Erdbebensicherheit von Abwassersystemen: Fid-Bau Portal

Erdbebensicherheit von Abwassersystemen

Weber, Thomas M. / Studer, Jost A. / Heunert, Sven

In der Schweiz wurde eine Studie zur Erdbebensicherheit der Abwassersysteme durchgeführt. Abwassersysteme sind nur punktuell durch Erdbeben gefährdet und mit einfachen Mitteln kann das Erdbebenverhalten von Abwassersystemen verbessert werden. Entwickelt wurden drei Instrumentarien: (1) Empfehlungen zur Erdbebensicherheit (2) Kriterien zur Beurteilung der potenziellen Umweltgefährdung im Erdbebenfall und (3) ein mehrstufiges Überprüfungskonzept für bestehende Anlagen. Anhand von Schadensfällen aus dem Ausland wurden zunächst typische Schäden beschrieben, die durch Bruch der Kanalisationsleitung und Bodenverflüssigung entstanden waren. Großräumige Bodenverflüssigung ist nur an wenigen Stellen zu erwarten, etwa bei strukturempfindlichen Seekreideböden. Lokale Verflüssigung kann aber auftreten, wenn das Material der Kanalverfüllung zu wenig verdichtet worden ist. Daneben sind Schäden an steifen Verbindungsstellen zu erwarten, besonders bei älteren spröden Rohrleitungen. An starren Anschlüssen ist mit Rissbildung an Rohrleitungen zu rechnen. Gefährdet sind auch Pumpstationen, wo vor allem Schneckenpumpen empfindlich auf Setzungen und Verschiebungen reagieren. Kläranlage sind vor allem durch Stromunterbrechungen gefährdet, weshalb Schaltschränke, Trafostationen und eventuelle Notstromversorgungseinrichtungen gegen Umkippen und Verschiebungen gesichert sein müssen. Allgemein sind unterirdisch verlegte Rohrleitungen und in die Erde eingelassene Beckenbauwerke durch Erdbebenerschütterungen weniger gefährdet. Bei Hochbauten ist der wichtigste Grundsatz die Robustheit und Regelmässigkeit der Tragstruktur in Grundriss und Aufriss. Aussteifungselemente sind durchgängig über alle Stockwerke auszuführen, im Grundriss regelmässig anzuordnen und in den Fundamenten zu verankern. Schubsteife Deckenscheiben und durchgehende Fundamentplatten, die mit den Aussteifungselementen verbunden sind, sorgen für gleichmäßige Lastverteilung. Bei der Planung und Ausführung von neuen Abwasseranlagen sind die Schweizer Tragwerksnormen anzuwenden. Dabei werden Abwasseranlagen meist in die Bauwerksklasse II (BWK II) eingestuft. In den Normen SIA 260/261 ist der Lastfall Erdbeben für Tragstrukturen definiert. Diese Normen fordern für die Erdbebeneinwirkung keinen expliziten Nachweis der Gebrauchstauglichkeit von Tragwerken der Bauwerksklasse I und II. Nach SIA 261 müssen jedoch grundsätzlich Bauteile und Komponenten sowie deren Verbindung, Befestigung und Verankerung auf Erdbeben bemessen werden, wenn diese Elemente beim Versagen den Betrieb der Anlage beinträchtigen oder Personen gefährden. Der Nachweis erfolgt über Analyse der Lagesicherheit gegen Gleiten, Kippen und Abreißen. Das abgebildete Überprüfungskonzept für bestehende Anlagen zeigt dem Anlagenbetreiber, welche Schwachstellen im System vorhanden sind, mit welchem Schadenpotenzial zu rechnen ist und welche Reparaturmaßnahmen für den Notfall vorgesehen werden müssen.