Sanierung von Hauptkanälen: Risikoanalyse eines Mischwasserkanals Fallbeispiel Arnheim

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Herta Klein
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1 Fallbeispiel Arnheim IKT-Praxistage Neubau, Sanierung und Reparatur 10. September 2015 Dr. Götz Vollmann (Ruhr-Universität Bochum) Ing. Erik Laurentzen (Gemeente Arnhem)

2 Trassenverlauf Zentrum Rhein

3 Kubikmetern pro Stunde

4 Aufbau des Moerriool, Querschnitt (Skizze) Bankette Gerine

5 Bankette im Detail Korrosionsschäden Absackungen mit Schrägstellung

6 Rissbildung über den Gesamtquerschnitt Risse 1 Risse 2 und 3 Risse 4 und 5 Querschnitt mit Rissbereichen

7 Diskussion Risikoanalyse Risiko = Wahrscheinlichkeit x Schadensausmaß

8 Das MAC Verfahren

9 MAC Ablauf

10 Hydraulische Presse Praktischer MAC-Einsatz Detail Presse Wegaufnehmer Detail Aufnehmer

11 3 Prüfungen: 1: - Injektion (1) - Risse - Mauerwerk - Baugrund Pilotprojekt 2: - Injektion (1) und - Bewehrung / Spritzbeton 3: - Injektion (1) und - Bewehrung / Spritzbeton (2) und - Umbau der Sohle

12 - Spritzmörtel - Injektion - Risse - Mauerwerk - Baugrund Prüfung (1)

13 Prüfung (1 und 2) - Injektion (1) und - Bewehrung / Spritzbeton

14 Prüfung (1, 2 und 3) - Injektion (1) und - Bewehrung / Spritzbeton (2) und - Umbau der Sohle

15 MAC - Verfahren Vorher und Nachher

16 - Prüfung 1 (Injektion): + 116% - Prüfung 2 (1 + Bewehrung / Spritzbeton) : + 374% - Prüfung 3 (2 + Umbau der Sohle) : %!

17 Risikoanalyse Aber Jeder Vorteil hat auch einen Nachteill.

18 Definition Risiko Einführung Risikoanalyse Mathematisch setzt sich Risiko aus der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Ereignisses und seinem potentiellen Schadensausmaß zusammen Eintrittswahrscheinlichkeit ist also nicht identisch mit Risiko, wenngleich sich im Sprachgebrauch exakt diese Verwendung eingebürgert hat R = p x s

Schadensausmaß zusammen Eintrittswahrscheinlichkeit ist also nicht identisch mit

19 Definition Risiko Die potentielle Größe eines Schadens kann zu einer Überempfindlichkeit gegenüber dem Ereignis selbst führen Einführung Risikoanalyse Dies obwohl rein mathematisch ein deutlich geringeres Risiko besteht als bei vergleichbaren Szenarien Andererseits resultiert vermeintliche Sicherheit oft in einer Unterschätzung des Risikos Eine objektivierte Analyse ist zwingend notwendig

deutlich geringeres Risiko besteht als bei vergleichbaren Szenarien Andererseits resultiert

20 Einführung Risikoanalyse Risikoanalyse für den Sammler Moeriool Identifizierung der Risiken auf Basis der vorliegenden Unterlagen der Gemeente Arnhem und SMG Clusterung der Risiken nach ihrem Einflussbereich Einstufung der Risiken nach Eintritts-wahrscheinlichkeit und Schadenshöhe Einordnung der Risiken in die Risikomatrix (Risk-Map)

Clusterung der Risiken nach ihrem Einflussbereich Einstufung der Risiken nach

21 Einführung Risikoanalyse Identifizierte Risikocluster für Moeriool Risiken aus den statischen Untersuchungen in der Planungsphase Risiken aus der gewählten Bauweise für den sanierten Sammler Risiken aus der Betriebsweise des Sanierungskonzepts Dauerhaftigkeitsrisiken Bauvertragliche Risiken

22 Exemplarische Analyse Einzelrisiken Vorgehen des beauftragten Statikers bei der statischen Voruntersuchung Festlegung des statischen Systems Berechnung der Einwirkungen auf das System nach EC1 Herleitung der Widerstände des Bauwerks nach EC2 und EC6 Berechnung der notwendigen Stützkonstruktion zum Abtrag der Lasten

23 Situation vor Ort Rhein

24 Exemplarische Analyse Einzelrisiken Beispiel Lastannahmen für einen oberflächennahen Tunnel

25 Exemplarische Analyse Einzelrisiken Kritische Punkte aus dem Vorgehen des beauftragten Statikers Viele Lasten - beispielsweise aus Gebäudefundamenten, aus dem Willemstunnel, aus Brückenfundamenten, aus unterschiedlichen Überdeckungen, aus Grundwasser etc. - sind nicht berücksichtigt Der Sammler ist ein geotechnisch zu berachtendes Bauwerk, daher ist der EC7 bindend Die gemäß EC7 geforderten Nachweise (bspw. Setzung oder hydraulischer Grundbruch) sind aber nicht geführt, der Sammler ist nur nach EC1 gerechnet Das statische System entspricht zudem nicht dem eines Tunnels

26 Risiko 1: Exemplarische Analyse Einzelrisiken Identifizierte Risiken Überschreiten der Lastgrenze der Stützkonstruktion durch unerwarteter bzw. nicht berücksichtigte Vertikalund umgelagerte Horizontallasten im Bereich der Bebauung Probabilitätsstufe: Stufe 2 Potentielle Schadenshöhe: Groß Risikokategorie: Rot

27 Identifizierte Risiken Risiko 3: Analyse Einzelrisiken Auftreten von Setzungen aus unerwarteten bzw. nicht berücksichtigten Lasten Probabilitätsstufe: Stufe 2 Potentielle Schadenshöhe: Groß Risikokategorie: Rot

28 Risiko 4: Exemplarische Analyse Einzelrisiken Identifizierte Risiken Auftreten von Ausspülungen bei Hochwasser im Sanierungszustand Probabilitätsstufe: Stufe 1 Potentielle Schadenshöhe: Groß Risikokategorie: Rot

29 Exemplarische Analyse Einzelrisiken Risiken aus der Betriebsweise des Sanierungskonzepts

30 Exemplarische Analyse Einzelrisiken Geplante Umsetzung des Sohlschlusses Kontaktfläche zwischen Schale und Sohle

31 Analyse Einzelrisiken Kritische Punkte aus dem Vorgehen laut Planung Fraglicher Ablauf bei der Herstellung des Sohlschlusses und der Verbindung mit der aufgewerteten Mauerwerksschale Ein vollständiger Kraftschluss zwischen beiden Elementen des Sammlers kann daher nur begrenzt erwartet werden

32 Identifizierte Risiken Risiko 9: Analyse Einzelrisiken Setzungen durch nicht ausreichend hergestellten kraftschlüssigen Verbund von Sohle und Gewölbe in Bereichen ohne kritische Bebauung Probabilitätsstufe: Stufe 2 Potentielle Schadenshöhe: Mittel Risikokategorie: Rot

33 Identifizierte Risiken Analyse Einzelrisiken Risiko 10: Setzungen durch nicht ausreichend hergestellten kraftschlüssigen Verbund von Sohle und Gewölbe Bereichen mit kritischer Bebauung Probabilitätsstufe: Stufe 2 Potentielle Schadenshöhe: Groß Risikokategorie: Rot

34 Ergebnis Insgesamt 17 identifizierte Risiken in den benannten Risikoclustern Streuung der Probabilität der Risiken dabei von Stufe 2 (selten) bis Stufe 4 (immer) Streuung der potentiellen Schandenshöhen von Gering bis Groß Exemplarische Verschiebung der ALARP-Zone entlang der Diagonalen

35 Risikomatrix Sich ergebende Verteilung der Risiken gemäß ihrer Einstufung Vorgeschlagene Risikobereiche Alternative Risikobereiche

36 Fazit der Analyse Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht nachhaltig (zu geringe Dauerhaftigkeit, weitere Schäden in den kommenden Jahren können nicht ausgeschlossen werden) Das vorgeschlagene Verfahren birgt rein baulich-konstruktiv erhebliche Risiken in der Sanierungsphase, die voraussichtlich nicht beherrschbar sein werden Es wird dringend empfohlen, von der Sanierungsvariante Abstand zu nehmen und eine alternative und vor allem ganzheitlichere (wenn auch teurere) Variante anzustreben

37 Alternative Lösungsvorschläge Vorgeschlagene Variante: Neubau eines Regensammlers und nachfolgende Sanierung von Moeriool

38 Entwicklung verschiedener Ideen und Varianten zur Umsetzung des Basisvorschlags Grober Kostenvergleich Weiteres Vorgehen Entscheidung für eine Varianten bzw. eine spezifische Auswahl an Varianten Detailplanung Umsetzung

39 Beispiele für den Variantenvergleich Quelle: Witteveen & Bos

40 Mögliche Sanierungsvariante für Moeriool Verdämmter Inliner für einen Kanal in München Quelle: Teambau

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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