Die Bautechnik, Jg. 11, Heft 40

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DIE BAUTECHNIK

11. Jahrgang BERLIN, 19. Septeraber 1933 Heft 40

A lle R ech te v o rb ch n llen .

Grundablafi und Kraftwerk des Staubeckens Ottmachau.

Am 17. Ju n i d. J. hat der Herr R elchsverkehrsm inister in G egenw art von V ertretern der BchOrden und der W irtschaft das Staubecken an der G latzer Neifie bei O ttm achau eroffnet und dam it das erste von m ehreren B auvorhaben gleicher Art, die fflr die V erbesserung der A bflufiverhaitnisse (Schiffbarkeit) der O d er noch erforderlich sind, seiner B estim m ung flber- geben. U ber die w asserw irtschaftliche B edeutung, die G esam tanlage so­

wie iiber einige in sich geschlossene B auw erke ist schon v e rc h ie d e n tlic h berichtet w o rd en 1). H ier sollen die fiir die A usbildung des G rundablasses und des K raftw erks m afigebend gew esen en G esichtspunkte sow ie die w esentlichen Einzelheiten dieser zu einem Bauwerk vereinigten beiden Bauteile b eh an d elt w erden, und zw ar nach folgender G liederung: Hydro- logische V erhaltnisse d er G latzer NeiBe und dereń Einflufi auf die gesam te B auausfiihrung, A ufgaben und A bm essungen des G rundablasses, Kraft- ausnutzung, konstruktive A usbildung des vereinigten B auw erks, Ver- schliisse und ihre A nordnung, M odellversuche mit Zylinderschiitzen undR ingschieber-

ventil bei natiir- licher, d. h. nicht m odellm afiig ver- k leinerter Druck- hfihe auf Energie- v erzeh ru n g und K avitationsfrei- heit, B edienungs- h a ile , AnschluB der Dam m dich- tung an das Bauwerk, Bewe- gungsfugen und ihre A bdichtung, Schutz des Be­

tons, U ntergrund- v erhaitnisse, S et­

zungen, kritische Betrachtungen.

Die G latzer Neifie h a t, wie die m eisten ltnk- seitigen N eben-

fliisse der O der, den C harakter eines M itteigebirgsflusses. Ihre W asser- fiihrung ist starken Schw ankungen unterw orfen. Die JahresabfluB m enge des an der Sperrstelie rd. 2350 km 2 groBen E inzugsgebietes w echselte in den Jahren 1898 bis 1930 zwischen 324 und 1325 Mili. m 3. W ahrend das NNW bei O ttm achau etw a 4 m 3/sek, das MW etw a 21 m 3/sek betragt, muB nach dem G utachten der L andesanstalt fiir G ew asserkunde ln Berlin m it einer hOchsten H W -M enge von 1800 m 3/sek g erechnet w erden. Be­

sonders zu beachten ist, daB dic groBen H ochw asser nicht etw a im F ruhjahr b ei der Schnecschm elze, sondern im Som m er auftreten.

Die typische m eteorologische U rsache fiir die E n tsteh u n g groBer H ochw asser im oberen O d erg eb iet ist die W anderung eines Luftdruck- m inim um s von Frankreich flber Italien m it A usbildung eines erheblichen T iefdruckgebietes flber der Adria, das durch w arm e Luftm assen nach Nord und N ordost vorgeschoben w ird und flber M itteleuropa lagernde K altluft m it groBer G eschw indigkeit anzieht. Fflr Schlesien m acht sich bei dieser W etterlage die Stauw irkung d er S udeten ungflnstig bem erkbar. Infolge des G leichgew lchts zw eier en tg eg e n g esetzter LuftstrOmungen kom m en die gew altigen E nergieunterschlede an O rt und S telle zum Aus- glcich. Die oft tagelang im m er von neuem herangefuhrten schw eren W olken geben beim A ufsteigen ihre F euchtigkeit in Form von Regen ab. So sind die groBen N iederschlagsm engen im V orIande dieses G eb irg szu g es, d. h. im Q ueligebiete der linkseitigen N ebenflusse der

O der, zu erklaren.

!) S a t o r i u s , DWW 1925, Heft 5, S. 102. — K r i e g u. M O h lm a n n , DWW 1930, H eft 5, S. 93. — K r ie g , DWW 1932, H eft 11, S. 211. — G a h r s , Bautechn. 1929, S. 64; 1930, S. 23; 1931, S. 23; 1932, S. 19;

1933, S. 7. — C h o p , B autechn. 1929, S. 60; 1930, S. 547. — M u l l e r - B a d e r , Bautechn. 1930, S. 673. — M a r x , Bautechn. 1932, S. 8.

V on R egierungsbaurat Sr.=Sng. M O hlm ann, Berlin.

D iesen besonderen h y d r o l o g l s c h e n V e r h a l t n i s s e n w ar bei der B auausfiihrung in O ttm achau R echnung zu tragen. Um etw aige Schw ierig­

keiten hinsichtllch der W asserabfflhrung im Neifietal mOglichst lange zu v erm eiden, w urden die S taudam m arbeiten so eingerichtet, daB bis kurz vor ihrer B eendigung der H ochw asserąuerschnitt d er NeiBe nur w enig eingeschrankt zu w erden brauchte. Die Schiittung w urde auf der Sfld- seite am W estende begonnen (Abb. 1) und bis In die N ahe d er G rund- ablaBbaugrube vorgetrieben. D ann w urden die beiden grofien A bsetz- g erate flber die Neifie geschafft. Auf d er N ordseite b lieb zunachst eine Lflcke von 300 m Lange, dah in ter w urde die D am m schuttung nach Norden u nd W esten fortgesetzt. D er G rundablafi w ar so zeitig fertig- zustellen, dafi die Neifie u m g eleitet w erden konnte, bevor das sudliche D am m ende — nach U berschuttung des Bauwerks selbst — auch flber den Flufilauf hinw eggeschflttet w erden mufite. Die Lflcke zw ischen den beiden D am m teilen w ar so grofi g ew ahlt w orden, daB sie im V ereln m it den nur fflr die B auzeit ausge- sparten Hoch- w asseróffnungen des G rundablas­

ses, auf die spater noch naher ein- zugehen sein w ird, selb st das hOchste rechne- risch erm ittelte H ochw asser von 1800 m :1/sek bei einer m ittleren W assergeschw in- d igkeit zw ischen den beiden D am m enden von

rechnungsm afiig etw a 2,70 m /sek

entsprechend einer Ffllltiefe im Becken von w eni­

ger ais 2 m und einem Stau von nahezu 0,5 m h atte abfuhren kónnen. Die Schliefiung des D am m es mufite in eine Zeit g eleg t w erden, in der ein grOfieres H och­

w asser (von m ehr ais etw a 800 m3/sek) erfahrungsgem afi kaum zu erw arten w ar, d. h. in die Z eit vom O ktober bis Mai. Im Spatsom m er 1931 w urde durch die V eriangerung des nOrdlichcn D am m stflckes nach Siiden in voller HOhe die Lflcke so w eit (auf 150 m) eingeschrankt, dafi einerseits ein m ittleres HW von etw a 800 m 3/sek ohne erheblichen Stau (rechnerisch 0,92 m) und ohne unzuiassige G eschw indigkeit in der Dam m iiicke hatte abfliefien kOnnen und anderseits das Reststfick des D am m es in w enigen Tagen bis m indestens 1,50 m flber die StauhOhe hochgefflhrt w erden konnte, die sich bei A bfuhrung von 800 m 3/sek durch den G rundablaB allein ergeben haben w iirde. V ollkom m en ausgeschlossen w ar allerdings auch ein noch gróBeres H ochw asser nicht. Fflr den G renzfall (Q = 1800 m 3/sek) wiirde die Fulltiefe des Beckens etw a 6,5 m und der Inhalt etw a 29 Mili. m 3 b etragen haben. Ein U berstrom en des Dammschlufistflckes mufite u n ter allen U m standen verm ieden w erden w egen d er G efahr eines Durch- bruches an dieser Stelle, bei dem die inzw ischen im Becken g estau ten W asserm engen sich plOtzlich in das NeiBetal hatten ergiefien und dort ungeheuren Schaden anrichten kOnnen.

D er G r u n d a b l a f i , ohne den die A usfiihrung eines Staudam m es an einem so hochw assergefahrlichen Flusse flberhaupt kaum denkbar w are, hat folgende A ufgaben zu e rfu lle n :

1. A bgabe von ZuschuBw asser an die O der, sow eit dies nicht durch den Betrieb des K raftw erks ermOglicht w ird;

2. A bfflhrung von H ochw asser bis zu 500 m 3/se k ;

3. A blassen von V orw eIlen (im Einvernehm en m it den U nterliegern) zur V ergróBerung des H ochw asserschutzraum es bei H ochw asser- gefahr;

Abb. 1. U bersichtsplan.

532 M ó h l m a n n , GrundabiaB und Kraftwerk des Staubeckens Ottmachau

D IE BAUTECHNIK F a c h s c h rlft f. d. g e s . B a u ln g e n ie u rw e s e n

sie allein ein H ochw asser von 800 m 3/sek bei einem Stau von 1,75 m und einer W assergeschw indigkeit von etw a 4,4 m /sek h a tte n abfiihren kónnen, solange die — die Q uerschnitte v erengendcn und Energie verzehrenden — H auptverschliisse (R ingschieberventile) noch nicht ein­

g esetzt w aren. Auch nach ihrem E inbau b etrag t bei H óchststau die Leistungsfahigkeit noch etw a 500 m 3/s e k ; w eitere 35 m 3/sek kann das

Auch auf den V erlauf der O derw elle ist Riicksicht zu nehm en. Ihr Scheitel darf auf keinen Fali durch eine V orw elle aus O ttm achau ver- gróBert w erden.

Im ubrigen w ird das H ochw asser im allgem einen durch das am sud- w estlichen E nde des D am m es angeordnete O berfallbauw erk (festes W ehr von 206 m Lange, d aneben an jedem E nde ein bew egliches W ehr von 4. A bfiihrung des NeiBewassers w ahrend des letzten B auabschnittes

der D am m schiittung;

5. R egelung d er Stauhóhe w ahrend der langsam en Fiillung des Beckens zur Erprobung des D am m es;

6. teilw eise od er vollst3ndige E ntleerung des Beckens bei G efahr- zustanden oder A usbesserungen sow ie zum N achw eise der Stand- fahigkeit des w asserseitigen D am m teiles (besonders der Deckschicht iiber d er Tondichtung) b ei sinkendem S tausplegel.

Die A ufgaben zu 4. bis 6., in erster Linie die zu 4., w aren fur die Grófie des G rundablafibauw erks m afigebend. Es hat eine G rundliache von fast 100 X 100 m und eine H óhe vom tiefsten P unkte der Sohle

A bb. 3. Blick in das Innere eines Beton- stollens. Mann im H intergrunde ais MaBstab.

Abb. 4. Flugbild der B augrube m it Ringdeich. Rechts Neifie, im H intergrunde das B eckengelande, vorn rechts das n e u e N eifiebett.

Abb. 2. V entilschachte, W erksteinverblendung am U bergang von den V entilschachten zu den Stollen, E inbau des Eisengeriistes ais Beton-

b ew ehrung u n ter dem Sitzring.

bis zum Dachfirst der M aschinenhalle von m ehr ais 40 m; es e n th alt etw a 120 000 m 3 Beton. Die w aagerechten Stollen haben eine grófite Licht- hóhe von rd. 10 m und die iiber ihnen vorhandencn senkrechten V entll- schachte einen D urchm esser von 6,70 m (Abb. 2 u. 3). Dic AbfluB-

óffnungen (sechs G rund- ablaBstollen und zw ei Turbinenrohre) h aben an der engsten Stelle einen Q uerschnitt von zusam ­ men rd. 180 m 2, so dafi

Abb. 5. G rundabiaB und Kraftwerk, D raufsicht auf das vereinigte Bauw erk nach U berschiittung.

Kraftwerk verarbeitcn. E ine so grofie W asserm enge wird jedoch spater am G rundabiaB w ohl n u r in N otfailen abgegeben w erd en ; denn das bord- volle A bfuhrungsvcrm ógen der NeiBe unterhalb des Staudam m es b etrag t nur etw a 150 m 3/sek, w enn auch erst bei einer W asserm enge von m ehr ais 250 m 3/sck m it erheblichem Schaden im N eifietal zu rechnen ist.

H ierauf ist b ei dem A blassen von V orw ellen bei H ochw assergefahr Bedacht zu nehm en. Grófiere V orw ellen w erden nur dann in Frage kom m en, w enn ein b e d cu te n d es H ochw asser mit S icherheit zu erw arten ist auf G rund der M eldungen aus dem E inzugsgebiet, die nach den bis­

herigen B eobachtungen m indestens 12 S tunden, im allgem einen sogar 24 Stunden vor dem Eintreffcn der W elle die E ntschcidung erm óglichen w erden. Um durch eine solche V orentlastung einen erheblichen EinfluB auf das Kópfen der H ochw asscrw elle, das ja in d er H auptsache durch den H ochw asserschutzraum des Beckens erfolgt, ausiibcn zu kónnen, mufite dieser Zeitraum noch w esentlich grófler sein. Nach alledem erschcint es geboten, sich Zuriickhaltung b e i d er A bgabe von Y orw ellen aufzuerlegen.

J a h r g a n g l l H e ft 4 0

19. S e p te m b e r 1933 M ó h l m a n n , Grundablafi und Kraftwerk des Staubeckens Ottmachau

533

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piw. Hochwasser- dffnung

D lc h tu n g e n zum S c h u tze d e s B eto n s s in d n ic h t d a rg e s te llt.

Abb. 6. LSngsschnitt des G rundablasses. Ringschieber geschlossen.

Mittlere Stoudommkrone 1218,125 ,

---ągt

Abb. 7. Q uerschnltt durch GrundablaB und K raftw erkstollen etw a in D am m achse.

Abb. 8. B auzustand. Blick gegen die M ittelblócke, Betonieren der beckenseitigen Blócke, im H intergrunde B etonfabrik, daneben fahrbare Fórderbander, fahrbarer B etonierturm

mit A uslegerband, darunter Betonfallrohre.

15 m Lange und 3,3 m Hóhe) abgefiihrt und fliefit durch die anschlieBende rd. 200 m b re ite F lutm ulde dem Flufilauf u nterhalb O ttm achau w ieder zu. Bei etw aigem V ersagen des G rundablasses ist diese Entlastungs- anlage auch allein im stande, das H H W von 1800 m3/sek ohne G efahrdung des D am m es abzufuhren. S elbst w enn d ieses auf ein bis zum N ormal- stau gefiilltes Becken trifft, wird durch den H ochw asserschutzraum der Scheitel d erart gekópft, daB d er groBte sekundliche AbfluB aus dem Becken um etw a 15 % kleiner ist ais der grófite Zuflufi. Auch fiir diesen A usnahm efall w ird Ziffer C 130 der „A nleitung fiir den Entwurf, Bau und Betrieb von T alsperren" (Ili. A usfiihrungsanw eisung zum W assergesetz), A usgabe 1930, erfiillt; denn der Stauspiegel b leib t auch dann noch m ehr ais 2 m unter der Damm krone.

Das Becken ist zw ar ausgesprochenerm afien zur A nreicherung des O derniedrlgw assers errichtet w orden. W ollte man aber die aufgespeicherten W asserm engen ohne A usnutzung d er ihnen innew ohnenden Energie ab- laufen lassen, so w iirde das in der breiten Ó ffentlichkeit slcherlich nicht verstan d en w erden. Dem Fachm ann aber ist klar, dafi b e id e Zwecke oft schw er m iteinander in E inklang zu bringen sind.

In O ttm achau mufi sich der K r a f t w e r k b e t r i e b dem H auptzw eck des Beckens, der O derspeisung, unterordnen. D adurch y erliert die W asser-

kraft erheblich an W ert, und es ist nur dann m óglich, den B etrieb wirtschaftlich zu g estalten , w enn der m asslve U nterbau, der fiir die Ab- ftihrung des NeiBewassers w ahrend des D am m - schlusses mit herangezogen w erden, also einen Teil der G rundablafióffnungen ersetzen konnte, nicht voll in R echnung g e ste llt wird.

D ie V erhandlungen m it v erschledenen Inter- essenten iiber den A bsatz der anfallenden E nergie w aren in A nbetracht des geringen W ertes, den die W asserkraft im V erhaitnis zur D am pfkraft, besonders in d er N ahe eines K ohlenreviers heutzutage hat, recht schw ierig und zogen sich schliefilich bis w eit iiber den B aubeginn, der im Jahre 1927 im Rahm en des ersten Arbeit- beschaffungsprogram m s stattfand, hin. In dem E ntw urf w ar Spitzenbetrieb vorgesehen. Es sollten zw ei K aplanturblnen von zusam m en 102 m 3/se k Schluckfahigkeit und 9300 kW bei einem m ittleren G efaile von 12,5 m ( m a x = 1 6 m ) eingebaut w erden.

Die K osten des A usgleichbeckens w aren dem B etrieb nur ln geringem Mafie zu r Last gefallen, w eil ein grofier Teil des B odenaushubes fiir die D am m schiittung hatte V erw endung finden kónnen. Schliefilich kam aber das ab nehm ende W erk zu der O berzeugung, dafi es mit Riicksicht auf d ie besonderen V erhaitnisse in seinem O b erlandnetz (Phasenverbesserung) in O ttm achau I.aufstrom verhaitnism afiig hoher bew erten konne ais Spitzenstrom . So w urde der V ertrag auf Laufstrom ab- geschlossen. Zur A usfuhrung kam en dem gem afi zw ei kleinere Turbinen von zusam m en 4000 kW bei 36,4 m 3/sek grOBter

Schluckfahigkeit.

G rundablaB und K raftw erk sind zu einem Bauwerk vereinigt, das u nm ittelbar neben dem FluBIauf in einer bis zu 16 m tiefen, g egen HW durch einen Ringdeich geschiitzten B augrube im T rockencn herg estellt w urde (Abb. 4). Die B augrube mufite so nahe w ie móglich an den Flufilauf herangeriickt w erden, da nach den aus- gefiihrten Bohrungen der Baugrund u nm ittelbar siidlich der NeiBe am b esten war. H ier steh t das Bauwerk auch insofern giinstig, ais der U ntergraben in ziem lich gerad- liniger V erlangerung des unteren Flufilaufes angeordnet w erden konnte.

Dieses w ichtige B auw erk erforderte eine eingehende E ntw urfbearbeitung und k o n s t r u k t i v e D u r c h b i l d u n g , V or allen Dingen w ar auf die S icherheit des Staudam m es B edacht zu nehm en. Den D amm an der tiefsten Stelle des Tales, wo er seine gróBte H óhe erreicht, g anz zu unterbrechen durch ein groBes m assives B auw erk, das unten die G rundablafistollen enthalten und oben ais H W -O berfall h a tte dienen kónnen, also etw a einem Stiick m assiver Staum auer entsprochen h a tte , erschien nicht ratsam . A bgesehen von den Bedenken, die beziiglich der Standsicherheit einer rd. 12 m iiber G elande hohen, bei H ochw asser iiberstróm ten M auer w egen des un- giinstigen Baugrundes (stark w echselnde tonige Schichten m it linsenfórm lgen S andeinlagerungcn) zu erheben g e ­ w esen w aren, h atte auch eine G ewShr fiir den guten AnschluB des D am m es, besonders der Tondichtung an das Bauwerk kaum iibernom m en w erden kónnen w egen der zu erw artenden B ew egungen des D am m es od er des Bau­

w erks. Nicht u n bedeutend w urden vorausslchtlich die Langenanderungen durch T em peraturw echsel gew esen sein ; w urden doch im W inter 1928/29 in O ttm achau im Freien nahezu — 4 0 ° C gem essen . W esentlich grofier diirften aber die senkrechten und die quer zur D am m ­ achse gerichteten w aagerechten B ew egungen infolge von S etzungen und w echselnder statischer B elastung gew orden sein. Auch durch d ie dyna- mische W irkung des iiberfallenden H ochw assers auf den M auerfufi w are ein starkeres N achgeben des besonders b elasteten U ntergrundes an der Luftseite und ein Kippen der M auer begtinstigt w orden.

Es w urde daher fiir zw eckm aBiger g eh alten , den Damm m óglichst in voller H óhe iiber das B auw erk hinw egzufiihren (Abb. 5, 6, 7 u. 8), dam it die Tondichtung, auf dereń A usbildung noch zuruckzukom m en sein wird, durch die grofie A uflast des d aruberliegenden D am m teils fest an das Bauwerk angeprefit wird. D er grofie Druck soli ferner verh in d ern , daB der Ton im Laufe der Z eit zu viel Feuchtigkeit aufnehm en, infolgedessen zu w eich w erden und ausfliefien kann.

Durch die tiefe A nordnung des G rundablasses (O berkante etw a in G elandehóhe [Abb. 7]) sollten vor allen Dingen auch fiir die S etzung der D am m schuttung iiber dem B auw erk annahernd die gleichen V erhaitnisse geschaffen w erden w ie fiir die S etzungen auf dem G elande zu beiden Seiten, um eine Scherw irkung innerhalb des D am m es sow ie d ie E ntstehung

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von Rissen u nd U ndichtigkeiten zu v erm eiden. V oraussetzung h ierb ei w ar natiirllch, daB die B augrubenzw ickel besonders sorgfSltig verfiilit und die Dichte d e rS ch iittu n g der des gew achsenen B odens m óglichst n ahe gebracht w urde. Das geschah durch ausgiebiges A bw alzen der einzelnen Lagen m it schw eren W alzen bzw. durch Z usam m enschlagen m ittels eines ais Ramm gerSt ben u tzten Seilgreifers auf Raupen, bei dem ais B3r ein schw eres eisern es p lattenartiges GuBstiick b en u tzt w urde. Ais F iillboden w urde in A npassung an den gew achsenen B oden Ton fflr den unteren und durch- lSsslges M ateriał fiir den oberen Teil gew Shlt. SchlieBIich w u rd e das B auw erk an d en Seiten nicht senkrecht, sondern sattelfOrmig ausgebildet, um nicht einen scharfen A bsatz, sondern einen allm ahlichen O bergang zwischen B eton u nd Boden u n ter dem Damm zu erhalten.

Die tiefe Lage des G rundablasses w ar ferner V oraussetzung fiir die senkrechte A nordnung des H auptverschlusses, die w eiter u n ten noch nSher begrflndet wird.

D er Q uerschnltt zeigt im V ereln mit Abb. 9 auch die U nterteilung des ganzen B auw erks in die beid en auflen angeordneten G rundablaB teile m it je drei Stollen und dem dazw ischenliegenden, durch D ehnungsfugen von ihnen g etren n ten K raftw erkteil m it den beiden T urbinenstollen, die aus statischen G rflnden durch je eine Zw ischenw and unterteilt w urden.

Die eingangs g eschilderten b eso n d eren m eteorologischen V erhaitnlsse fuhrten zu einer von den iiblichen A usfuhrungen abw eichenden A n o r d n u n g d e r V e r s c h l u s s e . Es lag nahe, die fflr die B auausfiihrung erforderlichen ungew ohnlich groBen B etonstollen spater im B etriebe auch fflr die A bfflhrung des W assers voll nutzbar zu m achen, d. h. auf den E inbau von eisernen Rohren m it kleinerem D urchm esser zu verzichten. Die groBen Stollen- ąuerschnltte boten die MOglichkelt, das W asser m it gerin g er G eschw indigkeit (bei A bfflhrung von 500 m 3/sek ist v = etw a 3 m/sek), also nahezu druckfrei u n ter dem Damm hindurchzufflhren. Im allgem einen, d .h . b eigeschlossenem S chieber, ist das W asser in dem S tollen vollkom m en e n tsp an n t und mit dcm U nterw asser ausgespiegelt. Fflr den D amm w u rd e darin ein gew lsser V orteil erblickt insofern, ais b ei dieser A nordnung ein e gefahrliche Durch- feuchtung nicht ein treten kann, w ie sie bei D urchfuhrung g espannten W assers m ittels elserner Rohre im F alle eines R ohrbruches u n ter U m standen zu befflrchten w are, w'enn das ausbrechende W asser, das am E nde der Stollen am Schieberhaus keinen frelen Ablauf finden wiirde, durch die F ugen der B etonstollen an irgendeiner undichten S telle u n te r Druck in d en DammkOrper eindringen sollte. W elche B eschadigungen ein Rohrbruch verursachen kann, zeigt das V orkom m nIs an einer grofien T alsperre, wo vor ein er Reihe von Jah ren das aus einem aufgerissenen eisernen Druck- rohr herausschiefiende W asser in kurzer Zeit in der S tollenw andung einen tiefen G letschertopf h erau sg earb eitet hatte, w ahrscheinlich infolge der m ahlenden W irkung des W asserw irbels, in dem sich Frem dkOrper befanden.

In dem betreffenden Falle w ar allerdings eine G efahr fur den B estand des B auw erks nicht vorhanden, da es sich um eine Schw ergew ichtm auer handelte.

In O ttm achau ist dem F eh len der D ruckrohre entsprechend der H aupt- verschlufi eines jed en A bfluBstollens nicht an der Luft-, sondern an der W asserseite angeordnet in einem iiber dem Stollen hochgeffihrten senk­

rechten A bfallschacht (Abb. 2 u. 6). D ieser VerschluB, ein Ringschieber- ventil m it elektrischem A ntrieb, ist so ausgebildet, dafi er den grOfiten Teil d er Energie des durchstrO m enden W assers v erzehrt. Das W asser tritt also in n ah ezu entspanntem Z ustande in den Stollen ein. Die gunstige W irkung des Schiebers w ird erhoht durch seine senkrechte A nordnung, bei d er die W asserfaden zw eim al, Im Einlauf und im Stollen, rechtw inklig um gelenkt w erden. Dazu kom m en m ehrfache Um- lenkungen im V entil selbst. D ie anfangs geplante lieg en d e Form w urde aufgegeben, w eil dann b el dem grofien D urchm esser im u n teren Teil m it erheblich grOfierer W assergeschw indigkeit und hOherem Druck zu rechnen w ar ais im oberen Teil und d aher ein- seitlge B eanspruchung und Schw ierigkeiten bei der F iihrung (K lem m ungen) befurchtet w urden. D ie B e­

sch reib u n g des V erschlusses selb st und seiner W irkung folgt w eiter unten.

Die O berkante der G rundablafistollen steig t nach der L uftseite hin an, um Luftansam m lungen an der Decke zu verhindern, d ie den ruhigen W asserabfiufi stOren kónnten. Die Sohle h a t G efaile nach der Luft­

seite erhalten, um im F alle einer T rockenlegung das W asser nach E insetzen von D am m balken b eąu em ins U nterw asser pum pen zu kOnnen. Infolge der durch die N eigung d er Decke und der Sohle b edingten Ver- gróBerung des Stollenquerschnitts nach der Luftseite zu w ird am A uslauf die G eschw indigkeit des W assers noch geringer ais 3 m /sek sein. Eine w eitere Be- ruhigung wird, besonders w enn nur einzelne der vor- h andenen sechs V erschlusse in T atigkeit sind, durch das anschliefiende m ehr ais 5 m tiefe W asserpolster fiber dem unteren V o rb ett, dessen Sohle in der N eigung 1 : 5 bis zur Flufisohle anstelgt, erreicht.

Im luftseitigen Teile der Stollen w urde bei dieser nicht erheblichen W assergeschw indigkeit ein beson­

d erer Schutz d er B etonw andungen nicht fflr erforder- Hch g eh alten . N ur im Einlauf, im A bfallschacht und anschlleBend im A blaufstollen bis zur ersten D ehnungs- fuge w urde eine W erksteinverkleldung ausgefuhrt (Abb. 2). Die A usschreibung h atte das bem erkens- w erte Ergebnis, dafi B asaltlava vom Rhein trotz der hohen Fracht erheblich bllliger angeboten w urde ais schlesischer G ranit, fur den nur ein T ransport von etwa 50 km erforderlich war. Die Lava ist zw ar se h r fest, sie konnte aber w egen d er porigen O berfiache dort keine V erw endung fin d en , wo ZerstOrung durch K avitation infolge zu grofier W asser­

geschw indigkeit zu befiirchten w ar. In und u n ter dem A bfallschacht w urde daher einer G ranitverkleldung der V orzug gegeben. D er Preis fflr die G ranitsteine w urde erheblich h e ru n te rg e se tz t, nachdem die Vor-

Abb. 10. Blick gegen die beckenseitigen BlOcke mit den behelfm afiigen H ochwasserOffnungen u n ter den B etriebselnlaufen.

schriften fur die B earbeitung etw as gem ild ert w orden w aren. Grofien Einflufi auf die neue Preisstellung h a tte slcher auch der W ettbew erb der B asaltlavaindustrie.

Die im u n teren Teil verhaltnism afiig flachę DammbOschung h atte an d er Luftseite lange und infolgedessen auch teu re Stollen erfordert, wenn

^ Abb. 9. W aagerechte Schnitte und Draufsicht.

J a h r g a n g l l H e ft 4 0

19. S e p te m b e r 1933 M ó h l m a n n , GrundablaB un d Kraftwerk des Staubeckens Ottm achau 535

Gummiwulst*

> dichtung Yentil geóffnet

Ventit geschtossen jummimj/st‘

dichtung

meta/hsche Dichtung sie nicht w esentlich verkurzt w orden w aren durch H ochziehen der G ew olbe

un ter etw a 4 5 ° . Die Stollenzw ischenw ande, die die D am m last auf die Sohle iib ertrag en , muBten am A uslauf entsprechend d er Richtung der D ruckresultierenden fluBabwSrts w eiter vorgezogen w erden ais die GewćMbe und konnten daher vorteilhaft ais Pfeiler fiir eine iiber das U nterw asser zu fiihrende W egebriicke b en u tzt w erden.

Nach dem Becken zu stiitzt sich der Damm gegen das recht m asslve E inlaufbauw erk, das im unteren Teil die Yerschliisse en th alt und oben in

trotzdem auch dic L eistungsfahigkeit rccht gut ist, verdient besonders h ervorgehoben zu w erden.

D er Ringschieber sitzt ln geschlossenem Z ustande auf der sog. Prall- platte auf und w ird m ittels einer H ubstange geóffnet und gesciilossen.

Die erforderliche H ubkraft ist gering, da der gegen das ausstróm ende W asser zu b ew egende Ring verhaltnlsm afiig klein ist und ein einseitiger A npressungsdruck, w ie er b e i Flachschiitzen auftritt, hier nicht vorhanden ist.

Bei den zunachst fiir die A usfiihrung in Betracht gezogencn offenen

H ohe der D am m krone eine B edienungshalle in Stahlkonstruktion fiir die A ntriebvorrichtungen tragt.

W ahrend nach Inbetriebnahm e des Beckens das abzugebende W asser durch die etw a in G elandehóhe an geordneten Einlaufoffnungen den Haupt- verschliissen zugefiihrt wird und dort senkrecht in die R ingschieberventile und durch d iese nach m ehrm aliger U m lenkung in die Stollen stiirzt, w urde es w ahrend der B auzeit zwecks V erringerung des Staues durch die Hoch- w asseróffnungen abg efiih rt, die u n ter den Einiaufen lagen und in Ver- langerung der Stollen deTen beckenseitige AbschluBwand durchbrachen (Abb. 6 u. 10). Nach SchlicBung des D am m es und E inbau der N otverschliisse w urden diese Ó ffnungen im Schutze je eines Fangedam m es fur den linken und den rechten Bauteil nachelnander geschlossen, w ahrend das Nelfie- w asser durch die tiefliegenden T urbineneiniaufe abflieBen konnte. D iese erm óglichen spater auch die vóllige E ntleeru n g des Beckens, so daB die B etriebseinlaufe des G rundablasses etw a 3 m bOher ais beim Kraftwerk angeordnet w erden k o n n ten , w odurch eine noch tiefere G rtindung der schon bis rd. 16 m u n te r G eiande reichenden EinlaufblOcke verm ieden w urde.

D er HauptverschluB, das eigens fiir den vorliegenden Fali konstruierte R lngschieberventil Bauart Chop, ist in Bautechn. 1-929, H eft 38, S. 606, beschrieben (Abb. 11 u. 12). Es ist in einem M odeli (MaBstab 1 :8 ) an einer vorhandenen Talsperre bei einem G efalle von etw a 12 m — in O tt­

machau b etrag t das grOfite G efalle 14,5 m — eingehend erprobt w orden, besonders auf E nergleverzehrung und K avitationsfreiheit (Abb. 13). Es hat sich dabei sehr gut bew ah rt und den gleichfalls untersuchten offenen Zylinderschiitzen w elt iiberlegen gezeigt. Eine ausfuhrliche D arstellung iiber die sehr lehrreichen M o d e l i v e r s u c h e w ird hoffentlich von zu- standiger Seite an H and des nótigen Zahlenm aterlals und d er zugehórigen Zeichnungen noch veróffentlicht w erden. D ieser A ufsatz muB sich auf einige allgem eine A usfiihrungen beschranken.

Ais das W esentlichste dieser neuen Bauart ist zu erw ahnen, daB die E nergieverzehrung in der H auptsache durch m ehrm aliges U m lenken und A ufprallen der W asserfaden erreicht wird. D aneben spielt das Grófien- verhaitnis der nacheinander zu durchfliefienden Q uerschnitte eine gew isse Rolle, auch hlnsichtllch d er U nterdrucke, auf die das V entil w egen der K avltationsgefahr ein g eh en d an sehr vielen Stellen u ntersucht w urde (Abb. 13b). Die erm ittelten U nterdriicke w aren unbedenklich, sie blieben im allgem einen unter 1,2 m ; nur an einer von den 17 im V entil und dem A blaufstollen verteilten M eBstellen w urden 1,2 m erreicht. Zahlen- mSBig kon n te nachgew iesen w erden, daB m ehr ais die H aifte der Stróm ungs- energle im V entil vernichtet oder, g en au er gesagt, um gew andelt w ird. DaB

Zylinderschiitzen sollte auf jedem Stollen ein Schlitz- paar angebracht und die E nergievernichtung durch G egeneinanderfiihren der A bflufim engen belder Schutze erreicht w erden (Abb. 13 a). Beim Versuch ergaben sich jedoch bei dieser A nordnung rechts- oderlinksdrehendeW asser- w alzen in dem Stollen, je nachdem der rechte oder lin k ę VerschluB — w enn auch nur um einen ganz geringen Betrag — w eiter geóffnet w ar ais der andere. Es kann sein, daB diese W alzen auch bei gleicher O ffnung b eld er Schutze durch W irbel oder Frem dkOrper Im zuflieBen- den W asser zufailig ein- g e le ite t w urden. Ihnen konnte nur durch Ein- bau ten in d er Langsrich-

tu n g des A bfluBstollens A bb. 12. E inbau eines R ingschieberventils.

b e g e g n e t w erden.

Eine an d ere w ichtige E rscheinung w urde bei den Zylinderschiitzen beobachtet. W enn sie so w eit geóffnet w aren, daB die fiir den Zulauf des W assers maBgebende Zylinderm antelflache n D h w esentlich grófier

n D 2

w ar ais der fiir den Abflufi maBgebende K reisąuerschnitt — ^— , stellte sich in den Z ylindem ein W asserspiegel ein, der n u r um einen geringen Betrag tiefer lag ais der B eckenspiegel. Durch die W asscrsaulen in den beiden Z ylindern w ar die Aufienluft vom Stolleneinlauf abgesperrt, so daB das abfliefiende W asser nicht m it Luft unterm ischt w urde. D er Abflufi in den Stollen vollzog sich deshalb verhaitnism afiig ruhlg. Beim langsam en Schliefien d er Zylinderschfltze sank der W asserstand in ihrem Innem im m er w eiter ab, bis schliefilich bei geringem Z ulaufąuerschnitt Luft von oben aus den Z ylindern m it durchgerissen w urde, die eine starkę B eunruhigung des

Einfouf

W Schnitt /1 -B

536 M ó h l m a n n , Grundablafi und Kraftwerk des Staubcckens Ottmachau DIE BAUTECHNIK F a c h s c h rift f. d. g e s . B a u in g e n ie u rw e s e n

\Schacht uber Idem Ifatil I,Jóchsfes UW.

Woóserkasfen

rOuerschniffs- egrm ung beim

1. Versuch ohne

Abb. 13. M odellversuche m it Z ylinderschiitzen und R ingschieberventilen W assers in den Stollen

hervorrief. Infolge der L uftansam m lungen trat das W asser stofiw eise und giucksend a u s, Sprltzer gingen bis zu 8 m uber den S tollenauslauf hinaus.

Ais dann die bisher offenen langen Z yiinder oben abgedeckt w urden, trat w ieder Ruhe im Stollen und ein ziem lich gleichm afiiges Abfliefien des W assers ein, bis nach kurzer Zeit infolge des entstandenen U nterdruckes

etw a 5 m und durch w eitere Luftzufiih- / U | 's n^ 11 \ rung in dem Boden d er Zyllnderschiitze / —~ p p ’---IB-}-, \

auf etw a 3,5 m herabgedriickt w erden. / l[] § i | j i \ Auf das gróBere G efaile von O ttm achau / _ . ”5 j r \ um gerechnet, ergaben sich u n ter Beriick- ic --- --- H h " ~ sichtigung geringer U nterschiede in der ____ |

H ohe des U nterw assers zw ischen V ersuch

und W irklichkeit U nterdrucke von 8,5 --- ---

bzw . 6,5 m. Abb. 13 a.

Infolge der Luftzufiihrung zw ecks Zyllnderschiitze ein g eb au t;

V erm inderung des U nterdruckes trat Q uer- u nd H orlzontalschnitt.

jedoch w ieder eine gew isse Beunruhi-

g u n g des W asserabflusses in den S tollen ein ; sie hatte vielleicht b e ­ seitig t w erden kónnen, w enn sta tt d er Luft W asser (etwa durch A nsaugen aus dem U nterw asser) zugefiihrt w orden w are. D erartige V ersuche w urden indessen nicht m ehr ausgefiihrt, da inzw ischen die Entscheidung

Mammler-

D ic h tu n u e n zum S c h u tz e d e s B eto n s s in d n ic h t d n r g e s tc llt.

<■218.26

^Ifochslslau tZUMN.H. ~

^Nomalslau 12l3fi6N.N. 7

•.werner Besfan i iś n s i

■Unterwasser t M 0 0 N.N.

---I00.M--- — ,

A bb. 14. Langsschnitt des K raftwerks. Rollschiitz hochgezogen Abb. 13b. R ingschieberventil ein g eb a u t; ans dem starken Papp-

Q uer- und H orlzontalschnitt. deckei ein dem Zylinder- ąuerschnitt entsprechendes Stiick herausgeschert, In den Z yiinder m itgerlssen und gleich darauf nach oben hinausgew orfen w urde. Das ZuriickstoBen lafit sich viellelcht folgenderm aBen erkiaren:

Durch den plótzlichen L uftzutritt w urde der bei dem gleichbleibenden U nterdruck bis dahin ruhlge AbfluB des W assers im S tolleneinlauf u n ter den Zylindern g estó rt und dort die G eschw indigkeit und Leistung ver- ringert. Infolgedessen mufite sich das zunachst noch m it unv erm in d erter G eschw indigkeit durch den Zulauf aus der Talsperre nachstrO m ende W asser plótzlich stauen und nach oben in den Z yiinder entw eichen, w odurch ein Stofi auf die darin befindliche Luft ausgetibt w urde.

Bei F ortsetzu n g der V ersuche m it Zylinderschiitzen, die unten durch einen gegen A bscheren w iderstandsfahigeren eisernen Boden abgeschlossen w aren, ergab sich fiir den ungiinstigsten Betriebsfall fiir O ttm achau ein U nterdruck, der dem absoluten V akuum seh r nahe kam, so dafi K avitationen zu befiirchten w aren. H ierauf d eu tete nicht nur ein starkes K nattern in dem G ehause u n ter den Schiitzóffnungen, sondern auch d er U m stand hin, dafi bei einem V ersuch die voll erh artete G ipsauskleidung stark angefressen und zum Teil herausgerissen w orden war. D er U nterdruck konnte durch Zufiihrung geringer Luftm engen m ittels m ehrerer Rohre am U m fang des A bfallschachtes unterhalb der Schiitzen (vgl. die Rohre in A bb. 13 a) auf

H .St.f 215.00.

-Klinkermauer

Gnjnitpflsster

A bb. 15. Q uerschnitt] durch die Einlaufblócke vor H interfiillung.

R ingschieber in einer O ffnung dargestellt.

J a h rg a n g 11 H e ft 4 0

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537

zugunsten der R!ngschieberventile gefallen w ar, bei denen — w ie bereits erw ahnt — der grófite U nterdruck ohne B eliiftung an d er un- g unstigsten S telle nur 1,2 m (auf O ttm achau um gerechnet 2,9 m) betrug.

Dabei w ar der W asserabflufi vollkom m en ruhig. F erner w ar im Ver- hUltnis zu der groBen. E nergieverzehrung des Ringschiebers die der Z ylinderschiitze gering, w as in erster Linie w ohl darauf zuriickzufuhren ist, daB die aus beiden Offnungen eines Schutzpaares stróm enden W asserm engen nicht geradlinig aufeinanderstiefien, sondern sich infolge unzeitigen A bflieflens in der LSngsrichtung der Stollen u n ter einem spitzeren W inkel trafen. Selbst nachdem in dem S tollengehause unter den Schiitzen eine Art Toskam m er au sg eb ild et w orden w ar (Abb. 13a), d erart, daB die W asserstrahlen in einer rund um den Stollen herum -

A bb. 16. Inneres der B edienungshalle.

Rechts S plndelantriebe der V entile, links W indw erke der Rollschiitzen mit S tellungsanzeiger (Stangen). Im m ittleren Teile zw ei O ffnungen iiber den G encratoren, dah in ter erhóhte Plattform mit S ch w crlastw ag en ..

laufenden rinnenartigen A usbauchung der W andung von rechteckigem Q uerschnitt b esser zusam m engehalten und gegeneinandergefiihrt w urden, w ar die E nergieverzehrung noch nicht befriedigend. A nderseits w ar natur- gemafi das A bfuhrungsverm ógen gróBer ais beim R ingschieberventil.

Schon fruher w aren mit beiden V erschluBarten V ersuche in kieinerem M aBstabe durchgefiihrt w orden mit dem U nterschiede, daB dam als auch fiir das G efaile ein M odellm afistab gew ahlt w urde und infolgedessen die obenerw ahnten w esentllchen A bw eichungen in der W irkung der beiden V erschluBarten nicht in die E rscheinung traten. D ie spaterenU ntersuchungen zeigten, dafi m óglichst m it dem natiirlichen G efaile zu arbeiten ist, wenn K avitationen zu befiirchten sind, denn die bierftir ausschlaggebenden U nter- driicke lassen sich einw andfrei wohl n u r bei entsp rech en d grofien W asser- geschw indigkeiten feststellen.

Nach der „A nleitung fiir den Entw urf, Bau und B etrieb von T alsperren", A bschnitt C , Ziffer 18, miissen zw ei V erschliisse vorhanden sein. Ais zw eiter V erschlufi w urde in O ttm achau ein Rollschutz gew ahlt. Jed er Z ulaufstollen w urde durch eine Langsw and u n terteilt, um zw ei kleinere Schiitze sta tt eines groBen verw enden zu kónnen. F u r die sechs Stollen w aren also zwólf Schiitze von 3,9 X 3,5 m Flachę erforderlich. A ufierdem w urden einige R eserveschiitze beschafft, die auch ais N otverschlufi bei A usbesserungen dienen sollen. Sie kónnen m it den beid en die ganze M aschinenhalle b estreichenden 7 5 -t-K ra n e n schnell ein g esetzt w erden, denn die N otschiitzfalze liegen ebenso w ie die ubrigen B edienungsschachte innerhalb d e r H alle.

Beide K rane kónnen durch einen schw eren Q uerbalken g ekuppelt w erden und sind dann im stan d e, auch die grófiten Teile der Turbinen und V entile (Laufrad, R ingschleber, Sitzring) in einem Stiick einzusetzen bzw. h erauszunehm en. Das letztere w ar besonders w ichtig fiir die Betrieb- sicherheit. V or den G rundablafieinlaufen w aren Rechen in einer mit Riicksicht auf teilw eise V erstopfung erforderllchen Grófie schw er an- zubringen. M an mufite sich darauf beschranken, unm ittelbar iiber jedem V entil ein leicht hochziehbares A rm kreuz m it w enigen Sprossen an- zubringen, das nur das grofie T reibzeug auffangt. K leineres Schw em m sel wird durch den R ingschieber mit seinen grofien A bm essungen im all­

g em einen hindurchgehen. G efahrlich w erden kónnen langere g latte H ólzer, falls sie in d er Langsrichtung durch die O ffnungen des A rm kreuzrostes in das Innere des V entils gelangen, sich zw ischen d er P rallplatte und dem R ingschieber festklem m en und dadurch das Schliefien unm óglich m achen sollten. Mit Hilfe der K rane kann dann nach Schliefien des Roll- schiitzes d er R ingschieberantrieb sam t seinem U nterbau beiseite g esetzt, das g an ze V entil von dem Sitzring, m it dem es nicht verschraubt ist, in kurzer Z eit abgehoben und hochgezogen w erden. D adurch ist ein leichtes E ntfernen des H indernisses und ein schneller W iedereinbau des Y erschlusses

gesichert. Ein solcher Fali w ird praktisch w ohl kaum eintreten, denn auch bei H ochw asser ist die W ahrscheinlichkeit, dafi grofies T reibzeug in die V entile geraten so llte, gering. Im allgem einen w ird es von den W ellen an den B eckenrand und auf die D am m bóschungen gespult w erden, wo es entfernt oder verb ran n t w erden kann. Das h a t sich schon beim Fuli en des S tausees gezeigt, Trotz m óglichst restloser E ntfernung des H olzes aus dem B eckengebiet w ar es nicht zu verm eiden, dafi sich aller- hand T reibzeug auf dem W asserspiegel sam m elte. Solange dieser noch nicht iiber die O berkante der Stolleneinlaufe g estieg en war, bestand aller­

dings die G efahr, daB Treibzeug m it in den Einlauf geraten und das fiir den Durchflufi des NeiBewassers geóffnete V entil verstopfen w urde.

A nfangs w urde daher in den betreffenden D am m balkenfalz ein bebelf- maBiger Rechen eingesetzt.

Das K r a f t w e r k w urde dem G rundablafi, dessen A ufgaben w ahrend der D am m schliefiung es, wie b ereits erw ahnt, zum Teil m it iibernehm en konnte, in der aufieren Form móglichst angepaBt und entsprechend den d ort entw ickelten G rundsatzen au sg eb ild et (Abb. 14 u. 15). Infolgedessen w urden auch die beiden K aplanturbinen abw eichend von den sonst iiblichen A usfiihrungen auf der B eckenseite in dem Einlaufblock an g eo rd n et so dafi auch hier keine D ruckrohre v orbanden sind, in denen durch Schnellilufi d er Schiitze Stófie auftreten kónnten. Das u n ter dem D am m - kórper hindurchfliefiende W asser wird durch die Turbinę entspannf. Sie b ild et mit ihren Leitschaufeln das eine Verschlufiorgan. Ais zw eite r Ver- schluB ist ein R ollschutz vorhanden, das durch Druckól b ew egt w ird und m it einer Schnellschlufivorrichtung v ersehen ist. Es w urde m óglichst nahe an die T urbinen herangeriickt, dam it die M aschinenhalle, in der die A ntriebe u n terg eb rach t w erden sollten, nicht zu breit w urde. Auch hier ist aus dem gleichen G runde w ie beim G rundablafi der Zulauf zu jed er Turbinenspirale durch eine Zw ischenw and unterteilt. Ais NotverschIuB dien en D am m balken, die auf einem P o d est u n ter der Rechenreinigungs- m aschine gelagert und von dieser m ittels eines H ebezeuges eingesetzt w erden kónnen. Um die D am m balken, w enn sie einm al ben ó tig t w orden sind, nicht geg en den vollen W asserdruck b eseitigen zu m iissen, kann der Raum zw ischen ihnen und den Rollschiitzen durch eine Fullvorrichtung im obersten D am m balken m it dem B eckenw asscr in V erbindung gebracht w erden.

Auf G rund der n eu eren E rfahrungen und V crsuche, die ergeben hab en , dafi k leinere Fische im allgem einen unbeschadigt durch die K aplanturbine hindurchgehen, w urde der S tababstand d er Rechen zu 40 mm gew ahlt.

Das Reinigen der Rechen geschieht durch die auB erhalb d er M aschinen­

halle laufende R echenreinigungsm aschine B auart Voith.

Das Saugrohr darf eine b estlm m te Lange nicht iiberschreiten, um eine A bnahm e des W irkungsgrades zu verm eiden. In dem luftseltig an- schliefienden S tollenteil mufite daher die D ecke so hoch geleg t w erden, daB sie u n ter norm alen Y erhaitnissen nicht vom U nterw asser beriihrt w ird.

Abb. 17. B edienungshalle vom Damm aus gesehen.

N eben dem V orbau die U m form er. Rechts Bllck auf den Stausee.

W iirde die Luft hier keinen Z utritt hab en , so wiirde d er Stollen in seiner ganzen L ange ais Saugschlauch w irken. In diesem Teil sind die Stollen sehr breit, sie m ufiten daher b e i d er grofien D am m auflast noch eine Zw ischenw and erhalten (Abb. 9); diese durfte jedoch nicht bis u n m ittelb ar an das Ende des Saugrohrs herangefiihrt w erden, w eil dadurch eine V er- schlechterung des W irkungsgrades der T urbinen ein g etreten w 3re. Auf etw a 9 m Lange ist also die Spannw eite von Decke und Sohle gleich der volIen Saugrohrbreite, b e id e sind hier dem gem afi starker ausgebildet (Abb. 14).

Aus dem Langsschnitt sind die urspriinglich fiir Spitzenbetrieb vor- g esehenen grofien Einlaufspiralen ersichtlich. Fur die zur A usfiihrung gekom m enen T urbinen fiir Laufstrom mufiten in die B etonsaugrohre nach-

538 M d h l m a n n , GrundabiaB und Kraftwerk des Sta ubeckens Ottm achau DIE BAUTECHNIK F a c h s c h rlft f. d . g e s. B a u ln g e n ie u rw e s e n

leersłrich

Dichtung en in einer Langsfuge

HHiUbZOlJO

Abb. 18. F ugendichtungen. G esam tanordnung.

Die durchgehende S pundw and hat noch eine w eitere A ufgabe zu erfiillen. U nter dem Bauwerk tretcn verhaitnism aB ig grofle Boden- pressungen auf. B einahe ebenso grofi ist indes die B elastung des U nter­

g rundes neben dem Bauwerk an den Langssciten (quer zum Damm) durch die D am m auflast; ein A usw eichen des Bodens ist hier also nicht zu

M i i i~

teerslrick.

I Gnloufblock

-j-senltm Jik Fugendichtung I

Belonldnk iniSś llShe des Kim/MĄ X yy^j/y^'Jeeiytm y/, i^Dreihanl/eisfe aus BitumrU

dem JkM erw verlą)l](

Hleibohle AspbaIHilzplafle S --- ~a’"°--- ~ / ~ i ^ aolaik 5

SchweiBstellen

•liwzeSAimi-

Schmlzzemen! Omitpfloster Bitummem, Schmelzzemenl

A bb. 19a. D ichtung einer Stollen- A bb. 19 b.

ąuerfuge. O ben und unten Schutz V erbindung einer senkrechten und des Betons. D arunter B leibohle. einer w aagerechten B lcibohle. ' D am m initte hinaus bis an die luftseitige D am m bóschung zu ziehen, erschlen nicht ratsam , um nicht die Sicherheit gegen V erschleben im luftseitigen D am m teil h erab zu setzen ; denn der R eibungsbeiw ert zw ischen Ton und B auw erk w iirde g erin g sein, besonders w enn die Beriihrungs- flSche feucht w erden sollte. H ierm it ist zu rechnen, denn d er im feuchten Z ustande eingebrachte Ton wird u n ter der D am m auflast allm ahlich einen Teil seiner F euchtigkeit abgeben.

Im norm alen S taudam m ąuerschnitt verl3uft die Tondichtung im all- g em ein cn bis zur G renze zw ischen D lluvium und T ertiar g en eig t und w ird dann, bei tleferer Lage des gew achsenen Tones, bis zu 1 m in diese hlnein in einem senkrechten Schiitz hinuntergefiihrt. D iese M aBnahme w ar jedoch nur auf w enlgen kurzeń Strecken des D am m es erforderlich.

A bb. 19c.

H auptdichtung einer Bauwerk- langsfuge.

befiirchten. Nach der Luftseite zu nehm en die B odenpressungen unter dcm B auw erk w esentlich ab. Dagegen sind sie an der B eckenselte, besonders bei leerem Becken b ed eu te n d , w ahrend der U ntergrund im V orbett am FuB der BlOcke nur w enig b elastet ist. H ier mufi d aher die S pundw and ein A usw eichen des B augrundes nach dem Becken zu ver- hindern. Bei einer Tiefe von 7 m ist sie dazu auch ohne V erankerung in der Lage. E ine V erb in d u n g m it dem B auw erk durch A nker w ar w egen der Setzungen nicht zu em pfehlen.

N eben dem guten AnschluB d er T ondichtung an den G rundabiaB w ar der A b d i c h t u n g d er beid en das Bauw erk qu er zur D am m achse durch- schneidenden L a n g s f u g e n b esondere A ufm erksam keit zu schenken. Bei einer B auw erkbreite von m ehr ais 90 m lieBen sich diese Fugen leider

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19. S e p te m b e r 1933 M ó h l m a n n , Grundablafi und Kraftwerk des Staubeckens Ottmachau 539

nicht verm eiden. M it gegenseltlgen V erschiebungen der BlOcke w ar zu rechnen. AuBerdem muB die D ichtung im unteren T eil einen nicht un- b edeutenden W asserdruck aufnehm en konnen. Sie b esteh t aus einem 4 mm dicken E isenblechstreifen, der auf beiden Seiten mit je einem ein- betonierten 10 mm dicken B lechstreifen v erbunden und durch einen besteig- baren B eobachtungsschacht zuganglich ist (Abb. 18 u. 19c). An den Ver- bindungsstellen g estatten LanglOcher eine gegenseitige Langsverschiebung.

Zur A bdichtung sind G um m ileisten zw ischengeschaltet. D er in der M itte

Abb. 20. Fertige F ugendichtung auf dem Riicken des Bauwerks.

'K leben der U ntergrundbahndichtung. M uldę zw ecks V erstarkung d er K linkerschutzschicht iiber der F uge.

befindliche Blechstreifen ist tonnenblechartlg ausgebildet, um ihn auch gegen ein V erkanten der BlOcke bis zu einem gew issen G rade un- em pfindlich zu m achen. V or diesem Eisenblech sind ais w eitere Dichtung in besonderen Falzen 40 cm breite Bleibohlen angeordnet, b esteh en d aus einem 8 mm dicken B leistreifen und zw ei je 6 mm dicken A sphaltfilzplatten, die mit 10 mm dicken Teerstricken um w ickelt sind. Solche Bohlen sind auch zur A bdichtung der Fugen an der Sohle und auf dem Rucken des Bauwerks v erw en d et w orden (Abb. 18 u. 20).

Schw ierig ist bekanntlich die V erbindung zw eier senkrecht zueinander verlaufender D ichtungen. Eine Ideallosung ist hierfiir m eines W issens noch nicht ge- funden w orden. In O ttm achau w urden die B leistreifen d er D icbtungsbohlen an der StoBstelle freigelegt und durch B leiw inkel v erbunden, die nur an den Enden mit den B leistreifen verschweiBt w urden, um B ew egungen bis zu einem gew issen Mafie zu erm oglichen. D ie StoB- stellen w urden dann w ieder mit Teerstricken um w ickelt (Abb. 19 b). Bei der H auptdichtung aus Eisenblech w urde die A ufgabe d er LJberfiihrung einer senkrechten in eine w aagerechte D ichtung so zu losen versucht, daB das Blech u n ten in ein kraftiges B itum enbett gefiihrt und dort an eine kurze senkrechte Bleibohle angeschlossen w urde, die ihrerseits w ied er die V erbindung mit d er waagc- rechten S ohlendichtung in der oben b eschriebenen W eise erhlelt. Ein U rteil iiber die B ew ahrung kann naturgem afi erst nach langerer Erprobung abgegeben w erden.

Es kann in Frage kom m en, den B eobachtungsschacht zu beid en Seiten des D ichtungsbleches spater, wenn das Bauwerk zur Ruhe gekom m en ist, ganz oder teilw eise mit sandigem Ton od er B eton auszufiillen.

Das Bauw erk ist aus Beton h ergestellt. Da sow ohl das G rundw asser ais auch das N eifiew asser aggressive B estandteile enthalt, w aren beso n d ere V o r k e h r u n g e n g e g e n c h e m i s c h e Z e r s t ó r u n g zu treffen. In erster Linie mufite auf die H erstellu n g eines dichten Betons Bedacht genom m en w erden. Fiir die W asserundurchlassig- keit ist bekanntlich neben der V erw endung ein es ge- eigneten M ischungsverhaltnisses die K onsistenz aus-

schlaggebend, und zw ar ist der W eichbeton dem GuBbeton, vor allen Dingen ab er dem Stam pfbeton iiberlegen. Um W eichbeton verw enden zu kónnen, w urde sogar auf die b eąu em e Transportm óglichkeit m ittels Giefitiirm e verzlchtet. Zum E inbringen w urden FO rderbander und ein A ufzugturm m it hochschlebbarem und schw enkbarem A uslegerband b enutzt. Am Ende des Fórderbandes fiel der B eton durch senkrechte Rohre zum Teil in betrachtllche T iefen, ohne dafi eine E ntm ischung eintrat (Abb. 8).

Ais w eiterer Schutz gegen chem ische Z erstórung des Betons w urde reichlich TraB zugesetzt, um den iiberschiissigen Kalk des Portlandzem ents v ollstandig zu binden, die D ichtigkeit zu erhóhen und die A bbindetem pe-

ratur niedrig zu halten. SchlieBIich w urden die sichtbaren od er vom W asser bespiilten A ufienflachen noch mit einem Torkretputz v ersehen.

D am it konnte fiir die B auteile, die nach O berschiittung des Bauwerks und Inbetriebnahm e des Beckens zuganglich b leiben (wenn zum Teil auch nur nach A bsenkung des B eckenw asserstandes od er A uspum pen der Stollen) eine ausreichende Sicherheit ais gegeben erachtet w erden, um so m ehr, ais auch das N eifiew asser dann, w enn es am starksten verunreinigt ist, nam lich bei geringer Abflufim enge, durch die V erm ischung m it dem ver- haltnism aBig reinen B eckenw asser sein e B etonschadlichkeit zum grOfiten Teile verliert.

Die Flachen des Bauwerks aber, die nach H interfiillung bzw . U ber- schuttung nicht m ehr zuganglich sind, muBten noch einen w eitergehenden S chutz erhalten, w eil dort eine etw aige B eschadigung des B etons w ahr­

scheinlich nicht rechtzeitlg entdcckt w erden wiirde und selbst, w enn dies mOglich w are, eine A usbesserung unverhaitnism aBig hohe K osten und B etriebstórungen verursachen wiirde. Diese Flachen w urden m it einer sogenannten U n tergrundbahndichtung (drei Lagen im pr3gnierter Pappe m it einer entsprechenden Zahl von D ichtungsanstrichen) versehen (Abb. 7, 19 a u. 20).

Die D ichtung ist ihrerseits w ieder durch eine K linkerschutzschicht gegen m echanische Zerstórung gesichert. D iese Schicht d ien t auBerdem dazu, die D ichtung fest einzuspannen, da erfahrungsgem aB die P appe ais Trager der D ichtung ohne E inpressung W asser aufnim m t und sich mit der Zeit zersetzt. Die g eneigten Bauw erkauBenfiachen sind sagezahnfOrmig, die senkrechten Flachen schw albenschw anzfórm ig au sg eb ild et (Abb. 7, 8, 9 u. 15), um ein A bgleiten d er D ichtung bzw . d er Schutzschlcht zu verhindern.

An d er Sohle muBte auf eine grofie Sicherheit gegen V erschieben des Bau­

w erks W ert g eleg t w erden. D eshalb w urde hier von der V erw endung der U ntergrundbahndichtung A bstand g en o m m en , um nicht eine kiinst- llche G leitbahn zu schaffen, vielm ehr w urde d er B eton durch ein Pflaster aus sogenannten Pritschensteinen (Pflastersteine mit groBer G rundfiache im V erhaitnis zur Hóhe) geschiitzt, dessen F ugen durch A sphaltvergufi g ed ich tet w urden (Abb. 19 u. 21). Da zu befiirchten war, dafi der heiBe A sphalt an der nassen Sohle Blasen bilden w iirde, w urde das untere Drlttel der Fugen m it saurefestem Z em ent vergossen. Fiir die Beton- arbeiten h atte das P flaster aufierdem den grofien V orzug, daB es eine ausgezeichnete und unem pfindliche Plattform b ild ete, auf der die Elsen- einlagen nach A ufbringen des erforderlichen O berdeckungsbetons g u t ver-

legt w erden konnten; denn bei der offenen W asserhaltung (vier P um pen- siim pfe, Abfange- und Sickerleitungen am FuBe und in h alb er H ohe der BOschungen) w ar es nicht mOglich, die Sohle iiberall trocken zu be- kom m en.

Bauw erkfugen sind ais ein notw endiges O bel anzusehen. Ihre Zahl w urde d aher sow eit eingeschrankt, ais es m it Riicksicht auf die zu er- w artenden Setzungen des B auw erks sow ie auf das Schrum pfen und die T em peraturanderungen des Betons zulassig erschien. Aufier den beiden bereits erw ahnten Langsfugen w urden zunachst nur zw ei Q uerfugen vor- gesehen. Bei d er A usfiihrung w urde dann noch eine dritte Fuge im A uslaufblock an g eo rd n et, um die Strafienbrucke fiir sich zu griinden.

2

Abb. 21. Blick in die B augrube von der B eckenśeitc. Beginn d er B etonierungsarbeiten, vorn Sohlenpflaster, links iiber der Berm e in G elandehO he der Ringdeich,

dah in ter die Neifie. Links Pum pstube.

54 0 M ó h l m a n n , Grundablafi und Kraftwerk des Staubeckens Ottmachau DIE BAUTECHNIK F a c h s c h rlft f. d . g e s. B a u ln g e n le u rw e s e n

Schliefilich sind die w asserseitigen und luftseitigen Schutzm auern, letztere der Tragfahigkeit tieferer B odenschichten aus d er Seitenverdr3ngung, die in verschiedenen A bschnitten, ais B auw erke fur sich ausgefiihrt. D er im Bohrloch durch A ufpum pen eines G um m ischlauches erzeugt und aus M ittelblock, der durch die grofie A uflast besonders stark b elastet und dem V erbrauch an D ruckluft bestim m t w ird, lag dam als noch nicht vor.

o bendrein noch w eniger hoch ist ais die b eid en an deren Blócke, erhielt Fraglich ist allerdings auch, ob m an v o a einem solchen V orschlag die geringste L ange, dam it die B erechnung u n ter A nnahm e einer un- G ebrauch gem acht haben w iird e, denn es du rfte nicht unbedenklich gleichm afiigen T ragfahigkeit des B augrundes keine zu starkę B ew ehrung gew esen sein, eine grOflere A nzahl von B ohrlóchern von d er Sohle aus ergab (Abb. 6 u. 9).

D i e U n t e r g r u n d v e r - N +202,00 m. +20Z.00m. S

h a i t n i s s e im Neifietal sind fiir d ie G riindung gę eines Bauw erks von der- .

gQnstig. Im Tertiar, in dem i W f i W f l M l l l j ] M

die B augrubensohle liegt, 'n Hi

stehen stark w echselnde *

B odenarten a n , wie Ab- ~

blld. 22 u. 23 erkennen

lassen. In der riau p tsach e o 10 zo 30 uom,

w urden Tone (Breccien und 11

feinsandige Tone) ange- A bb. 22. Geologlsches~Profil im N eifietal quer zur Neifie.

troffen; diese g ehen viel-

fach in tonige Sande iiber u nd w erden stellenw eise durch feine Sande unter- durch undurchiassige Schichten h inunterzutreiben und so spater das Durch- brochen, die im allgem einen iinsenfórm ige Einlagerungen innerhalb der dringen von Beckenw asser durch den U ntergrund zu erleichtern.

Tone bilden. E ntsprechend dieser M annigfaltigkeit der B odenarten w ar an M it Riicksicht auf die unvollkom m ene Erforschung des B augrundes den einzelnen Stellen d er B augrube m it einer m ehr oder m inder grofien w urde bei der statischen B erechnung der Blócke ais kreuzw eise bew ehrte Platten die ungiinstige A nnahm e gem acht, dafi sie sich en tw ed er an dem

w ’ NeiReseite Ende oder in der M itte aufsetzen kónnen, w ahrend im ersten F alle in

\ J K __________eiei ‘_____________ | der M itte, im zw eiten Falle. an den Enden der B odenw iderstand sehr

\ / '" T ^ ,i. . r f gering ist. Die T ragfahigkeit = 0 zu setzen, w urde nach den U nter- i. -i | ? j i i .! suchungen nicht fiir erforderllch gehalten. Ais nledrigster W ert w urden . . h 2 kg/cm 2 angenom m en. So ergab sich z. B. fiir den M ittelblock ein Be-

I jjiji iP i,:5' Cl 8 lastungsschem a nach Abb. 24.

^Wr/iwrA

j S INiyilll Ton u. tonige Sreccie I I feine Sande I I feinsandige Tone I V S A kiesige Sande

Abb. 23.

G eologischer Befund der Baugrubensohle.

Tragfahigkeit des B augrundes zu rechnen. Das zelgten auch die U nter­

suchungen, die mit W olfsholzschen Bodenpriifern an 25 P unkten durch- gefiihrt w urden. B ekanntlich w erden bei diesem G erat die B elastungen und die E lnsenkungen selb sttatig auf eine Trom m el m it K urvenblatt auf- g ezeichnet. Hiernach w urden fiir verschicdene Laststufen im Grundrifi

Abb. 25. V erlauf d er S etzungen des beckenseitlgen Kraft-

w erkblockes D.

Ouerkraff

...

Abb. 24. B elastungsschem a. ^

1, A nnahm e: A ufsitzen d er Blócke an den Seiten

N ach den v o rstehenden A usfuhrungen w ar auch mit ungleichen S e t z u n g e n d e s B a u w e r k s zu rechnen. W elches MaB diese erreichen w urden, liefl sich schw er schatzen. Es w ar zu beachten, dafl bei gleicher Linlen gleicher Einsenkung konstruicrt, die naturgem afi nur ein ungefahres

Bild von d er ungleichen Tragfahigkeit der o b e r e n Schichten geben kOnnen. Bel den grofien A bm essungen des Bauw erks w ar jedoch mit einer erheblichen Tiefenw irkung d er B elastung zu rechnen. D er aus- gezeichnete V orschlag von Prof. K ó g l e r 2) fiir eine b eą u e m e B estim m ung

2) Bauing. 1933, Heft 19/20, S. 266.

E inheitsbelastung die Setzungen mit der Grófie der Lastfiache zunehm en, w eil infolge der grófieren Tiefenw irkung m ehr B odenschichten verdichtet w erden, ferner dafi die tonigen S chichten, d ie durch den A ushub der im M ittel etw a 15 m tiefen B augrube en tlastet und infolgedessen unter W asseraufnahm e g eąu o llen w aren, u n ter der h oheren B elastung durch das Bauwerk (bis zu 5 kg/cm 2 i. M.) w esentlich langsam er w ieder zu- sam m engeprefit w erden w urden ais die sandigen Schichten und w eit

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19. s e p te m b e r 1933 M ó h l m a n n , G rundablafi und Kraftwerk des Staubeckens O ttm achau 5 4 1

starker, ais es bei der verhaitnlsm afiig kurzeń P robebelastung in die Erscheinung treten konnte. B ekanntlich dauert die K onsolidierung der Tone oft jahrelang. Dies haben die am fertigen B auw erk beobachteten tatsachlichen S etzungen bestatigt. Das Bauwerk war bis zum Beginn der Beckenfiillung etw a l ‘/2 Jahre iiberschtittet, aber bis dahin noch nicht voll- standig zur Ruhe gekom m en (Abb. 25). Die eingetretenen Setzungen sind recht bed eu ten d . Die gróBten gegenseitigen V erschiebungen zw eier N achbarblocke, von denen ja der Bestand der F ugendichtungen am m eisten abhangig is t, haiten sich in maBigen G renzen. Irgendw elche nachteiligen W irkungen haben sich bislang nicht gezeigt, auch nicht seit

S7,50...

Abb. 28. Teilschiittung des D am m es beim SchlieBen der H ochw asserliicke.

d er teilw eisen Fiillung des Beckens, die Anfang Februar 1933 begann und sich auf die Setzungen des B auw erks seitdem nur ganz w enig aus- wirkte.

Im Rahm en dieser G esam tbeschreibung des B auw erks kann auf die Bauausfiihrung im einzelnen nicht n ah er eingegangen w erden. N ur die dabei g e m a c h t e n E r f a h r u n g e n und die Frage d er Zweckm aBigkeit der gew ah lten B auart mógen, sow eit dies jetzt schon mOgllch Ist, zum SchluB noch kurz b ehandelt w erden.

Z unachst ist darauf hinzuw eisen, daB dieses grofie B auw erk die g e ­ sam te Staubeckenanlage nicht unw esentlich v erteu ert hat. Die einzelnen B autelle, besonders die EinlaufblOcke, mufiten sehr m asslv ausgefuhrt w erden, w enn die eingangs erw ahnten 500 m 3 W asser ohne schadliche E rschiitterungen und Schw ingungen abgefuhrt w erden sollten. Aufierdem war infolge des ungiinstigen B augrundes eine kraftigere B ew ehrung not­

w endig. Die A usfiihrung hat gezeigt, dafi die D am m schlufiarbeiten einen

so grofien GrundablaB w ohl nicht erfordert haben w urden, w enn die giinstigen Erfahrungen, die mit den zur D am m schuttung verw endeten beiden grofien A bsetzgeraten gem acht w urden (Abb. 26 u. 27), schon fruher vorgelegen hatten. Die A bsetzer w aren bei ausreichender V ersorgung m it M ateriał durch die Baggerschachte aufierordentlich leistungsfahig. In der auf 150 m (an der Sohle, Bóschung d er D am m enden 1 : 10) ver- kleinertcn H ochw asserliicke konnte in etw a zw ei bzw. sechs Tagen bei 2 0stiindlgem Betrieb und einer T agesleistung von 6500 m 3 d er Tell des D am m es (Abb. 28) h erg estellt w erden, der einem B eckenstau h atte stand- halten kónnen, w ie er b ei A bfiihrung eines H ochw asscrs von 800 m 3 bzw.

1400 m 3 durch die offenen G rundablaB- stollen allein eingetreten ware. Bei dem h eutigen Stande der W etterkunde w ar es m it ziem licher Sicherhelt m óglich, den Be­

ginn der D am m schluBarbelten so zu legen, dafi w ahrend der benótigten zw ei bzw. sechs Tage ein solches H ochw asser nicht eintreten konnte. Bel V erklelnerung des G rund- ablasses h atte sich zw ar fur die gleiche W asserm enge der Stau Im Bccken erhóht.

Trotzdem hatte sich in der gleichen Z eit das erforderliche Schlufistiick einsetzen lassen, w enn die Lticke vorher nicht nur auf 150 m, sondern noch e n t­

sprechend w eiter v eren g t w orden w are. A llerdings w are dann bei H och­

w asser die W assergeschw indigkeit in der Liicke grófier gew orden, und es h atte mit A usrissen in der Sohle und Schaden an den D am m enden ge- rechnet w erden m ussen. Auch darf das g u te G elingcn in O ttm achau nicht zu einer allzu optim istischen A uffassung iiber die V erantw ortung ver- leiten, d ie b ei einer so groBen A nlage mit dem DammschluB verbunden ist.

Schliefilich kann je nach B auart des S perrw erkes, der Beschaffenheit des U ntergrundes und der Lage des S tausees auch aus anderen G riinden (schnelle E ntleerung des Beckens) ein grofier G rundablafi erforderllch

A bb. 29.

B auw erk vor der O berschiittung in R ichtung des D am m es gesehen.

A bb. 30. B auw erk nach der U berschiittung.

Flugbild von der B eckenscite.

Abb. 26. A bsetzgerate beim Schiitten des D am m es vom G rundablafi.

Im H intergrunde H ochw asserliicke, vorn rechts Stiitzkórper des D am m es (s. Abb. 28), davor die in den U ntergrund einbindende g e n e ig te Ton- dichtung m it W alzcn- und R aupenschlepper, davor w ird die Schutz-

schicht vom A bsetzer geschiittet.

Abb. 27. A bsetzer beim O berschiitten des Bauw erks;

er lauft auf der Briicke am luftseltigen Ende und baggert m ittels E im erkette den B oden, d er von K ippw agen in ein e M uldę

geschiittet wird.