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Kraftwerksleitung für das Kraftwerk Bristen im Kanton Uri

18.12.2018

Kraftwerksleitung DN 1000

Bild 1: Transport der duktilen Gussrohre DN 1000 in das Maderanertal [Quelle: Werner Volkart]

1 Planungs- und Genehmigungsphase

Im Jahr 2008 begann die Planungsphase für das Wasserkraftwerk Bristen im Schweizer Kanton Uri. Über acht Jahre haben sich die Planungen und Behördenverhandlungen hingezogen. Acht Jahre, in denen ein detaillierter Nutzungs- und Umsetzungsplan für ein Wasserkraftwerk erarbeitet wurde. Nach all diesen Bemühungen wird das Wasserkraftwerk Bristen im Maderanertal zu den umweltfreundlichsten in ganz Europa zählen.

Im März 2015 war es schließlich soweit: Das positive Gutachten der Eidgenössische Natur- und Heimatschutzkommission (ENHK) lag vor, in dem unmissverständlich festgehalten ist, dass das Projekt am Chärstelenbach die Forderungen nach maximal möglicher Umweltschonung erfüllt [1].

2 Wahl des Rohrwerkstoffes

Drei Monate später erteilte die Gemeinde Silenen die Baubewilligung. Als größte bauliche Herausforderung ist neben der Fertigstellung der Wasserfassung der Einbau der Druckrohrleitung im oberen Trassenabschnitt bis hin zur Fassung anzusehen, eine sowohl in topografischer als auch geologischer Hinsicht diffizile Aufgabe. Insgesamt erstreckt sich die Rohrleitungstrasse über 1.800 m, größtenteils durch unwegsames Gelände. Als Rohrmaterial der Wahl setzten die Betreiber auf duktile Gussrohre DN 1000 in schub- und zuggesicherter Ausführung. Geliefert wurden sie vom Schweizer Rohrspezialisten TMH Hagenbucher AG aus Zürich.

Duktile Gussrohre sind für diese Bedingungen optimal geeignet. Das hat nicht nur mit der hohen Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit der Rohre zu tun, sondern auch mit der einfachen Art ihres Einbaus: Der Graben wird ausgehoben und das Rohr auf der Grabensohle ausgerichtet. Mit Hilfe der Steckmuffen-Verbindung wird das nächste Rohr längskraftschlüssig montiert, und schon kann der Graben wieder verfüllt werden. Die Baustelle bleibt dadurch sehr überschaubar. Ein weiterer Vorteil der duktilen Gussrohre liegt darin, dass sie ohne spezielles Bettungsmaterial im felsigen Untergrund eingebaut werden können [2].

3 Logistik

Wegen der Topografie und des unwegsamen Geländes standen die ausführende Baufirma Epp aus Bristen (Schweiz), die Montagefirma Arnold AG aus Schattdorf (Schweiz), der Rohrproduzent Duktus (Wetzlar) GmbH & Co. KG aus Wetzlar (Deutschland) sowie der Rohrlieferant TMH Hagenbucher AG aus Zürich (Schweiz) vor einer fordernden logistischen Aufgabe. Dies wurde noch dadurch verstärkt, dass insgesamt 50 Passrohrstücke als Sonderrohre kurzfristig auf Maß hergestellt werden mussten, um die Rohrleitung an den Trassenverlauf anpassen zu können. An dieser Stelle waren die Erfahrungen des Rohrlieferanten und seine technische Ausrüstung für die Bearbeitung duktiler Gussrohre von höchstem Wert.

4 Leitungsbau

Der Leitungsbau begann im April 2016. In einer ersten Phase waren die duktilen Gussrohre DN 1000 vom Lagerplatz in Amsteg im Reusstal über eine 3 km lange Bergstraße in das Maderanertal nach Bristen zu transportieren. Hierzu wurde ein Traktor mit Anhänger eingesetzt, der mit einer Ladung bis zu drei Rohre über die enge und serpentinenreiche Straße manövrierte (Bild 1).

Von dem Zwischendepot aus transportierte anschließend ein Raupenbagger jedes Rohr einzeln zum Rohrgraben. Die Kraftwerksleitung wurde gegen die Fließrichtung bergauf gebaut, sodass die Rohre und Formstücke „über Kopf“ montiert werden mussten (Bild 2).

Bild 2: Montage eines duktilen Gussrohrs „über Kopf“ [Quelle: Werner Volkart]

Bild 3: Einbau eines Doppelmuffenbogens 22° (MMK 22) und eines Passrohres an einem Richtungswechsel [Quelle: Werner Volkart]

Bild 4: Konfektionierung der Passrohre im Hagenbucher- Kompetenz-Zentrum in Eglisau [Quelle: Werner Volkart]

Im Normalfall wurde dazu der Rohrgraben auf einer Länge von etwa 6 m ausgehoben, das Rohr ausgerichtet und der Graben direkt danach wieder verfüllt. Hierfür wurde ein Bagger mit Sieblöffel eingesetzt, mit dem das Aushubmaterial gebrochen und direkt wieder eingebaut werden konnte.

Dank der funktionierenden Transportkette, der zuverlässigen längskraftschlüssigen Steckmuffen-Verbindung BLS®, die auch unter diesen schwierigen Einbaubedingungen sicher und schnell montiert werden kann, sowie des robusten Außenschutzes der Rohre mit einer Zementmörtel-Umhüllung waren die versierten Monteure der Firma Arnold AG (Rohreinbau) in der Lage, Tagesleistungen bis zu 60 m zu erbringen.

Die Sonderrohre, z. B. als Passstücke vor Richtungswechseln (Bild 3), wurden im circa 120 km entfernten Hagenbucher-Kompetenz-Zentrum in Eglisau innerhalb von 2 bis 3 Arbeitstagen auf Maß hergestellt (Bild 4), zum Einbauort transportiert und eingebaut. Diese Arbeiten konnten im Kompetenzzentrum wetterunabhängig ausgeführt werden. Im Detail wurden die Rohre auf Länge gesägt, die Zementmörtel-Umhüllung (ZM-U) auf der passenden Länge entfernt, die Rohrenden angefast und mit einem Schweißautomaten die umlaufenden Schweißraupen aufgebracht (Bild 5). Zum Schluss wurde ein Korrosionsschutzüberzug, bestehend aus einem Zink-Voranstrich und einer Bitumendeckschicht, an den Rohrenden aufgetragen.

Bild 5: Schweißraupen auf den Spitzenden von zwei Passrohren [Quelle: Werner Volkart]

Bild 6: Verfüllen des Rohrgrabens und Wiederherstellung der Oberfläche im schwierigen alpinen Gelände [Quelle: Werner Volkart]

Bild 7: Stahlkonstruktion der Fußgängerbrücke mit vormontierten duktilen Gussrohren DN 1000 unterhalb der Brücke [Quelle: Werner Volkart]

Von der Baufirma wurden währenddessen noch offene Leitungsbereiche verfüllt (Bild 6), sodass es zu keinem Zeitpunkt zu einer Bauverzögerung wegen der Anfertigung der Sonderrohre kam.

5 Kraftwerksgebäude und Kraftwerksleitung

Damit sich das Kraftwerk, bestehend aus der Wasserfassung in der „Lägni“, der 1.800 m langen Kraftwerksleitung und dem Kraftwerksgebäude an der Talstation der Seilbahn Bristen-Golzern, harmonisch in die Landschaft einfügt, wurde die Wasserfassung hinter einem Felsen versteckt, das Kraftwerksgebäude als einsehbares Schaukraftwerk mit einem Giebeldach ausgeführt und die Kraftwerksleitung unterirdisch eingebaut. Lediglich an einem Teilabschnitt musste die Leitung oberirdisch unter einer Rohrbrücke über den Chärstelenbach aufgehängt werden. Mit der Abwinkelbarkeit der längskraftschlüssigen BLS®-Steckmuffen-Verbindungen folgt die Rohrleitung ohne den Einsatz zusätzlicher Formstücke der gebogenen Form der Rohrbrücke (Bild 7).

Nach Abschluss der Bauarbeiten wird die Rohrbrücke als Fußgängerbrücke ausgebaut, ohne dass die darunter verlaufende Druckwasserleitung von oben sichtbar sein wird (Bild 8). Die gesamte Kraftwerksleitung wurde innerhalb von nur sieben Monaten fertiggestellt. In der 1.800 m langen Leitung sind 40 Formstücke (Doppelmuffenbögen MMK 11 bis MMK 45), drei Formstücke mit Mannlöchern (Bild 9) und 50 Sonderrohre eingebaut.

Da sich das Hauptgebäude mit den Turbinen direkt neben der Talstation der bei Wanderern und Mountainbikern beliebten Seilbahn Golzern befindet, soll das Kraftwerk Bristen auch die Funktion eines Schaukraftwerks einnehmen. Auf diesem Weg kann es über die eigentliche Energiegewinnung hinaus zu einem Mehrwert für den Tourismus im Maderanertal beitragen.

Bild 8: Blick unter die Fußgängerbrücke mit den gebogenen Stahlträgern – die duktilen Gussrohre folgen dem Verlauf der Krümmung [Quelle: Werner Volkart]

Bild 9: Eines von drei Mannlöchern im Verlauf der Kraftwerksleitung [Quelle: Werner Volkart]

6 Angaben zum Projekt
Bauherr:  KW Bristen AG
Fassung: Lägni, 1.007 m. ü. M.
Zentrale: Schattigmatt, 827 m. ü. M
Bruttogefälle: 180 m
Druckleitung: 1.800 m duktile Gussrohre mit längskraftschlüssiger BLS®-Steckmuffen-Verbindung und Zementmörtel-Umhüllung (ZM-U)
Formstücke: 40 Muffen-Bögen DN 1000 aus duktilem Gusseisen – MMK 11° bis MMK 45° mit längskraftschlüssiger BLS®-Steckmuffen- Verbindung
Literatur
[1] Eberhard, S.: Ein Projekt mit Zukunftscharakter – Wasserkraftwerk-Neubau in Bristen UR
Bulletin 11/2016,
Sonderdruck veröffentlicht:
[2] DAS GRÜNE KRAFTWERK AM CHÄRSTELENBACH IM KANTON URI GEHT IN DIE BAUPHASE
Erschienen in ZEK Hydro
Ausgabe April 2016, S. 47 ff
Autor
Werner Volkart
Rohre und Armaturen
TMH Hagenbucher AG
Friesstrasse 19
8050 Zürich/Schweiz
Telefon: +41 (0)44/3064748

 

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