In Karlsruhe entsteht eine unterirdische Straßenbahntrasse zwischen Ettlinger Tor und Marktplatz. Der nur gut 300 Meter lange Tunnel, mitten unter der City hindurch, gestaltet sich wegen der besonderen geologischen Formation als anspruchsvoll. Damit kein Wasser in die Baustelle eindringen kann, setzt das Unternehmen Pressluft Frankfurt Drucklufttechnik GmbH auf Verdichtertechnik von AERZEN.
Edition 03/2019
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- Artikel Unter Druck: Tunnelbau im Grundwasser
Aerzen Rental etabliert sich als Partner für den temporären Einsatz
Wer bei einem Regenguss auf der Karl-Friedrich-Straße in Karlsruhe steht und einen Blick auf den Asphalt wirft, der erlebt eine feinperlige schäumende Fahrbahn. Der Grund: Der darunter liegende Tunnel mit seiner Sohle 15 Meter unter Straßenniveau verliert Luft. „Wir haben es hier mit viel Sand, Kies und Lockergestein zu tun – alles Materialien, die wir im Tunnelbau so gar nicht gebrauchen können“, beschreibt Bauleiter Robert Schweitzer die Herausforderungen in der Karlsruher City. Die Geologie sorgt einerseits dafür, dass die BeMo Tunnelling GmbH beim Vortrieb sofort die Wände mit Spritzbeton stabilisieren muss, damit der Boden nicht gleich nachrutscht. Andererseits sind die Poren so groß, dass das Grundwasser unmittelbar aus den Wänden laufen würde, wenn nicht der passende Gegendruck auf der Baustelle herrscht. Daraus folgt der Rückschluss, dass die Arbeiten buchstäblich unter Druck stehen. Dieser liegt in der ersten Bauphase bei einem Delta von 0,75 bis 0,85 bar zur Atmosphäre. Das Projekt fällt damit unter die deutsche Druckluftverordnung, die die entsprechenden Regeln für die Arbeitsplatzsicherheit definiert. Vor diesem Hintergrund betritt niemand die Druckschleuse ohne eine besondere Einweisung – und verlässt sie auch nicht ohne Dekompression.
Die Druckschleuse liefert Daten zu einer Leitwarte, in der der Schleusenwächter den Betriebszustand aller Kompressoren auf einem Display immer im Blick hat. Zwölf Aggregate sind installiert – vier davon unterirdisch und acht auf der Straße direkt darüber. Die räumliche Zweiteilung ist der Tatsache geschuldet, dass Bodenanalysen zu Beginn des Tunnelprojekts eine höhere Dichtigkeit vermuten ließen. Diese Einschätzung traf jedoch nicht zu – und die anfangs errechnete Förderleistung der Verdichter ebenfalls nicht. „Prognosen in alten Flussbetten sind kaum machbar. Wir wissen einfach nicht, was uns erwartet“, bringt es Peter Engelke, Projektleiter von Pressluft Frankfurt auf den Punkt. Das Unternehmen erhielt von BeMo den Auftrag, die Druckluft entsprechend der anfänglichen Bodenanalyse in der Rhein-Ebene auszulegen.
Effiziente und schnell verfügbare Lösung
Weil schnell feststand, dass die anfänglich errechnete Leistung nicht ausreichen wird, kümmerte sich Pressluft Frankfurt gemeinsam mit der Aerzen Rental um eine effiziente und schnell verfügbare Lösung. „Die Zusammenarbeit mit allen drei Unternehmen gestaltet sich überaus flexibel und sachkundig“, freut sich Engelke.
„Wir haben die Verdichtereinheiten mit Delta Screw-Aggregaten (VM 60, 1.140 bis 4.550 m³/h, 45 bis 250 KW) als Herzstück in Containerrahmen integriert. Diese lassen sich leicht transportieren, auf der Baustelle zu platzsparenden Einheiten kombinieren und dank Cartridge-Bauweise auch mehrstöckig übereinander aufbauen“, erklärt Peter Link als Verantwortlicher für das deutsche Vermietungsgeschäft. Der Hauptsitz von Aerzen Rental ist Duiven in den Niederlanden. In Karlsruhe sind die Verdichter vom Typ CVO4400 kombiniert mit Wasserkühlern installiert, die die Luftaustrittstemperatur am Kompressor von 120 Grad auf rund 20 Grad herunterkühlen.
Ausreichend Reserven sind gefordert
Während der nicht so tief liegenden Arbeiten pumpen die Aggregate im Tagesmittel 100 bis 140 Kubikmeter Luft pro Minute in den Tunnel. Das erklärt letztlich auch die schäumende Straße bei Regen. Je tiefer die Baustelle liegt, desto höher steigt der Druck durch das Grundwasser an. Robert Schweitzer geht zum Schluss der Rohbauarbeiten von einem Druckdelta bis 1,3 bar aus – was die Druckverluste exponentiell ansteigen lassen wird und auch einen höheren Volumenstrom erfordert. Aus diesem Grund – sowie den Vorgaben der Druckluftverordnung nach ausreichender Redundanz – verfügt das von Aerzen Rental gelieferte Equipment über ausreichend Reserven. „Wir müssen mit zwei Dritteln der installierten Maschinenleistung den kompletten Bedarf decken können. Von den zwölf Aggregaten bilden vier also die Ersatzbank“, erklärt der Maschineningenieur. „Die spezifische Leistung der Aggregate ist konkurrenzlos“, betont Peter Engelke und spricht von einer Zusammenarbeit zwischen AERZEN und Pressluft Frankfurt, die über mindestens 30 Jahre reicht. „Mir ist noch nie eine Maschine kaputt gegangen – das spricht für die lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit.“
In Karlsruhe wird die Drehzahl der Verdichter so exakt angepasst, dass die Ist-Leistung exakt den Druckverlusten des 15.000 Kubikmeter im Volumen messenden Tunnels zwischen Marktplatz und Ettlinger Tor entspricht. Für BeMo Tunnelling und Pressluft Frankfurt rechnet es sich, die Verdichtereinheiten für solch spezielle Einsatzgebiete zu mieten, statt dauerhaft anzuschaffen – zumal der eigenständige AERZEN Mietservice während der Betriebszeit die komplette Wartung übernimmt.
Mit der Kundenzeitung „AERZEN com.press“ möchten wir Ihnen umfassende Informationen über unser Unternehmen, unsere Produkte und Anwendungslösungen geben.
