Hamburg – Leitungsbau im Torf mit RSS-Geoponton

Rund 600 m Gas- und Erdkabeltrasse wurden im stark setzungsempfindlichen Torfboden mit einem RSS-Geoponton realisiert – ohne Wasserhaltung und ohne Bodenaustausch.

Flüssigboden Engineering

Wasserdichter Leitungsgraben 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 Leitung neu hergestellt und gleichzeitig umfangreiche Erdkabel-Leerrohrsysteme verlegt werden. Der rund 600 m lange Trassenkorridor verläuft durch mehrere Meter mächtige Torfschichten mit extrem hohen Wassergehalten und oberflächennahem Grundwasser.

Eine konventionelle Ausführung hätte großflächige Wasserhaltung, Spundungen und einen vollständigen Bodenaustausch erfordert. Stattdessen wurde ein RSS-Geoponton aus dem vorhandenen Torf hergestellt, der einen trockenen und nahezu wasserdichten Leitungsgraben schafft und gleichzeitig Bettung, Lastabtrag und Setzungsvergleichmäßigung übernimmt.

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

Torfschichten mit Mächtigkeiten von 2,4 bis 4,3 m
Extrem hohe 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 und Leitungsverformungen
Mineralisierung und Volumenverlust des Torfs bei Trockenlegung
Sehr kurzes Zeitfenster zwischen Aushub und Verfüllung
Vorgabe, den ausgehobenen Torf vollständig im Baufeld zu belassen und wiederzuverwenden

Die Lösung

Herstellung eines nahezu wasserdichten RSS-Geopontons
Verwendung des vor Ort ausgehobenen Torfs als Ausgangsmaterial
Erstaushub und Flüssigbodeneinbau im und unter Wasser
Zweitaushub innerhalb des rückverfestigten Flüssigbodenblocks
Trockener Leitungsgraben ohne zusätzliche Wasserhaltung
Verzicht auf zusätzlichen dauerhaften Verbau
Zweitverfüllung mit Flüssigboden aus dem zuvor ausgehobenen Flüssigboden
Dauerhafte Bettung und Vergleichmäßigung der auftretenden Setzungen

Fachplanerische Lösung

Auswertung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse
Untersuchung von sieben technischen Lösungsvarianten
2D- und 3D-FEM-Berechnungen der Bau- und Endzustände
Setzungs- und Verformungsnachweise
Nachweis des erforderlichen Erstaushubs unter Wasser
Auftriebsnachweise der Gasleitungen
Dimensionierung der RSS-Rohrverlegehilfen
Planung der Übergangs- und Anschlussbereiche
Entwicklung eines projektspezifischen Qualitätssicherungskonzepts

FiFB-Lösungen

Entwicklung projektspezifischer Rezepturen aus Torf und Torf-Sand-Gemischen
Einstellung einer Wasserdurchlässigkeit von rund 10⁻⁹ m/s
Unterschiedliche Wichten für äußeren und inneren Flüssigbodenblock
Anpassung von Größtkorn und Zieldichte an das Einbauverfahren
Einsatz plastischer Flüssigbodenkonsistenzen für Auflager, Fixierung und Abdichtung
Eignungsnachweise anhand von Prüfkörpern
Laufende Eigenüberwachung und Probenahme
Freigabe zum Zweitaushub mittels Penetrationsmessungen

Flüssigboden-Anwendung

Leitungsbau in organischen Weichschichten
Gas- und Stromtrassen bei oberflächennahem Grundwasser
Wasserdichte Leitungsgräben ohne Wasserhaltung
Leitungsbau ohne dauerhaften Verbau
Trassen mit hohen Anforderungen an die Setzungsverträglichkeit
Wiederverwendung stark wasserhaltiger Torfböden
Projekte mit vorgeschriebenem Verbleib des Aushubbodens im Baufeld