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Auch
Kanalrohre, wie z. B. unterirdisch verlegte Abwasserrohre, unterirdische
Kanäle
u. dgl. unterliegen einem Alterungsprozeß und die Praxis hat gezeigt,
dass nach einigen Jahrzehnten eine Schwächung z. B. eines erdverlegten
Kanalrohres eintritt, selbst wenn dieses aus Beton oder dgl. hergestellt ist.
Bei einer derartigen Schwächung
droht die Undichtigkeit eines derartigen Kanalrohres und im schlimmsten
Falle besteht sogar Einsturzgefahr. Rein beispielhaft werden die
Problemstellung und die Erfindung anhand der Sanierung eines erdverlegten Kanalrohres
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf erdverlegte Kanalrohre
eingeschränkt
ist, sondern betrifft auch Tunnel, oberirdische Kanalrohre u. dgl.,
wobei vereinfachend und stellvertretend für diese anderen Bauwerke nachfolgend
stets nur von einem „Kanalrohr" die Rede ist.
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Die
Neuverlegung eines Kanalrohres neben dem renovierungsbedürftigen
ist zum einen sehr kostenaufwendig und zum anderen häufig aus
mangelndem Platz nicht möglich.
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Die
Verlegung eines komplett neuen Kanalrohres, welches obere, seitliche
und untere neue Kanalwandungen bilden würde, innerhalb eines bereits erdverlegten,
renovierungsbedürftigen
Kanalrohres ist ungünstig,
da hierdurch eine zu starke Einengung des nutzbaren freien Querschnitts
bewirkt wird und die erforderlichen Mengen des abzuführenden
Mediums, z. B. Abwasser, nicht mehr bewältigt werden können.
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Aus
dem Sonderdruck aus DE-Z „Wasser, Luft
und Betrieb", 1959,
mit dem Titel „Neue
Bauweisen für
Abwasserkanäle
(I. Teil)" ist eine
gattungsgemäße Vorrichtung
zur Auskleidung eines Abwasserkanals bekannt, die aus großen Steinzeug-Platten besteht,
wobei ein an den Kanalquerschnitt angepasstes Profil aus insgesamt
zwölf derartigen
Platten gebildet und durch die Auskleidung ein in sich geschlossener
Kanal innerhalb der Außenwandung
des Kanalrohres geschaffen wird. Vorschläge für eine Kanalsanierung sind
dieser Druckschrift nicht entnehmbar.
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Aus
der GB-Z „ENR", Mai 1981, S. 18
ist ein umfangsmäßig in sechs
Segmente unterteiltes, zusammengefaltetes Rohr bekannt, welches
im Rahmen einer Kanalsanierung als Auskleidung in ein beschädigtes Kanalrohr
eingeführt
und dann zu seinem kreisrunden Rohrquerschnitt aufgespreizt wird.
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Aus
der
EP 475 769 A1 ist
es bekannt, ein Kanalrohr mit ovalem oder eiförmigem Querschnitt mit einer
zweiteiligen Auskleidung aus halbsteifem UPVC-Material zu sanieren.
Dabei deckt ein erstes, rinnenförmiges
Teil den Boden sowie Teile der Seitenwandungen des Kanalrohrs ab,
und der zweite, bogenförmige
Teil verläuft
um nahezu den gesamten Innenumfang des Kanalrohres. So wird insgesamt ein
in sich geschlossener neuer Kanal innerhalb des bestehenden Kanalrohres
geschaffen.
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Aus
der
EP 376 916 A1 ist
es bekannt, in ein bestehendes Kanalrohr zur Sanierung ein Profil
aus mehreren Fertigteilstücken
einzusetzen. Dabei wird ein in sich geschlossener neuer Kanal innerhalb
des bestehenden Kanalrohres geschaffen.
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Aus
der
DD 248 835 A1 ist
es bekannt, innerhalb eines Kanals verlegte, defekte Rohrleitungen durch
neue Rohrleitungen zu ersetzen. Der frei Kanalquerschnitt wird dabei
nur zu einem geringen Anteil zum Führen von Medien genutzt, da
diese ausschließlich
in den Rohrleitungen geführt
werden und mit den Kanalwandungen nicht in Berührung kommen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auskleidung eines vorhandenen
Kanalrohres auf möglichst
kostengünstige
Art und Weise zu schaffen, wobei die Reduzierung des ursprünglichen Querschnittes
des Kanalrohres möglichst
gering sein soll, und wobei ein Einstürzen des renovierten Kanalrohres
sicher verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Die
Erfindung schlägt
mit anderen Worten vor, dass zwei oder mehr Winkelelemente an zwei gegenüberliegenden
Seitenwandungen des Kanals aufgestellt werden, so dass sich die
Stirnseiten der Winkelelemente entweder direkt berühren oder
unter Zwischenschaltung eines zusätzlichen Verbindelementes aneinander
anliegen. Dabei fügen
sich diese Winkelelemente im wesentlichen der Querschnittsform des
Kanals an, so dass zwischen der Wandung des ursprünglichen
Kanals und der Rückseite
der Winkelelemente lediglich ein schmaler Zwischenraum verbleibt,
wobei dieser Zwischenraum je nach örtlichen Bedingungen sehr schmal
oder etwas breiter ausgestaltet sein kann.
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So
wird unter ökonomisch
vorteilhafter Beibehaltung des häufig
lediglich geringfügig
oder sogar gar nicht beschädigten
Kanalbodens eine Art „Innenhaube", bestehend aus Seitenwänden und
Dach, unter Beibehaltung eines möglichst
großen
freien Innenquerschnitts des Kanals geschaffen. Je besser neue Wandungselemente
an den ursprünglichen
freien Kanalquerschnitt angepaßt
sind und dementsprechend einen möglichst
großen
frei durchströmbaren Kanalquerschnitt
belassen, desto problematischer ist deren Einbringen in den vorhandenen
Kanal, dessen alte Wandungen möglicherweise
verformt sind. Die Aufteilung der „Innenhaube", die einen insgesamt
U- oder Ω-förmigen Querschnitt
aufweist, in Winkelelemente erleichtert deren Einbringung in den
zu sanierenden Kanal und deren Montage dort. Die Winkelelemente
können
diesbezüglich
vorteilhaft noch weiter verkleinert werden, wenn sie nicht unmittelbar,
sondern mittelbar unter Zwischenschaltung eines Zwischenstücks aneinander
stoßen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigen die rein schemätischen
Zeichnungen in
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1 einen
Querschnitt durch einen Kanal mitsamt der vorgeschlagenen Auskleidung,
wobei zwei Detailansichten in größerem Maßstab die
Fußpunkte
und den Stoßpunkt
der Stirnkanten der Winkelelemente zeigen,
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2 einen
Querschnitt durch ein Winkelelement in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab,
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3 einen
Querschnitt durch ein Führungselement
in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab, und
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4 einen
Längsschnitt
durch die Nut- und Federverbindung zweier in Kanallängsrichtung
aneinandergrenzender Winkelelemente.
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Bezugnehmend
auf 1 ist mit 1 der Kanal gekennzeichnet,
dessen alte Kanalwandungen mit 2 bezeichnet sind. Der Boden
des ursprünglichen
Kanals kann aus z. B. einer Schicht Flachklinker oder einem Hartbetonestrich 3 bestehen.
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Um
diesen Kanal 1 auszukleiden, werden im wesentlichen zwei
Winkelelemente 4, 5 den seitlichen und oberen
Kanalwandungen 2 benachbart in den Kanal 1 eingesetzt,
wobei sich die Winkelelemente 4, 5 über ihre
benachbarten Stirnseiten aneinander abstützen.
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Dabei
ist es möglich,
dass sich die Winkelelemente 4, 5 an ihrem Stoßpunkt,
also mit den jeweiligen stirnseitigen Enden nicht unmittelbar berühren, sondern
dass hier noch ein Zwischenstück
eingesetzt ist. Alternativ oder ergänzend zu dem Zwischenstück kann
zwischen den Stirnseiten der Winkelelemente 4, 5 eine
Zwischenmasse vorgesehen sein, die eine optimale Anpassung an die
Stirnseiten ermöglicht
und die z. B. als in 1 dargestellte Klebefuge 6 z.
B. aus Epoxidharz ausgestaltet sein kann. Durch das Epoxidharz wird
eine kraftschlüssige
Verbindung der Stirnseiten der beiden Winkelelemente 4, 5 ermöglicht.
Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, erweitert
sich bei diesem Ausführungsbeispiel
die Fuge zum Kanalinneren, so daß das Fugenmaterial problemlos
in die Klebefuge 6 eingebracht werden kann.
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Die
Winkelelemente 4, 5 bestehen aus einem Polymer-Beton,
der gegenüber
herkömmlichem Beton
eine bessere hydraulische Fließeigenschaft besitzt.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 stehen
die Winkelelemente 4, 5 an ihren Fußpunkten nicht
unmittelbar auf dem ursprünglichen
Boden des Kanals 1 auf, sondern sie stehen auf zwei Führungselementen 7, 8 auf,
die in diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls aus Polymer-Beton bestehen.
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Ein
entsprechendes Führungselement
ist in 3 ersichtlich und das Führungselement 7 weist eine
angeraute Unterseite 9 auf und eine Auflagefläche 10,
die in einen in etwa geraden Bereich 11 und einen angeschrägten Bereich 12 untergliedert
ist.
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Auf
diese Auflagefläche 10 stützt sich
das Winkelelement 4, 5 ab und ein entsprechendes
Winkelelement ist in 2 in einem gegenüber 1 größeren Maßstab dargestellt,
wobei der Fuß 14 des Winkelelementes
eine ebenfalls angeschrägte
Fläche 15 aufweist.
Durch diese Ausbildung des Führungselementes
und des jeweils dazu passenden Winkelelementes wird eine Lastverteilung
erreicht, so dass ein Wegrutschen der Winkelelemente in ihrem unteren
Bereich und ins Innere des Kanal- bzw. Rohrquerschnitts vermieden
wird.
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Bevor
die Winkelelemente 4, 5 aufgestellt werden, müssen zunächst die
Führungselemente 7, 8 verlegt
werden. Diese Führungselemente 7, 8 werden
nicht auf die Oberfläche
des ursprünglichen
Bodens aufgesetzt, sondern es wird zunächst ein be stimmter Bereich
der ursprünglichen
Oberfläche
des Kanals abgetragen, in dem die Führungselemente angeordnet werden
sollen, in diesem Ausführungsbeispiel
der Flachklinker bzw. der Hartbetonestrich 3 des ursprünglichen
Kanals.
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Anschließend können die
Führungselemente 7, 8 in
diesem abgetragenen Bereich aufgesetzt werden. Um eine erforderliche
Stabilität
der aufgesetzten Führungselemente 7, 8 zu
erreichen, werden in diesem Ausführungsbeispiel
Schubdorne 16 in Bohrungen eingesetzt, wobei diese Bohrungen
durch die Führungselemente
bis in den Untergrund des ursprünglichen
Kanals, d. h. z. B. in den Kernbeton hineinragen. Durch dieses Einlassen
der Schubdorne, die aus V4A-Stahl bestehen können, wird also eine Querbewegung
der Führungselemente
zum Untergrund verhindert.
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Zusätzlich können die
Führungselemente 7, 8 Nivellierungselemente
aufweisen, um eine lagegenaue Ausrichtung dieser Führungselemente 7, 8 zu erreichen.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Führungselemente
mit Bohrungen (nicht dargestellt) versehen, die von der Oberseite
bis zur Unterseite der Führungselemente
ragen, und die Bohrungen sind mit Gewinden versehen, in die Stahlschrauben eingeschraubt
werden können.
Diese Stahlschrauben können
in das Gewinde eingedreht werden, so dass deren Unterseite bis zur
Unterseite der Führungselemente
ragt. Bei einem weiteren Eindrehen der Schrauben gerät die untere
Schraubenspitze auf den Untergrund des Kanals und bei einem noch
weiteren Eindrehen der Schrauben erfolgt ein Anheben des Führungselementes,
so dass bei der Verwendung von mehreren derartiger Schrauben eine
Justierung der Höhenlage
der Führungselemente
möglich
ist.
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Nach
dem Abtragen der ursprünglichen
Sohle des Kanals im Bereich der einzusetzenden Führungselemente 7, 8 und
nach einem Fixieren derselben mitsamt der Schubdorne 16 und
einer eventuellen Nivellierung können
die Winkelelemente 4, 5 aufgestellt werden. Anschließend kann
eine Hinterfüllung 17 des
Hohlrau mes zwischen der Außenseite der
Winkelelemente 4, 5 und dem ursprünglichen
Kanal eingebracht werden, z. B. in Form von Dämmbeton, der hydraulisch abbindbar
ist oder von einem anderen geeigneten Hinterfüllmittel.
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Zur
zusätzlichen
Befestigung der Führungselemente
sind diese in vorteilhafter Weise noch zu vergießen mit einem Vergussmörtel 18 oder
einem anderen geeigneten Material. Zugunsten einer Abdichtung bzw.
auch einer kraftschlüssigen
Verbindung kann zwischen Winkelelement 4, 5 und
Führungselement 7, 8 eine
Klebefuge 19 vorgesehen werden, z. B. aus Epoxidharz oder
einem anderen geeigneten Material.
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Zugunsten
einer guten Abdichtung der Winkelelemente untereinander sind die
Winkelelemente an den in Längsrichtung
des Kanals gesehen vorderen und hinteren Stirnkanten mit einer Nut-
und Federverbindung ausgestattet, wie aus 4 ersichtlich
ist, d. h. die eine Seite eines Winkelelementes ist mit einer Feder 20 ausgestattet
und das seitlich daran angrenzende Winkelelement ist mit einer Ausnehmung 21 ausgestattet,
so dass die Nut bei in Kanallängsrichtung
hintereinander montierten Winkelelementen in die Feder des benachbarten
Winkelelementes eingreift. Zusätzlich
kann hier eine Abdichtung z. B. durch einen Kleber erfolgen.
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Die
vorgeschlagene Vorrichtung und Art der Montage dieser Vorrichtung
bietet den Vorteil, dass ein Kanal mit maroden Kanalwandungen derart
ausgekleidet werden kann, dass nur eine geringstmögliche Reduzierung
des ursprünglichen
Querschnittes erfolgt und zudem eine Auskleidung gewählt wird,
die statisch tragfähig
ist, da sich die Winkelelemente gegeneinander abstützen und
ein Einstürzen
der Auskleidung bzw. der Winkelelemente nicht zu befürchten ist.
Durch das Abstützen
der Winkelelemente 4, 5 an den Führungselementen
wird auch im unteren Bereich der Winkelelemente eine stabile und
verrutschsichere Konstruktion ermöglicht, da die Führungselemente
verhindern, dass die Winkelelemente 4, 5 nach
innen rutschen können,
und da sich die die Winkelelemente 4, 5 nach außen gegen
die alten Kanalwandungen 2 bzw. gegen die Hinterfüllung 17 abstützen.
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Die
in 2 ersichtlichen, zum Innenraum gewandten Anker
dem Winkelelement 4 dienen dem Einschrauben einer Montagehilfe,
genauso wie der im oberen Bereich des Winkelelementes angeordnete
Anker 24.
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Selbstverständlich können die
Winkelelemente abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auch eine andere Form aufweisen, insbesondere in Abhängigkeit
von dem Querschnitt des zu sanierenden Kanals, d. h. sie können z.
B. auch eine rundliche Form aufweisen. Anstatt zwei Winkelelemente
zu verwenden, ist es z. B. auch möglich, drei oder mehr sich
aneinander abstützende
Winkelelemente zu verwenden, die auch als Sanierungs-Wandelemente
bezeichnet werden können.