Pressemitteilungen Nord-Süd Stadtbahn Köln

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19.03.2009 Bericht zur Wasserhaltung

Ein großer Teil der neuen Stadtbahn wird unterhalb des Grundwasserspiegels gebaut. Um das Grundwasser aus dem Baubereich herauszuhalten, werden - je nach den gegebenen Randbedingungen - verschiedene Verfahren eingesetzt.

Grundwasserabsenkung

Im Rahmen der Grundwasserabsenkung wird der Bau in einer trockenen Baugrube durch Abpumpen des Wassers gewährleistet. Hier kommen zwei verschiedene Verfahren zum Einsatz. Für die "Tertiärwasserhaltung" werden zunächst Baugrubenwände bis in die Tertiär genannte Erdschicht gebaut. Diese besteht aus Fein- bis Mittelsand, Ton, und Braunkohle und ist dadurch so kompakt, dass sie üblicherweise kaum Grundwasser führt. Sind die Wände gebaut, kann das Grundwasser innerhalb der Grube abgepumpt und die Grube ausgehoben werden.
Bei der "Quartärwasserhaltung" werden Wände gebaut, die bereits im höher liegenden Quartär enden. Dieses besteht aus Sand und Kies und die Fließgeschwindigkeit ist im Verhältnis zum Tertiär höher. Das Wasser wird außerhalb der Baugrube abgepumpt. Hierdurch entsteht ein "Absenktrichter", durch den der Bereich trocken gelegt wird. Die Quartärwasserhaltung kann zum Beispiel dort angewandt werden, wo nicht tiefer abgesenkt wird, als es den natürlichen Schwankungen entspricht. Für den Betrieb beider Wasserhaltungen wird wie auch bei der Tertiärwasserhaltung ebenfalls eine wasserrechtliche Genehmigung benötigt.

Vereisung

Aus manchen Bauabschnitten wird das Grundwasser zurückgehalten, indem man es vereist. Mithilfe von minus 35 Grad kalter Sole (Salz und Wasser), die immer wieder durch ein geschlossenes Rohrleitungsnetz in den zu gefrierenden Bereich läuft, werden hier dicke Eiswände hergestellt. Sobald der Bauabschnitt wasserdicht ist, kann die Vereisung abgestellt werden.

Druckluft

Mit Druckluft kann Wasser aus dem Baubereich verdrängt werden. Der Luftdruck muss dabei dem Druck des außen anstehenden Wassers entsprechen. Die Bedingung für den "Druckluftvortrieb" ist eine durch Stahlbetonwände abgeschottete, luftdichte "Arbeitskammer", damit stabile Druckverhältnisse hergestellt werden können. Durch Schleusen erreichen Personen und Material das Innere der Arbeitskammer.

Unterwasserbetonsohle

Die Sohle eines Bauwerks kann unter bestimmten Voraussetzungen auch im Grundwasser gebaut werden. Innerhalb der Schlitzwandbaugrube wird das Erdreich ausgebaggert, ohne dabei das Grundwasser abzupumpen. Unter Einsatz von Tauchern wird daraufhin Unterwasserbeton in die Grube eingelassen. Anschließend kann die nun wasserdichte Baugrube ausgepumpt werden.

Gleiswechselbauwerk Waidmarkt

Die Baustelle Waidmarkt wurde mit der "Tertiärwasserhaltung" betrieben. Hierzu hatte die "Arbeitsgemeinschaft Nord-Süd Stadtbahn Köln, Los Süd" (kurz: Arge Süd) - bestehend aus den Firmen Bilfinger Berger, Wayss + Freytag und Züblin - im Vergabeverfahren einen Sondervorschlag unterbreitet. Dieser bestand darin, dass die Schlitzwände deutlich tiefer als ursprünglich geplant bis in das Tertiär gegründet wurden, damit sich die Schlitzwände im Tertiärboden fester gegen seitliche Verformung abstützen. Dadurch entfiel eine zusätzliche horizontale Sohlabstützung. Dieses nachträglich von der Arge Süd angebotene Bauverfahren war von den ursprünglichen Planern der Stadt Köln als technisch gleichwertig bewertet und deshalb in Auftrag gegeben worden.

Sonderverfahren veränderte Verantwortlichkeiten

Durch das angebotene und beauftragte Sonderverfahren veränderten sich auch die Verantwortlichkeiten. Mit dem Auftrag, den Sondervorschlag auszuführen, ging auch die Planungsverantwortung zusätzlich zur ohnehin bestehenden Verantwortung für die Ausführung des Bauwerks Waidmarkt, auf die Arbeitsgemeinschaft Bilfinger Berger, Wayss + Freytag und Züblin über. Gleichwohl hat die Kölner Verkehrs-Betriebe AG (KVB) sowohl die Planung wie auch die Ausführung durch eigene Sachverständige begleitet.

Die Bauüberwachung für den Waidmarkt hat die KVB durch eigene Mitarbeiter (örtliche Bauüberwachung) wahrgenommen. Aufgabe der Bauüberwachung ist es, die bauausführenden Unternehmen dahin gehend zu überwachen, dass sowohl die Planung wie auch die Regeln der Technik eingehalten werden.

Planungen angepasst

Während des Baufortschritts wurde die Planung durch die Arge Süd den zusätzlich erzielten Erkenntnissen angepasst. Dies betraf zum einen das Auffinden einer Braunkohlschicht und zum anderen die Tatsache, dass der Boden offensichtlich wasserdurchlässiger war, als ursprünglich im Planfeststellungsverfahren vorher berechnet. Aus diesem Grunde plante die Arge die Errichtung zusätzlicher Brunnen.

Diese Planung wurde sowohl von den Sachverständigen der Arge wie von den von der KVB eingeschalteten Sachverständigen mit Blick auf die Sicherheit der Baugrube überprüft - auch auf das Thema des Auftretens eines hydraulischen Grundbruchs der zurzeit als mögliche Ursache des Unglücks in der öffentlichen Diskussion steht. Ziel dieser zusätzlichen Brunnen war es, die Sicherheit der Baugrube zu gewährleisten, um den Wasserdruck unterhalb der Baugrubensohle zu entspannen, was auch gelang.

Vor der Errichtung der zusätzlichen Brunnen war jedoch offensichtlich versäumt worden, die planmäßig zusätzlich zu fördernden Wassermengen der unteren Wasserbehörde Stadt Köln zur Genehmigung anzuzeigen. Die genaue Klärung der Umstände am Waidmarkt erfolgt zurzeit mit der Unteren Wasserbehörde (Stadt Köln) und der Oberen Wasserbehörde (Bezirksregierung Köln). An der Haltestelle Heumarkt hatte es zwar ebenfalls eine höhere Anzahl von Brunnen als genehmigt gegeben, allerdings lag dort wie bei allen anderen Baustellen die durchschnittlich geförderte Wassermenge stets unter der genehmigten Grenze.

Für die Baustellen der Nord-Süd Stadtbahn Köln, an denen zurzeit eine Wasserhaltung erfolgt, gelten folgende Zahlen:


Kurt-Hackenberg-Platz (Zielschacht der Tunnelbohrmaschinen)

In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtigte Brunnenanzahl: 11
Durch die Arge hergestellte Brunnen: 11
Brunnen zurzeit in Betrieb: 3-4

Die genehmigte Wassermenge liegt bei 740 m/h.
Die durchschnittliche Fördermenge war am höchsten im Januar 2007 mit 422 m/h.


Haltestelle Rathaus

In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtige Brunnenanzahl: 7
Durch die ARGE hergestellte Brunnen: 7
Brunnen zurzeit in Betrieb: 6
Die genehmigte Wassermenge liegt bei 590 m/h.
Die durchschnittliche Fördermenge war am höchsten im September 2008 mit 336,11 m/h.


Haltestelle Severinstraße

Nordbaugrube
In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtige Brunnenanzahl: 5
Durch die ARGE hergestellte Brunnen: 5
Brunnen zurzeit in Betrieb: 4

Südbaugrube
In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtige Brunnenanzahl: 6
Durch die ARGE hergestellte Brunnen: 6
Brunnen zurzeit in Betrieb: 3

Die genehmigte Wassermenge beider Gruben liegt bei 450 m/h.
Die durchschnittliche Fördermenge war am höchsten im November 2008 mit insgesamt 293,18 m?h.


Haltestelle Kartäuserhof

In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtige Brunnenanzahl: 6
Durch die ARGE hergestellte Brunnen: 6
Brunnen zurzeit in Betrieb: 5

Die genehmigte Wassermenge liegt bei 250 m/h.
Die durchschnittliche Fördermenge war am höchsten im Dezember 2007 mit 110,28 m/h.


Haltestelle Chlodwigplatz

In wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtige Brunnenanzahl: 3
Durch die ARGE hergestellte Brunnen: 3
Brunnen zurzeit in Betrieb: 1

Die genehmigte Wassermenge liegt bei 3,6 m/h.
Die durchschnittliche Fördermenge war am höchsten im Februar 2009 mit 1,27 m/h.


Haltestelle Bonner Wall

An der Haltestelle Bonner Wall kam eine Unterwasserbetonsohle zum Einsatz. Es läuft lediglich noch eine Restwasserhaltung des Tagwassers.