Vorlesung 7 - Kanalinstandhaltung und -sanierung Flashcards
Wie ist der allgemeine Zustand von Kanälen in Deutschland?
Öffentliche Kanäle:
- Durchmesser >= 250mm
- Betreiber: Kommune
- Zustand: ca. 20% der Gesamtlänge weisen Schäden auf
- Länge 608.052km
Grundstücksentwässerungsanlagen:
- Durchmesser: <= 200mm
- Betreiber: Grundstückseigentümer
- Zustand: ca. 70% der Anlagen weisen Schäden auf
- Länge ca. 1,1 Mio km
Welche Tätigkeiten werden im Zuge der normalen Funktionsweise eines Entwässerungssystems unternommen?
- Ein- und Ausschalten von Pumpen
- Einbau von Verschlussbalken
- Steuerung von Armaturen und Wehren
- Nutzung von Speicherbecken
- Maßnahmen in Rahmen von Stör- und Notfallplänen
- Überwachung der Abwasserbeschaffenheit
- regelmäßige Inspektion
- Schädlingsbekämpfung
- Herstellung von Anschlüssen an bestehenden Abwasserleitungen und -kanälen
- Überwachung von stillgelegten Abwasserleitungen und -kanälen
- Überwachung von stillgelegten Abwasserleitungen und -kanälen
- Überwachung von Baumaßnahmen oberhalb von oder angrenzend an Kanälen
Was müssen Betrieb und Unterhalt sicherstellen?
Betrieb und Unterhalt müssen sicherstellen, dass das Entwässerungssystem die Funktionalanforderungen erfüllt:
- lokale Reparatur oder örtliche Erneuerung von beschädigten Rohren oder anderen Bauwerken zur Aufrechterhaltung der Funktion
- Reinigung und Beseitigung von Ablagerungen, Hindernissen usw., um die hydraulische Leistungsfähigkeit wieder herzustellen
- Unterhalt von maschinellen Ausrüstungen
- Pumpem
- Drosseln
- […]
Was sind die Ziele der Inspektion des Kanals?
- Erkennen von Funktionsstörungen und baulichen Schäden
- Verminderung von Fremdwassereinleitungen und Grundwasserverunreinigungen
- Ermöglichen einer wirtschaftlichen Kanalinstandhaltung
Welche Methoden zur Inspektion des Kanals gibt es?
Optische Inspektion:
- Inneninspektion
- begehbare Kanäle -> direkte Inaugenscheinnahme
- nicht begehbare Kanäle -> TV-Inspektion
- Außeninspektion
- Aufgrabung
- Begehung der Leitungstrasse
Wie häufig wird ein Kanal inspiziert?
Häufigkeit:
z.B. gesamtes Kanalnetz: 1 mal alle 15 Jahre
Was sind die Ziele der Kanalreinigung?
- Erhaltung
- der hydraulischen Leistungsfähigkeit
- der Inspektionsmöglichkeit
- des Wertes der Kanalisation
- Vermeidung von Geruchsbelästigungen
Wovon hängt die Häufigkeit der Kanalreinigung ab?
- Art des Entwässerungsverfahrens
- Gefälle- und Abflussverhältnisse
- Abwasserzusammensetzung
- Art der Ablagerungen
- Rückstauverhältnisse
Wozu dient die Kanalreinigung?
Beseitigung von:
- Ablagerungen
- Verstopfungen
- z.B. abgelagerte Sedimente/Grobstoffe, die die Abflusskapazität vermindern
- Verkrustungen
- mineralische Anlagerungen an den Rohrwänden
- Fettablagerungen an den Rohrwänden
- Wurzeleinwuchs
Welche Ursachen können zu Ablagerungen im Kanal führen?
- Abflussschwankungen
- geringe Schleppspannungen (Gefälle)
- (gesunkener Wasserverbrauch)
Woraus setzen sich Ablagerungen im Kanal zusammen?
- mineralische und organische Stoffe
Welche Folgen haben Ablagerungen im Kanal?
- Verringerung des Abflussquerschnittes
- Zunahme der Rohrrauhigkeit
- biogene Schwefelsäurekorrosion
- Geruchsbelästigung
Welche Maßnahmen können zur Beseitigung von Ablagerungen im Kanal getroffen werden?
- kurzfristig
- Kanalreinigung
- langfristig
- Remobilisierung bei Abflussspitzen
- Trockemwetterrinne
Welche Ursachen kann ein Rattenbefall im Kanal haben?
- großes Nahrungsangebot für diese “Allesfresser” durch Speisereste
- häufig: Befall durch Wanderatten
- 3 Würfe mit ca. 8 Jungen im Jahr
- Jungtiere bereits im 3. Lebensmonat fortpflanzungsfähig (theoretisch 1000 Nachkommen pro Jahr und Rattenpaar)
Welche Gegenmaßnahmen können für einen Rattenbefall im Kanal getroffen werden?
- Nahrungsangebot reduzieren
- Auslegung von Giftködern
Welche Reinigungsverfahen gibt es?
- Hochdruckreinigung (HD-Verfahren)
- ferngesteuerte Kanalroboter
- Schwall- und Staubspülung
- Reinigung durch Stangen oder Kugeln
- manuelle Verfahren (Spitzhacke, Drucklufzkammer etc.)
- sonstige Verfahren (nur in Ausnahmefällen) u.a.:
- chemische Reinigungsverfahren
- biologische Reinigungsverfahren
- Ausgrabungen
Welche Beseitigungsmöglichkeit wird für die Beseitigung von Wurzeln verwendet?
Fräsen:
- Kettenfräse
- Kettenschleuderkopf
Was sind die Ziele der Sanierung?
- Vermeidung von Infiltration oder Exfiltration
- Reduzierung von Schäden am Kanal
- Vermeidung von Einsturzgefahr
Welche möglichen Schadensarten gibt es?
- Rohrbrüche
- Risse oder Scherbenbildung
- Chemische Angriffe oder Korrosion
- Unterspülung
- Schadhafte Anschlüsse
- Rohrverformungen
- offene und verschobene Verbindungen
Welche Strategien des Kanalbetriebs zur Sanierung eines Kanals gibt es?
- Feuerwehrstrategie:
- Störbeseitigung (Sanierung) mit Hilfe von Noteinsatzgruppen
- keine regelmäßige Inspektion und Wartung
- Präventivstrategie:
- Inspektion, Wartung und Sanierung in festen, vorgegebenen Intervallen (nicht bedarfsorientiert)
- Inspektionsstrategie:
- regelmäßige Inspektion
- Wartung und Sanierung aufgrund ausgewerteter Befunde (bedarfsorientiert)
Was sind Voraussetzungen für einen reibungslosen Kanalbetrieb?
- Vorausschauende Planung des Netzes
- Gefälle
- Zugänglichkeit und Reinigungsöffnungen, auch auf privaten Grundstücken
- ausreichendes und fachlich kompetentes Personal
- klare Zuordnung der Verantwortlichkeit
- geeignete Ausrüstung
- Kenntnisse des Systems mit seinen betrieblichen Zusammenhängen und der EInleiter
- aktuelle Dokumentation der Kanäle und Sonderbauwerke
- Aufzeichnung der Untersuchungsergebnisse aus den Vorjahren
Wie sieht der Ablauf der Zustandsbewertung bei der Kanalsanierung aus?
- Feststellung des Istzustandes (bauliche und betriebliche Aspekte, hydraulische Aspekte und umweltrelevante Aspekte)
- Vergleich mit Anforderungen (Zustandsklassifizierung)
- Zustandsbewertung (logische und/oder mathematische Verknüpfung)
- Prioritätenliste
Wie hat sich die Länge des Kanalnetzes in Deutschland in den Jahren von 1995 bis 2019 geändert?
Die Länge des Kanalnetzes hat stetig zugenommen. Besonders Regen- und Schmutzwasserkanäle haben zugenommen.
Was macht längenmäßig den größten Anteil des Kanalnetzes aus?
Mit rund 242.334km Kanalnetz, machen die Kanalnetze in Gemeinden mit < 10.000 E den größten Anteil aus.
Anmerkung: Diese Zahl wurde hochgerechnet
Wie sieht die Altersverteilung der erfassten Kanalnetzlänger aus?
ca. 33% sind 0-25 Jahre als
ca. 34% sind 26-50 Jahre alt
ca. 15% sind 51-75 Jahre als
ca. 3% sind 76-100 Jahre alt
ca. 2% sind > 100 Jahre alt
bei rund 14% ist das Alter unbekannt
Was macht den größten Materialanteil im Kanalnetz aus?
- 39,3 % unbewehrter Beton/Stahlbeton
- 30,8 % Steinzeug
- 17,7 % Kunststoff
- der Rest besteht aus Guss/Stahl, Mauerwerk, Faserzement oder sonstigem/unbekannt
Was sind die Ursachen für die Kanalsanierung aufgrund hydraulischer Anforderungen?
- fortschreitende Entwicklung im Einzugsgebiet ohne gleichzeitige Kanalnetzanpassung
- Bevölkerungszu- und abnahme
- Zunahme der Flächenversiegelung
- veränderte Randbedingungen
- z.B. Klimawandel
- veränderte Anforderungen
- z.B. Nachweis der Überflutungshäufigkeit
Welche Folgen können entstehen, wenn die Kanalsanierung aufgrund hydraulischer Anforderungen nicht erfolgt?
- Über- oder Unterbelastung des Kanalnetzes
- vermehrte Bildung von Ablagerungen oder Überflutungen von angrenzenden Flächen oder Bauten
- Überlastung von Anlagen zur Regen- oder Mischwasserbehandlung
Welche Sanierungsmöglichkeiten können bei einer Überbelastung getroffen werden?
- Vergrößerung von Haltungsquerschnitten
- Ausbau von Retentionsraum im Netz
- Abkopplung von bisher angeschlossenen Flächen
- Kanalnetzsanierung
Welche Sanierungsmöglichkeiten können bei einer Unterbelastung getroffen werden?
- Erhöhung der Fließgeschwindgkeiten durch kleinere Rohrquerschnitte oder Trockenwetterrinnen
- Rückbau nicht mehr benötigter Netzabschnitte
Welche Auswirkungen können sanierungsbedürftige Kanalsysteme haben?
- erhöhter Schadstoffeintrag in Oberflächengewässer
- z.B. durch unzureichende Regenwasserbehandlung oder unzureichende Reinigungsleistung der Kläranlage
- Schadstoffeintrag ins Grundwasser
- z.B. aufgrund baulicher Mängel
- erhöhte Geruchsemissionen
z.B. durch Faulungsprozesse in der Kanalisation - erhöhte Lärmemissionen
Ist die Bewertung von sanierungsbedürftigen Kanalsysteme einfach?
Aufgrund z.T. unbekannter Wirkungen und vielfältiger Wechselwirkungen nur schwer möglich
Was ist das Zeil der Kanalsanierung aufgrund baulicher Anforderungen?
- Behebung bzw. Reduktion vorhandener Mängel
Welche Aufwendungen werden aufgebracht bei der Kanalsanierung aufgrund baulicher Anforderungen?
- direkte Kosten (Sanierungskosten) als Entscheidungsgrundlage
- indirekte Kosten (soziale Kosten), werden i.d.R. vernachlässigt, weil schwer bewertbar
- Verkehrsbeeinträchtigung
- Lärm- und Emissionsbelastungen
- Unfallgefahren und -schäden
- Bauschäden
- Ressourcenverbrauch
Aus welchen Aspekten setzt sich die Sanierung (Sanierungsverfahren) zusammen?
Sanierung:
- Reparatur
- Renovierung
- Erneuerung
- Erneuerungen und Renovierungen sind zumeist intensive Maßnahmen, die lange Nutzungszeiten mit sich bringen
- Die Nutzungsdauer von Reparaturen ist begrenzt. Reparaturen beheben örtlich begrenzte Schäden.
- Technische Nutzungsdauer
- Erneuerung: 50 - 100 Jahre
- Renovierung: 25 - 80 Jahre
- Reparatur: 2 - 50 Jahre
Was versteht man unter einer Sanierung nach DIN EN 752-5?
Wiederherstellung oder Verbesserung
Was versteht man unter einer Reparatur nach DIN EN 752-5?
Behebung örtlich begrenzter Schäden
Was versteht man unter einer Renovierung nach DIN EN 752-5?
- Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit
- vollständige oder teilweise Renovierung unter Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz
Was versteht man unter Erneuerung nach DIN EN 752-5?
Herstellung neuer Abwasserleitungen
Nenne Beispiele für Sanierungsverfahren für die Reparatur/Renovierung/Erneuerung.
Reparatur:
- Abdichtungsverfahren
- Injektion
- Ausbesserung
Renovierung:
- Montageverfahren
- Liner (bauseitig)
- Liner (werkseitig)
- Beschichtungsverfahren
Erneuerung:
- geschlossene Bauweise
- offene Bauweise
Wie hat sich der Einsatz der jeweiligen Sanierungsverfahren in den letzten Jahren entwickelt?
- mehr Reparaturen (51,1%)
- Renovierung und Erneuerung gesunken auf ca 24%
Erkläre das Roboterverfahren bei der Reparatur
Bei diesem Verfahren wird ein Roboter in das Kanalrohr eingeführt, in dem dieser fräst, spachtelt oder auch schneidet
Erkläre die Injektion der Rohrverbindungen bei der Reparatur
In ein Kanalrohr wird ein Packer mit TV-Kamera eingeführt. Dort bläst sich der Packer auf und transportiert mittels Injektion die Bruchstücke nach “außen”
Erkläre das Verfahren des Kurzliners bei der Reparatur
Zuerst wird ein Packer mit einem Kurzliner an die Bruchstelle eingeführt. Dann bläst sich der Packer auf und expandiert somit den Kurzliner. Anschließend wird der Packer aus dem Rohr entfernt und der Kurzliner bleibt an der Bruchstelle wie ein Pflaster
Erkläre das Close-fit-Verfahren bei der Renovierung
Bei diesem Verfahren wird ein Inline von einer Trommel über Umlenkeinrichtungen im Schacht in das Kanalrohr mittels eines Zugseils gezogen. Dabei ist der Inline noch zusammengefaltet. Anschließend wird dieser aufgewertet und abgekühlt (“Close-fit”)
Was beinhalten die Vorarbeiten beim Renovierungsverfahren?
- HD-Reinigungen der Haltung, Beseitigung von Inkrustationen und Abflusshindernissen
- Außerbetriebnahme der Haltung
- Abtrennung bzw. Verschluss der Hausanschlüsse
Was beinhalten die Nacharbeiten beim Renovierungsverfahren?
- ggf. Verfüllung des Ringraumes
- Wiederherstellung der Hausanschlüsse
- Wiederherstellung des Übergangs in den Schächten
Wie funktioniert das Aufspritzverfahren?
Beim Aufspritzverfahren wird Spritzbeton auf eine Bewehrung im Rohr gespritzt und anschließend geglättet
Wie funktioniert das Berstlingverfahren?
Bei diesem Verfahren wird mittels einer Aufweithülse, an dessen Ende sich ein Messerkopf befindet in ein Kanalrohr geführt. Mit einem Zugseil wird dieser durch das alte Rohr gezogen, was dabei zertrümmert wird. Gleichzeitig wird ein Schutz- oder Medienrohr mit dem Bodenverdrängungshammer mitgezogen, was das alte Rohr ersetzt.
