Instandsetzung unter Betrieb (IuB)

Die für Betrieb und Unterhaltung der Bundeswasserstraßen zuständige Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) betreibt aktuell rund 260 Schleusenanlagen, welche jeweils über lediglich eine Schleusenkammer verfügen. Für die Durchführung von grundlegenden Instandsetzungsmaßnahmen an solchen Einkammerschleusenanlagen müssen diese nach heutigem Stand durchgehend bis zu mehreren Jahren außer Betrieb genommen werden. Dies bedingt teilweise erhebliche Beeinträchtigungen der Schifffahrt auf der betroffenen Wasserstraße. Eine Umleitung über andere Wasserstraßen ist in vielen Fällen nicht möglich oder unwirtschaftlich. Als Alternative zu einer konventionellen Grundinstandsetzung wird deshalb nicht selten ein technisch und wirtschaftlich aufwendiger Ersatzneubau realisiert.

Verfahren zur Instandsetzung von Schleusen unter Betrieb (IuB), also innerhalb zumeist täglicher Zeitfenster im Wechsel mit der Schifffahrt, können eine Alternative zu konventioneller Instandsetzung und Ersatzneubau darstellen. Über die vorliegende Plattform sollen der WSV und den von ihr beauftragten Planern Informationen zur Instandsetzung von Schleusenanlagen unter laufendem Betrieb zur Verfügung gestellt werden. Die modular aufbereiteten Informationen („Modulbaukasten“) wurden von einer 2014 eingerichteten Projektgruppe, bestehend aus Mitarbeitern der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), dem Wasserstraßen-Neubauamt Heidelberg (WNA HD) und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vertreten durch das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB), erarbeitet bzw. auf Basis entsprechender nationaler und internationaler Aktivitäten zusammengetragen. Somit konnten Informationen zu folgenden Modulen in den Modulbaukasten eingearbeitet werden:

1. Partielle Trockenlegung
2. Abtrag
3. Reprofilierung
4. Lokale Instandsetzung
5. Fugen
6. Schleusenausrüstung
7. NEM-Technik
8. Stahlwasserbau
9. Ausbau Schleusenkammer
10. Recht

Zur Bereitstellung der Informationen, deren Bearbeitungstiefe vom Niveau einer Machbarkeitsstudie bis hin zur Darstellung von ausgeführten Instandsetzungsmaßnahme reicht, sind verschiedene, nachfolgend beschriebene Elemente innerhalb des Modulbaukastens vorhanden. Sogenannte Verfahrenssteckbriefe wurden angelegt, um wesentliche Informationen eines Verfahrens übersichtlich und komprimiert darstellen zu können. Weiterführende Informationen zu den einzelnen Verfahren sollen über Originaldokumente, wie z. B. Machbarkeitsstudien, Veröffentlichungen oder Planungsunterlagen, bereitgestellt werden. Ergänzt werden diese Originale durch von der Projektgruppe verfasste Erläuterungsdokumente, die als Bindeglied zwischen den Steckbriefen und den Originaldokumenten fungieren. In diesen Erläuterungsdokumenten sind die wichtigsten Erkenntnisse und Informationen der Originaldokumente zusammengefasst.

Auch IuB-Maßnahmen sind so zu planen und auszuführen, dass die grundsätzlichen Anforderungen des Verkehrswasserbaus hinsichtlich Dauerhaftigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Standsicherheit eingehalten werden. Vorhandene Richtlinien und Standardisierungsbestrebungen sind soweit möglich und zutreffend einzuhalten. Mögliche Abweichungen sind aufzuzeigen, ggf. erforderliche Zustimmungen im weiteren Projektablauf rechtzeitig zu erwirken.

Die vorliegende Fassung des Modulbaukastens wird kontinuierlich ergänzt und weiterentwickelt. Eine Übersicht über die derzeit enthaltenen und in Zukunft geplanten Inhalte des Modulbaukastens ist in Dokument 0.2 “Inhaltsübersicht Modulbaukasten“ dargestellt. Weitere Erläuterungen zu Entwicklung und Aufbau des Modulbaukastens finden sich in einem eigenen BAW-Brief 02/2021; Instandsetzung von Schleusenanlagen unter laufendem Betrieb – Anwendung Modulbaukasten

Ansprechpartner
Marc Schmitz
Bundesanstalt für Wasserbau
Federal Waterways Engineering and Research Institute Kußmaulstraße 17 | 76187 Karlsruhe
E-Mail: marc.schmitz@baw.de
Tel.: +49 721 9726-2325

0.1 Sachstandsbericht Instandsetzung von Schleusenanlagen unter laufendem Betrieb
0.2 Inhaltsübersicht Modulbaukasten
1 Partielle Trockenlegung
- 1.1 Dammtafeln in Führungsschienen
  - 1.1-I.a Dammtafeln in Führungsschienen (Machbarkeitsstudie Schwabenheim)
    - 1.1-I.A Prinzipielle Lösungen zur temporären partiellen Trockenlegung von Schleusenkammern
  - 1.1-I.b Dammtafeln in Führungsschienen (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 1.1-I.B Variantenuntersuchung Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
- 1.2 Rahmensystem mit Widerlager in Planie und Sohle
  - 1.2-I.a Rahmensystem mit Widerlager in Planie und Sohle (Machbarkeitsstudie Schwabenheim)
    - 1.2-I.A Systeme zur partiellen Trockenlegung von Schleusenkammern
- 1.3 Pumpensysteme
  - 1.3-I.a Pumpensysteme (Machbarkeitsstudie Schwabenheim)
    - 1.3-I.A Prinzipielle Lösungen zur temporären partiellen Trockenlegung von Schleusenkammern
2 Abtrag
- 2.1 Fräsen im Trockenen
  - 2.1-I.a Fräsen im Trockenen (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 2.1-I.A Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
  - 2.1-I.b Fräsen im Trockenen (Machbarkeitsstudie Obernau)
    - 2.1-I.B Planungs- und Entscheidungsgrundlagen für den Betonabbruch unter Betrieb im Zuge der Sanierung der Obernau
  - 2.1-IV.a Fräsen im Trockenen (Bauteilversuch Feudenheim)
    - 2.1-IV.A Instandsetzung unter Betrieb mit schnell erhärtenden Instandsetzungssystemen - Feudenheim
- 2.2 Hochdruckwasserstrahlen (HDW)
  - 2.2-I.a Hochdruckwasserstrahlen (HDW) (Masterarbeit)
    - 2.2-I.A Partielle Trockenlegung von Schleusenkammern in nächtlichen Sperrpausen
3 Reprofilierung
- 3.1 Spritzbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt
  - 3.1-I.a Spritzbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt (Machbarkeitsstudie Eckersmühlen)
    - 3.1-I.A Instandsetzung von Schleusenbauwerken am Beispiel der Schleuse Eckersmühlen
  - 3.1-I.b Spritzbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt (Vorplanung Schwabenheim)
    - 3.1-I.B Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleuse Schwabenheim und Bau einer Wendestelle
  - 3.1-IV.a Spritzbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt (Bauteilversuch Feudenheim)
    - 3.1-IV.A Instandsetzung unter Betrieb mit schnell erhärtenden Instandsetzungssystemen – Feudenheim
- 3.2 Fertigteile mit anteiliger Lastübernahme für die Vorsatzschale
  - 3.2-I.a Fertigteile mit anteiliger Lastübernahme für die Vorsatzschale (Vorplanung Schwabenheim)
    - 3.2-I.A Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleuse Schwabenheim und Bau einer Wendestelle
  - 3.2-I.b Fertigteile mit anteiliger Lastübernahme für die Vorsatzschale (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 3.2-I.B Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
  - 3.2-V.a Fertigteile mit anteiliger Lastübernahme für die Vorsatzschale (Ausführungsbericht Herdecke)
    - 3.2-V.A Baustoffe und Bauausführung im Verkehrswasserbau - Instandsetzung von Wasserbauwerken mit Fertigteilen
- 3.3 Fertigteile mit kompletter Lastübernahme für die Vorsatzschale
  - 3.3-I.a Fertigteile mit kompletter Lastübernahme für die Vorsatzschale (Vorplanung Schwabenheim)
    - 3.3-I.A Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleuse Schwabenheim und Bau einer Wendestelle
  - 3.3-IV.a Fertigteile mit kompletter Lastübernahme für die Vorsatzschale (Ausführungsbericht Wedtlenstedt)
    - 3.3-IV.A Instandsetzung von Schleusenkammerwänden unter eingeschränktem Betrieb
- 3.4 Ortbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt
  - 3.4-I.a Ortbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 3.4-I.A Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
  - 3.4-I.b Ortbeton schnell erhärtend – verankert und bewehrt (Vorplanung Schwabenheim)
    - 3.4-I.B Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleuse Schwabenheim und Bau einer Wendestelle
- 3.5 Spundwand mit Ortbetonhinterfüllung
  - 3.5-I.a Spundwand mit Ortbetonhinterfüllung (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 3.5-I.A Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
4 Lokale Instandsetzung
- 4.1 Lokale Instandsetzung in Ortbetonbauweise
  - 4.1-IV.a Lokale Instandsetzung in Ortbetonbauweise (Bauteilversuch Wolga Rhein Projekt)
    - 4.1-IV.A Verbundprojekt Deutsch-Russisches Kooperationsprojekt zur Wassergüte- und Wassermengenbewirtschaftung an Wolga und Rhein
  - 4.1-V.a Lokale Instandsetzung in Ortbetonbauweise (Ausführungsbericht John T. Myers Lock)
    - 4.1-V.A Lock Wall Expendiant Repair Demonstration Monitoring; John T. Myers Locks and Dam, Ohio River
- 4.2 Lokale Instandsetzung mit Textilschalung und UW-Beton
  - 4.2-V.a Lokale Instandsetzung mit Textilschalung und UW-Beton (Ausführungsbericht Olpenitz)
    - 4.2-V.A Untersuchungsbericht Probeinstandsetzung im Unterwasserbereich (Olpenitz) – Langzeiterfahrungen
5 Fugen
- 5.1 Fugeninstandsetzung mittels stahlseilbewehrtem Klemmfugenband (SBK)
  - 5.1-IV.a Fugeninstandsetzung mittels stahlseilbewehrtem Klemmfugenband (SBK) (Bauteilversuch Kleinostheim)
    - 5.1-IV.A Ertüchtigung der Bewegungsfugen von Massivbauwerken im Verkehrswasserbau
- 5.2 Fugeninstandsetzung mittels mörtelgefülltem Elastomer-Schlauch
  - 5.2-IV.a Fugeninstandsetzung mittels mörtelgefülltem Elastomer-Schlauch (Bauteilversuch Wilhelmshaven
    - 5.2-IV.A Instandsetzung von Bewegungsfugen unter Betrieb
6 Schleusenausrüstung
- 6.1 Wiedereinbau Ausrüstung
  - 6.1-I.a Wiedereinbau Ausrüstung (Machbarkeitsstudie Hollage)
    - 6.1-I.A Grundinstandsetzung der Schleusenkammerwände unter Betrieb am Beispiel der Schleuse Hollage
  - 6.1-IV.a Wiedereinbau Ausrüstung (Bauteilversuch Feudenheim)
    - 6.1-IV.A Instandsetzung unter Betrieb mit schnell erhärtenden Instandsetzungssystemen - Feudenheim
7 NEM Technik
- 7.1 Nachrichten-, Elektro- und Maschinentechnik
  - 7.1-I.a Nachrichten-, Elektro- und Maschinentechnik (Vorplanung Weserschleusen)
    - 7.1-I.A Weserschleusen – Erneuerung Stahlwasserbau, Elektro-, Steuerungs- und Maschinentechnik
8 Stahlwasserbau
- 8.1 Austausch Stemmtor einschließlich Betonbauteile (Torflügelaustausch)
  - 8.1-V.a Austausch Stemmtor einschließlich Betonbauteile (Torflügelaustausch) (Ausführungsbericht Mainschleusen)
    - 8.1-V.A Austausch von Stemmtoren am Main in einer Schleusensperre
  - 8.1-V.b Austausch Stemmtor einschließlich Betonbauteile (Torflügelaustausch) (Ausführungsbericht Dettelbach)
    - 8.1-V.B Experteninterview WNA Schweinfurt (Erfahrungen beim Austausch von Stemmtoren am Main)
  - 8.1-V.c Austausch Stemmtor einschließlich Betonbauteile (Torflügelaustausch) (Ausführungsbericht Wusterwitz)
    - 8.1-V.C Experteninterview Erfahrungen beim Austausch des Stemmtores am Unterhaupt der Schleuse Wusterwitz
9 Ausbau Schleusenkammer
- 9.1 Einheben
  - 9.1-V.a Einheben (Ausführungsbericht Rahe)
    - 9.1-V.A Bauliche Umgestaltung der Schleuse Rahe zum Zwecke der touristischen Attraktivierung
- 9.2 Einschwimmen
  - 9.2-I.a Einschwimmen (Masterarbeit Schwabenheim)
    - 9.2-I.A Erarbeitung einer Bemessungsgrundlage für Einschwimmtechniken für den Ersatzneubau von Schleusenhäuptern
  - 9.2-II.a Einschwimmen (Entwurfsplanung Södertälje)
    - 9.2-II.A Schleuse Södertälje – Baubegleitende Planung des Ersatzneubaus von Ober- und Unterhaupt
  - 9.2-II.b Einschwimmen (Entwurfsplanung Greenup Locks)
- 9.3 Einschieben
  - 9.3-I.a Einschieben (Vorplanung Schwabenheim)
    - 9.3-I.A Grundinstandsetzung und Verlängerung der Schleuse Schwabenheim und Bau einer Wendestelle
  - 9.3-II.a Einschieben (Entwurfsplanung Södertälje)
    - 9.3-I.A Schleuse Södertälje – Baubegleitende Planung des Ersatzneubaus von Ober- und Unterhaupt
10 Recht
- 10.1 Alternative Vergabeverfahren
  - 10.1-I.a Alternative Vergabeverfahren (Machbarkeitsstudie Schwabenheim)
    - 10.1-I.A Gutachterliche Stellungnahme – Alternative Vergabemodelle zur frühzeitigen Einbindung der Bauindustrie