Hamburg – Leitungsbau im Torf mit RSS-Geoponton

Rund 600 m gemeinsame Gas- und Erdkabeltrasse im Torfboden – wasserdicht, setzungsarm und ohne Wasserhaltung oder Bodenaustausch hergestellt.

Flüssigboden Engineering

Leitungsbau im Torf bei oberflächennahem Grundwasser

Im Zuge des Neubaus der A26 mussten an der Waltershofer Straße in Hamburg eine Gashochdruckleitung DN 400 umverlegt, eine weitere neu hergestellt und gleichzeitig umfangreiche Erdkabel-Leerrohrsysteme verlegt werden. Der rund 600 m lange Trassenkorridor führt durch mächtige Torfschichten mit extrem hohen Wassergehalten und oberflächennahem Grundwasser. Prognostizierte Setzungen von bis zu 2,7 m machten eine konventionelle Leitungsbettung technisch problematisch.

Als Lösung wurde ein RSS-Geoponton in holländischer Bauweise aus dem vor Ort anstehenden Torf hergestellt. Innerhalb des nahezu wasserdichten und rückverfestigten Blocks entstand anschließend der eigentliche Leitungsgraben. Dadurch konnten Wasserhaltung und Bodenaustausch vermieden, der Torf direkt wiederverwendet und die Setzungen der Leitungstrasse auf wenige Millimeter begrenzt werden.

Ausgangssituation Entwässerungsgraben vor dem Umspannwerk im Marschland

Ausgangssituation Luftbild Trassenverlauf mit Hafenkulisse

Ausgangssituation Luftbild Trassenkorridor zwischen Umspannwerk und Straße

Ausgangssituation Luftbild Trassenübersicht mit Mischplatz entlang der Straße

Baugrund Schurfgrube mit freigelegtem Sandhorizont unter dem Torf

Baugrund Einmessung der Schurfgrube durch die Baubegleitung

Planung FEM-Diskretisierung mit Flüssigbodenblöcken sowie Strom- und Gasleitung

Planung 3D-FEM-Verformungsbild des RSS-Geopontons unter Betriebslast

Technologie Erstaushub und Flüssigbodeneinbau unter Wasser im Kontraktorverfahren

Technologie Abdichtung und Zweitaushub im RSS-Geoponton mit Verbauboxen

Technologie Arbeiten im RSS-Geoponton mit Gasleitung und Leerrohrbündel

Technologie Leerrohrpaket im RSS-Geoponton mit Rohrverlegehilfen

Technologie Verfüllung des Grabens mit Flüssigboden über der Gasleitung

Ausführung Luftbild Baustelleneinrichtung mit Mischanlage und Materiallager

Ausführung Erstaushub des Torfs im Verbau mit dem Bagger

Ausführung Torfmiete am Mischplatz mit Fahrmischer

Ausführung Ausgangsstoffe Torfmiete und Sandmiete nebeneinander

Ausführung Luftbild Verbauboxenreihe längs der Trasse

Ausführung Luftbild Setzen der Verbauboxen mit dem Raupenkran

Ausführung Setzen der Verbaubox mit Kran und Bagger in der wassergefüllten Grube

Ausführung Wassergefüllter Verbaubereich vor dem Flüssigbodeneinbau

Ausführung Wassergefüllte Verbaubox mit Flüssigbodenanlieferung

Ausführung Flüssigbodeneinbau unter Wasser mit Verdrängung des Wassers

Ausführung Bagger und Förderschlauch am Verbau während der Verfüllung

Ausführung Luftbild Fahrmischer verfüllt den Verbau mit Flüssigboden

Ausführung Luftbild Verbaubox mit eingebautem Flüssigboden

Ausführung Abziehen des eingebauten Flüssigbodens im Graben

Ausführung Betonpumpe mit Verteilermast über dem Spundwandverbau

Freigabe Prüfung der Festigkeit mit dem Taschenpenetrometer an der Flüssigbodenwand

Ausführung Baubegleitung an der standfesten Baugrube im Flüssigboden

Ausführung Zweitaushub im Flüssigbodenblock mit standfesten Wänden

Ausführung Reihe der Betonauflager mit Gleitplatten vor dem Rohreinbau

Ausführung Fahrmischer an der Mantelrohrgrube mit Baubegleitung

Ausführung Stahlbetonbauwerk mit Anschlussbewehrung über dem Mantelrohr

Ausführung Leerrohrbündel im Verbau mit Rohrlager am Grabenrand für die Montage

Ergebnis Luftbild Baufeld mit Bohrgeräten Torfmiete und Verbaubereich

Herausforderungen

Mehrere Meter mächtige, stark setzungsempfindliche Torfschichten
Wassergehalte des Torfs von 407 bis 684 %
Grundwasser bereits 0,3 bis 0,5 m unter Geländeoberkante
Prognostizierte Setzungen von bis zu 2,7 m
Gefahr kritischer Differenzsetzungen der Gashochdruckleitung
Mineralisierung des Torfs bei Trockenlegung
Planrechtliche Vorgabe zur Wiederverwendung des Torfs im Baufeld
Gemeinsamer Trassenkorridor für Gas- und Strominfrastruktur

Die Lösung

RSS-Geoponton in holländischer Bauweise
Herstellung des äußeren Blocks aus dem vorhandenen Torf
Erstaushub und Einbau im Grundwasser mittels Kontraktorverfahren
Trockener Zweitaushub innerhalb des rückverfestigten Geopontons
Wasserdichte Wände und Sohle ohne zusätzliche Wasserhaltung
Zweitverfüllung mit wiederaufbereitetem Flüssigbodenaushub
Vergleichmäßigung der Setzungen und dauerhafte Leitungsbettung

Fachplanerische Lösung

Auswertung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse
Variantenuntersuchung mit sieben technischen Lösungsansätzen
2D- und 3D-FEM-Berechnungen der Bau- und Endzustände
Setzungs-, Verformungs- und Auftriebsnachweise
Nachweis des erforderlichen Erstaushubs unter Wasser
Dimensionierung der Rohrverlegehilfen zur Lage- und Auftriebssicherung
Planung der kritischen Übergangs- und Anschlussbereiche
Qualitätssicherung und Freigabe vor dem Zweitaushub

FiFB-Lösungen

Entwicklung projektspezifischer Rezepturen aus Torf bzw. Torf-Sand-Gemisch
Einstellung eines nahezu wasserdichten Baukörpers
Unterschiedliche Wichten für äußeren und inneren Block zur Setzungsbegrenzung
Anpassung der Rezepturen an das Kontraktorverfahren
Eignungsnachweise anhand von Prüfkörpern
Laufende Eigenüberwachung während der Herstellung
Freigabe zum Zweitaushub mittels Penetrationsmessungen

Flüssigboden-Anwendung

Gas- und Erdkabeltrassen in organischen Weichschichten
Leitungsbau bei oberflächennahem Grundwasser
Wasserdichte Leitungsgräben ohne Wasserhaltung
Gashochdruckleitungen mit hohen Anforderungen an die Setzungsarmut
Bauvorhaben mit vorgeschriebener Wiederverwendung des Aushubbodens
Nutzung stark wasserhaltiger Torfböden als Ausgangsmaterial
Trassen ohne dauerhaften Verbau und Bodenaustausch