AUSBAU DES NORD-OSTSEE-KANALS Anpassung der Oststrecke. Jörg Brockmann Planungsgruppe Ausbau NOK

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1 AUSBAU DES NORD-OSTSEE-KANALS Anpassung der Oststrecke Jörg Brockmann Planungsgruppe Ausbau NOK

2 Inhalt Ist-Zustand Verkehr Planung Zeitplan

3 Überblick Länge ~100 km Zwei Schleusengruppen à vier Kammern 12 Weichen 12 Autofähren 4 (10) Brücken 2 Tunnel in Rendsburg Bauzeit Erweiterung Anpassungs- und Sicherungsprogramm Größtes Fahrzeug [m] 235*32,5*7 bzw. 175*24*9,5 11 m 162 m 90 m Hamburg

4 Verkehr % Durchgangsverkehr [Anzahl] Ladung [1000 to] Durchgang BRZ [1000] Durchgang % +48%

5 Projekt Überblick NOK Oststrecke Oststrecke NOK-km Situation: Profil der ersten Erweiterung 1914 Einschränkung der Begegnungen Flaschenhals für ein größeres Schiff 102,5 m Ziele: Neues NOK-MAX-Schiff (Pan-Max-Size) 280m/32.5m/9.5m Verbesserung der Begegnungen Reduzierung der durchschnittlichen Passagezeit 11 m 44 m m 11m 70m 2014

6 Projekt Überblick NOK Oststrecke Weiche Königsförde Schinkel Krummwisch Neuwittenbek 90 Weiche Groß Nordsee Weiche Schwartenbek Stampe 85 Kiel A 210 Details Ausbau der Kurveninnenseiten Radius 3000 m Neubau der Levensauer Hochbrücke (eigenes Verfahren) vielfältige Ansprüche aus Verkehr und Umwelt 8,5 Mio m³ Boden 4,5 Mio m³ Feuchtabtrag 4 Mio m³ Trockenabtrag N

7 Zeitplan 2009 Einleitung Planfeststellungsverfahren Ende 2010 Planfeststellungsbeschluss Beginn der Umsetzung der Maßnahmen (Vorbereitung/Ausschreibung) Ende 2012 Erster Teilnutzen (Fertigstellung des Abschnitts zwischen den Weichen Schwartenbek und Groß Nordsee) 2014 Fertigstellung der Gesamtmaßnahme

8 Bodenverbringungskonzept für die Anpassung der NOK-Oststrecke Projektbearbeitung und Datenhaltung mittels GIS (Geografisches Informationssystem) Vortrag im Rahmen des BAW-Kolloquiums Planung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen BAW, Dienststelle Hamburg 11. September 2008 Dipl.-Geol. Oliver Schild PHW - Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbh 1 1

9 Auftraggeber: Wasser- und Schifffahrtsamt Kiel-Holtenau Schleuseninsel 2, Kiel Auftragnehmer: bestehend aus den Büros: Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbh Knabe Beratende Ingenieure GmbH Gasstraße 18, Haus 4, Hamburg Ingenieurgesellschaft Enders und Dührkop Hasenhöhe 126, Hamburg 2 2

10 Gliederung 1. Aufgabenstellung 2. Geografisches Informationssystem (GIS) 3. Alt- und Bestandsdatensituation 4. Baugrundaufschlussprogramm / Neudaten 5. Baugrundmodell (6.Baugrundgutachten) 3 3

11 Aufgabenstellung Ziel: Geotechnische Grundlage für das Verbringungskonzept Teilaufgaben: 1. Erstellung einer Aufschlussdatenbank 2. Sichtung, Überarbeitung und Archivierung von Altdaten 3. Planung und Durchführung von Zusatzaufschlüssen 4. Planung und Durchführung eines Laborprogramms 5. Einteilung von Homogenbereichen 6. Entwicklung einer GIS-Anwendung (Baugrundmodell) 7. Bodenklassifizierung und Bodengutachten 4 4

12 Geografisches Informationssystem (GIS) Was ist GIS? Ein Geografisches Informationssystem (GIS) ist ein Werkzeug zur Bearbeitung, Speicherung / Vorhaltung und Präsentation von Raumdaten (Geodaten). 5 5

13 Geografisches Informationssystem (GIS) Warum GIS bei der Anpassung der NOK-Oststrecke? - Datenhaltung der großen Datenmengen - Zusammenführung und Vereinheitlichung unterschiedlicher Daten - Erleichterte Datenanalyse - Entwicklungsmöglichkeit eines Baugrundmodells mit -> Schichtdaten -> Bodenkennwerte und Klassifikationen -> 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche, zur Schnittgenerierung und Massenermittlung. 6 6

14 Alt- und Bestandsdatensituation - Bohrprofile und Lagepläne von insgesamt etwa 550 Altaufschlüssen, Chronologen, digitale Grundkarten, Luftbilder, Bruchkanten, Bestandshöhen und Peildaten - Quellen: NOK-Bohratlas (WSA), Unterlagen LANU, Altgutachten (BAW) - Formate: Papier, pdf, Rasterdaten (tif/jpg etc.), Vektordaten (dwg/dgn), ASCII-Daten 7 7

15 Alt- und Bestandsdatensituation - Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten - pdf-dateien werden zu Rasterdaten konvertiert - Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen 8 8

18 Alt- und Bestandsdatensituation Raumbezüge Lagebezugssystem - DHDN, Gauß-Krüger, Zone 3 Höhenbezugssysteme - Bis 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenbezug auf Hamburger Pegel (=> altes System) - Seit 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenstatus 100 (=> neues System) mit Bezug auf den Amsterdamer Pegel (Bezeichnung Normal-Null) - Umrechnung vom Hamburger Pegel auf Normal-Null: NN = HN +3,53 m - Kanalnull KN = NN -20,0 m 10 10

19 Alt- und Bestandsdatensituation Lage und Anzahl der Altaufschlüsse Großkönigsförde 66 Altaufschlüsse Neuwittenbek Kiel Rajensdorf Landwehr 11 11

20 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse - Aufschlussraster nach EAU ~ 14 km Ausbaustrecke: ca. 840 Bohrungen; ca. 560 Sondierungen 12 12

21 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse - Aufschlussraster nach EAU ~ 14 km Ausbaustrecke: ca. 840 Bohrungen; ca. 560 Sondierungen Nicht praktikabel 12 12

22 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse Phase I: Auswertung Altaufschlüsse Phase II: Grobes Raster Phase III: Rasterverdichtung 13 13

23 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse Gesamtanzahl Neuaufschlüsse: Bohrungen Drucksondierungen 100 m 14 14

24 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse Aufschlusstiefen vorhandene Böschung geplante Böschung +15 mnn NOK -0,2 mnn t min = Wsp NOK -11,2 mnn t soll = Sohle NOK t min = 20 m u. GOK B CPT t min = 30 m u. GOK Unmaßstäbliche Skizze CPT t soll = 25 m u. GOK t soll = 35 m u. GOK 15 15

25 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse - Ortsbegehung Aufnahmen mit GPS-Kamera zur Speicherung der Lagekoordinaten mit dem Foto 16 16

26 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Durchführung der Baugrundaufschlüsse Zeitraum: September 2007 bis Januar rd Bohrmeter - rd Sondiermeter - etwa Sonderproben - 19 Bohrungen durchgehend gekernt (Liner) - permanente technische Bohrüberwachung - Bohrüberwachung mit Geoinformationssystem vor Ort 17 17

27 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Durchführung der Baugrundaufschlüsse 18 18

33 Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten Versuchsprogramm für bodenmechanische Laborversuche - Klassifikationsversuche an Sonderproben --> Kornverteilungsanalysen, cu-werte (Taschenpenetrometer), Wassergehalte, Zustandsgrenzen an bindigen Böden - Klassifikationsversuche an Becher- oder Linerproben --> Kornverteilungsanalysen bei rolligen Böden - sonstige Versuche --> Kalkgehalte, Glühverluste, triaxiale Scherversuche, Wasseraufnahmevermögen 19 19

34 Baugrundmodell Erfassung der Aufschluss- und Labordaten Visualisierung im GIS Visualisierung im GIS GeODin-Datenbank (Access) Baugrund-Datenbank (Access) Aufschluss-Stammdaten Schichtdaten (DIN 4022) Grundwasserdaten Sondierungsdaten Daten zum Bohrvorgang 1:n-Verknüpfung Verknüpfung Probendaten Laborergebnisse Bodenklassifizierungen 20 20

35 Baugrundmodell Vermeidung von Redundanzen 21 21

36 Baugrundmodell Interpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen Chronologe von 1877 (preußische Erstaufnahme) überlagert vom heutigen NOK-Verlauf 22 22

37 Baugrundmodell Interpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen Chronologe von 1877 (preußische Erstaufnahme) überlagert vom heutigen NOK-Verlauf 23 23

38 Baugrundmodell Interpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen Chronologe von 1916 (nach dem NOK-Bau); Kippstellen des Bodenaushubs sind erkennbar 24 24

39 Baugrundmodell Interpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen Chronologe von 1916 (nach dem GP 1; 0,00-1,00 GP 2; 1,00-2,00 UP 1; 2,00-2,25 m u. GOK m NN 1,00 2,00 2,25-1,00-2,00-2,25 (Geschiebemergel), S, u, t', o', g'', ++, Pflanzenreste (Geschiebemergel), S, u, t', g'', o'', Pflanzenreste, w%=12.7 (Geschiebemergel), S, u, o, t', g'', ++, zers. Pflanzenreste, H-Einlagen, w%=18.9 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, S-Einlagen NOK-Bau); Kippstellen des Bodenaushubs sind erkennbar UP 3; 6,25-6,50 UP 4; 8,50-8,75 GP 3; 10,75-11,05 GP 4; 13,70-14,00 GP 5 4,05 4,15 4,25 4,55 4,95 5,80 5,95 6,25 6,42 6,50 7,45 7,50 8,30 8,50 8,72 8,75 8,80 8,85 9,25 9,28 9,75 9,95 10,20 10,75 11,05 11,75-4,05-4,15-4,25-4,55-4,95-5,80-5,95-6,25-6,42-6,50-7,45-7,50-8,30-8,50-8,72-8,75-8,80-8,85-9,25-9,28-9,75-9,95-10,20-10,75-11,05-11,75 (stark zersetzter Torf), U, o, Pflanzenreste, w%=84.9 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, w%=21.3 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (stark zersetzter Torf), U, o, stark zers. Pflanzenreste, w%=246.3 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, 6,25m-6,30m S-Lage, w%=14.0 (schwach zers.torf), U, o, zers. Pflanzenreste, w%=217.4 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (schwach zers.torf), U, o, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (schwach zers.torf), U, o, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (stark zersetzter Torf), U, o, stark zers. Pflanzenreste (zersetzter Torf), U, o, zers. Pflanzenreste, w%=240.2 (Kalkgyttja), U, t', s'', ++, w%=67.2 (stark zersetzter Torf), U, o, stark zers. Pflanzenreste (Kalkgyttja), U, o, t', s'', ++, w%=102.3 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Torf), U, o, zers. Pflanzenreste (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++ (o' Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, kleine H-Einlagen (Sand), ms, fs, gs, g', u'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, S-Einlagen (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g',

40 Geländemodell Baugrundmodell 25 25

41 Geländemodell Baugrundmodell 25 25

42 Geländemodell + Topografie Baugrundmodell 26 26

43 Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse Baugrundmodell 27 27

44 Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse Baugrundmodell 27 27

45 Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Baugrundmodell 28 28

46 Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Baugrundmodell 28 28

47 Baugrundmodell Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Stammdaten 28 28

48 Baugrundmodell Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Stammdaten Kornverteilungsanalysen 28 28

49 Baugrundmodell Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Stammdaten Kornverteilungsanalysen Konsistenz und Scherparameter 28 28

50 Baugrundmodell Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Bodenklassifizierungen 29 29

51 Baugrundmodell Geländemodell + Topografie + Aufschlüsse + Ansatzpunkt Probenentnahme Bodenklassifizierungen 29 29

52 Datenabfragebeispiel: Baugrundmodell Suche nach Sanden mit weniger als 5% Feinkornanteil und weniger als 15% Kies 109 Datensätze 31 31

53 Baugrundmodell - Abfragebeispiel Behörde A Behörde B Anfrage nach straßenbaufähigen Sanden Einlesen ins GIS -> automatische Visualisierung -> Ergebnisse auch als Tabelle Abfrage im GIS und Speicherung der Ergebnisse als Shapedatei mit Lageinformationen und Attributtabelle 32 32

54 Baugrundmodell Entwicklung von 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche - Einteilung von Homogenbereichen anhand der Baugrundprofile, der manuellen Bodenansprachen und der bodenmechanischen Versuchsergebnisse - Erstellung der Schichtunterflächen unter Verwendung von Aufschlussdaten und konstruierten Stützpunkten - Verwendung der 3D-Flächen --> zur Generierung von Schnitten --> zur Ermittlung von Massen (entsprechend einem Differenzen-DGM) 33 33

55 Generierung von Schnitten Baugrundmodell 34 34

56 Generierung von Schnitten (Längsschnitt) NN +10 m Baugrundmodell NN ±0 m NN -10 m NN -11,20 m NN -20 m NN -30 m 200 m 10-fach überhöht 35 35

57 Baugrundmodell Nachbearbeitung der Schnitte (Längsschnitt) NN +10 m Auffüllung NN ±0 m Steinhindernis Geschiebemergel steif bis halbfest Schmelzwassersand NN -10 m NN -11,20 m Geschiebemergel halbfest bis fest NN -20 m NN -30 m 200 m 10-fach überhöht 36 36

58 Generierung von Schnitten (Querschnitt) Baugrundmodell 37 37

59 Baugrundmodell Generierung von Schnitten (Querschnitt) NNE SSW NN +15 m NN +10 m Beckensedimente NN +5 m NN ±0 m Geschiebemergel steif bis halbfest NN -0,20 m (Wsp NOK) NN -5 m Schmelzwassersand NN -10 m Geschiebemergel halbfest bis fest NN -11,20 m NN -15 m 50 m 38 NN -30 m 38

60 Baugrundmodell Generierung von Schnitten (Querschnitt) NNE SSW NN +15 m NN +10 m Beckensedimente NN +5 m NN ±0 m Geschiebemergel steif bis halbfest NN -0,20 m (Wsp NOK) NN -5 m Schmelzwassersand NN -10 m Geschiebemergel halbfest bis fest NN -11,20 m NN -15 m 50 m 38 NN -30 m 38

61 Inhaltlich erweiterbar, z.b. - Liegenschaftsmanagement - Verwaltungsdokumente - Anlagenmanagement etc. Fazit Funktionell erweiterbar, z.b. - GW-Monitoring - GW-Modellierung GIS als Knotenpunkt für umfassende Projektbearbeitung Grundlage für weitere Planungsphasen und die Bauausführung 39 39

62 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 40 40