Mega-Projekt: 65 Kilometer Liner für La Chala

KASSEL, 1.1.2020 – Ein aktuelles Projekt der Ludwig Pfeiffer Hoch- und Tiefbau GmbH & Co. KG ist die Sanierung des Abwassernetzes im Abwasserschutzgebiet La Chala in Guayaquil, Ecuador. Dabei wurden drei verschiedene grabenlose Verfahren eingesetzt, u.a. wurden 65 km Saertex-Liner installiert.

Von Von Lisa Schwegmann und Matthias Koroschetz, Ludwig Pfeiffer Hoch- und Tiefbau GmbH & Co. KG


Wie in anderen Entwicklungsländern mangelt es auch in Ecuador in vielen Gebieten an einer guten Infrastruktur. Vor allem auf Grund mangelnder Ausführungen und Instandhaltung ist das Abwassersystem von La Chala nicht mehr länger tragbar. Daher begann 2017 das große von der Weltbank finanzierte Sanierungsprojekt „Guayaquil Wastewater Management Project“.

Schlauchlining an einem der gefährlichsten Orte Ecuadors. Beim Mega-Projekt im Wohnviertel La Chala, Guayaquil, installierte das Unternehmen Ludwig Pfeiffer 65 km Liner von Saertex multicom.
Schlauchlining an einem der gefährlichsten Orte Ecuadors. Beim Mega-Projekt im Wohnviertel La Chala, Guayaquil, installierte das Unternehmen Ludwig Pfeiffer 65 km Liner von Saertex multicom. | Fotos: Lisa Schwegmann

Probleme mit Kanalnetz

Die Stadt Guayaquil liegt 5 m über dem Meeresspiegel. Im gesamten Stadtgebiet gibt es dadurch einen hohen Grundwasserspiegel. Das Wohnviertel im La Chala-Becken erstreckt sich entlang des Flusses Guayas. Der Fluss Guayas fließt 50 km vor der Stadt Guayaquil und entsteht durch die beiden Flüsse Daule und Babahoyo. Zudem ist der Fluss den Gezeiten ausgesetzt und beeinflusst damit auch den Grundwasserspiegel in den angrenzenden Gebieten Guayaquils.
Im Zusammenhang mit sehr hohem Niederschlag in der Regenzeit kommt es häufig zu starken Überschwemmungen. Die Haltungen des Netzes in La Chala stehen teilweise randvoll mit Wasser, was ein Arbeiten mit Tauchern erfordert. Außerdem kommt es auf Grund der umfangreichen Schäden des Kanalnetzes zu großen Infiltrationen. Die Rehabilitation soll für eine deutliche Reduzierung der Infiltrationen sorgen und die Kläranlage in die Lage versetzen, den Abwasserabfluss adäquat zu bewältigen.

Ohne den Einsatz der Taucher waren die zu treffenden Vorbereitungen zur Sanierung teilweise unmöglich.
Ohne den Einsatz der Taucher waren die zu treffenden Vor-
bereitungen zur Sanierung teilweise unmöglich.

Projektübersicht

Dieses Projekt zählt aktuell zu den größten grabenlosen Sanierungsprojekten weltweit. Der Umfang des Projektes besteht darin, 450 km Leitung zu reinigen und eine Kanalinspektion durchzuführen sowie ungefähr 90 km Kanal und ca. 400 Schächte zu sanieren. Die Dimensionen reichen dabei von DN 150 bis DN 1400.
Für die Sanierung des Kanalnetzes werden drei verschiedene Technologien abhängig vom Durchmesser und Zustand der jeweiligen Haltung verwendet:

- GFK-Schlauchliner mit UV-Aushärtung (CIPP)
- Berstlining
- Flexirohr (Renos Pipe)

Der Einsatz verschiedener Technologien und die angesprochene Reichweite der Durchmesser machen dieses Projekt einzigartig und anspruchsvoll.
Bei der Verwendung von Schlauchlinern wird ein werkseitig konfektionierter und mit UP-Harz getränkter Glasfaserliner in den zu sanierenden Kanal eingezogen, mit Luftdruck aufgestellt und anschließend mittels UV-Licht ausgehärtet. In Ecuador verbaut das Unternehmen Ludwig Pfeiffer Liner der Saertex multicom GmbH. Nach Auswertung der Kamerainspektion wird ein Altrohrzustand ermittelt, auf Grundlage dessen in Zusammenhang mit dem anstehenden Grundwasserstand die statisch erforderliche Wandstärke des einzubauenden Inliners ermittelt wird. Der Durchmesser der Haltung und die statisch erforderliche Wandstärke sind ein entscheidendes Merkmal für die Dauer des Aushärtungsprozesses.
Die anderen beiden Verfahren (Flexirohr und Berstlining) werden bei diesem Bauvorhaben hauptsächlich für kleinere Dimensionen verwendet. Das spezielle Verfahren der Flexirohre der Firma Renos kommt bei kurzen Haltungen von bis zu 15 m zum Einsatz. Renos-Flexirohrmodule werden im Spritzgussverfahren aus dem Rohstoff PE-HD und einer Ringsteifigkeit von 8 kN/m2 hergestellt. Bevor das Neurohr in das Bestandsrohr eingeführt werden kann, werden diese elektrisch zusammengeschweißt. Die hydraulische Kapazität bleibt trotz der geringen Querschnittsänderung aufgrund der guten Fließeigenschaften des Kunststoffes vorhanden. Durch die schnelle und einfache Installation ist dieses Verfahren sehr effizient und effektiv.
Typischerweise bestehen die Abwassersysteme in Guayaquil aus den folgenden Bestandteilen:

• Ramales = Rohre, die unter dem Fußgängerweg installiert sind und das Wasser der einzelnen Wohnblöcke sammeln
• Colectores = Rohre, die unter den Straßen liegen und das gesamte Schmutzwasser sammeln und transportieren (Sammelrohre)
• Tirantes = Verbindungsstücke zwischen Ramales und Colectores, die sich zwischen den Schächten erstrecken
• Schächte: Zwischenpunkte zwischen den Colectores. Liegen auch auf der Hauptstraße. Die Abwässer werden hier ins System eingespeist.

Das Wasser wird über die Tirantes und die Schächte in das System eingespeist. Die Tirantes stellen Verbindungen zwischen den Ramales und den Colectores dar. Grundsätzlich sind diese Haltungen DN 160 und haben Längen von 9,0 - 15,0 m.
Vor allem unter den vorherrschenden Bedingungen und im Hinblick auf den Systemaufbau des Netzes und die damit gegebenen geometrischen Eigenschaften in Ecuador war das Verfahren der Flexirohre eine sehr gute Alternative zum Berstlining und den Schlauchlinern.
Berstlining kommt in Guayaquil vor allem bei den Ramales zum Einsatz. Die Ramales haben Nennweiten von DN 150 - DN 200 und bestehen aus unbewehrtem Beton. In der Regel befinden sich diese Haltungen in einem mangelhaften Zustand, der einen Einbau von Schlauchlinern nicht mehr zulässt.
Da der Einbau von Schlauchlinern den größten Anteil der Sanierungsarbeiten ausmacht, wird im weiteren Verlauf eine technologische Herausforderung beim Einbau der Schlauchliner dargestellt und der gewählte Lösungsansatz erklärt.

Aushärtung Schlauchliner DN 150
Aushärtung Schlauchliner DN 150

Herausforderungen bei der Installation großer Durchmesser

Innerhalb des Projektes gibt es einige Installationen von DN 1400. Aufgrund logistischer Restriktionen hinsichtlich Größe und Gewicht wurde die Produktionslänge der Schlauchliner DN 1400 mit einer Wandstärke von 11 mm auf 130 m definiert. Daher sind die Installationsabschnitte nur durch zwei Installationen, die dann miteinander verbunden werden, zu realisieren.
Um die Sanierung der Haltungen mit DN 1400 zu realisieren, wurde gemeinsam mit dem Lieferanten Saertex multicom ein Konzept zur Umsetzung erarbeitet. Hierzu sind folgende Arbeitsschritte nötig:

Teil 1 der Installation

1. Reinigung und Kamerabefahrung
2. Einzug des Schlauchliners

Der Einzug des Schlauchliners erfolgt standardmäßig. Jedoch verbleibt das Ende des Schlauchliners innerhalb der Haltung. Daher können die Arbeiten nicht in den Schächten durchgeführt werden. Es ist erforderlich, zwei Mitarbeiter in das Rohr DN 1400 eintreten zu lassen, um das Ende für die Installation vorzubereiten und den Packer zu installieren. Die entsprechenden Arbeitsschutzmaßnahmen sind einzuhalten.
Alternativ kann der Packer auch im Inspektionsschacht eingebaut werden und anschließend gemeinsam mit dem Liner eingezogen werden. Voraussetzung hierfür ist, dass der Schacht groß genug ist sowie die Haltung in einem dementsprechend guten Zustand. Verschobene Verbindungen können eine Gefahr für den Packer beim Einzug darstellen.

3. Aufstellen des Schlauchliners und einführen der Lichtquelle
4. Schlauchaushärtung mit UV-Licht
5. Schlauchenden abschneiden und vorbereiten

Nach Aushärtung des Liners werden die Packer unter Einhaltung der Arbeitsschutzmaßnahmen im begehbaren Kanal ausgebaut und die Enden abgeschnitten. Das Linerende innerhalb des Rohres muss für die zweite Installation auf eine Länge von 0,5 m vorbereitet werden. Hierzu wird zunächst die Reinharzschicht angeschliffen, um eine raue Oberfläche zu erzielen. Anschließend wird auf die vorbereitete Oberfläche eine Spachtelmasse aus Polyurethan des Herstellers SikaWell aufgetragen, um im Nachgang eine dichte Verbindung des Überganges sicherzustellen.

Bei kleineren Dimensionen kam u.a. das Flexirohr von Renos zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein werkseitig korrugiertes, statisch eigentragfähiges Neurohr aus PE-HD, das über eine Ringsteifigkeit von 8 kN/m2 (SN8) verfügt.
Bei kleineren Dimensionen kam u.a. das Flexirohr von Renos zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein werkseitig korrugiertes, statisch eigentragfähiges Neurohr aus PE-HD, das über eine Ringsteifigkeit von 8 kN/m2 (SN8) verfügt.

Teil 2 der Installation
Die Arbeitsschritte für den zweiten Teil der Installation sind dieselben wie für den ersten Teil. Dieses Mal wird allerdings von der anderen Seite aus gearbeitet. Wie der erste Liner wird auch dieser innerhalb des Altkanals von zwei Mitarbeitern mittels Installationspacker verschlossen. Der zweite Inliner tritt allerdings in den bereits ersten Inliner ein. Um den ersten Liner zu schützen, wird beim Einzug des zweiten Liners ein mit Kunststoff ummanteltes Stahlseil verwendet. Außerdem muss sichergestellt werden, dass der zweite Schlauchliner lang genug ist, um den ersten um mindestens 0,5 m zu überlappen. Um eine schlüssige Harzverbindung an dieser Stelle zu gewährleisten, werden in dem gesamten Überlappungsbereich sowohl die Lichtschutzfolie als auch die Außenfolie des zweiten Inliners entfernt. Auf Grund der radialen Dehnfähigkeit des Liners kommt es im Überlappungsbereich zu keiner Faltenbildung.

Verbindung der beiden Installationen
Um eine Wasserdichtigkeit zu garantieren, müssen die beiden überlappenden Enden im Rohr versiegelt werden. Dazu dient neben der Spachtelmasse ein anschließend aufgebrachtes Handlaminat.
Zusätzlich schützt das aufgebrachte Handlaminat die betroffene Stelle und die entstandene Kante. Diese weitere Schicht garantiert nicht nur die Dichtheit, sondern schützt auch das Material an dieser Stelle. Bei einer Spülung trifft so der Wasserdruck nicht direkt auf eventuell freiliegende Glasfasern in der Kante und schützt folglich beide Liner.

Sicherheitskonzept für Arbeiten innerhalb des Rohres

Wie bereits erwähnt, erfordert das Arbeiten innerhalb der Rohrleitung besondere Sicherheitsmaßnahmen. Hierzu wurden die Maßnahmen nach DGUV-Regel 1003-003 eingehalten und Maßnahmen sowohl gegen Abstürzen als auch zum Atemschutz vorgenommen.
Die Haltung, in der gearbeitet wurde, musste zunächst trockengelegt werden. Dazu war es erforderlich, das Wasser vor, in und nach der betroffenen Haltung über einen Bypass umzuleiten. Außerdem musste die Haltung vor plötzlich eintretendem Wasser geschützt werden. Dazu wurden in den zwei vorherigen Schächten Kanalabsperrblasen zur Absperrung installiert. In dem unteren Schacht wurde auch eine Kanalabsperrblase installiert.
Auf Grund der Strömungsrichtung war die Gefahr von Wassereintritt in dem oberen Schacht am größten. Um dies vorzubeugen, wurde eine Stahlplatte zum Schutz der Kanalabsperrblasen eingesetzt. Diese Stahlplatte wurde zusätzlich mit Sandsäcken verstärkt, um ein Aufrechtstehen zu gewährleisten. Außerdem besteht sie aus drei Teilen, die mit Scharnieren verbunden sind. Dies ermöglicht das Einführen der Platte in den Schacht, ohne diesen zu zerstören oder zu erweitern.
Die Frischluftzufuhr bei Arbeiten im Rohrinneren wurde durch den Einsatz von zwei Lüftungsgeräten am Eingang der Schächte gewährleistet. Gleichzeitig wurde die Luftqualität durch regelmäßige Messungen kontrolliert. Darüber hinaus wurden Schutzmasken verwendet. Arbeiter, die in das Rohr eintraten, mussten immer eine persönliche Schutzausrüstung gegen Absturz tragen. Dies wurde durch eine ständige Seilsicherung gewährleistet.

Installation eines Saertex-Liners
Installation eines Saertex-Liners

Soziale Gegebenheiten

In Ecuador sorgen nicht allein die Zustände des Kanalnetzes für technische Herausforderungen. Faktoren wie soziale Gegebenheiten, Klima oder Liefer- und Importprobleme beeinflussen die Arbeiten vor Ort enorm. Mit insgesamt knapp 17 Mio. Einwohnern und einer Bevölkerungsdichte von 54,4 Einwohnern pro km2 gehört Ecuador zu den meist besiedelten Ländern in Südamerika. In Ecuador leben 25% der Menschen in Armut, 4% sogar in extremer Armut.
Aufgrund der herrschenden Armut und hohen Kriminalität zählt vor allem La Chala zu einem der gefährlichsten Stadtteile Guayaquils. Es wurde im Schichtwechsel 24 Stunden gearbeitet. Vor allem nachts war ein Arbeiten ohne Sicherheitspersonal unmöglich. Während des gesamten Projektverlaufs wurde Öffentlichkeitsarbeit geleistet, um den Anwohnern zu erklären, wie die einzelnen Verfahren funktionieren und welche positiven Auswirkungen die Umsetzung des Projekts auf ihr Leben haben wird. Mehr als 325.000 Einwohner des Stadtteils profitieren direkt von der Sanierung des Kanalnetzes.
Ludwig Pfeiffer hat im Verlauf des Projektes immer mehr einheimische Mitarbeiter eingestellt, die von bereits qualifizierten und erfahrenen Mitarbeitern geschult wurden. Ziel dieser Maßnahme war es, die Ecuadorianer mehr mit einzubeziehen und ihnen eine Chance auf Arbeit zu geben. Diese Maßnahme wirkte sich auch positiv auf alle Anwohner aus, da so ein Gemeinschaftsgefühl und weiteres Verständnis für die Baumaßnahme geschaffen wurde.

Logistik und Transport

Auch die große Entfernung zwischen Deutschland und Ecuador ist nicht zu unterschätzen. Darüber hinaus erschwert die Zeitverschiebung von insgesamt sieben Stunden die Kommunikation bei Problemen erheblich. Kurzfristige Problemklärungen oder schnelle Liner-Lieferungen sind dadurch nicht umsetzbar. Vor allem die logistische Herausforderung von der Bestellung bis zum Einbau der Liner war riesig. Lieferzeiten von bis zu drei Monaten erschwerten die Arbeiten dabei enorm. Die Arbeiten wurden Ende 2019 fertiggestellt.