Unsere Referenzen

Schleusen Feudenheim und Schwabenheim

Wasserbauwerke für die nächsten 100 Jahre

Instandsetzung und Modernisierung der Neckar-Schleusen

Die insgesamt 26 Schleusen, die sich über 230 km entlang des Neckars zwischen Oberesslingen und Feudenheim aneinanderreihen, sind zum Teil über hundert Jahre alt. Schleuse Nummer 27 auf Höhe Deizisau soll in Zukunft als einziger Neubau den Schlusspunkt der Passierbauwerke auf der Wasserstraße bilden. Der Großteil der alten Zweikammerschleusen muss nach so langer Zeit des Gebrauchs nun sowohl saniert als auch modernisiert werden. Die Bauaufgabe für die nächsten Jahre oder gar Jahrzehnte besteht darin, sie einerseits baulich zu ertüchtigen, andererseits eine der beiden Kammern auf eine Nutzlänge von mindestens 140 m zu verlängern. Denn Ziel ist, die Schleusen auch für neue Schiffe mit einer Länge von 135 m passierbar zu machen, da die längeren Schiffe mehr und mehr die alten Schiffe von 105 m Länge ablösen, um größere Frachtmengen transportieren zu können.

Instandsetzung und Modernisierung der Neckar-Schleusen

Die insgesamt 26 Schleusen, die sich über 230 km entlang des Neckars zwischen Oberesslingen und Feudenheim aneinanderreihen, sind zum Teil über hundert Jahre alt. Schleuse Nummer 27 auf Höhe Deizisau soll in Zukunft als einziger Neubau den Schlusspunkt der Passierbauwerke auf der Wasserstraße bilden. Der Großteil der alten Zweikammerschleusen muss nach so langer Zeit des Gebrauchs nun sowohl saniert als auch modernisiert werden. Die Bauaufgabe für die nächsten Jahre oder gar Jahrzehnte besteht darin, sie einerseits baulich zu ertüchtigen, andererseits eine der beiden Kammern auf eine Nutzlänge von mindestens 140 m zu verlängern. Denn  Ziel ist, die Schleusen auch für neue Schiffe mit einer Länge von 135 m passierbar zu machen, da die längeren Schiffe mehr und mehr die alten Schiffe von 105 m Länge ablösen, um größere Frachtmengen transportieren zu können.

Die zwei Kammern der Schleusen ermöglichen es, etappenweise vorzugehen und damit den Schifffahrtsbetrieb aufrechtzuerhalten. Denn während die erste (nicht zu verlängernde) Kammer instandgesetzt wird, bleibt die zweite in Betrieb. Ist die erste fertiggestellt, übernimmt diese den Betrieb und es folgt die Instandsetzung der zweiten Kammer sowie deren anschließende Verlängerung. Für jede Etappe ist eine Planungs- und Bauphase von drei bis sechs Jahren zu kalkulieren.

Da die alten Schleusenbauten auch denkmalgeschützt sind, müssen historische Konstruktionen wie etwa die Schleusentore und andere spezielle Bauteile im Originalzustand für die Nachwelt erhalten bleiben. Gleichzeitig ist es aber auch unumgänglich, zeitgemäße und moderne Tore und Toranlagen einzubauen. Hierfür streben die Ingenieure eine Standardisierung der technischen Anlagen an, um bei möglichst vielen Schleusen die gleichen Bauteile einsetzen zu können.

Den Anfang des Mega-Projekts, 26 Schleusen instandzusetzen und zu modernisieren bzw. eine neu zu bauen, machten die Passierbauwerke in Feudenheim und Schwabenheim.

Besonderer Schleusentyp in Feudenheim

Eine Schleuse gliedert sich in drei Bauteile bzw. -abschnitte: die beiden Schleusenenden, in die die Tore eingebaut sind, das sogenannte Ober- und Unterhaupt in Richtung Ober- und Unterwasser, und den Mittelteil dazwischen, der eigentliche Kammerbereich, in dem geschleust wird. Nun gibt es trotz aller Standardisierungsbestrebungen auch Sonderfälle unter den Bestandsbauten, bei denen der Einsatz standardisierter Anlagen nicht möglich ist. Einer davon steht in Feudenheim. Hier waren die alten Hubtore sehr reparaturanfällig und entsprechend oft außer Betrieb. Daher haben die Ingenieure die Schleusenkammer sowohl in Richtung Oberwasser als auch in Richtung Unterwasser verlängert. So erhielt das Bauwerk zwei neue Häupter mit Stemmtoren für die neue Toranlage. Im nächsten Schritt sollen die alten Häupter zu neuen Kammerblöcken umgebaut werden. Hier war ein verhältnismäßig großer Eingriff in den Bestand nötig, bei dem auch tragende Bauteile abgebrochen werden mussten. Die Ingenieure hatten daraufhin die Verstärkungen für die verbleibende Konstruktion entsprechend den Anfoderungen im Kammerbereich zu planen. Dabei stellte die Integration der denkmalgeschützten Hubtürme eine große Herausforderung dar. Die Lösung bestand darin, die Kammerwände unter den Türmen über Ankerkonstruktionen ins Erdreich zurückzuspannen.

Die Schleuse in Feudenheim ist auch dahingehend ein einmaliger Fall unter den Schleusen am Neckar, weil sie drei Kammern hat. Dabei soll die rechte Kammer, die erst 1973 gebaut wurde, weiter in Betrieb bleiben, die linke Kammer von Grund auf instandgesetzt und verlängert und die mittlere Kammer stillgelegt werden.

Schleusenbauwerke auf den neuesten Stand der Technik bringen

Bei der Ertüchtigung der Tragwerke der Schleusenbauwerke galt es mitunter einen Weg zu finden, die heutigen Vorschriften auf die alten Baustoffe und deren Materialkennwerte anzuwenden. Eine solche Herausforderung stellen beispielsweise die bis zu 8 m dicken Betonwände der Kammern der Schleuse Feudenheim dar, die zum Zeitpunkt der Entstehung zum Teil in mehreren Schichten hergestellt worden waren. Beim Bau der dritten Kammer wurde die ehemalige 8 m dicke Außenwand auf 10 m verbreitert. Die Standsicherheit einer solchen Anlage aus alten Bautoffen unter heutigen Gegebenheiten nachzuweisen, gehört zu den besonders kniffligen Aufgaben der Tragwerksplaner. Hinzu kommt, dass die Schleusenbauwerke so instandgesetzt werden sollten, dass sie bei regelmäßiger Prüfung und Überwachung ohne neue Instandsetzungsarbeiten eine Nutzungsdauer von weiteren hundert Jahren erbringen können.

Mit Hebungen, Setzungen und Erd- und Wasserdruck planen

In Feudenheim wurden Belastungsvesuche an der Schleuse durchgeführt, um festzustellen, wo während des Betriebs der Anlage Hebungen und Setzungen auftreten und in welcher Größenordnung. Die Bodenkennwerte, die daraus abgeleitet werden konnten, gaben Auskunft über die Steifigkeit des Baugrunds, was wiederum maßgeblichen Einfluss auf verschiedene Berechnungen hatte. Dabei zu berücksichtigen war insgesamt auch ein HQ100, also ein Hochwasserereignis, das statistisch einmal in 100 Jahren zu erwarten ist.

Von den Neckar-Schleusen ist Feudenheim die mit der größten Hubhöhe. Sie beträgt 10 m. Die Gesamthöhe der Kammer liegt bei 14,50 m, während die gesamte Konstruktion eine Bauhöhe von 17,50 m hat. Da sie vollständig im Erdreich eingebaut ist, wirken sehr hohe Erddrücke auf die Kammerwände, woraus die mächtigen Wanddicken resultieren.

Hinzu kommt die Mischung aus Bestand und den unmittelbar vor und hinter der Kammer liegenden Neubauten, also die neuen Häupter. Um diese errichten zu können, war eine 20 m hohe, wasserdichte Baugrube erforderlich, die durch den Einbau einer Unterwasserbetonsohle hergestellt werden konnte. Um dem Wasserdruck von unten bzw. einer 20 m hohen Wassersäule standhalten zu können, wurde die Baugrubensohle 2 m dick ausgeführt und mit 23 m langen Mikropfählen im tieferliegenden Baugrund rückverankert. Nach einem Test der Baugrubendichtigkeit konnte das Wasser aus der Baugrube gepumpt und dann darin im Trockenen mit dem Bau der neuen Anlagenteile begonnen werden.

Schleusensanierung im laufenden Betrieb

Eine weitere Herausforderung stellt die Sanierung und tragwerksplanerische Ertüchtigung der Schleuse in Schwabenheim dar: Hier hat die WSV (Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes) die Planung der Grundinstandsetzung einer Kammer bei laufendem Betrieb als Pilotprojekt bis zur Leistungsphase ‚Vorplanung‘ (LPH  2) durchgeführt. Das heißt, der Schiffsverkehr und der Schleusenbetrieb sollten in der umzubauenden Kammer fortgesetzt werden können – eine Aufgabe, die so noch nie jemand gestellt hat. Das Pilotprojekt wurde inzwischen an einen anderen Schleusenstandort verlagert, an dem die weitere Planung voranschreitet.

In Schwabenheim erfolgt die Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleusenkammer nun wieder konventionell mit einer Stilllegung. Hier ging es unter anderem darum, die Baugrube, die direkt neben der in Betrieb stehenden Schleusenkammer liegt, gegen Schiffsanprall zu sichern. Dafür entwickelten die Ingenieure neue Methoden und Bauverfahren, die das Kunststück am Ende möglich machten.

Bauherr:Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch Wasserstraßen-Neubauamt Heidelberg
Objektplanung:RMD Consult GmbH, D-80636 München (2010-2019),
 Fichtner Water & Transportation GmbH, D-70191 Stuttgart (ab 2020),
 Ingenieurgruppe Bauen, D-68219 Mannheim,
 Pöyry Deutschland GmbH, D-68165 Mannheim