Das größte Wasserreservoir der Welt

Das Ziel

Bau von fünf Mega-Trinkwasserspeichern, einschließlich der dazugehörigen Infrastruktur
Das Projekt dient der Erhöhung der Wasserspeicherkapazität und der Erweiterung der Trinkwasserreserven. Mit den neuen Reservoirs von insgesamt 17 Millionen Kubikmetern sowie neuen Pumpstationen und 145 km Rohrleitungen wurde eine enorme Menge an Schalung benötigt. Darüber hinaus waren eine Reihe von besonderen Anforderungen zu erfüllen, um die Bausicherheit und die Qualität des Trinkwassers zu gewährleisten.

Das Projekt

Überblick:
Die Stauseen konnten nach den anspruchsvollen Vorgaben des Bauherrn mit cleveren Lösungen fertiggestellt werden, die die vielen Herausforderungen dieses Megaprojekts meisterten.

Herausforderung:
Die schiere Größe des Projekts und die hohen Anforderungen erforderten innovative Lösungen. Zum Beispiel musste die Schalung weniger Anker haben, um die Anzahl der abzudichtenden Löcher zu verringern. Dies bedeutete jedoch, dass die Schalung zusätzlich stabilisiert werden musste, um dem Druck beim Betonieren standzuhalten. Das heiße Wüstenklima wirkte sich auch auf die Abbindezeit des Betons und den auf die Schalung ausgeübten Druck aus und musste daher berücksichtigt werden.

Die Oberflächen aller Wände mussten glatt und frei von Rissen, Kanten oder Öffnungen sein, damit die Struktur den hohen Wasserdrücken standhalten konnte und im Laufe der Zeit nicht beschädigt wurde. Außerdem mussten viele der Wände auf einer oder beiden Seiten geneigt sein, was zu einer komplexen Geometrie in den Ecken führte. Das bedeutete auch, dass der Einsatz von Kränen sehr viel schwieriger war, und die Größe der Behälter würde eine unpraktische Anzahl von Kränen für den Transport erfordern. Außerdem mussten die Behälter vollständig geschlossen sein, um zu verhindern, dass Wüstensand in das Trinkwasser geblasen wird.

Die Lösung

1. Maßgeschneiderte Designlösungen zur Bewältigung von Herausforderungen
    
   a) Innovative Stabilisierungsstützen für Wandpaneele
   

   Die Wände waren zwischen 12 m und 12,6 m hoch, wobei nur vier Anker über die gesamte Wandhöhe zulässig waren. Da die Anzahl der Anker reduziert wurde, musste eine unkonventionelle Methode entwickelt werden, um die großen Plattenverbände, die hohem Betondruck ausgesetzt waren, abzustützen und zu stabilisieren. Außerdem mussten Montage, Transport, Bewehrung, Betonieren und andere Arbeiten an den Wandabschnitten gleichzeitig ausgeführt werden, ohne dass sich eine Arbeit mit der anderen überschnitt. Diese Anforderungen und Einschränkungen mussten bei der Auswahl der Schalung und der Planung ihres Aufbaus, Einsatzes und Transports von einem Takt zum nächsten berücksichtigt werden.

   Am oberen Ende der Elementverbände wurden Trockenanker eingesetzt, so dass insgesamt fünf Anker über die gesamte Höhe zur Verfügung standen. Zur weiteren Aussteifung und Stabilisierung der großen, dem hohen Betondruck ausgesetzten Elementverbände wurde ein maßgeschneidertes System aus vertikalen U200-Ankerschienen, die sich über die gesamte Schalungshöhe erstrecken, und vier Reihen horizontaler Stahlgurte aus Stahlprofilen an den Elementen angebracht. Zusammen mit den großen und robusten Mammut-Elementen und der alkus-Vollkunststoffplatte konnten so lange Elementverbände von 15 m Länge geschaffen werden, um die großen Dimensionen des Speichers zu bewältigen und gleichzeitig den hohen Drücken standzuhalten und das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

    
   b) Clevere Lösungen für eine kranfreie Montage
   Die Schalungseinheiten für die Wände mit Turmdrehkränen zu versetzen hätte eine Unzahl an Kränen erfordert, deren Ausleger sich außerdem gegenseitig behindert hätten. Außerdem hätten sie die großen Schalungseinheiten mit 15 Tonnen Gewicht nicht heben können. Deshalb werden für die parallel verlaufenden Wände Portalkräne auf Schienen eingesetzt, die mit ihren Schalungseinheiten per Seilwinde oder Power Pusher von Takt zu Takt gezogen werden.

    
   c) Ingenieurtechnisches Know-how für Schrägaussteifungen mit hohem Druck
   Für die geneigten Wände war ein zusätzliches Aussteifungssystem erforderlich. An der Innenseite des Bauwerks wurden speziell konstruierte, hochbelastbare Stahlstreben verwendet, um den Schüttdruck aufnehmen zu können. An der Basis verbanden speziell angefertigte Quersteifen die vertikalen Verankerungsschienen, um den hydrostatischen Auftrieb, insbesondere an den geneigten Wänden, auszugleichen. Sowohl die Schwerlaststreben als auch die vertikalen Verankerungsschienen wurden mit DW15-Ankern und Ankerschrauben, die bis zu 50 Mal verwendet werden können, an der Bodenplatte befestigt. Dies sparte nicht nur Material und Geld, sondern stellte auch sicher, dass keine Teile, die korrodieren könnten, in der Bodenplatte verblieben.
    
    
   d) Maßgeschneiderte Ecken für schräge Wände
   Die vier Ecken zwischen den quer und längs laufenden Außenwänden werden mit 8,80 m langen Schalungs­einheiten betoniert. Ihr Aufbau inklusive Stabilisierung, Ausrichtung, Auftriebssicherung und Schrägabstützung ist mit den Schalungseinheiten der Parallelwände identisch. Allerdings kommen hier wegen der geneigten Innenseiten für die Innenecken gebogene Sonder­eckelemente aus Stahl zum Einsatz. Sie sind so konstruiert, dass sie per Mammut-Schalschloss mit den Mammut-Elementen verbunden werden können.

   Die Schalungseinheiten für die Anschlüsse der Strömungslenkungswände zur quer laufenden Außenwand sind wie die Ecklösungen aufgebaut mit dem Unterschied, dass sie 6,70 m lang sind und dass hier bei geneigten Wänden statt der Sonder­ecken Sondertrapezelemente aus Stahl verwendet werden. Sie werden ebenfalls per Mammut-Schalschloss mit den angrenzenden Standardelementen verbunden. Die Schalungseinheiten an den quer laufenden Außenwänden werden mit Turmdrehkränen umgesetzt, da hier keine Schienen für Portalkräne gelegt werden können.

    
   e) Speziell angefertigte Deckentische für eine schnelle und einfache Verlegung der Decken
   Die Reservoirs mussten vollständig geschlossen werden, um zu verhindern, dass Wüstensand in das Trinkwasser geblasen wird. Deshalb wurde eine Platte benötigt, die auf runden Säulen ruht, um die Reservoirs abzudichten. Es wäre unpraktisch gewesen, Platten dieser Größe zu gießen und mit einem Kran einzubringen, so dass die Platten an Ort und Stelle verlegt werden mussten. Um dies zu erreichen, wurden drei verschiedene Deckentische auf MEP-Traggerüsten verwendet, um die Platten in einer Höhe von etwa 12 Metern zu gießen.

   Die Traggerüsttürme wurden flach auf dem Boden montiert und anschließend mit Turmdrehkränen aufgerichtet und positioniert. Die Deckentische wurden ebenfalls am Boden mit H20-Trägern montiert und dann auf die aufgestellten MEP-Türme gehoben. Schließlich wurden die Holzkästen für die Betonvouten montiert und die H20-Träger und Holzkästen mit alkus-Platten belegt. Nachdem ein Deckentakt gegossen war und der Beton die erforderliche Mindestfestigkeit erreicht hatte, wurde die gesamte Deckeneinheit (bestehend aus den Traggerüsttürmen MEP und den Deckentischen) auf Transportrollen MEP zum nächsten Takt gerollt. Ein Aus- und Wiedereinbau der Deckeneinheiten war nicht erforderlich, was eine erhebliche Arbeits- und Zeitersparnis bedeutete.
    

2. Starkes technisches Wissen
   Besonderes Augenmerk gilt bei hohen und großflächigen Betonagen wie auf dieser Baustelle dem Frischbetondruck, zumal hier nur minimal durchgeankert werden kann und von außen stabilisiert werden muss. Das Wüstenklima wirkt sich auf die Erhärtungsdauer des Betons aus. Sie wird deshalb mit Proben des verwendeten Betons beim Betonlieferanten vor Ort in Echtzeit mit dem Messgerät SolidCheck gemessen. Anhand der Erhärtungsdauer, Wandhöhe und Frischbetondruckaufnahme der Schalung wird die zulässige Betoniergeschwindigkeit ermittelt. Sie liegt hier zwischen 1,70 und 2 m pro Stunde. Mit an der Schalung befestigten Druckmessdosen wird der Frischbetondruck bei allen Betonagen permanent überwacht. Somit ist gewährleistet, dass die Druckaufnahmekapazität der Schalungskonstruktion voll ausgeschöpft werden kann, ohne dass sie überschritten wird.
    
3. Spezielle Schalungsformen für eine Vielzahl von Anwendungen
    
   a) Runde Wandenden einfach und schnell gegossen
   Um zu verhindern, dass das Wasser die Kanten beschädigt, haben die Prallwände auf der Seite des Behälters, wo das Wasser einfließt, abgerundete Enden. Mit den Halbschalen der Circo-Rundsäulenschalung ließen sich die abgerundeten Enden einfach und schnell betonieren. Ihre Höhe entsprach der der Mammut-Elemente und die Schalen wurden mit dem Mammut-Schalschloss mit den Elementen verbunden. Spachtelmassen oder andere zeitaufwändige Sonderlösungen sind nicht erforderlich, was den Baufortschritt beschleunigt.

   b) 548 Rundstützen als Dachträger
   Wegen des Wüstensandes werden die Speicherbecken komplett geschlossen und überdacht. Pro Speicherbecken werden zwischen den Wänden 548 Rundstützen als Dachträger betoniert. Ihr Durchmesser beträgt 60 cm, ihre Höhe 12 bis 15 m. Oben haben die Stützen Pilzköpfe mit 35 cm Durchmesser. Für die Betonage der Stützen wurde nach MEVA Vorgaben vor Ort eine Stützenschalung mit 90 kN Frischbetondruckaufnahme gefertigt. Die Standardelemente sind 4 m, die Aufstockungselemente 3 m hoch. Im Einsatz sind 36 Sets für 12 m Höhe und 20 Sets für Aufstockungen. Abgestützt wird jede Säulenschalung mit einem MEVA K-Lock-Gerüst, an dem sie mit Schraub- und Keilverbindungen befestigt ist.

Das Ergebnis

Für dieses Großprojekt wurden mehr als 13.000 m² alkus-Platten, 20.000 m² Mammut-Wandschalung, 73.000 lfm MevaFlex, 16.000 MEP-Traggerüsttürme, über 1.100 Tonnen Stahl und 52 Portalkräne benötigt, die MEVA speziell für dieses Projekt konstruiert und gebaut hat. Nach dem Beginn der Betonarbeiten im Jahr 2016 verliefen die Arbeiten dank der für diese Baustelle entwickelten Schalungslösungen und des klugen und effizienten Managements aller Herausforderungen durch das Bauunternehmen planmäßig.

Verwendete Systeme

• Mammut 350 Wandschalung
• MevaFlex Deckenschalung
• Circo Säulenrundschalung
• MEP Traggerüst
• Maßgeschneiderte Stahl-Rundschalung für Säulen

Bauunternehmen:
Consolidated Contractors ­Company, Athen, Griechenland und Ägypten

Auftraggeber:
Qatar General Electricity & Water Corporation (KAHRAMAA)

Projekt:
Trinkwasser-Pumpstationen und -Leitungen

Standort:
Umm Birka und Al Thumama, Katar

Schalungsplanung:
MEVA Schalungs-Systeme, Haiterbach, Deutschland