Neue Verlegeverfahren nutzen PE-Rohre mit Schutzeigenschaften
New installation methods use PE pipes with protection characteristics

Von Ralf Glanert

Verlegeverfahren im Stadtgebiet

Die bisher übliche konventionelle Verlegung von PE-Druckrohren im Sandbett wird immer häufiger durch neue Verlegeverfahren ersetzt. Innerstädtisch sind die aufwendigen Rohrverlegungen im offenen Graben für angrenzende Betriebe, Anwohner und den Stadtverkehr oftmals inakzeptabel. Dadurch setzen sich neue schnell durchführbare, grabenlose Verlegearten wie z. B. Spülbohr- oder Berstliningverfahren durch. Unter Beachtung des DWGW- Arbeitsblattes W 400-2 [1], kommen in den vernetzten Versorgungsleitungen vorrangig SDR 11 Trinkwasserrohre zum Einsatz.

Verlegeverfahren in ländlichen Gebieten

Abhängig vom örtlichen Gelände bietet es sich an, eine Druckrohrleitung mit neuen Verlegeverfahren wie z. B. Pflug- oder Fräsverfahren zu verbauen. Auch die offene Rohrverlegung ohne Sandeinbettung ist heute problemlos möglich. Der seitlich gelagerte Aushub wird dabei direkt zur Wiederverfüllung verwendet. Notwendige Baustraßen für den LKW gestützten Aushub- und Sandtransport können entfallen. In ländlichen Gebieten werden vornehmlich Transportleitungen benötigt. Vorrangig SDR 17 und SDR 11 Trink- und Abwasserdruckrohre aus Polyethylen werden je nach zu erfüllenden Betriebsdrücken verwendet.

Bild 1: Einbau eines TSDOQ-Rohres, DA 450 mm, im Berstliningverfahren: Startgrube (oben) und Zugkopf (unten)
Fig. 1: Installation of a TSDOQ OD 450 mm pipe using the burst-lining (pipe bursting) method: starting pit (top) and pulling head (bottom)

Rohre für neue Verlegeverfahren

Neue Verlegeverfahren sind in der Regel deutlich schneller und wirtschaftlicher. Sie minimieren Verkehrsbeeinträchtigungen und Unannehmlichkeiten für Anwohner und sind zudem umweltfreundlicher. Sie werden auch als alternative oder nicht konventionelle Verlegeverfahren bezeichnet. Bei den genannten Verlegeverfahren werden die verwendeten Rohre unterschiedlichen kurz- und langfristigen Belastungen ausgesetzt. Guss- und Stahlrohre sind für diese Verlegeverfahren oftmals zu schwer und nur mit Hebewerkzeugen zu verarbeiten. GFK-, PP-, PVC- und PE-Kunststoffrohre hingegen vereinfachen die Abläufe auf der Baustelle und sind in der Lebenserwartung gleichwertig mit herkömmlichen Materialien. Insbesondere Rohre aus Polyethylen sind in den letzten Jahren stark weiterentwickelt worden. So sind mittlerweile PE 100 RC-Rohre ohne Einschränkungen für diese neuen Verlegeverfahren geeignet.

PE-Rohre für jeden Belastungsbereich

Verlegespezifische Belastungen lassen sich in drei Gruppen einteilen: Low, Middle und High. Diese Einteilung bildet die Grundlage für die Klassifizierung aller Wavin- PE- Druckrohrsysteme. Sie hat das Ziel, für jeden der drei Belastungsbereiche das optimale PE-Druckrohr bereitzustellen, das eine Lebenserwartung von mindestens 100 Jahren garantiert. Mit traditionellen PE 80- bzw. PE 100- Druckrohren (Low), dem zweischichtigen PE-Druckrohr SafeTech RCn (Middle) und dem dreischichtigen PE-Druckrohr Wavin TSDOQ (High) sowie einem umfangreichen PE-Formteilprogramm bedient das Unternehmen das gesamte Spektrum.

Tab. 1: Verlegeverfahren und deren Belastungsbereiche für PE-Rohre [2]
Table 1: Installation methods and their load range for PE pipes [2]

PE 80- und PE 100-Standardrohre für niedrige Belastungen

Die konventionelle offene Verlegung im Sandbett stellt die niedrigsten Ansprüche (Low) an das PE-Rohrsystem. Klar definiert sind dabei die Regelbelastungen für Rohre mit Sandeinbettung. Diese Anforderungen werden seit Jahrzehnten von herkömmlichen PE 80- und PE 100-Rohren einwandfrei erfüllt. Höhere Belastungen verringern die Lebensdauer dieser Rohre. Daher sind PE 80- und PE 100- Standardrohre grundsätzlich im Sandbett zu verlegen und nicht für andere Verlegeverfahren geeignet.

PE 100 RC-Rohre mit Schutzeigenschaften für mittlere Belastungen

Mittlere Belastungen (Middle) ergeben sich, wenn Rohre in geschlossener Bauweise im Pflug, Fräs- oder Reliningverfahren eingebaut werden. Die so genannte „Black-Box-Verlegesituation", bei der der erste Meter Rohr die gesamte Trasse passieren muss und dabei diversen Unwägbarkeiten ausgesetzt ist, kann beim Pflügen und Fräsen vermieden werden. Das Rohr verbleibt an Ort und Stelle im Bettungsbereich. Auch das Relining erfolgt in einer TV-Kontrollierten, kalibrierten Altrohrleitung. Des Weiteren gehört auch die konventionelle, offene Verlegung ohne Sandbett in den Bereich der mittleren Belastungen. Bei diesem wirtschaftlich sehr interessanten Verfahren wird das Rohr einfach in das Aushubmaterial gebettet, sofern es ausreichend zu verdichten ist. Kosten für Sand, Transport und Deponie von Aushubmaterial entfallen. Für diese mittleren Belastungen wurde das Rohr SafeTech RCn entwickelt. Wavin SafeTech RCn ist ein koextrudiertes 2-Schicht-Rohr mit Schutzeigenschaften bestehend aus dem Material PE 100 RC. Das Kürzel RC steht für „Resistance to Crack" und beschreibt den Widerstand eines Rohrwerkstoffes gegen langsames Risswachstum. Im Vergleich zu herkömmlichem PE 100 ist der Widerstand des PE-100-RC-Materials in etwa zehnmal höher, der Widerstand gegen Punktlasten etwa viermal höher. Damit ist Wavin SafeTech RCn in der Lage, die geforderte Lebenserwartung von mindestens 100 Jahren zu erfüllen. Das Rohr ist im Nennweitenbereich von 90 bis 450 mm erhältlich. Die Abmessungen SDR 11/17 für Trinkwasser- und Abwasserdruckrohrleitungen (unter Beachtung des DVGW Arbeitsblattes W 400-2) werden in unterschiedlichen Längen und Ringbunden angeboten.

PE 100 RC-Rohre mit Schutzeigenschaften für hohe Belastungen

In so genannten „Black-Box-Verfahren" wie dem Berstlining oder Horizontalspülbohren werden die Rohre sehr hohen kurzzeitigen und langfristigen Belastungen ausgesetzt. Dies führt zu Kerben und Riefen an der Rohroberfläche und zu Punktlasten mit den entsprechenden Zugspannungen an der Rohrinnenseite. Natürlich werden im Vorfeld dieser Verfahren in der Regel Baugrund- bzw. Altleitungserkundungen durchgeführt. Je nach Verfahren werden außerdem Stützflüssigkeiten (z.B. Bentonit-Suspensionen) während der Installation eingebracht, die später aushärten und die Bettungszone darstellen. Trotzdem müssen Richtungsänderungen, Nennweiten- und Werkstoffwechsel des Altrohres mit den Rohren möglich sein. Speziell für diese hohen Belastungen hat Wavin das koextrudierte Drei-Schicht-Rohrsystem Wavin TSDOQ® entwickelt und damit zur Jahrhundertwende das erste PE-Druckrohr aus dem PE-100-RC-Werkstoff XSC 50 in den Markt eingeführt, das ohne Vernetzung und ohne PP-Mantel exzellente Schutzeigenschaften aufweist. Mittlerweile wurden europaweit mehr als 6,5 Mio. Meter TSDOQ®-Rohr mit einer Lebenserwartung von 100 Jahren verbaut. TSDOQ®-Rohre dürfen uneingeschränkt eingesetzt werden.

Um Verlegern und Betreibern die notwendige Sicherheit zu geben, wird die Qualität des Rohrsystems lückenlos dokumentiert - vom Rohstoff bis zur Anlieferung an die Baustelle. Wavin hat einen weltweit einmaligen Qualitätssicherungsvertrag mit dem Rohstoffhersteller Total Petro Chemicals abgeschlossen, der über die üblichen Type Test-Verfahren hinausgeht. Total Petro Chemicals lässt von einem unabhängigen Prüfinstitut jede Rohstoffcharge im FNCT-Test (Full Notch Creep Test) daraufhin überprüfen, ob sie über die zugesagten Schutzeigenschaften verfügt [3]. Nach 3.300 Stunden wird die Charge für die Rohrproduktion freigegeben. Die Zeitdauer entspricht dem Mindestwert für Gasleitungen beim Einsatz im Berstlining nach DVGW-Arbeitsblatt GW 323 [4].

Längsverbindungen und Abzweige

Alle Verbindungseigenschaften der PE 100 RC-Rohre TSDOQ® und Safe Tech RCn entsprechen den üblichen Vorgaben an Standardrohre aus PE 100. Die Rohre sind koextrudiert. Die Funktionsmaße entsprechen DIN 8074. Es gibt keine abweichenden Abmessungen durch zusätzliche Außenschichten und so können normgerechte Stumpfschweißverfahren eingesetzt werden. Die Verarbeitungstemperaturen und Schweißparameter liegen in den bekannten PE 100- Größenordnungen. Es sind umfangreiche Tests für die Abzweigverbindung durch Aufschweißanbohrarmaturen verschiedener Hersteller durchgeführt worden. Alle Wavin-PE-Rohre, einschließlich TSDOQ® und Safe Tech RCn sind kompatibel mit handelsüblichen Produkten der Fittinghersteller.

Bild 2: Relining mit PE-Rohrleitungen: 12 m Stangenware SafeTech RCn, DA 180 mm (oben), Verbindung der Einzelrohre mittels Stumpfschweißung (Mitte), vorgelegter Rohrstrang vor dem Einzug (unten)

Fig. 2: Relining using PE piping: 12 m SafeTech RCn OD 180 mm straight warehouse stock (top), butt welded connection of the individual pipes (center), pre-assembied pipe string prior to jacking (bottom).

Literatur:

[1] DVGW-Arbeitsblatt W 400-2 „Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen"
[2] Wavin GmbH, Twist: Technisches Handbuch Druckrohrsysteme, April 2006
[3] Köstring, V.: Neues PE-Mehrschichtrohr für die Trinkwasserversorgung, 3R Internat. (2001) Nr. 4
[4] DVGW-Arbeitsblatt GW 323 „Grabenlose Erneuerung durch Berstlining"

Autor:

Dipl.-Ing. Ralf Glanert
Produktmanagement für
PE-Rohre mit Schutzeigenschaften, Twist
Tel.+49(0)5936/12428

Dieses Dokument ist entstanden in Zusammenarbeit der Mitglieder im InfoCenter Berstlining e.V.