AUSBAU DES NORD-OSTSEE-KANALS Anpassung …...Vortrag im Rahmen des BAW-Kolloquiums Planung und...

AUSBAU DES NORD-OSTSEE-KANALS

Anpassung der Oststrecke

Jörg Brockmann

Planungsgruppe Ausbau NOK

Inhalt

Ist-Zustand

Verkehr

Planung

Zeitplan

Überblick

162 m

11 m

90 m

Hamburg

Länge ~100 km

Zwei Schleusengruppen àvier Kammern

12 Weichen

12 Autofähren

4 (10) Brücken

2 Tunnel in Rendsburg

Bauzeit 1887-1895

Erweiterung 1907-1914

Anpassungs- und Sicherungs-programm 1965-2000

Größtes Fahrzeug [m] 235*32,5*7 bzw. 175*24*9,5

Verkehr

+135%

+140%

+48%

Durchgangsverkehr [Anzahl]

Ladung [1000 to]Durchgang

BRZ [1000]Durchgang

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

110.000

120.000

130.000

140.000

150.000

160.000

170.000

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Oststrecke NOK-km 80-94Situation:

Profil der ersten Erweiterung 1914Einschränkung der BegegnungenFlaschenhals für ein größeres Schiff

Ziele:Neues NOK-MAX-Schiff (Pan-Max-Size) 280m/32.5m/9.5mVerbesserung der BegegnungenReduzierung der durchschnittlichen Passagezeit

Projekt Überblick NOK Oststrecke

44 m

102,5 m

11 m

1914

140m

11m

70m 2014

DetailsAusbau der KurveninnenseitenRadius 3000 mNeubau der Levensauer Hochbrücke (eigenes Verfahren)vielfältige Ansprüche aus Verkehr und Umwelt8,5 Mio m³ Boden• 4,5 Mio m³ Feuchtabtrag• 4 Mio m³ Trockenabtrag

Krummwisch

Schinkel

Stampe

Weiche Königsförde

Weiche Schwartenbek

A 210 N

Kiel

80

85

9095

76503

Neuwittenbek

Weiche Groß Nordsee

Projekt Überblick NOK Oststrecke

2009 Einleitung Planfeststellungsverfahren

Ende 2010 Planfeststellungsbeschluss Beginn der Umsetzung der Maßnahmen (Vorbereitung/Ausschreibung)

Ende 2012 Erster Teilnutzen(Fertigstellung des Abschnitts zwischen den Weichen Schwartenbek und Groß Nordsee)

2014 Fertigstellung der Gesamtmaßnahme

2009 Einleitung Planfeststellungsverfahren

Ende 2010 Planfeststellungsbeschluss Beginn der Umsetzung der Maßnahmen (Vorbereitung/Ausschreibung)

Ende 2012 Erster Teilnutzen(Fertigstellung des Abschnitts zwischen den Weichen Schwartenbek und Groß Nordsee)

2014 Fertigstellung der Gesamtmaßnahme

Zeitplan

Bodenverbringungskonzept für die Anpassung der NOK-Oststrecke - GIS

1Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH

BAW-Kolloquium zur Planung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen

11.09.2008

1

Projektbearbeitung und Datenhaltung mittels GIS(Geografisches Informationssystem)

Bodenverbringungskonzept für die Anpassung derNOK-Oststrecke

Vortrag im Rahmen des BAW-KolloquiumsPlanung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen

BAW, Dienststelle Hamburg11. September 2008

Dipl.-Geol. Oliver SchildPHW - Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH




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2

Auftragnehmer: Planungsgesellschaft für Hafenflächen- recycling und Wasserbau mbH

bestehend aus den Büros:

Knabe Beratende Ingenieure GmbH Gasstraße 18, Haus 4, 22761 Hamburg

Ingenieurgesellschaft Enders und Dührkop Hasenhöhe 126, 22587 Hamburg

Auftraggeber: Wasser- und Schifffahrtsamt Kiel-Holtenau Schleuseninsel 2, 24159 Kiel




11.09.2008

3

Gliederung

1. Aufgabenstellung

2. Geografisches Informationssystem (GIS)

3. Alt- und Bestandsdatensituation

4. Baugrundaufschlussprogramm / Neudaten

5. Baugrundmodell

(6.Baugrundgutachten)




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4

Aufgabenstellung

Ziel: Geotechnische Grundlage für das Verbringungskonzept

Teilaufgaben:1. Erstellung einer Aufschlussdatenbank2. Sichtung, Überarbeitung und Archivierung von Altdaten3. Planung und Durchführung von Zusatzaufschlüssen4. Planung und Durchführung eines Laborprogramms5. Einteilung von Homogenbereichen6. Entwicklung einer GIS-Anwendung (Baugrundmodell)7. Bodenklassifizierung und Bodengutachten




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5

Geografisches Informationssystem (GIS)

Was ist GIS?

Ein Geografisches Informationssystem (GIS) ist einWerkzeug zur Bearbeitung, Speicherung / Vorhaltungund Präsentation von Raumdaten (Geodaten).




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Geografisches Informationssystem (GIS)

Warum GIS bei der Anpassung der NOK-Oststrecke?

- Datenhaltung der großen Datenmengen- Zusammenführung und Vereinheitlichung unterschiedlicher Daten- Erleichterte Datenanalyse- Entwicklungsmöglichkeit eines Baugrundmodells mit

-> Schichtdaten-> Bodenkennwerte und Klassifikationen-> 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche, zur

Schnittgenerierung und Massenermittlung.




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Alt- und Bestandsdatensituation

- Bohrprofile und Lagepläne von insgesamt etwa 550 Altaufschlüssen,

Chronologen, digitale Grundkarten, Luftbilder, Bruchkanten,

Bestandshöhen und Peildaten

- Quellen: NOK-Bohratlas (WSA), Unterlagen LANU, Altgutachten (BAW)

- Formate: Papier, pdf, Rasterdaten (tif/jpg etc.), Vektordaten (dwg/dgn),

ASCII-Daten




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8


- Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten- pdf-Dateien werden zu Rasterdaten konvertiert- Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen




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9


- Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten- pdf-Dateien werden zu Rasterdaten konvertiert- Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen




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Lagebezugssystem- DHDN, Gauß-Krüger, Zone 3

Höhenbezugssysteme- Bis 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenbezug auf Hamburger Pegel

(=> altes System)- Seit 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenstatus 100 (=> neues System)

mit Bezug auf den Amsterdamer Pegel (Bezeichnung Normal-Null)- Umrechnung vom Hamburger Pegel auf Normal-Null:

NN = HN +3,53 m- Kanalnull KN = NN -20,0 m

Raumbezüge




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Rajensdorf

Neuwittenbek

Großkönigsförde

Landwehr

Kiel


Lage und Anzahl der Altaufschlüsse

66 Altaufschlüsse




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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten

- Aufschlussraster nach EAU

Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse

~ 14 km Ausbaustrecke:

ca. 840 Bohrungen;

ca. 560 Sondierungen




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12


- Aufschlussraster nach EAU


~ 14 km Ausbaustrecke:

ca. 840 Bohrungen;

ca. 560 Sondierungen

Nicht praktik

abel




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Phase I:AuswertungAltaufschlüsse

Phase II:Grobes Raster

Phase III:Rasterverdichtung




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100 m

100 m

Gesamtanzahl Neuaufschlüsse:- 150 Bohrungen- 200 Drucksondierungen




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Aufschlusstiefen


CPT

CPTB

t min = Wsp NOK

t soll = Sohle NOK

t min = 30 m u. GOK

t soll = 35 m u. GOK

t min = 20 mu. GOK

t soll = 25 mu. GOK

vorhandene Böschunggeplante Böschung

NOK

-11,2 mNN

-0,2 mNN

+15 mNN

Unmaßstäbliche Skizze




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Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse - Ortsbegehung

Aufnahmen mit GPS-Kamera

zur Speicherung der

Lagekoordinaten mit dem Foto




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Zeitraum: September 2007 bis Januar 2008

- rd. 4000 Bohrmeter

- rd. 6300 Sondiermeter

- etwa 1.000 Sonderproben

- 19 Bohrungen durchgehend gekernt (Liner)

- permanente technische Bohrüberwachung

- Bohrüberwachung mit Geoinformationssystem vor Ort

Durchführung der Baugrundaufschlüsse




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Durchführung der Baugrundaufschlüsse




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- Klassifikationsversuche an Sonderproben--> Kornverteilungsanalysen, cu-Werte (Taschenpenetrometer),

Wassergehalte, Zustandsgrenzen an bindigen Böden

- Klassifikationsversuche an Becher- oder Linerproben--> Kornverteilungsanalysen bei rolligen Böden

- sonstige Versuche--> Kalkgehalte, Glühverluste, triaxiale Scherversuche,

Wasseraufnahmevermögen

Versuchsprogramm für bodenmechanische Laborversuche




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Baugrundmodell

Erfassung der Aufschluss- und Labordaten

GeODin-Datenbank(Access)

Aufschluss-Stammdaten

Schichtdaten (DIN 4022)

Grundwasserdaten

Sondierungsdaten

Daten zum Bohrvorgang

Baugrund-Datenbank(Access)

Probendaten

Laborergebnisse

Bodenklassifizierungen

Verknüpfung

1:n-Verknüpfung

Visualisierung im GISVisualisierung im GIS

1:n-Verknüpfung




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Baugrundmodell

VermeidungvonRedundanzen




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BaugrundmodellInterpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen

Chronologe von

1877

(preußische

Erstaufnahme)

überlagert vom

heutigen

NOK-Verlauf




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Chronologe von

1877

(preußische

Erstaufnahme)

überlagert vom

heutigen

NOK-Verlauf




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Chronologe von

1916 (nach dem

NOK-Bau);

Kippstellen des

Bodenaushubs

sind erkennbar




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Chronologe von

1916 (nach dem

NOK-Bau);

Kippstellen des

Bodenaushubs

sind erkennbar

(Geschiebemergel), S, u, t', o', g'', ++, Pflanzenreste

(Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', o'', Pflanzenreste, w%=12.7

(Geschiebemergel), S, u, o, t', g'', ++, zers. Pflanzenreste, H-Einlagen, w%=18.9

(Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, S-Einlagen

(stark zersetzter Torf), U, o¯, Pflanzenreste, w%=84.9 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, w%=21.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste, w%=246.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, 6,25m-6,30m S-Lage, w%=14.0 (schwach zers.Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste, w%=217.4 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (schwach zers.Torf), U, o¯, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (schwach zers.Torf), U, o¯, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste (zersetzter Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste, w%=240.2 (Kalkgyttja), U, t', s'', ++, w%=67.2 (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste (Kalkgyttja), U, o, t', s'', ++, w%=102.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++ (o' Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, kleine H-Einlagen (Sand), mS, fs, gs, g', u'', ++ (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, S-Einlagen (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g', ++

GP 1; 0,00-1,00

GP 2; 1,00-2,00UP 1; 2,00-2,25

UP 3; 6,25-6,50

UP 4; 8,50-8,75

GP 3; 10,75-11,05

GP 4; 13,70-14,00

GP 5

-1,00

-2,00-2,25

-4,05-4,15-4,25-4,55-4,95-5,80-5,95-6,25-6,42-6,50-7,45-7,50-8,30-8,50-8,72-8,75-8,80-8,85-9,25-9,28-9,75-9,95-10,20-10,75-11,05-11,75

1,00

2,002,25

4,054,154,254,554,955,805,956,256,426,507,457,508,308,508,728,758,808,859,259,289,759,9510,2010,7511,0511,75

m u. GOK m NN




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Baugrundmodell

Geländemodell




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse+

AnsatzpunktProbenentnahme




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse+


Stammdaten




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse+


Stammdaten

Kornverteilungsanalysen




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse+


Stammdaten

Kornverteilungsanalysen

Konsistenz undScherparameter




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Baugrundmodell

Geländemodell+

Topografie+

Aufschlüsse+


Bodenklassifizierungen




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BaugrundmodellDatenabfragebeispiel:

Suche nach Sandenmit weniger als 5%Feinkornanteil und

weniger als 15% Kies

109 Datensätze




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Baugrundmodell - Abfragebeispiel

Anfrage nach straßenbaufähigenSanden

Behörde A

Abfrage im GIS und Speicherungder Ergebnisse als Shapedatei mit

Lageinformationen undAttributtabelleEinlesen ins GIS

-> automatische Visualisierung-> Ergebnisse auch als Tabelle

Behörde B




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BaugrundmodellEntwicklung von 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche

- Einteilung von Homogenbereichen anhand der Baugrundprofile, der

manuellen Bodenansprachen und der bodenmechanischen

Versuchsergebnisse

- Erstellung der Schichtunterflächen unter Verwendung von

Aufschlussdaten und konstruierten Stützpunkten

- Verwendung der 3D-Flächen

--> zur Generierung von Schnitten

--> zur Ermittlung von Massen (entsprechend einem Differenzen-DGM)




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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten




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Baugrundmodell

NN ±0 m

NN -10 m

NN +10 m

NN -20 m

NN -30 m

NN -11,20 m

200 m

Generierung vonSchnitten(Längsschnitt)

10-fach überhöht




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BaugrundmodellNachbearbeitungder Schnitte(Längsschnitt)

NN -11,20 m

NN ±0 m

NN -10 m

NN +10 m

NN -20 m

NN -30 m

Auffüllung

Geschiebemergel Schmelzwassersand

Steinhindernis

200 m 10-fach überhöht

steif bis halbfest

Geschiebemergelhalbfest bis fest




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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten(Querschnitt)




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NN -0,20 m (Wsp NOK)

Schmelzwassersand

Beckensedimente

50 m

NN +10 m

NN -5 m

NN +15 m

NN -15 m

NN -30 m

NN +5 m

NN ±0 m

NN -10 m NN -11,20 m

Geschiebemergelsteif bis halbfest


NNE SSW




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Schmelzwassersand

Beckensedimente

50 m

NN +10 m

NN -5 m

NN +15 m

NN -15 m

NN -30 m

NN +5 m

NN ±0 m

NN -10 m NN -11,20 m



NNE SSW)


Schmelzwassersand

Beckensedimente

NN -11,20 m



NNE SSW




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Fazit

GISals Knotenpunktfür umfassende

Projektbearbeitung

Inhaltlich erweiterbar, z.B.- Liegenschaftsmanagement

- Verwaltungsdokumente- Anlagenmanagement etc.

Funktionell erweiterbar, z.B.- GW-Monitoring

- GW-Modellierung

Grundlage für weitere Planungsphasen und die Bauausführung




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Vielen Dankfür Ihre

Aufmerksamkeit!

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