Innerstädtische großdimensionierte Interimsleitung mit Guss-Rohrsystemen

 

Formschlüssige und gelenkige Schubsicherungssysteme haben den Anwendungsbereich von duktilen Guss-Systemen erweitert und gezeigt, dass sie allen Belastungen aus inneren und äußeren Kräften standhalten. Beim Bau und beim Betrieb von schubgesicherten Leitungen in Tunneln und unter Brücken, dem Einsatz bei grabenlosen Einbauverfahren sowie beim Einbau im offenen Graben bewegt sich der planende Ingenieur im Bereich der allgemein anerkannten Regeln der Technik.

Interimsleitungen werden ebenfalls mit schubgesicherten duktilen Gussrohren gebaut. Sie sind keine Provisorien, sondern Übergangs- oder Zwischenlösungen für ein dringendes ingenieurtechnisches Problem: Mit ihnen können über begrenzte Zeiträume die Ver- oder Entsorgung während der Sanierung oder des Neubaus von Leitungsabschnitten sichergestellt werden. Generell müssen Zwischenlösungen einen störungsfreien Weiterbetrieb auch unter wechselnden Betriebszuständen absichern.

Bau und Betrieb von Interimsleitungen haben sich in der Praxis hinreichend bewährt; sie wurden individuell geplant und verliefen erfolgreich zur Zufriedenheit der Auftraggeber. Darauf aufbauend bereiten die Berliner Wasserbetriebe den Entwurf einer Werksnorm vor, so dass Interimsleitungen demnächst nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik geplant und gebaut werden können.

Große Nennweiten – große Herausforderungen

In ihrer Investitionsplanung bis 2023 richten die Berliner Wasserbetriebe ihr Hauptaugenmerk auf die Abwasserableitungen und hier besonders auf die Erneuerung der Druckrohrleitungen, was sich in sehr hohen Investitionskosten niederschlagen wird. Gerade großdimensionierte Leitungen stellen im innerstädtischen Bereich Planung und Bauausführung vor große Herausforderungen, damit Beeinträchtigungen möglichst gering bleiben. Neben dem Neubau mit Stahl- und Gussrohren werden auch Sanierungsverfahren eingesetzt. Die Wahl des Werkstoffs, des Bauverfahrens und die Abstimmung mit allen relevanten Rechtsträgern ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Baumaßnahme. Neben der ingenieurtechnischen Umsetzung muss das gewählte Bauvorhaben auch unter Kostengesichtspunkten die optimale Variante ergeben.

Praxisbeispiel Bauvorhaben Hermann-Hesse-Straße

Im Berliner Ortsteil Pankow, in der Hermann-Hesse-Straße, war eine alte Graugussleitung DN 1200 trassengleich durch neue duktile Gussrohre gleicher Nennweite zu ersetzen. Dazu war es erforderlich, eine 378 m lange Not- bzw. Interimsleitung mit duktilen Gussrohren oberirdisch auf dem Mittelstreifen (Parkstreifen) zwischen den Fahrbahnen der Hermann-Hesse-Straße unterzubringen. Dabei musste die Baufreiheit für die Realisierung und die zumindest einseitige Durchfahrbarkeit (Einbahnstraßenregelung) einer Straßenseite abgesichert werden.

Außerdem galt es, die Belange eines Hotels, eines Kindergartens und einer Schule zu berücksichtigen. Das bedeutete: Schulbus und Anlieferverkehr mussten bestimmte Bereiche der gesperrten Richtungsfahrbahn kurzfristig anfahren können und ein entsprechender Stellplatz musste für den Bus eingerichtet werden. Die Interimstrasse musste also zwecks Überfahrbarkeit gedükert werden.

Trotz des stabilen, robusten Rohrmaterials und der Schubsicherung muss eine oberirdisch verlegte Leitung mit ihren Anlagenteilen gegen äußere mechanische Belastungen (Autounfälle, Vandalismus, Brandschutz oder Baum- und Astbruch) hohe Sicherheiten bieten und den sicheren Betrieb garantieren. Es musste eine gewissenhafte Gefahrenanalyse erstellt werden.

Interimsleitung: In die Rohrmuffe montiertes F-Stück mittels BLS®-System.

In die Rohrmuffe montiertes F-Stück mittels BLS®-System.

Montierte BLS®-Verbindung mit Rohrauflagern.

Montierte BLS®-Verbindung mit Rohrauflagern.

Guss-Rohrsysteme erfüllen alle Anforderungen

Für den Neubau der Abwasserdruckleitung wurden schubgesicherte Gussrohre DN 1200 geplant. Für die Interimsleitung wählte man schubgesicherte Gussrohre DN 1000 gemäß EN 598 mit leicht montier- und demontierbaren BLS®-Steckmuffen-Verbindungen. Zeitlich befristet war diese Dimensionsverringerung vertretbar. Der duktile Werkstoff des Rohres ist diffusionsdicht, und es reicht aus, alle 6 m im Muffenbereich eine Konsole oder den entsprechenden Sattel als Auflager vorzusehen.

Für oberirdisch verlegte Gussleitungen ist zwingend ein formschlüssiges Schubsicherungssystem zu verwenden, da reibschlüssige Schubsicherungssysteme, z.  B.  TYTON SIT PLUS®, nur für den Erdeinbau die entsprechenden Sicherheiten bieten. Es ist auch unabhängig von der Länge des Trassenabschnittes grundsätzlich jede Steckmuffenverbindung zugsicher auszuführen.

Gerade die gute Handhabbarkeit, der sichere Betrieb und die leichte Montage und Demontage waren hier ausschlaggebend für den Einsatz duktiler Guss-Rohrsysteme. Durch die 6 m Baulänge lassen sich die Rohre gut transportieren und einbauen.

Einleuchtend ist, dass gegenüber geschweißten Stahlleitungen die Realisierung mittels Steckmuffenverbindung deutlich Zeit gegenüber Schweißungen und deren nachfolgend erforderlichen Korrosionsschutz einspart. Das spätere Trennen von geschweißten Stahlleitungen beim Rückbau kostet ebenfalls Zeit und ist mit spürbaren Belästigungen (Lärm, Staub, Geruch) für die Umwelt verbunden. Die demontierten Rohre sind wieder problemlos und mehrfach einsetzbar. Die Gussrohre sind robust und alle 6 m durch die Muffen gelenkig und zugfest verbunden.

Für die Richtungsänderungen im Trassenbereich und für die Düker (Überfahrbarkeit) entschied sich der Auftraggeber für geschweißte Stahlrohrabschnitte, die mittels Formstücken (F- und EU-Stücken) aus dem BLS®-Komplettprogramm mit der Rohrleitung verbunden wurden.

Baudurchführung nach Maß

Für die sichere Rohrlagerung der Interimsleitung wurden Harthölzer verwendet. Das obere Holz wurde als Sattel mit einem eingelegten Stahlblechstreifen als Gleitlager ausgebildet, damit bei etwaigen Längsausdehnungen das Sattelholz nicht kippen konnte. Unter den Hölzern wurde eine quadratische, 1 cm starke Stahlplatte zur Lastverteilung auf das Planum gelegt.

Die Leitung wurde horizontal wie vertikal genau gerade eingebaut. Das Gewicht eines Rohres DN 1000 bei Vollfüllung beträgt 4,7 t bei einer zulässigen Zugkraft der BLS®-Steckmuffen-Verbindung von 1.560 kN. Die Rohre wurden dann gemäß Herstellervorschriften mittels Kettenzuggerät montiert, die BLS®-Segmente im Rohrscheitel in die Fenster der Muffenstirn gesteckt, umlaufend verteilt und nachgerückt. Mit einer mitgelieferten Fixierschelle wurden die BLS®-Segmente zusätzlich lagemäßig gesichert.

Nach der Montage musste die Muffenverbindung zwischen der Muffenstirn des Rohres und der Schelle des Verlegegerätes mit Winden (oder Hydraulikstempeln) gereckt werden, um mögliche spätere Längsausdehnungen auf ein Minimum zu reduzieren, aber auch, um ein übermäßiges Recken des Rohrstranges bei der Druckprüfung auszuschließen.

Nach der Rohrmontage wurden die Leitungsabschnitte auf Dichtheit geprüft, wobei die Formstücke genutzt wurden, die auch für die Montage mit den Einbauten notwendig waren. Die Dichtheitsprüfung bei oberirdisch verlegten Druckleitungen hat zwei Aufgaben:

–  die endgültige Reckung der längskraftschlüssigen Verbindungen,
–  den gleichzeitigen Nachweis für Integrität und Dichtheit der Leitung.

Auf Grund der oberirdischen Verlegung sind hier die höchsten Sicherheiten für das Baupersonal und die Umgebung zu garantieren. Die späteren Betriebszustände werden unter diesen Druckprüfungsparametern liegen und somit abgesichert.

Alles optimal gelaufen

Nach Inbetriebnahme der erneuerten Druckrohrleitung DN 1200 konnte die Interimsleitung einfach demontiert und abgebaut werden.

Hinsichtlich Zeitaufwand, Handhabbarkeit, Nachhaltigkeit (Wiederverwendbarkeit, Umweltverträglichkeit) sowie Sicherheit während des Betriebs, sind duktile Guss-Rohrsysteme mit BLS®-Steckmuffen-Verbindungen die optimale Alternative für den Bau von Interimsleitungen. Das entsprechende Technische Regelwerk wird von den Berliner Wasserbetrieben erarbeitet; es enthält auch die theoretischen Grundlagen für den Planer.

Autoren:
Lutz Rau, vonRoll hydro (deutschland) gmbh & co. kg und
Jens Große, Echterhoff Bau GmbH

 

Der Beitrag wurde von der Redaktion leicht gekürzt. Den kompletten Beitrag mit diversen Abbildungen finden Sie als PDF im Downloadbereich unter Downloads Jahreshefte EADIPS FGR.