Tief gründender Absenkschacht mit doppeltem Nutzen

Bei Kanal-Sanierungs- und Neubaumaßnahmen nutzen Kommunen vermehrt Absenkschächte aus Betonfertigteilen. Sie sind besonders in verkehrsmäßig neuralgischen Bereichen eine vorteilhafte Alternative zu konventionellen Bauweisen. In Bochum wurde jetzt ein Schachtbauwerk realisiert, das nicht nur aufgrund seiner Dimensionen auffällt, sondern erstmalig auch bautechnisch und logistisch eine Besonderheit darstellt.

VON DIPL.-ING. ALFONS GROSSE-BLEY, DIPL.-ING. MATTHIAS BORKENFELD UND DIPL.-ING. VOLKER KOSITZKI


Die Stadt Bochum führt zzt. unter der Leitung des Tiefbauamtes die entwässerungstechnische Erschließung des Plangebietes „City-Tor Süd“ durch, eine brachliegende Fläche, die künftig als neues städtebauliches Highlight für Dienstleistungen, Kultur, Freizeit sowie als Kreativzentrum genutzt werden soll. Neben der Errichtung der Schmutzwasser-Entwässerungssysteme in offener Bauweise wird hier ein Regenwasserkanal DN1400 in geschlossener Bauweise unter dem Erschließungsgelände sowie der vierspurigen Bundesstraße B 51 im Zuge der Königsallee mit einer Tiefenlage bis zu 10 m ausgeführt.
Bedingt durch die Vielzahl von vorhandenen Versorgungsleitungen im Trassenbereich, die beengten Platzverhältnisse sowie besonders das hohe Verkehrsaufkommen der vierspurigen Bundesstraße B 51 im Bereich der Königsallee wurden unter Einbeziehung der Anwohner, der ansässigen Geschäftsleute sowie der zahlreichen Großveranstaltungen erhöhte Anforderungen an die Planung, die Auswahl der Kanaltrassen, die Bauverfahren sowie an die temporäre Verkehrslenkung gestellt. Zu berücksichtigen war dabei auch die unmittelbare Nähe zur unterirdischen Stadtbahn-Tunnelröhre. Zwei große Schachtbauwerke durften hier nur unter Einhaltung eines vorgegebenen Sicherheitsabstandes und mit einem erschütterungsfreien Bauverfahren realisiert werden. Auch waren im Untergrund keine Auflockerungen zugelassen. Das Grundwasser musste unter Einhaltung von einem bestimmten Radius abgesenkt werden. Absenkschächte — bei besonderen Anforderungen eine gute Wahl.
Nach einer Variantenuntersuchung der Ingenieurgesellschaft Tuttahs & Meyer hatte sich das Tiefbauamt der Stadt Bochum, vor allem unter gebührender Berücksichtigung der hier genannten Kriterien, entschlossen, einige Bauwerke als Fertigteilschächte im Absenkverfahren zu realisieren. Diese Technik versprach große Vorteile gegenüber sonst üblichen Bauverfahren mit entsprechend groß dimensionierten Baugruben, vor allem durch die beachtliche Zeitersparnis, abgesehen von einem positiven wirtschaftlichen Aspekt.

Ein Absturzbauwerk mit vielen Finessen
Herzstück unter den für die Baumaßnahme notwendigen 14 Schachtbauwerken ist das Absturzbauwerk Roo1, das inmitten der B 51 in rechteckiger Form mit den Außenmaßen von 7,6o m x 3,7o m und einer Gründungstiefe von 10,90 m errichtet wurde. Es stellt in vieler Hinsicht eine absolute Besonderheit dar. Die erste Überlegung, den Schacht als konventionelle Betonfertigteil-Konstruktion ausführen zu lassen, hätte nicht die gewünschte Verkürzung der Bauzeit erbracht. Im Zuge weiterer Betrachtungen wurde die Realisierung eines Absenkschachtes in Erwägung gezogen. Da das Betonwerk Caspar Hessel bereits einige Bauvorhaben in Bochum erfolgreich belieferte und hier die genauen Anforderungen der Stadt Bochum bekannt waren, hatte das Planungsbüro in Abstimmung mit dem Tiefbauamt dort eine Anfrage nach einem Absenkschacht gestellt. Zur Abschätzung der Möglichkeiten sowie zu ersten konstruktiven Überlegungen wurde ein Fachplaner für Absenkschächte, die Firma uba Ulrich Balde Absenkschächte, hinzugezogen. Gemeinsame Gespräche ergaben, dass durch die notwendige Fugentoleranz der Bauteile untereinander eine klassische Plattenbauweise nicht realisierbar war. Immerhin hatte man es mit den genannten Außenmaßen und einem maximalen Teilgewicht der Einzelelemente von 55 t zu tun. Daraus resultierte der Entschluss, den Absenkschacht im Werk Badeborn der Berding Beton GmbH herzustellen.

Durch eine monolithische Rahmenbauweise war es möglich, die jeweiligen Schachtteile in den erforderlichen Teillängen komplett in einem Betoniergang zu erstellen. Um die Gewichte der Einzelteile zu begrenzen, wurden die Längswände in einer anderen Wandstärke als die Querwände geplant. Konstruktive Einflüsse führten dann letztendlich dazu, dass die Wandstärken im Schachtunterteil gegenüber den Wandstärken der übrigen Schachtteile noch einmal um 5 cm verstärkt wurden. Das auf diesen Erkenntnissen beruhende Konzept wurde dem Bauherren von der genannten Planungsgesellschaft gemeinsam mit dem ausführenden Unternehmen, der Bernhard Heckmann GmbH & Co. KG, vorgestellt und nach gemeinsamen Beratungen die Freigabe zur Ausführung erteilt. Die hohen Anforderungen der Planung wurden auch an das ausführende Unternehmen bei der passgenaue Platzierung gestellt. Die ersten beiden Bauteile hatte man versetzt und mit Stahlblechen kraftschlüssig verbunden, um ein sicheres Abteufen zu gewährleisten. Der Absenkschacht wurde mit einem Überschnitt von 5o mm gefertigt, der Ringraum durch die im Bauwerk angelegten Injizier-Öffnungen mit einer Bentonit-Suspension gefüllt. Der Abteufvorgang unter schwierigen Bodenverhältnissen (teilweise Mergel und Mergelsteinbänke!) wurde systematisch auf der Längsseite von mittig innen nach außen zu den Eckbereichen abgetragen, um ein gleichmäßig lotrechtes Absenken zu gewährleisten. Dieser Vorgang konnte an den Kopfseiten ebenso analog umgesetzt werden. Der letzte Arbeitsschritt bestand im Ausheben der Eckbereiche, die jeweils schräg gegenüber erfolgten, um ein Verkanten auszuschließen. So konnte das Bauwerk nach Auflegen der weiteren Bauteile und der zuvor genannten Ausführung bis auf die Endtiefe von 10,90 m sicher abgesenkt werden, obwohl der Boden in den Tiefenlagen an Festigkeit kontinuierlich zugenommen hatte.

Teamwork— die Basis für innovatives Bauen
Auch bei der Planung, Gestaltung und Ausführung dieses nicht alltäglichen Schachtbauwerkes wurde deutlich, dass das gemeinsame Beschreiten neuer Wege nur durch eine vertrauensvolle, enge Zusammenarbeit aller an der Baumaßnahme Beteiligten möglich ist und – innovativ denkende und handelnde Auftraggeber, Planer, Bauausführende und Baustoffhersteller voraussetzt. Das Ergebnis: Nur zwei Monate nach der Freigabe war der Schacht trotz schwieriger Bodenverhältnisse bis auf Endtiefe abgesenkt, der Unterwasserbeton eingebaut und damit frei für die Einfahrt der Vortriebsmaschine. Ein doppelter Nutzen dieser Konstruktion entstand durch die Möglichkeit der Nutzung des Bauwerks auch als Zielschacht.

Apropos innovatives Bauen: Der Absturzschacht wurde so vorbereitet, dass zu gegebener Zeit eine Laufwasserkraftanlage mit Rohrturbine eingebaut werden kann.
Artikel aus der Zeitschrift bi-UmweltBau