Schnelle und sichere Schachtsanierung

Das Rehau Schacht-in-Schacht-Verfahren geht einen anderen Weg: Ein statisch selbsttragender Kunststoffschacht wird in das bestehende Bauwerk integriert und übernimmt dauerhaft Trag- und Dichtfunktion. Anhand zweier Projekte – einer Schachtsanierung unter erheblichem Zeitdruck an der A 14 bei Grimma sowie einer komplexen statischen Modernisierung in Rahden – zeigt der Beitrag die technischen Grundlagen, baupraktischen Anforderungen und Leistungsfähigkeit des Verfahrens unter anspruchsvollen Randbedingungen.

Sanierung unter engen Rahmenbedingungen

Kanalschächte sind über ihre gesamte Lebensdauer verschiedenen mechanischen und chemischen Belastungen ausgesetzt. In Abwassersystemen entstehen unter anaeroben Bedingungen Gase wie Schwefelwasserstoff, aus denen sich in der Kanalatmosphäre aggressive Säuren bilden können. Diese führen zu biogener Schwefelsäurekorrosion, die Beton und ungeschützten Stahl angreift und die Standsicherheit sowie Dichtheit von Schachtbauwerken massiv beeinträchtigen kann.

Neben chemischen Einwirkungen wirken über Jahrzehnte hinweg Verkehrslasten auf die Bauwerke. Durch die starre Konstruktion traditioneller Betonschächte werden diese Lasten direkt in die Bauteile eingeleitet. In Kombination mit biogener Schwefelsäurekorrosion entstehen so häufig massive Schäden.

Die Folgen beschädigter Schächte sind vielfältig: Fremdwasser kann in die Bauwerke eindringen, die hydraulische Belastung von Kläranlagen erhöhen und führt zu steigenden Betriebs- und Energiekosten infolge der zusätzlichen Wassermengen. Gleichzeitig besteht bei undichten Schächten die Gefahr der Exfiltration von Abwasser in Boden und Grundwasser. Zudem können absackende Schachtabdeckungen die Verkehrssicherheit beeinträchtigen.

Bei der Sanierung stehen Planer und Betreiber häufig vor der Wahl zwischen einem vollständigen Ersatzneubau und verschiedenen Sanierungsverfahren. Ein Neubau ist zwar technisch möglich, geht jedoch mit erheblichem baulichem Aufwand und großen Eingriffen in die Oberfläche einher. Beschichtungsverfahren sind häufig nicht dauerhaft und setzen gleichzeitig einen tragfähigen, sauber vorbereiteten Untergrund sowie geeignete Witterungsbedingungen voraus – Voraussetzungen, die bei stark korrodierten und undichten Schächten in der Praxis oft nur eingeschränkt gegeben sind.

Gerade in innerörtlichen Lagen mit beengten Platzverhältnissen, hoher Verkehrsdichte oder kritischen Infrastrukturanschlüssen sind daher Lösungen gefragt, die eine schnelle und zugleich dauerhaft belastbare Modernisierung ermöglichen.

Prinzip des Schacht-in-Schacht-Verfahrens

Das Rehau Schacht-in-Schacht-Verfahren basiert auf einem konstruktiven Ansatz: In den bestehenden, häufig korrodierten Betonschacht wird ein neuer Schacht aus Polypropylen mit geringerer Nennweite integriert. Der vorhandene Schacht verbleibt im Boden und dient als äußere Struktur beziehungsweise verlorene Schalung.

Der neu eingesetzte PP-Schacht stellt so die Tragfähigkeit und Dichtheit des Bauwerks wieder her. Aufgrund des Materials Polypropylen besteht keine Angriffsfläche für biogene Schwefelsäurekorrosion. Zudem ist es unempfindlich gegenüber Wurzeleinwuchs und anstehendem Grundwasser.

Voraussetzung für eine passgenaue Integration ist eine präzise Vermessung des Bestandsbauwerks. Dazu wird der Schacht mittels hochauflösendem Laserscan vollständig erfasst. Die Messung erfolgt mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich und liefert eine dreidimensionale Punktwolke sowie Fotodokumentationen des Bauwerks. Auf dieser Grundlage können Dimensionen, Anschlussleitungen, Gefälle und weitere geometrische Parameter ausgewertet und ein individuell angepasster PP-Schacht geplant werden.

Der Einbau erfolgt anschließend in mehreren Arbeitsschritten. Zunächst wird der Schachtkonus freigelegt und das vorhandene Gerinne so vorbereitet, dass der neue Schachtboden sohlgleich zu den bestehenden Rohrleitungen eingebaut werden kann. Der vorgefertigte Schachtboden wird in den Altschacht eingebracht und mittels Absperrblasen ausgerichtet. Anschließend wird der Ringspalt zwischen Alt- und Neuschacht mit Vergussmörtel verfüllt. Nach dem Abbinden des Materials können die Kanalleitungen wieder geöffnet werden. Danach werden Schachtringe und Konus aufgesetzt, der restliche Ringspalt verfüllt und abschließend Abdeckung und Straßenoberfläche wiederhergestellt.

Das Ergebnis ist ein neuer, dichter und statisch belastbarer Schacht. Je nach Ausführung kann der modernisierte Schacht Verkehrslasten bis zur Belastungsklasse SLW 60 aufnehmen und eine Lebensdauer von bis zu 100 Jahren erreichen.

Praxisbeispiel Grimma

Ein Beispiel für die Anwendung des Verfahrens unter zeitkritischen Randbedingungen ist die Modernisierung eines Abwasserpumpwerks an einer Autobahnraststätte an der A14 bei Grimma.

Die Anlage stellte einen zentralen Knotenpunkt der lokalen Entwässerungsinfrastruktur dar: An das Pumpwerk waren zwei stark frequentierte Autobahnraststätten sowie eine Ortsentwässerung angeschlossen. Aufgrund des sanierungsbedürftigen Zustands des Bauwerks bestand dringender Handlungsbedarf, gleichzeitig musste die Betriebsunterbrechung jedoch so kurz wie möglich gehalten werden.

Das bestehende Abwasserpumpwerk besaß einen Durchmesser von DN 2000 und eine Einbautiefe von rund 5,6 Metern. In unmittelbarer Nähe befand sich zudem ein Pumpenvorschacht DN 1000, der infolge biogener Schwefelsäurekorrosion (BSK) ebenfalls geschädigt war. Dieser diente zunächst als Vorlagenbehälter für die provisorische Wasserhaltung und wurde anschließend – nach Abschluss der Modernisierung des Hauptpumpenschachts – im geschlossenen Graben durch einen kleineren Schacht DN 800 ebenfalls modernisiert.

Für den bestehenden Pumpenschacht DN 2000 wurde aufgrund der baulichen Gegebenheiten und des aktuellen Zustands eines PP-Schacht DN 1600 ausgewählt und durch ein Fachunternehmen eingebaut.

Grundlage der Planung war eine präzise 3D-Vermessung der vorhandenen Bauwerke, um passgenaue PP-Duplikate fertigen zu können. Der neue Pumpenschacht wurde entsprechend den Anforderungen des Bauherrn und des Anlagenbauers vollständig werkseitig vorkonfektioniert – einschließlich Rohrstutzen, Voute, Traversen, Einstiegsleiter sowie Aufnahmen für Pumpenfußkrümmer und Druckleitungen, etc.

Trotz schwieriger Witterungsverhältnisse konnte die Modernisierung einschließlich der Installation der Anlagentechnik in weniger als drei Arbeitstagen abgeschlossen werden. Der Tiefbaueingriff beschränkte sich beim Pumpenschacht auf den Bereich der Betonabdeckplatte sowie dem Freilegen der Druckleitung. Beim Pumpenvorschacht war lediglich das Heben des Schachtkonus erforderlich, was zu einer deutlichen Reduzierung der Bauzeit führte.

Praxisbeispiel Rahden

Ein anderes Einsatzszenario zeigt die Sanierung eines Schachts im Mischwasserpumpwerk „Baronia“ der Stadt Rahden. Der vorhandene Betonschacht besaß einen Innendurchmesser von etwa 2 Meter und eine Tiefe von rund 5 Meter. Das Bauwerk bildete den Startpunkt einer Abwasserdruckrohrleitung zur örtlichen Kläranlage und beherbergte die Förderpumpen zur Abwasserbeförderung.

Im Laufe der Betriebszeit kam es zu erheblichen Schäden an der Betonstruktur. Untersuchungen zeigten, dass hohe Sulfat- und Chloridgehalte im Abwasser tief in den Beton eingedrungen waren und die Konstruktion nachhaltig geschädigt hatten. Eine konventionelle Betonsanierung erschien daher nicht dauerhaft geeignet, da eine erneute Schädigung neu aufgebrachter Betonersatzstoffe nicht ausgeschlossen werden konnte und auch die statische Sicherheit nicht mehr zuverlässig gewährleistet war.

Ein vollständiger Ersatzneubau des Schachts wurde ebenfalls verworfen. Aufgrund der großen Einbautiefe und des hohen Grundwasserstands hätte dies umfangreiche Tiefbauarbeiten und entsprechend hohe Kosten verursacht.

Vor diesem Hintergrund entschieden sich Auftraggeber, Ingenieurbüro und Hersteller gemeinsam für eine Schacht-in-Schacht-Lösung. In den bestehenden Betonschacht DN 2000 wurde ein statisch selbsttragender PP-Schacht DN 1800 integriert. Der eingesetzte Schacht besaß eine Höhe von 5634 Millimeter und verfügt über einen Schachtboden mit Voute sowie ein Zwischenpodest mit einem GFK-Gitterrost.

Der Einbau des neuen Schachts erfolgte innerhalb nur eines Tages. Durch die Integration des korrosionsbeständigen PP-Schachts wurde unabhängig vom Zustand des Altschachts ein tragfähiges und dichtes Bauwerk errichtet.

Fazit

Die beiden Projekte zeigen unterschiedliche Einsatzbereiche des Schacht-in-Schacht-Verfahrens. Während in Grimma vor allem die kurze Bauzeit und die geringe Betriebsunterbrechung entscheidend waren, stand in Rahden die konstruktive Lösung statischer und chemischer Schäden im Vordergrund.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für Situationen, in denen ein vollständiger Ersatzneubau nur mit großem baulichem Aufwand verbunden wäre oder konventionelle Sanierungsverfahren aufgrund der Schadenssituation an ihre Grenzen stoßen. Durch die Integration eines statisch selbsttragenden PP-Schachts kann die Trag- und Dichtfunktion des Bauwerks unabhängig vom Zustand des bestehenden Betonschachts sichergestellt werden.

Damit bietet das Schacht-in-Schacht-Verfahren eine effiziente Möglichkeit, beschädigte Kanalschächte unter komplexen Randbedingungen schnell, sicher und dauerhaft zu modernisieren.

Rehau Water Technologies
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