Veröffentlicht: 02. März 2010

Weitere Informationen:

MOLL-prd GmbH & Co. KG
Planungsgesellschaft für Rohrvortrieb und Dükerbau
Weststrasse 21
57392 Schmallenberg
Telefon 02972-97843-10

www.moll-prd.com

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„Spandau spart CO2“. Unter dieses Motto hat die Vattenfall Europe Berlin AG & Co. KG die Erweiterung ihres Fernwärmenetzes in Richtung Berlin – Spandau gestellt. Ein wesentliches Kernstück dieser Gesamtmaßnahme „Netzerweiterung Spandau“ bildet die Querung der Havel bei Fluss-km 1,47 der Unteren-Havel-Wasserstraße.

Für dieses Teilstück wurde die MOLL-prd, Planungsgesellschaft für Rohrvortrieb und Dükerbau im Mai 2008 mit der Entwurfsplanung, der Ausführungsplanung des Bauherren sowie der Vorbereitung und der Mitwirkung bei der Vergabe beauftragt. Diese Beauftragung wurde später um die Bauoberleitung und Bauüberwachung erweitert. Im Planungsumfang waren außer der kompletten Gewässerkreuzung mit Rohrbau, Tunnel- und Schachtausbau auch die angrenzenden erdverlegten Abschnitte aus Kunststoffmantelrohr DN 700/900 enthalten. Mit den fernwärmetechnischen Berechnungen wurde das Ingenieurbüro Röse, Berlin, betraut.

Von Beginn an stand für die Gesamtmaßnahme nur ein sehr enges Zeitfenster zur Verfügung. Die Ausschreibung - einschließlich der erforderlichen Planunterlagen - sollte, nach Genehmigungserhalt und erfolgter Eignungsprüfung der Bieter, im September 2008 am Markt platziert werden. Zum 01.12.2008 war der Baubeginn und zum Beginn der Heizperiode im September 2009 die Inbetriebnahme des Fernwärmenetzes geplant.

Seitens des Bauherren war für die Querung der Havel zur Aufnahme der beiden Fernwärmeleitungen DN 700 zwingend ein begehbarer Stahlbetonrohrvortrieb vorgegeben. Weitere Zwangspunkte für die Planung ergaben sich durch den im Rahmen der Verkehrsprojekte Deutsche Einheit vorgesehenen Ausbau der Unteren-Havel-Wasserstraße, der Lage des Startschachtes auf privatem Grundstück der Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbH und den eingeschränkten Platz- und Zufahrtsverhältnissen im Bereich des Zielschachtes direkt neben der Havel.

Zielschacht zwischen Havel und Hochhaus (Vergrößern: Bitte auf das Bild klicken)

Für die als nur begrenzt tragfähig geltenden beidseitigen Havelspundwände wird zur Zeit eine Sanierungsplanung durchgeführt, welche in der Genehmigungsplanung des Dükers eingearbeitet und berücksichtigt werden musste.

Zur Gewährleistung der erforderlichen Mindestdurchgangsbreite in der Tunnelmitte wurde im Entwurf ein Stahlbetonrohr DN 2600 mm mit einer Mindestbetongüte von C 35/45 und einem Außendurchmesser zwischen 3120 mm und 3400 mm bei einer Rohrlänge von 3,50 m festgelegt. Der Rohrvortrieb sollte mit ca. 1 % steigend von Ost nach West erfolgen. Die Oberkante des Vortriebsrohres durfte am Startschacht 15,50 m ü. NN und am Zielschacht 16,50 m ü. NN, bei einer Geländehöhe von beidseitig ca. 31,50 m ü. NN, nicht übersteigen.

Für diese Ordinaten weist das Baugrundgutachten sehr locker gelagerte Sande aus. Durchgängig dichter tragfähige Sande stehen am Zielschacht erst in einer Tiefe von 6,90 m ü. NN an. Das bedeutet eine Tiefe von 24,50 m unter Geländeoberkante und eine Überdeckung des Vortriebsrohres von ca. 21,00 m. Da sich der mittlere Grundwasserspiegel ca. 2,00 m unter Gelände befindet, wurde entschieden, die geplante Ordinate beizubehalten.

Für den Vortrieb wurde weiterführend mit einer AVND (Vollschnittverfahren mit Flüssigkeitsstützung) geplant. Um auf Absackungen der Vortriebsmaschine in Folge des locker gelagerten Baugrundes reagieren zu können, wurde eine Position für Injektionen aus dem Vortriebsschild zur Baugrundverbesserung sowie Auflastmatten für die Gewässersohle in das Leistungsverzeichnis aufgenommen.

Als konstruktive Lösung für die Start- und Zielgruben wurden als Kreisverbau angeordnete überschnittene Bohrpfahlwände (D = 1 m) gewählt. Die Startgrube erhielt einen Innendurchmesser von 10,00 m und die Zielgrube von 8,00 m. Nach Beendigung des Rohrvortriebes sollten die Start- und Zielbaugrube in Ortbetonbauweise als Fernwärmeschächte ausgekleidet und mit Schachtdecke und Einstieg versehen werden.

Die privatrechtlichen Vereinbarungen sowie die vorlaufende Baugenehmigung lagen anhand der detaillierten Entwurfsplanung bereits Mitte 2008 vor, so das im folgenden einer detaillierten Ausführungsplanung auch für Armaturen, Elektrizität, Lüftung und Schachtausbau etc. nichts mehr im Wege stand.

Im September 2008 konnten die Ausschreibungsunterlagen an die im Rahmen der Eignungsprüfung ermittelten Bieter versandt werden, und Ende November erhielt die „Arbeitsgemeinschaft Haveldüker Meyer & John GmbH & Co. KG, Brochier Spezialtiefbau GmbH und MRA Märkische Rohrleitungs- und Anlagenbau GmbH & Co. KG“ den Zuschlag für die Ausführung der Bauleistung.

Nach Erstellung der Bauausführungsplanung des Auftragnehmers, insbesondere zur Erreichung der Strom- und Schifffahrtspolizeilichen Genehmigung vom Wasser- und Schifffahrtsamt Berlin, konnte am 23.01.2009 mit der Herstellung der Bohrpfähle für die Startbaugrube begonnen werden.

Die technische Lösung der Arbeitsgemeinschaft Haveldüker sah für beide Baugruben Ortbetonbohrpfähle D = 88 cm, an der Startgrube 24,50 m und an der Zielgrube 23,50 m lang, mit der Betongüte C 25/30 vor. Mit Ausnahme der Durchfahröffnungen wurden die unteren 10,00 m der Tragpfähle bewehrt. Beidseitig der Durchfahröffnungen wurden Pfähle mit Sonderbewehrung eingebaut. In die Bewehrungskörbe waren Stahlprofile U 120 integriert. Diese wurden beim Einrichten des Vortriebes freigelegt und mit dem Anfahrtopf verschweißt. Ohne Unterbrechungen und Störungen konnten die Bohrpfähle der Startbaugrube trotz zeitweiligen Frostwetters rechtzeitig fertig gestellt werden.

Schablone für die Bohrpfähle
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Bei der Bohrpfahlherstellung für die Zielbaugrube ergaben sich anfänglich Probleme und Verzögerungen. Diese lagen nicht in den Bohrpfählen selbst begründet, sondern resultierten aus den beengten Platz- und Zufahrtsbedingungen. Hier waren technologische Randbedingungen, wie Durchfahrtshöhen unter vorhandenen Brücken, oder die Belastung von Uferspundwänden bei Geräteumsetzungen zu klären. Nach Lösung dieser Probleme wurde im März mit den Bohrpfahlarbeiten begonnen und diese Ende April beendet. Mit diesem Fertigstellungstermin war die Funktionsfähigkeit der Zielbaugrube für die Einfahrt des Vortriebes gewährleistet.

In beiden Baugruben wurden Unterwasserbetonsohlen auf einer Sauberkeitsschicht eingebaut. Nach statischem Erfordernis waren die Baugrubensohlen unbewehrt, wurden aber mit einem konstruktiven Bewehrungskorb versehen. Im Startschacht ist die Sohle 2,00 m und im Zielschacht 1,50 m stark. Zur Verankerung der Unterwasserbetonsohle wurden in die Bohrpfähle umlaufend Taschen 50 x 10 cm, bzw. 40 x 10 cm eingefräst. Nach Sohlbetonage erfolgte das Lenzen der Startbaugrube und die Baugrube wurde für den Vortrieb freigegeben.

Zeitgleich mit dem Abschluss des Lenzens begann die Baustelleneinrichtung für den Rohrvortrieb. Am 07.05.09 wurden die ersten Vortriebsrohre geliefert, am 20.05.09 traf die werksneue AVND 2400 AB, von der Fa. Herrenknecht hergestellte Vortriebsmaschiene ein.

Eintreffen der Vortriebsmaschine
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Ausschreibungsgemäß betrug der Innendurchmesser der Rohre 2600 mm, der Außendurchmesser wurde mit Werksplanung und geprüfter Statik des Auftragnehmers auf 3200 mm festgelegt. Die Baulänge beträgt 3500 mm, mit einer in der Rohrmitte umlaufend angeordneten Halfenschiene zur Aufnahme der Tragkonstruktionen für die Gleitlager der Fernwärmerohre. In der Tunnelmitte ist ein Rohrfestlager angeordnet. Zur Ableitung der Kräfte aus dem Festlager wurden Sonderrohre mit zusätzlicher Bewehrung hergestellt. Gefertigt wurden die Rohre in einer Betongüte von C 40/50 und in den Expositionsklassen XA2 mit HS Zement.

Rohrabnahme auf der Baustelle
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Gewisse Probleme bereitete die Befestigung der Gleitlagerkonstruktionen in den Halfenschienen. Nach erfolgter Vorspannung der Rohrleitungen bewegten sich Auflagerkonstruktionen trotz ordnungsgemäß vorgenommener Befestigung innerhalb der Halfenschienen nach unten. Ursache war die sehr glatt ausgeführte Betonoberfläche der Vortriebsrohre, die einen weitaus geringeren Reibungsbeiwert aufwies als angenommen und der Bemessung zu Grunde gelegt. Die Auflagerkonstruktionen wurden nachgerichtet und mit zusätzlichen und größeren Kontaktplatten befestigt. Bisher sind keine erneuten Verschiebungen aufgetreten.

Am 27.05.09 erfolgte die Schildtaufe. Als Patin wurde Frau „Heidrun“ Weinhold Vattenfall Europe Berlin AG & Co. KG erkoren.

Schildtaufe vor der Einfahrt
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Ehe es zur endgültigen Anfahrt des Rohrvortriebes aus der Startgrube am 10.06. kam, musste die Maschine auf die Bedingungen des hier auszuführenden Vortriebs konfiguriert werden. Dieses erwies sich bei einer kompletten werksneuen Vortriebseinheit, einschließlich Steuerung und Zubehör, zeitaufwendiger als erwartet. Des Weiteren musste die Vortriebseinheit so angepasst werden, dass sämtliche erforderlichen Nachläufer außerhalb der Startbaugrube aufgebaut werden konnten. Die Vortriebsmaschine wurde beidseitig mit Verdrehsicherungen ausgestattet und ein Kühlwasserkreislauf über einen 3 m³ Container eingerichtet. Nach dem die Vortriebsmaschine ca. 0,50 m in die Bohrpfahlwand eingefahren war, wurde angehalten und an den beidseitig der Einfahröffnung in den Bohrpfählen vorhandenen Stahlprofilen die Rohrbremse befestigt.

Rohrvortrieb mit Rohrbremse
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Unmittelbar nach der Durchfahrt durch die Bohrpfähle war ein Wasseraustritt an der Stopfbuchsenentlüftung zu verzeichnen, der zu an der Geländeoberfläche sichtbaren Setzungen führte. Ursache waren offensichtlich Undichtheiten zwischen den äußeren Säulen der ersten Reihe des HDI-Dichtblockes und den Bohrpfählen. Der Vortrieb wurde mit erhöhter Beaufschlagung von Bentonit mit einer Auslaufzeit von 45 s aus dem Marshtrichter stabilisiert. Baugrunduntersuchungen nach Abschluss der Vortriebsarbeiten zeigten keine Beeinträchtigungen des Baugrundes in den Setzungsbereichen.

Nach dem Durchfahren des HDI-Dichtblockes verlief der Vortrieb reibungslos. Im Einschichtbetrieb wurden tägliche Vortriebsleistungen von bis sechs Rohren, das entspricht 21,00 m, erreicht. Entgegen ursprünglichen Befürchtungen sind auch keinerlei Absackungserscheinungen infolge des locker gelagerten Baugrundes an der Vortriebsmaschine aufgetreten. Der gesamte Rohrvortrieb wurde über eine spezielle 3-D Software überwacht und erfolgte mit großer Genauigkeit. In horizontaler Richtung liegen die Abweichungen von der Sollachse zwischen 0,00 m und 0,01 m. Lediglich unmittelbar vor der Zielbaugrube betragen sie 0,02 m. Zwischen Ausfahrt Startbaugrube und Einfahrt Zielbaugrube beträgt die Höhendifferenz exakt 1,00 m und entspricht damit genau der Vorgabe.

Zur Einfahrt in die Zielbaugrube wurde die Sohle mit Recyclingmaterial aufgefüllt und darauf eine Betonplatte mit Führungsschienen zur Aufnahme der Vortriebsmaschine hergestellt. Anschließend wurde die Zielbaugrube bis zur Erreichung eines geringen hydraulischen Überdrucks geflutet. Bei der Durchfahrt durch den HDI-Dichtblock der Zielbaugrube stellten sich analoge Undichtheiten zum Startschacht ein. Diesmal war die Vortriebsmannschaft darauf eingestellt und es konnten Setzungen vermieden werden. Jedoch zeigte die Verpressung aus dem Bentonitrohr nicht die erforderliche Wirkung. Für die erfolgreiche Abdichtung zwischen Schachtwand und Vortriebsrohr waren mehrfache zusätzliche Tauchereinsätze erforderlich. Nach dem Lenzen der Zielgrube konnte am 26.06.09 die Vortriebsmaschine aus der Zielbaugrube geborgen werden.

Nach dem Vortrieb fast wie neu
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Anschließend begann der Betonbau für den Schachtkörper in der Zielbaugrube und Startbaugrube. In enger Abstimmung zwischen Betonbau und Rohrleitungsbau erfolgte zeitgleich der Einbau von Gleit- und Festlagern im Tunnel sowie die Berohrung des Tunnels und der Einbau der Steigleitungen in den Schachtbauwerken.

Verschalen der Schachtinnenwände
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Parallel zu den Tunnel- und Schachtbauarbeiten konnte mit den Verbauarbeiten für den Rohrgraben zur Verlegung der Kunststoffmantelrohre in den Anschlussbereichen begonnen werden.

Nach erfolgter KMR-Verlegung wurden die kompletten Steigleitungen einschl. Absperrklappen und 90°- Bögen für die Schachtbauwerke vorgefertigt und mittels Kranmontage als Passstück zwischen das Kunststoffmantelrohr im oberen Bereich des Bauwerkes und dem durch den Tunnel vorgestreckten Rohrstrang eingepasst und verschweißt.

Die Einführung der Kunststoffmantelrohrleitungen mit dem Außendurchmesser von 1200 mm in die Bauwerke erfolgte in Mauerwerkshülsen aus galvanisch verzinktem Stahl. Dazu mussten Kernbohrungen D = 1200 mm durch die Bohrpfahlwände eingebracht werden. In den Kernbohrungen wurden die Mauerhülsen so angeordnet und fixiert, dass sich der Dichtungskragen der Mantelrohre vor der Innenseite der Bohrpfahlwand befindet. Der Dichtungskragen wurde dann in die aufgehenden Wandbauteile des zu errichtenden wasserundurchlässigen Betonbauwerk integriert. Da die Mauerdurchführungen teilweise unterhalb des Grundwasserspiegels liegen, wurde der Spalt zwischen Mauerhülse und Bohrpfahlwand bauzeitlich mit Dichtmörtel verschlossen und abgedichtet.

Schachteinführung der KMR
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In die Mauerhülsen wurden zwei Ringraumdichtungen, jeweils innen und außen 20 cm vor dem Ende des Mantelrohres eingesetzt. Dabei musste die innere Dichtung für ein späteres Nachziehen zugänglich sein. Auf der Außenseite wurde als zusätzliche Abdichtung eine druckwasserdichte Manschette angeordnet.

Für die Leitungen im Tunnel erfolgte die Berohrung über den Startschacht. Zum Ablassen auf die Sohle wurde der noch vorhandene Portalkran des Rohrvortriebs genutzt. Um die lichte Weite der Startbaugrube maximal auszunutzen, wurde vom Unternehmer eine Lieferlänge der Stahlrohre von 9,70 m gewählt. Die Rohre wurde in der Startbaugrube verschweißt und über Rollenböcke auf den Gleitlagerkonstruktionen in den Tunnel gezogen. In Anbetracht des sehr engen Terminrahmens wurden für die Schweißnahtprüfungen besondere Maßnamen ergriffen. Alle Schweißnähte wurden in eingebauter Lage im Tunnel geröntgt. Durch Mitwirkung des Bauherren konnte erreicht werden, dass ausschließlich außerhalb der Arbeitszeiten der Schweißer geröntgt wurde, um deren Arbeitszeit für die Rohrverlegung auszunutzen.

Absperrarmaturen und Arbeitsbühne
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In den Schachtbauwerken werden die vertikalen Rohrleitungen mittels Pratzenlager gehalten. Diese Pratzenlager sind in Bedienbühnen aus Profilstahl integriert, die im Bereich der Absperrklappen angeordnet sind.

Nach Einbau von Passrohren und Anbindung an die zwischenzeitlich eingebauten Kunstoffmantelrohre in Erdverlegung außerhalb der Bauwerke konnte die Leitung befüllt und am 25.09.2009 zur Bereitstellung von Fernwärme für Spandau in Betrieb genommen werden. Die termingerechte Inbetriebnahme konnte insbesondere durch die kurzen Planungsphasen aufgrund einer reibungslosen und unbürokratischen Kommunikationsweise zwischen dem Bauherren und den Genehmigungsbehörden erreicht werden.

Bild Einblick
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