Projekt Neue Schleusen DEK-Nord: Ersatz von rund 100 Jahre alten Schleusen Dipl.-Ing. Birgit Maßmann

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1 Projekt Neue Schleusen DEK-Nord: Ersatz von rund 100 Jahre alten Schleusen Dipl.-Ing. Birgit Maßmann Präsentation anlässlich des Spundwandseminars 2015 in Köln

2 Fachseminar Stahlspundwände Neues für Planung und Anwendung 10. Dezember 2015 in Köln

3 Das Projekt Neue Schleusen DEK-Nord 100 Jahre alte Schleusen werden ersetzt: Neue Schleusen Dortmund-Ems-Kanal Nord Projekt Neue Schleusen DEK-Nord S2 Birgit Maßmann - WNA Datteln

4 Das Projekt Neue Schleusen DEK-Nord Ziel und Veranlassung Die vorhandenen Schleusen Planungsanforderungen und Randbedingungen Maßnahmenumfang an Schleusenstandorten Die neuen Schleusen Projektüberblick - Ausblick S3 Birgit Maßmann - WNA Datteln

5 Ziel und Veranlassung: Projektgebiet S4 Birgit Maßmann - WNA Datteln

6 Ziel und Veranlassung: Projektgebiet Schleusentreppe Rheine: bezeichnet die Teilstrecke des DEKs zwischen Bevergern nach Gleesen. Schiffe passieren dabei insgesamt sechs Schleusen auf dem 29 km langen Kanalabschnitt und überwinden einen Höhenunterschied von ca. 29 m. ist der neuen Kategorie A (Kernnetz) zugeordnet S5 Birgit Maßmann - WNA Datteln Gütertransport: derzeit rd. 4,6 Mio. GT Prognose für 2025 rd. 6 Mio. GT

7 Ziel und Veranlassung Anlass Umsetzung Ziel Erreichen der wirtschaftlichen Lebensdauer der Schleusen (> 95 Jahre) unzureichende Abmessungen für GMS (Schleusenkammerbreite < 10 m) Ausnahme Schleuse Altenrheine (Bj. 1974) mit zukunftsfähigen Abmessungen Kooperationsvertrag (2007) zwischen WSV und Region Region fördert Projekt mit rund sechs Mio. gemeinsame Projektgruppe beim WNA Datteln (Start ) Ersatz der 5 Schleusen zur Sicherung der DEK-Nordstrecke als Verkehrsweg Befahrbarkeit des Streckenabschnitts für das Großmotorgüterschiff S6 Birgit Maßmann - WNA Datteln

8 Ziel und Veranlassung Ziel Europaschiff Abmessungen: Länge 85 m, Breite 9,50 m derzeitige maximale Abmessungen: Länge bis 100 m, Breite bis 9,65 m Ersatz der 5 Schleusen zur Sicherung der DEK-Nordstrecke als Verkehrsweg GMS Abmessungen: Länge bis 110 m, Breite bis 11,45 m Befahrbarkeit des Streckenabschnitts für das Großmotorgüterschiff % Transportmengensteigerung pro Schiff bei gleicher Abladetiefe (Vergleich ES mit GMS) S7 Birgit Maßmann - WNA Datteln

9 Die vorhandenen Schleusen: Standort Bevergern DEK-Nord Große Schleuse Bevergern Kleine Schleuse Bevergern außer Betrieb Kleine Schleuse Bergeshövede außer Betrieb, steht unter Denkmalschutz MLK DEK-Süd S8 Birgit Maßmann - WNA Datteln

10 Die vorhandenen Schleusen: Standort Rodde Große Schleuse Rodde Kleine Schleuse Rodde bereits verfüllt S9 Birgit Maßmann - WNA Datteln

11 Die vorhandenen Schleusen: Standort Venhaus Große Schleuse Venhaus steht unter Denkmalschutz Kleine Schleuse Venhaus außer Betrieb, steht unter Denkmalschutz S10 Birgit Maßmann - WNA Datteln

12 Die vorhandenen Schleusen: Standort Hesselte Große Schleuse Hesselte Kleine Schleuse Hesselte außer Betrieb S11 Birgit Maßmann - WNA Datteln

13 Die vorhandenen Schleusen: Standort Gleesen Ems Kleine Schleuse Gleesen außer Betrieb, steht unter Denkmalschutz Große Schleuse Gleesen S12 Birgit Maßmann - WNA Datteln

14 Vorplanungen und Alternativendiskussion Entwurf - HU: Neubau Entfall der Schleusen Rodde und Hesselte Neubau der Schleusen Bevergern, Venhaus und Gleesen Entfall Absenkung Haltung Rodde, Anhebung Haltung Gleesen mit Streckenausbau und Neubau von Brücken Kostenschätzung: rd. 165 Mio. Euro S13 Birgit Maßmann - WNA Datteln

15 Vorplanungen und Alternativendiskussion Weitere 2 Alternativen mit Entfall der Schleusen Rodde und Hesselte sowie Neubau der Schleusen Bevergern, Venhaus und Gleesen bei Absenkung Haltung Rodde, Absenkung Haltung Hesselte mit Streckenausbau und Neubau von Brücken oder Absenkung Haltung Rodde, hälftige Absenkung Haltung Hesselte und hälftige Anhebung Haltung Gleesen mit Streckenausbau und Neubau von Brücken oder Alternative mit Ersatz aller 5 Schleusen Kostenschätzungen: rd. 450 bis 575 Mio. Euro S14 Birgit Maßmann - WNA Datteln

16 Projektentwicklung Bewertung der Alternativen: Bautechnische und wirtschaftliche Bewertung: Lösungen mit Haltungsanpassungen sind technisch sehr aufwändig (Dichtwände, Sohldichtungen, Wasserspiegelanhebungen unter lfd. Schiffsverkehr, etc.) Hydrogeologische Bewertung: Lösungen mit Haltungsabsenkungen sind mit großräumigen Beeinflussungen des Grundwassers (und damit verbundenen Eingriffen in die Umwelt) verbunden Umweltfachliche Bewertung: Lösungen mit Haltungsanpassungen sind mit erheblichen Eingriffen in die Umwelt (Uferbereiche) verbunden Lösungen mit Anhebung der Haltung Gleesen sind mit erheblichen Eingriffen in das Landschaftsbild verbunden S15 Birgit Maßmann - WNA Datteln

17 Projektentwicklung Ergebnis der Alternativendiskussion: Entscheidung der WSV zum Ersatz von allen 5 Schleusen unter Beibehaltung der vorhandenen Fallhöhen: Bevergern: H = 8,10 m (2 einseitig angeordnete Sparbecken, 47 %) Rodde: H = 3,80 m Venhaus: H = 3,50 m Hesselte: H = 3,36 m Gleesen: H = 6,37 m (1 einseit. angeordnetes Sparbecken, 30 %) und Verzicht auf Haltungsanpassungen mit Streckenausbau. Das Ziel der Befahrbarkeit durch GMS wird trotzdem erreicht! Kostenschätzung der Vorzugslösung: rd. 450 Mio. Euro (Stand Dez. 2009) S16 Birgit Maßmann - WNA Datteln

18 Planungsanforderungen und Randbedingungen Beispiel Standort Gleesen S17 Birgit Maßmann - WNA Datteln

19 Planungsanforderungen und Randbedingungen Beispiel Standort Venhaus S18 Birgit Maßmann - WNA Datteln

20 Maßnahmenumfang an Schleusenstandorten Schleusenbau z.t mit Sparbecken Bau einer Schleusenbrücke Anpassung der Vorhäfen und Liegestellen Bau einer Freiwasserleitung mit Ein- und Auslaufbauwerk Umwandlung von Land- zu Wasserflächen und umgekehrt Abbrucharbeiten im Bereich der alten Schleusenanlagen Geländeanpassungen und Herstellung von Verkehrsflächen Herstellung und Betrieb von Bodenmanagement- und Ablagerungsflächen Durchführung von Kompensationsmaßnahmen S19 Birgit Maßmann - WNA Datteln

21 Maßnahmenumfang an Schleusenstandorten Beispiel Standort Gleesen Sicherung alte Kleine Schleuse (Denkmalschutz) Neubau Schleusenbrücke Verfüllung der alten Fahrten Ersatz Sparschleuse Standortübergreifende Kompensationsmaßnahmen Bauzeitliche Umschlagstellen Anpassung unterer Vorhafen teilweiser Rückbau der alten Großen Schleuse und Schleusenbrücke Herstellung der Freiwasserleitung Herstellung eines neuen Verkehrsanschlusses Anpassung oberer Vorhafen Bau und Betrieb der Bodenmanagementflächen in Hesselte und Venhaus S20 Birgit Maßmann - WNA Datteln

22 Die neuen Schleusen Konzeptionelle Vorgaben hohe Baugleichheit, Kostenersparnis Abmessungen: Nutzlänge 140 m / Breite 12,50 m / Drempeltiefe 4,0 m Fallhöhe > 4 m: Schleusen Bevergern und Gleesen vollständig in Massivbauweise (Sparbecken) Fallhöhe < 4 m: Schleusen Rodde, Venhaus und Hesselte mit Kammern in Spundwandbauweise Verzicht auf Umläufe im Ober- und Unterhaupt und sowie auf Kavernen im Oberhaupt Verzicht auf Längsläufe auch bei Anordnung von Sparbecken mit direktem Anschluss des Sparbeckenzulaufes an das Oberhaupt (wie bei Schleuse Bolzum) Kammerseitiger Anfahrschutz für Ober- und Untertor S21 Birgit Maßmann - WNA Datteln

23 Die neuen Schleusen - Querschnitt Beispiel Schleuse Gleesen Mindestabmessungen Oberhaupt und Kammerbereich: Sohle 3,00 m, Wände 3,00 m Vollmonolithische Bauweise S22 Birgit Maßmann - WNA Datteln

24 Die neuen Schleusen - Querschnitt Beispiel Schleuse Venhaus Mindestabmessungen Oberhaupt: Sohle 2,50 m, Wände 3,00 m Kammersohlendicke 1,00 m S23 Birgit Maßmann - WNA Datteln

25 Die neue Schleuse Gleesen Baugrund und Grundwasser OW GW S24 Birgit Maßmann - WNA Datteln 2 bis 5 m Auffüllungen: Fein- bis Mittelsande 3 bis 5 m obere Sande: Mitteldicht bis dicht gelagerte feinsandige Mittelsande 1 bis 4 m Geschiebemergel/-lehm: schluffige bis stark schluffige, schwach kiesige Sande; es ist mit Steinen und Blöcken zu rechnen 4 bis 6 m untere Sande: dicht bis sehr dicht gelagerte feinsandige Mittelsande Sand mit Ton-/Schlufflinsen maßgebender Bemessungswasserstand = OW GWo (+28,29 m) Leckage ob. Vorhafen

26 Die neue Schleuse Gleesen Weitere Randbedingungen Baugrubenkonzept Vorhandene Böden sind hydraulisch nicht undurchlässig: Sandschichten im Mittel schwach durchlässig (10-3 bis 10-4 m/s) Geschiebemergel im Mittel bei 6,5 x 10-7 m/s Wasserdichte Hauptbaugrube mit rückverankerter Unterwasserbetonsohle Sparbeckenbaugrube mit offener Sohle und bauzeitlicher Wasserhaltung in Baugrube Proberammungen und Probebelastungen: Boden ist schwer rammbar Einbringhilfen zeigen nur begrenzte Wirkung Im gesamten Baufeld ist mit Steinen und Blöcken zu rechnen S25 Birgit Maßmann - WNA Datteln

27 Die neue Schleuse Gleesen Baugrubenkonzept Wahl der Verbauwand für die Hauptbaugrube Aufgrund der Baugrubentiefe und den Einwirkungen infolge Erddrucks, Wasserdrucks und Verkehrslasten ist die Ausbildung der Verbauwand als Wellenspundwand mit einer Ankerebene oberhalb der gemessenen GW-Stände nicht mehr möglich. Der Einsatz von Gemischten Spundwänden (GSPW = Kombinationsprofile mit Trag- und Zwischenbohlen) wäre aufgrund der Rammerschwernisse nur mit Einbringhilfen in Form von überschnittenen Austauschbohrungen und weiterer Hilfsmaßnahmen zur Sicherstellung der Lagegenauigkeit (z. B. Rammgerüst) umsetzbar. Des Weiteren ist die Standsicherheit der Zwischenbohlen für den anstehenden Wasserdruck von rd. 15 m im gelenzten Zustand nicht nachweisbar. Bohrpfahlwand in Verbindung mit Stahlbetongurt möglich Schlitzwand in Verbindung mit Stahlbetongurt möglich S26 Birgit Maßmann - WNA Datteln

28 Die neue Schleuse Gleesen Baugrubenkonzept Lösung für Entwurf-AU und Ausschreibungsunterlagen: Schlitzwand und Bohrpfahlwand sind für diese Baugrubensituation technisch umsetzbar! Aufgrund der im Vorfeld nicht eindeutig abschätzbaren Grundwasserund Baugrundverhältnisse verbleiben bei der Schlitzwand im Vergleich zur Bohrpfahlwand größere Restrisiken hinsichtlich Planung, Ausschreibung und Ausführung. Die Bohrpfahlwand ist für die Hauptbaugrube (auch unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Aspekte) die Vorzugslösung. Die Schlitzwand wird im Rahmen des Ausschreibungsverfahrens zur Bauabwicklung als Nebenangebot zugelassen. Mit dem gewählten Verbausystem wird ein für die Planung, Ausschreibung und Ausführung risikominimiertes Konzept gewählt, welches darüber hinaus die Anforderungen an eine sichere und robuste Konstruktion sowie die öffentlich-rechtlichen Anforderungen an den Immissionsschutz erfüllt S27 Birgit Maßmann - WNA Datteln

29 Die neue Schleuse Gleesen Baugrubenkonzept Verbauwand als überschnittene Bohrpfahlwand (D = 1,50 m) Aussteifung der Baugrube mit Stahlsteifen und Stahlbetongurt in einer Lage (Verpressanker nur in Ausnahmefällen) Abdichtung der Hauptbaugrube gegen Grundwasser mit einer rückverankerten Unterwasserbetonsohle Sparbeckenbaugrube: einfach verankerter Spundwandverbau S28 Birgit Maßmann - WNA Datteln

30 Die neue Schleuse Gleesen Baugrubenkonzept GW Querschnitt im Bereich Kammer und Sparbecken S29 Birgit Maßmann - WNA Datteln

31 Spundwandarbeiten Einsatz Stahlspundwände im Projekt S30 Birgit Maßmann - WNA Datteln

32 Spundwandarbeiten Öffentlich-rechtliche Anforderungen Grundsätzlich Geräteeinsatz und Arbeitsverfahren nur nach dem Stand der Technik sowie Einsatz lärmarmer Baumaschinen mit Gütezeichen Blauer Engel Anlieferung der Spundbohlen bis zum Schleusenstandort ausschließlich über die Wasserstraße Lärm- und erschütterungsintensive Arbeiten (Spundwand- und Abbrucharbeiten) dürfen aus Gründen des Immissionsschutzes nur in vorgegebenen Zeiträumen erfolgen (Mo-Do 7 bis 18 Uhr; Fr 7 bis 15 Uhr) Spundwände dürfen nur mit Hochfrequenzvibratoren mit variablen Unwuchten für kräftefreien An- und Auslauf mit Drehzahlen von f 33 Hz eingebracht werden. Rammbär und Aggregat sind so zu dimensionieren, dass ein Mindestrammfortschritt von 0,50 m / Minute erzielt wird. Alle Immissionswerte sind zu protokollieren und zu überwachen S31 Birgit Maßmann - WNA Datteln

33 Spundwandarbeiten Mindestanforderungen an Nebenangebote Entsprechend der öffentlich-rechtlichen Anforderungen insbesondere aus dem Immissionsschutz - sind Nebenangebote eingeschränkt. Für Liege- und Warteplätze sowie die Kammerwände sind U- Spundbohlenprofile mit Mindeststeg- und flanschdicke von 10 mm zu verwenden. Bei einem Teilungsmaß über 675 mm (Öffnungsweite > 1 m) sind für die Gleichwertigkeit Panzerungen vorzusehen S32 Birgit Maßmann - WNA Datteln

34 Projektüberblick Projektbeginn Januar 2008 Vorplanung und Alternativendiskussion bis Ende 2009 Einleitung von 2 Planfeststellungsverfahren September 2012 Erörterungstermin NS Mai 2014 Erörterungstermin NRW Dezember 2014 Planfeststellungsbeschluss NS Februar 2015 Dauer Klageverfahren NS? Planfeststellungsbeschluss NRW voraussichtlich Frühjahr 2016 Baubeginn am Standort in Gleesen voraussichtlich Anfang 2016 Freigabe für GMS voraussichtlich Ende S33 Vorplanung und Alternativen Vorbereitende Planung Planfeststellungsverfahren Vergabe/Bau Schleuse Gleesen Vergabe/Bau Schleuse Rodde Vergabe/Bau Schleuse Hesselte Birgit Maßmann - WNA Datteln Vergabe/Bau Schleuse Venhaus Vergabe/Bau Schleuse Bevergern

35 Projektüberblick - Ausblick Inbetriebnahme der neuen Schleusen unter Berücksichtigung der Restnutzungsdauern der vorhandenen Schleusen Bearbeitung und Erstellung aller Planungsunterlagen (Vorentwürfe, Alternativendiskussion, Planfeststellungsunterlagen, Entwürfe-AU, Ausschreibungsunterlagen) unter umfassender Einbeziehung von Ingenieurbüros. Auch die Bauabwicklung muss mit Unterstützung durch Dritte in der Bauüberwachung erfolgen S34 Birgit Maßmann - WNA Datteln

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gleesen