Spezialauftrag im Wasserkraftwerk
Entlastungsleitungen mit 40 Prozent Gefälle erneuert
CAMPOCOLOGNO/SCHWEIZ (ABZ). - Im Schweizer Kanton Graubünden betreibt die Repower AG direkt an der italienischen Grenze das Wasserkraftwerk Campocologno I. Für die Energiegewinnung wird Wasser aus dem Lago di Poschiavo über einen Stollen bis zum Wasserschloss Monte Scala und von dort in einer offen verlegten Druckleitung in das Kraftwerk Campocologno geleitet.Mit zwei Francis-Turbinen von je 25 MW Leistung werden jährlich 183,5 GWh Strom erzeugt. Als das Kraftwerk in den Jahren 1904 bis 1907 gebaut wurde, stellte es mit einer Fallhöhe von 418 m einen neuen technischen Rekord auf.Zwei jeweils 40 m lange Entlastungsleitungen mit einem Durchmesser von DN 1200 erfüllen eine wichtige Sicherheitsfunktion für das Kraftwerk: Wenn bei einer Notabschaltung das Wasserschloss Monte Scala plötzlich schließt, dienen diese Leitungen zur Druckentlastung. Diese im Jahr 2002 aus Holz gebauten Leitungen mit einem Gefälle von 40 % waren teilweise undicht und wiesen Verschleißerscheinungen auf. Mit der Sanierung beauftragte die Repower AG die Schweizer Fachfirma für Kanalsanierungen ISS Kanal Services. Aufgabe war, die Dichtheit und statische Tragfähigkeit der Rohre (Innen- und Außendruck) wieder herzustellen. Das Alphaliner-Verfahren mit der speziellen Variante AlphalinerHP von Relineeurope wurde als geeignetes Sanierungsverfahren festgelegt.Die Herausforderung bei dieser Sanierungsmaßnahme auf einer Höhe von 1060 m war die besondere Baustellensituation in steilem Berggelände. Das obere Bauwerk des Wasserschlosses liegt 3 m unterhalb der Straße und ragt aus dem steilen Berggelände heraus. Dieses konnte von der einspurigen Straße zwischen Campascio und Monte Scala nicht direkt mit Fahrzeugen angefahren werden. Sowohl die Kisten mit dem Linermaterial, als auch die für den Linereinzug erforderlichen größeren Geräte wie das Förderband wurden deshalb mit einem Kran an die jeweiligen Einsatzorte gesetzt. Um eine ebene Aufstandsfläche für die Stützen des Autokrans zu schaffen, errichtete ISS neben der Straße eine Konstruktion aus Eisenbahnschwellen. Wegen der beengten Baustellensituation musste die Straße dennoch bei Kranarbeiten für den Autoverkehr gesperrt werden. Das Fahrzeug mit der UV-Aushärteanlage wurde in einer Ausweichbucht der Straße positioniert.Das obere Bauwerk, auf dem die Kisten mit den jeweils 2,6 t schweren Schlauchlinern und das Förderband für den Linereinzug positioniert wurden, war mit einem Gitterrost abgedeckt. Deshalb wurde zuvor die statische Tragfähigkeit geprüft. Für eine bessere Gewichtsverteilung des Materials hatte ISS eine Holzbalkenkonstruktion errichtet. Um die Seilwinde anzuschließen musste im unteren Teil erst ein 60 cm breites Loch in die Decke des Bauwerks gebohrt werden. Bei einer Notabschaltung des Wasserkraftwerks wirken hier Kräfte von 20 t je Quadratzentimeter, diese Betondecke ist deshalb 85 cm stark ausgelegt. Nachdem auch die Versorgungsleitungen für Strom und Druckluft von dem Versorgungsfahrzeug aus verlegt worden waren, konnte die Sanierungsarbeit beginnen. Über das Förderband und mit Einsatz der Seilwinde wurde der Schlauchliner vom Dach des Bauwerks auf 6 m Tiefe herabgelassen und dann noch einmal 6 m horizontal geführt. Die Kammer vor den beiden Rohrleitungen war nur 1,5 m hoch, so dass die Mitarbeiter der ISS-Kolonne dort alle Arbeiten nur gebückt oder auf den Knien ausführen konnten. Ungewöhnliche Maßnahmen waren auch erforderlich, um die schweren Liner zu sichern. Es galt zu verhindern, dass die Liner durch ihr hohes Eigengewicht in die steilen Haltungen rutschen. An beiden Enden wurden deshalb Köpfe gebunden. An dem einen zog die Seilwinde, der "Endkopf" im oberen Teil wurde mit Seilen an den Wänden des Bauwerks gesichert. Dass der Liner nicht in sich zusammenrutscht, konnte bereits durch äußerst penibles Falten in Längsrichtung am Förderband verhindert werden.Besonderes Geschick der Kolonnenmitarbeiter war auch gefordert beim Setzen der Verschlusspacker und beim Einführen der Lichterkette. Dafür wurde der obere Teil des Liners aufgeschnitten und über Umlenkrollen in der Betondecke angehoben. Die Last des gesamten Gewichts trug der untere Teil des Liners. Um die Lichterkette über den Knick im Liner am Übergang von der Bauwerkssohle in das stark geneigte Rohr sicher einzuführen, montierte ISS kleinere Radsätze als sonst bei einer Nennweite von DN 1200 üblich. Dadurch hatte die Lichtquelle einen größeren Abstand zur oberen Linerwand, was durch eine etwas reduzierte Aushärtegeschwindigkeit ausgeglichen wurde. Wenn das Wasserschloss bei einer Notabschaltung des Kraftwerks schließt, müssen die Entlastungsleitungen einem Druck von 2,5 bar Stand halten. Der maximale Betriebsdruck liegt bei 1 bar. Für die Sanierung setzte ISS Kanal Services deshalb den AlphalinerHP ein, den Relineeurope speziell für die Sanierung von Leitungen mit hohen Sicherheitsanforderungen entwickelt hat. Dieser "High Performance Liner" verfügt über eine besondere Sandwich-Konstruktion und ist mit einer zusätzlichen Außenhülle als Doppelwand ausgestattet. Diese bietet so eine doppelte Sicherheit gegenüber In- und Exfiltrationen. In diesem Fall kam diese Linervariante zur doppelten Absicherung der Dichtheit des Liners auch bei einem eventuellen Druckstoß zum Einsatz. Die statisch erforderliche Wanddicke der eingebauten AlphalinerHP lag bei 10 mm.
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Durch die gute Vorplanung und ein motiviertes Team konnten die Mitarbeiter von ISS Kanal Services in enger Zusammenarbeit mit Relineeurope diese außergewöhnliche und besonders anspruchsvolle Sanierungsmaßnahme innerhalb von zwei Arbeitstagen abschließen. Den geringsten Zeitaufwand erforderte dabei die Aushärtung der beiden Alphaliner. Eingesetzt wurde die leistungsstärkste Lichtquelle von Relineeurope mit einer Leistung von 6 x 2000 W. Mit einer Zuggeschwindigkeit von 0,6 m/min waren die beiden 40 m langen Entlastungsleitungen innerhalb von jeweils einer Stunde komplett ausgehärtet.Diese Sanierungsmaßnahme zeigt anschaulich die Möglichkeiten der Alphaliner-Technologie und Schnelligkeit sowie Flexibilität der UV-Lichthärtung. Sowohl lange als auch kurze Einzelstrecken (wie in diesem Fall) lassen sich mit dieser Technologie in kürzester Zeit sanieren. Mit der leistungsstarken Alphaliner-UV-Technologie konnten die Alphaliner DN1200 mit 10 mm Wanddicke mit einer Aushärtegeschwindigkeit von 0,6 m/min, d. h. knapp 40 m pro Stunde, komplett ausgehärtet werden. Die Alphaliner-UV-Technologie ermöglicht auch die Nutzung unterschiedlicher Leistungsstufen der eingesetzten UV-Strahler je nach Durchmesser. Die eingesetzte Lichtquelle mit sechs 2000-W-Strahlern kann mit den Leistungsstufen 1000 W, 1200 W, 1500 W und 2000 W gezündet werden. 1000 W werden beim DN 600 und 2000 W bei den großen Durchmessern bis DN 1300 verwendet, um die jeweiligen Linerwanddicken gesteuert und kontrolliert auszuhärten. Der Einsatz der Leistung von 2000 W wäre bei einer Nennweite von DN 600 hinsichtlich Intensität und resultierender Temperaturen nicht ideal.Diese Sanierungsmaßnahme in Campocologno war nur mit UV-Lichthärtung zu realisieren. UV-lichthärtende Schlauchliner sind im Gegensatz zu warmhärtenden Systemen lagerstabil und können, solange man sie vor UV-Licht schützt, vor dem Einbau monatelang gelagert werden. Der Alphaliner konnte demnach problemlos in das Gebirge zur Baustelle und per Kran zum Startschacht transportiert werden. Die UV-Aushärteanlage der ISS Kanal Service AG verfügt über ein 300 m langes Aushärtekabel. Dieses konnte per Umlenkrollen vom Fahrzeug bis zum Startschacht geführt werden, um dann eine ordnungsgemäße und kontrollierte Aushärtung des Alphaliners selbst in diesem schwierigen Gelände zu ermöglichen. Der AlphalinerHP auf Basis eines hochwertigen Polyesterharzes (UP-Harz gem. DIN EN 13121 Gruppe 4, gem. DIN 16946-2 Typ 1140, gem. DIN 18820 Gruppe 3), eine spezielle Variante des AlphalinerUP, wurde für Kanalsanierungen in sensiblen Bereichen mit besonders hohen Sicherheitsanforderungen entwickelt. Im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften bieten zwei Linertypen Kennwerte für unterschiedliche statische Belastbarkeiten.In manchen Bereichen werden besonders hohe Anforderungen an eingesetzte Kanalsanierungssysteme gestellt:
- Grundwasserschutzgebiete Zone II und III,
- hoch belastete Verkehrszonen,
- Erschließungsgebiete/Bergsenkungsgebiete/Moorböden.
Hier werden höhere Dichtheitsbedingungen und längere Prüfzeiten sowie der Ausschluss möglicher Grundwasser-Kontamination während der Sanierungsmaßnahme gefordert. Mit dem AlphalinerHP bietet Relineeurope ein Schlauchlinersystem an, das diesen hohen Anforderungen genügt. Der AlphalinerHP verfügt über eine besondere einzigartige Sandwich-Konstruktion. Die harzreiche Innenschicht und der statische tragende Teil der Glasfaserverstärkung wird komplettiert durch eine einzigartige harzreiche Rückwand, die eine dichte Außenhülle als zusätzlichen Schutz um den Liner bildet und fest mit dem Alphaliner verbunden ist. Werden bei herkömmlichen Schlauchlinern lediglich Außenfolien auf der Rückseite verwendet, bietet diese spezielle Außenhülle eine zusätzliche Sicherheit bei besonders hohen Anforderungen gegenüber In-/Exfiltrationen.Die glatte harzreiche Innenoberfläche/Verschleißschicht der Alphaliner weist aufgrund der besonders harzreichen Innenschicht beste hydraulische Eigenschaften auf. Diese Verschleißschicht weist eine Dicke von 0,5 mm auf. Dadurch erhält der Alphaliner höchste Abriebfestigkeit gegenüber mechanischen Belastungen.
