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Stadtbahnbau in Düsseldorf- Bauwerksmonitoring bei der Unterfahrung des Kaufhofs

10.07.2013 Bezirk Düsseldorf Von Gerhard Vaupel vor 6 Jahr(en)


Termin: 10.07.2013 17:00-20:00
Ort: Sitzungssaal Heinrich-Heine-Allee 37 (1.OG) Düsseldorf


Große Hydraulikbagger mit Fräsbohrern lösen den Boden (Foto: Vaupel)

Bergmännischer Vortrieb mit umhüllendem Frostkörper (Graphik: ARGE)

 

Der Stadtbahnbau (Wehrhahn-Linie) im Herzen der Landeshauptstadt erreicht mit der bergmännischen Unterfahrung des historischen ‚Kaufhofs an der Königsallee‘ im Schutze eines mächtigen Eispanzers eine ingenieurtechnisch besonders aufwändige Phase. Dieser Abschnitt schließt unmittelbar an das bereits in den 1980er-Jahren gebaute Teilstück unter dem ‚Carschhaus‘ an und wird einmal die unterste Bahnsteigebene des U-Bahnhofs Heinrich-Heine-Allee aufnehmen. Während unten automatisch registrierende Sensoren (u.a. elektronisches Präzisions-Schlauchwaagen-Kontrollsystem) präventiv jede Bauaktivität überwachen, läuft in den Etagen der Verkauf weiter.


In seiner Begrüßungsrede am 10. Juli 2013 im Sitzungsbüro des Projektteams sprach der Bezirksvorsitzende Gerhard Vaupel von ‚Vorfreude auf spannende Einblicke in die Realwirtschaft’ und ‚das diesmal der Fokus auf das vermessungstechnische Bauwerksmonitoring gerichtet ist‘:


Der Projektleiter (Bauoberleitung) der ‚Wehrhahn-Linie’, Herr Diplomingenieur Gerd Wittkötter, Amt für Verkehrsmanagement der Landeshauptstadt Düsseldorf, begann mit einem Überblick und führte mit viel Detailwissen in die komplizierte Baustellensituation ‚Unterfahrung Kaufhof‘. Am 19. Mai wurde mit den eigentlichen Vortriebsarbeiten des Mittelstollens gestartet. Der Eiskörper ist 75 Meter lang, sein Durchmesser 13 Meter und der umgebende Eispanzer ist 2,5 Meter dick. Die Vereisung mit -35°C bis - 38°C erfolgt über 120 Bohrungen mit 15 Zentimeter starken Doppelwandrohren für den Rücklauf. Der Zustand des Frostkörpers wird durch etwa 500 Temperaturfühler überwacht, die in Messrhythmen von wenigen Minuten eine zuverlässige Aussage zur Dichtigkeit und Ausdehnung erlauben. Der Frostkörper wird nun sukzessive durch neues Bauwerk entlastet: Nach dem Abgraben des Erdreichs durch eine Spritzbetonschale, dann durch den Einbau der mittigen Stützwand, schließlich kann die Kaverne parallel zum Mittelstollen aufgeweitet werden und der Rohbau des U-Bahnhofs folgen. Die Kühlflüssigkeit wird erst gestoppt, wenn der Stahlbetonquerschnitt des Bahnhofs eingebaut und das Bauwerk wasserdicht an die Tunnelröhre des vorhandenen Bauwerks aus den 1980er-Jahren angeschlossen ist. Beim Vortrieb traten nur minimale Setzungen auf, die durch eine vorher berechnete und durchgeführte Vorhebung des Bodens mittels Frostkörperausdehnung kompensiert wurden. ‚Die Kunst der schonenden Unterfahrung liegt in der kontinuierlichen und geschmeidigen Abfolge des Ausbaues‘ verriet uns der Projektleiter sein Erfolgsrezept.


Der vermessungstechnische Koordinator Herr Vermessungsassessor Diplomingenieur Nicolai Niestroy von der ARGE ‚Unterfahrung Kaufhof an der Königsallee‘ überschrieb seine Präsentation mit ‚Messtechnische Überwachung des denkmalgeschützten Kaufhofs im Zuge des bergmännischen Vortriebs im Schutze einer Baugrundvereisung‘. Zur planmäßigen vermessungstechnischen Bauwerksüberwachung während der Vereisung und der folgenden Vortriebsarbeiten wurde im Untergeschoss des Kaufhofs - in den Verkaufsräumen - ein Höhenkontrollsystem (elektronische Präzisionsschlauchwaagen des Herstellers Position Control GmbH, Genauigkeit 2/10 mm) mit 152 hydrostatischen Einzelsensoren an Fundamentstützen installiert (erschwerend wirken sich hier die durch Kriegseinwirkung nicht mehr vollständigen Planunterlagen des Gebäudes aus). An der Süd- und Ostfassade des Kaufhofs vervollständigt das Tachymeter-Monitoring mit 105 Objektpunkten die Überwachung, wobei aufgrund der enorm gestiegenen Messgenauigkeit auch Setzungen erfasst werden. Am Gebäude und im Baufeld wurden dazu großräumig Feinnivellements ausgeführt. Zur Kontrolle des bergmännischen Vortriebs unter dem Kaufhof wurden für Konvergenzmessungen Messbolzen an festgelegten Stellen im betonierten Profil eingesetzt und Winkelmessungen ausgeführt. Das gesamte Monitoring der aus den Bauaktivitäten resultierenden Baugrundbewegungen und Bauwerksverformungen geschieht permanent mit den vollständigen Daten zur Auswertung und Visualisierung. Über das vollautomatisierte Alarmierungssystem (u.a. SMS-Benachrichtigung bei Grenzwertüberschreitung) können Veränderungen rechtzeitig erkannt und interpretiert werden. Für die Einleitung von Kompensationsmaßnahmen wurde absichernd der Vergleich der Messsysteme Schlauchwaage >Nivellement > Tachymeter aufgezeichnet.



VDV-Kollege Herr Diplomingenieur Joachim Nitsche, Vermessungs- und Liegenschaftsamt, Abteilung ‚Kommunale Dienstleistungen und Referenzsysteme‘ (er sprang für den erkrankten VDV-Kollegen Diplomingenieur Norman Nielbock ein) wies in seiner Präsentation darauf hin, dass ‚der Auftraggeber (hier die Landeshauptstadt Düsseldorf) nach der Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB) das Recht hat, das Bauwerk auch vermessungstechnisch zu überwachen’, d.h. Vermessungsingenieure des Amtes verfolgen das Baugeschehen und messen Stichproben nach eigener Erfahrung oder die Bauoberleitung bittet das Amt um besondere Prüfvermessungen, wenn sie es für notwendig erachten. Beispielhaft stellte er die stichprobenhafte vermessungstechnische Kontrolle der Bohransätze für die Vereisung der aufzufahrenden Kaverne und die Visualisierung der gemessenen Abweichungen vor. Ziel der Kontrollmessungen ist es, frühzeitig Fehler erkennen (die trotz größter Sorgfalt unterlaufen können) und beheben, dadurch Schäden vermeiden bzw. so gering wie möglich halten. Dies geschieht im Interesse und zum Nutzen des Auftraggebers und des Auftragnehmers.


Die eindrucksvollen Vorträge belegten, dass die Anforderungen an die Ingenieure immer komplexer werden. Dies verdeutlichte sich weiter, als die 23 Kolleginnen und Kollegen des Bezirks die Begehung der Kaverne unter dem Kaufhof absolvierten. Vor Ort in 21 Meter Tiefe wurden die theoretisch vorgestellten Verfahren weiter ausführlich erläutert. Dabei kristallisierte sich ein Aspekt heraus, nämlich wie wichtig die Kommunikation zwischen Bau- und Vermessungsingenieuren ist und dass nur in einer von festgesetzten Verhaltensabläufen genau geregelten und fachübergreifend abgestimmten Bauwelt Mehrwerte für die Bürgerinnen und Bürger sicher und im Kostenrahmen entstehen. Besonderen Dank nochmals an die Vortragenden.