G-EN-LFG-REP-103-TUNBOG12-B_Tunnel Alternative

NORD STREAM AG
REPORT
KUNDE
NORD STREAM AG
PROJEKT
NORD STREAM AUTHORITY
ENGINEERING
PROJEKT NR.
P1645
TITEL
ANLANDUNG GREIFSWALDER
BODDEN - GERADER TUNNEL
LUBMIN BIS THIESSOW
IMPAC DOK. NR.
RPT-1645-PL-002
IMPAC REVISION
1
NORD STREAM DOK. NR.
G-EN-LFG-REP-103-TUNBOG12
NORD STREAM REVISION
B
DATUM
05.11.2008
Hohe Bleichen 5 / D 20354 Hamburg
Phone:
+ 49 (0) 40 355 440 0
Fax.
+ 49 (0) 40 340 500
E-mail:
[email protected]
URL:
www.impac.de
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IMPAC-DOKUMENTEN NR.
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ANLANDUNG GREIFSWALDER BODDEN - GERADER TUNNEL LUBMIN BIS THIESSOW
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS...............................................................................................................................3
1
2
3
ALLGEMEINES .............................................................................................................................5
1.1
EINLEITUNG ..................................................................................................................5
1.2
AUFGABE UND ZIEL .....................................................................................................5
PLANUNGSDATEN.......................................................................................................................6
2.1
BODENDATEN...............................................................................................................6
2.2
ROHRDATEN .................................................................................................................6
BESCHREIBUNG DES TUNNELS ...............................................................................................7
3.1
TRASSEN- UND GRADIENTENVERLAUF DES TUNNELS .........................................7
3.2
BAUABSCHNITTE DES TUNNELS ...............................................................................9
3.3
ROHRVORTRIEBSVERFAHREN ..................................................................................9
3.4
VORTRIEBSSCHILDANLAGE .....................................................................................13
3.5
STÜTZFLÜSSIGKEIT...................................................................................................14
3.6
BAUGRUBEN / SCHÄCHTE ........................................................................................17
3.6.1 Seeseitig .............................................................................................. 17
3.6.2 Landseitige Tunnelrampe..................................................................... 20
4
BAUBETRIEB, GERÄTE UND EINRICHTUNGEN ....................................................................22
5
AUSRÜSTEN DES TUNNELS FÜR DIE ROHRINSTALLATION...............................................26
6
INSTALLATION UND TESTEN DES DOPPELROHRSTRANGS ..............................................28
7
VERFÜLLEN DES TUNNELS .....................................................................................................29
8
MENGEN, TRANSPORTE...........................................................................................................31
9
BAUZEIT......................................................................................................................................34
9.1
ERSTES BAUJAHR......................................................................................................34
9.2
ZWEITES BAUJAHR ....................................................................................................35
9.3
DRITTES BAUJAHR.....................................................................................................36
10
PERSONAL .................................................................................................................................37
11
BAUKOSTEN ..............................................................................................................................38
12
RISIKOBETRACHTUNG .............................................................................................................39
13
12.1
TUNNELBAURISIKEN..................................................................................................39
12.2
ROHRINSTALLATIONSRISIKEN.................................................................................40
ANALYSE MÖGLICHER RISIKOAUSWIRKUNGEN .................................................................41
13.1
ALLGEMEINES ............................................................................................................41
13.2
BAUGRUNDRISIKO .....................................................................................................41
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14
13.3
STEINHINDERNISSE IN SCHNEIDENLAGE, BEHINDERUNG BEIM RAMMEN ......42
13.4
LIEFERPROBLEME BEI 6 KOMPLETTEN VORTRIEBSANLAGEN ..........................43
13.5
MASCHINELLE STÖRUNGEN IN DER VORTRIEBSTECHNIK .................................44
13.6
ORGANISATIONSRISIKO............................................................................................44
13.7
WETTERRISIKO ..........................................................................................................45
13.8
KOLLISIONSRISIKO FÜR DIE SEEBAUSTELLEN INFOLGE SCHIFFSTOß ............46
13.9
ROHRINSTALLATIONSRISIKO ...................................................................................46
EINFLUSS DER BAUMAßNAHMEN AUF DIE REGION ...........................................................48
14.1
LOKALE
EINWIRKUNG
DER
BAUMASSNAHMEN
AUF
DEN
GREIFSWALDER BODDEN.........................................................................................48
14.2
GLOBALER, GROßRÄUMIGER EINFLUSS DER BAUMASSNAHMEN.....................48
14.3
EINFLUSS DER BAUMASSNAHME TUNNELBAU AUF DIE INFRASTRUKTUR ......48
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1
ALLGEMEINES
1.1
EINLEITUNG
Mit der Nord Stream Pipeline soll zukünftig Erdgas von Russland durch die Ostsee
nach Deutschland transportiert werden. Jeder Strang der Doppel-Pipeline wird etwa
1.220 km lang sein.
Als eine der Anlandungsmöglichkeiten ist eine Verlegung der beiden Rohre durch den
Greifswalder Bodden geplant. Die Gasleitung, als Zwillings-Rohrleitung mit
Einzelrohrdurchmessern von nominell 48 Zoll, kann als eine technische Möglichkeit in
offener Bauweise im gebaggerten Graben verlegt werden.
Der Greifswalder Bodden ist jedoch in ökologischer Hinsicht ein äußerst sensibles
Meeresgebiet. Im Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG) des
Landes Mecklenburg-Vorpommern wird der Bodden als Fauna-Flora-Habitat (FFH)Zone zwischen Rügen im Norden und der Festlandküste bei Lubmin - mit einer
Ostbegrenzung von Thiessow bis zum Peenemünder Haken - definiert.
Auf der gleichen Fläche, jedoch mit einer deutlichen Erweiterung nach Osten bis zur
Insel Greifswalder Oie gilt diese Meeresfläche außerdem als IBA Gebiet (International
Bird Area).
Weiterhin gilt der gesamte südöstliche Küstenbereich als Biosphärengebiet und der
Küstenbereich Lubmin bis Ruden und nach Süden entlang des Peenemünder Hakens
als Naturpark.
Vor diesem Hintergrund sind für Lärm erzeugende Baumaßnahmen zur Herstellung der
Baugruben im Bodden durch das Institut für angewandte Ökologie (IfAÖ)
Baueinschränkungen formuliert worden, wonach bei Ausführung von Vibrations- und
Rüttelarbeiten im ersten Baujahr nur in der Zeit von Anfang Mai bis Ende Dezember
des Jahres gearbeitet werden kann. Für die übrigen Arbeiten im ersten Jahr gilt diese
Einschränkung nicht. Ebenso nicht für die folgenden Baujahre.
1.2
AUFGABE UND ZIEL
Der nachstehende Bericht beschreibt die vollständige Querung des Greifswalder
Boddens von Lubmin bis Thiessow durch einen Tunnel. Die landseitige Fortführung der
beiden Rohrleitungen ist technisch ähnlich wie bei der Verlegung im offenen Graben.
Nach der Anbindung der beiden Tunnelleitungen mit den Offshore-Leitungsabschnitten
erfolgt die seeseitige Leitungsverlegung im S-Lay Verfahren.
Die gesamte Länge des Tunnels beträgt 12.600 m. Der nutzbare Mantelrohrdurchmesser wurde aus verfahrenstechnischen Gründen auf 4.000 mm festgelegt. Der
Tunnel besteht aus 6 Vortriebsabschnitten, von denen jeder eine Länge von 2.100 m
aufweist.
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PLANUNGSDATEN
2.1
BODENDATEN
Es wird auf Grund der geologischen Vergangenheit des Boddengebietes der typische,
durch Eiszeiten geprägte heterogene Baugrund unterstellt, der im wesentlichen
Sand/Kies und Geschiebemergel enthält – auch mit Findlingen im Größenbereich von
bis zu ca. 300 mm, seltener größere Blöcke, ist zu rechnen.
Rollige Böden und Geschiebemergel als Mischboden mit durchschnittlich 20–25%
sandigen Komponenten sind ein brauchbares Umfeld für den Einsatz von flüssigkeitsgestützten Vortriebsverfahren, die für den vorliegenden Fall vorgeschlagen werden.
Baugrundaufschlüsse, gewonnen aus Bohrungen an den Startschachtbaugruben und
in Form geophysikalischer Längsprofile, liegen vor. Aus diesen Erkundungen zeigt
sich, dass die angetroffenen Bodenschichten im Prinzip den Erwartungen, basierend
auf der geologischen Vorgeschichte, gerecht werden. In allen Fällen handelt es sich
um rollige und bindige Böden, unterschiedlicher Lagerungsdichte, vielfach stark
schluffig und um Mischböden, wie Mergel. Diese Böden sind mit dem vorgeschlagenen
Verfahren der Flüssigkeitsstützung gut vereinbar.
2.2
ROHRDATEN
Werkstoff
Auslegungsdruck
Auslegungstemperatur
Arbeitsmedium
Wanddicke
DNV SAWL 485 I FD
170 barg (Betriebsdruck ungefähr 100 barg)
-10 bis +40 °C
Trockenes, süßes Erdgas (98 % Methan)
Lagekategorie 2: 30,9 mm min.
Lagekategorie 1: 26,8 mm min.
Zusatzdruck
5%
Nominaler Durchmesser
48 Zoll
Innendurchmesser
1.153,2 mm (konstanter ID)
Korrosionsschutzbeschichtung 3LPE, 4 mm dick, Oberfläche der Tunnelrohre
aufgeraut durch PE-Granulat
Betonummantelung
60 mm bis 100 mm Betonummantelung mit einer
Dichte von 3.040 kg/m³ im Offshore-Abschnitt, ohne
Betonummantelung im Abschnitt an Land. In dem
Tunnelbereich kann auf die Betonummantelung
verzichtet werden.
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3
BESCHREIBUNG DES TUNNELS
3.1
TRASSEN- UND GRADIENTENVERLAUF DES TUNNELS
Die Tunnellösung sieht vor, unterirdisch ein Mantelrohr in Stahlbeton herzustellen, in
das nach Abschluss der tunnelspezifischen Vortriebsarbeiten beide Gasleitungen als
Zwillingsleitung eingezogen und durch Verfüllung des übrigen Freiraums im
Vortriebsrohr gesichert werden.
Die Trasse beginnt auf dem Festland bei Lubmin und verläuft geradlinig in
nordöstlicher Richtung zu einem Endschacht nordöstlich der Boddenschwelle. Die
Gesamtlänge beträgt 12.600 m.
Die Gradiente berücksichtigt als Randbedingung, dass an jeder Stelle der Trasse eine
Überdeckung über dem Mantelrohr von mindestens 7,0 m vorhanden sein soll.
Dies führt für den Gradientenverlauf zu einer vergleichsweise harmonischen
Bogenlinie, beginnend an Land bei Lubmin mit einer Tiefenlage von mindestens
-10,0 m NN für Unterkante Mantelrohr mit einem Außendurchmesser von 5,00 m, führt
auf den Tiefpunkt von mindestens -21,0 m NN am Schachtbaugruben-Standort
„Ruden“ zu und endet in einer Tiefe von mindestens -17,0 m NN für die Unterkante des
Rohres an der nördlichen Startbaugrube „Thiessow“, die nach der Fertigstellung der
Vortriebsarbeiten zunächst Windenstandort für das Einziehen der Rohrleitungen von
Land sein wird und anschließend Übergangsbaugrube zur Gasleitung, die im
gebaggerten Graben verlegt werden soll.
Nachfolgend sind der Tunnellängsschnitt und die Draufsicht in den Abbildungen 3-1
und 3-2 gezeigt.
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Abbildung 3-1
Abbildung 3-2
Tunnellängsschnitt
Grundriss der Vortriebsstrecke
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3.2
BAUABSCHNITTE DES TUNNELS
Die vorgeschlagene Lösung sieht vor, das Stahlbeton-Mantelrohr DN 4.000
(Innendurchmesser) mit 50 cm Wanddicke als Tunnel von vier Startbaugruben aus
gleichzeitig im Rohrvortriebs-verfahren herzustellen.
Die Gesamtstrecke von 12.600 m Länge ist in sechs Vortriebsabschnitte von je
2.100 m Länge unterteilt. An beiden Enden der Gesamtstrecke sind Startbaugruben
vorgesehen, aus denen jeweils ein 2.100 m langer Rohrvortrieb bis zum Zielschacht
ausgeführt werden soll. Die landseitige Startbaugrube wird im Grundriss rechteckig
ausgebildet, sie ist 13 m lang und 9 m breit. Die seeseitige Startschachtbaugrube wird
kreisförmig hergestellt mit einem Innendurchmesser von 13 m. Die seeseitige
Startbaugrube am nordöstlichen Ende der Tunnelstrecke dient später zur Herstellung
eines Festpunktes für den Doppel-Leitungsstrang.
In den Drittelpunkten der Strecke sollen jeweils zwei nebeneinander liegende
Baugruben in der Vortriebsachse als Zwillingsstartbaugruben angeordnet werden. Aus
diesen sollen zwei Vortriebe von 2.100 m Länge zeitgleich zu den beiden
Endvortrieben ausgeführt werden. Je einer nach Norden und einer nach Süden. Die
dazu erforderliche Baustelleneinrichtung soll auf neben den Baugruben
aufgeständerten Plattformen installiert werden.
Die Startschachtbaugruben haben die Bezeichnung „Lubmin“ für die küstenseitige
Baugrube am Beginn der Strecke, „Freesendorf“ für die südliche der beiden Baugruben
in den Drittelpunkten, „Ruden“ für die nördliche und „Thiessow“ für die
Startschachtbaugrube am nördlichen Ende der Strecke.
Die drei Zielschachtbaugruben liegen alle auf See im Bodden, werden rechteckig
ausgebildet und haben Abmessungen von 7 m Länge und 9 m Breite.
Wegen der geradlinigen Tunnelführung liegt die Zielbaugrube zwischen den
Startbaugruben Lubmin und Freesendorf in einem Flachwasserbereich. An dieser
Stelle ist das Wasser ca. 1 m tief, in 400 m Entfernung Richtung Nordwest beträgt die
Wassertiefe ca. 4 m. Geplant wird eine zu baggernde Tiefe auf -3,5 m NN. Der
Zufahrtsgraben soll 30 m breit auf der Sohle sein und einen Böschungswinkel von 1 : 4
haben.
Alle Schächte erhalten eine Unterwasserbetonsohle mit eventueller Tiefenverankerung
zur Auftriebssicherung. Die Tiefenverankerung der Startbaugrube „Thiessow“ muss
zudem für die bei dem Drucktest und bei dem Betrieb der Leitungen auftretenden
Ankerkräfte ausgelegt werden.
3.3
ROHRVORTRIEBSVERFAHREN
Bei dem gewählten Tunnelbauverfahren werden von einer Startbaugrube aus in der
gewünschten Tiefenlage nacheinander Stahlbetonrohre mit Hilfe von ölhydraulischen
Vorschubpressen in den Boden gedrückt, siehe Abbildung 3.3-1 und Abbildung 3.3-2.
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Damit dies möglich ist, muss an der Spitze der aneinander gefügten Stahlbetonrohre
der Boden abgebaut und rückwärts durch die Vortriebsrohre in die Startbaugrube
transportiert werden. Die Methode dieser Bodentransporte und der nachgeschalteten
Lagerung hängt unmittelbar mit dem eingesetzten Vortriebsverfahren zusammen und
ist damit direkt abhängig von der Bodenart, die während des Vortriebs an der
Vortriebsmaschine angetroffen wird.
Abbildung 3.3-1
Prinzip eines Rohrvortriebs, mit 3 Zwischenpress-Stationen
Abbildung 3.3-2
Startschacht mit hydraulischen Pressen
Mit dem Rohrvortriebsverfahren können Tunnelröhren bis zu nutzbaren
Durchmesserbereichen von ca. 4,2 m bis 4,5 m vorgepresst werden. Wegen der dann
erforderlichen Wanddicke der Rohre von 40 cm bis 50 cm - je nach statischer
Erfordernis - haben die Rohre dann einen Außendurchmesser, der zugleich der
Bohrdurchmesser ist.
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Die Rohre haben aber dann auch so hohe Gewichte, dass sie nicht mehr von den
bauüblichen Portalkränen transportiert werden können. Auch Transporte vom
Herstellort zur Baustelle sind wegen der Unterfahrung von Brücken in der Regel nicht
mehr möglich.
Im vorliegenden Fall handelt es sich um Rohre mit einem Innendurchmesser von
4,0 m, entsprechend einem Außendurchmesser von 5,0 m. Aus Gewichts- und
vortriebstechnischen Gründen innerhalb der Startbaugrube dürfen sie nur 2,60 m lang
sein. Sie wiegen damit 44,0 t pro Rohr und können nur durch einen Portalkran mit 50 t
Tragkraft transportiert werden. Es ist daher auch sinnvoll, die Rohre in einer Feldfabrik
nahe der Startbaugrube im Bereich Lubmin herzustellen, so dass die Transportfragen
hier nicht auftreten, da die Rohre durch den 50 t Portalkran bis in die Nähe der
Startbaugrube transportiert werden können.
Dieser Aspekt ist für die Leistungsfähigkeit der Vortriebsarbeiten von großer
Bedeutung.
Die Feldfabrikation sollte auf jeden Fall eine schiffbare Wasseranbindung mit
Verlademöglichkeit haben und dabei nicht zu weit von den Schachtbaugruben liegen.
Die Transporte werden mit hoher Frequenz durchgeführt. Täglich sind z.B. über 60
Vortriebsrohre zu den Startbaugruben zu transportieren, wenn die Vortriebe planmäßig
laufen.
Ein Transport über die Strasse kommt wahrscheinlich wegen der hohen Rohrgewichte
(44 t pro Rohr), evtl. Brückenunterfahrten bzw. eingeschränkter Überfahrten und der
hohen Transportfrequenz nicht in Frage.
Alle Vortriebsrohre sind Rüttelbetonrohre, siehe dazu Abbildung 3.3-3 und Abbildung
3.3-4.
Als Schalformen werden sogenannte Kernschalungen und Außenschalungen
eingesetzt, beide in Stahlbauweise hergestellt und mit Schalungsrüttlern ausgerüstet.
Die Stirnseiten eines Rohres werden unterschieden in das sogenannte „Spitzende“ (in
Vortriebsrichtung vorne), auf das auch die erforderlichen Dichtungsringe aufgezogen
werden, und das sogenannte „Manschettenende“ (in Vortriebsrichtung am rückwärtigen
Rohrende), bei dem ein etwa 30 cm breiter Stahlring im Stahlbeton der Rohrwandung
einbetoniert ist.
Vortriebstechnisch wird bei jedem neuen Rohr jeweils das Spitzende in das
Manschettenende geschoben. Eine sehr bewährte und gegen hohe Drücke bis ca.
4 bar wasserundurchlässige Dichtungskonstruktion.
Für den Transport dieser Rohre auf dem Herstellplatz wird, wie erwähnt, ein Portalkran
mit einer Kapazität von 50 t benötigt. Auf der Baustelle, wo die Rohre in die
Startbaugrube zu transportieren sind, wird ebenfalls solch ein Portalkran benötigt.
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Abbildung 3.3-3 Tunnelrohre fertig zum Transport
Abbildung 3.3-4 Herstellung der Tunnelrohre
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3.4
VORTRIEBSSCHILDANLAGE
Bei diesem vorgeschlagenen Tunnelbauverfahren wird ein Vortriebsschild eingesetzt,
dessen zylindrischer Querschnitt etwa im vorderen Drittel des Schildmantels durch ein
Druckschott in den vorderen Abbauraum und den rückwärtigen Schildbereich unterteilt
wird. Der Abbauraum wird verfahrensgemäß mit einer Stützflüssigkeit gefüllt, die mit
Hilfe von Druckluft unter den erforderlichen Stützdruck für die Stabilisierung des
Bodens an der Frontseite des Vortriebsschildes - Ortsbrust - gesetzt wird, Abbildung
3.4-1.
In diesem Flüssigkeitsmedium wird der Boden abgebaut, im vorliegenden Fall - und
üblicherweise bei dieser Technik - durch ein langsam rotierendes Schneidrad an der
Frontseite des Schildes. Die Speichen dieses Schneidrades sind an den Längskanten
mit Schälmessern und entlang ihrer Achse mit Rollenmeißeln besetzt, um größere
Blöcke schneiden bzw. zerdrücken zu können. Zwischen den Speichen ist bei der hier
vorliegenden Schildgröße von 5.000 mm soviel Freiraum, dass Blöcke bis zu 300 mm
Kantenlänge in den Abbauraum eintreten können.
Bei diesem Schilddurchmesser kann vor der Ansaugöffnung der Bodenförderleitung ein
Steinbrecher im Abbauraum für das Zerkleinern von Findlingen bis 300 mm
vorgesehen werden. Bei größeren Blöcken wird der Vortrieb gestoppt, die
Stützflüssigkeit abgepumpt und zeitgleich der Abbauraum mit Druckluft gleicher
Druckhöhe gefüllt. Der Abbauraum kann dann durch Personal (2 Personen) betreten
werden, um den Findling zu orten und mit Steinspaltgeräten zu spalten und weiter zu
zerkleinern.
Anschließend schleust das Personal aus, der Raum wird wieder mit Stützflüssigkeit
gefüllt und der Vortrieb neu gestartet.
Abbildung 3.4-1 Prinzip des hydraulischen Kreislaufs
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Damit wird der Transport des abgebauten Bodens im Tunnel, einschließlich
zerkleinerter Blöcke und Steine, hydraulisch vorgenommen. Das Transportmedium ist
die Stützflüssigkeit, die im Mischungsverhältnis ein Teil Boden zu ca. 8 bis 10 Teilen
Flüssigkeit in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf nach übertage gepumpt
wird, Abbildung 3.4-1.
Bei einer Vortriebslänge von 2.100 m je Vortriebsabschnitt wird der Pumpvorgang
durch eine Förderpumpe im Schild und eine weitere Pumpe etwa auf der Hälfte der
Vortriebsstrecke vorgenommen.
3.5
STÜTZFLÜSSIGKEIT
Als Stützflüssigkeit wird im Allgemeinen Bentonit verwendet, dass zum Beispiel zur
Stützung von mitteldicht gelagertem Boden in einem Verhältnis von ca. 30 bis 40 kg
Bentonit zu 1 m³ Wasser angemischt und in ausreichender Menge von übertage durch
eine sogenannte Speisepumpe in den hydraulischen Kreislauf gepumpt wird.
Es ist bei der Ausführung zu prüfen, ob zur Anmischung Süßwasser benötigt wird –
das dann vom Festland relativ regelmäßig zu den Seebaustellen gebracht werden
muss, oder ob auch Ostseewasser mit seinem relativ geringen Salzgehalt verwendet
werden kann.
Für das Personal, für Reinigungs- und Spülzwecke wird allerdings pro Seebaustelle
„Startbaugrube“ Süßwasser in überschaubarer Menge regelmäßig erforderlich.
Bentonit ist ein Naturstoff, ein aus Phylliten, Talken und Glimmer durch Verwitterung
entstandener Ton, in der Regel stark angereichert mit dem Mineral Montmorillonit.
Diese Stoffe gehören der Glimmergruppe an und sind in der Lage, größere Mengen an
Wassermolekülen einzulagern und durch ihre Bindungskräfte zu halten.
Dadurch ist eine Entwässerung des einmal mit Wasser angemischten Bentonits sehr
schwierig und wenn, sehr kostspielig, was die nach Gebrauch des Bentonits im
Tunnelbau
notwendige
Entsorgung
wirtschaftlich
belasten
kann.
Die
Bentonitsuspension entwickelt thixotrope Eigenschaften und verhält sich als
Stützmedium auch z.B. während eines Stillstands im Vortrieb sehr zuverlässig, da sie
keine Absetz- oder Entmischungstendenz zeigt.
Bentonit ist kein Schadstoff. Als Fördermedium für den Boden wird es übertage in der
auf einer Plattform (Pontons) neben der Startbaugrube installierten Separieranlage
durch die Trennung vom Boden mittels Sieb-, Rüttel- und Multizyklontechnik wieder
gewonnen und unmittelbar in den hydraulischen Kreislauf zurückgepumpt, häufig
allerdings auch durch Zumischen von frischer Bentonitsuspension.
Je nach Sand- und Kiesart verbleiben nach der Trennung vom Boden etwa 2 – 3 %
Bentonit im Boden zurück, die mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht oder nur
sehr schwer herausgetrennt werden könnten. Das führt dazu, dass der in der
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Separieranlage zugleich entwässerte Boden nur für Verfüllzwecke verwendet werden
kann, jedoch z.B. nicht mehr für eine Betonherstellung.
Es kann aber z.B. ein „Bentonit belasteter“ Sand mit Zement vermischt und als
Dämmmaterial verwendet werden, das nach dem Einziehen der Gasleitung in den
Tunnel planmäßig in den verbleibenden Freiraum gepumpt werden soll.
Bentonit wird außerdem während des Vortriebs zur Schmierung des Rohrstrangs
entlang dessen Außenfläche verwendet. In Abständen von ca. 10 m (jedes dritte
Vortriebsrohr) wird die entstehende Reibung durch das Auspressen von Bentonit durch
die Rohrwandung an 4 Stellen im Rohrumfang deutlich vermindert.
Dehner Stationen
Abbildung 3.5-1 Zwischenpress-Station Abbildung 3.5-2 Prinzip der ZwischenpressStation
Die Schmieröffnungen sind mit einer Ringleitung verbunden und mit Magnetventilen
ausgerüstet und werden aus dem zentralen Steuerstand aktiviert, Abbildung 3.5-3.
Bei Vortriebsstreckenlängen von mehr als 150 m werden zusätzlich Zwischenpressstationen in Abständen von 100 bis 150 m in den Rohrstrang eingebaut, die das
Vorschieben der vor ihnen liegenden Strangabschnitte übernehmen; Abbildung 3.5-1
und Abbildung 3.5-2.
Entlang der Vortriebsrohre entsteht durch die Schmiervorgänge eine Mischung aus
Bentonit und umgebendem Boden, die nicht weiter behandelt wird und die für die
Stabilität der Rohre unbedenklich ist.
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Abbildung 3.5-3
Prinzip der Bentonitschmierung
Je nach Bodenart, die während des Vortriebs angetroffen wird, reichert sich das
Bentonit allmählich mit feinsten Bodenpartikeln an, die separiertechnisch nicht oder nur
mit hohem Aufwand vom Bentonit getrennt werden können. Das spezifische Gewicht
des frisch angesetzten Bentonits liegt bei ca. 1,03 t/m³ und erhöht sich durch
Anreicherung während des Transportes in den Rohrleitungen. Bei einem Wert von z.B.
1,15 t/m³ und höher lässt die Schleppkraft des Bentonits so weit nach, dass es zu
Bodenablagerungen in den Rohrleitungen und daraus resultierenden Rohrblockaden
im Leitungssystem kommen kann. Daher muss das angedickte Bentonit ausgetauscht
werden. Austausch bedeutet, dass bereits während des Vortriebs derartige
Bentonitmengen auf eine Spezialdeponie verbracht werden müssen. Der Austausch
des Bentonits ist ggf. während der Detailplanung bei Vorliegen der detaillierten
Bodendaten festzulegen.
Generell kann angenommen werden, dass bei überwiegend sandigem/kiesigem Boden
auf einer Vortriebslänge von 2.100 m max. einmal ein Austausch vorgenommen
werden muss. Bei überwiegend mergeligem Boden muss ein Austausch eventuell
zweimal, bei rein bindigem Boden ohne zusätzliche zentrifugale Bodenseparierung
sicher öfter – geschätzt eventuell dreimal – durchgeführt werden.
Am Ende der Vortriebsarbeiten muss das gesamte Bentonit aus dem hydraulischen
Förderkreislauf auf geeigneten Deponien verbracht werden, wo es entweder
zwangsentwässert oder überwiegend mit anderen Böden vermischt und auf diese
Weise lagerungsfähig gemacht wird.
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3.6
BAUGRUBEN / SCHÄCHTE
3.6.1
Seeseitig
Zur Ausführung der Vortriebsarbeiten werden bei allen Startbaugruben temporär
Pontons mit einer Größe von mindestens 15 x 30 m eingeschwommen und mit Hilfe
eingerammter Stahlpfähle aufgeständert, so dass Einrichtungsflächen entstehen. Dort
werden die Vortriebsrohre für den Vortrieb bereitgestellt und müssen für einen
Portalkran erreichbar sein, der dann auch über die Startbaugrube fährt.
Diese Aufstellung gilt für alle seeseitigen Baugruben und damit für die zwei
Zwillingsstartbaugruben („Freesendorf“ und „Ruden“, Abbildung 3.6-1) und für die
singuläre Startbaugrube „Thiessow“ am nördlichen Ende der Vortriebsstrecke
(Abbildung 3.6-2).
Die Startbaugrube „Thiessow“ wird später ein Festpunkt für die beiden Rohre
darstellen. Dazu sind ca. 30 Stahlpfähle von etwa 30 m Länge in den Untergrund zu
rammen. Die Pfählköpfe werden in die Stahlbetonsohle der Baugrube eingebunden.
Es wird vorgeschlagen, in allen Baugruben Zugangsmöglichkeiten in die Tunnelröhre
temporär vorzusehen, z.B. in Form von Rohrschächten, um die Ausrüstungsarbeiten in
der Tunnelröhre für das Einziehen und Auflagern der Gasleitung von mehreren Stellen
ebenfalls gleichzeitig ausführen zu können. Wenn diese Tätigkeiten abgeschlossen
sind, werden die Öffnungen im Rohrstrang wieder geschlossen und die
Zugangsschächte werden wieder abgebrochen.
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Abbildung 3.6-1
Zwillings-Startbaugrube mit Einrichtungspontons
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Abbildung 3.6-2 Einzel-Startbaugrube im Längsschnitt
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3.6.2
Landseitige Tunnelrampe
Zum Vortrieb des Tunnels von der Landseite (Lubmin) und zum späteren Einziehen der
Doppelrohrleitung wird zunächst ein Startschacht und später für die Rohrfertigung eine
Tunnelrampe installiert. Für die Lage des Schachtes und der Tunnelrampe bieten sich
zwei Optionen an, die sich hinsichtlich baulicher Ausführung und Umweltbeeinflussung
unterscheiden.
Option 1
Bei Option 1 befinden sich der Startschacht und die Tunnelrampe zum größten Teil im
Bereich des WINGAS Gas Receiving Terminals (GRT), aber außerhalb von Graudüne
und FFH-Gebiet. Da sich die Tunnelbauarbeiten über drei Jahre erstrecken, wird es zu
erheblichen Überschneidungen und großen Beeinflussungen der Bauarbeiten des Gas
Receiving Terminals kommen.
In der Praxis bedeutet dies, dass wesentliche Arbeiten am Gas Receiving Terminal erst
nach Beendigung der Tunnelbauarbeiten beginnen könnten. Neben vertraglichen
Komplikationen zwischen Nord Stream und WINGAS hätte eine Entscheidung zu
Gunsten von Option 1 auch erhebliche Konsequenzen für den Gesamtprojektzeitplan.
Option 2
Option 2 zeigt die Tunnelrampe vollständig außerhalb des Gas Receiving Terminals.
Arbeiten im Gebiet der WINGAS Anlage werden bei dieser Option nicht beeinflusst,
allerdings wird die Graudüne vollständig durchschnitten (Abbildung 3.6.2-1). Außerdem
ist die bauliche Ausführung des Startschachtes und der Rampe schwieriger, da Teile
der Bauwerke bereits im oder sehr nahe am Wasser liegen.
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Abbildung 3.6.2-1
Tunnelrampe außerhalb des WINGAS GRT (Option 2)
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BAUBETRIEB, GERÄTE UND EINRICHTUNGEN
Für die Durchführung des Vortriebs sind folgende wichtige Installationen erforderlich:
Vormontage von Vortriebsanlagen einschließlich kompletter maschinentechnischer
Ausrüstung
Montage innerhalb der Startbaugruben
2 Teleskoppressen-Vorschubanlagen z.B. in einer der Zwillingsstartbaugruben
Festinstallationen auf den Pontons: Separieranlage, Druckluftanlage, Regelanlage,
Generatoren zur Stromerzeugung, Bürocontainer für Bauleitung, Personal,
Sanitäres etc.
Alle Vortriebe werden weitestgehend vollautomatisch durchgeführt. Vor Ort im Bereich
des Schildes und der Dehnerstationen befindet sich planmäßig kein Personal.
Organisatorisch findet an allen sechs Abschnitten gleichzeitig Vortrieb statt. Alle
Steuerangaben für die Maschinen werden von der jeweils gemeinsamen Startbaugrube
aus vorgenommen.
Auf diese Weise ist es möglich, bei vergleichbarer Vortriebsleistung aller Maschinen,
die sechs Vortriebe innerhalb von ca. fünf Monaten fertig zustellen. Hintergrund ist
generell das Ziel, den Tunnel in möglichst kurzer Bauzeit für das Einziehen der
Gasleitung bereit zustellen.
Die Vortriebsstrecken enden jeweils in einem gemeinsamen Zielschacht in
Rechteckform mit 7 m Länge und 9 m Breite. Die Zielbaugruben sind mit 7 m nur so
lang, dass in ihnen die einzelnen Schüsse der Vortriebsschildanlage nacheinander
eingefahren und geborgen werden können.
Es gibt verschiedene Methoden der Schildankunft am Zielschacht. Eine von ihnen ist in
Abbildung 4 - 1 am Beispiel einer Schildeinfahrt in eine Zielschachtanlage bei einem
Vortrieb unter der Elbe in Hamburg dargestellt.
Wenn der Vortriebsstrang am Zielschacht ankommt, wird seine genaue Position an der
Schachtwand von innen festgestellt. Dann wird im Schacht die sogenannte
Durchfahrdichtung justiert. Anschließend wird im Schacht vor die zu durchfahrende
Brillenwand ein Topf montiert und der Raum mit Bentonit gefüllt und unter den gleichen
Druck gesetzt, wie im Abbauraum des Vortriebsschildes, siehe Abbildung 4 -1.
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Abbildung 4-1
Zielschacht mit Durchfahrdichtung
Danach werden die vorher bestimmten Spundbohlen so weit hoch gezogen, dass sie
noch ein statisches Fußauflager an der Brillenwand behalten. Der Schild hat damit freie
Einfahrt durch die Dichtung in den Topf.
Anschließend kann der Topf entleert und abgenommen werden. Der Rohrstrang wird
vorgeschoben, bis der Schild von der Rohrstrangspitze abgezogen werden kann.
Nach dem Ende des Vortriebs wird in allen Abschnitten der gesamte Rohrstrang nach
dem Verlegen von Zwischenrohren und Ausbau aller Dehnerstationen in den
Startbaugruben und Zielschächten zusammen geschoben. Danach werden alle
weiteren vortriebstechnischen Ausrüstungen in den Baugruben demontiert und das
Tunnelrohr durch Zusammenschieben der Rohrstränge geschlossen. Der Tunnel ist
dann auf 12.600 m Länge vollständig geschlossen und durchgängig.
In jeder Startbaugrube auf See wird folgendes Gerät benötigt:
Schwimmendes Gerät pro Vortriebsbaustelle:
2 Schlepper, 3 – 4 Schuten, 3 – 4 Pontons 15/30 m, Schwimmramme
Rüttelgerät, Transportpontons für Beton- und Stahltransporte
oder
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Stationäres Gerät pro Vortriebsbaustelle:
1 Portalkran mit 50 t Tragkraft, 1 Separieranlage mit 2 x 600 m³/h. Durchsatz,
Generatoren für 2 x 2.000 kWh Leistung zur Stromerzeugung
1 Drucklufterzeugungsanlage (Kompressoren), 1 Regelanlage,
aufbereitungsanlage, 1 Pumpenanlage sowie diverse Baucontainer
1 Bentonit-
An der Startbaugrube Lubmin an Land:
Stationäres Gerät:
Bürocontainer für Projektleitung, 1 Container für Maschinenmeister, 1 Container
für Personal des Auftraggebers, 1 Container für Subunternehmer, 2 Motorboote
im Hafen für Personaltransporte zu den Seebaustellen
Stationäres Gerät für Vortriebsrohrherstellung (Rohrwerk):
Schalformen, Biegeanlagen für die Bewehrungskörbe, Betonmischanlage,
1 - 2 Portalkräne mit 50 t Tragkraft
Alle Tunnelvortriebsanlagen sowie das Rohrvortriebsverfahren benötigen elektrische
Energie für den Betrieb von Pumpen, der Schildmaschinen (speziell für Hydraulikmotoren zum Antrieb des Schneidrads), für Vortriebspressen, etc.
Bei den Seebaustellen muss daher auf den installierten Plattformen mit Hilfe von
leistungsfähigen Aggregaten und Generatoren Strom erzeugt werden. Diese Geräte
sind in der Regel in schallgedämmten Containern untergebracht, da sie z.B. auch in
Siedlungsbereichen zum Einsatz kommen.
Dennoch wird es geringe Geräuschemissionen geben, hauptsächlich und permanent
während der Vortriebsphase im zweiten Jahr der Bauaktivitäten, aber auch in der
übrigen Zeit während der Montage- und Demontagearbeiten aller eingesetzten
sonstigen Geräte (Vortriebsanlage vor den Rohrsträngen, Portalkran, Separieranlage,
Pumpen, Regelanlagen, Druckluftanlage, etc.).
Bei den Spundwandumschließungen und dem Einbringen der Pfähle für die OffshoreBaustellen kann es je nach Bodenart durch die Einbringmethode (rammen, rütteln oder
pressen) auch zu Geräuschemissionen kommen.
Die Stahlrohre zur Aufnahme der Rohrkräfte im Startschacht „Thiessow“ müssen
gerammt werden, was ebenfalls mit Geräuschemissionen verbunden ist.
Allerdings sind auch für diese Techniken Schalldämmungshilfen bekannt und können
eingesetzt werden.
Die Ausführung der Rohrvortriebe geschieht dagegen vergleichsweise geräuschlos.
Die ölhydraulische Vorschubanlage, alle Rohrmontagen, das Betätigen der
Zwischenpressstationen sowie die Bodentransporte bis zur Separieranlage erzeugen
praktisch keinen Lärm.
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Lediglich der Bodenkreislauf im Bereich der Separieranlage selbst erzeugt
Schallemissionen, die sich aber auch hier durch das übliche Einhausen der Anlage in
Grenzen halten.
Der in den Seebaugruben auszuhebende Boden wird durch Bagger, die auf den
Plattformen installiert sind, ausgehoben. Üblicherweise wird sandig / kiesiger Boden
zusammen mit Wasser mittels Greifer entnommen und direkt in Schuten gefüllt, in
denen das mit entnommene Wasser sofort wieder ausgepumpt wird.
Der so gewonnene Aushubboden wird in selbstfahrenden Schuten oder mit
Schlepperhilfe zu einer geeigneten Deponiestelle transportiert und dort gegebenenfalls
sortiert zwischengelagert, um ihn z.B. für die Wiederverfüllung der Baugruben
einsetzen zu können.
Hierbei kann es sich auch um Mischboden – Sand und Mergel – handeln.
Wenn bereichsweise ausschließlich bindiger Boden – Ton, Lehm, sandarmer Mergel –
anstehen sollte, wird dieser nach Ausbaggerung durch Schuten nach Lubmin
verbracht, dort aber sofort auf eine geeignete Deponie weitertransportiert.
Boden aus dem Vortrieb wird nach der Trennung vom Bentonit bei gleichzeitiger
Entwässerung über Förderbänder direkt in die Schuten gefüllt. Hierbei tritt das
Wasserproblem nicht auf. Der Boden enthält jedoch, wie beschrieben, bis zu 3 %
Bentonitanteile.
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AUSRÜSTEN DES TUNNELS FÜR DIE ROHRINSTALLATION
Nach tunnelbaulicher Komplettierung wird mit den Ausrüstarbeiten für das Einziehen
des Doppelrohres begonnen.
Aus Sicherheitsgründen sind an allen Tunnelbaustellen, die im Wasserbereich liegen,
vertikale Betonschächte mit einem Innendurchmesser von ca. 1,6 m auf dem
Tunnelrohr errichtet worden. Die vertikalen Betonschächte befinden sich innerhalb der
noch umspundeten Baugrube und enden oberhalb des Seewasserspiegels.
Die vertikalen Schächte dienen als Fluchtmöglichkeit für die während der
Ausrüstungsphase in dem Tunnel arbeitenden Personen. Später bieten diese Schächte
die Möglichkeit, das sektionsweise Verfüllen des Tunnels zu kontrollieren.
In dem oberen Bereich des Tunnels werden zwei durchgehende Gleitschienen aus
Normalstahl angebracht. Bei dem späteren Einschwimmen des Doppelrohres wird
dieses mit geringen Auftriebskräften an den Gleitschienen entlang geführt. Die
Gleitschienen bestehen aus handelsüblichen H - Trägern, die später im Tunnel
verbleiben.
Zwischen den Gleitschienen befinden sich Rohrleitungen zum späteren hydraulischen
Verfüllen des Tunnels. An diversen Stellen entlang der Rohrleitungen befinden sich
ferngesteuerte Ventile. Die Rohrleitung, wie auch die Ventile, verbleiben in dem
Tunnel.
Am landseitigen Schacht „Lubmin“ wird eine umspundete Rohrfertigungsrampe
hergestellt. Die Umspundung ist etwas höher als der Ostsee-Wasserspiegel. Somit ist
gewährleistet, dass auch bei einem unkontrollierten Wassereinbruch in den Tunnel
keine weiteren Schäden außerhalb des Tunnelbereiches eintreten können.
Der Aushub aus der Rampenbaugrube wird wie der Aushub aus dem Startschacht
Lubmin und aus dem dortigen Tunnelabschnitt behandelt. Rolliger und wieder
verwendbarer Boden wird auf dem für den Tunnelbau vorgesehenen Zwischenlager
zur eventuellen Wiederverwendung gelagert, bindiger oder Mischboden wird auf eine
Bodendeponie abgefahren.
Die Rampe ist etwa 300 m lang, 20 m breit und hat eine durchgehende Betonsohle, die
gegen Auftriebskräfte gesichert sein muss. Die Fertigungsrampe hat die gleiche
Neigung wie der Tunnel in seinem Anfangsbereich (siehe Abbildung 3.6.2-1).
Die Spundbohlen können aufgrund des wasserhaltigen und rolligen Bodens gut
eingerüttelt werden.
Die Rampe wird mit horizontalen und vertikalen Rollenstationen ausgerüstet, die ein
gleichzeitiges Herstellen der beiden Rohrstränge ermöglichen. Ein Portalkran am
oberen Ende der Rampe legt vorgefertigte Doppelrohre in die Ausrichtstation. Hier
werden die Rohre zum bereits geschweißten Rohrstrang ausgerichtet. Es folgen dann
die Stationen zum Schweißen, Nahttesten und Beschichten. Die beiden leicht V-förmig
zulaufenden Rohrstränge werden dann durch Vertikalrollen in eine parallele Form
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gebracht und dort etwa alle 50 m mit einer Stahlschelle verbunden. Die Stahlschelle ist
von innen mit ca. 30 mm Gummi ausgekleidet. Die Stahlschellen verhindern, dass der
Rohrstrang bei dem Einziehen in direkten Kontakt mit der inneren Tunnelwand oder mit
den Gleitschienen kommt.
Am landseitigen Tunneleingang „Lubmin“ befindet sich ein Wehr von etwa halber
Tunneldurchmesserhöhe. Dieses Wehr verhindert, dass Wasser nach dem Fluten des
Tunnels in den Bereich der Fertigungsrampe gelangt.
Am seeseitigen Tunnelende „Thiessow“ wird eine Zugvorrichtung (lineare Winde) mit
einer Zugkraft von etwa 200 t installiert. Die Winde befindet sich auf einem Gerüst über
dem Wasserspiegel. Unter der Winde am Boden des Schachtes wird eine Umlenkrolle
angebracht, die das Zugseil von der vertikalen in die horizontale Richtung umlenkt. Das
Zugseil wird durch den gesamten Tunnel bis zum Wehr am landseitigen Tunnelende
gezogen und mit dem Zugkopf der Doppelpipeline verbunden.
Nach der Funktionsprüfung aller Systeme wird der Tunnel von dem Schacht
„Thiessow“ bis zur Wehrkante an dem Tunnelende „Lubmin“ gezielt geflutet.
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6
INSTALLATION UND TESTEN DES DOPPELROHRSTRANGS
Der Doppelrohrstrang wird auf den beiden Fertigungsstrassen produziert und
Rohrlänge für Rohrlänge mit der Winde in den Tunnel gezogen. Anfänglich sollte die
Möglichkeit bestehen, den Strang mit Hilfe einer weiteren kleineren Winde am Ende
der Fertigungsrampe kontrolliert zu bremsen. Später werden die Reibungskräfte so
groß sein, dass ein Bremsen nicht nötig sein wird.
Der Doppelrohrstrang wird den Tunnelkrümmungen in der vertikalen Richtung leicht
folgen können.
Bei dem Einschwimmen des Doppelrohres wird Wasser verdrängt, das über das Wehr
abläuft. Das verdrängte Tunnelwasser wird auf Verunreinigungen geprüft, ggf. geklärt
und dann in geeigneter Weise entsorgt.
Sollten sich wider Erwarten Schwierigkeiten bei dem Einziehen des Rohres ergeben,
kann das Wasser aus dem Tunnel entfernt werden. Es besteht dann Zugang von den
beiden Enden „Lubmin“ und „Thiessow“ sowie über die fünf Betonschächte, die in allen
seeseitigen Baugruben hergestellt worden sind.
Vor oder auch eventuell nach dem Einziehen des Doppelrohres in den Tunnel werden
die Rohrenden der beiden im Graben zu verlegenden Rohre in speziellen Aussparungen in der Baugrubenwand „Thiessow“ abgelegt. Die Aussparungen werden
dann von Tauchern wasserdicht abgedichtet.
In der nachstehenden Risikobetrachtung (Kapitel 13.9) wird für einen sogenannten
Worst case dargestellt, dass z.B. auf Grund von Schwierigkeiten beim Einziehen der
Zwillingsleitung im schlimmsten Fall eine Verzögerung von bis zu 3 Monaten denkbar
ist.
Wenn das Doppelrohr bis zum Tunnelende „Thiessow“ gezogen worden ist, kann das
Wasser aus dem Tunnel gepumpt werden. Der tiefste Punkt des Tunnels ist am
Schacht „Ruden“. Von hier werden die letzten Restwassermengen aus dem Tunnel zu
entfernen sein. Die Güte des Wassers ist zuvor zu prüfen und das Wasser ist ggf. einer
Klärung zu unterziehen.
Bei dem Entleeren des Tunnels legt sich das Doppelrohr mit seinen Schellen auf dem
Tunnelboden ab. Die Form der Schellen gewährleistet, dass bei dem späteren
Verfüllen des Tunnels beide Rohre von allen Seiten mit Verfüllmaterial umschlossen
sein werden.
Nach dem Entleeren des Tunnels wird die Lage des Doppelrohres kontrolliert und im
Schacht „Thiessow“ werden die beiden Rohrenden mit einem Bogen verbunden. Es
wird dann der Drucktest mit Wasser durchgeführt. Dabei wird sich die Doppelleitung in
Axialrichtung zu beiden Enden längen.
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VERFÜLLEN DES TUNNELS
Nach erfolgreichem Drucktest werden die beiden S-Bögen in dem Schacht „Thiessow“
installiert. Die S-Bögen sind nötig, um den Höhenunterschied von der Leitung im
Tunnel zum gebaggerten Rohrgraben zu überwinden. Die Bögen haben einen Radius
von nicht weniger als 5 x D.
In den Bögen werden bei Test und Betrieb der Rohrleitungen große Kräfte auftreten,
die in der Größenordnung von 2 x 1.200 t = 2.400 t liegen.
Die Nähte sind sorgfältig zu prüfen, da sie erst dem Drucktest unterzogen werden
können, wenn der Tunnel bereits verfüllt worden ist.
Der Schacht „Thiessow“ wird dann mit ca. 1.800 m³ Stahlbeton verfüllt und stellt somit
einen Festpunkt für die Pipeline dar, in dem die Kräfte aus den Bögen aufgenommen
werden.
Der abschließende Schritt ist die Verfüllung des Freiraums im Tunnel mit einem
geeigneten Dämmermaterial. Hierzu wird der Tunnel durch Querschotts in einzelne
Abschnitte unterteilt. Ein durchgehendes Entlüftungsrohr an der Decke wird vorher
eingebracht. Beginnend am tiefsten Tunnelabschnitt wird mit der Verfüllung begonnen,
die anschließend nach Nordosten und Südwesten Abschnitt um Abschnitt fortgesetzt
wird. Das Verfüllmaterial wird von dem Schacht „Lubmin“ oder auch von den
seeseitigen Baugruben eingebracht. Über die verbliebenen Betonschächte in den
umspundeten Baugruben kann der Verfüllvorgang kontrolliert werden.
Dies ist eine vielfach bewährte Methode, die bei mehreren vergleichbaren Aufgaben
allein im Hamburger Raum angewendet wurde. So wurde z.B. ein für die Telekom
zwischen Blankenese und Cranz unter der Elbe im Rohrvortrieb hergestellter 2600 m
langer Kabeltunnel, der 12 Leerrohre mit Durchmesser 150 mm enthält, abschließend
von Cranz aus mit einem fließfähigen Dämm-Material auf Zementbasis vollständig
verfüllt.
Es ist geplant, den Tunnel hydraulisch mit einem fließfähigen Material zu verfüllen. Das
Verfüllmaterial hat eine Dichte, die deutlich über der von Wasser liegt. Bei dem
Verfüllvorgang ist daher darauf zu achten, dass die Auftriebskräfte das Rohr in dem
Verfüllmedium nicht zum Aufschwimmen bringen.
Während des Abbindens des Verfüllmaterials kann Wärme entstehen, die abgeführt
werden muss, um zu starke bleibende Längenänderungen der beiden Rohre und
Rissbildungen in dem Verfüllmaterial zu vermeiden. Zum Abführen der Wärme aus
dem Tunnel kann Wasser durch die beiden Pipeline-Rohre gepumpt werden.
Nach dem Verfüllen des Tunnels werden die Betonschächte in allen seeseitigen
Baugruben abgebaut und die Baugruben werden mit dem zwischengelagerten Boden
verfüllt. Die Spundbohlen und Pfähle der Baugruben werden dann gezogen.
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Landseitig werden die Rollenstationen abgebaut und die Leitungen weiter in Richtung
Empfangsstation gelegt. Aus statischen Gründen kann es nötig werden, einen
Pipelineanker zwischen Tunnel und Empfangsstation zu setzen.
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MENGEN, TRANSPORTE
Die nachstehenden Mengenermittlungen berücksichtigen nicht die Art des Bodens, da
für die Bearbeitung dieser Studie noch nicht bekannt ist, in welchem Verhältnis
während des Vortriebs entlang der Strecke von 12.600 m rollige, bindige oder Mischböden angetroffen werden.
Bodenmengen aus dem Tunnelvortrieb
Vortriebslänge: 12.600 m – (4 x 13 m + 3 x 7 m)
(ohne die Baugruben an den Streckenenden)
=
12.527 m
Aushubmenge Tunnel: 2,52 m x π x 12.527 m
≈ 246.000 m³
Bei diesem Boden handelt es sich um den erwähnten mit 3 % Anteil Bentonit
„belasteten“ Aushub. Dieser Boden wird direkt aus den Separieranlagen auf die
Schuten gefördert, an Land gefahren, umgeschlagen und je nach Bodenart für
Dämmmaterial oder Verfüllungszwecke zwischengelagert oder – wenn überwiegend
bindig – auf eine Deponie gebracht.
Aushub Baugruben
a) Startbaugruben
Freesendorf: π x 6,52 m x (14 m + 2,1 m) x 2
≈
4.280 m³
Ruden: π x 6,52 m x (12 m + 2,1 m) x 2
≈
3.750 m³
≈
2.140 m³
Zielschacht (2,1 kM): 7 m x 9 m x (12 m + 2,1 m)
≈
890 m³
Zielschacht (6.3 kM): 7 m x 9 m x (18 m + 2,1 m)
≈
1.270 m³
Zielschacht (10.5 kM): 7 m x 9 m x (17 m + 2,1 m)
≈
1.210 m³
Gesamtaushub der Offshore-Baustellen ≈
13.540 m³
Gesamtaushub für Rohr-Fertigungsrampe an Land ≈
49.800 m³
Gesamtaushub für Zufahrtsgraben zwischen
≈
Lubmin und Freesendorf
25.000 m³
Thiessow: π x 6,52 m x (14 m + 2,1 m)
b) Zielbaugruben
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Installieren von Spundwänden und Pfählen
a) Tunnelbaugruben
13 m + 13 m + 9 m + 9 m +
Spundwände für alle
(π x 13 m) x 5 +
Tunnelbaugruben:
(7 m + 7 m + 9 m + 9 m) x 3
≈
350 m
Pfähle für Aufständerung der
Bauplätze an den Baugruben:
≈
100 Stck
Pfähle für FestpunktThiessow:
≈
30 Stck
≈
630 m
≈
12.600 m
b) Fertigungsrampe
Spundwände:
Verfüllen des Tunnels
Vortriebslänge:
Verfüllmenge Tunnel:
2,52 m x π x 12.600 m - 2 x π x 0,62 m x 12.600 m
≈ 220.000 m³
Wiederverfüllung von Baugruben
a) Startbaugruben
Freesendorf: 4.280 m3 –
(((π x 2,52 m x 13 m) + (π x 6,52 m x 2,1 m)) x 2)
≈ 3.210 m³
Ruden: 3.750 m3 –
(((π x 2,52 m x 13 m) + (π x 6,52 m x 2,1 m)) x 2)
≈ 2.680 m³
Thiessow: 2.140 m3 –
((π x 2,52 m x 13 m) + (π x 6,52 m x 2,1 m))
≈ 1.610 m³
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b) Zielbaugruben
Zielschacht (2,1 kM):
Zielschacht (6,3 kM):
Zielschacht (10,5 kM):
890 m3 –
((π x 2,52 m x 7 m) + (7 m x 9 m x 2,1 m))
≈
620 m³
≈
1.000 m³
≈
940 m³
1.270 m3 –
((π x 2,52 m x 7 m) + (7 m x 9 m x 2,1 m))
1.210 m3 –
((π x 2,52 m x 7 m) + (7 m x 9 m x 2,1 m))
Gesamtmenge Wiederverfüllen der Offshore-Baustellen ≈ 10.060 m³
Fertigungsrampe an Land Wiederverfüllen ≈ 36.000 m³
De-Installieren von Spundwänden und Pfählen
a) Tunnelbaugruben
Spundwände für alle
Tunnelbaugruben:
≈
350 m
Pfähle für Aufständerung der
Bauplätze an den Baugruben:
≈
100 Stck
≈
630 m
b) Fertigungsrampe
Spundwände:
Gesamte über Schuten zu transportierende
Bodenmenge aus dem Aushub
≈ 285.000 m³
Gesamte über Schuten zu transportierende
Bodenmenge für die Wiederverfüllung der Baugruben
≈
11.000 m³
Bei eindeutiger Sortenreinheit kann für die Herstellung des Dämmmörtels rolliger
Boden verwendet werden. Dieses wird im Übrigen von Lubmin aus über
Förderleitungen direkt in den Tunnel gepumpt.
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9
BAUZEIT
Die nachstehende Leistungsaufstellung kommt zu dem Ergebnis, dass eine
Gesamtbauzeit von 3 Jahren, einschließlich Einziehen der Gasleitung und Anschluss
an die im Graben verlegte Leitung, benötigt wird.
Es wird die vorgegebene Einschränkung der für den Bau zur Verfügung stehenden Zeit
bei Lärm erzeugenden Arbeiten auf See zugrunde gelegt (angesetzt: Anfang Mai bis
Ende Dezember).
Da im ersten Baujahr alle seeseitigen Baugruben an allen Standorten zeitgleich
hergestellt werden sollen, darf nur über eine Zeit von 7,5 Monaten im Greifswalder
Bodden gearbeitet werden. In den 2 Baujahren danach kann auf See während des
ganzen Jahres gearbeitet werden.
Allerdings kann von Jahresbeginn an die Bestellung der sechs Vortriebsanlagen und
deren Fertigung extern beginnen, ebenso Aufbau und Einrichtung des Rohrwerks und
aller Aktivitäten an Land bei Lubmin.
Zur Ermittlung der Gesamtzeit werden die im folgenden beschriebenen Ansätze
gewählt.
9.1
ERSTES BAUJAHR
Herstellung aller seeseitigen Baugruben und der Baugrube Lubmin zeitgleich (z.B.
durch mehrere Subunternehmer). Im Einzelnen:
Spundwandrammung, Steifeneinbau, Aushub der Start- und Zielbaugruben,
Unterwasserbetonsohlen, eventuell Tiefenverankerung in den Startbaugruben auf See,
Widerlager, Ausrüstung für Vortriebsarbeiten in den Baugruben.
Anlieferung der Vortriebsanlagen gegen Ende des Jahres für alle 6 Vortriebe:
Vortriebsschilde, Separierstationen, Druckluft- und Regelanlagen, Baubüros,
Werkstätten, Portalkräne – weitestgehend auf den Pontons vormontiert, eingeschwommen zu den Startbaugruben, dort aufgeständert, betriebsbereit fertig
montiert und winterfest eingehaust.
Für diese Tätigkeiten werden benötigt:
7,5 Monate
Die Baugrube Lubmin an Land kann bereits im ersten Vierteljahr – also außerhalb
dieses Zeitrahmens - hergestellt werden.
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9.2
ZWEITES BAUJAHR
Die Produktion der Vortriebsrohre an Land hat bereits zu Beginn dieses Jahres
begonnen. Auslieferung der Vortriebsrohre zu den Vortriebsbaugruben. Produktion der
Rohre noch bis Ende Juni des Jahres.
Als wesentliche Hauptleistung findet der Rohrvortrieb statt.
Montage der Vortriebsschilde mit der gesamten erforderlichen Logistik, Testläufe
Hydraulikanlage, Separierstation, Kompressorenstation für die Stromerzeugung erstes
Vortriebsrohr legen etc.
Erforderliche Zeit:
2 Monate
Vortriebsstart mit einer Durchschnittsleistung von 15m/24 Std bei weitestgehend
automatisierten Abläufen. Durchgehende Arbeit an 24 Stunden und 7 Tagen pro
Woche.
Für 2.100 m Vortrieb werden 140 Tage benötigt:
5 Monate
Freifahren der Vortriebsanlage in den Zielschächten nach Vortriebsende, Herausheben
und Abtransport.
Montage von Spezialrohren, mit Anschlusskonstruktion für den temporären Bau von
Zugangsstahlbetonschächten in die Tunnelröhre in allen Baugruben auf See,
Zusammenschieben der Rohrstränge, Ausbau der Dehnerstationen und
Hydraulikleitungen aller Art, Abbau von vortriebstechnischen Ausrüstungen in den
Baugruben. Der Tunnel ist danach als Rohrstrang geschlossen und durchgängig.
Innerhalb von:
2 Monaten
Montage aller für das Einziehen der Gas-Zwillingsleitung erforderlichen Gleit- und
Lagervorrichtungen in der Tunnelröhre, Ausführung von allen Zugangsschächten
zeitgleich, Montage von Leitungen für Mörtelfüllung nach dem Einziehen der
Gasleitung, von Entlüftungsleitungen, Montage einer Monorail - Schiene an der Decke
des Tunnels für Leitungs- und evtl. Personaltransporte.
Innerhalb von
3 Monaten
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9.3
DRITTES BAUJAHR
Bereits ab Januar/Februar können folgende Tätigkeiten ausgeführt werden:
Installation der Windenanlage in der Baugrube „Thiessow“, Vorbereiten und
Zusammensetzen der Rohre zur Zwillingsleitung am Lubminer Ende des Tunnelrohres,
Fluten des Tunnels, Einziehen des Gasrohrstrangs bei schrittweiser Verlängerung.
Diese Arbeiten können sich über 3 Monate hinziehen, anschließend Verdämmen der
Freiräume im Mantelrohr, beginnend am Tiefpunkt beim Startschacht Ruden, wobei die
Gesamtstrecke durch an den Zugangsschächten zu montierende aufblasbare LuftsackElemente in kontrollierbare Sektionen unterteilt werden.
Parallel werden an bereits verdämmten Strecken Verfüllungsarbeiten für die dortigen
Schachtbaugruben vorgenommen und die Spundbohlen gezogen, Steifen rückgebaut
und abtransportiert.
Geplante Fertigstellung innerhalb von
6 Monaten
Insgesamt wird demnach bei organisatorisch guter Bauleistung und maschinentechnisch störungsfreiem Vortrieb, ohne leistungsmindernde Überraschungen aus dem
Baugrund und witterungsbedingten längeren Bauunterbrechungen (Eisgang, Orkane,
etc.) eine
Gesamtbauzeit von 2 Jahren und 9 Monaten benötigt.
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PERSONAL
Die nachstehende Aufstellung berücksichtigt die Besetzung der Baustellen von der
Anlieferung der Vortriebsgeräte, die Vortriebsphase selbst und die Demontage aller
Vortriebskomponenten bis zur Fertigstellung der zusammen geschobenen
Tunnelröhre. Alle Leistungen werden im Schichtbetrieb an 7 Tagen pro Woche
ausgeführt.
Die Herstellung der seeseitigen Baugruben kann als Subunternehmerleistung
angesehen werden, ebenso deren Wiederbeseitigung.
Personalbedarf:
Ein Projektleiter, zwei Sekretärinnen, zwei Kaufleute, zwei Techniker, drei
Vortriebsbauleiter, zwölf Maschinenmeister, 6 x 3 Streckenleute, 4 x 9 Mann für
Rohrmontage, 4 x 4 Mann für Druckluftanlage und Werkstatt, 4 x 4 Mann für
Separieranlage.
Außerdem werden ca. 10 Mann in der Aufbauphase des Rohrwerks und ca. 25 Mann
in der Fertigungsphase der Rohre im Schichtbetrieb erforderlich sein.
Für die jeweilige Wartung der Vortriebsabläufe stellt der Schildhersteller in der Regel je
einen Maschinentechniker und einen Vermesser pro Vortrieb zur Verfügung.
Baustelleneinrichtung in Lubmin
Hier befindet sich der zentrale Sitz der Projektleitung.
Benötigt wird hierfür:
ein größeres Bauleitungsbüro (mit Einzelbüros, großem Besprechungsraum, Sanitäranlagen), 3 Personalcontainer (Warteräume bei Schichtwechsel),
1 Bauleitungsbüro für die Nord Stream AG,
1 Bürocontainer für Consulting Ingenieure,
Bürocontainer für weitere Subunternehmer,
Parkplatzanlage.
Umschlagplatz am Hafen für Betonrohre und größere Materiallieferungen (Beton,
Maschinenteile, Spundbohlen, Konstruktionsstahl),
Pontons mit Schleppern für Transportbetonwagen, für Vortriebsrohre, Schiffe zum
Personaltransport, etc.
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BAUKOSTEN
In einer Kostenermittlung, basierend auf Erfahrungswerten aus unterschiedlichen
Baumaßnahmen im Tief- und Tunnelbau im Rohrvortrieb, sowie aus der Produktion
von großformatigen Vortriebsrohren wurde als voraussichtliche Bausumme ein
Schätzpreis ermittelt von
250.000.000,- €
zuzüglich Mehrwertsteuer
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RISIKOBETRACHTUNG
12.1
TUNNELBAURISIKEN
Tunnelbau ist eine elegante, aber technisch schwierige und vielfach risikobefrachtete
Bauweise. Gleichgültig welche Art von Vortriebstechnik angewendet wird, können, trotz
sorgfältiger Baugrunderkundung und Planung, immer Überraschungen auftreten, die
das Vortriebsgeschehen nachhaltig beeinflussen. Besonders beim Tunnelbau in
eiszeitlich geprägten heterogenen Böden muss mit veränderten Bodenarten, mit
Geröllansammlungen, mit Blöcken unterschiedlicher Größe, mit lehmigen
Tonbereichen, die vortriebstechnisch zu Verklebungen führen können etc. gerechnet
werden.
Aber auch maschinentechnische Ausfälle gehören zu den Risiken des modernen
maschinellen Tunnelbaus.
Allerdings werden üblicherweise bereits bei der Preisbildung leistungsmindernde
Risiken berücksichtigt. So wurde z.B. bei der Abschätzung des Tunnelvortriebs eine
durchschnittliche Vortriebsleistung von 15 m / 24 Std an 7 Tagen in der Woche
angesetzt. Tatsächlich ist es bei störungsfreiem Vortrieb möglich und machbar, eine
doppelt so große Vortriebsleistung zu erzielen.
Dennoch wird dieser mögliche Leistungswert kalkulativ in fast allen Fällen nur zu ca.
50% angesetzt, um eine Vielzahl kleiner Zusatzleistungen im Schildbereich, aber auch
kurze Vortriebsunterbrechungen pro Tag, etc. zeitlich zu berücksichtigen.
Die folgende Zusammenstellung listet Risiken auf, die aus dem Tunnelbau bekannt
sind. Diese Risiken sind oft, aber nicht in allen Fällen aufgetreten und können – wenn
sie auftreten – die Bauzeit und die Baukosten beeinflussen (speziell die Risiken unter 1
bis 5).
1.
Allgemeines Baugrundrisiko: Der Baugrund wird trotz intensiver Untersuchungen
nicht vollständig über die gesamte Länge des Tunnels bekannt sein.
2.
Steinhindernisse im Boden (beim Vortrieb: Schneidenlagerung vor dem Schild, bei
Rammarbeiten für die Baugruben)
3.
Mögliche Lieferprobleme bei 6 kompletten Vortriebsanlagen
4.
Maschinelle Störungen in der Vortriebstechnik (Elektrik, Elektronik, Lagerschaden,
Verstopfer in Förderleitungen, etc.)
5.
Risiko der Organisationslogistik, da 6 Vortriebe gleichzeitig laufen (gesamte Verund Entsorgungssituation und Personal – Bereitstellung)
6.
Wetterrisiko bei 6 Seebaustellen (Transporte, Sturm, Eisgang, etc.)
7.
Kollisionsrisiko für die Seebaustellen durch Schiffe
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12.2
ROHRINSTALLATIONSRISIKEN
Die Herstellung der Zwillingsleitung auf der Rampe ist ein kontrollierbarer und nicht
ungewöhnlicher Prozess. Die Risiken sind in erster Linie verbunden mit dem Einziehen
des Doppelrohres in den Tunnel und dem Installieren der Bögen im Schacht
„Thiessow“.
Insbesondere sind die folgenden Risiken zu bedenken:
1.
Unvorhergesehenes Verhalten der Zwillingsleitung im Tunnel. Eine Doppelleitung
dieser Größe ist noch nie in einen Tunnel dieser Länge eingezogen worden.
Es kann zum Überschreiten der Zugkapazität der Winde durch unvorhergesehene
Reibungskräfte im Tunnel kommen.
2.
Technische und zeitliche Koordinationsprobleme bei der Installation der
Doppelbögen in dem Schacht „Thiessow“. Die in dem Graben Richtung Ostsee
verlaufenden beiden Rohre müssen zuvor in speziellen Aussparungen in der
Baugrube abgelegt worden sein.
3.
Technische und zeitliche Probleme bei dem Verfüllen des Tunnels.
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ANALYSE MÖGLICHER RISIKOAUSWIRKUNGEN
13.1
ALLGEMEINES
Es gibt vorstellbare Risiken, wie z.B. Wassereinbruch durch den Schild in den Tunnel.
Dies ist nur bei fahrlässigem Handeln der Mannschaft möglich, z.B. Öffnen der
Zugangsluke zum Abbauraum. Im Prinzip ist es nicht möglich, da die Schilde
geschlossene Systeme sind.
Wassereinbruch durch die Rohrfugen (es liegen keine Erfahrungen vor - übliche
Fugendichtungen sind gegen 4-5 bar äußeren Wasserdruck dicht und nicht verschiebbar in den Fugen).
Im Rahmen dieser Analyse wurden nur die im Tunnelbau und bei Baustellen ähnlicher
Art vorkommenden Risiken betrachtet.
Es wird jeweils ein sogenannter Best Case, ein realistischer sogenannter Base Case
und ein sogenannter Worst Case ermittelt, wobei speziell beim Worst Case Annahmen
getroffen werden müssen, die so oder besser oder schlechter auftreten können.
13.2
BAUGRUNDRISIKO
In einem eiszeitlich geprägten Boden wie im Greifswalder Bodden und z.B.
Bohraufschlüssen im Abstand von 200 m (z.Zt werden nur Bohrungen an den
Baugrubenstandorten hergestellt, also mit Abständen von 2.100 m) kann keine
zuverlässige Aussage über den pro Meter anzutreffenden Boden während des
Tunnelvortriebs getroffen werden. Es werden daher Annahmen per Interpolation
zwischen 2 Bohraufschlüssen getroffen und Literaturrecherchen zur Geologie durchgeführt.
Wünschenswert und sicher sehr hilfreich würden geophysikalische Vorauserkundungen sein (z.B. seismische Verfahren) in Form von 2 bis 3 Längsprofilen
entlang der Vortriebsstrecke. Die Kernbohrungen an den Baugrubenstandorten können
dann als Referenz zur Eichung der geophysikalischen Messdaten herangezogen
werden.
Fazit: In einem eiszeitlich stark beeinflussten Boden, wie im Greifswalder Bodden,
bleibt das Baugrundrisiko unverändert bestehen.
Best Case: Die Böden lassen sich sehr gut durchfahren, keine großen Blöcke (nur
< 30 cm), Leistung im Schnitt bei allen Vortrieben 20 m / Tag
Die Vortriebszeit sinkt auf 105 Tage = 3,5 Monate für 2.100 m
Die Bauzeit verringert sich auf 2 Jahre, 4,5 Monate
Kosteneinfluss: 4 Mio € Verbilligung
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Base Case:
Alle Leistungswerte werden erreicht, der Vortrieb ebenfalls mit
15 m/Tag. Die Bauzeit beträgt 2,5 Jahre, die Kosten liegen bei
250 Mio. €.
Worst Case: Bei 3 Vortriebsstrecken
durchfahren.
werden
je
500 m
lehmiger
Tonboden
Außerdem werden in den Grenzbereichen zu rolligen Böden mehrere
große Blöcke angetroffen, die eine mehrfache Begehung des
Abbauraumes unter Druckluft erforderlich machen.
Die Vortriebsleistung sinkt in den Lehmbereichen um 50 % auf
7,5 m/Tag, die Blockzerkleinerungen erfordern eine Woche Stillstand.
Die Vortriebsleistung sinkt auf 13 m/Tag auf 2100 m in 3 Abschnitten,
die Bauzeit vergrößert sich, einschl. 5 Tage Blockbergung, auf 2 Jahre
7 Monate, die Kosten steigen um 1,5 Mio. €.
13.3
STEINHINDERNISSE IN SCHNEIDENLAGE, BEHINDERUNG BEIM RAMMEN
Best Case:
Blöcke werden selten angetroffen, wenn, dann sind sie < 30 cm und
werden von der stabilen Schildschneide zur Seite gedrückt oder
zerdrückt. Es gibt keinen nennenswerten Einfluss auf die Schildfahrt und
damit auch nicht auf die Kosten.
Bei der Herstellung der Spundwände werden Blöcke dieser Größe
durchschlagen.
Base Case:
Selbst wenn diese Blöcke 50 cm bis 60 cm groß sind, genügt eine
Begehung des Abbauraums und ein Spaltvorgang zur Zerkleinerung.
Kein Einfluss auf die Vortriebszeit und auf die Kosten.
Bei den Rammarbeiten muss die betroffene Bohle wieder gezogen
werden und eine Spaltrammung vorgeschaltet werden. Realistisch
gesehen werden die Spundbohlen solche Blöcke selten mittig treffen,
wodurch es die Chance gibt, die Blöcke zur Seite zu drängen.
Kein Einfluss auf die Zeit und die Kosten.
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Worst Case: Vortrieb: Bei 2 Vortrieben werden je ein Großfindling von ca. 2,0 m
Kantenlänge in Schneidenlage angetroffen. Die Vortriebe müssen
gestoppt werden. Eine mehrfache Begehung des Abbauraums unter
Druckluftbedingungen ist erforderlich. In ungünstiger Lage kann der
Stillstand 5 Tage dauern. Dies hat auf die Gesamtleistung keinen
mindernden Einfluss, dadurch auch nicht nennenswert auf die Kosten
(allenfalls Druckluftzuschläge auf den Lohn der betroffenen Mitarbeiter).
Rammarbeiten: Steine dieser Größe würden sich bei der seismischen
Erkundung abbilden und können dann umgangen werden. Beim
Vortrieb nicht möglich.
Lösung hier: Wenn feststeht, dass ein großer Stein vorliegt, muss die
Rammung auf dieser Höhe abgebrochen werden und im Rahmen des
Aushubs durch Schockvereisung mit Stickstoff gedichtet und
anschließend zugeschweißt werden.
Geschätzt: 3 Wochen Zeitverlust an dieser Stelle, ca. 100.000 €
Mehrkosten für einen Fall an einer Baugrube. Bei einer anderen
Baugrube ergäbe sich das gleiche Bild, allerdings kein zusätzlicher
Einfluss auf die Bauzeit, da parallel gearbeitet wird.
13.4
LIEFERPROBLEME BEI 6 KOMPLETTEN VORTRIEBSANLAGEN
Bei vertraglicher Festlegung der Lieferzeiten für alle Geräte sollte dieses Problem
eigentlich nicht auftreten, so dass nur für den Worst Case unterstellt werden müsste,
dass es beim Hersteller Maschinenausfälle oder Lieferschwierigkeiten auf dem Markt,
z.B. beim Stahl, gibt.
Best Case:
Es gibt keine Lieferprobleme.
Base Case:
Auf Grund vielfacher Erfahrung mit der Auslieferung von
Vortriebsanlagen und relevanten anderen Geräten wird realistisch kein
Lieferproblem gesehen. Wenn sich dies im Vorfeld abzeichnen sollte,
kann auf eine Liefergemeinschaft mit z.B. 2 Herstellern verhandelt
werden.
Worst Case: Es wird unterstellt, dass 2 Vortriebsmaschinen 3 Monate später geliefert
werden – wegen Stahlknappheit, Ausfall eines Drehkarussels im
Herstellerwerk, etc.
Bauzeit: 3 Monate Verzögerung, Personal wird abgezogen, 2 Vortriebe
laufen 3 Monate später bei sonst gleicher Leistung wie im Base Case
Kosten: insgesamt ca 2,0 Mio € Mehrkosten, wobei evtuell Lieferantenhaftung in Frage käme.
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13.5
MASCHINELLE STÖRUNGEN IN DER VORTRIEBSTECHNIK
Allgemein: Elektrische Ausfälle werden stets durch Austausch der betroffenen
Gerätekomponenten schnell behoben. Solche in der Regel kurzen Ausfälle werden mit
dem Ansatz der Durchschnittsleistung aufgefangen. Ebenso haben die relativ oft
auftretenden Verstopfer in der Bodenförderleitung keinen zusätzlichen Einfluss auf die
Vortriebsleistung.
Gravierenden Einfluss kann ein Hauptlagerschaden für den Bodenabbau für das
betroffene Schneidrad haben.
Der Vortrieb steht für ca. einen Monat.
Nach Rücksprache mit potenziellen Schildherstellern wird unter einem Hauptlagerschaden in der Regel eine starke Verschmutzung im Labyrinthdichtungssystem
verstanden. Das ist ein Hinweis darauf, dass bei Weiterfahrt des Vortriebs Schmutz
(also Bodenbestandteile) in den Lagerbereich gelangt ist. Die Labyrinthdichtungen
werden mit einem Kontrollsystem laufend überwacht. Bei Schmutzeintrag wird der
Vortrieb gestoppt, die Labyrinthsysteme werden geöffnet und die Dichtungen ausgewechselt.
Best Case:
Es gibt keinen Lagerschaden.
Base Case:
Ein Lagerschaden ist äußerst selten. Die Öldichtungen werden durch
einen ständig kontrollierten Druckkreislauf überwacht. Es ist nicht
realistisch, einen solchen Schaden im Base Case zu berücksichtigen.
Worst Case: Es wird unterstellt, dass sich bei einer Vortriebsmaschine ein Lagerschaden im Kontrollsystem abzeichnet. Der Vortrieb wird eingestellt und
alle Labyrinthdichtungen geprüft.
Bauzeit: der Vortrieb steht 1 Monat
Kosten: ca. 500.000,00 €
13.6
ORGANISATIONSRISIKO
Bei 6 laufenden Vortriebsbaustellen, bei der gleichzeitigen Herstellung aller Baugruben, bei Transporten etc.
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Vortriebe: Betroffen wären alle Transporte (Rohre, Öl für die Stromaggregate,
Bodenabtransporte u.a.)
Baugruben: Lieferengpässe bei Spundbohlen, Transportausfälle und -verzögerungen
etc.
Personalbeschaffung, Personalausfälle, etc.
Best Case:
Keiner der vorher erwähnten Ausfälle tritt auf, bis auf kurzfristige
Störungen von max. 1 Tag.
Base Case:
Die angesetzten Leistungen beinhalten das Überbrücken kurzfristiger
Störungen im Vortrieb und bei Transporten. Lieferengpässe werden
realistisch nicht gesehen.
Worst Case: Die Transportkapazität ist so eng, dass jede Vortriebsbaustelle z.B. 5 x
auf Vortriebsrohre warten muss und jedes Mal 1 Tag zum Stillstand
kommt.
Bauzeit: auf die Bauzeit hat diese Situation bei gleichzeitigen Vortrieben
nur einmal einen Einfluss von 5 Tagen Stillstand.
Kosten: 6 x ca. 100.000,00 € Mehrkosten
13.7
WETTERRISIKO
Es ist wichtig, dass alle aufwändigen Liefer- und Ausführungsleistungen (Herstellen
aller Baugruben, Lieferung aller vortriebsrelevanten Geräte) möglichst nicht im Winter
stattfinden.
Grundsätzlich besteht ein Risiko darin, dass an den Seebaustellen durch Stürme,
Orkane und hohem Wellengang Schwierigkeiten für die täglich erforderlichen
Seetransporte (Rohrlieferung, Bodenentsorgung) entstehen können, bis hin zur Einstellung dieser Transporte mit allen Folgen für die Tunnelvortriebe.
Die Baugrubenumschließungen sind aus diesem Grund bereits 3,0 m über
Meereshöhe geplant.
Ein vollständiges Zufrieren des Greifswalder Boddens kommt zwar selten vor, wäre
aber im Ereignisfall eine große Behinderung und erfordert dann den Einsatz von
Eisbrechern.
Für den Tunnelvortrieb bleibt festzustellen, dass alle Rohrleitungen, die im Freien
liegen, stets isoliert werden und die Separierstation eingehaust ist, so dass die
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Vortriebe weitergeführt werden können. In den Einhausungen kann z. B. mit Warmluftgebläsen geheizt werden.
Im Übrigen sehen die derzeitigen Bauablaufpläne vor, die Vortriebe in den Sommermonaten auszuführen.
Best Case:
Es treten zu keiner Jahreszeit den Bauablauf behindernde wetterbedingte Ausfälle auf.
Base Case:
Im Herbst des ersten Baujahres und im Frühjahr des zweiten Baujahres
nur tageweise Sturm, der die Transporte behindert.
Gesamter Ausfall der Transporte an 5 Tagen
Kosten: Keine Mehrkosten, da auf stationäre Tätigkeiten ausgewichen
werden kann.
Worst Case: Zusätzlich gibt es in jedem Winter des zweiten und dritten Baujahres im
Bodden volle Eisbedeckung, so dass evtl. Eisbrecher eingesetzt werden
müssen, um die Zufahrten zu den Baugruben offen zu halten.
Starke Behinderungen über einen Zeitraum von ca. 3 Wochen.
Betroffen sind im wesentlichen Personal-, Öl- und Materialtransporte für
Montagearbeiten.
Bauzeit: ca. 3 Wochen Ausfall
Kosten: ca. 200.000,00 € Mehrkosten
13.8
KOLLISIONSRISIKO FÜR DIE SEEBAUSTELLEN INFOLGE SCHIFFSTOß
Dieses Risiko kann durch Sichern der Baugruben mit Dalben oder Pfahlgruppen so
stark minimiert werden, dass es im Rahmen dieser Analyse nicht in Betracht gezogen
werden soll.
13.9
ROHRINSTALLATIONSRISIKO
Ein Doppelrohr dieser Größe ist noch nie in einen Tunnel dieser Länge eingezogen
worden.
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Weiterhin können unbemerkt gebliebene Hindernisse an der Tunnelinnenseite oder an
den Gleitschienen das Rohr am Einziehen hindern. Auch hierdurch kann es zu
Überschreitungen der Zugkapazität der Winde kommen.
In diesen Fällen ist das Wasser aus dem Tunnel zu entfernen und es muss versucht
werden, den Schaden zu beheben, damit anschließend der Einziehvorgang
unbehindert ablaufen kann.
Best Case:
Es treten keinerlei Probleme bei der Rohrfertigung und bei dem
Einziehen auf.
Base Case:
Es gibt Anfangsprobleme bei der Fertigung und bei der Koordination mit
dem Einziehen des Rohres, die dann aber behoben sind.
Verzögerung von 10 Tagen gegenüber Best Case.
Kosten: Mehrkosten werden hier nicht berücksichtigt, da nur die reinen
Tunnelbaukosten mit den Baggerkosten der Grabenverlegung
verglichen werden.
Worst Case: Der Rohrstrang bleibt im Tunnel stecken, der Tunnel muss entleert
werden, das Problem muss behoben werden.
Verzögerung von 3 Monaten gegenüber Base Case.
Kosten: Mehrkosten werden hier nicht berücksichtigt, da nur die reinen
Tunnelbaukosten mit den Baggerkosten der Grabenverlegung
verglichen werden.
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05.11.2008
IMPAC-DOKUMENTEN NR.
RPT-1645-PL-002
REV. 1
NORD STREAM-DOKUMENT NR. G-EN-LFG-REP-103-TUNBOG12
REV. B
ANLANDUNG GREIFSWALDER BODDEN - GERADER TUNNEL LUBMIN BIS THIESSOW
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14
EINFLUSS DER BAUMAßNAHMEN AUF DIE REGION
14.1
LOKALE EINWIRKUNG DER BAUMASSNAHMEN AUF DEN GREIFSWALDER
BODDEN
Die wesentlichen Einflüsse im ersten Baujahr sind, neben den direkten Lärm
erzeugenden Baumassnahmen für die Schachtbaugruben (Rammarbeiten), unter
anderem Geräuschemissionen durch Generatoren zur Stromerzeugung, diverse
Elektroantriebe und Baggergeräusche während der Aushubarbeiten etc.
Im zweiten Baujahr sind es neben den Generatoren zusätzlich Geräuschemissionen
der Separierstation und der Kompressorenstation.
Im dritten Baujahr werden Emissionen freigesetzt beim Verfüllen der Baugruben, beim
Ziehen der Spundbohlen und deren Beladung auf Pontons.
14.2
GLOBALER, GROßRÄUMIGER EINFLUSS DER BAUMASSNAHMEN
Dieser Einfluss ist schwer einzuschätzen. Inwieweit die Luftverschmutzung durch die
Abgase der Geräte über die Greifswalder Boddenzone hinaus auf das Hinterland
einwirkt, ist vermutlich kaum messbar. Nach unserem Erachten dürfte es aus den
Vortriebsarbeiten keine wesentlichen Auswirkungen geben.
14.3
EINFLUSS DER BAUMASSNAHME TUNNELBAU AUF DIE INFRASTRUKTUR
Tunnelbau ist Spezialarbeit. Für bestimmte Tätigkeiten wird viel Erfahrung benötigt.
Dann können die oben angeführten Leistungen auch erreicht werden. Ob erfahrenes
Personal aus der Region zur Verfügung steht, muss bezweifelt werden.
Für das erforderliche Personal kann daher angenommen werden:
1 Projektleiter wird von außerhalb der Region aus dem Tätigkeitsbereich der Baufirmen
zu stellen sein.
Vortriebsbauleiter ebenfalls, auch die Drittelsführer (Maschinenmeister) mit einer
speziellen Erfahrung für Rohrvortriebe sollten diese Tätigkeiten schon mehrfach
ausgeführt haben und werden daher von außerhalb kommen müssen.
Für die Rohrmontage in den Startbaugruben können Schlosser aus der Region
eingesetzt werden. Eventuell fehlende Erfahrung baut sich in kurzer Zeit auf.
Ebenfalls können Schlosser für die Werkstatt, für Wartungsarbeiten an den
Separieranlagen und bei der Drucklufterzeugung (Kompressoren) aus der Region
gestellt werden.
Weiteres
regionales
Personal
kann
im
Rahmen
von
geschlossenen
Subunternehmerleistungen für die Herstellung der Schachtbaugruben, für
NORD STREAM AUTHORITY ENGINEERING
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Aushubarbeiten, für Verfüllungsarbeiten, für diverse Schlosserarbeiten in den
Schächten, für das Betonieren der UW-Betonsohlen und Widerlager, für alle
Schiffstransporte und Montagearbeiten, also für alle Tätigkeiten außerhalb des
Tunnelbaus zum Einsatz kommen.
Der wirtschaftliche Einfluss wird daher direkt messbar sein, mindestens über den
Bauzeitraum von ca. 3 bis 4 Jahren.