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Die Erfindung betriftt die Behandlung von unterirdisch gelegten Abwasserrohren,
bei der die bekannte Technik, einen flexiblen Auskleidungsschlauch auf links zu
drehen und in die Rohrleitung oder den Kanal einzuführen, verwendet wird. Die
Technik wird jedoch in Kombination mit einer Technik verwendet, bei der der
Durchmesser des Abwasserrohres vergrößert wird, um ein Abwasserrohr mit
einem verbesserten Umweltschutzeffekt bereitzustellen.
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Es hat sich herausgestellt, daß existierende, unterirdisch verlegte Abwasserrohre,
von denen viele über viele Jahre hinweg in Gebrauch gewesen sind, eine
unzufriedenstellende Kapazität aufweisen, um bestimmten Betriebsbedingungen
gerecht zu werden. Beispielsweise kann ein Abwasserrohr eine unzureichende
Kapazität aufweisen, um bei Überflutungen ausreichend zu sein, und ein solches
Problem kann erfindungsgemaß auf einfache und effektive Weise gelöst werden,
indem der Durchmesser der Rohrleitung oder des Kanals geringfügig vergrößert
wird.
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Es ist so, daß im Vereinigte Königreich von Großbritannien die öffentlichen
Gelder, die im Land für Abwassersysteme vorgesehen sind, zum Großteil
Projekten zugeordnet sind, deren Aufgabe es ist, Überflutungsbedingungen zu
mildern, und nur ein relativ kleiner Anteil ist für die Reparatur und Erneuerung
von existierenden Abwasserleitungen vorgesehen, obwohl tatsächlich ein großer
Bedarf für Reparaturen und Erneuerung besteht.
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Ein bekanntes Verfahren ist in der US-Patentschrift Nr. 4,064,211 beschrieben,
bei dem sich die Erneuerung und Reparatur bereits existierender
Abwasserleitungen als extrem effektiv erfolgreich herausgestellt hat und es umfaßt
den Verfahrensschritt, ein flexibles Auskleidungsmaterial umzustülpen und in
Längsrichtung in ein Abwasserrohr einzuführen. Das Auskleidungsmaterial
(Futter) besteht aus aufsaugendem Filz und wird mit einem aushärtbaren
synthetischen Harz imprägniert. Nachdem das auf links gedrehte Futter
umgestülpt und in Position gebracht worden ist, wird es durch einen
Flüssigkeitsdruck gegen die innere Oberfläche des Abwasserrohrs gehalten, bis
das Harz aushärtet, so daß das Futter zu einer freistehenden Leitungsauskleidung
wird, die die Oberfläche des Abwasserrohres bekleidet. Es ist weiterhin aus der
amerikanischen Patentschfift US-A4,758,115 bekannt, hinter einem
Arbeitselement, das eine Bohfung für eine neue Rohrleitung bildet, durch
Umstülpen eine Auskleidung einzuführen, die eine wehobene Hülle aufweist, die
mit einem Harz imprägniert wird. Aus der amerikanischen Patentschrift US-A-
3,422,63 1 ist eine Auskleidung bekannt, die unmittelbar hinter einem
Antriebskopf, der eine Bohrung für ein neues Rohr bildet, durch Umstülpen
geführt wird.
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Es ist auch bekannt, die Größe von unterirdisch verlegten Abwasserrohren zu
vergrößern, indem Formwerkzeuge, Bohrer oder Schälwerkzeuge verwendet
werden, wie beispielsweise bekannt aus US-Patentschrift Nr. 4,738,565 und der
europäischen Patentanrneldung Nr. 0 146 331 und in dergestalt vergrößerte Rohre
entsprechende Rohre oder Rohrauskleidungen unmittelbar hinter dem Expander
einuuziehen. Diese Technik umfäßt jedoch den Schritt, einen Kanal zu schaffen,
der im Durchmesser größer ist als das einzuführende Rohr. Da das Rohr in seine
endgültige Lage in den Kanal gezogen wird, sind wegen der Reibung
Schwierigkeiten zu vergegenwärtigen und auf jeden Fall wird nach dem
Installationsvorgang zwischen dem geschaffenen Kanal und dem eingeführten
Rohr ein Spalt verbleiben, der mit einem Mörtelmaterial oder ähnlichem verfüllt
werden muß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zu
schaffen, mit dem auf einfache und effektive Weise Abwasserrohfe unter
Umweltgesichtspunkten verbessert werden können, indem existierende Techniken
verwendet und kombiniert werden.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, wie es in Anspruch 1
definiert ist, bei dem der Durchmesser eines unterirdisch verlegten
Abwasserrohres vergrößert wird, und es daher geeigneter wird, um eine Flutwelle
aufzunehmen.
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a) Fahren einer Spreizvorrichtung durch die unterirdisch verlegte, von
Erdreich umgebene Rohrleitung und Aushöhlen der unterirdischen
Rohrleitung, um einen Kanal von größerem Durchmesser zu
schaffen.
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b) Umstülpendes Einführen eines flexiblen, absorbierenden
Schlauches, der mit einem aushärtbaren synthetischen Harz
imprägniert ist, in den Kanal unmittelbar hinter der
Spreizvorrichtung (Expander) mittels Fluiddruck und Aufblasen des
Schlauches mit Fluiddruck, um ein neues Rohr mit vergrößertem
Durchmesser zu schaffen; und
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Wenn eine existierende Rohrleitung durch eine hydraulische Spreizvorrichtung
oder eine Stoß-Spreizvorrichtung erweitert wird, besteht der Vorteil des
unmittelbaren Folgens der Spreizmittel darin, daß Bruchstücke der Rohrleitung,
die von dem Erweiterungsvorgang herrühren, durch den umgestülpten Schlauch
an Ort und Stelle gehalten werden und der Auskleidungsvorgang einfach
durchgeführt werden kann, so daß die Bruchstücke der Rohrleitung nicht auf den
Grund des vergrößerten Kanals fallen können. Eine neue vergrößerte Rohrleitung
wird unmittelbar gebildet, wodurch die Abwasserleitung in die Lage versetzt
wird, mehr Wasser zu transportieren, ohne daß zusätzliche Arbeitsschritte
notwendig sind. Überflutungsbedingungen kann daher besser begegnet werden.
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Anstatt die Rohrleitung oder den Kanaldurchmesser mittels einer
Spreizvorrichtung aufzusprerzen, kann auch ein Aushöhlwerkzeug verwendet
werden, das benutzt wird, um die existierende Rohrleitung auszuräumen oder
auszuschneiden, und in einem solchen Fall sind vorzugsweise auch Mittel
vorgesehen, um die resultierenden Bruchstücke vor dem Schneid- oder
Räumwerkzeug zu beseitigen. Unmittelbar hinter dem Werkzeug erfolgt der
Auskleidevorgaflg, bei dem ein flexibler Auskleidungsschlauch durch Umstülpen
in die neue Rohrleitung oder Kanaloberfläche eingeführt wird. Der
Auskleidungsschlauch ist ein harzimprägnierter "in-situ"-Schlauch, der in einer
bestirnmten Lage festgelegt wird, bis das Harz aushärtet, wodurch der
Auskleidungsvorgag abgeschlossen wird.
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Wenn ausgeschnittene Abfall-oder Bruchstücke vor dem Schneid- oder
umwerkzeug entfernt werden, kann dies durchgeführt werden, indem ein
viskoses Fluid hoher Dichte in die Rohrleitung gepumpt wird, um die
Bruchstücke mittels der Schwemmethode aus der Rohrleitung zu drücken.
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Das Schneid- oder Räumwerkzeug oder die hydraulische oder auch Stoß-
Spreizvorrichtung können mittels einer Winde und geeigneter Seile oder Kabel
durch die Abwasserleitung gezogen werden.
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Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf
die begleitenden schematischen Darstellungen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 einen Querschnitt einer Abwasserleitung, die vergrößert und
ausgekleidet wird;
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Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 einer alternativen Ausfühfungsform;
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Fig. 3 die Schneidvorrichtung gemaß Fig. 1 in perspektivischer Ansicht;
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Methode zum
Vergrößern einer Rohrleitung oder eines Kanals;
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Fig. 5 einen Querschnitt der in Fig. 4 gezeigten Anordnung;
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Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4, wobei
zusätzlich das bei dieser Methode verwendete Bodenlevellierungsgerät
dargestellt ist.
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Fig. 1 zeigt eine unterirdisch verlegte Abwasserleitung 10, die aus einer Vielzahl
von Rohrabschnitten 10A, 10B (Fig. 2) etc. zusammengesetzt ist, von denen jede
einen Glockenrand 12 aufweist, so daß die Rohrabschnitte an Verbindungsfügen
zusammengefügt werden können, wie dargestellt. Angenommen die Rohrleitung
10 muß erweitert werden, und um dies zu bewerkstelligen, wird ein
Spreizwerkzeug 14 mittels eines geeigneten Kabels 16 o.ä. durch die Rohrleitung
gezogen. Das Seil oder Kabel 16 schaftt auch eine hydraulische Verbindung oder
eine Luftdruckverbindung mit dem Spreizwerkzeug 14, und das Spreizwerkzeug
14 arbeitet entweder nach dem hydraulischen Erweiterungsprinzip oder kann
Drucklufthämmer aufweisen, die mit Druckluft betrieben werden. Auf jeden Fall
hat der Expander (das Spreizwerkzeug) 14 den Effekt, daß der Durchmesser der
Rohrleitung 10 um ein Maß vergrößert wird, wie es durch das Bezugszeichen 18
angedeutet ist, und bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden Teile der
ausgebrochenen Rohrleitungsabschnitte am Platz gehalten, indem unmittelbar
hinter dem Spreizwerkzeug 14 ein sich umstülpendes, flexibles Schlauchelement
20 längs der Rohrleitung eingeführt wird, das aus einem absorbierenden Filz
besteht, der mit einem aushärtbaren synthetischen Harz imprägniert ist. Dieser
auf links gezogene Schlauch wird durch einen Fluiddruck eingeführt, der
entweder auf gasförmigen oder flüssigen Medium beruhen kann. Die gesamte
Vorrichtung bewegt sich längs der Rohrleitung 10 in Richtung des Pfeiles 22.
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In der Anordnung gemäß Fig. 2 kann anstelle des verwendeten Spreizwerkzeuges
14 auch ein angetriebener Schneidkopf 24 verwendet werden und der
Schneidkopf, wie er fn Fig. 3 dargestellt ist, umfäßt eine sich drehende Trommel
26, die Schneidklingen 28A aufweist, die die Rohrleitungsabschnitte 10a, 10b
schneiden, um den Durchmesser der Rohrleitung oder des Kanals zu vergrößern.
Die resultierenden Späne und/oder Bruchstücke fallen bei diesem
Ausführungsbeispiel auf den Boden der Rohrleitung oder des Kanals und werden
mittels eines Spritzdüsenreinigers 27 beseitigt, der an der Schneidvorrichtung
befestigt ist, wie es in der perspektivischen Darstellung gemaß Fig. 3 dargestellt
ist. Die Schneidvorrichtung weist Rollen oder Räder 28 auf, um an den
Rohrleitungswänden abgestützt und längs der Rohrleitungsabschnitte 10A,10B
verfahren zu werden.
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Der Spritzdüsenreiniger 27 wird durch eine Leitung 30 mit Brauchwasser versorgt
und Ölhin- und -rückleitungen 32 und 34 sind mit einem hydraulischen Motor in
der Trommel 26 verbunden, um dieselbe anzutreiben und die Schneidklinge 28
um die Langsachse der Rohrleitung 10 zu drehen. Wenn sich die Trommel in
Sclmeidrichtung der Klinge 28 dreht, bewegen sich diese nach außen, um den
Schneidvorgang durchzuführen, und wenn die Trommel in der Gegenrichtung
gedreht wird, werden die Klingen eingefahren, um es zu ermöglichen, die
Trommel aus der Rohrleitung 10 zu ziehen.
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Hinter dem Schneidkopf 24 ist ein Auskleidungsschlauch 20 folgend angeordnet,
der durch Umstülpen in seine endgültige Lage gebracht wird, und dann durch
Fluiddruck in dem neu vergrößerten Kanal auskleidend angelegt wird.
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In der Vorrichtung gemaß Fig. 4 weist ein Vergrößerungskopf 34 eine Vielzahl
von hin und her gehenden Hämmern 36 auf, die in Richtung des Pfeiles 38
vorwärts getrieben und zurückgezogen werden, um alte Rohrleitungsabschnitte
10A und 10B von der Rohrleitung abzuschlagen, um den Rohrdurchmesser zu
vergrößern. Die Hämmer 36 werden durch Druckluft angetrieben, die durch eine
Hockdruckluftleitung 40 geliefert wird, die auch ein Zugmittel zum bewegen des
Kopfes 34 längs der Rohrleitung oder des Kanals darstellt. Ein Düsenkopf 42
ähnlich dem Kopf 26 dient dazu, die Rohrleitung von Bruchstücken zu reinigen
und die Bruchstückein Langsrichtung aus der Rohrleitung hinauszutreiben, in
Richtung auf einen Auslaß, der vor dem Brech- und Erweiterungsvorgang liegt.
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Fig. 5 zeigt die Anordnung gemaß Fig. 4 im Schnitt, und der folgende, sich
umstülpende flexible Schlauch 20 ist dargestellt. Der Bereich des Kopfes 34 kann
so geformt sein, wie es beim Bezugszeichen 44 angedeutet ist, so daß sich der
Schlauch schmiegsam umstülpt.
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Es sollte beachtet werden, daß die Vorderseite des Ausräumkopfes 34 napfförmig
ausgebildet ist, so daß die Enden der Rohrleitungsabschnitte 10A und 10B effektiv
in den Rückschwung eingreifen und von den Häminern 36 erfaßt und zerstört
werden. Die Hammerenden sind wie dargestellt bogenförmig ausgebildet, um den
Brecheffekt zu schaffen und um die Bruchstücke in Richtung auf den
Rohrleitungs- oder Kanalzugang zu drücken.
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Fig. 6 zeigt den kompletten Vorgang, während er zwischen zwei Mannlöchern 46
und 48 vorwärts schreitet. Ein Fahrzeug 50 stellt die Mittel zur Verfügung, um
der Auskleidung 20 zu ermöglichen, sich längs der Leitung umzustülpen,
nachdem dieselbe durch den Kopf 34 vergrößert worden ist und das Fahrzeug 52
stellt Windenmittel für den Kopf 34 bereit, um den Kopf längs der Rohrleitung
oder des Kanals 10 zu ziehen, weiter Saugmittel für den Saugkopf 54 zum
Entfernen der Bruchstücke und einen Kompressor 56 für die Versorgung mit
Druckluft durch die Leitung 40.
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Es sei festgestellt, daß in jedem Fall der Brech- oder Schneidkopf so ausgebildet
ist, daß der Durchmesser der Rohrleitung oder des Kanals 10 auf ein Maß
vergrößert wird, das größer ist als der Durchmesser der
Rohrleitungsverbindungsabschnitte 12, besonders dann, wenn die Rohrleitung
ausgeräumt wird, wie im Fall der Fig. 2 und 6.
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Es kann weiterhin anstelle einer Wasserdüse zum Reinigen von Bruchstücken in
solchen Ausführungsformen Bentonit verwendet werden, das eine zähflüssige
Flüssigkeit mit hoher Dichte ist, die die Bruchstücke aufschwimmen läßt und aus
dem Mannloch drückt. Die Rohrleitung kann in der Tat mit Bentonit geflutet
werden.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen schaffen eine verbesserte Methode
zum effektiven Vergrößern einer unterirdisch verlegten Abwasserleitung, indem
eine Auskleidemethode mit dem Ausbrechen oder Schneiden der original
Rohrleitung kombiniert werden. Es ist zu beachten, daß gemäß Fig. 5 die laterale
Verbindung 70 vorzugsweise geschnitten wird, wie es bei 72 dargestellt ist, vor
der beschriebenen Rohrleitungsentfernungsmethode. Dies kann mittels einer
Schneidmaschine durchgeführt werden, die mit einem Roboterarm ausgestattet ist,
um den Schnitt 72 von der Innenseite der Rohrleitung oder des Kanals her zu
bewerkstelligen.