ENERGIESPEICHER RIEDL - Landkreis Passau · Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen...

Einreichunterlagen PFV Speichersee Standsicherheitsnachweis

JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE Seite 1 von 14

ENERGIESPEICHER

RIEDL

Planfeststellungsverfahren

Speichersee

Standsicherheitsnachweise

PLANERGEMEINSCHAFT

Erstellt RMD-Consult GmbH A. Schröttner 10.11.2011

Geprüft RMD-Consult GmbH C. Göhl 10.11.2011

Freigegeben DKJ / ES-R D. Mayr 25.11.2011

Unternehmen / Abteilung Vorname Nachname Datum

Fremdfirmen-Nr.: Aufstellungsort: Bl. von Bl.

+

Unterlagennummer

SKS

Projekt-Nr.

Gliederu

ngszeic

hen

Ersteller

Gliederu

ngszeic

hen Zählteil

Gliederu

ngszeic

hen

Bla

ttnum

mer

Gliederu

ngszeic

hen

Änderu

ngsin

dex

Pla

nsta

tus

Pla

nart

KKS DCC(UAS)

Vorz

eic

hen

S1 S2 S3

Dokum

entt

yp

Num

mer

Vorz

eic

hen

GA Funktion/

Bauwerk

Aggregat/

Raum

Vorz

eic

hen

G F0 F1 F2 F3 FN A1 A2 AN A3

* A A A ~ A N N N / A A A A N / A N N N N N / N N / A A A = N N A A A N N A A N N N A & A A A N N N

* J E S - A 0 0 1 - P E R M 1 - B 6 2 0 0 2 - 0 0 - _ F E

Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen PFV

Seite 2 von 14 JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE

Inhaltsverzeichnis

1. Vorbemerkungen ...................................................................................3 1.1. Allgemeines .................................................................................3 1.2. Normen .......................................................................................3 1.3. Nachweiskonzept ..........................................................................3 1.4. Gutachten ...................................................................................4 1.5. Rechenprogramme .......................................................................4

2. Wasserstände ........................................................................................4 3. Bodenkennwerte ....................................................................................5 4. Erdbeben ..............................................................................................6 5. Bemessungssituationen ..........................................................................7

5.1. Einwirkungen ...............................................................................7 5.2. Lastfälle ......................................................................................8 5.3. Tragwiderstände...........................................................................8 5.4. Bemessungssituationen ............................................................... 10

6. Statische Nachweise ............................................................................. 11 6.1. Böschungsbruchberechnungen ..................................................... 11 6.1.1. Luftseite .................................................................................... 11 6.1.2. Wasserseite ............................................................................... 11 6.1.3. Berechnungsergebnisse ............................................................... 11 6.2. Gleitsicherheit Dammquerschnitt .................................................. 12 6.3. Setzungen ................................................................................. 14

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Dammquerschnitt Gleiten .......................................................................... 12

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Grundlage Teilsicherheitsbeiwerte ..................................................................... 3 Tabelle 2: Bodenkennwerte ............................................................................................. 5 Tabelle 3: Bodenkennwerte eingebaut .............................................................................. 5

Tabelle 4: Beschleunigungswerte D .................................................................................. 6 Tabelle 5: Beschleunigungswerte A .................................................................................. 7 Tabelle 6: Einwirkungskombinationen .............................................................................. 8 Tabelle 7: Bemessungssituationen allgemein ................................................................... 10 Tabelle 8: Bemessungssituationen ................................................................................. 10 Tabelle 9: Berechnungsergebnisse Böschungsbruch ......................................................... 11 Tabelle 10: Massen Gleitquerschnitt ............................................................................... 12

Tabelle 11: Wasserdrücke ............................................................................................. 12 Tabelle 12: Verhältnisfaktoren Erdbeben ........................................................................ 13 Tabelle 13: Berechnungsergebnisse Dammgleiten............................................................ 13

Beilagenverzeichnis Beilage 1 Regelquerschnitt Damm vor Riedl

Beilage 2 Teilsicherheitsbeiwerte DIN 1054: 2010-12

Beilage 3 Bemessungsergebnisse Böschungsbruch

Beilage 4 Bemessungsergebnisse Dammgleiten



1. Vorbemerkungen

1.1. Allgemeines

Nachfolgende Statische Nachweise beziehen sich auf die Standsicherheit des Dam-

mes des Speichersees. In ihn integrierte Bauwerke werden nicht behandelt. Ebenso

nicht behandelt sind Nachweise bezüglich der Asphaltdichtung.

Da der Damm auf überwiegender Länge eine luftseitige Böschungsneigung von 1 : 5

aufweist und nur an der höchsten Stelle über Urgelände (über dem Zugang zum Kon-

trollgang an der südlichen Spitze) eine Böschungsneigung von 1 : 3, werden die

Nachweise ausschließlich in diesem maßgebenden Schnitt geführt. Dieser ist in Pl.Nr.

JES-A001-PERM1-A21008-02-_FE „Regelquerschnitt – Damm vor Riedl“ dargestellt

(Beilage 1).

Die Standsicherheitsnachweise umfassen Berechnungen zu:

Böschungsbruchsicherheit

Gleiten Gesamtdamm

Setzungen (Angaben gemäß Bodengutachten)

1.2. Normen

Die Nachweise folgen den Vorgaben der

DIN 19700-11: 2004-07 – Stauanlagen, Teil 11: Talsperren

DIN 19700-14: 2004-07 – Stauanlagen, Teil 14: Pumpspeicherbecken

zusammen mit allen in diesen genannten Bezugsnormen.

Bei Bemessungssituationen, in denen die Dichtungselemente teilweise unwirksam

sind, wird den Vorgaben des BAW Merkblattes „Standsicherheit von Dämmen an

Bundeswasserstraßen“ (MSD) gefolgt.

1.3. Nachweiskonzept

DIN 19700-11 verfolgt noch das globale Standsicherheitskonzept. Unter Punkt

7.1.2.1 der Norm wird jedoch explizit drauf hingewiesen, daß das Teilsicherheitskon-

zept angewendet werden darf. Vergleichend sollten beide Konzepte verfolgt werden,

„um die Erfahrungen zu mehren“.

Darauf wird innerhalb dieser Berechnung nicht eingegangen und es wird ausschließ-

lich das Teilsicherheitskonzept angewendet.

Dabei werden die Teilsicherheitsbeiwerte wie folgt nach DIN 1054, 12/10 vergeben:

Bemessungssituation nach Lastfall nach

DIN 19700-11, 07/04 DIN 1054, 12/10 DIN 1054, 01/05

entspricht

I BS-P 1

II BS-T 2

III BS-A 3

Tabelle 1: Grundlage Teilsicherheitsbeiwerte

Die zu Grunde liegenden Tabelle A2.1, A2.2 und A2.3 der DIN 1054, 12/10 sind in

Beilage 2 beigefügt.



Die jeweiligen Teilsicherheiten sind in den Berechnungsergebnissen dargestellt.

1.4. Gutachten

Für den Bereich des Speicherbeckens wurde ein Geotechnischer Bericht erstellt, wel-

cher zum Zeitpunkt der Bearbeitung im Entwurf vorlag.

IB Eigenschenk, Geotechnischer Bericht Nr. 52.11.1112-1 vom 07.11.2011

1.5. Rechenprogramme

Die Berechnungen wurden mit folgenden Programmen aus der GGU Programmreihe

durchgeführt:

Stability, V 6.25 – Böschungsbruchberechnungen nach DIN 4084

SS-Flow 2D, V 7.58 – Berechnung von Grundwasserströmungen

2. Wasserstände

Da der Speichersee über keinen natürlichen Zulauf verfügt, sind die beiden Betriebs-

wasserspiegel maßgebend:

Stauziel +630,50

Absenkziel +610,00

Als extreme Wasserstände werden noch ein bordvoller Einstau bis hin zum Überströ-

men (z.B bei Versagen der Sicherungseinrichtungen der Pumpen) und eine vollstän-

dige Entleerung (vor dem ersten Einstau oder bei Revisionen) berücksichtigt.

Grundwasser wurde als in das Bohrloch einströmendes Schichtenwasser festgestellt

und fließt innerhalb der Klüfte des kristallinen Grundwasserleiters (Fels). „Wegen der

in der Regel geringen Ergiebigkeiten unter wechselnden Kluftsituationen ist die

Grundwasserführung meist nur von lokaler Bedeutung“ (Geotechnischer Bericht

Punkt 2.4). Für die innerhalb dieses Berichtes durchgeführten Bemessungen hat das

Grundwasser keine Bedeutung, weswegen es keine weitere Berücksichtigung findet.



3. Bodenkennwerte

Der Geotechnische Bericht faßt unter Punkt 4.6 die durchgeführten Untersuchungen

tabellarisch als ansetzbare Bodenkennwerte zusammen.

Tabelle 2: Bodenkennwerte

Ergänzt wird diese Tabelle durch eine weitere Tabelle, in der ausgewählte bodenme-

chanische Kennwerte im eingebauten Zustand angegeben werden:

Tabelle 3: Bodenkennwerte eingebaut

Da in der Tabelle Bandbreiten der Werte beruhend auf vorsichtigen Schätzwerten der

Mittelwerte der DIN 4020 angegeben sind, sind die Werte je nach Bemessungssitua-

tion unterschiedlich zu verwenden.

Für die Tragwiderstandsbedingung A (siehe 5.3) können die Mittelwerte verwendet

werden, für die Tragwiderstandsbedingungen B und C können die unteren / bzw. un-

günstigsten Werten maßgebend werden.



4. Erdbeben

Der geplante Standort für den Energiespeicher Riedl befindet sich unmittelbar an der

Grenze zwischen Österreich und Deutschland. Bis heute gibt es noch keine grenz-

übergreifenden Erdbebenkarten. Aus diesem Grund werden die Ansätze aus Öster-

reich und Deutschland miteinander verglichen und die ungünstigsten Werte für die

Bemessung der Dämme des Oberbeckens gewählt. Somit liegt die Bemessung der

Dämme auf der sicheren Seite.

Gemäß DIN 19700 Teil 11 Abs. 7.1.2.6 dürfen die Nachweise der Dämme des Ober-

beckens mit quasistatischen Ersatzlasten mit dem 1,0-fachen Wert der Bodenbe-

schleunigung geführt werden (gilt für Talsperre der Klasse 1 bis 40 m; ES-R: max.

Höhe über Gründung ca. 32 m). Für den Erdbebenlastfall 1, das Betriebserdbeben, ist

für Talsperren der Klasse 1 ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode von T=500 Jah-

ren anzusetzen. Für den Erdbebenlastfall 2, das Bemessungserdbeben, ist für Tal-

sperren der Klasse 1 ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode von T=2500 Jahren

anzusetzen.

Gemäß der im Hochbau in Deutschland verwendeten DIN 4149 befindet sich der

Energiespeicher Riedl in keiner Erdbebenzone. Dies bezieht sich auf ein Erdbeben mit

einer Wiederholperiode von 475 Jahren. Die Beschleunigung beträgt also weniger als

die in Erdbebenzone 1 angesetzten 0,4 m/s².

Speziell hinsichtlich Erdbebengefährdung bezogen auf die Gefährdungsniveaus der

DIN 19700 wurden vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam Erdbebenkar-

ten erarbeitet (www.gfz-potsdam.de). Für ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode

von T=500a sind am Standort ES-Riedl demnach keine Bodenbeschleunigungen an-

zusetzen.

Für den Erdbebenlastfall 2, also einer Wiederholperiode von T=2500a, wurde eine

maximale Horizontalbeschleunigung von 0,6 m/s² für das Projektgebiet ermittelt.

Nach Rücksprache mit dem Mit-Bearbeiter des Merkblatts 58 zur Berücksichtigung

von Erdbebenbelastungen nach DIN 19700 in NRW, Herrn Dr. Linse, sind die horizon-

talen Maximalbeschleunigungen des GFZ-Potsdam nicht um die häufig angewandten

30% zu reduzieren, um die für die Bemessung anzusetzenden effektiven Beschleuni-

gungen zu erhalten. Für die vertikalen Effektivbeschleunigungen sind 2/3 der hori-

zontalen Effektivbeschleunigungen anzusetzen.

Zusammengefasst sind die Ansätze für den Standort ES-Riedl aus Deutschland:

ahoriz, eff avert, eff

Betriebserdbeben: T = 500a < 0,4 m/s² < 0,27 m/s²

Bemessungserdbeben: T = 2500a 0,6 m/s² 0,4 m/s²

Tabelle 4: Beschleunigungswerte D

Im angrenzenden Österreich wird zur Ermittlungen von Erdbebenbelastungen die

Richtlinie vom Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft – Österreichische

Staubeckenkommission mit dem Titel „Erdbebenberechnung von Talsperren“ ange-

wandt.

Hier werden die Betriebserdbeben in Analogie zu den ICOLD-Richtlinien betrachtet

(„Selecting Seismic Parameters for Large Dams“, ICOLD-Bulletin Nr. 72, 1989).

Demnach gilt für das Betriebserdbeben (OBE für „Operating Basis Earthquake) eine

Wiederholungsperiode von 200 Jahren. Für das MCE (für „Maximum Credible

Earthquake“) ist die größte „vernünftig“ denkbare Einwirkung durch ein Erdbeben

anzusetzen.

Die in den österreichischen Erdbebenkarten ermittelten Maximalwerte für Horizontal-

beschleunigungen dürfen um 30% reduziert werden um die effektiven Beschleuni-

gungen zu erhalten. Die vertikale Effektivbeschleunigung beträgt 2/3 der effektiven

Horizontalbeschleunigung.

In den Erdbebenkarten im Anhang von Band 3 der österreichischen Richtlinie gelten

als maximale horizontale Beschleunigungen in der Nähe des Projektgebiets für das

OBE die für Österreich gebräuchliche Mindestbeschleunigung von 0,6 m/s² und für

das MCE 1,1 m/s².



Zusammengefasst sind die Ansätze für den Standort ES-Riedl aus Österreich dem-

nach:

ahoriz, eff avert, eff

Betriebserdbeben: T = 200a 0,4 m/s² 0,27 m/s²

Maximal denkbares Erdbeben 0,77 m/s² 0,51 m/s²

Tabelle 5: Beschleunigungswerte A

Für die statischen Berechnungen werden im Folgenden die Werte aus den österreichi-

schen Richtlinien verwendet, da sie stets über den Deutschen Ansätzen und somit auf

der sicheren Seite liegen.

Da sich die Beschleunigungswerte auf Fels als Aufstandsfläche beziehen, wird die

Gründung der Dämme bis auf den Fels modelliert.

Die Beschleunigungswerte können dem Programm vorgegeben werden und werden

mit der Option „Erdbeben“ berücksichtigt.

5. Bemessungssituationen

Die Bemessungssituationen werden nach den Vorgaben von DIN 19700-11, 7.1.2 aus

einer Kombination von Lastfällen und Einwirkungskombinationen gebildet. Die Last-

fälle wiederum werden aus einer Kombination verschiedener Einwirkungen gebildet.

5.1. Einwirkungen

Einwirkungen während der Bauphase werden nicht berücksichtigt.

Gruppe 1: Ständige oder häufig wiederkehrende Einwirkung

Absenkziel WSP +610,00

Stauziel WSP +630,50

Verkehrslast auf Dammkrone und / oder Straße p = 10 kN/m²

Gruppe 2: seltene oder zeitlich begrenzte Einwirkung

Speicherbecken leer

Verkehrslast SLW 60 auf Dammkrone oder Straße

Betriebserdbeben

Gruppe 3: außergewöhnliche Einwirkung

bordvoller Einstau

Bemessungserdbeben

In DIN 19700-14 wird unter Pkt. 6.2 besonders auf den Fall schnelle Stauspiegelab-

senkung hingewiesen, die bei Speicherbecken planmäßig vorkommt.

Für die schnelle Stauspiegelabsenkung lassen sich ohne weitere Kenntnisse über die

Geschwindigkeit und die tatsächliche Porendruckverteilung nur schwer Randbedin-

gungen formulieren. Bei voll funktionsfähiger Asphaltdichtung ist die Oberfläche dicht

und es dringt kein Wasser aus dem Speicherbecken in den Deichkörper ein. Auch bei

defekter Oberflächendichtung wird sich keine Sickerlinie im Deich einstellen, da ein

funktionsfähiges Drän vorausgesetzt werden kann. Erst bei Ausfall beider Siche-

rungseinrichtungen und einem lang anhaltenden Einstau würde sich der Deichkörper

hinter der Oberflächendichtung aufsättigen. Ebenso ist eine Aufsättigung durch einsi-

ckerndes Oberflächenwasser schwer vorstellbar, da wiederum das Drän versagen

müßte und sich das Wasser zusätzlich noch im Stützkörper aufstauen müßte.

Aus diesem Grund wird im Rahmen dieser Vorbemessung kein Nachweis für die

schnelle Stauspiegelabsenkung geführt. Diese stellt mehr ein lokales Problem der



Oberflächendichtung als ein Standsicherheitsproblem der Böschung dar und ist im

Zuge der Ausführungsplanung noch weiter zu untersuchen.

5.2. Lastfälle

Nach DIN 19700-11, 7.1.2.3 sind die Lastfälle wie folgt zu bilden:

Lastfälle 1 (Regelkombinationen):

alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1;

Lastfälle 2 (seltene Kombinationen):

alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1 und

je eine Einwirkung der Gruppe 2;

Lastfälle 3 (außergewöhnliche Kombinationen):

alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1 und

je eine Einwirkung der Gruppe 3.

Daraus werden folgende bemessungsrelevante Lastfälle (Einwirkungskombinationen)

gebildet:

Einwirkungen

Lastfälle (LF) (Einwirkungskombinationen)

1 2 3

1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3

Gruppe

1

Absenkziel +610,00 x x x x

Stauziel +632,50 x x x x

Verkehrslast p = 10

kN/m² x x x x x x

Gruppe

2

Speicherbecken leer x

Verkehrslast p = 33,3

kN/m² x x

Betriebserdbeben x x

Gruppe

3

bordvoll x

Bemessungserdbeben x x

Tabelle 6: Einwirkungskombinationen

5.3. Tragwiderstände

Auszug aus DIN 19700-11, 7.1.2.4:

a) Tragwiderstandsbedingung A (wahrscheinliche Bedingungen):

für gesicherte oder allgemein anerkannte Kennwerte (entweder genormt,

z. B. in DIN 1055-1 und DIN 1055-2 sowie DIN 1055-4 und DIN 1055-5,

oder durch Versuchsergebnisse festgelegt oder aus Erfahrung sicher abge-

schätzt) und

voll wirksame bauliche Einrichtungen nach 6.1.1 c);

b) Tragwiderstandsbedingung B (wenig wahrscheinliche Bedingungen):

für ungünstige Kennwerte innerhalb gesicherter Streubereiche oder

bei eingeschränkter Wirkung einer maßgeblichen baulichen Einrichtung

nach 6.1.1 c);

c) Tragwiderstandsbedingung C (unwahrscheinliche Bedingungen):

für ungünstige Kennwerte in Grenzbereichen oder

bei Ausfall einer maßgeblichen der baulichen Einrichtungen nach 6.1.1 c).

Für diese Bemessung bedeutet das:

Tragwiderstandsbedingung A:

Mittelwerte der Bodenkennwerte und



Asphaltdichtung und Drän intakt

Tragwiderstandsbedingung B:

untere Bodenkennwerte und

Asphaltdichtung und Drän intakt

Anmerkung: Maßgebend für den Ausfall einer maßgeblichen baulichen Ein-

richtung ist die Asphaltdichtung. Da in nachfolgender Tragwiderstandsbe-

dingung C der Totalausfall berücksichtigt wird, wird ein Teilversagen als

wenig bedeutungsvoll gesehen. Der oder-Bedingung folgend werden hier

nur die unteren Bodenkennwerte angesetzt.

Tragwiderstandsbedingung C:

untere Bodenkennwerte oder

vollständiger Ausfall Asphaltdichtung (MSD 4.5.2)

Anmerkung: Zu berücksichtigen ist die eingeschränkte Wirkung einer

maßgeblichen baulichen Einrichtung. Da bei voll wirksamer Asphaltdich-

tung die Drainageeinrichtungen (technisch) überhaupt nicht beaufschlagt

werden, macht im Weiteren die Berücksichtigung des Ausfalls einer Drai-

nageeinrichtung keinen Sinn.

Es ist zu unterscheiden zwischen Bemessungssituationen, in denen die Si-

ckerlinie relevant wird und Situationen, bei denen ungünstige Bodenkenn-

werte bestimmend sind.



5.4. Bemessungssituationen

Die Bemessungssituationen werden unterschieden in:

BS I: Ständige Bemessungssituation

BS II: Vorübergehende Bemessungssituation

BS III: Außergewöhnliche Bemessungssituation

Aus Kombination der Lastfälle und Tragwiderstandsbedingungen ergeben sich die

Bemessungssituationen in allgemeiner Form

Lastfälle

Bemessungssituationen für Tragwiderstandsbedingun-

gen

A B C

1 BS I BS II BS III

2 BS II BS III

3 BS III

Tabelle 7: Bemessungssituationen allgemein

… und somit für diese Bemessung:

Lastfälle

Bemessungssituationen für Tragwi-

derstandsbedingungen

A B C

1.1 BS I-1.1 BS II-1.1 BS III-1.1

1.2 BS I-1.2 BS II-1.2 BS III-1.2

2.1 BS II-2.1 BS III-2.1

2.2 BS II-2.2 BS III-2.2

2.3 BS II-2.3 BS III-2.3

2.4 BS II-2.4 BS III-2.4

2.5 BS II-2.5 BS III-2.5

3.1 BS III-3.1

3.2 BS III-3.2

3.3 BS III-3.3

Tabelle 8: Bemessungssituationen

Da es sich hierbei um eine Vielzahl durchzuführender Berechnungen handelt, werden

nachfolgend nur die als tatsächlich bemessungsrelevant erkennbaren Situationen

herausgefiltert und untersucht. Diese sind vorab in der Tabelle hervorgehoben.



6. Statische Nachweise

6.1. Böschungsbruchberechnungen

6.1.1. Luftseite

Für die luftseitige Böschung hat der Austrittspunkt der Sickerlinie bei einer Damm-

durchströmung eine maßgebende Bedeutung. Eine relevante Durchströmung tritt erst

bei vollständigem Ausfall der Oberflächendichtung (OFD) ein, der der Tragwider-

standsbedingung C zuzuordnen ist. Für C gilt ausschließlich Lastfallgruppe 1. Es wird

demnach die Einwirkung „Stauziel +632,50“ maßgebend, also Bemessungssituation

BS III-1.2.

Des Weiteren tritt eine ungünstige Bemessungssituation bei hohen Verkehrslasten

auf. Daher ist auch BS III-2.3 bemessungsrelevant.

Für Erdbeben sind die Bemessungssituationen BS III-2.5 und BS III-3.3 zu untersu-

chen.

6.1.2. Wasserseite

Für die Wasserseite sind alle Bemessungssituationen mit hohem Wasserstand uninte-

ressant, da dieser stabilisierend wirkt.

Somit sind die Einwirkungskombinationen 1.2, 2.3, 2.5, 3.1 und 3.3 nicht bemes-

sungsrelevant.

Einwirkungskombination 2.2 stellt sich wegen der hohen Verkehrslast prinzipiell un-

günstiger dar als 1.1 und ersetzt diese somit. Also ist BS III-2.2 zu untersuchen.

Vergleichend wird noch BS III-2.1 untersucht, da für einen böschungsfußnahen Gleit-

kreis die fehlende Auflast aus Wasser maßgebend sein kann.

Für Erdbeben sind die Bemessungssituationen BS III-2.4 und BS III-3.2 zu untersu-

chen.

6.1.3. Berechnungsergebnisse

Die Berechnungsergebnisse sind in der Beilage 3 dargestellt und werden nachfolgend

tabellarisch zusammengefaßt.

Beilage Bemessungssi-

tuation

Böschungsseite Bodenkenn-

werte

Ausnutzungs-

grad E/R

3-3 BS III-1.2 ls mittlere 0,74

3-6 BS III-1.2a ls mittlere 0,87

3-7 BS III-2.3 ls untere 0,60

3-8 BS III-2.5 ls untere 0,68

3-9 BS III-3.3 ls mittlere 0,71

3-10 BS III-2.1 ws untere 0,84



3-13 BS III-3.2 ws mittlere 0,96

Tabelle 9: Berechnungsergebnisse Böschungsbruch

Die Standsicherheit der Böschung ist in allen Bemessungssituationen gegeben.

Neben den Erdbebenlastfällen wird die höchste Ausnutzung für den luftseitigen

Dammfuß in Lastfallkombination 1.2a mit 87% erreicht. Hier wurden zwei Varianten

untersucht. Zunächst der planmäßige Fall mit durchgehender Hanglehmschicht in der



Aufstandfläche, die ein Einsickern des Speicherwassers in den (drucklosen) Grund-

wasserleiter unterbindet. Dann die maßgebende Variante a, bei der die Hanglehm-

schicht unterbrochen, bzw. nicht vorhanden ist (gleiche Bodenparameter wie Gneis-

zersatz verwittert). Diese Bemessungssituationen sind allerdings eher akademischer

Natur, da sie neben einem vollständigen Ausfall der OFD auch ein Versagen der Drä-

nage unter der OFD voraussetzen. Zusätzlich wurde die Sickerlinie bei stationären

Verhältnissen ermittelt, die sich bei einem fortwährenden Einstau erst nach ca. 30

Tagen einstellen.

Die sicher auftretende höchste Ausnutzung ergibt sich in Bemessungssituation BS III-

2.1 (Becken leer) mit 84%.

6.2. Gleitsicherheit Dammquerschnitt

Das Abgleiten des Querschnittes findet unmittelbar unter der Aufstandfläche im

Hanglehm statt. Maßgebend wird ein hoher Wasserstand im Speicherbecken, des

Weiteren sind die Erdbebenlastfälle zu untersuchen.

Für die Ermittlung der Massen wird der Damm auf die zwei maßgebenden Bereiche

reduziert:

Abbildung 1: Dammquerschnitt Gleiten

Massenermittlung

Schicht Bezeichnung A [m²/m] Mittel-

wert

[kN/m³]

GØ [kN/m] unterer

Grenzwert

[kN/m³]

Gmin

[kN/m]

1 Gneiszersatz 638,5 19,75 12.610 18,5 11.812

2 Felsausbruch 2.411,7 21 50.645 20 48.234

63.255 60.046

Tabelle 10: Massen Gleitquerschnitt

Wasserdruck

Böschungsneigung n = 1 : 2 = tan cot = 2

WV = W * HW²/2 * cot = W * HW²

WH = W * HW²/2

Stauziel HW [m] WV [kN/m] WH[kN/m]

630,50 27,75 7.700 3.850

632,50 (LF 3.1) 29,75 8.850 4.425

Tabelle 11: Wasserdrücke



Nachweis

E ≤ R entspricht

Tk * G ≤ Nk * tan / R,h bzw.

WH * G ≤ (Gk + WV) * tan / R,h

Hanglehm: = 25°

Entsprechend der Neigung der Sohlfläche sind die Werte in ihre Anteile parallel

und senkrecht zur Gleitfläche aufzuteilen.

Bei den Bemessungssituationen mit Erdbebenbelastung werden die Lasten um das

Verhältnis a/g erhöht, bzw. reduziert.

ah / g av / g ∆g+h ∆g-

v

Betriebserdbeben 0,041 0,028 1,041 0,972

max. Erdbeben 0,078 0,052 1,078 0,948

Tabelle 12: Verhältnisfaktoren Erdbeben

Nachfolgend sind die Ergebnisse der tabellarischen Berechnung zusammengefasst.

Das Rechenblatt findet sich in Beilage 4.

Bemessungssituation E/R

BS I-1.2 0,78

BS II-1.2 0,70

BS II-2.3 0,70

BS III-2.3 0,64

BS II-2.5 0,70

BS III-2.5 0,64

BS III-3.1 0,67

BS III-3.3 0,66

Tabelle 13: Berechnungsergebnisse Dammgleiten

Der Dammquerschnitt ist in allen Bemessungssituationen sicher gegen ein Abgleiten

auf dem Hanglehm. Die maximale Ausnutzung liegt im normalen Betriebszustand bei

78%.

Iterativ wurde noch die höchstzulässige Neigung der Sohlfläche zu = 18° bestimmt.



6.3. Setzungen

Zu den zu erwartenden Setzungen in verschiedenen Dammschnitten macht das Bau-

grundgutachten bereits detaillierte Angaben, die den Nachweisen im Rahmen einer

Vorstatik genügen.

Daher wird an dieser Stelle lediglich auf das Gutachten verwiesen und die Ergebnisse

kurz zusammengefaßt.

Insbesondere in Bereichen großer Schütthöhen, denen der hier betrachtete Regel-

querschnitt zuzuordnen ist, finden sich auch die größten Schichtdicken von Böden

starker bis mittlerer Zusammendrückbarkeit (Hanglehm und verwitterter Gneis). Hier

sind Setzungen bis zu 60 cm zu erwarten, die noch von Eigensetzungen des Dammes

in Höhe von 1% der Schütthöhe begleitet werden. Für den betrachteten Querschnitt

ergibt sich somit bei einer Schütthöhe von ca. 32 m eine prognostizierte Gesamtset-

zung von 60 + 0,01 * 3.200 = 92 cm.

Es ist daher zwingend erforderlich Setzungsbeobachtungen durchzuführen und den

Einbau der Asphaltdichtung erst nach nachgewiesenem Ende der Primärsetzungen

und Kenntnis über die noch zu erwartenden Konsolidationssetzungen vorzunehmen.

Insbesondere für den Kontrollgang sind noch detaillierte Untersuchungen erforderlich.

Zwar erfolgt dessen Herstellung erst nach der Schüttung des Dammes und weitge-

hend beendeten Setzungen, jedoch werden ab der ersten Beckenfüllung weitere Set-

zungen aus der Wasserauflast hervorgerufen.

Um sämtliche Setzungen und die Differenzsetzungen auf den ganzen Umfang ab-

schätzen zu können, wird es erforderlich, die Bodenaufschlüsse zu verdichten und

das Gesamtsystem einer FE Berechnung zu unterziehen, die alle Belastungszustände

ab dem Herrichten des Baufeldes erfaßt.

ZUGEHÖRIGE PLÄNE:

JES-A001-PERM1-A21008-01

Der Inhalt dieser Zeichnung ist geistiges Eigentum des Planerstellers. Die Zeichnung ist demEmpfänger nur zum persönlichen Gebrauch anvertraut. Ohne unsere schriftliche Bewilligungdarf sie weder vervielfältigt noch dritten Personen zugänglich gemacht werden.Zuwiderhandeln wird von uns gerichtlich verfolgt.

The content of this drawing is copyright property of the designer. The drawingwas handed over to the receiver for personal use only and without our writtenpermission it must not be reproduced or made available to any third parties.Any infringement will be prosecuted.

DAMM VOR RIEDLM 1:250

DAMMAUFBAUREGELQUERSCHNITT

DETAIL OBERFLÄCHENABDICHTUNGM 1:10

ENERGIESPEICHER RIEDL - Landkreis Passau · Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen...

Documents

Transcript of ENERGIESPEICHER RIEDL - Landkreis Passau · Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen...