Generalinstandsetzung der Talsperre Schönbrunn
Die Talsperre wurde mit dem Probestau 1975 bis 1977 in Betrieb genommen. Nach nahezu 50 Jahren betrieblicher Nutzung beabsichtigt die Thüringer Fernwasserversorgung die Talsperre Schönbrunn im Rahmen einer Generalinstandsetzung so zu ertüchtigen, dass nach Abschluss der Arbeiten deren Nutzungsdauer für eine mindestens ebenso lange Zeit gewährleistet ist. Eines der Teilprojekte ist die Ertüchtigung des Entnahmeturms.
Trinkwasserversorgung für Südthüringen
Ursprünglich sollte aus der Talsperre Schönbrunn die Wasserversorgung der Stadt Suhl sowie weiterer Städte in Südthüringen erfolgen. Sie sollte zudem das Schleuse- und Werragebiet effektiv vor Hochwasser schützen.
Heute versorgt sie rund 300 000 Einwohner:innen in ganz Südthüringen, darunter die Städte Suhl, Hildburghausen, Ilmenau, Meiningen und Schmalkalden, mit täglich rund 30 000 bis 35 000 Kubikmetern Trinkwasser.
Der Stausee wird gespeist von der Schleuse, einem Nebenfluss der Werra, sowie einer Vielzahl kleinerer Flüsse und Bäche. In der Vorsperre im Schleusegrund wird das Talsperrenwasser vorab gereinigt.
Umfangreiche Analyse der Bausubstanz
An zwölf Bauteilen der Haupt- und Vorsperre wurden 2022 bis 2023 erste Bauzustandsanalysen erstellt. Darunter waren das Tosbecken der Hochwasserentlastungsanlage, die Wellenumlenker der Haupt- und Vorsperre, diverse Schuss- und Ablaufrinnen und Brückenbauwerke. Erste Analysen erfolgten unter anderem von der Betondruckfestigkeit, der Betondeckung sowie der Bewehrungsanordnung. Die Bauteile wurden bereichsweise ebenso hinsichtlich der Karbonatisierungstiefe überprüft, auch die Abreißfestigkeit der Oberflächen wurde an einigen Probeflächen getestet. Die Ergebnisse geben Aufschluss über weiter erforderliche Analysen sowie die Sanierungsfähigkeit der Bauteile – oder ob ein Ersatzneubau nötig ist.
Die Auswertungen von 2023 lassen das Vorhandensein einer Alkalikieselsäurereaktion vermuten. Um das Ausmaß und Schädigungspotenzial abschätzen zu können, wurden in der zweiten Jahreshälfte 2023 weiter Materialproben entnommen. Die Analyse ist noch nicht abgeschlossen. Allerdings ist abzusehen, dass diese Proben weiter detailliert zu untersuchen sind. Abgeschätzt werden soll das bauwerksschädigende Restdehnpotenzial der nachgewiesenen Alkalikieselsäure. Diese Erkenntnis ist notwendig und beeinflusst die weitere Instandsetzungsplanung. Die abschließende Auswertung der Ergebnisse wird durch das Nachweisverfahren bis zum Frühjahr 2025 dauern.
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Bohrloch nach Bohrkernentnahme, Foto: B + S Bauwerksdiagnose und Sanierungsplanung GmbH -
Bohrkern aus dem Tosbecken, Foto: B + S Bauwerksdiagnose und Sanierungsplanung GmbH
Maßnahmen rund um die Stauanlage
Es sind Sanierungsleistungen an den Betriebseinrichtungen, der Hochwasserentlastung, der Dammkrone und am Brückenbauwerk über die Hochwasserentlastung erforderlich. Weiterhin sind die Alignementschächte und Setzkegel auf der Dammkrone sowie die Elektro-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik zu erneuern.
Der Entnahmeturm als wesentliche Betriebseinrichtung der Talsperre Schönbrunn wurde als Nassturm gebaut. Die Ausrüstungsteile stehen seit Inbetriebnahme vor gut 50 Jahren im Wasser. Da die Funktion einer Turmkammer zur Rohwasserbereitstellung ständig aufrechtzuerhalten ist, kann die Sanierung nur turmkammerweise erfolgen. Die Standsicherheit bei dem Vorhaben ist ein wesentliches Thema, denn bisher stand noch keine der beiden Kammern über längere Zeiträume leer. In dem Zuge ist die Erneuerung der angebundenen Elektro-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik geplant.
Sanierung des Entnahmeturms
Im Turmfuß befinden sich zwei Grundablassrohre, die an die Schieberkammer anschließen. Zur Wasseraufbereitung durch die Fernwasserversorgung Südthüringen (FWS) wird das Rohwasser vom Schieberhaus über zwei Rohrleitungen zum Wasserwerk der FWS unmittelbar unterhalb der Talsperre geleitet.
Im Zuge der Erhaltungsmaßnahmen für die nächste Generation werden die Stahlwasserbauausrüstung inklusive messtechnischer und elektrotechnischer Ausrüstung in dem über 70 Meter hohen Entnahmeturm komplett erneuert. Im Vorfeld wurden die Zuverlässigkeitsnachweise – die Statik – für den Turm und den Bediensteg als Grundlage für die behördliche Zulassung zur Baumaßnahme erbracht.
Taucher im Einsatz
Damit die Stahlwasserbauausrüstung im Inneren des Turmes erneuert werden kann, wurden die Entnahmeöffnungen durch Taucher verschlossen. Vorerst wurde eine Turmkammer entleert, sodass im Nachgang das Baugerüst auf engstem Raum gestellt werden konnte. Durch die Taucher erfolgte ebenfalls die Instandsetzung der wasserseitigen Notverschlüsse, der Rechen und der Eisfreihalteanlage. Dabei war die erhebliche Tiefe von knapp 60 Metern eine Herausforderung für die Taucher.
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Blick aus dem Inneren des Entnahmeturms zur Turmspitze, Foto: TFW/Christian Wiesner -
Die DRK-Bergwachten aus Masserberg, Gießübel und Allzunah probten die Bergung von Verletzten in der beengten Turmkammer des Wasserentnahmeturms, Foto: TFW/Freddy Michaelis
Der Pfeiler B sowie der Kopf des Pfeilers C des Steges zum Entnahmeturm wurden im Jahr 2012 saniert. Die Schäden am Pfeilerschaft werden im Zusammenhang mit der Abstauphase zur Sanierung der Asphaltbetonaußendichtung der Hauptsperre frei liegen, sodass der Pfeiler C abschließend instandgesetzt werden kann. Die Sanierung des Bedienungssteges erfolgte im Zeitraum 2017 bis 2018.
Die Maßnahme umfasst die Erneuerung der Stahlwasserbauausrüstung der wasserseitigen Schieberkammer, des rund 400 Meter langen Grundablassstollens und des luftseitigen Schieberhauses. Die Erneuerung der drei Leitungen kann nur strangweise erfolgen – zwei Rohrleitungen in den Funktionen als Grundablassleitung und Rohwasserleitung müssen zum sicheren Talsperrenbetrieb ständig in der Nutzung bleiben.
Nach einem EU-weiten Planungswettbewerb konnte im Januar 2024 das Los 1 „Bau und technologische Ausrüstungen“ die Objektplanung Ingenieurbauwerke inkl. besonderer Leistungen an die SKI GmbH & Co. KG aus München vergeben werden. In einem ersten Schritt wurde durch den Planer eine 3d-Vermessung mittels Laserscanning der bestehende Anlage durchgeführt. Auf dieser Grundlage konnte ein digitales Bestandsmodell sowie das Planungsmodell erstellt werden.
Im Oktober 2024 wurden die Ergebnisse der Vorplanung inkl. die ausgewiesene Vorzugsvariante durch die TFW bestätigt. Vorgesehen sind:
- die Erneuerung das gesamte Rohrleitungssystem inkl. Regel- und Steuerarmaturen
- die Erneuerung der Rohrauflager
- die Ertüchtigung von zwei Krananlagen
- die Installation einer Kleinwasserkraftanlage
- Die Erneuerung der Einrichtungen zur messtechnischen Bauwerksüberwachung
Ebenfalls in einem EU-weiten Planungswettbewerb wurden im Dezember 2024 die Ingenieurleistungen zu Los 2 „Technische Ausrüstung“ an die ELAplan GmbH aus Ilmenau vergeben. Inhalt der Planung ist die Erneuerung der Elektroenergieversorgung, der Prozessleittechnik sowie die Automatisierungstechnik.
Für die Ausführung der stauabhängigen Leistungen im Bereich des Absperrbauwerkes der Talsperre Schönbrunn ist eine planmäßige Absenkung des Beckenpegels erforderlich. Mit der Maßnahme soll die Asphaltbetonaußendichtung einschließlich der Anschlüsse an den Kontrollgang und an die Wellenumlenker erneuert werden. Neben den fachlichen Festlegungen zum Sanierungsumfang stellen die Untersuchungen und Berechnungen zum Sanierungs- sowie Absenkhorizont einen wesentlichen Schwerpunkt der vorbereitenden Leistungen dar.
Im Juli 2024 konnten nach einem EU-weiten Planungswettbewerb die Ingenieurleistungen zum Los 1“ Objektplanung Ingenieurbauwerke“ inkl. besonderer Leistungen für die Instandsetzung der Asphaltbetonaußendichtung an die ARGE aus CMC Wasserbauprojekte GmbH (Gau-Algesheim) ITS Engineering s. r. l. (Bozen) vergeben werden. Im Rahmen der Grundlagenermittlung wurden im November 2024 Bohrkerne von der Dichtung und eine Haufwerksprobe vom Überdenkungsmaterial der Anschlussflanken für eine abfalltechnische Untersuchung entnommen. Die Bohrkernentnahme kann nur von Fachunternehmen durchgeführt werden, welche über die geeignete Technik und entsprechende Erfahrung beim Wiederverschluss der Entnahmeöffnungen verfügen. Die Probennahme wurde nach einem Vergabeverfahren durch die Strabag International GmbH ausgeführt.
Die bauzeitlich erforderliche Absenkung des Beckenpegels über das sonst übliche Maß hinaus sowie die Durchführung der Instandsetzung der Asphaltbetonaußendichtung kann mit einem Eingriff in den Naturhaushalt und/oder die Landschaft verbunden sein. Die möglichen naturschutzfachlichen Auswirkungen der Instandsetzungsmaßnahme sind im Rahmen eines Umweltfachbeitrages sowie einem landschaftspflegerischen Begleitplan innerhalb des Los 2 zu untersuchen und zu bewerten. Mit der Durchführung der Umweltfachplanung wurde im September 2024 das Planungsbüro Dr. Weise GmbH aus Mühlhausen beauftragt.
Die Wiederherstellung der Dammkrone erfolgt nach Abschluss der Arbeiten zur Sanierung der Asphaltbetonaußendichtung.
Der Umfang der Sanierungsarbeiten an der Sammel- und Schussrinne sowie am Tosbecken wird im Rahmen von Bauzustandsanalysen festgestellt.
Der Umfang der Sanierungsarbeiten ist im Rahmen einer Bauzustandsanalyse noch festzustellen. In Abhängigkeit der Nutzung der Brücke als Überfahrt zur Ausführung der Sanierungsarbeiten bei der Asphaltbetonaußendichtung ist der Zeitraum der Sanierung noch festzulegen.
Die Sanierung des Tosbeckens der Grundablassleitungen sowie des Ablaufgerinnes soll nach Feststellung des erforderlichen Sanierungsumfanges erfolgen.
Die Erneuerung der luftseitigen Dammtreppe erfolgt nach Abschluss der Arbeiten zur Sanierung der Asphaltbetonaußendichtung.
Die Zuflusspegel zur Vor- und Hauptsperre sollen durch moderne Pegel zur Messung der Menge und Güte ersetzt werden. Damit verbunden sind die
Erneuerung der Zuführungsleitungen der Elektro-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie der Datenfernübertragung zu den Pegeln vorgesehen.