Vorarbeiten für eine Unterwasserbetonsohle: Tsurumi-Pumpe als Sedimentsauger

11.11.2020
Zementsuspension, Sand, Schlamm und Kiesel mit mehreren Zentimetern Durchmesser im Wasser: Beim Bau eines Regenrückhaltebeckens in Bielefeld hilft der „Staubsauger des Bautauchers“, eine Tsurumi-Pumpe des Typs GPN 415, beim Einbau der Unterwasserbetonsohle.
Vorarbeiten für eine Unterwasserbetonsohle: Tsurumi-Pumpe als Sedimentsauger

Die Briloner Spezialisten bereiten den „Staubsauger des Bautauchers“ auf den Einsatz vor. Gut sichtbar der selbst erstellte Anschluss des Saugrüssels. Im Hintergrund der noch saubere Schlauchabgang. (Bildquelle: Tsurumi (Europe) GmbH)

Je höher die Immobilienpreise, desto dichter die Bebauung. Das hat Folgen für die urbane Infrastruktur. Auch Bielefeld sieht sich mit der Kehrseite des Baubooms konfrontiert, denn die zunehmende Versiegelung des Bodens erschwert den Regenwasserablauf. Die Kreisstadt mit 340.000 Einwohnern stand im Bereich des innerstädtischen Lutterbachs bereits vor großen Herausforderungen. Jüngstes Projekt der Umweltbetriebe ist ein unterirdisches Regenrückhaltebecken mit 10.000 m³ Fassungsvermögen.

Gewindeanker im Boden
Dafür wurde zunächst eine 20 Meter tiefe, umschließende Bohrpfahlwand gesetzt. Den unteren Abschluss bildet der Einbau einer Betonsohle mit 110 cm Stärke und 2.500 m³ Beton.

Die Sollaushubsohle liegt im Grundwasserleiter. Um die Betonsohle durch den Grundwasserdruck nicht auftreiben oder brechen zu lassen, hat man Anker im Raster von 3 x 3 Metern 20 Meter tief in den Boden eingelassen. Kaum vermeidbar: Beim Verpressen der Gewindestahlelemente gelangt überschüssiger Zement auf die Aushubsohle, und mischt sich dort mit Bohr- und Feinstschlämmen.

„Man kann keine Baugrube betonieren, die schlammhaltig ist“, erklärt Marcel Meyer vom beauftragten Spezialisten Bautauchen & Wasserbau Sauerland GmbH aus Brilon. Dies führe zu Undichtigkeiten an den Wandanschlüssen. „Die Betonwalze drückt den Schlamm an die Wände, später steigt dort das Grundwasser durch und flutet die Grube“. Um den hydraulischen Grundbruch zu verhindern, müssen die Schlammauflagerungen, halbharten und harten Zementsuspensionen auf der gesamten Fläche zurückgebaut werden.

Pumpe wichtigstes Werkzeug
Die harten Elemente werden von Bautauchern einzeln geborgen, und über Gitterboxen aus der Grube verbracht. Für den (größeren) Rest rückt Meyer mit dem „Staubsauger des Bautauchers“ an: eine leistungsstarke Tsurumi-Pumpe, die man leicht modifiziert hat. Statt des offenen Saugkorbs findet sich ein Schlauchanschluss an der Einlassöffnung: Mit dem Saugrüssel am anderen Ende holen die Taucher den losen Sohlebelag aus vier Metern Tiefe nach oben. In Absetzbecken beruhigt sich das Gemisch, die Feststoffe sinken herab. Dadurch ist das Rücklaufwasser weitgehend sediment- und schlammfrei, und kann der Grube wieder zugeführt werden.

Ein Knochenjob für die Taucher in Gruppenrotation: „Alles händische Rückbauarbeit“, unterstreicht Meyer. Mit den japanischen Pumpen hat man zuvor schon gute Erfahrungen gesammelt. Selbst mit bentonithaltigem Wasser hätten sie sich bewährt. Viel Auswahl am Markt gäbe es nicht, meint Meyer, denn Pumpen für diese Arbeit müssten nicht nur das schwierige Medium aushalten, sondern auch hohe Standzeiten bringen. Während für die Betonsohle rund 30 Stunden am Stück angesetzt ist, sind für die vorbereitenden Saugarbeiten zweieinhalb Monate veranschlagt. 9 bis 10 Stunden schaffen die Taucher am Tag.

Über 4 Kubikmeter pro Minute
Die verwendete Pumpe des Typs GPN 415 ist ein mittelgroßes Aggregat des Düsseldorfer Herstellers. Sie schafft eine Förderleistung von 4110 l/min und eine Höchstförderhöhe von 21,5 Metern. Als bemerkenswert gilt der Umstand, dass hier eine Rührwerkspumpe körniges Material bis 30 mm Durchmesser offenbar mühelos aus der Baugrube schafft. Dafür hat der Hersteller einige Vorarbeit in der Konstruktion geleistet. So ist die GPN etwa mit einer doppelten innenliegenden Gleitringdichtung ohne Kontakt mit dem abrasiven Fördermedium ausgestattet. Ferner schützt eine Wellenschutzhülse mit Dichtungsring und mehreren Dichtlippen die Welle vor den mitgerissenen Zementpartikeln. Viele Bauteile wie Laufrad und Schleißplatte bestehen aus gehärteten Materialien, darunter das extrem harte Siliziumkarbid bei der Wellendichtung. Dass die Pumpe in jeder Lage optimal geschmiert wird, ist ein Verdienst von Tsurumis Ölheber, einer Eigenentwicklung. Um das Thema Dichtigkeit müssen sich die Taucher auch nicht sorgen, da der Hersteller jeden einzelnen elektrischen Leiter in einer Verbundmasse hermetisch verkapselt.

Weitere Artikel zum Thema

Sensor schützt vor Totalausfall

22.04.2022 -

Dringt Wasser unbemerkt ins Gehäuse, sind schnell teure Schäden an der Pumpe und im Projekt die Folge. Um dem vorzubeugen, hat Tsurumi einen neuen Leckagesensor entwickelt. Die Nachrüstung ist einfach und zu empfehlen, zumal viele Ausschreibungen entsprechend ausgestattete Pumpen verlangen.

Mehr lesen