Der Rat der Stadt Düsseldorf hatte bereits im Jahr 1986 vorausschauend – seinerzeit im Bundesvergleich recht frühzeitig – ein erstes Konzept zur flächendeckenden, systematischen Untersuchung des öffentlichen Kanalnetzes der Landeshauptstadt Düsseldorf auf seinen baulichen und betrieblichen Zustand, sowie zu seiner planmäßigen Sanierung / Substanzerhaltung beschlossen. Dieses Substanzerhaltungskonzept zum langfristigen Erhalt des Düsseldorfer Abwassernetzes wurde im Jahr 2011 fortgeführt und aktualisiert.
Als ein Sanierungsschwerpunkt für die folgenden Jahre wurden die vorhandenen Mauerwerkkanäle ermittelt.
Diese Profile wurden größtenteils zwischen den Jahre 1874 und 1930 hergestellt. Sie stellen auch heute noch einen Teil der Hauptschlagadern des städtischen Kanalnetzes dar, und verlaufen aus diesem Grund vornehmlich im Innenstadtbereich, häufig unter Hauptverkehrsstraßen bzw. im Gleisbereich des ÖPNV. Aus diesem Grund ist es unser Bestreben, die Substanz ins besonders dieser Kanalabschnitte langfristig zu erhalten.
Diese oft über hundert Jahre alten Mauerwerkprofile werden in Düsseldorf seit vielen Jahren in regelmäßigen Abständen gem. DWA-M 149 inspiziert und bewertet. Hierbei wurden teilweise erhebliche Auswaschungen des Fugenmaterials, jedoch größtenteils noch völlig ungeschädigte Klinkersteine vorgefunden.
Somit wurde ein Anforderungskatalog mit den Vorgaben für die Wahl eines geeigneten Sanierungsverfahren für Mauerwerkkanäle aufgestellt:
- Einordnung als Renovationsverfahren und damit eine Abschreibungsmöglichkeit der investiven Kosten
- Grabenloses Verfahren
- Keine hydraulische Verschlechterung
- Lange Nutzungs- und Abschreibungszeiträume
- Die Inspektion und Bewertung der vorhandenen Substanz muss weiterhin möglich sein und ggf. mit entsprechenden Verfahren überprüfbar bleiben
- Nach Ablauf der Nutzungsdauer muss eine weitere Renovierung möglich sein
- Ressourcen schonend
Da zum damaligen Zeitpunkt kein entsprechendes Verfahren am Markt zur Verfügung stand, wurde mit eigenen Mitarbeitern das „Düsseldorfer Verfahren“ zur haltungsweisen Mauerwerksanierung von begehbaren Profilen entwickelt.
Düsseldorfer Verfahren
Vorarbeiten zur Sanierung
- Erweiterte Zustandserfassung
Hierzu gehört der Nachweis der Standsicherheit einschließlich Wanddickenermittlung und Baugrunderkundung sowie eine statische Betrachtung auch für den statischen Zustand während der Sanierungsarbeiten.
- Überprüfung und Zuordnung der vorhandenen Anschlüsse
Zur Identifizierung der nicht mehr genutzten Anschlüsse werden alle Anschlussstutzen den entsprechenden Grundstücken bzw. Straßenabläufen zugeordnet. Nicht mehr genutzte Anschlüsse werden verschlossen.
- Planung der Abwasserhaltung
Der anfallende Trockenwetterabfluss wird über eine Abwasserhaltung innerhalb des Sanierungsabschnitts übergeleitet. Mittlere und größere Regenereignisse werden erst zurückgestaut, und ab einem Wasserstand von ca. 2/3 des Kanalquerschnitts in den Sanierungsabschnitt abgeschlagen. Die Auswirkungen auf das oberhalb liegende Kanalnetz sind zu prüfen, und entsprechend die Höhe der Abmauerung zu planen.
- Planung der Zugänglichkeit der Schachteinstiege (Verkehrsplanung)
Da, wie oben beschrieben, die zu sanierenden Haltungen in den allermeisten Fällen im Innenstadtbereich verlaufen, sind häufig umfangreiche Verkehrsführungen zu planen, und zeitlich mit anderen städtebaulichen Maßnahmen abzustimmen.
Verfahrensbeschreibung
Bei dem in Düsseldorf entwickelten und eingesetzten Verfahren werden alle Stoß- und Lagerfugen in dem zu sanierenden Bereich auf eine vorher definierte Tiefe mechanisch ausgeräumt und mittels Mörtelpumpe neu verfugt. Im Zuge dieser Arbeiten werden weiterhin evtl. vorhandene Risse verpresst sowie schadhafte Klinkersteine ersetzt. Des Weiteren werden nicht in Betrieb befindliche Anschlüsse verschlossen und geschädigte Anschlussstutzen beigearbeitet.
Ein zu sanierender Bereich umfasst in der Länge immer mindestens eine Haltung mit den dazugehörigen Schachtbauwerken, und wird somit ganzheitlich betrachtet und saniert.
Arbeitsablauf des Düsseldorfer Verfahrens
- Kanalgrundreinigung
Diese erfolgt mittels herkömmlichen Hochdruckspülverfahren mit maximal 150 bar (keine Höchstdruckreinigung).
- Trockenlegung des Sanierungsabschnitts, Einbau einer Abwasserhaltung
Hierzu wird der zu sanierende Kanalabschnitt mittels einer Abmauerung in der oberhalb liegenden Haltung trockengelegt. Der anfallende Trockenwetterabfluss, sowie die Anschlüsse innerhalb der zu sanierenden Haltung werden über eine Abwasserhaltung innerhalb des Sanierungsabschnitts übergeleitet. Bei größeren Regenereignissen wird das anfallende Abwasser über die Abmauerung abgeschlagen und der Sanierungsabschnitt geflutet. Hierzu sind ständige Wetterbeobachtungen mit den entsprechenden Warnsystemen vorzuhalten. -
- Begehung – Festlegung des Sanierungsumfangs
Im Zuge der ersten gemeinsamen Kanalbegehung (Auftraggeber / Auftragnehmer) werden neben der Fugensanierung der genaue Umfang der weiteren Arbeiten wie z.B. Rissverpressungen, Anschlusssanierungen und Erneuerung von Steighilfen in den Schachtbauwerken festgelegt.
- Ausräumen der Fugen
Hierzu werden alle Stoß- und Lagerfugen in der zu sanierenden Haltung auf eine vorher definierte Tiefe von mindestens 2,0 cm ausgeräumt. Dies geschieht ausdrücklich nicht mit Wasser- oder Sandstrahl, sondern händisch mittels Winkelschleifer (Lagerfugen) bzw. einer Fräse (Stoßfugen).
- Erneute Kanalreinigung
Auch diese erneute Kanalreinigung erfolgt mittels Hochdruckspülverfahren mit maximal 150 bar und ist insbesondere für die Entfernung des Frässtaubes aus den Fugen und der Sohle erforderlich.
- Begehung – Abnahme der ausgeräumten und gereinigten Fugen
Hierbei werden die Tiefe der ausgeräumten Fugen sowie die Vollständigkeit aller Fugen überprüft und abgenommen.
- Neuverfugung
Nun werden die Fugen mit einem kunststoffmodifizierten Mörtel (PCC-Mörtel) gemäß DIN19573 (chemischer Widerstand XWW3) verfugt. Da eine vollfüllige Verfugung zur Vermeidung späterer Schäden unbedingt erforderlich ist, muss diese in jedem Fall maschinell mittels Mörtelpumpe erfolgen, eine händische Verfugung mittels Fugeisen ist nicht zulässig.
- Durchführung weiterer Arbeiten
In einem weiteren Schritt werden die im Zuge der ersten Begehung festgelegten weiteren Arbeiten durchgeführt. Statische Längs- und Querrisse werden über Packer mit Zementsuspension verpresst. Ausgebrochene und geschädigte Anschlussstutzen werden händisch mit Mörtel fachgerecht neu angeschlossen. Weiterhin sind geschädigte oder korrodierte Einstieghilfen in Schachtbauwerken zu erneuern.
- Begehung - Abnahme
In einer letzten Kanalbegehung werden alle ausgeführten Arbeiten abgenommen. Zur Überprüfung der vollfülligen Verfugung werden stichprobenartig Bohrkerne gezogen.
Nachweis Investives Verfahren / Nutzungs- bzw. Abschreibungszeitraum
Im DWA-M 143-1 werden die Begriffe Reparatur und Renovierung aus der DIN EN 752-5 zitiert und folgendermaßen definiert:
Renovierung: „Maßnahmen zur Verbesserung der aktuellen Funktionsfähigkeit von Abwasserleitungen und –kanälen unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz“
Reparatur: „Maßnahmen zur Behebung örtlich begrenzter Schäden.“
Bei dem Düsseldorfer Verfahren werden nicht nur örtlich begrenzte Schäden saniert (dies wären Verfahren von jeweils maximal wenigen Metern Länge), sondern immer in haltungsweisen Bereichen. Hier werden dann in dem festgelegten Querschnitt alle, auch die nicht geschädigten Fugen, saniert.
Da unter Einbeziehung der ursprünglichen Substanz (Kanalklinker) die aktuelle Funktionsfähigkeit (Standsicherheit, Dichtigkeit) verbessert bzw. verlängert wird, handelt es sich eindeutig um ein Renovierungsverfahren. Der Begriff „Abwasserleitungen und –kanäle“ bezeichnet immer eine „größere Einheit“ (Mindestens eine Haltung), daher wird dieser Begriff bei der Definition der Reparatur auch ausdrücklich nicht erwähnt.
In der DIN EN 15885 „Klassifizierung und Eigenschaften von Techniken für die Renovierung und Reparatur von Abwasserkanälen und –leitungen“ erfolgt unter Punkt 5 die Klassifizierung der Renovierungstechniken. Unter Punkt 5.8 „Rohrsegment-Lining“ wird ausdrücklich die Möglichkeit einer, den Rohrumfang nur teilweise abdeckenden Renovierung beschrieben. Auch unter Punkt 5.9 „Lining mit Beschichtungsverfahren“ wird in Tabelle 8 die Möglichkeit einer Teilbeschichtung aufgeführt.
Somit kann abschließend festgestellt werden, dass bei dem in Düsseldorf entwickelten Verfahren zur Sanierung von begehbaren Mauerwerkkanälen die ganzheitliche Betrachtung einer gesamten Haltung erfolgt, und es sich somit um ein Renovationsverfahren handelt.
Die technische Nutzungsdauer wie auch der Abschreibungszeitraum wurden aus diesen Gründen mit einer Dauer von 80 Jahren festgelegt.
Die Einordnung als Renovationsverfahren, wie auch die Länge der Nutzungsdauer, wurden durch ein Ingenieur-technisches Gutachten im September 2015 bestätigt.
Fazit / Ausblick
Seit 2015 wurden somit ca. 7,2 km Mauerwerkkanal mit dem Düsseldorfer Verfahren saniert. Die Investitionskosten hierfür lagen bei ca. 9,1 Mio. EUR. Weiterhin konnten alle Vorgaben gemäß dem Anforderungskatalog umgesetzt werden und somit ein erster Anteil der Schlagadern des Düsseldorfer Kanalnetzes langfristig erhalten werden. Auch konnten auf Grund der grabenlosen Bauweise die Einschränkungen auf die weitere Düsseldorfer Infrastruktur weitestgehend geringgehalten werden.
Für die nächsten Jahre sind bereits weitere Sanierungsmaßnahmen von ca. 1,0 – 2,0 km / Jahr geplant, um so sukzessive alle gemauerten Profile des Düsseldorfer Kanalnetzes langfristig zu erhalten.
