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„Elbphilharmonie“

Im Auftrag der Hochtief Building GmbH, Am Sandtorkai 73 in Hamburg, wurden von der Firma NORDSEETAUCHER GmbH die Entnahmebauwerke (Schächte) mit der Elbe durch Rohrleitungen verbunden. Bauzeit war in 2008 und von 2011 bis Mai 2015. Nach der Fertigstellung wurden Kontrolltauchgänge durchgeführt um die Veränderung des Schlammstandes zu dokumentieren.

Baubeschreibung:

Der Sekundärkreislauf der Kälteversorgungsanlage der Elbphilharmonie wird im Wärmetauschverfahren durch einen Primärkreislauf gekühlt. Dieser Primärkreislauf wird in der Hauptsache mit Elbwasser versorgt. Bei hohen Außentemperaturen kann dies nicht mehr ausreichen, weshalb zusätzlich eine Tiefbrunnenanlage, sowie Kältemaschinen als letzte Möglichkeit der Kühlung geplant wurden. Das für die Kühlung des Gebäudes notwendige Kühlwasser wird unter anderem aus der Elbe entnommen und dorthin zurückgeleitet. Hierzu wurde ein Wasserentnahmebauwerk in Form eines ca. 10 m tiefen Stahlbetonschachtes gebaut, in welchen über eine horizontale Rohrleitung Wasser aus der Elbe fließt. Das Kühlsystem in der Kühlzentrale besteht aus leistungsstarken Pumpen, die das benötigte Kühlwasser aus der Elbe über Rohrleitungen in das primäre Kühlsystem pumpen. Über einen Wärmetauscher wird das mit Trinkwasser gefüllte Kühlsystem des Sekundärkreislaufs gekühlt.

Zu Revisionszwecken ist der Wasserentnahmeschacht mit einem Absenkschieber ausgerüstet, damit Reparaturen im Schacht im Trockenen durchgeführt werden können.

Das Schiebersystem besteht aus einer Spindelstange aus Edelstahl an deren unteren Ende sich die über eine Messingmutter entkoppelte Schiebergussplatte befindet, die im geschlossenen Zustand den Zufluss des Elbwassers in den Schacht unterbindet. Aufgrund der großen Schachttiefe von ca. 10,30 m ist die Spindelstange in Abständen von ca. 2,0 m gelagert.

Planung der Entnahmebauwerke:

Bauablauf

2008 Spülhilfe beim Setzen der Schächte

2011

• Vorbereitung und Betonieren der Schächte
• Vortrieb in Schacht 1 unter ständiger Schuttbeseitigung bis zur Spundwand
• Aufbrennen der Spundwand von außen und vorpressen bis zum Sollmaß
• Vortrieb in Schacht 2 unter ständiger Schuttbeseitigung bis zur Spundwand
• Aufbrennen der Spundwand von außen und vorpressen bis zum Sollmaß
• Einbau der VA-Rohre für beide Schächte und Setzen der Doymadichtung innen
• Setzen von Dichtkissen und Lenzen der Schächte
• Schiebermontage und Funktionsüberprüfung

2012

• Demontage des Schiebergehäuses und Zurückpressen des VA-Rohres (DN600) im östlichen Schacht
• Entfernen der Dichtkissen und Verschluss mit Deckel von außen

2015

• Elbseitige Kontrolle und Baggerarbeiten
• Entfernen der Deckel aus 2012
• Montagevorbereitungen an den Sieben und der Spundwand
• Montage der Siebe und deren Sicherung
• Beschichtung der Gestängehalterungen mit UWB Leco
• Lotungen in der gebaggerten Fläche
• Ermittlung der Höhenreferenzen Unterkante Siebe
• Kontrolle des Freiraumes zwischen UK Siebe und Elbgrund
• Spülarbeiten
• Sonaraufnahmen zur Dokumentation der gebaggerten Fläche im zeitlichen Verlauf

Bauablauf:

Für die Versorgung des Primärkreislaufes mit Elbwasser wurden in 2008 zwei baugleiche Schächte zum Teil mit Taucherhilfe abgesenkt. In 2011 wurde an dem Teilprojekt weitergearbeitet. Da Ausbaggern und Einbauen eines Hüllrohres im Ganzen nicht möglich war, wurde eine horizontale Vortriebslösung aus den Schächten heraus erdacht und konstruiert. Die Konstruktion bestand aus einem Lagertisch, um die Höhendifferenz zwischen Schachtsohle und 800er Wandöffnung auszugleichen. Auf diesem Tisch wurden die 1m langen DN700 Stahlrohrstücke aufgelegt und von hinten über ein Presskreuz und einen Hydraulikstempel vorgeschoben. Da die rückwärtige Wand des Schachtes keine Punktlasten dieser Größenordnung aufnehmen konnte, wurde eine Lastverteilung aus massiven HEB Profilen eingebaut.

Die Bodenverhältnisse zwischen Schacht und Spundwand wurden mit dem üblichen ‚Elbsand’ bezeichnet, was in der Realität Bauschutt ist. Der Vortrieb verlangsamte sich dadurch zum Teil auf wenige Zentimeter pro Tag, da jeder Ziegel durch den Taucher per Hand aus dem Rohr, in den Schacht und dann per Korb geborgen werden musste. Durch den langsamen Vortrieb kam es am nicht gestützten Ende des Rohres (Schneide) zu Setzungen, wodurch die Austritte der beiden Rohre an der Spundwand unterschiedliche Höhenkoten haben. Dies betrifft vor Allem das westliche Bauwerk. Beide Austritte waren zu diesem Zeitpunkt knapp über dem Elbgrund.

Nachdem die DN600 VA-Rohre in die DN700 Hüllrohre eingeführt und per Doymadichtung zur 800er Schachtöffnung hin abgedichtet wurden, konnte der Durchlass mittels pneumatischem Dichtkissen zur Elbe hin dicht gesetzt werden und nach weiteren Abdichtungsmaßnahmen die Schächte gelenzt werden.

Die vom Auftraggeber gelieferten Flachschieber wurden samt Bedienungsgestängen im September 2011 installiert. Die elbseitigen Rohrenden wurden im Januar 2012 mit einem Deckel verschlossen, um ein Einschwämmen von Schlamm weitestgehend zu verhindern.

Im Januar 2015 wurden die Arbeiten wieder aufgenommen und zunächst der aktuelle Sachstand ermittelt werden. Beide Rohrenden waren weitestgehend im Elbgrund versandet. Baggerarbeiten waren damit unausweichlich. Beauftrag wurde das Unternehmen ‚Heinrich Hirdes’.

Die Grube wurde größer als ursprünglich geplant gebaggert was sich in der Folge positiv auswirken sollte, da die Grube langsamer versandete. Außerdem wurde bei der Baggerung die Geometrie angepasst mit einem Böschungswinkel von 10°-15°.

Nach der Ausbaggerung wurden die Siebe vorbereitet und installiert. Hierzu wurden die im Januar 2012 gesetzten Deckel entfernt und die anstehende Böschung in den Spundwandtälern abgetragen. Anschließend wurden Ösen auf der Spundwand verschweißt, sowohl für die temporäre Sicherung, als auch für die permanente Sicherung im Einbauzustand. Die Siebe wurden anschließend eingehoben und gesichert. Die Gestängehalterungen in beiden Schächten wurden mit UWB Leco konserviert.

Um die Versandung des gebaggerten Bereiches zu beobachten werden in unregelmäßigen Abständen Untersuchungstauchgänge durchgeführt und die Ergebnisse protokolliert.

Entwicklung der Verschlammung aus Untersuchungsbericht vom 07.06.2016

• unteres Sonarbild zeigt die Baggerung im August 2015
• oberes Sonarbild zeigt die mittlerweile fast konturlose und somit versandete Grube

Stand vom 20.10.2016

Der Taucher hat mit einem Gliedermaßstab die Höhe des Schlammes am Sieb ermittelt. Das östliche Sieb steht 15cm und das westliche steht 45cm im Schlamm.

Mit Hilfe eines Hochdruckreinigers wurde der Schlamm unterhalb des Westsiebes auf eine Tiefe von 40 cm unterhalb der Unterkante des Siebes, in einem Radius von 1,7m freigespült. Beim Ostsieb wurde der Schlamm auf eine Tiefe von 45cm unterhalb der Unterkante des Siebes, in einem Radius von ebenfalls 1,7m freigespült.

Hamburg/Ammersbek, 22.11.2016

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