Anzeige

Logistische Herausforderung

Hauptsammler unter dem Mittelstreifen der Autobahn 73 saniert

Die besondere Lage der Baugrube im Mittelstreifen der Autobahn machte die Sanierungsmaßnahme zu einer Herausforderung für alle Beteiligten.

Erlangen (ABZ). – Eine seltene Bausituation gibt es in Erlangen: Unter dem Mittelstreifen der Autobahn 73 wird ein rund 2,5 km langer Abwassersammler saniert. Der Platz für die Baustelleneinrichtung ist sehr begrenzt. Mit Hilfe eines Turmdrehkranes konnte der Platz zur Lagerung der Rohre gut ausgenutzt werden. Ein batteriebetriebenes Shuttle brachte die Rohre dann zur Endposition.

Als der Abwassersammler Mitte der 1950er Jahre im trockenliegenden Ludwig-Donau-Main-Kanal in Ortbeton gebaut wurde, hat noch niemand daran gedacht, dass dort Jahre später eine Autobahn verlaufen wird. Dies machte die Sanierung zu einer Herausforderung für alle Beteiligten. Bei der Sanierung, die von der Aarsleff Rohrsanierung GmbH, Röthenbach/Pegnitz, ausgeführt wird, werden auf vier der fünf Sanierungsabschnitte GFK-Kurzrohre im Kurzrohrlining eingesetzt. Der fünfte Abschnitt wird im Schlauchliningverfahren saniert.

Der Abwassersammler, der das gesamte Abwasser der Stadt Erlangen und einiger umliegender Ortschaften zum Klärwerk Erlangen transportiert, ist der wichtigste Sammler für die Entwässerung der Stadt und den angeschlossenen Umlandgemeinden. "Im Rahmen der Eigenüberwachung im Jahr 2012 wurde der Sammler inspiziert und bereits 2014 wurden kurzfristige Reparaturen von Schäden vorgenommen", erläutert Benjamin Häberlein vom Entwässerungsbetrieb (EBE) der Stadt Erlangen, Abteilung Bau, Sachgebiet Bau Kanalnetz. Schon damals sei klar gewesen, dass diese Maßnahmen nicht reichen würden, den Sammler langfristig zu sanieren. 2016 wurde dann die ISAS GmbH, Ingenieure für Sanierung von Abwassersystemen aus Füssen, beauftragt, die Sanierungsmaßnahme zu planen. Die ISAS GmbH erfasste den Zustand des Sammlers, inklusive 3D-Laservermessung und Entnahme von Bohrkernen. Eine Reparatur hätte nur lokale Bereiche saniert und sei daher nicht in Frage gekommen, erklärt Sebastian Brunner von der ISAS GmbH. Eine parallele Trasse neu zu bauen wäre nicht wirtschaftlich gewesen und hätte zu lange gedauert. Daher wurde das Renovierungsverfahren gewählt.

Die 3D-Vermessung des Sammlers hatte ergeben, dass beim Bau in Ortbetonbauweise unterschiedliche Querschnitte verwendet worden waren. Auf Grundlage der Messergebnisse wurde der Sammler daher in fünf Sanierungsbereiche eingeteilt. Der erste Sanierungsbereich ist mit einer Länge von rund 130 m als Eiprofil 1000/1500 ausgestaltet. Daran schließen sich zwei Haubenprofil-Abschnitte (1000/1600 beziehungsweise 1200/1600) mit jeweils ungefähr 630 m Länge an. Die letzten beiden Bereiche mit einer Länge von 450 beziehungsweise rund 640 m sind im Maulquerschnitt (2000/1800) ausgebildet. "Da der Sammler zudem auch statisch ertüchtigt werden musste, kamen nur Renovierungsverfahren in Frage, die die Statik gleichzeitig verbesserten", so Brunner weiter. Die Wahl fiel daher auf das Schlauchlining-Verfahren für den Abschnitt mit dem Ei-Profil und für die anderen Abschnitte auf das GFK-Rohrlining, welches sich zur Sanierung der vorliegenden Sonderquerschnitte sehr gut eignete.

Für beide Sanierungsverfahren erhielt die Aarsleff Rohrsanierung GmbH den Auftrag. "Beim Schlauchlining bieten wir die gesamte Palette an – sowohl Synthesefaser- als auch Glasfaserliner in den unterschiedlichen Aushärteverfahren. In Erlangen wurde ein Glasfaserliner eingebracht, der mit UV-Licht ausgehärtet wurde", so Peter Prossliner, Bauleiter von Aarsleff, Niederlassung München. Auch im Bereich Kurzrohrlining sei Aarsleff hoch spezialisiert.

Bauen nur im Winterhalbjahr

Eine besondere Herausforderung bestand in Erlangen in der komplexen Logistik, die wegen der Lage des Sammlers im Mittelstreifen der Autobahn besonders knifflig zu lösen war: Wie bekommt man die einzelnen Rohre an die Baugruben im Mittelstreifen der Autobahn transportiert? Und wie soll die Anlieferung des Ringraummörtels erfolgen?

"Die Lage des Sammlers in der Autobahn stellte uns als Planer vor eine große Herausforderung", sagt auch Brunner. "Sämtliche geplanten Maßnahmen mussten in enger Abstimmung mit der Autobahndirektion erfolgen." Die Abstimmung habe aber sehr gut funktioniert. Allerdings gab es für die Baumaßnahmen die Vorgabe, nur in den Winterhalbjahren die Sanierung im Bereich der Autobahn vornehmen zu dürfen. Die Abschnitte mit dem GFK-Kurzrohrlining konnten daher nicht an einem Stück saniert werde. Es waren zwei Bauphasen nötig.

In der ersten Bauphase wurde daher die Sanierung der Abschnitte mit dem Haubenprofil vorgenommen. In der zweiten Bauphase wurden Abschnitte mit dem Maulprofil saniert. Die Sanierung mit dem Schlauchliner ist davon unabhängig, da dieser Abschnitt nicht in den Bereich der Autobahn fällt.

In nur knapp elf Monaten mussten Entwurfsplanung, die Ausführungsplanung, die EU-weite Ausschreibung und die Vergabe erfolgen. "Das war nur möglich, weil wir Unterstützung von Fachplanern hatten, die beispielsweise die Verkehrsführung auf der Autobahn um die Baustelle herum inklusiv aller Sicherungsmaßnahmen sehr gut geplant haben", so Häberlein.

Für das GFK-Kurzrohrlining wurde in jedem Sanierungsabschnitt in der Mitte eine Baugrube geplant, die im Mittelstreifen der Autobahn platziert wurde. Die dazugehörige Baustelleneinrichtungsfläche hatte aufgrund der örtlichen Begebenheiten eine maximale Breite von 8 m. Die Länge der Fläche betrug für Baugrube und Lagerfläche rund 100 m. Hierfür wurden in dem Bereich die entsprechenden Fahrspuren der Autobahn verschwenkt.

Montag ist Puffertag

"Für jeden 630 Meter langen Sanierungsabschnitt haben wir rund 212 GFK-Kurzrohre benötigt", überschlägt Prossliner die benötigte Anzahl der GFK-Rohre für die Sanierung der ersten beiden Abschnitte. "Es gab zwei Möglichkeiten, die Rohre vom Hersteller anliefern zu lassen. In der ersten Variante hätten wir alle GFK-Rohre auf einen extern gelegenen Lagerplatz vom Hersteller liefern lassen und von dort aus dann die Rohre selber zur Baugrube transportiert. Oder wir hätten uns bei der zweiten Variante die Rohre direkt vom Hersteller an die Baugrube liefern lassen." Der Nachteil der ersten Variante war, dass dann immer nur drei Rohre pro Lkw zur Baugrube hätten transportiert werden können. Damit wären rund 70 Lkw-Transporte notwendig gewesen, und zusätzlich wäre jedes Rohr zweimal aufgeladen und abgeladen worden. "Die Gefahr, dass ein Lkw im Stau steht und nicht rechtzeitig auf der Baustelle ankommt, wäre sehr groß gewesen", so Prossliner. "Und Verzögerungen konnten wir bei dem engen Zeitplan nicht gebrauchen." Die Berechnungen für die zweite Variante hatten ergeben, dass bei der vorhandenen Baustelleneinrichtungsfläche um die Baugrube herum maximal Platz für 24 Rohre ist, was zwei Lkw-Fahrten entsprach.

Die GFK-Kurzrohre werden in die Baugrube abgelassen und auf dem Rohrshuttle abgesetzt.

"Mit Hilfe eines Turmdrehkranes konnten wir den vorhandenen Platz zur Lagerung der Rohre optimal ausnutzen", so Prossliner. Daher entschied man sich, dienstags 24 sowie mittwochs und donnerstags jeweils zwölf Rohre liefern zu lassen. So diente der Montag als Puffertag, falls in der Woche davor nicht alle angelieferten Rohre verbaut werden konnten. "Wir hätten sicherlich unter anderen Umständen auch mehr als 48 Rohre pro Woche in den Sammler einbringen können", resümiert Prossliner. "Aber das war letztendlich der Kompromiss zwischen der direkten Lieferung der Rohre vom Hersteller an die Baugrube und der etwas langsameren Vorgehensweise bei der Sanierung."

Beim Kurzrohrlining werden vorgefertigte GFK-Rohre von einer Baugrube aus in den Sammler eingebracht. So entsteht eine neue Abwasserleitung innerhalb der vorhandenen. Die Querschnittsreduzierung, die diese Renovierungsmethode mit sich bringt, führt zu einer hydraulischen Einschränkung, die aber von den Fachplanern des Entwässerungsbetriebs der Stadt Erlangen in diesem Fall als vertretbar eingeschätzt wurde, wie Häberlein und Brunner erläutern. "Auch wenn die GFK-Rohre im Vergleich zu anderen möglichen Renovierungsverfahren, wie beispielsweise einer Beschichtung mit Spritzbeton oder dem Wickelrohrverfahren, nicht die preislich günstigste Variante darstellen, so sind sie doch aufgrund der Nutzungsdauer von gut 80 Jahren die wirtschaftlichste Wahl", so Brunner.

Bevor das erste Kurzrohr an Ort und Stelle im Sammler gesetzt werden konnte, musste dieser außer Betrieb genommen und an Stellen mit Grundwasserinfiltration vorab abgedichtet werden. Die Aufrechterhaltung der Abwasservorflut wurde in dieser Zeit von einer oberirdisch geführten und teilweise aufgeständerten Leitung DN 600 übernommen, durch die für die Dauer der gesamten Sanierungsmaßnahme der Trockenwetterabfluss gepumpt wurde. Das System war dabei darauf ausgelegt, die anfallende Abwassermenge ableiten zu können. "Einzig bei Starkregenereignissen mussten wir vorsichtig sein", so Prossliner. Daher wurde ein Beobachtungssystem eingerichtet, welches die Niederschlagsmengen in den an den Sammler angeschlossenen Gebieten verfolgte. "Für den Fall von starken Regenereignissen wurde ein Havariekonzept entwickelt", erklärt Prossliner. "Dabei mussten die Arbeiter den Sammler dann zur Sicherheit zügig verlassen, da die Abwassermenge mengenmäßig nicht mehr durch die Vorflutsicherung gepumpt werden konnte und daher in dem Fall durch den Sammler abgeleitet wurde." Bei den sanierten Abschnitten sei dies aber nur zweimal passiert und hätte nur für ein paar Stunden Stillstand bei der Sanierung geführt.

Nach der Vorabdichtung des Sanierungsabschnittes wurden die GFK-Rohre mit dem Turmdrehkran in die Baugrube abgelassen und dort auf ein batteriebetriebenes Rohrshuttle gesetzt. Dieses Rohrshuttle wurde von einem Mitarbeiter von Aarsleff gesteuert und zur Endposition des jeweiligen Rohres gefahren. Die Verbindung der GFK-Rohre untereinander erfolgte über eine Steckverbindung (Muffe–Spitzende). Besonderes Augenmerk musste auf die Ausrichtung des ersten GFK-Rohres im Sammler gelegt werden. Wäre das erste Rohr mit einem falschen Gefälle gesetzt worden, so hätte sich dieses Gefälle mit jedem Rohr fortgepflanzt. Zur Fixierung der Rohre mit dem richtigen Gefälle wurden Abstandhalter eingesetzt. Diese stabilisierten zusammen mit einem Zementmörtel die einzelnen Rohre in ihrer Lage und dienten auch als Auftriebssicherung bei der Ringraumverfüllung. Damit zwischen Altrohr und den GFK-Rohren eine gleichmäßige Übertragung der äußeren Lasten erfolgen konnte, wurde der Ringraum in 30-Meter-Abschnitten in vier Lagen von der Sohle bis zum Scheitel verfüllt.

Dämmer vor Ort angemischt

Auch die Menge des in den Ringraum einzubringenden Dämmers erwies sich als eine logistische Herausforderung. "Insgesamt haben wir 365 Kubikmeter Dämmer für die Ringraumverfüllung verbaut", so Prossliner. "Hätten wir uns den Dämmer fertig angemischt auf die Baustelle liefern lassen, wären das so ungefähr 50 Transporte gewesen." Daher habe man sich entschieden, ein Silo aufzustellen und vor Ort anzumischen. Einziges Problem war dabei die Frischwasserversorgung. "Auf dem Mittelstreifen der Autobahn gibt es keinen Hydranten, den wir hätten verwenden können", so Prossliner. Daher habe man einen Hy-dranten außerhalb des Autobahnbereiches ausgewählt und von dort eine Wasserleitung unterirdisch durch einen Regenwasserkanal gelegt. Der passierte an einer Stelle den Sammler so dicht, dass hier die Wasserleitung in den Sammler und von dort bis in die Baugrube geführt werden konnte.

Der Bereich der Rohrdurchführung zwischen Regenwasserkanal und Sammler wurde dementsprechend abgedichtet, dass kein Regenwasser unkontrolliert in den Sammler gelangen konnte. "So waren wir bei der Ringraumverfüllung relativ unabhängig von der Anlieferung. Das Silo konnten wir in verkehrsarmen Zeiten auffüllen lassen", so Prossliner. "Und dadurch, dass die Wasserleitung unterirdisch zur Baugrube geführt wurde, mussten wir uns auch keine Gedanken bei Frost machen."

Nachdem die Sanierungen von den Baugruben ausgehend in beide Richtungen abgeschlossen waren, setzte man in den Bereichen der Baugruben abschließend neue GFK-Schächte. Diese wurden vorgefertigt mit je zwei Rohranschlüssen auf die Baustelle geliefert. Die Verbindung zu dem GFK-Rohrstrang erfolgte dann mit einem Passstück, welches vor Ort entsprechend abgelängt wurde. Dabei wurden diese Verbindungen nicht gesteckt, sondern geklebt und abschließend laminiert. In den Bereichen der bestehenden Ortbetonschächte, die ungefähr alle 100 m innerhalb eines Sanierungsabschnittes bereits vorhanden waren, konnten die GFK-Rohre aufgeschnitten und die Schachtanbindung mit einem Laminat hergestellt werden.

"Wir lagen immer voll im Zeitplan" so Prossliner über die erste Bauphase. Die Zusammenarbeit mit allen Beteiligten habe trotz der eng gesetzten Zeitschiene und den Vorgaben der Autobahndirektion reibungslos funktioniert.

ABZ-Stellenmarkt

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Allgemeine Bauzeitung 18/2020.

Ausgewählte Unternehmen

Die Anbieterprofile sind ein Angebot von llvz.de
Anzeige

Weitere Artikel