Platzsparender Stauraumkanal

Stadt am Fluss – mit diesem Zusatz wirbt Mülheim an der Ruhr im eigenen Logo. Das unterstreicht die Bedeutung, die das Gewässer für die Stadt im westlichen Ruhrgebiet hat: Der Fluss durchquert den Ort auf einer Länge von 14 km und prägt damit das Lebensgefühl der rund 171.000 Einwohner.

Als einzige Großstadt des Ruhrgebiets, deren Zentrum direkt an der Ruhr liegt, spielt das Wasser aber nicht nur im Tourismus eine bedeutende Rolle. In den vergangenen Jahren ist eine wassersensible Stadt- und Quartiersentwicklung immer stärker in den Fokus gerückt. Grund ist der Klimawandel und damit einhergehende Starkregenereignisse, die Städte wie Mülheim vor eine Herausforderung stellen: Die Gefahr von Überschwemmungen machen eine vorausschauende Bewirtschaftung von Niederschlägen zu einem wesentlichen Bestandteil der Stadtgestaltung und -entwicklung.

Hohes Stauvolumen auf engem Raum schaffen

Ein aktuelles Beispiel hierfür ist die Papenbuschstraße: In letzter Zeit hatte sich immer wieder gezeigt, dass das Mischwassernetz unterhalb der Siedlung Papenbusch bei Starkregenereignissen überlastet ist. Um künftig vor Überschwemmungen gewappnet zu sein, musste deshalb zusätzlicher Stauraum geschaffen werden. Bei den Volumenberechnungen durch die medl GmbH, die für die Stadt Mülheim alle investiven Kanalbaumaßnahmen plant und umsetzt, spielte auch eine Rolle, dass die Bebauung noch weiter verdichtet werden soll.

Damit war klar, dass ein Stauraumkanal mit einem Volumen von 1.220 m³ notwendig sein würde, und dass dieser möglichst platzsparend errichtet werden sollte. „Erste Überlegungen, den Stauraumkanal in der Papenbuschstraße zu bauen, waren schnell vom Tisch. Ausreichend dimensionierte Rohre hätten nicht in die Straße gepasst, und mit kleineren Nennweiten hätte der Kanal sehr lang sein müssen, um das benötigte Volumen zu erreichen“, erinnert sich Dipl.-Ing. Burkhard Malcus, der den Bereich Planung bei der medl GmbH verantwortet. Noch dazu steigt die Papenbuschstraße an – dadurch wären im Stauraumkanal eine große Anzahl von Absätzen notwendig gewesen.

Alternativ entschied man sich deshalb dazu, den Stauraumkanal am Rand eines ehemaligen Sportplatzes zu errichten, und zwar so, dass einer möglichen Wohnbebauung des Sportplatzes später platztechnisch nichts im Wege steht. Zum Einsatz kamen glasfaserverstärkte Kunststoffrohre (GFK) der Amiblu Germany GmbH, die so angeordnet wurden, dass die Form des Stauraumkanals an eine Harfe erinnert: Die fünf Rohrstränge liegen parallel zueinander und sind am Ende des ersten Stranges untereinander mit einem Rohr der Nennweite DN 2000 verbunden.

Dass sie zusammen wie eine Harfe aussehen, liegt an der unterschiedlichen Länge der einzelnen Rohrstränge: In der Nennweite DN 2800 verbaute die ausführende Geo-Bau GmbH & Co. KG die GFK-Rohre in 48 und 54 m Länge, in der Nennweite DN 2600 in einer Länge von 46,5 m und 39,5 m sowie in der Nennweite DN 2300 von 33 m. Amiblu lieferte darüber hinaus auch die Verbindungsstücke sowie einen Einlauf- und einen Drosselschacht aus GFK.

Die einzelnen Rohrstränge verlegten die Tiefbauer in der Höhe um jeweils 30 cm gestaffelt: Mit 5,40 m Sohllage liegt der erste Strang am tiefsten. Durch ihn wird auch über eine Trockenwetterrinne aus GFK-Formteilen der Trockenwetterabfluss geleitet. Bei starkem Regen ist der Staukanal so angelegt, dass die Rohrstränge der Reihe nach anstauen und anschließend im Freigefälle wieder leerfließen können.

Vorteile der GFK-Rohre überzeugen

Gleich mehrere Gründe führten dazu, dass sich die Amiblu GFK-Rohre gegenüber einer Lösung aus Beton durchsetzten: „Die Innenflächen der Rohre sind sehr glatt. Dies beugt Ablagerungen vor. Der Einbau von zusätzlichen Spüleinrichtungen kann entfallen“, beschreibt Amiblu-Gebietsverkaufsleiter Holger Hörnemann einen der Produktvorteile.

Aber auch das geringe Eigengewicht der GFK-Rohre war für die Baustellensituation bestens geeignet: Die Rohre wurden in Baulängen bis zu 6 m verbaut. Selbst bei dieser Länge war kein Kran notwendig – wie sonst bei den auch in kürzeren Baulängen deutlich schwereren Betonrohren.

Eine Herausforderung für die Tiefbauer war die Nähe zur angrenzenden Bebauung während der Maßnahme: Keine drei Meter von der Baugrube entfernt stehen Garagen, sodass die Baugrube mit Hilfe einer Trägerbohlwand gesichert werden musste. Auf der anderen Seite, in Richtung Sportplatz, wurde hingegen geböscht gearbeitet.

Gerade angesichts dieser Randbedingungen war es wichtig, dass der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt wurde. Die geringe Wandstärke der Amiblu-Produkte überzeugte hier auf ganzer Linie: „Mit Stahlbetonrohren hätten wir bei den gegebenen Platzverhältnissen nicht dasselbe Stauvolumen erreichen können wie mit den GFK-Rohren“, betont Malcus.

Ressourcenschonende Verfüllung mit Flüssigboden

Zwischen den einzelnen Rohrsträngen waren nur 50 cm Abstand eingeplant. „Das ist zu wenig, um die Zwischenräume auf konventionelle Art zu verdichten“, hebt Bauleiter Dipl.-Ing. (FH) Johannes Elsweier von Geo-Bau hervor. Auch deshalb griff man auf eine Methode zurück, die sich schon auf anderen Baustellen in Mülheim in Kombination mit GFK-Rohren bewährt hat, und die in der Ausschreibung explizit genannt worden war: den Einsatz von zeitweise fließfähigen, selbstverdichtendem Verfüllbaustoff (ZFSV), der mittels einer Betonbombe am Hochbaukran in die Baugrube eingebracht wurde.

Die benötigten 2.000 m³ Flüssigboden wurden dazu vor Ort aus separiertem Aushub mit 32 mm Größtkorn, Compound und Wasser angemischt. „Wir haben den Flüssigboden bis zur Kämpferhöhe in Lagen von je 15 cm verfüllt. Dadurch konnten die Rohre während des Verfüllvorgangs nicht auftreiben. Schon nach wenigen Stunden war der Boden jeweils wieder begehbar. Parallel dazu haben wir weiter verlegt“, erklärt Elsweier. „Ab oberhalb des Kämpfers war die Verfüllung dann kein Problem mehr, da das Rohr im bereits verfestigten Boden verkeilt und ein Auftrieb so nicht mehr möglich ist.“

Neben der äußerst einfachen Anwendung in engen Baustellen wie hier in der Papenbuschstraße hat der Einsatz von Flüssigboden aber noch weitere Vorteile, die für die medl GmbH ebenfalls eine Rolle gespielt haben: Der ausgehobene Boden verlässt die Baustelle nicht, sondern wird vor Ort aufbereitet und wieder eingebaut. Der zeitintensive Abtransport des Bodens durch Lkw wird so auf den Anteil des durch die Rohre verdrängten Bodens reduziert. Ein Großteil der Deponierkosten kann entfallen und durch die Verwendung des vorhandenen Bodens als Verfüllbaustoff entfällt auch die Lieferung von Austauschboden.

Dies alles zusammen gefasst hat auch in der Reduzierung der CO₂- Emissionen ökologische Vorteile. „Wir möchten das Thema Flüssigboden nach vorne bringen und gehen nach und nach dazu über, Flüssigboden auf unseren Baustellen einzusetzen. Das ist modern, geht schneller, ist wirtschaftlich und aus unserer Sicht auch ökologischer. Anders als bei der konventionellen Verfüllung kommt es auch nicht zu Lärmbelästigungen und Erschütterungen“, ist Malcus zufrieden.

Zufriedenheit herrscht auch bei den übrigen Beteiligten. Für die schwierige Baustellensituation in der Papenbuschstraße waren die GFK-Rohre nämlich wie gemacht. Dank der dünnen Rohrwandung konnte der vorhandene Platz optimal ausgenutzt und das benötigte Stauvolumen geschaffen werden. Gleichzeitig aber sind die Produkte so stabil, dass die darüber liegende Fläche bei einer späteren Bebauung als Parkraum genutzt werden kann. Zusätzlich erleichterte das geringe Eigengewicht das Handling auf der Baustelle. Angesichts von Rohrlängen bis 6 m und der Verfüllung mit Flüssigboden gingen die Baufortschritte schnell und ressourcenschonend voran: Bereits Ende Januar 2021 war die Maßnahme nach nur wenigen Wochen vollständig abgeschlossen.

Amiblu Germany GmbH

www.amiblu.com