenmaße des Bauwerks wurden im Vorfeld der Sanierungsplanung durch eine 3D-Laservermessung ermittelt. Eine – nach heutigen Maßstäben – unzureichende Betonqualität, verbunden mit dem seit 1953 anstehenden Grundwasserdruck, führte letztlich zu dem dominierenden Schadensbefund: Insbesondere die Längsfugen zwischen Bermen und Bauwerkswand, aber auch die Betonierfugen in Radialrichtung waren in hohem Maße undicht und ließen, teils sickernd, teils spritzend, erhebliche Mengen Grundwasser eindringen. Auch ?ächige Durchfeuchtungen der Wände waren an zentimeterstarken Sinterablagerungen gut zu erkennen. Der Gesamtzustand des Sammlers wurde von den ISAS-Ingenieuren als "Altrohrzustand II" gemäß DWA M 127, Teil 2 eingestuft: "Noch standsicher als Altrohr-Bodensystem", aber eben auch dringend sanierungsbedürftig. Dementsprechend de?nierten sich die Ziele der Sanierung: Abdichtung gegen eindringendes Grundwasser und nachhaltige Sicherstellung der Standsicherheit – beides auch für den Lastfall eines Donau-Hochwassers.Hydraulische Untersuchungen des Sammlers, der bei Trockenwetter 150 l/s und im Mischab?uss bis 4000 l/s abführt, de?nierten nicht nur die Rahmenbedingungen der Sanierungslösung, sondern auch die Vorgaben für die zur Baudurchführung notwendige Abwasserhaltung.Das Sanierungsverfahren, für das sich der Auftraggeber in Abstimmung mit den Planern letztlich entschieden, war die Renovierung durch das Einfahren und Verdämmen von GFK-Einzelrohren. Die Vorgabe zur grabenlosen Sanierung ergab sich einerseits aus den sehr hohen Kosten, die eine offene Erneuerung mit sich gebracht hätte. Andererseits ist die vierspurige Augsburger Straße über dem Sammler eine der städtischen Hauptverkehrsachsen. Deren vollständige Sperrung und Umleitung über viele Monate hinweg hätte massive verkehrstechnische Einschränkungen bedeutet.Die Kalibrierung des Bauwerks in Verbindung mit den hydraulischen Vorgaben führte zu dem Ergebnis, dass ein GFK-Drachenpro?l DI 1490/1660 mit 30 mm Wandstärke alle statischen und hydraulischen Vorgaben optimal erfüllt und auch mit der Geometrie des Altbauwerks vereinbar ist. Da der Kanal abschnittsweise Kurvenradien aufwies, wurden Einbaulängen von 1,50 und 3 m vorgesehen. Der verbleibende Ringraum zwischen GFK-Rohr und Alt Kanal war mit einem Dämmer hohlraumfrei zu verfüllen; hierzu wurden in die bei Hobas maßgefertigten Rohre werkseitig Verpressstutzen eingebaut. So anspruchsvoll wie das Sanierungsvorhaben an sich waren in diesem Falle auch die Maßnahmen der Abwasserhaltung. Die Tatsache, dass beim GFK-Einzelrohr-Lining die Sanierungsstrecke nur bedingt abwasserfrei gehalten werden muss (der bereits eingebaute Rohrstrang kann temporär ge?utet werden), schuf zwar eine gewisse Entlastung, aber 600 l/s galt es im Regenfall dennoch oberirdisch überzuleiten. Insgesamt mussten vier Wasserströme technisch beherrscht werden:
- die Vor?ut des Sammlers selbst,
- die aus Seitenstraßen zu?ießenden Abwasserströme,
- die in den Sammler direkt einmündenden Straßen- und Hausanschlüsse (u. a. eines Gymnasiums und eines 10-stöckigen Hochhauses),
- die Rückstausicherung im Sanierungsbereich.
Entsprechend eindrucksvoll war schließlich das oberirdische System von Druckrohrleitungen, das von diversen Pumpen am Anfang und im Verlauf der Sanierungsstrecke beschickt wurde. Ein erheblicher Teil der Abwasserhaltung musste 5,50 m hoch aufgeständert werden, um ungestörte Verkehrs?üsse darunter zu ermöglichen.Eine weitere unabdingbare Vorarbeit zum Einbau der GFK-Elemente war – angesichts des stetig eindringenden Grundwassers – die temporäre Abdichtung des Bauwerks. Hierzu wurde die Betonwand im Bereich der Leckagen über Bohrpacker und Druckschläuche mit einem zwei-komponentigen, hochviskosen PU-Harz verpresst. Dabei trat ein unvorhersehbares Ereignis ein: An einer sehr maroden Stelle brach bei der punktuellen Injektion des Harzes die komplette Berme weg. Schlagartig drangen dort ca. 300 l/s Fremdwasser ein. Das Loch im Rohr war so tief und breit, dass ein Mitarbeiter in Wathose bis zur Hüfte in die Grundwasser Fontaine einsteigen konnte. Nun galt es schnell zu reagieren, um den Bereich wieder zu stabilisieren und ab-zudichten.Der Vorschlag von Aarsleff: die kurzfristige Anfertigung einer Stahlplatte mit einem integrierten Stutzen, an den ein Betonschlauch angeschlossen werden konnte. Diese Platte wurde über der weggebrochenen Stelle ?xiert und der Hohlraum danach mit einem schnellbindenden Spezialbeton erfolgreich wieder verfüllt.Nur durch die ?exible und kooperative Zusammenarbeit von Planer, Auftraggeber und Dienstleister konnte zeitnah diese ungewöhnliche, aber erfolgreiche Lösung gefunden und realisiert werden. Alle Beteiligten äußerten sich hierüber hochzufrieden.
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Um die unter statischen, hydraulischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten optimale Sanierungslösung für diesen Fall zu ?nden, rechneten die Planer von Isas gemeinsam mit dem GFK-Rohr-Hersteller Hobas drei alternative Querschnittslösungen technisch und ökonomisch durch. Dabei behauptete sich das letztendlich eingebaute Drachenpro?l der in Wickeltechnik produzierten Sonderpro?l-Baureihe NC-Line gegen ein klassisches Eipro?l und auch gegen ein Maulpro?l mit integrierter Trockenwetterrinne. Der Einbau der vorab im Baustellenbereich gelagerten GFK-Drachenpro?le erfolgte über eine 4 x 7 m große Einfahrgrube, für die zwei Fahrbahnen der Augsburger Straße gesperrt wurden. Der Verkehr konnte während der Bauzeit in beiden Fahrtrichtungen einspurig an der Baustelle vorbeigeleitet werden. Da im Untergrund eine Transportdistanz von bis zu 250 m überwunden werden musste, setzten die Aarsleff-Experten einen bereits in ähnlichen Projekten bewährten Rohr-Shuttle ein, welcher zuvor auf die spezi?schen Maße dieses Bauwerks umgebaut worden war. Nach Ablassen in die Einfahrgrube und Verfahren im Bauwerk wurden die GFK-Rohre durch ein Muffe-Spitzende-System am Einbauort verbunden. Wenn im Bereich von Abwinklungen Muffenspalten oberhalb der Toleranzen entstanden, mussten diese durch einen UP/GF-Handlaminatauftrag geschlossen werden. Im Sinne der geforderten ganzheitlichen Sanierungslösung standen auch noch 15 Anschlussleitungen (Straßenabläufe und Anschluss-kanäle) auf der Agenda, die mit Schlauchlinern saniert wurden. Die Anbindungder Anschlüsse an das GFK-Pro?l erfolgte gleichfalls durch UP/GF-Handlaminat.Der abschließende Arbeitsgang war die Verfüllung des Ringraumes zwischen der Wand des Altbauwerks und dem GFK-Pro?l. Um eine gleichmäßige, hohlraumfreie Füllung sicherzustellen, waren in Sektionen von rund 30 m Einfüllstutzen eingelassen. Das Einbringen des Ringraumdämmers erfolgte lagenweise. Jedes Rohr wurde zudem an der Einbauposition durch mehrere Auftriebssicherungen gegen den Alt Kanal auf Lage gesichert.Nach Baubeginn im September 2014 wurde das Vorhaben wie geplant bis Ende April 2015 abgeschlossen und vom Auftraggeber abgenommen.
