Projekt 22785/01

Ökologische und ökonomische Bilanzierung einer optimierten Leitungshülle (begehbarer Querschnitt) als monolithischer Ortbetontunnel am Beispiel eines Infrastrukturkanals für Medienkabel und -leitungen in der Stadt Speyer

Projektdurchführung

Dupré Bau GmbH & Co. KG
Franz-Kirrmeier-Str. 17
67346 Speyer

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Begehbare Leitungsgänge sind seit rund 140 Jahren bekannt. Anfangs waren diese gemauert, später als konventionelle Stahlbetonkonstruktion oder Fertigteil sowie in jüngster Zeit auch aus den Materialien Wellblech bzw. PE-HD ausgeführt. Seit dieser Zeit ist auch die prinzipielle Vorteilhaftigkeit dieser Erschließungsform grundsätzlich anerkannt. Alle diese unterschiedlichen Bauformen hatten jedoch den einen oder anderen spezifischen Nachteil, insbesondere - und dies gilt für alle bekannten Bauformen -, dass sie in der Anfangsinvestition zu teuer waren. Daher war es notwendig, der ökologischen und nachhaltigen Erschließungsform des begehbaren Leitungsgangs durch technische und kommerzielle Optimierung der baulichen Hülle zu einer weiteren Verbreitung zu verhelfen und zu diesem Zweck die dazu not-wendigen Detailoptimierungen vorzunehmen.
Das Projekt sah folgende Arbeitsschritte vor:
- Finden der richtigen Betonrezeptur
- Ermittlung der richtigen Faserbewehrung (kein Stahl !)
- Art und Umfang der notwendigen Verdichtung des Betons
- Die Nachbehandlung
- Die Optimierung der Schalungskonstruktion
- Die Ausgestaltung der Fugenkonstruktion sowie
- Die Optimierung der wasserdichten Wanddurchdringung, um die Hausanschlüsse
an den Kanal heranzuführen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAls Methoden sollten angewandt werden: Internetrecherche, Literaturrecherche, Expertengespräche, statische Untersuchungen, Bau eines Infrastrukturkanals als Pilotprojekt. Darauf aufbauend sollte baubegleitend durch die produktionsspezifischen Feststellungen im Dialog mit den ausführenden Mitarbeitern und den verschiedenen Lieferanten die weitere Optimierung durchgeführt werden. Dabei war insbesondere den ökologischen und ökonomischen Gegebenheiten Rechnung zu tragen. Nach Abschluss des 1. Bauabschnitts waren die Erkenntnisse zusammenzustellen und auszuwerten.


Ergebnisse und Diskussion

Das Pilotprojekt hat gezeigt, dass den unterschiedlichen Bauzuständen besonderes Augenmerk gewidmet werden muss. Zum einen ist dem bei der monolithischen Bauweise kritischen Übergang zwischen Wandansatz und Weiterbetonieren besonders Rechnung zu tragen, da sonst bei der notwendigen Verdichtung der Boden noch einmal in Bewegung gerät bzw. bei zu geringer Verdichtung an dieser Übergangsstelle eine weniger gute Verbundhaftung entsteht. Dieser Effekt ist von früher her auch unter dem Begriff Frühstücksfuge bekannt. Weiter hat sich gezeigt, dass das Bauwerk recht bald verfüllt werden sollte, um die Bildung von thermischen Spannungsrissen zu vermeiden. Hier ist jedoch beim Einbau höchste Sorgfalt zu wahren. Des Weiteren hat es sich als notwendig gezeigt, die Temperaturentwicklung im Beton einer besonderen Aufmerksamkeit zu unterwerfen, um die antinomischen Ziele einer Frühausschalbarkeit ohne Bildung von Schwindrissen erfüllen zu können. Zu diesem Zweck wurde zum einen die Schalung teilweise isoliert, eine verfeinerte Nachbehandlungsmethode entwickelt und ein Betonreifecomputer angeschafft. Um die Umsetzung all dieser Maßnahmen auf der Baustelle zuverlässig zu ge-währleisten, wurde ein Qualitätshandbuch aufgestellt, dessen Einhaltung der Bauleiter durch permanente Überwachung garantieren muss.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Zusammen mit dem Bauforum Rheinland-Pfalz wurde eine gemeinsame Veranstaltung durchgeführt, begleitet von einer intensiven Pressearbeit. Des Weiteren wurde eine Domäne Infrastrukturkanal.de reserviert, aber noch nicht mit Inhalt gefüllt. Unter www.bauforum.rlp.de lassen sich jedoch Informationen abrufen. Rund 40 Presseartikel sind bisher erschienen.


Fazit

Nach den Ausführungen der Duprè Bau GmbH & Co. KG waren im Zusammenhang mit der neuen Bauweise des Infrastrukturkanals im Projekt einige bautechnische Fragestellungen bzw. Probleme abzuar-beiten; die prinzipielle Machbarkeit des Kanalfertigungskonzeptes war aber von Beginn an grundsätzlich nicht in Frage gestellt. Die entsprechenden Fragestellungen wurden in den Fachartikeln und -veröffentlichungen beschrieben. Angesichts der zunächst aufgetretenen Betonspannungsrisse führten Zweifel bei der zuständigen Baubehörde der Stadt Speyer dazu, dass der Kanal im zweiten Bauabschnitt in bewehrter Bauweise ausgeführt wurde. Aufgrund der mittlerweile vorliegenden Statiken und Gutachten muss je-doch eine Bewehrung auch für Standardeinsätze nicht mehr wiederholt werden. Gegebenenfalls weiter zu optimieren ist der Fasereinsatz, falls aufgrund höherer thermischer Belastungen im Fall des Baues von Hochspannungstrassen dauerhaft Vorsorge gegen thermische Spannungsrisse geleistet werden muss. Im Fall einer Faserbewehrung kann der Produktivitätsvorteil der Bauweise ohne Einschränkung weiter genutzt werden. Der Forschungsaufwand wird dann darin bestehen, Nichtstahlfasern auf eine Erhöhung der Zugfestigkeit bei einem noch wirtschaftlichen Mischungsverhältnis zu optimieren. Stahlfasern hätten den Nachteil, dass von der Betonrezeptur abgewichen werden müsste, da die DIN 1045-1 für Stahlbeton einen Mindestgehalt von 240 kg Zement vorsieht, um den Korrosionsschutz zu gewährleisten. Die bautechnischen Fragestellungen und Optimierungen für die Nutzung des monolithischen Ortbetontunnels für kommunale Erschließungen konnten insofern im Pilotprojekt entwickelt und im zweiten Bauabschnitt evaluiert werden.
Die organisatorische Optimierung des Systems bedarf noch weiterer Forschung und Umsetzungsarbeit. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen hält die Firma Dupré den verantwortlichen Betrieb aus einer Hand für am zielführendsten. Dupré bietet hierzu die Art der Durchführung in Form eines Contracting/PPP-Modells an. Hierzu würde der Grundstückskäufer die üblichen Hausanschluss- bzw. Baukostenzuschüsse bezahlen und die Restarmortisation würde aus Durchleitungsentgelten bzw. aus dem Betrieb eines Arealnetzes erwirtschaftet werden. Für die Kommune selbst oder den Projektentwickler würden dann keine Kosten der technischen Erschließung mehr entstehen.
Die Umweltrelevanz kann über die bekannten Nachhaltigkeitsargumente hinaus durch eine Bündelung weiterer Möglichkeiten der Ver- und Entsorgung gesteigert werden. Eine Vakuumkanalisation macht in einem begehbaren Leitungsgang wesentlich mehr Sinn als bei einer Bodenverlegung. Mit ihrer Hilfe kann auch bei einer zweihüftigen Erschließung mit einer einseitigen Rohrführung - und das bei vermindertem Durchmesser gegenüber der Schwemmkanalisation - entwässert werden. Würde man den Ansatz der Brauchwassernutzung mittels Sammelzisternen und Brauchwasserleitung weiter optimieren, so ließe sich mit Hilfe des Infrastrukturkanals nach Ansicht der Firma Dupré die Idee der dezentralen urbanen Er-schließung optimieren. Gerade für aufstrebende Entwicklungsländer würde dies eine hervorragende Möglichkeit bieten, da die Systeme im Infrastrukturkanal ohne signifikante Mehrkosten auch abschnittsweise durch Nachrüstung verlegt werden könnten. So ließe sich das System schnell auf eine moderne Sanitärkonzeption aufrüsten.