Emscher-Umbau: Ein Generationenprojekt fordert die Pumpentechnik

Die Emscherregion wandelt ihr Gesicht. Von einem von Menschen geformten System offener Abwasserkanäle zu einem naturnahen Gewässer. Ziel der Emschergenossenschaft ist es, der Stadtlandschaft zwischen Holzwickede und Dinslaken ein neues Gesicht zu geben und damit eine Aufwertung der Region durch Projekte – weit über den Gewässerlauf hinaus – zu erreichen. Planerische Grundlage ist der Masterplan Emscher Zukunft und der 2008 erteilte Planfeststellungsbeschluss.

Die Ausgangssituation

Um die Emscher in ein naturnahes Gewässer umzugestalten, muss zunächst das Abwasserproblem gelöst werden. Herzstück des neuen Abwassersystems ist der Abwasserkanal Emscher. Dieser entsteht zwischen der Kläranlage Dortmund-Deusen und dem Klärwerk Dinslaken-Oberhausen-Duisburg. Auf einer geografischen Länge von 51 km wird das Abwasser von ca. 2,2 Mio. Einwohnern sowie Industrie und Gewerbe aufgenommen und den Kläranlagen zugeleitet. Der Zulauf erfolgt über unterirdisch verlegte Kanäle, die parallel zu den Nebenläufen der Emscher entstehen.

Für den Hauptabwasserkanal „Emscher“ hat man eine Trasse gewählt, die sich am heutigen Flusslauf orientiert. Am Startschacht in Dortmund liegt der Kanal in ca. acht Metern Tiefe. Dann verläuft er mit einem stetigen Gefälle von 1,5 m je km bis zu einer Tiefe von 40 m. Zwischengeschaltete Pumpwerke fördern das Abwasser wieder aufwärts, weil andernfalls der Kanal bei Dinslaken eine Tiefe von über 75m erreicht hätte. Der Kanal selbst ist in Stahlbetonbauweise konzipiert. Ausgelegt ist er für eine Nutzungsdauervon mindestens 100 Jahren.

Von den insgesamt 73 km Abwasserrohren sind aktuell 67 km verlegt. Die Restarbeiten erfolgen in offener Bauweise. Die unterirdischen Verlegearbeiten erfolgten mit Hilfe von Vortriebsmaschinen als Einrohrsystem (Bauabschnitt 20 und 30). Im Bauabschnitt 40 – zwischen Pumpwerk Oberhausen und der Mündung der Berne in die Emscher im Westen von Bottrop, wird der Abwasserkanal auf einer Länge von 10 km als Doppelrohrsystem in Tübbingbauweise ausgeführt.

Ergänzt wird das Gesamtbauwerk durch neun Hauptschächte,die eine Tiefe von 12 bis 40 m erreichen und über einen Durchmesser von 12,5 m verfügen. Die beiden im BA40 eingesetzten Tunnelvortriebsmaschinen haben am 12. Juni 2017 den Zielschacht am Pumpwerk Oberhausen erreicht. Die Vortriebsarbeiten sind damit abgeschlossen.

Bei den Vortriebsarbeiten fallen große Wassermengen an

Das bei den Vortriebsarbeiten in den Schächten anfallende Wasser setzt sich aus dem Oberflächenwasser und Brauchwasser aus den Vortriebsarbeiten zusammen. Je nach durchfahrenem Erdreich fallen auch unterschiedliche Mengen von Feinteilen im Wasser an. Durchweg ist der Wasserdruck, vor allem in BA40, nicht unerheblich. Dies ist u.a. durch den dort anzutreffenden klüftigen Mergel bedingt. Entsprechend hoch sind die Grundwassermengen, die an der Ortsbrust aus treten und in den Schächten anfallen. Durch den Wasserzutritt werden zusätzlich Sedimente mitgespült und es entsteht ein Schlamm-Wasser-Gemisch. Da das Medium – aus naheliegenden Gründen – nicht vor Ort versickern kann, muss es teilweise über weite Strecken zu den Auffangbecken gefördert werden. An die zum Einsatz kommenden Pumpen werden also hohe Anforderungen gestellt.

Die mit den Vortriebsarbeiten beauftragte ARGE Emscher BA 40, PORR Bau GmbH/PORR Deutschland GmbH konnte anhand der geologischen Rahmenbedingungen die anfallenden Wassermengen recht gut prognostizieren. Auch die Inhaltsstoffe waren bekannt: neben Mergel waren es überwiegend Sand und Kies, zudem fiel bei den Schlitzwandarbeiten Bentonit an. Die anfallende Wassermenge auf der einen Seite und die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe auf der anderen Seite, stellten enorme Anforderungen an die Pumpentechnik. Da die ARGE gute Erfahrungen mit SPT Pumpen gemacht hatte, erging der Auftrag zur Lieferung der Pumpenteile an das Essener Unternehmen Söndgerath Pumpen GmbH.

Pumpen für hohe Anforderungen

Bei den auf der Baustelle zum Einsatz kommenden Pumpen handelt es sich überwiegend um die Baureihe SPT.

Sie sind in der Lage, dass bei den Vortriebsarbeiten anfallende Grund- und Oberflächenwasser problemlos zu fördern. Die SPT Baureihe verfügt über ein Gehäuse aus massivem Grauguss, die Saugplatte ist aus verschleißfestem Chromstahl gefertigt. Das Laufrad besteht ebenfalls aus einem speziellen Chromstahl. Die Edelstahlwelle verfügt über gekapselte, wartungsfreie Kugellager. Besonders hervorzuheben ist die doppelte mechanische Gleitringdichtung. Wellenschutz und Laufradscheibe bestehen aus einem speziellen, sehr harten Material.

Alle zwei- und vierpoligen Motoren sind absolut trockenlaufsicher. Die Leistung ist wählbar von 1,5 bis 22kW.

Die auf der Baustelle zum Einsatz gekommenen Pumpen eignen sich ganz besonders für den Dauerbetrieb. Das war eine besondere Grundforderung des Auftraggebers. Eine Besonderheit weisen die Pumpen der „R-Serie“ auf. Sie sind mit einem auf die Welle montierten Rührwerk versehen. Damit wird die Fließfähigkeit des Mediums entscheidend verbessert.

Von 2011 bis Juni 2017 kamen über 100 Pumpen der Baureihe SPT in unterschiedlichen Varianten zum Einsatz.

Schlussbetrachtung

Mit der richtigen Wasserhaltung bei Tunnelbauprojekten steht und fällt das gesamte Bauprojekt. Art und Umfang des anfallenden Oberflächen- und Grundwassers lässt sich annähernd berechnen.

Das bedeutete jedoch keineswegs, dass das Medium an der Ortsbrust kontinuierlich in immer gleicher Zusammensetzung anfällt. Vielmehr ist es besonders wichtig, sich auf alle „Eventualitäten“ einzustellen und die Pumpentechnik hierauf abzustimmen. Selbst ein kleiner Fehler kann unter Umständen erhebliche Folgen haben und die Vortriebsarbeiten zum Erliegen bringen.

Bei der Pumpentechnik steht also Sicherheit und Zuverlässigkeit im Fokus!