Küstenschutzprojekt: Verkürzung der Deichlinie in Cuxhaven

Küstenschutzprojekt: Verkürzung der Deichlinie in Cuxhaven

Zwischen 2007 und 2014 war Cuxhaven eine der größten wasserwirtschaftlichen Baustellen Niedersachsens, in die insgesamt mehr als 40 Millionen Euro investiert wurden.

Sie bestand zum einen aus dem Neubau der beiden Sperrwerke „Schleusenpriel“ und „Alter Fischereihafen“ zum anderen aus der Verkürzung der Deichlinie, die zuvor um die beiden Hafenbecken des „Ritzebütteler Schleusenpriel“ und „Alter Fischereihafen“ verlief und deren Anpassung an das neue Schutzniveau. Während der Sperrwerks-Neubau eine landeseigene Maßnahme der NLWKN-Betriebsstelle Stade war, liefen die Arbeiten zur Verkürzung und Anpassung der Deichlinie als Vorhaben des Cuxhavener Deichverbandes, der wiederum den NLWKN mit der Planung und Bauüberwachung betraute.

Die genauen Planungen und Arbeitsabläufe

Das Sperrwerk „Schleusenpriel" wurde auf sieben Meter über Normal Null erhöht und mit zusätzlichen Sperrwerkstorpaaren ausgestattet, um das Sicherheitsniveau der Anlage zu verbessern. Es ging im Oktober 2011 als erster Meilenstein des Gesamtprojektes in Betrieb. Das Sperrwerk „Alter Fischereihafen" wurde mit geringerer Durchfahrtsbreite seewärts des bestehenden Bauwerks komplett neu gebaut und war im Oktober 2012 einsatzbereit. Die so erweiterten Sperrwerke sind Bestandteil der neuen, verkürzten Deichlinie. Diese verlief bislang entlang der Hafenbecken unter anderem auch durch verschiedene Fischhallen, deren Tore im Sturmflutfall zu schließen waren. Die vorherige Schutzmauer, die die Sperrwerke untereinander verband und auf beiden Seiten den Anschluss an die vorhandene Deichlinie bildete, wurde einschließlich der Einbauten komplett durch einen Neubau ersetzt. Dabei wurde die Mauer im Abschnitt zwischen dem Sperrwerk „Schleusenpriel" und der vorhandenen Deichlinie so verlegt, dass das zuvor außendeichs liegende Gelände des Wasser- und Schifffahrtsamtes Cuxhaven seither vollständig eingedeicht ist.
Die etwa 700 Meter lange neue Deichlinie erstreckt sich nun vom Schleusenhaupt der Seeschleuse bis zum Landesschutzdeich an der Straße „Am Alten Hafen". Sie folgt zum Teil der bisherigen Polderschutzlinie vor den Hafenbecken „Alter Fischereihafen" und „Schleusenpriel" und umschließt das Gelände des Wasser- und Schifffahrtsamts Cuxhaven.

Des Weiteren wurden im Zuge dieser Maßnahme acht Deichscharte erneuert und mit doppelter Deichsicherheit ausgestattet sowie ein neues Schöpfwerk errichtet, das die Wasserstände im Schleusenpriel bei Sturmflut und geschlossenen Sperrwerkstoren reguliert.
Die Sturmflutschutzmauer im Hafen sowie das Schöpfwerk waren zur Sturmflutsaison 2013/14 funktionstüchtig.

Nach Abschluss der Arbeiten ist die Deichlinie 1,5 Kilometer kürzer als vorher. Das reduziert einerseits den Unterhaltungsaufwand und trägt andererseits zur Erhöhung der Sicherheit bei, da gegenüber dem früheren Zustand 14 Deichscharte überflüssig wurden.

Die Kosten

Die Gesamtkosten betragen ca. 40 Millionen Euro, wovon rund 25 Millionen auf die beiden Sperrwerke entfallen. Die Kosten wurden aus Mitteln der Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung der Agrarstruktur und des Küstenschutzes" zu 70 Prozent vom Bund und zu 30 Prozent vom Land Niedersachsen getragen.

Technische Daten der Sperrwerke „Schleusenpriel“ „Alter Fischereihafen“

Allgemeine Angaben

Die ursprüngliche Deichlinie, die vormals hinter den beiden Hafenbecken "Ritzebütteler Schleusenpriel" und "Alter Fischereihafen" verlief, wurde verkürzt. Die neue Deichlinie bezieht die beiden Sperrwerke "Schleusenpriel" und "Alter Fischerhafen" ein. Dazu mussten die Sperrwerke erhöht und mit einer zweiten Deichsicherheit (doppelte Tore) versehen werden.

Sperrwerk Schleusenpriel

Direkt vor dem bestehenden Sperrwerk wurde ein weiteres Bauelement errichtet. Dieses Bauteil nahm ein zusätzliches Stemmtorpaar auf. Es entspricht grundsätzlich dem Bestehenden und wurde im Zuge der Baumaßnahme an dieses monolithisch angeschlossen. Ferner wurde das bestehende Sperrwerk auf die neue Bauwerkshöhe aufgehöht.

Die lichte Weite der Öffnung des Sperrwerkes "Schleusenpriel" beträgt 19,00 m. Das neue Sperrwerk besteht aus einem nach oben offenen Stahlbetonrahmen mit einem Drempel zur Aufnahme der Anschläge und Spurlager der Stemmtore. Die Aufnahme der Kräfte aus den Stemmknaggen und Halslagern übernehmen zwei Ortbetonwände.

Das Sperrwerk ist tiefgegründet. Der Stahlbetonrahmen wurde als Fertigteil hergestellt und
mit Schwimmkranhilfe auf vier Pfählen abgesetzt. Die Ortbetonwände liegen sowohl auf den Seitenwänden des Fertigteiles als auch auf einer Tiefgründung aus Spundwänden und Lotpfählen.

Weitere Bauabschnitte:

• Herstellung und Montage der neuen Stemmtore, deren zugehöriger Bauteile und der hydraulischen Antriebe
• Ausbau, Umbau (Ertüchtigung) und Wiedereinbau der vorhandenen Stemmtore des bestehenden Sperrwerkes, deren zugehörige Bauteile und der hydraulischen Anlagen.
• Fertigung eines neuen Betriebsgebäudes und dessen Montage
• Technische Ausrüstung des Sperrwerkes
• Ertüchtigung der Sturmflutschutzwand

Allgemeine Technische Daten „Sperrwerk Schleusenpriel“

Bauwerkshöhe (OK Wände): +7,50 mNN
Bauwerksunterkante (UK Sohle): - 8,50 mNN
OK Sperrtore / Tor 1: + 7,00 mNN, Tor 2: + 6,75 mNN
OK Sohle in Nord – Süd Richtung -7,00 mNN bis -6,0 mNN
Lichte Weite der Durchfahrtsöffnungen 19 m
Schließwasserstand Sturmflutfall +3,00 mNN (Innenwasserstand Hafenbecken)

Technische Umsetzung am Sperrwerk Schleusenpriel

Erdarbeiten und Sohlsicherung

Südlich des vorhandenen Sperrwerks muss der Baugrund verbessert werden. Die Baugrundverbesserung erfolgt durch geotextilummantelte Sandsäulen.

Diese wurden in einem Dreiecksraster im Abstand von 1,8 m angeordnet und in einem bodenverdrängenden Verfahren eingebracht. Hinzu kam eine zusätzliche Sohlsicherung mit Wasserbausteinen.

Die Gründung

Die Gründung des Bauwerkes erfolgte durch eine Pfahlgründung mit lotrechten Pfählen.
Als Gründung des Stahlbetonrahmens waren 4 Absetzpfähle vorgesehen. Die Pfähle wurden als Stahlrohre in den Baugrund eingebracht. Als Gründung der Wandköpfe des Ortbetonbauteiles waren an den seeseitigen Stirnseiten 4 weitere Stahlpfähle zu setzten. Diese wurden in den Spundwandkasten für den Ortbetonkörper eingebunden.

Geneigte Pfähle kamen ebenfalls zum Einsatz: Zur Abtragung der horizontalen Lasten aus den Stemmtoren in Querrichtung waren Schrägpfähle vorgesehen. Diese wurden an die Ortbetonwände des Neubaues angeschlossen. Sie waren als offene Stahlprofile vorgesehen.

Spundwände
Die Spundwände sind Gründungselemente des Sperrwerks und übernehmen gleichzeitig die Funktion der Dichtschürze des Hochwasserschutzes. Sie wurden an die Sperrwerkswände und an die Fertigteilsohle angeschlossen. Der Stahlbetonrahmen (Fertigteil) wurde mit einer Stahlspundwand eingefasst. Die Oberkante der Spundwand liegt im Durchfahrtsbereich auf geplanter Sohl- bzw. Drempelhöhe des Sperrwerkes. Im Bereich der Wände des Fertigteils reichen die Spundwände bis auf NN +2,50 m.

Dalben
Nördlich des Sperrwerks wurden Leitdalben aus Stahlrohren gesetzt. Außerdem wurde ein als Pegelrohr vorgesehener Stahlrohrpfahl hergestellt.

Stahlbetonrahmen
Der Stahlbetonrahmen wurde als Fertigteil hergestellt. Er wurde anschließend mit Schwimmkranhilfe auf die Absetzpfähle gesetzt. Die Herstellung des Stahlbetonrahmens erfolgte in Cuxhaven.

Ortbetonarbeiten
Unterwasserbetonarbeiten
Die Sohle des Stahlbetonfertigteils wurde an den Spundwandkasten angeschlossen. Dazu wurde die Anschlussbewehrung an den Spundwänden und am Fertigteil hergestellt und die Fuge mit Unterwasserbeton ausbetoniert.

Ortbetonwände des neuen Sperrwerkes
Die Spundwände und Schrägpfähle binden in die Ortbetonwände ein. Die Ortbetonwände erhielten Aussparungen zur Aufnahme der Einbauteile der Stemmtore. Die Ortbetonwände des neuen Sperrwerkes wurden monolithisch an das bestehende Bauwerk angeschlossen. Der Anschluss (u.a. Bewehrungsführung mit Muffen) wurde an dem neuen Sperrwerk vorgesehen. Die monolithische Ausbildung erfolgt nach Fertigstellung des neuen Sperrwerkes. Der Anschluss an das bestehende Sperrwerk erfolgt im Zuge der Aufhöhung des bestehenden Sperrwerkes.

Sperrwerk Alter Fischereihafen

Das neue Sperrwerk liegt seeseitig ca. vier Meter vor dem vorhandenen Sperrwerk im Hafenbecken "Alter Fischereihafen", und es hat keine Verbindung zum vorhandenen Sperrwerk.

Das vorhandene Sperrwerk ging erst nach der Herstellung und Anschluss der Sturmflutschutzwand an das neue Sperrwerk außer Betrieb und bleibt als Trogbauwerk erhalten. Die neue Sturmflutschutzlinie wird durch Spundwände an der Hinterkante des Sperrwerkes seitlich fortgesetzt. Das neue Sperrwerk hat eine Durchfahrtsbreite von 14m. Dies entspricht gegenüber dem früheren Bau einer Reduzierung von sieben Metern.

Das neue Sperrwerk wurde mit zwei hintereinander liegenden Stemmtoren ausgerüstet. An beiden Enden des Sperrwerkes sind Revisionsverschlüsse vorgesehen. Als Sperrwerkskörper wurde ein auf Pfählen und Spundwänden tief gegründeter Stahlbetontrog mit Ortbetonergänzung der Wände oberhalb von zwei Metern über Normal Null eingebaut. Das Sperrwerk erhält eine geschlossene Sohle, die für Reparaturzwecke ein Verschließen und Lenzen des Sperrwerkskörpers ermöglicht. Die vertikale Lastabtragung erfolgt durch Stahlrohrpfähle und Spundwände. Die Abtragung der Horizontallasten erfolgt in beide Richtungen durch außenseitig am Sperrwerk angebrachte, geneigte Stahlpfähle. Aufgrund der geometrischen Beengtheit mussten die längs gerichteten Pfähle an der Vorderkante des Sperrwerkes angeschlossen werden.

Während der Bauzeit war die Zufahrt zum alten Fischereihafen zu gewährleisten. Daher war das Herstellen eines Ortbetonbaukörpers in einer geschlossenen Baugrube nicht vorgesehen. Der Sperrwerkskörper musste deshalb aus mehreren Fertigteilen, die durch Ortbetonergänzungen in Sohle und Wänden gekoppelt wurden, hergestellt werden. Zur Abtragung der (Vertikal-) Lasten wurden die Spundwände herangezogen. An der Hinterkante des Sperrwerks wurde die neue Sturmflutschutzlinie angeschlossen. Die Ostwand musste im Bereich des vorhandenen Sperrwerks einen Gurt erhalten. Dieser Gurt trägt seine Lasten in das neue Sperrwerk ein.

Weitere Bauabschnitte:

• Herstellung und Montage der Stemmtore des neuen Sperrwerkes, deren zugehöriger Bauteile und der hydraulischen Anlagen
• Fertigung eines neuen Betriebsgebäude und dessen Montage
• Elektro- und Steuertechnik
• Herstellung der Sturmflutschutzwand.

Allgemeine Technische Daten Sperrwerk „Alter Fischereihafen“

Bauwerkshöhe (OK Wände): +7,50 mNN
Bauwerksunterkante (UK Sohle): - 8,50 mNN
OK Sperrtore / Tor 1: + 7,00 mNN, Tor 2: + 7,00 mNN
OK Sohle in Nord – Süd Richtung -7,00 mNN bis -6,0 mNN
Lichte Weite der Durchfahrtsöffnungen 14 m
Schließwasserstand Sturmflutfall +3,00 mNN (Innenwasserstand Hafenbecken)