Wer Platz braucht, nimmt den Linearverbau

Im Sommer 2020 führte die REIF Baugesellschaft mbH & Co. KG, Schkeuditz, im Auftrag der Leipziger Wasserwerke die Arbeiten für den dritten Bauabschnitt zur Sanierung der vorhandenen Mischwasserkanäle entlang der Stahmelner Straße aus. Zu den Hauptbestandteilen des Projektes zählte die Herstellung eines Stauraumkanals mit untenliegender Entlastung (SKU).

Entgegen der ursprünglichen Planung, die eine Baugrubensicherung mit einer Trägerbohlwand sowie die Herstellung des Entlastungsbauwerkes als monolithisches Bauwerk in Ortbeton vorsah, entschieden sich die Baupartner bei der Ausführung letztendlich für eine Erstellung aus Halbfertigteilen in Tafelbauweise. Für die Sicherung der rund 13 Meter langen, 8 Meter breiten und 8,50 Meter tiefen Baugrube kam dabei der e+s Linearverbau von thyssenkrupp Infrastructure zum Einsatz.

Diese Entscheidung hat sich nicht nur mit Blick auf die enormen Abmessungen der Baugrube bezahlt gemacht: Nach dem Anbringen einer längsseitigen äußeren Gurtung und einer Bodenaussteifung der Trägerpaare konnten zwei Laufwagen komplett aus dem Verbau gezogen werden. Damit wurden auf der Baustelle die räumlichen Voraussetzungen für die reibungslose Montage der großformatigen Betonfertigteile des Entlastungsbauwerkes geschaffen.

„Die Veranlassung der Tiefbaumaßnahme basiert übergeordnet auf dem Generalentwässerungsplan von 2013“, erklärt Robert Saalbach, Ingenieur im Team Technik im Unternehmensbereich Netze der Leipziger Wasserwerke. „Dieser hat einen umfangreichen hydraulischen Sanierungsbedarf in diesem Ortsteilnetz ausgewiesen.“

Laut Saalbach ist der Handlungsbedarf in erster Linie auf die Außerbetriebnahme der alten Kläranlage Wahren zurückzuführen; sie wurde zum Pumpwerk umgebaut und das Abwasser wird seitdem zum zentralen Klärwerk Rosental geleitet. Hinzu kommen gestiegene wasserrechtliche Anforderungen – etwa mit Blick auf den Gewässerschutz und den Nachweis der Mischwasserentlastungen – aber auch die relativ dynamische Entwicklung der Stadt Leipzig, deren Einwohnerzahl in den letzten 30 Jahren um rund 80.000 auf 593.000 gestiegen ist.

„Entlang der Stahmelner Straße gab es ursprünglich vier Mischwasserentlastungsbauwerke, wovon einer ein Notüberlauf war“, berichtet Saalbach. „Um die Entlastungsfrachten und Mischungsverhältnisse den aktuellen wasserrechtlichen Anforderungen anzupassen, war ein Umbau der Mischwasserentlastungen und infolgedessen auch die Schaffung von Rückhaltevolumina erforderlich.“

Rückhaltevolumen vergrößern

Vor diesem Hintergrund mussten bei der Sanierung der Mischwasserentlastungen in der Stahmelner Straße relativ große Kanäle in Nennweiten von DN 1000 bis DN 1700 neu verlegt werden. Insgesamt besteht das Projekt aus vier Bauabschnitten (BA), wobei ab Februar 2020 der dritte Abschnitt realisiert wurde. Im ersten wurde der Regenüberlauf 2 (RÜ 2) zum Stauraumkanal mit untenliegender Entlastung (SKuE) umgebaut sowie im zweiten Bauabschnitt (2019) der SKuE 3 mit dem zugehörigen Staukanal über eine Länge von ca. 450 Metern errichtet.

Im dritten und vierten Bauabschnitt wird der Neubau des SKuE 4 sowie der zugehörigen ca. 200 Meter langen Entlastungsleitung DN 1700 in die als Vorfluter dienende Weiße Elster realisiert, wobei in 2020 das eigentliche Entlastungsbauwerk sowie der Entlastungskanal errichtet wurde. In 2021 erfolgt die Herstellung des zugehörigen Staukanals sowie der Rückbau des alten RÜ 5.

Das Entlastungsbauwerk des SKuE4, welches entgegen der ursprünglichen Planung nicht aus Ortbeton sondern aus Halbfertigteilen hergestellt wurde, misst in der Länge vom Zulauf bis zum Ablauf 9,70 Meter und in der Breite 6,30 Meter. Die Kammerhöhe liegt bei 4 Meter von der Gründungsschicht bis zur Oberkante der Abdeckplatte. Für die Sicherung der Baugrube entschieden sich die Baupartner nach entsprechender Prüfung für den Einsatz des e+s Linearverbaus von thyssenkrupp Infrastructure.

Für große Tiefen geeignet

Eine Entscheidung, die letztendlich auch auf den guten Erfahrungen basierte, die das Unternehmen bei vorangegangenen Baumaßnahmen mit dem System sammeln konnte. „Wir sind mit dem Verfahren und mit dem Einsatz des Verbaus vertraut und haben auch unsere Gerätetechnik darauf abgestimmt“, erklärt Dipl.-Ing. Ralph Feder, REIF Baugesellschaft mbH & Co. KG. Allerdings weist der Oberbauleiter in diesem Zusammenhang auch darauf hin, dass alles nur dann funktioniert, wenn alles sauber und gerade eingebaut wurde – vor allem mit Blick auf die Tiefe der Baugrube.

„Hier braucht man nicht nur ein schweres Baugerät, sondern auch ausgebildete und erfahrende Baugeräteführer, mit dem nötigen Sachverstand und Umsicht – dann läuft insbesondere auch der Rückbau von Linearverbauplatten und vor allem der Linearverbauträger reibungslos“, so Feder. Das bestätigt Dipl.-Ing. Fritjof Heiland, Fachberater thyssenkrupp Infrastructure: „Die konstruktiven Merkmale des Linearverbaus gestatten den Einsatz des Systems auch bei sehr großen Grabentiefen. Hinzu kommt, dass der Boden außerhalb der Baugrube weitestgehend unberührt bleibt. Auch bei grabennaher Bebauung bleibt er setzungsarm.“

Sonderlösung mit Gurtung

Allerdings konnte der Linearverbau auch in anderer Hinsicht seine bautechnischen Vorteile ausspielen. „Mit geringen technischen Zusatzausstattungen wie zum Beispiel einer Gurtung lassen sich mit unserem Linearverbau auch enorm große Arbeitsräume schaffen“, so Heiland weiter. Diese wird an der Außenseite des Linearverbaus längsseitig angebracht. Mit einer zusätzlichen Fußabstützung der jeweils gegenüberliegenden Linearverbauträger können auf der Baustelle die Voraussetzungen für den Einbau großer Bauteile geschaffen werden, wie zum Beispiel Rohre mit großen Nennweiten, Tanks, Schachtbauwerke oder – wie in Leipzig – für großformatige Betonfertigteile.

Nach der fachgerechten Montage der äußeren Gurtung können bestimmte Laufwagen entsprechend der statischen Vorgaben komplett aus dem Verbau gezogen werden. Die außen angebrachte Trägerkonstruktion nimmt dann die ganze Belastung auf. So besteht damit die Möglichkeit, auf einer Länge von zwei bis drei Verbaumodulen die innenliegenden Aussteifungselemente zu entfernen und so eine große Einbauöffnung zu schaffen.

Großer Arbeitsraum

Genau dieses Verfahren wurde auch bei der Erstellung des SKuE 4 in Leipzig angewendet. Insgesamt vier Module des Verbausystems wurden für die Sicherung der Baugrube eingebaut. Kanaldielen, die mit sogenannten Gurtungsträgern abgestützt wurden, sicherten die Stirnseiten. „Sie sind mit Adaptern in das Linearverbausystem integriert und werden wie der Laufwagen auch im Profil des Linearverbauträgers geführt“, erläutert Heiland. Die Gurtungsträger sind jederzeit in der Höhe verstellbar und schließen mit der kopfseitigen Kante des Linearverbausystems bündig ab.

„Zuerst haben wir eine etwas dickere Sauberkeitsschicht aus Beton hergestellt und zusätzlich die Linearverbauträger unten mit einem Balken ausgesteift“, beschreibt Feder den weiteren Bauablauf. Nach dem Anbringen der äußeren längsseitigen Gurtung konnten dann die Laufwagen zwei und vier entfernt werden, womit die erforderlichen Arbeitsräume für das Einheben der Halbfertigteile geschaffen wurden. Die außen angebrachte Trägerkonstruktion nahm in dieser Bauphase die ganze Belastung auf. Im nächsten Schritt wurden die Wandelemente, die aus Transportgründen auf der Längsseite aus zwei Segmenten bestanden, auf die Sauberkeitsschicht gestellt und anschließend die Deckenplatten aufgelegt.

„Diese Vorgehensweise war nötig, damit sich bei der abschließenden Betonage der 50 cm starken Bodenplatte nichts verschiebt“, erklärt Bauleiter Dipl.-Ing. Robert Griessbach, REIF Baugesellschaft mbH & Co. KG. „Ansonsten wäre eine aufwendige Aussteifung der einzelnen Wandelemente notwendig gewesen.“

Das Bauvorhaben erfolgte nach Aussage von Robert Saalbach in enger Koordinierung mit der Stadt Leipzig, wobei unter anderem auch die über 100 Jahre alten Trinkwasserleitungen ausgetauscht wurden. Die Tiefbauarbeiten konnten im Dezember 2020 planmäßig abgeschlossen werden, wobei die in das Entlastungsbauwerk integrierte Rechenanlage und ein eingebauter Drosselschieber, der von einer 20 Meter Fließrichtung abwärts liegenden Netzstrecke angesteuert wird, einem Probebetrieb unterzogen wurden.

Trotz der nicht alltäglichen Rahmenbedingungen wie der Tiefe der Baugrube, den schweren Fertigteilen sowie den großdimensionierten Rohren zeigten sich die Baupartner mit dem Ablauf der Baumaßnahme sehr zufrieden.

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