Ausführungsplanung und Umsetzung einer Kanalbaumaßnahme im Rohrvortriebsverfahren für die Emschergenossenschaft
(Presseinformation der FBS)
Die Alte Emscher in Duisburg-Stockum erhält ein neues Gesicht. Auf einer Länge von rund 3 km entsteht ein unterirdischer Abwasserkanal, der nach seiner Fertigstellung das Schmutzwasser aufnehmen und zum Klärwerk Alte Emscher leiten soll. Im Auftrag der Emschergenossenschaft führt die Hans Lemme Hoch-, Tief- und Stahlbeton GmbH & Co die rund 750 m lange Vortriebsstrecke des 2. Bauabschnittes aus. Zum Einsatz kommen Stahlbeton-Vortriebsrohre der BERDING BETON GmbH, die den erhöhten Anforderungen der Qualitätsrichtlinie der Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre e.V. (FBS) entsprechen. Die Baulängen der Rohre mit einer Nennweite von DN 2 800 und einem Außendurchmesser von DA 3 600 variieren zwischen 3 m und 3,80 m. Entsprechend der Vorgaben des Bauherrn wurden die 30 bzw. 39 t schweren Rohre in einer Stahlschalung gefertigt und ausgehärtet. Außerdem sind sie entgegen der Standardproduktion mit Führungsringen aus V4A-Stahl ausgerüstet und die ersten unmittelbar der Vortriebsmaschine folgenden Rohre verfügen über so genannte Verrollsicherungen. Eine weitere produktionstechnische Besonderheit: Die Bewehrung ist aufgrund der vom Bauherrn geforderten Zulagebewehrung zur Aufnahme von Zwängungen und der Spaltzugverbügelung an den Rohrenden äußerst aufwändig.
Seit rund zehn Jahren werden an der Alten Emscher neue Abwasserkanäle gebaut. „Wie beim Umbau des eigentlichen Emscher-Systems – dazu zählen der heutige Hauptlauf und seine Zuflüsse – soll das Abwasser vollständig aus dem Fließgewässer entfernt werden“, erläutert Dipl.-Ing. Jens-Uwe Drews, Projektleiter bei der Emschergenossenschaft im Geschäftsbereich Planung und Bau. Der Startschuss für das Jahrhundertprojekt fiel bereits 1991. Das Programm sieht neben dem Bau neuer Kläranlagen (bereits erfolgt) und unterirdischen Kanälen auf einer Länge von 400 km auch die naturnahe Umgestaltung sämtlicher Gewässer vor. Das Gesamtvolumen der Baumaßnahmen beläuft sich auf rund 4,4 Mrd. Euro. Nach den Plänen der Emschergenossenschaft sollen sie voraussichtlich zwischen 2020 und 2025 abgeschlossen sein.
Einbau aus Doppelpressgrube
Der Vortrieb der Stahlbetonrohre erfolgt aus einer Doppelpressgrube in der Friedrich-Ebert-Straße in Duisburg-Stockum. „Auf einer Strecke von 58 m wird der Abwasserkanal unter der Straße hindurch aufgefahren“, so Drews weiter. „Auf der anderen Seite verläuft der Rohrstrang über 587 m in Richtung Pumpwerk Stockum.“ Eine Vollschnittmaschine mit Felsrad sorgt für den Vortrieb der bis zu 3,80 m langen FBS-Stahlbetonrohre. „Nach dem Zurückfahren der Presszylinder hebt ein Portalkran ein Vortriebsrohr in die Baugrube ein“, beschreibt der Projektleiter für die Ausführungsplanung Tim E. E. Becker den Bauablauf. Der durch einen Laser gesteuerte Pressvorgang wird in einem Baucontainer permanent überwacht. „In der Schaltzentrale laufen alle Daten über Lage, Höhe und Neigung des Vortriebs zusammen“, so Becker. „Von hier aus regeln wir unter anderem die Geschwindigkeit oder justieren das Schneidrad. Dabei müssen wir darauf achten, dass Abweichungen im vorgegebenen Toleranzbereich bleiben.“ Der Boden, den das 4 m hohe Felsrad an der Ortsbrust löst, wird hydraulisch über eine Förderpumpe mit Wasser aus der Vortriebsstrecke abgeführt. In einem so genannten Entsander wird die Spülflüssigkeit vom Erdreich getrennt und über eine Speisepumpe in den Förder-Kreislauf zurückgeleitet.
Besondere Auflagen Die für den Abwasserkanal vorgesehenen Stahlbeton-Vortriebsrohre mit einer Nennweite von DN 2 800 und einem Außendurchmesser von DA 3 600 liefert das Werk Schermbeck der BERDING BETON GmbH just in time zur Einbaustelle. Das enorme Gewicht von bis zu 39 t macht den Einsatz eines Spezialtransporters notwendig. Während auf geraden Teilstücken Rohre mit einer Baulänge von 3,80 m zum Einsatz kommen, werden Kurven mit kürzeren, nur 3 m langen Rohren aufgefahren. Zur Begrenzung der erforderlichen Pressenkräfte wird außerdem alle 100 m eine so genannte Dehnerstation eingebaut. Bei der Produktion hat BERDING BETON, ein FBS-Mitgliedsunternehmen, besondere Anforderungen der Emschergenossenschaft zu erfüllen. Grundsätzlich sind danach Vortriebsrohre als „in der Schalung erhärtete“ Rohre nach DIN EN 1916 in Verbindung mit DIN V 1201 und FBS-Qualitätsrichtlinie Teil 1-1 zu produzieren. „Die einzelnen Produktions- und Nachbehandlungsschritte sind dabei für jedes Rohr detailliert in einem Rohrbegleitschein zu dokumentieren und bei Auslieferung der Baustelle zu übergeben“, erklärt Dr.-Ing. Karsten Körkemeyer, Leiter Technik und Entwicklung Kanalbau Nordrhein-Westfalen, BERDING BETON GmbH. Die Führungsringe der Vortriebsrohre sind aus V4A-Stahl mit innenliegenden, voll verschweißten Stahlwinkeln zur Verhinderung der Wasserumläufigkeit gefertigt. Außerdem ist jedes dritte in die Haltung eingebrachte Vortriebsrohr als Schmierrohr ausgebildet. Über vier Austrittsstellen verteilt sich während des Pressvorgangs eine Bentonit-Suspension über den gesamten Mantel des Rohres. Das trägt zu einer deutlichen Reduzierung der Reibung zwischen anstehendem Boden und Rohrmantel bei. Gleichzeitig wird der durch den Überschnitt erzeugte Ringraum ausgefüllt und der Rohrstrang dadurch gestützt. Die Arbeiten am 2. Bauabschnitt laufen auf Hochtouren. Im Schnitt werden drei Vortriebsrohre pro Tag vorgepresst. Das entspricht einer Strecke von rund 10 m. Auftraggeber und Bauleitung sind mit dem bisherigen Verlauf der Baumaßnahmen zufrieden. Die Arbeiten liegen voll im Soll. Beigetragen hat dazu auch die gute Zusammenarbeit mit dem Rohrhersteller. Der Rohrlieferant hat sich den Gegebenheiten auf der Baustelle und den Erfordernissen des ausführenden Unternehmens jederzeit angepasst.
