Karlsruher Landgraben DN 1750 mit Alphaliner1800H saniert

ROHRBACH, 11.8.2020 – In Karlsruhe ist der größte UV-lichthärtende Schlauchliner Deutschlands, der Alphaliner1800H, eingebaut worden. Jeschke Umwelttechnik wurde mit der Sanierung eines 220 m langen Abschnitts des Hauptsammlers Landgraben mit einem Querschnitt von DN 1750 betraut.

Produktion des Liners bei Relineeurope
Produktion des Liners bei Relineeurope | Foto: Relineeurope

Der Landgraben, der Karlsruhe auf 9,5 km vom Osten in den Nordwesten quert, ist älter als die Stadt selbst. Er wurde bereits im 16. Jahrhundert gebaut, um den heutigen Stadtteil Durlach zum Rhein hin zu entwässern. In den Jahren 1878 bis 1895 hat Karlsruhe mit der „Korrektion“ den zuvor offen verlaufenden Kanal in der heutigen Form als geschlossenen Hauptsammler ausgebaut. Die Dimension reichte damals nahe an die Kanalisation einer Metropole wie Paris heran, denn der Sammler musste nicht nur Abwasser und Regenwasser aufnehmen, sondern auch die östlich gelegenen Feuchtgebiete entwässern. An den breitesten Stellen misst der aus rotem Sand- und Backstein gebaute und heute als Baudenkmal geschützte Kanal beachtliche 5,20 m in der Höhe und 3,60 m in der Breite.

Schemaplan der Sanierungsmaßnahme Landgraben in zwei Bauabschnitten
Schemaplan der Sanierungsmaßnahme Landgraben in zwei Bauabschnitten. Die Abteilung Stadtentwässerung im Tiefbauamt Karlsruhe hat Ausschreibung, Planung, Abrechnung und Bauleitung eigenständig durchgeführt. | Foto: Stadt Karlsruhe, Tiefbauamt

Risse gefährden Standsicherheit

Im Jahr 1912 wurde der Landgraben auch am Stadteingang im Osten, wo er heute als Mischwasserkanal Durlach und die Karlsruher „Bergdörfer“ entwässert, mit einem Betongewölbe geschlossen. Baulich wurde seitdem nichts verändert, wie die langjährig erfahrenen Mitarbeiter aus der Abteilung Stadtentwässerung im Karlsruher Tiefbauamt Volker Zinn und Thomas Schäfer erklären. Bei TV-Untersuchungen im Rahmen der Eigenkontrollverordnung stellte man fest, dass die Überwölbung aus Beton, die Anfang des letzten Jahrhunderts noch ohne Armierung gegossen wurde, auf einer Länge von 220 m Risse hatte, die die Standsicherheit gefährden. Da an der Hauptverkehrsachse im Osten der Stadt umfangreiche Straßenbauarbeiten anstanden, hat man im Tiefbauamt beschlossen, hier zeitgleich auch die Sanierung des groß dimensionierten Abwasserkanals anzugehen. Die Kanalsanierungsmaßnahme Landgraben wurde vom Tiefbauamt eigenständig geplant, ausgeschrieben und bauüberwacht.

Anlieferung des Liners auf der Baustelle
Anlieferung des Liners auf der Baustelle | Foto: Relineeurope

Hydraulische Eigenschaften erhalten

Eine zentrale Vorgabe für die Sanierung war, dass der Landgraben seine hydraulischen Eigenschaften behalten muss. Man hat, wie Zinn und Schäfer erklären, verschiedene Sanierungsvarianten wie zum Beispiel das Kurzrohrrelining geprüft, die jedoch alle verworfen wurden, weil sie den Querschnitt zu stark eingeengt hätten. Auch die offene Bauweise war im Gespräch. Hier waren die lange Bauzeit und die Kosten das K.o.-Kriterium, weil man erst einen Bypass hätte legen müssen, um das Wasser dauerhaft umzuleiten. „Bei starkem Regen kommen hier große Wassermassen an, dann ist der Kanal mit seinem Querschnitt von DN 1750 voll ausgelastet“, wie die Tiefbauexperten erklären.
Zum Schluss habe man sich bei der Stadtentwässerung deshalb das Schlauchlining noch einmal genauer angeschaut, „weil man hier mit Lichthärtung inzwischen in Dimensionen arbeiten kann, die früher noch nicht möglich waren“. Durch die kurzen Bauzeiten dieses Verfahrens war es möglich, hier für einen überschaubaren Zeitraum mit einer Wasserüberleitung zu arbeiten.

Thomas Schäfer, Stadtentwässerung Karlsruhe, Philipp Martin, Leiter Vertrieb Europa Relineeurope und Thomas Boos, Geschäftsführer Jeschke Umwelttechnik
Thomas Schäfer, Stadtentwässerung Karlsruhe, Philipp Martin, Leiter Vertrieb Europa Relineeurope und Thomas Boos, Geschäftsführer Jeschke Umwelttechnik | Foto: Relineeurope

Die redundant ausgelegte Wasserhaltung
Die redundant ausgelegte Wasserhaltung | Foto: Relineeurope

In Deutschland wurden bis jetzt mit UV-lichthärtenden Schlauchlinern Kanäle bis zur Dimension DN 1600 erfolgreich saniert. „Fachkenntnisse und die erforderliche Ausstattung zum Einbau von größeren Dimensionen können nur sehr wenige Firmen vorweisen“, heißt es in einer Mitteilung des Tiefbauamts, deshalb seien die Arbeiten beschränkt gemäß VOB/A ausgeschrieben worden. Den Zuschlag erhielt die Firma Jeschke Umwelttechnik aus Stutensee bei Karlsruhe, die für die Karlsruher Stadtentwässerung in den letzten Jahren bereits Sanierungsprojekte durchgeführt hatte. Eingesetzt wurde der Alphaliner1800H von Relineeurope, der bis DN 1800 über eine DIBt-Zulassung verfügt und weltweit zu den Schlauchlinern mit den höchsten mechanischen Kennwerten zählt. Der Liner ist in der obersten Materialkenngruppe 25 gem. DWA-M 144-3 eingruppiert. Durch seine hohe mechanische Belastbarkeit kann dieser Schlauchliner auch bei Projekten mit sehr hohen statischen Anforderungen mit Wandstärken gefertigt werden, die – eine entsprechend leistungsfähige UV-Technik vorausgesetzt – eine Aushärtung des Laminats nur mit UV-Licht ermöglichen.
Herausgeschnittene Betonüberwölbungen mit denen der Landgraben 1910 geschlossen wurde.
Herausgeschnittene Betonüberwölbungen
mit denen der Landgraben 1910 geschlos-
sen wurde. | Foto: Relineeurope

Schlauchlinersanierung mit XXL-Dimensionen

Thomas Boos, der heute die Geschäfte bei Jeschke Umwelttechnik führt, hatte das Angebot für das bislang größte Sanierungsprojekt in der Firmengeschichte in 2019 noch gemeinsam mit dem damaligen Geschäftsführer und Unternehmensgründer Steffen Jeschke ausgearbeitet. „Relineeurope liefert weltweit seit 2017 die Alphaliner in Durchmessern über DN 1300 bis DN 1800. Von daher hatten wir die Sicherheit, dass wir diese Dimension beherrschen können“, so Boos. Obwohl diese Sanierungstechnik in Deutschland ihren Anfang nahm, ist man laut Relineeurope bei sehr großen Durchmessern noch zurückhaltend. In Frankreich oder in Osteuropa sind diese Dimensionen dagegen „schon länger an der Tagesordnung“. „Dass der bislang größte Alphaliner in Deutschland quasi vor unserer Haustür zum Einsatz kommt freut uns natürlich doppelt“, sagt Philipp Martin, der den Vertrieb Europa bei Relineeurope leitet. Nachdem man den Zuschlag erhalten hatte, wurde das Projekt minuziös gemeinsam geplant. In der dritten Juliwoche 2020 sollte der Einbau erfolgen.

Der UV-Kern von Relineeurope mit 6 x 4.000 Watt Aushärteleistung
Der UV-Kern von Relineeurope mit 6 x 4.000 Watt Aushärte-
leistung | Foto: Relineeurope

Bei einer Schlauchlinersanierung mit DN 1750 habe alles „XXL-Dimensionen“, erklärt Geschäftsführer Thomas Boos. Der Liner im Projekt Landgraben musste hohe Lasten aufnehmen; die statische Berechnung ergab, dass dafür der speziell für Großprofile ausgelegte Alphaliner1800H mit einer Verbundwanddicke von 17,0 mm erforderlich war. „Dies ist eine Wandstärke, die mit der Aushärteanlage REE4000 von Relineeurope und dem UV-Kern mit einer Gesamt-Lichtleistung von 24.000 Watt noch rein mit UV-Licht ohne den Zusatz von Peroxiden und der damit verbunden aufwändigen Kühlkette ausgehärtet werden kann“, beschreibt Martin die Vorteile der Technologie. Die Firma Jeschke hatte in die neueste Aushärtetechnik investiert; im Mai war die neue REE4000 Professional-Anlage an das Unternehmen ausgeliefert worden, das seitdem bereits mehrere Großprofile saniert hatte.
Jeschke-Umwelttechnik Bauleiter Silvio Weiss mit Mario Saalow, Teamleiter Anwendungstechnik Relineeurope
Jeschke-Umwelttechnik Bauleiter Silvio Weiss mit Mario Saalow, Teamleiter Anwendungstechnik Relineeurope | Foto: Relineeurope

Einbau des Alphaliners
Einbau des Alphaliners | Foto: Relineeurope

Bei Relineeurope wurden die beiden Alphaliner mit jeweils 110 m Länge eine Woche vor dem Einbau produziert. Die beiden Kisten für das Karlsruher Projekt hatten ein Gewicht von jeweils rund 25 Tonnen. Der Schwertransport mit Überbreite brachte die Liner am Vorabend nach Karlsruhe. Dort stand an der Baustelle ein 120-Tonnen-Kran bereit, um die schweren Kisten über eine Entfernung von rund 30 m an dem parallel zur Straße verlaufenden Einzugsschacht der Baustelle zu rangieren.
Hier hatte das Tiefbauunternehmen Hartlieb aus Bruchsal bereits die großen Baugruben vorbereitet und mit Spundwänden gesichert, damit sie auch einem eventuellen Starkregen standhalten. Am Einzugsschacht ging es rund 5 m in die Tiefe, am Endschacht war die Grube noch ca. 2 m tief. An beiden Seiten hatte ein Spezialunternehmen zuvor die rund 30 cm starke Betonüberwölbung aus dem Landgraben-Kanal herausgeschnitten. Eine zentrale Rolle spielte die Wasserhaltung. Während der Sanierung führte man das Abwasser über rund 230 m lange, doppelt ausgelegte Rohrbrücken mit einer DN-400-HDPE-Druckleitung. Die Pumpen mit einer Leistung von 400 l/sek waren ebenfalls redundant ausgelegt.
Der Verschlusspacker wird gesetzt.
Der Verschlusspacker wird gesetzt. | Foto: Relineeurope

„Bei diesem Gewicht immer in Bewegung bleiben“

„Wie bei allen Großprofilsanierungen sind wir auch hier mit einem ganzheitlichen Ansatz vorgegangen“, beschreibt Philipp Martin die Strategie. Der Linerhersteller war von Anfang an in die Projektplanung eingebunden. Alle Komponenten wurden auf die Baustelle abgestimmt, um ein effizientes Arbeiten zu ermöglichen. Für den Einzug setzte man das neueste, speziell für Großprofile ausgelegte Schwerlast-Förderband mit automatischer Falteinrichtung ein. Auch die aus drei Teilen bestehenden Faltpacker und die Verbautechnik, die für die Absicherung der beim Aufstellen mit Druckluft unter enorm hohem Druck stehenden Liner notwendig sind, stellte der Hersteller zur Verfügung. Vor Ort unterstützten drei Anwendungstechniker die Sanierungskolonne von Jeschke Umwelttechnik beim Einbau. Silvio Weiss, der erfahrenste Bauleiter der Firma Jeschke, leitete die Baustelle. Mario Saalow von Relineeurope führte die Regie beim Einbau.
„Wenn der Einzug des Liners einmal begonnen hat, muss er bei diesem Gewicht immer in Bewegung bleiben“, nennt Saalow eines der Risiken, die es zu minimieren galt. Für den Einzug kam eine Winde mit einer Zugleistung von 10 Tonnen zum Einsatz, rund 4 Tonnen wurden effektiv benötigt. Die Umlenkrolle dafür wurde mit extra langen Nägeln in der Kanalwand befestigt. Mit einer Breite von 3 m verlegte man im Kanal die größte am Markt verfügbare Gleitschutzfolie.

Einbringen des UV-Kerns in die Schleuse
Einbringen des UV-Kerns in die Schleuse | Foto: Relineeurope

17 mm Wandstärke mit 24.000 Watt schnell ausgehärtet

Nachdem alles vorbereitet war, wurde der Linerkopf mit vereinten Kräften gebunden und mit Unterstützung eines Baggers in den Schacht geführt. An beiden Enden setzte die Kolonne die groß dimensionierten Packer und sicherten sie mit dem Spezialequipment ab. Dass auch diese mit speziellen für diese Kräfte ausgelegten Spanngurten gesichert wurden, bedarf kaum noch der Erwähnung. Der Kompressor für die Kalibrierung hatte die Größe eines Kleinbusses. Zusammen mit zwei Radialverdichtern wurde der Schlauchliner von beiden Seiten auf ca. 200 mbar Innendruck aufgestellt, bis er sich nahtlos an die Altrohrwand anlegte. Dann konnte die Aushärtung gestartet werden.
Die UV-Aushärteanlage REE4000 ist mit dem stufenlos elektrisch ausfahrbaren UV-Kern mit einer Strahlerleistung von 6 x 4.000 Watt auf die Aushärtung von Schlauchlinern mit den größten Dimensionen ausgelegt. Spezielle Steuergeräte sorgen dafür, dass immer die für die vollständige Aushärtung erforderliche elektrische Leistung an den Strahlern ankommt. Der Aushärteprozess mit allen Parametern wie Druck, Temperatur, Aushärtegeschwindigkeit und der tatsächlichen Leistung aller eingesetzten UV-Lampen im Aushärteprotokoll wird genau dokumentiert.
Für den 110 m langen Alphaliner1800H mit 17,0 mm Wandstärke gab die Aushärtetabelle eine Geschwindigkeit von 0,27 m in der Minute vor. Jetzt konnte die Kolonne nach einem langen Arbeitstag für rund sieben Stunden entspannen. Denn die Aushärtung läuft mit dieser Anlage weitgehend vollautomatisch ab. Nach Mitternacht war der erste Bauabschnitt abgeschlossen. Nach dem gleichen Prinzip hat die Kolonne einige Tage später auch den 110 m langen Alphaliner im zweiten Bauabschnitt eingebaut. Der Karlsruher Landgraben ist hier nun für die nächsten 50 Jahre gerüstet.

Mitarbeiter der Kolonne im ausgehärteten Alphaliner DN 1750
Mitarbeiter der Kolonne im ausgehärteten Alphaliner DN 1750 | Foto: Relineeurope