Infiltration vs. Exfiltration an Rohrfugen: Wie jede Strömungsrichtung das Netz beschädigt

Wenn ein Kanalnetzbetreiber unerwartet hohe Fremdwassermengen im Klärwerk registriert oder sich Absenkungen im Straßenbelag abzeichnen, liegt die Ursache meist an undichten Rohrverbindungen. Doch die mechanische Schadenswirkung hängt fundamental von der Strömungsrichtung ab: Dringt Grundwasser von außen in das Rohr ein, oder tritt Abwasser nach außen in das Erdreich aus?

Diese beiden Phänomene – Infiltration und Exfiltration – sind zwei Seiten desselben Fugenversagens. Werden sie bei der Sanierungsplanung verwechselt, wählen Betreiber oft einseitige Dichtmethoden, die bei saisonalen Grundwasserschwankungen und Druckumkehrungen rasch versagen.

Vor der grabenlosen Sanierung mit einer innenliegenden Muffendichtung müssen die hydraulischen Ursachen und Folgeschäden beider Strömungsrichtungen verstanden werden.

1. Grundwasser-Infiltration: Der Weg von außen nach innen

Infiltration beschreibt den Eintritt von Grundwasser durch klaffende Fugen, versetzte Rohrstöße oder poröse Dichtringe in das Rohrinnere.

Die treibende Kraft ist der hydrostatische Außendruck: Sobald der Grundwasserspiegel über der Rohrsohle steht, drückt das Wasser radial gegen jede undichte Fuge.

Folgeschäden der Infiltration:

1. Hydraulische Überlastung der Infrastruktur: Fremdwasser verdünnt das Abwasser, überlastet Pumpstationen bei Regenereignissen und verursacht enorme Energiekosten in der Kläranlage für die Reinigung sauberen Wassers.

2. Bettungsverlust und Straßenabsackungen: Das Wasser dringt nicht sauber ein, sondern spült kontinuierlich feine Bodenpartikel und Bettungsmaterial mit. Über Monate bilden sich außerhalb des Rohres riesige Hohlräume, die plötzlich zu gefährlichen Straßenkratern (Sinkholes) einstürzen.

3. Optische Erfassung nach NASSCO: Nach NASSCO PACP wird Fugen-Infiltration in vier Stufen klassifiziert: Verfärbungen (Stains), Tropfen (Dripping), stetiges Rinnen (Running) und Hochdruck-Spritzen (Gushing).

2. Abwasser-Exfiltration: Die verdeckte Gefahr von innen nach außen

Exfiltration ist der umgekehrte Vorgang: Schmutzwasser, Industrieabwasser oder rückstauendes Regenwasser entweicht durch Fugenleckagen in das umgebende Erdreich und in Grundwasserleiter.

Der treibende Druck entsteht durch den internen Füllstand, hydraulischen Einstau oder Druckstöße im Kanalnetz.

In einer maßgeblichen wissenschaftlichen Studie von Rutsch et al. (2008) in _Water Research_ wiesen die Autoren nach, dass auch Freispiegelleitungen bei Spitzenbelastungen erhebliche Exfiltrationsraten aufweisen. Die Fugenöffnungsweite und die hydraulische Leitfähigkeit des umgebenden Bodens bestimmen maßgeblich, wie schnell austretendes Abwasser Schadstoffe im Boden verteilt.

Folgeschäden der Exfiltration:

1. Verunreinigung des Grundwassers: Krankheitserreger, Stickstoffverbindungen und chemische Frachten kontaminieren flache Grundwasserleiter und gefährden Trinkwasserbrunnen.

2. Verlust der Bodenstabilität: Austretendes Abwasser weicht die Rohrbettung auf, verringert die Scherfestigkeit des Bodens und verstärkt ungleichmäßige Setzungen des Rohrstrangs.

3. Schwere Erkennbarkeit: Während Infiltration bei hohem Grundwasser mit Fahrwagensystemen (CCTV) direkt sichtbar ist, versickert Exfiltration unsichtbar unter der Rohrsohle. Die Erfassung erfordert Luftdruckprüfungen nach ASTM C969 oder gezielte Muffendruckprüfungen.

3. Technischer Vergleich: Infiltration vs. Exfiltration

4. Warum mechanische Innenmuffendichtungen beide Richtungen stoppen

Chemische Injektionen oder dünne Reparaturmanschetten ohne mechanische Verriegelung wirken oft nur einseitig: Injiziertes Gel erodiert unter Innendruck, und geklebte Laminate blähen sich unter äußerem Wasserdruck ab.

Eine mechanisch verspannte innenliegende Muffendichtung schützt zuverlässig in beide Richtungen:

• EPDM-Profil mit Dichtrippen: Ein dickwandiges EPDM-Elastomer überbrückt die gesamte Fugenbreite. Unter Anpressdruck erzeugen die profilierten Dichtlippen hochwirksame Kontaktzonen an beiden Rohrenden.

• Edelstahl-Spreizbänder: Parallele Spannringe aus Edelstahl V2A (304) oder V4A (316L) werden mit hydraulischen Werkzeugen oder Ratschen von innen aufgespreizt.

• Bidirektionale Druckfestigkeit: Der mechanische Anpressdruck dichtet gegen drückendes Grundwasser von außen ab und widersteht Betriebsdrücken im Rohr von bis zu 16 bar.

• Dauerhafte Flexibilität: Das Elastomer nimmt Setzungen, thermische Längenänderungen und Verkehrserschütterungen schadlos auf.

5. Checkliste für die Baustellenmessung

Vor der Bestellung einer Innenmuffendichtung sollten folgende Maße aufgenommen werden:

• [ ] Exakter Rohrinnendurchmesser (ID): Vertikal und horizontal messen (Ovalitätsprüfung).

• [ ] Fugenöffnung (Klaffung): Maximaler Längsabstand zwischen den Rohrenden.

• [ ] Radialer Fugenversatz (Stufe): Höhenversatz zwischen den benachbarten Rohren.

• [ ] Betriebsdruck & Grundwasserstand: Maximaler Innendruck und höchster Grundwasserspiegel.

• [ ] Rohrmaterial und Sohlenzustand: Beton, Guss, Stahl oder Steinzeug auf feste Oberflächen prüfen.

Detaillierte Anleitungen finden Sie in unserem Leitfaden für Innenmuffenmessungen sowie in den Hinweisen zur CCTV-Zustandserfassung vor der Sanierung.

Fugenleckagen dauerhaft abdichten

Prüfen Sie die Maße in der Reliance Broschüre und unserer Produkttabelle oder senden Sie uns Ihre Daten über das Anfrageformular für Innenmuffendichtungen.