3D-Planung unterstützt Staumauerersatz

Die Modellierung des Projektes fand in 3D statt. Abb.: ALLPLAN Schweiz AG

Der Grimselsee in der Schweiz fasst als Wasserspeicher 94 Millionen Kubikmetern Inhalt. Entstanden ist er durch die im Jahre 1932 fertig gestellten Staumauern Seeuferegg und Spitallamm. Seit längerer Zeit ist bekannt, dass die Staumauer Spitallamm saniert werden muss. Grund dafür ist die stetig zunehmende Bauwerkstrennung zwischen dem luftseitigen Massen- und dem wasserseitigen Vorsatzbeton, die zu einer Verschlechterung des Bauwerkzustandes geführt haben.

Mit der Ausarbeitung eines genehmigungsreifen Projektes für die Sanierung wurde die Abteilung Bau und Umwelt der Kraftwerke Oberhasli (KWO) betraut. Die Geschichte der KWO reicht zurück bis 1908. Damals kamen Ingenieure in das Grimselgebiet und erkannten das große Wasserkraftpotenzial. 1925 begannen sie, hier die erste Staumauer zu bauen – seinerzeit die höchste der Welt.

Im Mai 2017 reichte die KWO das Baugesuch für den Bau der neuen Staumauer Spitallamm am Grimselsee ein. Nach eingehenden Prüfungen erwies sich der Bau einer neuen Wassersperre als sicherere und kostengünstigere Lösung im Vergleich zur Sanierung der bestehenden Staumauer. Durch den Bau einer neuen Mauer kann der Grimselsee während der ganzen Bauzeit bewirtschaftet werden.

Am Grimselsee in der Schweiz plant die KWO einen Ersatz für die Staumauer. Abb.: ALLPLAN Schweiz AG

Die neue, doppelt gekrümmte Bogenmauer befindet sich luftseitig vor der bestehenden Mauer und hat ungefähr die gleiche Kronenhöhe. Ihre Kronenlänge misst 195 Meter, die maximale Höhe beträgt 113 Meter. Daraus ergibt sich ein Betonvolumen von 206 000 Kubikmetern. Für den Bau der in Betrieb stehenden acht Talsperren wurden in der Vergangenheit insgesamt 1 235 450 Kubikmeter Beton benötigt.

Digitales Geländemodell in 3D

Doch wie plant man eine neue Staumauer in einem topografisch äußerst anspruchsvollen Gelände mit einer Vielzahl bestehender Zu- und Ablaufstollen? „Mit der akribisch genauen Aufarbeitung aller vorhandenen Pläne in 3D und der Zusammenführung mit dem digitalen Geländemodell konnten wir Voraussetzungen schaffen, um den geometrisch anspruchsvollen Neubaukörper in der Form einer doppelt gekrümmten Mauer mit parabolischem Bogen in den 3D-Grundlagenplan einzufügen“, erklärt Matthias Stähli. Er arbeitet als Technischer Sachbearbeiter Bau und langjähriger Allplan-Anwender in der Abteilung Bau und Umwelt der KWO. Was er mit wenigen Worten erklärt, ist in der Umsetzung außerordentlich komplex. So zum Beispiel das bestehende Stollensystem, durch dessen räumliche Abbildung in 3D alle Konfliktpunkte zwischen Neuem und Bestehendem genau überprüft werden konnten.

Die neue, doppelt gekrümmte Bogenmauer befindet sich luftseitig vor der bestehenden Mauer. Abb.: ALLPLAN Schweiz AG

Modellierung in 3D

„Durch die Modellierung des Projekts in 3D mit der Software Allplan Engineering konnte ich die Plangrundlagen für die Einreichung des Baugesuchs praktisch allein erarbeiten“, berichtet Matthias Stähli über die gemachten Erfahrungen. Er ist der Meinung, dass vieles in 2D nicht optimal planbar gewesen wäre und der Zeitaufwand ohne die Modellierung in 3D gestiegen wäre: „In 2D wären sicher zwei Personen mehr an diesem Projekt beschäftigt gewesen.“

Der Technische Sachbearbeiter Bau nutzte die Möglichkeit aus dem 3D-Modell zum Beispiel Längenprofile und Schnitte zu generieren, und das an jeder x-beliebigen Stelle. Für den Datenaustausch mit anderen am Projekt beteiligten Ingenieurbüros hat er unterschiedliche Erfahrungen gemacht. „Ob der Datenaustausch funktioniert, ist in erster Linie von der Software des Empfängers abhängig. Gemäß Stähli mussten sie wegen der großen Datenmenge des Geländemodells zusätzlich ein GIS-System einsetzen.

Der Bau der auf 125 Millionen Schweizer Franken veranschlagten Staumauer startete im Juni 2019. Gebaut wird sechs Jahre lang, jeweils im Sommerhalbjahr im Zweischichtbetrieb an sieben Tagen in der Woche.

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