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Donnerstag, 21. März 2019

Bauwerke

Mauer unter Dauerüberwachung

Von Manfred Schulze | 16. Oktober 2015 | Ausgabe 42

Im Ostharz wurde 1963 die höchste Staumauer Deutschlands in Betrieb genommen. Heute sorgt ein automatisiertes Messsystem rund um die Uhr für Sicherheit.

BU Reportage
Foto: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung / André Künzelmann

Ausgetüftelt: Abweichungen in der Biegelinie der Schwergewichtsmauer werden auf ein Hundertstel Millimeter genau registriert.

Im Harz, der Region mit unzähligen kleinen Flüssen, die rings um den 1142 m hohen Brocken entspringen, wird heute großen Wert auf sanften Tourismus und Naturschutz gelegt. Vor Jahrzehnten war das anders. 1952 wurde tief in das Ökosystem eingegriffen, als im Ostharz mit dem Bau des Bode-Talsperren-Systems ganze Täler im weit verzweigten Stausee verschwanden. Verborgen bleibt dem Beobachter bis heute auch die hochsensible Technik, die in dem Betonklotz arbeitet.

Rappbode-Talsperre in Zahlen

Joachim Schimrosczyk kennt den gigantischen Bau an der Rappbode von der Sohle über jede Ritze bis hinauf in die beiden kleinen Gebäude am Rand der Dammkrone – schließlich ist er als Bereichsleiter für den sicheren Zustand aller Talsperren beim landeseigenen Betreiber zuständig. Rund 2,5 Mio. t Beton stauen das Wasser zu einem fast 400 ha großen See, der sich seinen Weg durch die Landschaft schlängelt. Doch der „Klotz“, der allein durch seine unvorstellbar große Masse dem gewaltigen Druck des Wassers standhält, ist gar kein solcher, sagt der Talsperren-Chef. „Sind Sie gut zu Fuß und warm angezogen? Dann kommen Sie einfach mal mit, wir schauen uns die kilometerlangen Gänge im Inneren der Staumauer mal an“, lädt er ein – und schließt die stählerne Tür zum Windenhaus auf.

Dort kann mit einem Kran schweres Material über einen Schacht 15 m nach unten gebracht werden. Für die Arbeiter, die damit hantieren müssen, führt eine schmale Treppe hinab. Mit jedem Schritt wird es ein wenig kühler, die Feuchtigkeit scheint den Beton mit Tausenden winzigen Perlen zu überziehen. Hinter einer weiteren Stahltür ruht ein Schienenfahrzeug. „Das ist unser Kontrollwagen, der fast über die gesamte Länge der Staumauer fahren kann und eine vertikale Revision der Bauwerksblöcke ermöglicht“, erklärt Schimrosczyk.

Bis zu 70 m tiefe Schächte durchziehen den Koloss

Dazu können Mitarbeiter in einem Arbeitskorb wie mit einem Fahrstuhl in die Kontrollschächte hinabfahren, die beim Bau zwischen den 29 Segmenten des Bauwerkes eingebaut wurden. „Das ist aber nicht mehr das Originalfahrzeug, das vom Aufbau her an einen Wagen der Berliner S-Bahn erinnerte“, berichtet der Talsperren-Chef. Trotz der neuen Technik, die bei der Sanierung der Talsperre Mitte der 90er-Jahre eingebaut wurde, rumpelt der Korb bei der Fahrt heftig. Nichts für Leute mit schwachen Nerven – zumal die Schächte bis 70 m tief sind.

An einem Abzweig führen ein paar Treppenabsätze in eine kleine Maschinenhalle. Die blau lackierten Armaturen bedienen Verschlüsse wie Rollschütze, mit denen aus verschiedenen Tiefen Rohwasser aus dem See gezapft wird, das wenige Kilometer weiter in einem großen Wasserwerk zu Trinkwasser aufbereitet wird. Es ist so weich, dass mittels Kalkmilch die Härte an den unteren Grenzwert herangebracht werden muss. Und es ist so sauber, dass nur wenige Flockungsmittel zugesetzt werden müssen, um winzige Partikel zu binden und auszufiltern.

Foto: FWV Torgau

Vermessen wird an der Rappbode-Talsperre kontinuierlich. Hier misst Frank Schrader die Wasserqualität.

Im oberen Kontrollgang zeigen Detektoren aus Metallbändern an, wenn sich zwischen den Mauersegmenten etwas bewegt – sowohl bei Neigung als auch hinsichtlich von Rissen. „Eine solch gewaltige Betonmenge, wie sie hier verbaut wurde, lässt sich nicht kontinuierlich vergießen und produziert beim Abbinden auch eine große Wärmemenge. Deshalb wurde in Abschnitten gebaut und zwischen den jeweils 16 m breiten Segmenten vertikal bis zur Sohle laufende Fugen und Kühlspalten belassen“, erklärt Schimrosczyk. Die Fugen mussten dann natürlich dauerhaft abgedichtet werden, trotz einer minimalen Bewegung. Dazu dienen bis heute Kupferplatten. „Dort hatten wir noch nie einen Wassereinbruch“, berichtet der Ingenieur.

Den allerdings gab es bereits. Im Bereich von massivem Beton. 16 l Wasser pro Sekunde schossen eines Tages im Jahre 1986 rund 40 m unterhalb der Mauerkrone in die Schächte und lösten Alarm aus. Da sich Personal vor Ort befand, war die Leckage schnell geschlossen. Heute würde ein solcher Alarm in der einige Kilometer entfernten Überwachungszentrale aller 32 Landestalsperren Sachsen-Anhalts auflaufen, im Normalbetrieb ist kein einziger Mitarbeiter mehr direkt im oder am Bauwerk. Dennoch stellt eine Leckage dieser Größenordnung kein Problem für das Bauwerk oder die Region dar. Weil sie baustoffbedingt war und immer nur sehr kleinräumig auftritt.

Für den Beton wurde ab 1952 – wenngleich das Talsperrenprojekt bereits aus den 30er-Jahren stammt und noch kurz vor dem Weltkrieg mit dem Bau begonnen wurde – Hüttenzement ohne Stahlbewehrung genutzt, dem als Zuschlagstoff Gestein aus der Umgebung mit einer Korngröße von bis zu 18 cm zugesetzt wurde. „Es ist erstaunlich, aber dieser Beton ist extrem hart und beständig, wir haben bis heute keinerlei Abplatzungen“, sagt Schimrosczyk. Kleinere Hohlräume gebe es jedoch durchaus.

Selbst wenn 2 m Beton zwischen der wasserseitigen Wand und dem Schacht liegen, kann mal ein Wasserstrahl austreten und die innen liegenden Schächte fluten. Für solche Fälle wird unter hohem Druck eine Betoninjektion verpresst, was eine unangenehme, schwere Arbeit ist. Die Standfestigkeit der Staumauer beeinflusst das aber nicht.

500 Messpunkte überwachen die Sicherheit des Bauwerks

Dort, wo vor 60 Jahren noch nackter Fels das Tal markierte, führen heute die Treppen und Leitern innerhalb der Staumauer steil in die Tiefe. Das Licht ist trübe, die Luft kalt und dicht am Taupunkt. Links neben dem Weg sammeln sich Tau- und Sickerwasser. Immer wieder tauchen in kleinen Nischen Messgeräte auf: Inklinometer, trigonometrische Instrumente, Sensoren für Porendruck- und Alignement-Messungen, Sensoren für den Sohlwasserdruck oder schwimmende und hängende Lote, zählt der Talsperrenexperte auf.

An mehr als 500 Messstellen der Mauer werden Daten gesammelt und in die Leitwarte übermittelt, die letztlich die Sicherheit des Bauwerkes belegen. Auf ein Hundertstel Millimeter genau lassen sich Setzungen und Abweichungen in der Biegelinie der Mauer so bestimmen.

Foto: M. Schulze

Sensible Geräte wie dieses hängende Lot durchziehen die Talsperre von der Krone bis zur Talsohle.

Ganz unten, dort, wo die Mauer satte 80 m dick ist, gibt es einen kleinen Raum. Er ist vollgestopft mit sensibler Überwachungstechnik. „Wir registrieren hier kleinste Ereignisse“, meint Schimrosczyk. Sogar seismische Daten von Erdbeben können von hier an die Geologen geliefert werden.

4 °C zeigt das Thermometer in den parallel verlaufenden untersten Gängen der Mauer, ganz gleich, ob draußen die Sonne wärmt oder sich auf dem Stausee Eis bildet. Von hier gibt es einen Ausgang auf die Ebene des Tosbeckens, wo sich bei jeder Talsperre das mit hoher kinetischer Energie aus dem Grundauslass strömende Wasser beruhigen kann, bevor es im natürlichen Bett weiterfließt. Eine unscheinbare Gedenktafel am Fels, an dessen Hang sich noch etliche alte Bauwerke und Bunker aus den Kriegsjahren befinden, erinnert an die zahlreichen Todesopfer, die der Bau einst forderte.

Im Tosbecken allerdings herrscht Stille und das seit der Inbetriebnahme 1959. Hier haben die Planer Anfang der 50er-Jahre offenbar ihren einzigen gravierenden Fehler begangen. Der Grundablass hat nie funktioniert, weil der Druck auf die Verschlusssysteme zu hoch ist. Dass die Talsperre dennoch – bis auf ein Extremhochwasser 1994 – nie übergelaufen ist, verdankt sie einem Kunstgriff: Als natürlicher Ablass wird der Stollen genutzt, der während der Bauphase den Fluss unterirdisch aufgenommen hatte und der ausreichend groß dimensioniert ist.

In den nächsten Jahren soll aber auch dieses 56 Jahre währende Interim durch eine technische Nachrüstung beendet werden. „Der nicht funktionierende Grundablass ist die einzige Fehlleistung beim Bau, der in den Nachkriegsjahren mit enormem Mangel an Material und Technik auskommen musste“, sagt der Talsperren-Chef. Die Vorplanungen für die kleine Schönheitskorrektur laufen bereits.