Pumpspeicherwerk Goldisthal
Gewaltige Baumaßnahme in Thüringen
Hinrichs, Bernd
Ein gewaltiges Bauwerk entsteht derzeit am Fluss Schwarza im östlichen Thüringer Wald: das Pumpspeicherwerk (PSW) Goldisthal. Es soll ab dem Jahr 2002 mit rund 1 060 MW Leistung einen Beitrag zur europaweiten Energieversorgung liefern. Sein Einsatz fängt dann den Energieverbrauch im so genannten "Spitzenlastbereich" ab. Das PSW Goldisthal wird zu den größten und modernsten Anlagen dieser Art in Europa gehören. Bauträger des Milliarden-Projekts ist die VEAG Vereinigte Energiewerke AG, Berlin. – Das Prinzip des Pumpspeicher-Kraftwerks beruht auf der Nutzung überschüssigen Stroms, der zu Zeiten niedrigen Strombedarfs in den Grundlastkraftwerken anfällt. Damit wird das Wasser aus dem Unterbecken ins Oberbecken gepumpt. Bei steigendem Strombedarf nimmt das Wasser den umgekehrten Weg und treibt dabei die Turbinen des Pumpspeicher-Kraftwerks an. So steht in kürzester Zeit Energie zur Abdeckung des Spitzenbedarfs zur Verfügung. – Gewaltige Dimensionen - hohe Anforderungen an die Logistik – Auf grund der Dimensionen in Goldisthal werden hohe Anforderungen an die logistische Vorarbeit gestellt: Allein das Oberbecken wird rund 55 ha Wasserfläche aufweisen und mit einem Ringdamm von über 3 km Länge umgeben sein. Der Einlaufturm wird etwa 50 m hoch. Die beiden Druckstollen zu den Pumpturbinen in der Kaverne sind jeweils fast 900 m lang. Der Höhenunterschied zwischen dem Oberbecken und dem Unterbecken mit der Hauptsperre beträgt ca. 300 m. Zu den Teilanlagen des Kraftwerks gehören unter anderem weitere Kavernen und Stollen. Für den Bau des Großprojektes werden insgesamt ca. 150 000 m3 Beton gebraucht. Die Betonlieferung für die bauausführenden Unternehmen übernimmt die ARGE Betonversorgung PSW Goldisthal. Sie beauftragte die Transportbetongesellschaften TBG Ilm-Beton und TBG Eisfeld mit der externen Lieferung. Als "Schaltzentrale" für die Logistik fungiert die TBG Saalfeld. – Die Fahrmischer liefern den Beton zu drei Teilbereichen an: zum Eingang der Kaverne, für das Ober- und das Unterbecken. "Wir haben dabei bisher eine Tagesleistung von bis zu 800 m3 erreicht", berichtet Jörg Apel, Geschäftsführer der TBG Saalfeld und der TBG Ilm-Beton. – Angesichts der Lage und der Dimensionen des Bauwerks kam der Logistik eine besonders hohe Bedeutung zu. Denn die Transportbetonwerke sind rund 20 km vom Einbauort entfernt. – Bewehrungsanschlüsse – Bei der Befestigung der Schalungen und zur nachträglichen Installation von Bewehrungsanschlüssen zur Felssicherung wird untertage der Verbundmörtel UPM 44 von Upat eingesetzt. Hierbei handelt es sich um einen Hybridmörtel aus organischen und unorganischen Bestandteilen. Der Zementanteil soll nach dem Aushärten eine trockene Oberfläche garantieren. Die Komponenten werden erst beim Auspressen im Statikmischer vermischt und lösen die chemische Reaktion aus. Dadurch wird verhindert, dass es frühzeitig zu einer Aushärtung kommt, so dass auch bereits angebrochene Kartuschen weiter verwendet werden können. – Schalungsarbeiten – Das Einlaufbauwerk zu den Oberwasser-Druckstollen wird von der Mölders Baugesellschaft aus Hannover erstellt. Rund 18 000 m3 Beton werden eingebaut. – Die Trompetenwände des Druckstollens sind erst einhäuptig gegen Fels und darüber dann zweiseitig zu schalen - mit fertig-elementierter Doka-Trägerschalung FF 20. Zunächst mit aufgestockten Abstützböcken Universal abgestützt, dann auf Konsolen der Doka-Sperrenschalung stehend - und im zweiseitigen Bereich auf Faltbühnen K kletternd. – Bei den Mittelwänden der Einlauftrompete arbeitet die aufgestockte Schalung teils mit Abstützböcken gegen Fels, teils wird durchgeankert. Bei den Türmen über den Einläufen - und der Verbindungswand dazwischen - klettern die gleichen Wandschalungs-Elemente auf den Konsolen der Kletterschalung MF 240. Dies geschieht in einem Takt bei beiden Türmen mit rund 100 m an Wandabwicklung. – In nahezu jedem Abschnitt muss Rücksicht genommen werden auf Einbauteile oder anschließende Bauteile. Die schrägen Decken über den Einlauftrichter werden mit Doka-Traggerüst Staxo unterstellt - bei einem großen Deckenunterzug zwischen den Schieberschächten sogar bis zu 18 m hoch. – Für den Kontrollgang unter dem Beckenboden (rund 1,3 km lang) wurde eine Art Schalwagen aus Elementen der Rahmenschalung Framax entwickelten. – Betonarbeiten – Die den Ausbruch- und Sicherungsarbeiten nachfolgenden Betonarbeiten umfassen folgende Schwerpunkte: – - Einlaufbauwerk im Bereich des Oberbeckens – - Oberwasserstollen als Verbindung zwischen Einlaufbauwerk und Maschinenkaverne – - die nebeneinander liegenden Maschinen- und Trafokavernen – - Unterwasserstollen als Verbindung zwischen der Maschinenkaverne und dem Auslaufbauwerk – - sowie das Auslaufbauwerk – Zusätzlich werden noch weitere kleine Betonbauwerke, wie verschiedene Tunnelportale und eine Fortluftzentrale, in Stahlbeton hergestellt. Die untertägige Zufahrtsstraße zu den Kavernen und zum Hauptdamm wurde mit einer Betonfahrbahndecke ausgebaut. – Einlaufbauwerk – Das Einlaufbauwerk am Oberbecken wurde als eines der ersten Betonbauwerke bereits während des Ausbruchs und der Sicherung in den Kavernenbereichen begonnen und im Rohbau im November letzten Jahres fertiggestellt. – An den Flügelwänden des Einlaufbauwerkes wird die Verbindung zwischen der Betonkonstruktion und der Asphaltdichtung des Steinschüttdammes hergestellt. – In den zwei 48 m hohen Türmen des Einlaufbauwerkes sind die Verschlussorgane mit ihren Führungsschienen untergebracht. Das Einlaufbauwerk ist symmetrisch aufgebaut und wird über eine Verzugsstrecke aus Stahl vom rechteckigen Auslaufquerschnitt an die runden Oberwasserstollen angeschlossen. – Die Gründung des Einlaufbauwerkes erfolgt direkt auf gewachsenem Fels, der in Bereichen des zwischen den Türmen verlaufenden Mittelstockes zur Sicherstellung der notwendigen Bettung im Zuge der Aushubarbeiten verstärkt werden musste. Als Beton kommt B 35 "Wasser undurchlässig", unter Verwendung von Hochofen-Zementen, d.h. CEM III A und B zum Einsatz. – Die beiden Türme wurden in Kletterbauweise betoniert, da die zahlreichen erforderlichen Anschlüsse nicht auf die Bedürfnisse der Gleitschalung umgeplant werden konnten. – Maschinenkaverne und Trafokaverne – Kernstück des Pumpspeicherwerkes Goldisthal ist zweifellos die Maschinenkaverne, die für den Felsbau allein schon mit ihren Abmessungen beeindruckte. – Die Schalung, Bewehrung und Einbauteile wurden anfangs über die Kaverne in Querrichtung überspannende Brücke SLW 60 mit 6,50 m Fahrbahnbreite angeliefert und von den drei auf der Kranbahn unterhalb der Kavernenfirste laufenden Brückenkränen mit je 5 t Traglast abgenommen und an ihren Einbauort verhoben. Seit dem Jahreswechsel ist die endgültige Betondecke auf dem Niveau des Zufahrtsstollens befahrbar, die Brücke wurde bereits ausgebaut. – Die Betonzuführung erfolgt von der nördlichen Kavernenstirnwand über eine zentrale Betonpumpe, mehrere Leitungen DN 125 sowie drei umzubauende Betonverteilermaste. – Die Betoneinbauten der Maschinenkaverne gliedern sich in insgesamt sieben Blöcke; vier davon sind die eigentlichen Maschinenblöcke für die insgesamt vier Pumpturbinen. Hinzu kommen zwischen den beiden Maschinenpaaren, der Mittelblock, in dem sich auch der Pumpensumpf, an der tiefsten Stelle der Maschinenkaverne befindet, sowie jeweils ein Endblock Nord und Süd. – In diesen Blöcken sind die zum Betrieb der Pumpstationen erforderlichen Betriebseinrichtungen, wie Steuerung, Leittechnik, Lüftung, usw., untergebracht. Die Arbeiten laufen an bis zu fünf Blöcken gleichzeitig. – Dies ergibt sich zwangsläufig durch die für jeden Block relativ lange Gesamtbauzeit, die sich aus dem Zusammenspiel zwischen Betonbau, Stahlwasserbau, Anlagenbau sowie weiter folgenden Betonbau ergeben. – In den Maschinenblöcken wurden, zur Minimierung des Aufwandes für den Stahlwasserbau, neben der Bodenplatte auch alle vier Seitenwände der Saugrohrverkleidung zunächst betoniert und mit angefertigten Abschal-Elementen mit Bewehrungsdurchdringung der spätere Anschluss sichergestellt. – Daraufhin erfolgte die Montage des Saugschlauches in Stahl. Dies ist bereits bei zwei Maschinensätzen ausgeführt worden. In dem dann verbleibenden sehr engen Zwischenraum wird dann die auf Grund der hohen Kräfte erforderliche starke Bewehrung eingebracht und in mehreren Abschnitten der Zwischenraum ausbetoniert. – Für beide Maschinen im nördlichen Teil der Maschinenkaverne sind diese Arbeiten bereits abgeschlossen. – Aufgrund der Vielzahl der einzelnen Arbeitsschritte sowie des Zusammenwirkens von Betonbau, Stahlwasserbau und Anlagenbau wird rund um die Uhr bis Sonntag morgens gearbeitet. – Ca. 40 m westlich der Maschinenkaverne befindet sich die Trafokaverne, zu der über die Energieüberleitungsstollen die Stromverbindung auf der Maschinenspannungsseite (18 kV) geführt wird. Für jede der vier Maschinen befindet sich hier ein eigener Blocktransformator mit den notwendigen Nebeneinrichtungen in der entsprechend hergestellten Transformatorenbox. – Im Gegensatz zur Maschinenkaverne mit ihren bis zu acht Ebenen, besteht die wesentlich kleinere Trafokaverne nur aus zwei Hauptebenen und einer teilweise ausgebildeten Trafogruben-/Pumpensumpfebene. – Über die Bodenplatten der Trafokaverne sowie der Fahrbahn des Verbindungsstollens zwischen Maschinen- und Trafokaverne erfolgt die Fortführung der Leitungsführung der Steuerleitungen vom Betriebsgebäude über Zufahrtsstollen bis zum Mittelblock der Maschinenkaverne in dem Betriebsräume untergebracht sind. – An der Firste der Transformatorenkaverne wird für Montage und Wartungsarbeiten ein Laufkatzkran angebracht. – Unterwasserstollen – Die Unterwasserstollen verbinden den Saugrohrausgang der einzelnen Pumpenturbinen über eine Verzugsstrecke vom Rechteckquerschnitt auf den Kreisquerschnitt sowie ein Hosenrohr von den Verteilrohrstollen auf die zwei Hauptunterwasserstollen mit einer weiteren Verzugsstrecke vom Kreisquerschnitt wiederum auf Rechteckquerschnitt mit dem Auslaufbauwerk. – Die Verzugsstrecken sowie das Hosenrohr werden beim Unterwasserstollen komplett in Beton hergestellt. Für den geraden Hauptteil der zwei UW-Stollen mit 8,20 m Durchmesser, kommt ein Fullround-Schalwagen zum Einsatz. – Für die 4 m x 30 m langen geraden Strecken mit den Verteilrohrstollen wird eine Sohl- und Gewölbeschalung eingesetzt. – Auf Grund der Bewehrungsstahlmenge von ca. 100 kg/m3 kommt ausschließlich Betonstabstahl für die Bewehrung zum Einsatz. – Auslaufbauwerk – Das Auslaufbauwerk wird in Randlage zum Unterbecken als Betonbauwerk errichtet. Es ähnelt in seinen Grundformen dem bereits beschriebenen Einlaufbauwerk. Es besteht im wesentlichen aus den Verschlussschächten mit Bedienungsplattform sowie den Auslauftrompeten mit den davor installierten Rechen. Als Revisionsverschlüsse dienen Dammbalken. – Die Verschlussschächte liegen hierbei in bergmännisch ausgebrochenen Rundschächten. – Die Innenschalen der Dammbalkenschächte wurden in Gleitbauweise hergestellt. – Oberhalb der Schächte befindet sich das Dammbalkenlager direkt an der Zufahrtsstraße vom Betriebsgebäude über Zufahrtsstollen und Dammportal zum Energieableitungsportal in unmittelbarer Nähe. Die Decke des Dammbalkenlagers ist als Kranstandplatz für das Verheben der Dammbalken ausgebildet. – Im Gegensatz zum Einlaufbauwerk befindet sich das Auslaufbauwerk zu mehr als der Hälfte untertägig in den ausgebrochenen Auslauftrompeten. –
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beton 10/2001 ab Seite 566
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