Hochwassersperrtor Ladenburg Ersatzneubau, Elektrotechnik
Ausgangslage
Bei Ladenburg teilt sich die Bundeswasserstraße Neckar in den Seitenkanal und den Flusslauf, der für Schiffe nicht genutzt werden kann. Die Wehranlage mit Kraftwerk im Flusslauf und das Hochwassersperrtor am Eingang des Seitenkanals sind Teil der Stauhaltung Ladenburg. Das Hochwassersperrtor liegt flussabwärts der Brücke der Landstraße L542 und schützt die Ortschaften entlang des Seitenkanals vor Überflutung. Am Ende des Neckarkanals werden die Schiffe durch die Staustufe Feudenheim in den Flusslauf zurückgeführt.
Das Hochwassersperrtor wurde 1931 in Betrieb genommen. Seitdem wurden die Stahlkonstruktion, die Antriebe und die Elektrotechnik nicht modernisiert, sondern nur bei Bedarf repariert. Daher wurde ein Ersatzneubau des Hochwassersperrtors unabdingbar, um die Gebäude und Anwohner entlang des 7,5 km langen Neckarkanals auch weiterhin zuverlässig vor Hochwasser schützen zu können.
Aufgabenstellung
Das bestehende Hochwassersperrtor ist ein Hackendoppelschütz und wird durch ein neues Tor, welches einige Meter stromabwärts eingebaut wird, ersetzt. Da das Hochwassersperrtor jederzeit einsatzbereit sein muss, wurde der robuste und wartungsarme Verschluss eines Drucksegments gewählt. Dieses neue Tor wird ab einem Pegelstand von 5,8 bis 5,9 m geschlossen – dann ist die Schifffahrt auf dem Neckarkanal untersagt. Auf der Südseite entstand ein Antriebshaus für die Schaltschränke und die Antriebstechnik.
Das Tor selbst wurde in der Roßlauer Schiffswerft gebaut und per Schiff an seinen Bestimmungsort gebracht. Während der gesamten Bauphase muss die Schifffahrt am Neckarkanal aufrechterhalten werden, weshalb nur kurze vorangekündigte Sperrungen möglich sind.
Die neue Anlage wird nicht fernsteuerbar sein, kann aber im Notfall auch ohne Strom geschlossen werden. Der 16 Millionen Euro teure Ersatzneubau gilt als zukünftiger Standard für Hochwassersperrtore an Bundeswasserstraßen.
Leistungen
Im Rahmen dieses Projekts haben wir die Planung des Entwurfs-AU und die Erstellung der Ausschreibungsunterlagen sowie die Bauüberwachung für das Gewerk Elektrotechnik übernommen. Die Planungsleistungen umfassten dabei die Planung, Auslegung und Dimensionierung der Energieversorgung des Hochwassersperrtors, der Antriebe sowie der übrigen Nebenanlagen. Es wurde weiterhin die Einspeisemöglichkeit eines externen Notstromaggregats berücksichtigt. Dieses hat eine Leistung von 11 kVA, um die Steuerung, die Sensoren und die Beleuchtung im Antriebshaus für ca. 15 Minuten mit Strom zu versorgen und somit ein geregeltes Abschalten der Systeme zu gewährleisten.
Die steuerungstechnischen Einrichtungen wurden ebenso geplant wie die Hydraulik zum Heben und Senken des Sperrtors. Die eingesetzten Antriebe haben eine Gleichlaufüberwachung und werden von Sanftanlaufgeräten eingeschalten. Die Anlagen auf beiden Kanalseiten sind durch einen unterirdischen Leerrohrdüker (5 x DN 110) verbunden, durch den Profibus-, Steuer- und Energiekabel verlaufen. Weiterhin wurde die Stromversorgung für zwei Spülpumpen geplant, um Treibgut aus den Tornischen spülen zu können.
Ein weiterer Teil unseres Auftrags war die Planung, Konzeption und Dimensionierung der Erdungs- und Blitzschutzanlage, bestehend aus Äußerem und Inneren Blitzschutz, sowie des Blitzschutz-Potentialausgleichs. Für die Blitzschutzanlage wurde ein Blitzschutzrisikomanagement entsprechend der Blitzschutznorm erstellt. Bei der Erdungsanlage wurde auch die Anbindung der Spundwände berücksichtigt. Zudem wurden die Beleuchtung für die Zufahrtswege, den Treppenturm und das Antriebshaus sowie Suchscheinwerfer eingeplant. Weiterhin wurde für das Hochwassersperrtor eine Risikobeurteilung nach Maschinenrichtlinie angefertigt.
Herausforderungen und Besonderheiten
Das Gegenstück zum absenkbaren Hochwassersperrtor bildet ein Drempel in der Kanalsole, auf dem das Tor in geschlossener Position aufsitzt und somit den Seitenkanal vor Hochwasser schützt. Normalerweise wird ein Trempel gebaut, indem die Wasserstraße gesperrt und eine trockene Baugrube errichtet wird. Bei diesem Vorgehen entstehen Sperrzeiten von mehreren Monaten. Um eine solche langfristige Sperrung zu umgehen, wurde ein „Fertigteildrempel“ entwickelt, der als Betonblock mit einem Schwimmkran eingehoben wurde. Durch diese neue Variante konnten die Sperrzeiten für die Schifffahrt erheblich verkürzt werden. Allerdings brachte dieses Vorgehen einige planungstechnische und organisatorische Herausforderungen mit sich. Eine weitere Besonderheit ist der beengte Platzbedarf vor Ort, den es bei der Planung zu berücksichtigen galt.
Die Verfügbarkeit spielt bei einem Hochwassersperrtor eine wichtige Rolle, da die Schutzeinrichtung nur wenige Male im Jahr, und dann meist zu Routineprüfungen, gefahren wird. Im Falle eines Hochwassers muss das Hochwassersperrtor innerhalb kürzester Zeit geschlossen werden, um eine Überflutung zu verhindern. Daher muss sichergestellt werden, dass die Anlage im Hochwasserfall jederzeit einsatzbereit ist. Dies wird sichergestellt, indem mehrere Rückfallebenen mit Redundanzen für die Energieversorgung und die Bedienung vorhanden sind. So greift beim Ausfall der Energieversorgung beispielsweise eine Netzersatzanlage und beim Ausfall der SPS-Steuerung die Hardware-Notbedienung.
