Gefährdungen beim Schneiden von Linern minimieren

Beim grabenlosen Liner-Verfahren müssen die ausgehärteten Schläuche an verschiedenen Stellen aufgetrennt werden. Um bessere Aussagen zu den Gefährdungen zu treffen, die beim Schneidvorgang durch Einatmen von Stäuben, Fasern und Gefahrstoffen sowie durch Hautkontakt mit diesen entstehen, wurden verschiedene Maschinen hinsichtlich der Exposition getestet.
 

Bei der Sanierung von Kanalisationssystemen/Rohrleitungssystemen kommt häufig das grabenlose Liner-Verfahren zur Anwendung. Hierbei werden vorhandene Kanäle genutzt, es sind in der Regel keine Erdarbeiten notwendig. Mit einem minimalen Eingriff in den Straßenverkehr kann so eine neue Rohrleitung verlegt werden.
 

Verfahren und Notwendigkeit der Nacharbeitung 

Nach der Reinigung der Rohrinnenwand wird ein flexibler Schlauch in das vorhandene Rohr eingebracht. Dieser Schlauch wird mit Wasser- oder Luftdruck an das vorhandene Rohr gedrückt und z. B. mittels UV-Licht oder Wärmezugabe ausgehärtet. Danach übernimmt das so entstandene neue Rohr sowohl die Dicht- wie auch die Tragfunktion. Der Liner-Schlauch besteht aus einem Stützgewebe, welches mit einem Kunstharz vorgetränkt ist. Als Stützgewebe kommen in der Regel Kunststofffasern oder Glasfasergewebe zum Einsatz. Als Harze werden meist Polyesterharze, Epoxidharze oder Vinylesterharze verwendet. 

Nach dem Aushärten der Schlauchliner müssen diese an verschiedenen Stellen noch nachbearbeitet werden. Speziell innerhalb der Schachtbauwerke müssen die Schlauchliner im Bereich des Ein- und Auslaufs in die jeweilige Haltung sowie im Gerinne aufgetrennt werden. Die obere Liner-Hälfte wird nach dem Auftrennen entfernt, somit ist das Schachtgerinne wieder voll wirksam. Typischerweise werden bei der GFK-Herstellung Fasern mit einem Durchmesser größer 5 μm eingesetzt.
 

Gefährdungen beim Schneiden 

Beim Schneidvorgang können Gefährdungen durch Einatmen von und Hautkontakt mit Stäuben, Fasern und Gefahrstoffen entstehen. Beim Schneidvorgang der Glasfasergewebe entstehen Faserbruchstücke und splitterförmige Partikel, die nach den Kriterien der WHO (Länge >5 µm, Durchmesser <3 µm, Verhältnis Länge-zu-Durchmesser >3:1) aufgrund ihrer Wirkung auf das Lungengewebe als kritisch betrachtet werden. Bruchstücke typischerweise eingesetzter Glasfasergewebe sind als krebserzeugend der Kategorie 1B eingestuft. Diese Einstufung beschreibt Stoffe, deren krebserzeugende Wirkung bislang nur in Tierversuchen eindeutig nachgewiesen werden konnte, diese ist jedoch auch beim Menschen aufgrund hinreichender Anhaltspunkte wahrscheinlich. 

Im Rahmen der Bewertung einer kanzerogenen Wirkung werden weitere Kriterien wie die Verweildauer in der Lunge (Biobeständigkeit/Biopersistenz) und Dosis berücksichtigt. Die Schneidarbeiten werden zudem in Schächten ausgeführt, also engen, umschlossenen Räumen, in denen der beim Schneiden entstehende Staub nur schlecht abgeführt wird. Somit stellt sich die Frage, mit welcher Maschine sich die Bearbeitung von Linern möglichst staubarm bewerkstelligen lässt.
 

Maschinen im Praxistest 

Die Referate Tiefbau, Gefahrstoffe-Biostoffe und Messtechnik der BG BAU suchten gemeinsam nach ersten Lösungsansätzen und haben drei verschiedene Maschinen, jeweils mit und ohne Absaugung, unter praxisnahen Bedingungen getestet.
 

Arbeitssituation 

Zur Simulation der räumlichen Bedingungen in einem Kanalschacht wurde in einem Versuchsgraben ein Bereich mit einer Grundfläche von 1,5 m x 1,5 m mit Wänden abgegrenzt und die obere Öffnung mit einer Holzplatte abgedeckt, in der ein Mannloch mit einem Durchmesser von 600 mm eingebracht war.
 

Auswahl der Bearbeitungsmaschinen 

Zur Anwendung kamen ein Multitool mit oszillierendem Werkzeug, ein Trennschleifer mit gut einsehbarer Diamant- Trennscheibe (Durchmesser 125 mm, Blattstärke 2,4 mm) und ein Mini-Trennschleifer (Mini Grinder) mit Diamant- Trennscheibe (Durchmesser 54 mm, Blattstärke 1,5 mm).

Trennschleifer 

Die zwei Trennschleifer zeichnen sich dadurch aus, dass sie zur Bearbeitung unebenen Materials geeignet sind. Sie verfügen über keine Auflageplatte/Schienensystem für die Bearbeitung ebenen Materials und können so geführt werden, dass sie an der Staubaustrittsseite (beim Trennschleifer 125 mm an der Vorderseite, beim Mini Grinder an der hinteren Seite des Trennblattes) mit ihrer Erfassungseinrichtung am Material aufliegen. Diese Systeme können den Großteil des entstehenden Staubes erfassen, allerdings sind höhere Emissionen zu erwarten als bei einer komplett geschlossenen Absaughaube. Aufgrund ihrer relativ offen gehaltenen Absaughaube ist die benötigte Sichtbarkeit der Bearbeitungsstelle (wie für gekrümmte Schnitte) gegeben.
 

Multitool 

Vom Multitool mit oszillierendem Werkzeug wurden aufgrund der niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten des Werkzeuges vor allem niedrige Feinstaubemissionen erwartet. Allerdings verfügte die Multitool-Maschine nicht über eine für das oszillierende Messer angepasste Absaugvorrichtung. Insofern musste hierbei etwas improvisiert werden. Bei ähnlichen Geräten anderer Hersteller könnten sich insofern auch niedrigere Expositionen ergeben.
 

Durchführung der Versuche – Arbeitsaufgaben 

Im Vorfeld wurden verschiedene Randbedingungen diskutiert und festgelegt. So sollte beispielsweise der Entstauber aus Platzgründen außerhalb des Kanalschachtes platziert sein. Realisiert wurde die Anbindung an die Bearbeitungsmaschine mit einem Schlauch, der sich aus einem Teilstück von 4 m Länge mit Innendurchmesser 38 mm und einem Teilstück von 2,5 m mit 32 mm Innendurchmesser zum Maschinenanschluss. Bei längeren Schläuchen (>4 m) wird der Einsatz von Schläuchen mit einem Innendurchmesser von 38 mm erforderlich, um eine ausreichende Absaugleistung an der Maschine zu gewährleisten. 

Als Arbeitsaufgabe wurde (durchaus im Sinne einer Worst-Case-Betrachtung) eine Schnittleistung von 25 Schnitten quer über die Halbschale des Liners je Stunde festgelegt. Daraus ergab sich eine Schnittleistung von 12,5 m/h. 

Die beiden Trennschleifer sollten zudem mit und ohne Absaugung getestet werden, um die Staubreduktion durch die Absaugung aufzeigen zu können.
 

Beobachtungen während der Versuche 

Der Trennschleifer mit der 125-mm-Trennscheibe erzielte den schnellsten Arbeitsfortschritt. Die Schnitte waren relativ gerade. Aufgrund des verwendeten Standardtrennblattes war die Schnittfuge breiter als beim „Mini Grinder“. Der höhere Materialabtrag führt zu einer höheren Staubentstehung. 

Der Trennschleifer „Mini Grinder“ mit einem Trennblattdurchmesser von nur 56 mm hielt erstaunlich lange durch. Beide Versuche (mit und ohne Absaugung) konnten mit demselben Trennblatt absolviert werden und man hätte nach Beendigung der Versuche mit dem Trennblatt weiterarbeiten können. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit war etwas langsamer als beim größeren Trennschleifer und durch den kleineren Durchmesser war der Trennschleifer etwas „drehfreudiger“ und das Schnittbild weniger geradlinig. Dies kann bei der Anpassung an Rundungen durchaus von Vorteil sein.
 

Beim oszillierenden Messer des Multitools zeigten sich relativ schnell Verschleißerscheinungen. Die Zähne des Werkzeuges waren innerhalb eines Versuchsdurchlaufes so abgenutzt, dass Ersatz notwendig wurde. Auch das Trennblatt eines anderen Herstellers war schnell abgenutzt.
 

Ergebnisse 

Bei beiden Trennschleifern wurden bei den Versuchen ohne Absaugung sowohl die Grenzwerte für alveolengängigen Feinstaub (A-Staub) wie auch für die gröbere einatembare Staubfraktion (E-Staub) deutlich überschritten (siehe Tabelle 1). Die Absaugung der handgeführten Maschinen führte zu einer deutlichen Reduzierung der Exposition des Bedieners. Der Mini Grinder verursachte die geringste Staubexposition, gefolgt vom Trennschleifer mit 125 mm Durchmesser. Das Multitool mit oszillierendem Schneidmesser verursachte erwartungsgemäß niedrige Feinstaubwerte (A-Staub) aber hohe E-Staub-Werte. Aufgrund des hohen Verschleißes des Schneidwerkzeugs scheint der Einsatz für große Schnittleistungen weniger geeignet zu sein. Für spezielle Anwendungsfälle, z. B. bündiges Schneiden in Randbereichen, kann die Anwendung durchaus sinnvoll sein. Die in der Tabelle 1 dargestellten Werte dienen der Orientierung und sind durch weitere Versuche zu untermauern.

^{Tab. 1: Gemessene Staubwerte bei den drei Maschinen}

Eine weitere Absenkung der Exposition der Bediener könnte sich aus einem Dauerbetrieb der Absaugung (ohne Automatikmodus) ergeben. Auch ein solcher Einfluss soll in weiteren Praxisversuchen getestet werden. Mit extra dünnen Trennblättern (Blattstärke ca. 1 mm) könnte evtl. eine weitere Reduzierung der Staubfreisetzung erzielt werden. Zur Beurteilung der Gefährdung aus Faserexposition ist die TRGS 905 „Verzeichnis krebserzeugender, keimzellmutagener oder reproduktionstoxischer Stoffe“ heranzuziehen. Schutzmaßnahmen können analog zur TRGS 521 „Tätigkeiten mit alter Mineralwolle“ abgeleitet werden.
 

Fazit 

Die Versuche zeigen, dass bei der Nachbearbeitung von Linern ohne Absaugung an der Maschine deutlich zu hohe Staubexpositionen zu erwarten sind, die durch den Einsatz staubreduzierter, abgesaugter Maschinen deutlich reduziert werden können. Die Schnittleistung und der Verschleiß der Werkzeuge variierten zwischen den einzelnen Systemen stark, mit Auswirkungen auf die Dauer der Arbeiten, die körperliche Belastung und die Kosten für die eingesetzten Trennblätter bzw. Schneidwerkzeuge. Bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens sollte also eine abgesaugte Maschine mit geringem Gewicht und guter Schnittleistung eingesetzt werden. Zur besseren Beurteilung der Exposition der Bediener sind weitere Arbeitsplatzmessungen unter Realbedingungen notwendig. Diese können, je nach Einsatzbedingungen, zu abweichenden Ergebnissen führen. 

Das Tragen von Atemschutz und Schutzkleidung (Schutz vor Fasern) bleibt bis zum Vorliegen weiterer Erkenntnisse aus Praxisversuchen notwendig.