Renovation of Stormwater Sewer with HOBAS Pipes beneath Zürich Airport

Projekt ID: [018213]
Land: Schweiz
Stadt: Zürich
Jahr: 2013 - 2014
Anwendung:
Abwasser
Installation: Relining / Sliplining
Gesamtlänge [m]: 170
Nominaler Durchmesser DN [mm]: 1900
Druckklasse PN [bar]: 1
Steifigkeit SN [N/m²]: 5000
Key Words: Abwasserleitung | Flughafen | Schleuderrohr

Midnight Relining in Zürich

Rehabilitation works at airports count among the technically most challenging renovation projects – especially if they concern pipelines. In late 2013, one of the stormwater sewers DN 2200 at the international Zürich Airport has been relined with HOBAS GRP Pipes over a length of 170 meters.

Serving 196 destinations, the Zürich Airport is Switzerland’s ”gateway to the world”. Each month, around 1.5 million travelers pass through the airport and a five-digit number of freight tons is transported. This performance requires perfect logistics and absolute safety – both on and below the airport premises. “Below” particularly refers to the large dimension sewer mains which ensure a safe discharge of rainwater. Once their condition deteriorates, they are difficult to repair: A new construction in open trench is impossible at airports and the system needs to be ready for operation practically without interruptions. Furthermore, works on runways and the rest of the airfield can only be conducted outside of the airport’s flight schedule – thus at night, within a narrow time frame between one day’s last and the next day’s first flight. 

These were the challenges that also had to be faced at the Zürich Airport end of 2013, when a cast-in-situ concrete stormwater sewer DN 2200 had to be rehabilitated due to leakage. The Swiss engineering office SBU sought a minimally invasive and sustainable rehabilitation possibility, which could be realized in short periods of work overnight between 11:15 p.m. and 5:30 a.m. and allowed for an uncomplicated interruption of works in case of rain. Moreover, the loss of cross-section was to be kept to an absolute minimum.

Hose lining was quickly dismissed as an option. According to the state of the art, the necessary pipe dimension would have required thermal-hardening liner systems; however, the thermal hardening process could not be performed in the short nocturnal time periods. Coating the old sewer with mineral mortar would have been a technically feasible option, but not as effective and high-quality as the alternative which was eventually chosen by the designing engineers and the contractor: the sewer’s trenchless rehabilitation with HOBAS GRP Pipes. In the original plan, pipes DN 2000 were to be inserted into the old structure DN 2200. However, a calibration measurement which was carried out in the course of the first inspection of the old pipe showed significant variations in the pipe geometry. The old pipe had a consistent height of 2.20 m, but parts of it were only 2.05 m wide.

The solution was a combination of manually removing the concrete wall’s structure in some areas and adapting the GRP pipes. Short GRP pipes DN 1900 in lengths between one and three meters were used. Thanks to the variable pipe lengths, the installation plan could be designed in a way that the pipe joints did not overlap with the existing connections. The pipes were installed via a 3.3 x 4.5 m construction pit on the edge of the runway. During the daily flight operations, the pit was covered with heavy and highly load-bearing steel plates. 

As soon as the last flight had started in the late evening, the construction company in charge, Aarsleff Rohrsanierung GmbH, was given the go-ahead. The GRP pipes, each of them weighing up to 1300 kg, were lowered into the construction pit by means of a crane boom. Inside the pit, they were placed onto a shuttle construction and drawn inside the old pipe structure. The shuttle was vertically adjustable and allowed for the pipes to be aligned in a way to make the bushing fit exactly onto the spigot of the already installed pipes. This way, the length of the rehabilitated pipeline grew night by night. 

In parallel with the installation works, 20 side branches were opened and laminated by hand to the new pipeline. In a last step, the GRP pipes were secured against buoyancy with the help of spacers and the annular gap between the old and the new pipeline was grouted with a special insulation.

The smooth cooperation of Zürich Airport, engineering office and contractor enabled a successful completion of the 170 m long relining project within merely two months according to schedule.


Sanierung von Regenwassersammler mit HOBAS Rohren unter dem Flughafen Zürich, CH

Renovierungsmaßnahmen auf Flughäfen zählen zu den technisch und organisatorisch anspruchsvollsten Sanierungsvorhaben – erst recht, wenn Rohrleitungen betroffen sind. Ende 2013 wurde am Flughafen Zürich einer der Haupt-Niederschlagssammler DN 2200 durch Relining mit HOBAS GFK-Rohren auf einer Länge von 170 Metern saniert.

Der Flughafen Zürich ist mit seinen 196 Destinationen „Das Tor der Schweiz zur Welt“. Pro Monat nutzen den Flughafen im Schnitt rund 1,5 Millionen Passagiere und es wird eine fünfstellige Zahl an Frachttonnen abgewickelt. Diese Leistung erfordert perfekte Logistik und absolute Sicherheit – sowohl am Flughafengelände als auch darunter. Letztere Anforderung betrifft vor allem die groß dimensionierten Sammelkanäle, die vor Ort für eine sichere Ableitung von Regenwasser sorgen. Werden sie baufällig, ist ihre Sanierung schwierig: Ein Neubau im offenen Graben ist auf Flughäfen unmöglich und die Einsatzbereitschaft der Kanäle darf praktisch nie unterbrochen werden. Außerdem kann auf Rollfeldern, Start- und Landebahnen nur außerhalb des Flugbetriebes gearbeitet werden – also nachts, in dem meist sehr engen Zeitfenster zwischen dem letzten Flug und dem ersten des Folgetages.

Vor diesen Herausforderungen stand man auch am Flughafen Zürich, als Ende 2013 ein in Ortbeton errichteter, mittlerweile undichter Regenwassersammler DN 2200 saniert werden musste. Das Schweizer Ingenieurbüro SBU machte sich auf die Suche nach einem minimal-invasiven und nachhaltigen Sanierungsverfahren, das sich in kurzen nächtlichen Arbeitseinsätzen zwischen 23.15 Uhr und 5.30 Uhr realisieren sowie bei Niederschlägen unkompliziert unterbrechen ließ. Außerdem galt es, den Querschnittsverlust des Kanals so gering wie möglich zu halten. Schlauchlining wurde dabei schnell ausgeschlossen: Für die erforderliche Rohrdimension kamen nach dem Stand der Technik nur thermisch härtende Liner-Systeme infrage, eine thermische Härtung durch Warmwasser-Füllung war aber in den nächtlichen Zeitfenstern nicht möglich. Die Beschichtung mit mineralischen Mörteln im Spritzbetonverfahren wäre zwar technisch möglich gewesen, Planer und Bauherr befanden aber eine andere Variante für deutlich hochwertiger und effektiver: die grabenlose Erneuerung mittels Relining mit HOBAS GFK-Rohren.

Die Rohre sollten gemäß ursprünglicher Planung zunächst in der Nennweite DN 2000 in das Altprofil DN 2200 eingefahren werden. Die im Zuge der Erstbegehung durchgeführte Kalibriermessung der Altleitung ergab jedoch deutliche Schwankungen in der Kanalgeometrie. Der Altkanal war zwar durchgängig rund 2,20 m hoch, hatte aber in einzelnen Bereichen nur eine maximale Breite von rund 2,05 m.

Die Lösung war eine Kombination aus einem bereichsweisen manuellen Abtrag der bestehenden Betonwand sowie einer Anpassung der GFK-Rohre. Zum Einsatz kamen schließlich GFK-Kurzrohre DN 1900 in Längen zwischen einem und drei Metern. Dank der unterschiedlichen Rohrlängen konnte der Verlegeplan so gestaltet werden, dass es keine Überdeckung von Rohrverbindungen mit vorhandenen Anschlüssen gab. Die Installation der Rohre erfolgte über eine ca. 3,3 x 4,5 Meter große Baugrube am Rande des Rollfeldes. Während des täglichen Flugbetriebes wurde diese Grube mit schweren, hoch tragfähigen Stahlplatten abgedeckt.

Kaum war am späten Abend der letzte Flug gestartet, gab es grünes Licht für die mit dem Projekt beauftragte Aarsleff Rohrsanierung GmbH. Die bis zu 1300 kg schweren GFK-Rohre wurden mit Hilfe eines Kranarms in die Baugrube abgelassen, dort auf einer Shuttle-Konstruktion abgesetzt und in den Altkanal eingefahren. Durch eine Höhenverstellung dieses Shuttles konnte das Rohr axial jeweils so ausgerichtet werden, dass sich seine Muffe exakt auf das Spitzende der bereits verlegten Rohre schieben ließ. Auf diese Art und Weise wurde die sanierte Rohrleitung Nacht für Nacht länger.

Parallel zu den Verlegearbeiten wurden 20 Seitenzuläufe geöffnet und mit Handlaminat an die neue GFK-Rohrleitung angebunden. In einem letzten Arbeitsschritt wurden die Rohre mit Abstandhaltern gegen Auftrieb gesichert und der Ringraum zwischen Altrohr und der neuen Leitung mit einem Spezialdämmer verfüllt.

Die reibungslose Zusammenarbeit von Flughafen Zürich, Ingenieurbüro und Bauherr ermöglichte es, dass die 170 Meter lange Relining-Strecke in knapp zwei nächtlichen Arbeitsmonaten erfolgreich und innerhalb der vorgegebenen Bauzeit fertiggestellt wurde.