Größtes im Bau befindliches Dammbauwerk in Mitteleuropa
PASCHAL liefert die starke Athlet-Schalung für den Hochwasserschutz
35 m breites und 100 m langes Durchlassbauwerk mit 1,75 m dicken MauernDer Klimawandel lässt sich nicht wegdiskutieren. Damit einher gehen veränderte Niederschlagsbedingungen für ganz Europa. Die anhand der alten Klimamodelle erstellten Berechnungen für die schlimmsten in 100 Jahren denkbaren Hochwässer wurden von der Realität mittlerweile gleich mehrfach übertroffen.
Flussbegradigungen der letzten 200 Jahre sowie das Vordringen von Neubaugebieten in Überflutungsareale haben die Problematik weiter dramatisiert.
Das verheerende Hochwasser von 1990 hatte das Land Baden-Württemberg zum Anlass genommen, 1992 das Integrierte Donau-Programm (ITP) ins Leben zu rufen, das Ökologie und Hochwasserschutz verknüpfen sollte. Die Hochwasser von 1993 und 1994 unterstrichen diese Bedeutung drastisch. Über 200 (vor der Finanzkrise) geplante und begonnene Projekte für Schutzmaßnahmen gegen Hochwasser werden in den nächsten Jahren etwa 900 Millionen Euro erfordern.
2006 war dann der Spatenstich für das Hochwasserrückhaltebecken Wolterdingen, das im Moment das größte im Bau befindliche Dammbauwerk in Mitteleuropa ist.
Die bis zu 85 kN/m² Frischbetondruck aufnehmende
Systemschalung Athlet gab den bis zu 1,75 Meter dicken Wänden Halt.
Eine akribische Takt- und Vorausplanung erhöhte die Effizienz der
Baustelle deutlich.
Wolterdingen (Schwarzwald-Baar-Kreis, Baden-Württemberg)
Wie
können die Anrainer der Donau besser vor Hochwasser geschützt werden?
Vor allem, indem man die kräftigsten Nebenflüsse bändigt. Die
bescheiden und nicht viel größer als ein Dorfbach anmutende Breg, die
bei Donaueschingen zusammen mit der Brigach die Donau bildet, hat mit
183 Quadratkilometern allerdings ein sehr großes Einzugsgebiet im
Naturpark Südschwarzwald und ist daher besonders anfällig für
Hochwasser. Am westlichen Ortsausgang von Wolterdingen wurde die ideale
Stelle gefunden, um ein Hochwasser-Rückhaltebecken zu errichten. Quer
durch das schmale Tal wird ein 110 Meter breiter, 460 Meter langer und
bis zu 18 Meter hoher Erddamm errichtet, der das Bregtal auf vier
Kilometer Länge mit 4,7 Millionen Kubikmeter Wasser auf 70 Hektar
Fläche aufstauen kann. Der Hochwasserabfluss wird dadurch stark
gemindert und der Hochwasserspiegel sämtlicher Gemeinden bis
Riedlingen, das ca. 130 km flussabwärts liegt, gesenkt.
Das Regenrückhaltebecken ist als Trockenbecken (mit Fischtreppen)
konzipiert, das die Breg nur bei Hochwasser aufstaut, welches man alle
fünf bis sieben Jahre erwartet.
Das Durchlassbauwerk
Zentrum
und Kernstück des Damms ist das 100 Meter lange Durchlassgebäude, das
2007/2008 von der Emil Steidle GmbH & Co KG (Sigmaringen) im
Auftrag des Regierungspräsidiums Freiburg komplett aus Ortbeton
hergestellt wurde. Der Querschnitt ist kastig und U-förmig, wobei die
Außenwände an der Basis 1,75 und am Top 0,80 Meter dick sind; die
Innenseiten sind senkrecht, die Außenseiten im Verhältnis 1:20 nach
innen geneigt. Parallel zur Fließrichtung stehen im Inneren zwei
weitere 1,5 Meter dicke Mauern. Diese führen die mächtigen
Absperrriegel.
Am Ausfluss senkt sich die Bodenplatte radial um einige Meter zum so
genannten Kolksee ab; gleichermaßen verbreitern sich die Ausmaße auf 35
Meter wie bei einem "T". Insgesamt hat das Bauwerk eine Höhe von 19,0
Metern. Die Staumauer wird 16,9 Metern Wasserhöhe widerstehen. Decken
von 0,75 bis 0,96 Meter Dicke schließen das Gebäude nach oben ab.
Für die Baugrube und das Umleitungsgerinne mussten 20.000 m³ Erdreich ausgehoben werden, davon 7.900 m³ Oberbodenabtrag.
Um die komplette Baugrube herum wurden über fünf Meter tiefe
Schlitzwände erstellt, die mit Bentonit gefüllt wurden. Damit wurde der
Zutritt von Fluss- und Grundwasser stark eingeschränkt.
Der Damm soll zukünftig auch als westliche Umgehungsstraße für
Wolterdingen fungieren; ein teures Brückenbauwerk wird hierdurch
eingespart.
Schalarbeiten
Bereits
in der Angebotsphase wurden Arbeitsvorbereitung und Taktplanung
mitberücksichtigt. Mit der ATHLET von PASCHAL konnte ein effizientes
und schlüssiges Schalkonzept erstellt werden, das Aufwand und
Verschleiß minimierte sowie die Arbeitsgeschwindigkeit und die
Sicherheit verbesserte. Die Aufgaben sahen vor:
- Das Einschalen von zunächst 11,20 Meter Höhe in Taktbauweise,
- dabei enthaltend eine fest montierte und samt Schalung umsetzbare Sicherheitskonsole mit ebenso fest montierten Laufbelägen, Handläufen und Leitern, die MULTIP, sowie
- zusätzliche 8,40 Meter Schalhöhe als Kletterschalung;
- hierbei wurde die Last der Schalung von 4,00 Meter (!) auskragenden Stützböcken aufgenommen, die - horizontal gelegt - als Kletterkonsolen fungierten.
- Die Windlasten der Kletterschalung wurde auf der Gegenseite über GASS-Türme, die auch als Arbeitsgerüste dienten, abgetragen.
- Taktgrenzen und Fugen waren vom Planer bereits vorgegeben.
Die in 5,30 Meter Höhe gelegenen Decken des dreigeteilten Auslauf-Stollens sind bis 90 Zentimeter dick. Verfahrbare, projektbezogene Einheiten zu jeweils zwei Deckentischen mit jeweils 4,20 m Länge und 4,50 m Breite unterstützten die 11,60 Meter langen Betoniertakte.
Die als Rammschild gegen schweres Treibgut gedachte "Tauchwand" "schwebt" freitragend in 12,80 Meter Höhe vor dem Auslassbauwerk und ist selbst 4,65 Meter hoch und 1,30 Meter dick.
Dabei konnte die Athlet viele Vorteile ausspielen:
- geringe Anzahl von Spannstellen,
- Frischbeton-Druckaufnahme von 92 kN/m² nach DIN 18218,
- strengste Ebenheitstoleranzen nach DIN 18202, Tabelle 3, Zeile 7,
- schnelles Umsetzen samt montierter MULTIP per Kranspiel.
Die Athlet
Die
Großflächenschalung ATHLET ist eine Stahl-Rahmenschalung, welche sich
hervorragend für den Einsatz im Industrie- und Ingenieurbau eignet. Sie
bietet Rekordwerte bezüglich der Frischbetondruckaufnahme, der
eingehaltenen Ebenheitstoleranzen und der geringen Anzahl von
Spannstellen im Beton. Das durchdachte Schalungssystem erschließt
darüber hinaus vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Hoch- und Tiefbau.
Hohlkastenprofile aus hochfestem Stahl mit 16 cm Bauhöhe, trapez- bzw.
hutförmige Querprofile, entsprechende Materialstärken und ihre
konstruktive Optimierung erlauben höchste Frischbetondrücke.
Insgesamt wurden fast 1.000 m² Schalung gestellt. Der frische
C35/45-Beton wurde zur Nachbehandlung noch 7 Tage in der Schalung
belassen. Für das Bauwerk wurden 7.500 m³ Beton verbraucht und über
1.000 Tonnen Stahl.
Bauleiter Dipl.-Ing. Arno Fischer: "Die 1,5 Meter dicken Mauern bis in
19,00 Meter Höhe zu bewehren, waren nicht einfach; wir hätten
eigentlich ein zwischen den Schalungen stehendes Gerüst gebraucht, doch
hierfür fehlte uns der Platz. Aber wir wussten uns zu helfen." Und,
über die Zusammenarbeit mit dem Schalungslieferanten: "Von der
Arbeitsvorbereitung über die Logistik, die Einweisung des
Baustellenpersonals, die Nachlieferung zusätzlichen Materials ... alles
wurde perfekt gelöst."
Traggerüste
Die Deckenarbeiten für die Fahrbahnplatten in 18,60 Meter Höhe wurden durch das Große Aluminium-Stützensystem GASS ermöglicht. Verkompliziert wurde das Bauwerk unter anderem durch längs der Mitte in etwa 10 Meter Höhe gelegene torpedoförmige Maschinenkammer, die den Staubalken durchdringt. Bereichsweise musste in verschiedenen Etagen und um Vorsprünge herum unterstützt werden.
Es wurden auch in dieser Höhe Stützenlasten bis 85 kN (also etwa 8,5 Tonnen!) pro Stiel abgeleitet.
Das Große Aluminium-Stützen-System GASS von PASCHAL ist eine
Weiterentwicklung der auf dem Markt befindlichen
Aluminium-Traggerüstsystemen. Mit einer zulässigen Tragkraft von 140 kN
pro Stütze ist es das tragfähigste Aluminium-System, das sogar viele
Systeme aus Stahl übertrifft. Es wird durch einen Aussteifungsrahmen
stabilisiert und bildet so einen Turm. Der annähernd runde Querschnitt
der Stütze ist die statisch optimale Form, mit wenig Material große
Kräfte aufzunehmen. Die identisch aufgebauten Kopf- und Fußplatten
haben durch ihre schachbrettartig strukturierte Oberfläche eine
passgenaue Verbindung. Um das Gerüst schnell und sicher auf die
jeweilige erforderliche Höhe zu bringen, wird diese mit einer Spindel
eingestellt. Bei unebenem Grund und unterschiedlichen Endhöhen kann man
an beiden Enden der Stütze eine Spindel montieren.
Im Vergleich zu anderen Systemen müssen weniger Stützen und andere
Systemteile eingesetzt werden. Dies bedeutet nicht nur Zeiteinsparungen
an Montage und Demontage. Wegen der einfachen und schnellen Handhabung
aufgrund des geringen Eigengewichtes sowie des leicht zu verstehenden
Zusammenbaus der Teile ist GASS vergleichbaren Systemen überlegen.
Aussichten
Anfang
2008 wurden die Betonarbeiten beendet und die Vorarbeiten für die
Dammschüttungen ausgeführt. 2009 haben die Dammbauarbeiten begonnen;
das Material wird Kosten und Wege sparend in unmittelbarer Nähe aus dem
Berg gebrochen und mit geschätzten 30.000 Lkw-Fahrten transportiert.
2011 soll das Becken in Betrieb gehen.
Die Kosten sind mit 22 Mio. Euro veranschlagt, davon 5 Mio. für das
Durchlassbauwerk; die Donau-Anrainergemeinden engagieren sich mit 30 %.
Zum Vergleich: Allein das Verhindern der volkswirtschaftlichen Schäden
durch ein einziges großes Hochwasserereignis würde die Bauwerkskosten
bereits wieder gut machen!
Vorarbeiten
In
den Jahren 1997 bis 1999 wurde die raumordnerische Beurteilung
durchgeführt, die mit dem Raumordnungsbeschluss endete. Im Jahre 2000
wurde mit der Objektplanung begonnen, die auch geotechnische Gutachten
enthielt. 2003 wurde die Planfeststellung beschlossen.
Projektverlauf
13. Juli 2006: Spatenstich und Eröffnung der Bauphase
2006 bis 2008: Ausführung der Stahlbetonarbeiten
2006 bis 2011: Ausführung der Stahlwasserbauarbeiten
2008 bis 2011: Ausführung der Dammschüttung
2011: Inbetriebnahme des Hochwasserrückhaltebeckens
Arbeitssicherheit und Wirtschaftlichkeit
Die
Wirtschaftlichkeit eines Schalsystems hängt von vielen Einflussfaktoren
ab. Ob man Lohnstunden einsparen kann, hängt auch davon ab, wie das
eingesetzte Schalungssystem an verschiedene Grundrisse angepasst werden
kann. Hierfür wiederum sind die jeweiligen Ausmaße der Schalelemente
und die Anzahl der Zubehörteile mit entscheidend.
Noch zu wenig Bedeutung wird in der Regel den Arbeitsplätzen an der
Schalung beigemessen. Es sind zwar einzelne Lauf- oder Gerüstkonsolen
lieferbar, doch diese müssen meist noch mit bauseits zu stellenden
Belägen vervollständigt werden. Dazu ist aber relativ viel Zeit
erforderlich und auch das Ergebnis entspricht nicht immer den
bestehenden Vorschriften und Richtlinien bzgl. der Arbeitssicherheit.
Kombiniert man jedoch die Schalsysteme von PASCHAL mit der MULTIP, der
multifunktionalen Arbeitsplattform, dann liefert dieses Komplettsystem
aus Schalung und Gerüst noch bessere Schalzeiten, verbunden mit der
notwendigen Arbeitssicherheit. Diese ist gerade bei 20 Meter hohen
Schalungen besonders wichtig.
Die Basis dieses Komplettsystems sind fertige Beläge aus Stahl mit
einem integrierten Seitenschutz, passend zu den Breiten der
großflächigen Schalelemente. Diese bleiben nach einer einmaligen
Vormontage stets mit dem Schalelement verbunden und können zusammen mit
diesem per Kranspiel umgesetzt oder per Lkw transportiert werden, da
sie raumfreundlich klappbar sind.
Somit entfällt die sich ständig wiederholende Montage und Demontage von
Einzelkonsolen und losen Belägen. Der größte Vorteil besteht darin,
dass alle Arbeiten an der Schalung sicher aus- geführt werden können.
Das Montieren oder Demontieren der Krananhängungen, das Setzen und
Lösen von Spannankern und Verbindungsmitteln oder das Befestigen einer
zusätzlichen Gurtung erfolgt von sicheren Arbeitsplätzen aus schneller,
und dadurch werden die Schalzeiten weiter minimiert.
