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GFK-Rohre mit Profilgerinne für Wilhelmshaven

12.10.2021

Lösungen in Zeiten des Klimawandels - Bau eines Stauraumkanals mit Amiblu

Ungewöhnlich heftige oder langanhaltende Niederschläge können im innerstädtischen Bereich schnell zu Überschwemmungen führen. In Wilhelmshaven wurde daher bereits vor Jahren ein Generalentwässerungsplan erstellt, der besonders gefährdete Bereiche aufgrund der baulichen Situation identifizierte.

In diesen Bereichen führen die Technischen Betriebe Wilhelmshaven (TBW) – ein Eigenbetrieb der Stadt Wilhelmshaven – seit einigen Jahren nun sukzessive eine hydraulische Sanierung ihres Kanalnetzes durch. Einer der Bereiche ist die Bremer Straße, in der in zwei Bauabschnitten der bestehende Kanal durch einen Stauraumkanal ersetzt wird. Dieser wird das Regenwasser zwischenspeichern und die angrenzenden Kanäle sowie die Kläranlage bei Regenereignissen entlasten.

Der erste Bauabschnitt zwischen Schillerstraße und Oldeoogestraße mit einer Länge von rund 260 Metern wird seit Mai 2021 von der STRABAG AG, Direktion Nord Bereich Weser-Ems, im Auftrag von TBW errichtet. Zum Einsatz kommen Amiblu GFK-Rohre – zum einen kreisrunde Rohre DN 1700 und DN 1600 mit eingebautem Profilgerinne und zum anderen Rohre in der Nennweite DN 700. Darüber hinaus lieferten die GFK-Spezialisten noch insgesamt vier GFK-Schächte in den Dimensionen DN 2000 bzw. DN 2500. Die Planungen übernahm die LINDSCHULTE Ingenieurgesellschaft mbH aus Nordhorn.

Das große Ganze im Blick

Wassermassen, die sich in Senken sammeln, Regenwasser, das aus Kanaldeckeln sprudelt – das sind Bilder, die sich in den letzten Jahren in unseren Innenstädten immer häufiger wiederholt haben. Schuld daran sind teilweise sehr lokal begrenzte Starkregenereignisse, die in kürzester Zeit die vorhandene Kanalisation und die angeschlossene Kläranlage überlasten.

TBW-Projektleiter Jan Harms: „Wir beobachten seit ungefähr sieben, acht Jahren, dass Starkregenereignisse aufgrund der Klimaveränderung immer häufiger werden und dabei auch heftiger ausfallen. Daher wurde das gesamte Stadtgebiet von Wilhelmshaven vor geraumer Zeit genau untersucht und durch die Ingenieurgesellschaft LINDSCHULTE ein Generalentwässerungsplan aufgestellt, der die sogenannten hydraulischen Zwangspunkte identifiziert. Diese werden nun nach und nach hydraulisch saniert, das heißt die Kanäle in diesen Bereichen werden vergrößert.“

Die ersten Zwangspunkte wurden bereits vor 10 Jahren in Angriff genommen. Bis alle Maßnahmen auf der Liste abgearbeitet sind, wird aber noch einige Zeit vergehen. Denn, so erläutert Jan-Markus Müller von LINDSCHULTE: „Nach jeder umgesetzten Maßnahme werden die Daten im System aktualisiert und der Entwässerungsplan neu berechnet. Dieses Ergebnis wird dann mit dem vorhergehenden verglichen.“ Dies sei wichtig, da manche Maßnahmen beispielsweise durch Bauumstände verändert würden und nicht wie geplant eins-zu-eins umgesetzt werden könnten. „So kann dann rechtzeitig erkannt werden, ob die fertige Umsetzung eine geringfügige Anpassung der nächsten Maßnahme zur Folge hat“, so Müller weiter.

Probleme? Gibt's nicht, wennman flexibel ist!

Mit so einem Bauumstand, der eine Veränderung der bisherigen Planungen bedeutete, sahen sich die Beteiligten vor Ort bereits zu Beginn der Maßnahme konfrontiert. In den Plänen war eine Telekommunikationsleitung verzeichnet, die sich bei den Tiefbauarbeiten aber nicht als einzelnes Kabel, sondern als ein kompaktes und großes Leitungspaket entpuppte. „So etwas kann leider immer wieder vorkommen. Manchmal sind die vorhandenen Pläne etwas ungenau. Man weiß, dass dort etwas liegt, aber nicht in welcher Dimension“, so STRABAG-Bauleiter Torben Decker.

Aber das „Problem“ konnte sehr schnell gelöst werden. Decker: „Der Schacht, der den in Fließrichtung gesehen unteren Teil des Stauraumkanals DN 1700 mit der Drosselleitung DN 700 verbindet, konnte in seiner Lage ein Stück versetzt werden.“ So wurde der Stauraumkanal minimal verkürzt und die Drosselleitung dementsprechend verlängert und konnte unter dem Leitungspaket hindurch verlegt werden. Im oberen Teil des Stauraumkanals, der größtenteils erst im zweiten Bauabschnitt erstellt wird, hatten die Berechnungen eine Reduzierung des Durchmessers auf DN 1600 ergeben. „Daher verlegen wir auch schon ein paar GFK-Rohre mit der reduzierten Nennweite“, so Decker.

Variabel und robust

Mit den verwendeten Rohren haben die Technischen Betriebe Wilhelmshaven gute Erfahrungen gemacht. Das liegt nicht zuletzt daran, dass aufgrund der geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse ein stabiles aber im gewissen Maße auch flexibles Material benötigt wird.

Harms: „Wir haben in Wilhelmshaven einen Kleiboden, der mit Torfbereichen durchsetzt ist. Dadurch ist der Boden über das Jahr gesehen immer wieder in Bewegung. Der Torf saugt das Grund- und Regenwasser wie ein Schwamm auf und dehnt sich entsprechend der Wasserstände aus oder zieht sich zusammen. Wir benötigen daher ein Material, welches gewisse Bodenbewegungen ausgleichen kann.“ Starre Rohrmaterialien neigen da eher zu Schäden und seien auch aufgrund ihres hohen Eigengewichtes nicht geeignet. Und zudem seien sie trotzt einer geringen Wandstärke äußerst stabil.

Polster sichern die Lage

Dass das geringe Gewicht nicht nur Vorteile hat, führt Müller aus: „Wilhelmshaven liegt sehr nordseenah, das bedeutet, es gibt entsprechend hohe Grundwasserstände und Schichtenwasser. Daher ist das Thema Auftriebssicherheit bei den GFK-Rohren mit diesen großen Durchmessern besonders zu beachten. Wenn nur der Trockenwetterabfluss vorhanden ist, sind die Rohre zum größten Teil mit Luft gefüllt. Das wiederum begünstig den Auftrieb, wenn die Rohre im Grundwasser liegen.“

Gelöst wird das Problem durch Auflastpolster, die aus einem mit geeignetem Bodenmaterial gefülltem Geotextil bestehen. Diese liegen wie ein Schulterpolster über den Rohren. „Im Vorfeld haben wir berechnet, wieviel Auflast mit welcher Auflastfläche benötigt wird, um einem Auftrieb der Rohre entgegenzuwirken“, so Müller. Daher sei der Rohrgraben ungefähr 30 cm breiter ausgeführt worden, als nach DIN erforderlich gewesen wäre. Bei der Gründung der Rohre kommen wegen der geologischen Randbedingungen sogenannte Lastverteilungspolster zum Einsatz. Unter der Rohrsohle wurde der Graben rund 30 Zentimeter tiefer ausgehoben und ein Geokombigitter verlegt, welches mit einer Sandschicht gefüllt wird.

Müller: „Wichtig ist, dass der Sand die entsprechenden Verdichtungswerte erreicht, die erforderlich sind, um für den Kanal einen homogenen Untergrund zu schaffen.“ Dabei sei im Vorfeld berechnet worden, wie breit das Lastverteilungspolster sein muss, damit sich die Rohre später nur innerhalb der Toleranzbereiche setzen können.

Der Schlüssel zum Erfolg

„Das A-und-O bei einer solchen Maßnahme ist immer die gute und reibungslose Zusammenarbeit zwischen Planung, Ausführung und dem Lieferanten“, unterstreicht Müller. Das habe bei der Bremer Straße hervorragend funktioniert, wie auch Decker bestätigt: „Amiblu hat sehr flexibel auf die Umplanung reagiert und die Rohre DN 700, die zusätzlich benötigt wurden, unkompliziert und schnell auf die Baustelle geliefert.“ So konnte eine Verzögerung der Erneuerungsmaßnahme vermieden werden. Auch sonst konnte Amiblu überzeugen: „Die Rohre DN 1700 und DN 1600 werden im Schleuderverfahren mit einer Baulänge von je drei Metern hergestellt.

Das Gerinne wurde dann im Werk nach den hydraulischen Berechnungen von LINDSCHULTE mit Profilschalen aus GFK in die Rohre laminiert“, erläutert Jürgen Schneider, zuständiger Amiblu-Vertriebsmitarbeiter. „Das ist viel Arbeit, aber auf diese Weise können wir unsere Rohre immer an alle hydraulischen Erfordernisse genau anpassen. Diese Flexibilität gibt es bei anderen Rohrmaterialien nicht.“ So fließt der Trockenwetterabfluss nun durch den schmaleren Sohlbereich ab, während bei einem Regenereignis der gesamte Querschnitt für den Rückstau verwendet wird.

Vorteilhaft ist dabei auch, dass die GFK-Rohre eine sehr glatte Innenfläche und gute hydraulische Eigenschaften aufweisen, die Ablagerungen in der Trockenwetterrinne nahezu unmöglich machen. Darüber hinaus steht bei Amiblu das Thema Nachhaltigkeit ganz oben auf der Agenda. Schneider: „Unsere Rohre zeichnen sich in der Produktion durch eine geringe CO2-Bilanz aus. Am Ende ihres Lebenszyklus, der aktuell bei mehr als 150 Jahren liegt, können sie zerkleinert werden und beispielsweise energetisch recycelt werden, was wiederum zur Einsparung fossiler Brennstoffe beiträgt.“

Für den passgenauen Einbau der Rohre wurden diese werkseitig nach einem Verlegeplan durchnummeriert. Ebenso werkseitig an jedem Rohr wurden Markierungen im Bereich des Profilgerinnes und im Scheitel der Rohre gesetzt. „So können wir sehr schnell auf der Baustelle erkennen, wie die Rohre zusammengeschoben werden müssen, damit das Gerinne in der Sohle genau zusammenpasst“, erläutert Decker den Einbau der Rohre.

Auch für das Zusammenschieben der Muffe gibt es eine entsprechende Markierung, die anzeigt, wie weit die Rohre ineinandergeschoben werden müssen, damit die Verbindung dicht hergestellt ist. Überprüft wird dies aber immer zusätzlich durch eine Sichtkontrolle im Rohrinneren.

Sobald die Verlegung der GFK-Rohre im ersten Bauabschnitt abgeschlossen ist, wird direkt der Straßenausbau der Bremer Straße angeschlossen. Dabei werden nicht nur die Gehwege und die Fahrbahn inklusive der Parkbuchten und Bordanlage wiederhergestellt. Eine gute Ergänzung zur hydraulischen Sanierung des Kanals bilden neu geschaffene Baumstandorte, die die Straße nicht nur optischen aufwerten, sondern zusätzlich Schatten spenden und sich positiv auf das Stadtklima auswirken.

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