Die Bautechnik, Jg. 14, Heft 54

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DIE BAUTECHNIK

14. Jahrgang BERLIN, 8. Dezember 1936 I-Ieft 53

Al le Re ch te Vor be ha lt en.

Die neuen Talsperrendäm m e im Harz.

Erfahrungen bei Vorarbeiten, Gestaltung, Bau und Betrieb des Söse- und Oderwerkes der Harzwasserwerke

Von Prof. ®r.=3»S- CoIIorio, Hannover, und den bei den einzelnen A bschnitten genannten M itarbeitern.

(Fortsetzung aus Heft 49.)

B. Die geologischen Vorarbeiten und die geologisch e Baukontrolle.

Von Prof. ®v.=3tig. C oIIorio, Hannover, u. Prof. Dr. S chöndorf, H ildeshelm . 1. A l l g e m e i n e s .

Bei den H arztalsperren beschränkte sich die M itarbeit des Geologen nicht auf eine gelegentliche Begutachtung der Vorgefundenen V erhältnisse, sondern bestand in einer geordneten Zusam m enarbeit zwischen G eologe und Ingenieur bei V orarbeiten, Bau und Inbetriebsetzung selbst. Diese Z usam m enarbeit hat sich nicht nur bewährt, sie war bei den Harzwerken w egen der besonders unübersichtlichen geologischen Verhältnisse und des völligen M angels an für technische Zwecke ausreichenden geologischen U nterlagen gar nicht zu entbehren. Die vorhandenen Spezialkarten der preußischen geologischen Landesanstalt, die für das G ebiet des Sösewerkes aus dem Jahre 1908, für das O derwerk aus dem Jahre 1928 mit Erläute­

rungen Vorlagen, genügten bei der Eintönigkeit des Aufbaues keinesfalls, da diese s t r a t i g r a p h i s c h e n Karten wegen des Mangels durchgehender H orizonte den vielfachen und z. T. regellosen W echsel der G esteinsbänke und die m ehr oder minder beachtensw erten Störungen sowie deren Verlauf nicht erfassen konnten (Maßstab 1 :25000!). Aus diesem G runde wurde, g estü tzt auf natürliche Aufschlüsse und systematisch angelegte Schürfe, eine m ehr praktisch p e t r o g r a p h i s c h e Kartierung Im Maßstab 1 :1 0 0 0 bzw. 1 :5 0 0 0 angefertigt, die dem Techniker die erforderlichen Aufschlüsse und U nterlagen besser geben konnte, als eine auf wissenschaftlicher G rund­

lage aufgebaute allgem eine stratigraphische Kartierung, die In Einzelheiten nicht nur für den besonderen Zweck lückenhaft sein m ußte, sondern in einigen Fällen auch zu Fehlschlüssen geführt hätte, da Schichtenstreichen, H angausstreichen usw. an verschiedenen m aßgebenden Stellen nicht mit den A ngaben der Karten übereinstim m te (s. Abb. 42 u. 43). Da, nach unseren Erfahrungen, sich diese Feststellungen durchaus nicht auf den Harz beschränken, haben sie allgem eine technische Bedeutung.

Für die vor dem Bau zusam m en mit der Projektierung aufgestellten petrographischen Karten und Aufnahmen war natürlich eine unm ittelbare und sehr enge Zusam m enarbeit zwischen Ingenieur und Geologe, waren gem einsam e B egehungen und V erhandlungen nötig, bevor das G ebiet und der sonstige Umfang der U ntersuchungen festgelegt werden konnte.

Um für später unbeeinflußtes M aterial zu besitzen, wurden im Verlaufe der Begehungen nicht nur Skizzen, sondern auch eingehende Berichte angefertigt, deren.Ergebnisse dann in den neuen Karten zusam m engestellt w urden. Dabei w urde kein W ert darauf gelegt, M aterial für Hypothesen zu schaffen, sondern versucht, die praktischen und unm ittelbaren Bedürfnisse des K onstrukteurs und des Baues zu befriedigen. Es handelte sich also um eine A ufgabe der praktischen Geologie, die das tatsächlich Beobachtete festhielt, genau beschrieb und peinlich trennte von den auf G rund irgend­

w elcher A nnahm en usw. darüber hinaus gezogenen Schlußfolgerungen.

N eben d er B eurteilung der Talsperrenstelle und des überstauten G eländes auf D ichtigkeit und sonstige Brauchbarkeit war eine der H aupt­

aufgaben der K artierung wie der Zusam m enarbeit eine möglichst genaue F eststellung der vorhandenen Baustoffe, was bei der Regellosigkeit der Schichtenfolge ganz besonders zeitraubend und kostspielig war, aber doch so g elö st w erden konnte, daß Schw ierigkeiten bei Baudurchführung und A brechnung selbst bei den Steinbrüchen nicht entstanden, die doch fast im m er die U rsache von Behinderungen und berechtigten oder un­

berechtigten M ehrforderungen von seiten der U nternehm er sind.

Die A rbeiten selbst konnten in drei Abschnitte geteilt w erden: die V o r a r b e i t e n , die mit der Kartierung und der m engenm äßigen Feststellung der Baustoffe Ihr Ende fanden, eine ausgesprochene A b n a h m e aller Bau­

gruben und deren geologische A u f n a h m e w ährend des Baues; die M i t ­ w i r k u n g bei den w ährend des B e t r i e b e s auftretenden Undichtigkeiten und deren Beseitigung. Im Laufe der Zeit ergab sich nicht nur das erforder­

liche V ertrauensverhältnis, sondern auch eine gew isse M ethodik der Zusam m enarbeit und der Technik der Feststellungen, deren W iedergabe zu w eit führen w ürde. Stellenw eise m ußte besonders bei der Erkundung der Straßenbauten und der Sperrdam m stellen sehr w eit in Einzelheiten g egangen w erden, da sich herausgestellt hatte, daß oberflächlich kaum

erkennbare V erruschelungen und Verdrückungen manchmal heim tückischer waren als die offen erkennbaren großen Störungen.

Zur Ergänzung der geologischen G eländeerkundung w urde an technisch besonders gefährdeten oder geologisch undurchsichtigen Stellen, besonders bei starker Ü berschotterung, aber auch bei Auffinden von U ndichtigkeiten in und unter den geschütteten Dämmen der R u t e n g ä n g e r Dr. B e y e r , Berlin, mit gutem Erfolg herangezogen. Er war im stande, mit größter Sicherheit die Störungs- und Ruscheizonen auch unter Talverschotterung und W asserspiegel zu finden und zu verfolgen, so daß, in V erbindung mit der geologischen K artierung und B eurteilung, technisch richtige M aß­

nahm en ergriffen und viel Zelt und G eld gespart w erden konnten. Eine besondere, langjährig erprobte U ntersuchungsm ethode und Zusam m enarbeit zwischen Geologe, Techniker und R utengänger verm ied eine Beanspruchung des einzelnen durch Aufgaben, denen er natürlicherw eise nicht gewachsen sein konnte, und gew ährleistete eine richtige D eutung der Reaktionen, die durch ein System von K ontrollen so überprüft w urden, daß trotz jahrelanger Z usam m enarbeit kein einziger Fehlschluß gem acht w urde.

Das andersw o festgestellte Versagen der W ünschelrutengänger beruht nach unseren Erfahrungen nicht nur darauf, daß stellenw eise ungeeignete R utengänger herangezogen oder unlösbare Aufgaben gestellt wurden, sondern in vielen Fällen auf einer m angelnden Z usam m enarbeit zwischen den drei m aßgebenden Kräften und darauf, daß jeder mehr oder m inder getrennt vorging. Dieser Fehler wurde bei uns von Anfang an verm ieden;

auch alle allgem einen Angaben und Schlußfolgerungen w aren verpönt, die B eurteilung w urde auch im Einzelfalle Immer gem einsam vorgenom m en, so daß nicht eine geologische, sondern eine geologisch-technische Be­

arbeitung und B eurteilung erstrebt und erreicht wurde, in der neben der getroffenen F eststellung auch die technisch zu ergreifenden M aßnahmen und, bei den D ichtungsarbeiten, die Art der Kontrolle des Erfolges fest­

g ehalten wurde. Bevor nun auf das Ergebnis der Etnzelarbeltcn ein- gegangen wird, muß einiges zur allgem einen Tektonik, Stratigraphie und Petrographie gesagt w erden.

2. G e o l o g i s c h e Ü b e r s i c h t .

Das T alsperrengebiet der Söse und O der liegt zwischen dem nord­

westlichen eigentlichen O berharz mit seiner eintönigen, geologischen F ast­

ebene und dem flach nach Südosten abgedachten eigentlichen Unterharz, von beiden unterschieden durch ganz andersartigen geologischen Bau und w echselvolle kupplge Berglandschaft mit eigener Stratigraphie und Tektonik.

Die Täler liegen ganz im Bereiche der paläozoischen Harzgeblrgsschichten, in der H auptsache des U nterkarbons und w erden von der, den Harzrand ringförmig um säum enden und mancherorts zungenartig in die H arztäler, z. B. bei O sterode und Lauterberg, vordringenden jung-paläozoischen Zechsteinformation mit ihren, den Ingenieurbauten gefährlichen, leicht­

löslichen Salzen und Gipsen glücklicherw eise nicht m ehr berührt.

Landschaftlich-morphologisch und geologisch-stratlgraphisch-tektonisch muß man zw ei völlig verschiedene Strukturen unterscheiden: die p a l ä o z o i s c h e n G e b l r g s s c h i c h t e n der T a l h ä n g e und H ö h e n z ü g e und die geologisch viel jüngeren k ä n o z o i s c h c n A b l a g e r u n g e n der m ehr oder w eniger ebenen T a l b ö d e n . Beide sind in ihrem Aufbau und ihrer Anlage grundverschieden, aber, trotz der sie trennenden, großen geologischen Zeitlücke, verbunden durch eine gem einsam e Tektonik;

die alten tiefreichenden geologischen Störungen waren teilw eise die erste U rsache für die später hier einsetzende tälerschaffende Erosion, durchsetzen, unter den jüngeren A lluvionen dem Auge verhüllt, die Talsohlen und konnten som it die Bauten gefährden, zumal diese G ebirgsbew egungen auch während der langen Zeitlücke des M esozoikum s, niem als ganz zur Ruhe kam en. Die den Harz aufbauenden G esteine des Silur bis Unterkarbon wurden nach A blagerung des U nterkarbon in lange, m eist steilstehende Falten g eleg t, die mit einem G eneralstreichen von SW nach NO w eit­

aushaltende Faltenzüge bilden, aber durch einseitig stärkeren Druck von Süden her nach Norden übergelegt, überkippt w urden, so daß ihre Faiten- schenkel heute fast regelm äßig g l e i c h s i n n i g nach SO elnfallen. Infolge­

dessen sind die einzelnen Falten als Sättel oder M ulden nicht, w ie ander­

wärts, an ihrem entgegengesetzten oder zusam m enneigenden Einfallen,

u & C o l l o r l o , Die ne uen Talsperrendäm me Im Harz Ölte B A titfcC H N lK F a c h sch rift f. d. g e s . B a u ln g e n lc u rw e sen

sondern nur an der stratigraphischen A ufeinanderfolge ihrer Einzelschichten zu erkennen. Da, wo eine solche stratigraphische G liederung nicht besteht, und das ist gerad e im T alsperrengebiet der Fall, ist es häufig unm öglich, diese v erschiedenen geologischen S tru k tu re n , seh r zum Schaden der technischen B eurteilung, auseinanderzuhalten. H inzu kom m t, daß die Falten vielfach längs oder qu er zerrissen oder übereinandergeschoben w urden, so daß jetzt ältere G esteine u n ter Ausfall der Zw ischenglieder üb er den jüngeren liegen. W erden diese allgem einen V erhältnisse nicht von vornherein richtig erkannt, so m üssen sie u n ter U m ständen zu technisch falscher B eurteilung führen.

Das alte Faltengebirge (varistisches G ebirge), das von M itteldeutschland bis zum Rheinischen Schiefergebirge reichte, ist w eitgehend zum heutigen R u m p f g e b i r g e abgetragen w orden; die Falten, nam entlich die Sättel, w urden zerstört, die Z erstörungsprodukte zerrieben und fortgeschw em m t, und nur die gröberen, vom fließenden W asser normal nicht m ehr transportablen Blöcke blieben im T alboden liegen. So findet man heute in den T alschottern ortsfrem de Rollstücke, im Sösetal z. B. lagenw eise Porphyr- und G ranitgerölle, die vom Thüringer W aide in paläozoischer Z eit herüberverfrachtet w urden. Sie verw eisen uns darauf, daß früher die W asserwege andere w aren, w as u n ter U m ständen von praktischer B edeutung sein kann, w enn man durch A nstau den W asserspiegel h eb t und damit die bisherige W asserbew egung verändert. Entlang den H ängen über der h eu tig en T alsohle finden w ir auch Reste früherer Flußterrassen als Kies- und Schotterstreifen, die der D iluvialzeit angehören, z. B. am rechten Hang der Sösesperrstellc. Solches rolliges G ebirge m uß, nam entlich an der Sperrstelle selbst, beachtet w erden, w ell es die W asserzirkulation w esentlich beeinflussen kann.

Die Z erstörung der G esteine beschränkte sich nicht auf ihren m echa­

nischen A btransport durch fließendes W asser. Das feste, m eist In Klippen zutage steh en d e G estein zerfällt durch Frost zu scharfkantigen Stücken, die sich unterhalb zu Schuttkegeln anhäufen; geringer K alkgehalt als B indem ittel sandiger G esteine, z. B. d er G rauw acke, wird ausgelaugt, die G esteine zerfallen, G ranit und Porphyrgerölle w erden durch Z ersetzung ihres Feldspatgehaltes vergrust, tonig-sandig; die feinen Tonlagen bilden bei D urchfeuchtung Schm lerfugen, an denen die S chutthalden der Steil­

hänge leicht abrutschen, w enn ihnen z. B. beim Bau der Randstraßen das natürliche F undam ent genom m en oder durch Einstau aufgew eicht wird.

Die gleiche G efahr bestand ab er auch bei S törungen stark verdrückter Schieferschichten, besonders wenn sie noch mit stückigem V erw itterungs­

schutt durchsetzt w aren, was zu b esonderer B eachtung an der O dersperren­

ste lle zwang.

E ine w eitere Schw ierigkeit in der E rkennung des geologischen Geblrgs- aufbaues b estan d darin, daß die A uffaltung der paläozoischen, oft kilom eter­

w eit sehr einförm igen oder ganz regellos w echselnden G estein e H and in H and ging m it ein er U m form ung derselben. Zwar liegt das G eb iet nicht m ehr im K ontakthof des Brockengranites, aber schon die häufige T ransversal­

schieferung m achte eine sehr sorgfältige B eobachtung erforderlich, um V erw echslungen zu verm eld en , und erzw ang ein e Ins einzelne g ehende A ufnahm e.

Die G esteinsbeschaffenheit w ar in beid en Tälern in der H auptsache die gleiche: eine W echsellagerung von m ehr oder m inder m ächtigen G rauwacke- und Schieferschichten, die stellenw eise durch Zunahm e des S andgehaltes in den Tonschiefern allm ählich Ineinander übergehen oder Zw ischenschichten, G rauw ackeschiefer bzw. Plattenschiefer bilden, die je nach ihrer Z usam m ensetzung im G elände bald m ehr die Eigen­

schaften des einen oder des anderen annehm en. E ruptivgesteine, wie sie anderw ärts im H arz v erb reitet u nd als B rauchsteine geschätzt sind, kom m en hier nur stellen w eise als G eröll im Flußschotter vor.

Die G rauw acken bestehen aus eckigen und rundlichen B ruchstücken aller m öglichen älteren G esteine, die durch klesellge und tonige, seltener kalkige B indem ittel m iteinander v erk ittet sind. N eben sehr festen und deshalb als B austein und B etonzuschlag gut verw endbaren G rauw acken, die in der K artierung aus praktischen G esichtspunkten besonders aus­

gehalten w urden, treten auch m ürbere, absandende G rauw acken auf, die leicht zerfallen und sandig-tonige V erw itterungsböden hinterlassen. V er­

einzelt w urden bei Steingew innung und B ohrungen u n ter der Talsohle G rauw acken m it schwach kalkigem B indem ittel angetroffen, die, sow eit erkannt, ausgeschaltet w urden, w eil in ihrer N achbarschaft feine Schw efel­

kiese gefunden w urden. Im übrigen g enügten die b esseren G rauw acken den A nsprüchen als B austeine oder Betonzuschlag, w enn sie auch nicht die G üte der O berh arzer G rauw acke erreichten.

Die Tonschiefer bestehen in frischem Z ustande aus blaugrauen, seltener bu n ten , dünnschlefrigen oder blättrigen, schwach verfestigten T ongesteinen.

Die A bsonderung, Schieferung verläuft teils parallel der ursprünglichen Schichtung, die an F arbw echsel, E inlagerung, Sandstreifen od er organischen Resten kenntlich wird, oder quer dazu, ist aber nirgends so intensiv, daß harte D achschiefer, w ie im N ordharz entstanden. Bei V erw itterung liefern sie einen leh m ig -san d ig en , fast w asserundurchlässigen Boden, w obei die dunkle Farbe durch O xydation des E isengehaltes ins B raune ü b er­

geht. Durch Steigerung des Sandgehaltes entstehen Sandschiefer oder

bei stärkerer V erfestigung, w ie im O dertal, Plattenschiefer, die m it dünnen G rauw ackenschiefern w echseln und auf ihren Schichtflächen glänzende G lim m erplättchen aufw eisen. Die Tonschiefer kom m en als Bausteine oder für Betonzuschlag ebensow enig in F rage wie die ihnen verw andten P latten- und G rauw ackenschiefer. An der Söse m ußten geringe M engen faulen Tonschiefers zur Ergänzung des Flußschotters für die Damm­

schüttung gew onnen w erden. A llgem ein kam aber der Tonschiefer wegen seiner hohen G ew innungskosten als D am m schüttm aterial nicht in Frage.

Die T alschotter enthalten R ollstücke aller oberhalb im Einzug­

geb iete zu tag e g eh en d en G esteine. Das feinere M aterial ist zu Sand zerrieben, das gröbere b ild et K iese o d er Rollstücke bis zu 1/2 m 3 Inhalt.

Die Z usam m ensetzung der Talschotter ist sehr w echselnd, je nachdem , ob in der N ähe oder oberhalb m ehr san d ig e oder m ehr tonige G esteine an­

stehen. Da die G erölle und Sande als Baustoffe für die D am m schüttung in Frage kam en, m ußte ihrer Z usam m ensetzung und M ächtigkeit große A ufm erksam keit geschenkt w erden. An der E inm ündung der N eben­

täler lagerten sich auch m ehr tonige Böden im Tale selbst ab, die aber m eist stark hum usdurchsetzt, für Bauzw ecke kaum V erw endung finden konnten. A ußerdem m ußten auch schlackenreiche K iese ehem aliger Erz­

verh ü ttu n g ausgeschaltet w erden, w eil die vielfachen B eim engungen von sulfidischen E rzen die B etonbauten schädigen konnten. Die üb er d er Tal­

sohle liegenden älteren F lußterrassen w aren w egen ihrer geringen Mächtig­

keit ohne B edeutung für die M aterialgew innung. Auch in der Talsohle schw ankte die M ächtigkeit erheblich zwischen 1 bis 6 m, an der Söse war sie im allgem einen geringer und stärker schw ankend als an der Oder.

Im G egensätze zu den ab g eru n d eten , vom fließenden W asser trans­

portierten Talschottern Ist der an den H ängen g efundene V erw itterungs­

schutt eckig, scharfkantig, in der H auptsache durch m echanisches Zerspringen fester G esteine entstanden und in den Lehm der H änge g e b ettet. Zum Teil lieferte er an der Söse, stellenw eise in erheblichem U m fange, billig und bequem Steinm aterial für u ntergeordnete Zwecke. An der Oder w ar d er Lehm der H änge fast steinfrei und fett, an der Söse stark über­

rollt und sandig. U ntergeordnet traten im O dertal w eiße Schw erspate als G angausfüllung auf, die aber praktisch ebensow enig B edeutung hatten, w ie die alten bergm ännischen V erleihungen auf geringfügige Erzgänge.

Die N utzgesteine sow ie das zur D am m schüttung g eeig n e te M aterial w urde an v erschiedenen S tellen in ausreichendem U m fange in geeigneter Beschaffenheit und abbauw ürdigem V orkom m en gefunden. Auch hierbei w urde planm äßig kartiert und geschürft, so daß unliebsam e Ü berraschungen nicht auftraten.

E ine E ntnahm e aus dem Staubecken selb st konnte unbedenklich überall dort stattfinden, wo Flußschotter den Felsen bedeckte, da jener durchlässig ist. Es war, nach A bräum ung d er Talsohle und Abdecken des F elsens mit den bindigeren oberen B odenschichten (H um us und W aidboden), sogar eine bessere D ichtigkeit der Felsoberfläche zu er­

w arten, als sie die natürliche Ü berlagerung darstellte, ganz abgesehen davon, daß auch der feine Schlam m der H ochw asser der ersten Füllung in diesem Sinne günstig w irkte. An der Sösetalsperre w agte man trotzdem nur, auf etw a 500 m an den w asserseitigen D am m fuß h eranzugehen; an der O der dagegen w urde die gesam te w asserseitige Ü berlagerung ab­

geräum t. Der Lehm boden w urde in beiden F ällen erst in einer Entfernung von üb er 1 km oberh alb der S perrstelle gew onnen, da von ihm eine gute A bdeckung und O berflächendichtung erw artet w erden konnte.

Ü ber die Lagerstätten ist später unter D. „B audurchführung" noch einm al berichtet (Abb. 69, 70).

3. S p e r r s t e l l e S ö s e t a l (Abb. 40).

Die im Sösetal in einem früheren Plan vorg eseh en e und auch damals geologisch anderseits zugelassene Sperrstelle m ußte verlassen werden, w eil sie in einer das Sösetal in voller B reite längs und quer durch­

setzenden geologischen Störungszone lag, die eine D ichtigkeit des Ab- sperrbauw erks nicht erw arten, aber erhebliche Schw ierigkeiten bei der G ründung vorhersehen ließ. W ie richtig diese M aßnahm e war, wurde bald nach B aubeginn dadurch bew iesen, daß das linke Auflager der ursprünglichen S perrstelle, das als Steinbruch au sg e b e u te t w urde, über N acht plötzlich zu Bruch g in g , indem an eigenartigen geologischen Rutschflächen auf dünnen T onhäuten m ächtige G rauw ackefelsen mit m ehreren 100 m 3 bis etw a 60 m H öhe üb er der Talsohle abrutschten und beinahe noch die neue, oberhalb des Bruches g elegene Forststraße ge­

fährdeten. Eine völlig störungsfreie Sperrstelle w ar allerdings nicht zu finden; dicht oberhalb der alten F abrik M arlental konnte ab er eine Stelle ausgem acht w erd en , an d er die von beid en H ängen durchsetzenden Störungen durch die Sperrenachse erst oberhalb des H öchstw asserspiegels geschnitten w urden.

Die gew äh lte Sperrstelle verläuft fast genau S—N, das Sösetal an dieser Stelle von NO nach SW und ebenso das G eneralstreichen der Gebirgs- schichten, so daß diese also das A bsperrbauw erk u n ter einem spitzen W inkel schneiden. Dies w ird in der Regel m it R echt als ungünstig an­

geseh en , weil dadurch im m er n eu e G esteinsbänke durchschnitten werden, war aber aus d er N atur d er Sache nicht zu änd ern und eine für das Söse-

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tal charakteristische Er­

scheinung. Das Einfallen der G ebirgsschichten war ebenfalls infolge örtlicher Spezialfaltung größtenteils ungünstig, m eist 60 bis 80°

nach N ordw esten, also stau- abw ärts gerichtet. Nur an den Entnahm estollen war das sonst gew öhnliche süd­

liche Einfallen erhalten. In der K ernbaugrube zeigten sich beim A ushub die mit­

einander w echselnden G rau­

wacken und Schieferbünke durchaus gesund, stärkere Zerklüftungen der festen G rauwacken w urden nicht bem erkt.

V or den Betonarbeiten vorgenom m ene Einspritzun­

gen von Zem ent waren in den W echsellagerungen und Tonschieferzonen zwecklos, da d er U ntergrund auch bei tiefen Bohrungen nichts aufnahm , sich aber unter

dem an sich geringen Druck der Einpressung (6 atü) lockerte und vielfach sogar aufgepreßt wurde. Es m ußte deshalb von w eiteren M aßnahm en abgesehen w erden, was um so mehr statthaft erschien, als diese Zonen offenkundig dicht zu sein schienen. Daß dies nicht der Fall war, hat sich später beim Einstau herausgestellt, als insbesondere an den Hängen erhebliche W asserverluste im U ntergründe auftraten. Dies kam daher, daß die Schichtfugen und Klüftungen mit feinem Ton und Lehm aus­

gefüllt waren, die durch den nur kurze Zeit wirkenden Einpreßdruck nicht ausgespült werden konnten, wohl aber nach einigen W ochen und M onaten durch den Anstau des Beckens.

Auch die in Schicht- und Kluftfugen der Grauwacke eingepreßten Zem entm engen brachten keine endgültige D ichtigkeit (Abb. 41), Hier hat sich offenkundig die eingepreßte Zementmilch mit der plastischen Tonm asse so verm ischt, daß sie überhaupt nicht zum Abbinden kam , mit der Folge, daß nach dem Einstau die Tonfüllung mit­

sam t der Zem enteinspritzung aus­

g espült w urde, was durch chemische B eobachtung einw andfrei festgestellt w erden konnte. Der Weg des Wassers ging dabei einen durch Rutung fest­

gestellten und durch Färbung ein­

w andfrei kontrollierten Weg. Am linken Hang trat das W asser be­

sonders bei höherem Stau über die vorgelagerten Tonschieferpakete wie über ein W ehr in die klüftige G rau­

wacke ein und fand in ihr einen Weg unter dem Kernfundam ent hindurch nach der Luftseite. In der M itteltal­

zone w urden fast keine U ndichtig­

keiten gem essen. An dem rechten H ang trat das W asser durch die große S törung, die die zuerst gew ählte Sperrstelle schräg durchschnitt, in die Schicht- und Kluftfugen ein und fand durch sie einen W eg unter dem Bau­

w erk nach der Luftseite. Daneben drang natürlich auch unm ittelbar W asser durch die nicht ausreichend

abgeriegelten Schotterterrassen an die Gründungsfuge heran. Der H auptteil kam aber durch die Störung in den U ntergrund, der, wie an einigen Stellen durch Bohrungen einwandfrei festgestellt wurde, in erheblicher Tiefe so große H ohlräum e und Klüfte hatte, daß beispielsw eise eine einzige Bohrung eine W asserm enge von etwa 101/sek aus einer einzigen derartigen Stelle brachte. Die V erhältnisse führten zu allerhand Schwierigkeiten, denen anfänglich um so w eniger leicht beizukom m en war, als die Ursachen und der Weg des W assers erst im Laufe der Untersuchungen erkannt w erden konnte. Die sorgfältige Kartierung, die R utengängerarbelt, das Verfolgen mit F ärbungen, T em peraturbeobachtungen und chemischen Untersuchungen, vor allem aber eine sehr stark unterteilte M essung der W asserverluste selb st aus den einzelnen feststellbaren U ndichtigkeiten brachten aber bald ein eindeutiges Bild und gestatteten nicht nur die fast restlose Erfassung d er .Q u e lle n “, sondern auch richtige und kostensparende M aßnahm en

zurB eseitigungderV erluste.

Ü ber diese M aßnahm en selbst wird unter den Bauerfahrungen berichtet w erden (s. w eiter unten).

Die allgem eine Dich­

tigkeit der Sperre selbst w ar w eniger ungünstig zu beurteilen. Leichtlösliche

G esteine, Insbesondere Kalk oder gar Gips und Salz des Zechsteins, die im V orlande ein ausgedehntes Trichter- und V ersinkungs- feld schufen, waren aus­

geschlossen. W asserver- lustc nach dem Ansfau w aren also vor allem nur da zu befürchten, wo un­

dichte Klüfte in den G rau­

w ackenbänken, insbeson­

dere am linken Hang, streichend die Sperre durchsetzten oder an g e o ­ logischen Störungen, ins­

besondere am rechten Hang, aus dem Staubecken in tiefer gelegene N achbartäler durchsetzten. Beobachtungen in dem trockenen Som m er 1934, in dem zeitw eise der Talsperrenabfluß gesperrt w urde, haben keine unm ittelbaren F eststellungen erm öglicht, so daß jedenfalls der A ustritt geschlossener W asserm engen ln meßbarer Größe nicht festgestellt werden konnte. Das wurde durch langjährige Beobachtungen der in Frage kom m enden S eitentäler vor Inbetrieb­

nahm e der Sperre und nachher ziemlich sicher festgestellt. A nderseits besteht im m er noch eine U nterbilanz zwischen der errechneten und tatsächlich gem essenen Speicherung, die auf V erdunstung allein nicht zurückgeführt w erden kann. Es hat also den Anschein, als ob im ein­

zelnen zwar nicht m eßbare, im ganzen aber doch merkliche W asser­

mengen irgendwie aus dem Sperrengebiet Ihren Weg in den Unterlauf finden. Diese W asserm engen halten sich in den auch an anderer Stelle beobachteten G renzen, betragen allerdings etwa 10 % des gesam ten Jahreszulaufes.

4. O d e r t a l s p e r r e (Abb. 42 u. 43).

Auch die O dertalsperre liegt ausschließlich Im Bereich von G rau­

wacke und Tonschiefer, w enn auch hier die beiden G esteine etw as fester Vorkommen. Die Richtung der Sperr­

m auer ist fast genau S—N, das Strei­

chen der Schichtgrenzen ebenso mit w echselnden Abweichungen von 5 bis 10° nach O sten oder W esten. In­

folgedessen verlaufen in der ebenen Talsohle, wo Schichtenstreichen und Schichtenausstrich zusam menfallen, die geologischen G renzen sehr günstig, ziem lich parallel der Sperrenachse.

Auch das Elnfallen ist hier wesentlich günstiger, und zwar, von w enigen A us­

nahm en abgesehen, stets talaufwärts mit 35 bis 4 5 ° östlich. Ganz anders ist es natürlich an den Hängen, an denen G eländeneigung und Ein­

fallen resultierend zu einem anders verlaufenden Hangausstreichen führen, deren Eintragung in den geologischen Spezialkarten allerdings irreführend ist (Abb. 42 u. 43). Zur V ermeidung peinlicher Fehlschlüsse m ußte daher eine völlige N eukartierung stattfinden.

Infolge der w esentlich günstigeren geologischen Lage w urden von der Sperre selbst w eniger geologisch verschiedene Schichten angeschnitten, die außerdem nicht, wie an der Söse, steil aufgerichtet w aren, also auch durch die Auflast des A bsperrbauw erks mit dem Fortschreiten des Baues steigend zusam m engepreßt w urden, so daß A usspülungen, w ie sie an der Sösetalsperre beobachtet w urden, und U ndichtigkeiten in dem dort fest­

gestellten Umfange von Anfang an nicht zu befürchten waren. Eine Ein­

pressung von Z em ent vor A ufbringung entsprechender Auflast war noch w eniger als an der Söse möglich, da insbesondere die Tonschieferschichten schon bei geringem Preßdruck g latt hochgedrückt w urden. An allen Stellen, an denen eine besondere V erdichtung erforderlich schien, wurde deshalb bereits bei der G ründung nur vorgebohrt und erst vor Beginn

“ ' f f i j j eJ P errf elle W M Xieselschiefer l!iü!H Tonschiefer ftMii Felsklipoen. Grauwacken geologische Störung f ts S Grauwackensandslein \iiiM Sandsteinschutt A Einfallen Abb. 40. Ausschnitt aus der geologischen Kartierung der alten und neuen Sperrstelle Im Sösetal.

Abb. 41. Baugrube des Betonkerns der Sösetalsperre am linken H ang;

Einspritzungen von Zem ent in die Grauwacke.

750 C o l l o r i o , Die neuen T alsperre ndäm m e im Harz DIE BAUTECHNIK F a c h s c h rift f. d. g e s. B a u ln g e n lc u rw e s e n

Die dort dem Tal gleichlaufenden und hangausw ärts einfallenden Q uerstörungen setzten sich am ganzen rechten H ange fort und führten auch beim Bau der H angstraße zu erheblichen R utschungen. A us diesem G runde w urde die Straße an vielen S tellen w esentlich w eiter, als ur­

sprünglich vorgesehen war, in den H ang g elegt, um ein A brutschen unterhalb der S traße zu verm eiden. Die überschüssigen B odenm assen w urden dann an dem H ang ab g estü rzt; sie sollten als A uflast wirken und v erm eid en , daß sich in dem eingestauten Bereich gefährliche Rutsch­

ebenen in den ungünstig einfallenden Schichtfugen bilden. Nach einer kurzen Ü bergangszeit scheint das G ebirge an der Straße zur Ruhe ge­

kom m en zu sein, da sich in d er letzten Zeit keine Rutschungen mehr gezeigt haben.

Die starke A uflockerung des Felsens an den H ängen führte dazu, die G ründung des B etonkerns und der B auw erke tiefer zu legen als ln der Talsohle, eine M aßnahm e, die ganz allgem ein richtig sein dürfte, da Schichtgesteine an H ängen im m er N eigung zum Ü berkjppen zeigen und dam it Lockerungen des G ebirges bew irken.

Die D i c h t i g k e i t d e s S p e r r e n b e c k e n s w ar im allgem einen günstiger zu beurteilen als an der Sösetalsperre, da nicht nur keine größeren G rauw ackeschichten, sondern auch m it A usnahm e der die Sperre selbst durchsetzenden S törungen keine S törungen oder V erw erfungen aus dem Becken in tiefer liegende T äler führten. Es sind auch b isher keine W asseraustritte festgestellt w orden; zur F eststellu n g der allgem einen V er­

luste dürfte die Sperre noch zu kurze Zeit im B etriebe sein.

C. Die konstruktive G estaltung der Dämme und deren Dichtung.

Von Prof. S r.sgng. C o llo rio , H annover.

1. A l l g e m e i n e s z u r F r a g e „ D a m m o d e r M a u e r “.

Die w ichtigste technische Frage w ar die Entscheidung üb er Bauart und A usbildung des A bsperrbauw erks selbst, für das erstm alig ein Erd­

dam m vorgeschlagen war. Kurz vor der V ergebung d er Sösesperre w urde die Frage Damm oder M auer noch einm al aufgew orfen, ab er zugunsten des D am m es entschieden. Die G rundeinstellung war dabei die folgende (Prof. Sr.=3ng. cf;r. O. F r a n z i u s , d er zu dieser Frage als S achverständiger g eh ö rt w urde):

„Die Frage, ob ein Damm o d er eine M auer vorzuziehen sei, kann nach dem h eutigen S tande der E rfahrung allgem ein so beantw ortet w erden, daß beide B auw erke rein technisch dann gleichw ertig sind, w enn die M öglichkeit zu ihrer A usführung gegeben ist. Rein statisch und rein betriebstechnisch hat die M auer keinen V orzug vor dem Damm, w enn der Damm m it der gleichen Sorgfalt h erg estellt w ird wie die M auer. Es sind D äm m e zerstört w orden, es sind auch Mauern zerstört w orden. Die m ehrfachen diesjährigen U nfälle an M auern ln den V ereinigten S taaten von A m erika sagen ebensow enig etw as g e g e n die Erbauung von M auern, w ie die zur Zeit selteneren U nfälle bei D äm m en etw as f ü r den Damm au ssag en .“

F ü r den V orschlag eines E rddam m es sprachen verschiedene G esichts­

punkte, die in den örtlichen geologischen V erhältnissen b eg rü n d et waren.

Die A usführungen im A bschnitt B veranschaulichen, daß an der Söse ein Damm mit seinem geringeren G ründungsdruck vorzuziehen war;

ganz abgesehen davon stand das B aum aterial für eine D am m schüttung in ausreichender M enge und G üte zur V erfügung, w ährend die Ge­

w innung von über 450 000 m 3 S teine für eine M auer, auch aus allen vor­

handenen Brüchen nur möglich g ew esen w äre, w enn ü b er 1 Mill. m3 Ab­

raum in Kauf genom m en w orden w äre. A ußerdem ergab sich, daß eine M auer ohne B erücksichtigung des in d er G ründung und M aterialbeschaffung liegenden Risikos etwa 5 0 % m ehr als ein Erddam m gekostet hätte.

D ieser K ostenunterschied verschiebt sich zu G unsten der M auer, wenn die E ntlastungseinrichtungen (G rundablässe) um fangreicher, zu G unsten des D am m es, w enn die G ründung ungünstiger (tiefer) wird. E ine von mir für die C ubucsperre (Türkei) vorgeschlagene D am m konstruktion kostete nur die H älfte der tatsächlich durchgeführten M auer (G ründung fast 20 m tief).

N achdem h eu te die E rfahrungen ü b er Risiken und N ebenkosten der E rddäm m e v o rlieg en , besonders auch der A nteil des A braum s in den S teinbrüchen b eu rteilt w erd en kann, darf festgestellt w erden, daß sich d ie V erhältnisse noch m ehr zugunsten des D am m es verschoben hätten, da der A braum der S teinbrüche bei dem D am m bau m itverw ertet "werden konnte, bei einer M auer aber nicht.

D ieser G rundsatz konnte allerdings an der S ösetalsperre nicht in dem w ünschensw erten U m fange durchgeführt w erden, da bei der Aus­

schreibung nicht in dem M aße m it A braum d er S teinbrüche gerechnet w urde, w ie er später tatsächlich eintrat. An der O d er w urde diese Erfahrung ab er schon bei der A usschreibung g enügend berücksichtigt und der über­

w iegende A nteil des A braum s verbaut.

An der O dertalsperre lagen die V erhältnisse im übrigen ähnlich wie an der S ösetalsperre bezüglich d er M aterialfrage. W enn dort auch die geologischen G ründungsverhältnisse günstiger w aren, so ergab sich doch -geol Störung

Einfallen

p ~ i Tonschiefer u.

Pt altenschiefer j Tanner Grauwacke Abb. 42. A usschnitt aus d er geologischen Spezial­

karte für die B austelle des O dersperrdam m es des A ufstaues verdichtet. Stellenw eise w urden auch üb er diesen B ohrungen auf der W asserseite des B etonkerns B etonplatten aufgebracht, um später eine V erdichtung u n ter hohem Druck zu erm öglichen und Z em entverluste nach der W asserseite tunlichst zu verm eiden.

In w eit höherem M aße als an der Söse w ar die O dersperrstelle von S t ö r u n g e n verschiedenen G rades durchsetzt, die anfänglich B edenken erregten. Nach den Erfahrungen und Erfolgen der an der Söse erprobten neuen D ichtungsm ethode konnten aber rechtzeitig ausreichende M aßnahm en ergriffen w erden, um Ü berraschungen auf jed en Fall vorzubeugen. Diese u n ter den Bauerfahrungen beschriebenen V orkehrungen em pfehlen sich grundsätzlich bei

derartigen Bauten und verringern das Risiko, das im m er in dem geologischen U n­

terg ru n d liegen w ird, ganz er­

heblich.

Im einzelnen Ist zu erw ähnen, daß auch die O dertalsperre zw ischen zw ei streichenden Stö­

rungen — aller­

dings in gen ü g en ­ d er E n tfern u n g — gelegen ist. Un­

gü n stig verliefen am rechten H ang m ehrere Q uer­

störungen recht­

w inklig zur Sperrenachse, die sicher die H ang­

bildung, w ahr­

scheinlich sogar die Talbildung w esentlich b eein ­ flußt haben. Es handelte sich um V erw erfungen geringer Sprung­

höhe m it sü d ­ lichem , alsohang- ausw ärtigem Ein­

fallen, die in grö­

ßerer Zahl hinter­

einander folgten und zusam m en m it dem Schich­

tenstreichen m eh­

rere spießige A b­

lö ser erzeugten, die auch w ährend des Baues in dem vorhergesagten U m fangezuB ruch gingen und die B augrube und die dortbeschäftigten A rbeiter ernstlich gefährdet hätten, wenn nicht b e ­ so n d ere Sicher­

h eitsm aß n ah m en von Anfang an ergriffen w orden w ären. Trotzdem w urde der Bagger

m ehrm als verschüttet, konnte sich aber selb st w ieder frei arbeiten. Da üb er die Tiefe dieser Störungszone E ndgültiges nicht erm ittelt w erden konnte, w urde bereits bei der G ründung eine große Anzahl B ohrungen nied erg eb rach t, die sp äter nach tagelangem A usspülen mit Zem ent gedichtet w urden. Irgendw elche Schäden oder U ndichtigkeiten b em erk en s­

w erten U m fanges haben sich hier nicht ergeben, die offengehaltenen Bohrungen zeigen keine W asserverluste, so daß angenom m en w erden muß, daß diese Störungszone so verdichtet ist, daß auch für die Zukunft keine Schw ierigkeiten auftreten w erden.

-ged Störung

¡Unfällen

UifM Tonschiefer u.

Plattenschiefer

FäSi Tanner Grauwacke Abb. 43. A usschnitt aus d er eigenen K artierung

des gleichen G ebiets w ie Abb. 42.

N eb en einem anderen V erlauf der S töru ngen ergib t sich auch ein an deres p etro g ra p h isch es B ild.

J a h rg a n g 14 H e ft 53

8 . D e z e m b e r 1936 C o l l o r i o , Die neuen Talsperrendämme im Harz 751

kein G esichtspunkt f ü r die Errichtung einer Mauer, die auch hier erheb­

lich te u re r gew orden wäre. Aus diesen G ründen w urde in beiden Tälern ein Damm als Abschlußbauw erk gewählt.

2. G r u n d s ä t z e d e r K o n s t r u k t i o n .

A llerdings w aren viele Fragen zu lösen, bevor die erforderliche Sicherheit gegeben schien. An erster Stelle stand hier die U ntersuchung und B eurteilung des Baumaterials, weil die konstruktive G e sta ltu n g eine D am m es in w eit höherem Maße von den Eigenschaften des vorhandenen B aum aterials abhängt, als z. B. die Gestaltung von Betonm auern von den Eigenschaften der Zuschlagstoffe (s. auch Abschnitt A). Zufolge dieser starken A bhängigkeit von den örtlichen Verhältnissen konnten auch die aus­

ländischen Erfahrungen an Dämmen nur wenig zu der Entscheidung der konstruktiven G estaltung der Harzdämme beitragen.

W ährend bei gem auerten Sperren die Zerstörung in erster Linie durch Um- und U nterläufigkelt droht, eine Zerstörung des M auergefüges bei richtiger Zusam m ensetzung des Baustoffes und fachgem äßer V erarbeitung leicht verm ieden werden kann, muß dem Schutze des Gefüges der Erd­

däm m e gegen die lebendige Kraft des W assers besondere Aufmerksamkeit schon bei der konstruktiven G estaltung gew idm et w erden. A ußer einw and­

freiem Anschluß an den U ntergrund ist also besonderes A ugenm erk der A usgestaltung der Dichtung und den Bauwerken zu w idm en, die die Dichtungsschicht und den Dammkörper in der Fließrichtung des W assers durchstoßen; hierin ist meist die Ursache von Sickerungen, Auswaschungen und schließlich Einbrüchen von Dammbauten gefunden worden. Bei allen konstruktiven Maßnahmen muß also darauf geachtet w erden, einmal den Angriff offenen Wassers durch widerstandsfähiges M aterial (Böschungs­

schutz, ausreichende gem auerte Entlastungsanlage, Q uellfassungen am Dammfuß) zu brechen, anderseits den Zutritt des W assers zur eigentlichen D am m dichtung zu erschweren und die letztere in ihrem Bestände zu schützen und zu stützen, so daß Auswaschungen und Ausspülungen in und hinter der D ichtungsschicht ausgeschlossen sind.

Bei einem so w ichtigen Bau­

w erk em pfiehlt es sich auf jeden F all, die ver­

schiedenen Auf­

gaben der Dich­

tung, K räfteüber­

tragung, W asser­

abführung und K ontrolleinrich- tu n g en so w eitw ie möglich auf ver­

schiedene, beson­

ders dafür aus­

g eb ild ete Bau- gliedcr zu ver­

teilen und nicht von einem Boden- m aterial und e i ­ n e m e i n h e i t ­ l i c h e n D a m m ­ k ö r p e r die Er­

füllung all dieser A ufgaben zu ver­

langen. Das führte

dazu, daß wir die in Frankreich besonders beliebte Dammform aus einheitlich dichtem M aterial (Plse-Bauwelse) nicht in Erw ägung zogen, auch nicht an ein Einspülen des Dammes dachten. Es schien auch fraglich, ob der im Sösetal Vorgefundene Boden sich zu diesen Kon­

struktionsform en geeignet hätte. A usreichend geeigneter Boden für einen reinen Lehm dam m war zw eifelsohne w eder im Söse- noch im Odertal vorhanden, für einen gespülten Damm wäre aus einer M ischung des Flußschotters und des G ehängelehm s wohl eine brauchbare Zusam m en­

setzung gefunden w orden, wie ein Vergleich mit ausgeführten am erika­

nischen Dämmen (Abb. 44) zeigt. Bei den ungünstigen G ründungsverhält­

nissen hätte eine solche Konstruktion aber zweifellos zu einer Katastrophe geführt, da sich eine Nachdichtung des U ntergrundes, wie sie z. B. an der Söse in reichlichem Maße notw endig gew orden ist, bei einer solchen K onstruktion ü berhaupt nicht hätte durchführen lassen, ln Frage konnten deshalb nur K onstruktionen mit elastischer oder starrer Dichtung kommen.

W eil selb st bei sorgfältigster A usführung der Dammschüttung und stärkster V erdichtung des Bodens w ährend des Baues Sackungen und Senkungen des D am m körpers w enigstens in der B öschungsnähe niem als völlig aus­

zuschließen sind, da insbesondere mit Unregelm äßigkeiten hierbei im m er gerechnet w erden muß, schien mir die Erhaltung des dichten Zusam m en­

hanges einer betonierten oder gem auerten S c h a l e n d i c h t u n g auf der w asserseitigen Böschung bei großen Dam mhöhen nicht genügend

gew ährleistet. Die unter dem Druck des W assers zu erw artenden Zu­

sam m enpressungen des Bodens konnten zu R issebildungen in der D ichtungs­

schale um so eher führen, je höher der Staudruck ist. Selbst bei ausreichender Dränage zur A bführung des Sickerwassers besteht noch keine Sicherheit dafür, daß A usspülungen infolge örtlich stärkerer Durch­

sickerungen (z. B. durch Risse) verm ieden w erden. D eshalb kom m t m. E.

eine derartige Dichtung bei höheren Dämmen nur in Frage, w enn diese aus Steinbrocken gepackt bzw. geschüttet wird. Die m oderne Ausführung von Schotterbitum endecken eröffnet hier allerdings vielleicht Möglichkeiten, an die bei der G estaltung des Söse- und O derdam m es nicht gedacht werden konnte. Ein erheblicher G ewinn für die Sicherheit wird bei hohen Erddäm m en durch den Einbau eines m assiven Dlchtungsschildcs aber auf jeden Fall erst dann erreicht, wenn dieser in der M i t t e d e s D a m m e s senkrecht angeordnet wird. Bei V erw endung von m ehr oder w eniger durchlässigem Boden zur D am m schüttung, wie er hier vorlag, ist diese Lösung für höhere Dämme die einzig mögliche. Der Fiußschotter eignete sich hervorragend für diese Bauweise, da er Infolge seines G ehalts an großen Steinen eine erhebliche Festigkeit hat.

Diese Bauweise w urde für den H auptdam m der Söse- und O dersperre also gew ählt, weil sie dem vorhandenen Bodenm aterial am besten en t­

spricht, das zw ar erhebliche Festigkeiten erreicht, aber selbst, wenn man nur die bindigeren Bodensorten betrachtet, kaum ausreichende Dichtigkeit versprach; ferner deshalh, w eil bei dieser Bauweise die Trennung der Aufgaben einw andfrei zu lösen war und deshalb die einzelnen Bauglieder sich auch für ihre Aufgaben am besten ausbilden und berechnen ließen;

weil sich bei dieser K onstruktion eine zuverlässige Beobachtung und Zugänglichkeit der ganzen Dichtung anordnen ließ, die zugleich zur Ab­

führung des Sickerwassers dient; schließlich, w eil hier nachträgliche Maßnahm en zur Dichtung des U ntergrundes und zur B ehebung anderer Schäden in der Dichtung und im U ntergrund ohne Absenkung des W asser­

spiegels möglich waren.

Damit ist neben dem G esichtspunkte der Teilung der Aufgaben auf einzelne G lieder des Baues ein w eiterer G rundsatz der K onstruktion aus­

gesprochen, die U nem pfindlichkeit auch gegen unerw artete Störungen und die M öglichkeit einer w eitgehenden Kontrolle. Eine solche w ar um so mehr nötig, als es sich um eine erstm alige A usführung handelte; denn unsere Kenntnisse vom Boden als Baustoff sind, w enn es sich um einigerm aßen schwierige Anlagen handelt, heute noch gering; als die Dämme konstruiert w urden, w aren sich nam hafte Fachleute über wesentliche Eigenschaften des Bodens durchaus nicht klar.

Diese konstruktiven G rundsätze sind gemeinsam mit den Inzwischen verstorbenen Professoren F r a n z i u s und K r e y entw ickelt worden.

3. A u f g a b e n d e s B e t o n k e r n s .

Die e r s t e A u f g a b e des D ichtungsschildes ist nach dem G esagten, die Bildung durchgehender W asseradern, insbesondere an den Entnahm e­

bauw erken bzw. G rundablässen und der G ründungsfuge entlang, zu verhindern und den Staudruck auf die luftseitige S chüttung zu übertragen.

Diese Aufgabe verm ag ein Kern aus nicht vollkom m en elastischem M aterial nur zu erfüllen, wenn er keine Risse infolge von Ü berbean­

spruchungen erhält und nicht verrotten bzw. ausgelaugt w erden kann.

Da eine G ew ähr für Rissefreiheit und vollständige D ichtigkeit bei einem Betonkern nie mit voller Sicherheit gegeben werden kann, muß z w e i t e A u f g a b e des D ichtungsschildes sein, die Abführung von Spaltw asser zu ermöglichen, um unter allen U m ständen die Luftseite von D urchquellungen frei zu halten.

Außerdem hat der Dichtungsschild als d r i t t e A u f g a b e ausreichende Beobachtungseinrichtungen aufzunehm en, die es gestatten, jederzeit das elastische V erhalten des Bodenkörpers und des Schildes, sow ie die Fugen und die W asserverluste zu beobachten. Selbstverständlich muß der D ichtungskern in einw andfreier W eise m it dem dichten Felsuntergrund verbunden sein.

Da der W asserdruck durch Bodenw iderstand aufgenom m en werden soll, hat der Dlchtungsschiid außer den eben erw ähnten positiven Aufgaben die v i e r t e , negative Aufgabe, möglichst keine solchen Kräfte zu über­

nehm en; da der Kern zur Erfüllung seiner sonstigen A ufgaben aber eine erhebliche Stärke besitzen muß und dam it ein hohes W iderstandsm om ent erhält, liegt hierin ein gew isser W iderspruch, der bei einem massiven Betonkern nicht zu verm eiden ist und zu besonderen Konstruktionen zwingt.

In der gleichen W eise, wie ein hom ogener Baustoff innere Kräfte, d. h.

W iderstände, erst entw ickelt, wenn er V erform ungen durchgem acht hat, kann der luftseitige Bodenteil, der den gesam ten W asserdruck aufzunehm en hat, den dazu nötigen W iderstand auch bei stärkster Verdichtung erst bei einer entsprechenden Zusam m enpressung entw ickeln. Solche Bewegungen sind in erheblichem Maße aufgetreten, wie Abb. 63 bis 65 zeigt. Die starke V erdichtung des Bodens durch Erdram m en, wie sie von uns durchgeführt w urde, hat zwar diese B ew egungen erheblich verm indert, aber keinesfalls ausgeschlossen, da es nicht möglich ist, eine Vorspannung im Boden zu erhalten, die die zur Entw icklung des erforderlichen Erdw iderstandes nötigen Verform ungen des Bodens so herabsetzt, daß der Kern durch Abb. 44. Die K ornzusam mensetzung der für gespülte

Dämme in Amerika verw endeten Böden im Vergleich mit den Grenzlinien der K ornzusam m ensetzung des Talschotters und G ehängelehm s an der Söse- und

O dertalsperre.

Zw ischen 1 u. 2: A nalysen au s fünf Kernen gesp ü lter am erikanischer D äm m e. Zw ischen 3 u. 4: W ie oben au s anderen sech s Kernen.

Zw ischen 5 u. 6: A nalysen aus sech s G ew inn u n gsstellen für die gleich en Däm m e, deren Kern durch d ie L inien 3 u. 4 dargestellt ist.

7 5 2 C o l l o r i o , Die neuen Talsp errendäm me im Harz DIE BAUTECHNIK F a c h s c h rift f. d. g e s. B a u ln g e n lc u rw c scn

tm o

Schachte rinne

Hermvandrinne 1278,30

Entnahme. Süd Entnahme, Nord'

Horizontale auf 280,00m über H.H.

*031 m. t052 006 011 286 260 281 215 188 160 128 35. 68 32 0 -25 -55 -85

Abb. 45. Sösetalsperre. A nsicht des B etonkerns von der Luftseite aus. Die K ernw andrinnen sind nur zw ischen den Schächten 0 und 2 eingetragen.

In d iesem A bsch n itt sin d in d en A rb eitsfu gen d es B etonkerns auch D ränagen eingebau t.

V erbiegung allein folgen könnte. Bei der A usw ahl der konstruktiven gesetzt, die ihre A ufgabe erfüllt hat. Die E inzelheiten der Dichtung M öglichkeiten m uß versucht w erden, den A usgleich der Kräfte zu erleichtern der in A bb. 46 gezeigten Fugenanordnung sind aus Abb. 4 7 a und b zu und M om ente im Kern selb st zu verm eiden, da hierdurch nicht n u r d er entnehm en.

V erlauf des E rdw iderstandes unübersichtlicher und dam it die V orhersage Zur W asserabführung sind in den Platten selbst keine besonderen d er B eanspruchungen des K ernbauw erkes unsicherer, sondern auch die V orkehrungen getroffen w orden. Wie im F u ndam ent, ist auch hier die B eanspruchungen des K ernm auerw erkes w esentlich größer w erden. A lle W asserseite mit einer besonders sorgfältig und fetter gem ischten Vorsatz- Lösungen, die eine freie B ew eglichkeit des K erns hindern und dam it der betonschlcht mit E iseneinlage ausgebildet, die eine Rissebildung infolge Konstruktion Zw ang antun, sind zu v erw erfen., Wo darauf nicht geachtet T em peratur- un d Schw indspannungen, aber auch örtliche Ü berlastungen w urde, sind Risse aufgetreten. verhindern soll. Die W asserseite ist außerdem mit einem geglätteten Die G eg en ü b erstellu n g verschiedener Lagerungsm ögllchkeiten zeigte, Torkretputz und B itum enanstrich v ersehen, d er erst kurz vor Einbringen daß m indestens eine Fuge m it verschieblich und d rehbarer Lagerung, des Bodens aufgebracht w urde, um die feinen H aarrisse zu schließen, die b esser eine P endelstütze mit zw ei G elenken erforderlich w ird, um erheb- sich im m er im Beton bilden. Die V erbindung der einzelnen Platten liehe zusätzliche Kräfte im B etonkern zu verm eiden (siehe Ziffer 10 dieses m iteinander erfolgte in den senkrechten Fugen ähnlich w ie in der

A bschnittes). w aagerechten F u g e; die B itum enschicht w urde aber schw ächer und ohne

B eim engungen aus m öglichst elastischem B itum en h erg estellt. D iese A us­

b ild u n g hat nicht voll befriedigt (s. darüber Ziffer 6 dieses Abschnitts).

Auf der Luftseite sind zur Ü berw achung der Fugen und Platten Schächte angeordnet, die im oberen Teil als D reigelenkbogen (ohne Eisen­

einlage) ausg eb ild et sind. Zugänglich sind die Schächte durch einen A ufzug, der im K ernaufbau untergebracht w erden kann, elektrisch oder m it Hand b ed ie n t w ird und besondere Sicherungen g egen Abstürzen, jedoch keine Schienenführung ln den Schächten selbst enthält. Auf Höhe der K rone ist d er d o rt etw a 1 m dicke K ern ausgekragt, um die Kran­

bahn aufnehm en zu können, und m it einer B rüstung versehen.

Schnitt A -B .. f u"kl Z_______

v o - \ , Vertikalfuge- - A

4. A u s b i l d u n g d e s B e t o n k e r n s a n d e r S ö s e t a l s p e r r e . Bei dem B etonkern d er S ösetalsperre ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß d er D ichtungsschild durch eine w aagerechte und m ehrere senkrechte Fugen in Platten g eteilt ist. D ie B ew egungen des K erns zeigen (Abb. 63 ff.) allerdings, daß auch die G ründungsfuge als G elenk w irkt. Die sen k ­ rechten Fugen sind zur V erm eidung von T em peratur- und Schw indrissen unum gänglich nötig. D ie an d er Söse gew ählte E ntfernung (30 m) dürfte zu groß gew esen sein. Zwar sind durchgehende T em peraturrisse zwischen den senkrechten F ugen nicht aufgetreten, die der freien Luft ausgesetzte B rüstung ist aber gesp ru n g en ; für die Dichtigkeit des B auw erkes w ird dies keine B edeutung haben. D ie senkrechten Fugen gehen nur b is zur w aagerechten F uge; die F u n d am en te sind ohne Fugen ang eo rd n et und durchw eg an den Stellen, an den en oberhalb senk­

rechte Fugen anstehen, gerissen, w aren aber leicht nachzudichten, da sie vom K ontrollgang aus zugänglich sind. Die w aagerechte Fuge

w urde üb er dem K ontrollgang jew eils so tief angesetzt, w ie dies Punkt 2

m öglich war, ohne den K ontrollgang zu kreuzen (A usnahm e zw ischen / Schacht 2 und 3) (Abb. 45). An den H angquerschnitten w aren trotz [ des verringerten Druckes sehr erhebliche F u n d am en tb reiten nötig, a) ^ ln den Fundam entabschnitten liegt auch der K ontrollgang (1 m _C_

B reite und 2,30 m lotrechte Höhe). Eine V erb reiteru n g des Q u er­

schnitts em pfiehlt sich zur Erleichterung der vom K ontrollgang aus zu erledigenden A rbeiten. D er K ontrollgang w urde erst geputzt, nachdem alle W assersickerungen gedichtet w orden w aren. In einer von der geologischen A rt des U ntergrundes abhängigen E ntfernung sind an beiden Sperren R ohre vom F elsen in den K ontrollgang g eführt, von denen aber nur eines schw ache W asserführung zeigte, alle anderen trocken stehen. Um das unter dem Kern durch­

d ringende W asser auf alle Fälle zu sam m eln, sind auf der L uftseite Punkto.

des K ernes A uffangrinnen als A bschluß d e r Steinpackung angebracht, bJ die in die luftseitige Rinne des G anges geführt sind. D urch diese Ttwo D ränagen w urde an den H ängen auch das Spaltw asser in den Be- um Aen obachtungsgang geführt, das durch G ründungsfuge und U ntergrund

durchtrat. D er K ontrollgang ist an den H ängen m it Treppen und "¡as-c - Leitern ausgerüstet, die zw ischen zw ei Rinnen liegen. D ie Einzel- Kmbeton

heiten sind aus Abb. 46 a u. b zu ersehen. n i D er E instieg ln den elektrisch b eleu c h teten K ontrollgang r __j geschieht an der Söse an beiden Enden durch Schächte, von denen \ der eine in den K ernaufbau am linken H ang, der an d ere un- YÍ7 m ittelbar ins Freie führt. A ußerdem ist der K ontrollgang durch

die beid en K ernschieberkam m ern zugänglich. ' 51 N ach oben wird das K ernfundam ent durch die w aagerechten J | F ugen abgeschlossen, die eine D rehbew egung und eine V er- j- schiebung zulassen. Die Fuge ist g ep u tzt und mit einer besonders

\<Xontmll-l ¡d i

„ schacht I

2cm Glattputz ¡Torkret) darüber Imerungoanstrich

Punkt 1

.— Vertikal'fuge -Bitumen Bitumen-

■2cm Bitumen

.Bewehrung i

rinne

tmso

-Imentrohr

¡5cm P

Schotter

druckfesten B itum ensandm ischung abgedeckt w orden, die eine B ew eglichkeit d er P latte gegen das F undam ent erleichtern soll.

Die eigentliche D ichtung sollte eine in einem Schlitz des F u n d a­

m entes eingegossene, m it B itum en u m hüllte B leiplatte bew irken;

um trotzdem durchdringendes Spaltw asser in den Kontrollgang abzuführen, ist eine aus einer H albschale g eb ild ete D ränage auf-

Abb. 46. S ösetalsperre, F un d am en t und Fugenausbildung im Talabschnitt.

a) W aagerech ter S ch n itt durch d en B eto n k cm ob erh alb der w aagerechten Fuge.

b) Sen krech ter Sch nitt neben den Sch äch ten .

Abb. 47. S ösetalsperre. Einzelheiten der F ugendichtung aus Abb. 46.

P u n k t 1: S ch n itt in der sen krech ten Fuge durch d ie w a a g erech te F u g e; V erbindung der w aa g erech ten B le iso h le m it der senkrechten.

P u n k t 2; S ch n itt durch d ie sen krech te Fuge oberhalb der w a a gerechten Fuge.

J a h rg a n g 14 lie f t 5Ś

8 . D e z e m b e r 1936 C o llo r lo , Die neuen Talsperrendämme im Harz 7 5 3

Abb. 48. O dertalsperre. Schnitt durch den Betonkern, gesehen in Richtung der Fließrichtung des Wassers.

D ie Dränagen in den Platten des Kerns sind der Ü bersicht halber w eggelassen .

fontm'l- gang

Vanotiti'inv

Abb. 49. O dertalsperre.

A usbildung des Fundam ents und Pendel­

gelenkes im Talabschnitt; geschnitten neben den Schächten.

D ie Kontrollrohre sind nur zum T eil eingetragen.

5. A u s b i l d u n g d e s B e t o n k e r n s a n d e r O d e r t a l s p e r r e . O bgleich durch die an der Sösetalsperre durchgeführte Anordnung und A usbildung eine w eitgehende Beweglichkeit des Betonkerns ermöglicht w urde, befriedigte diese Lösung nicht voll. Infolge des unter U m ständen doch erheblichen Fugendruckes

m ußte ein V erschieben und V erdrehen auch in der G rün­

dungsfuge entstehen, was aus verschiedenen G ründen besser verm ieden worden wäre. Aus diesem G runde w urde an der O der eine Pendelstützenaus­

führung vorgezogen, deren b eide w aagerechte Fugen eine V erschiebung und Drehung gestatteten. Auf die Ausbil­

dung von W älzgelenken wurde mit Absicht verzichtet, weil dadurch eine Verschiebungs­

m öglichkeit verhindert worden wäre, ein solches Gelenk im übrigen auch nicht leicht ein­

w andfrei herzustellen ist.

Das Pendelgelenk selbst ist in E isenbeton hergestellt und nim m t im eigentlichen Taiquerschnitt den Kontroll- gang auf. An den Hängen sch n eid et der Kontrollgang die F ugen mehrfach, was zu k einerlei Schw ierigkeiten ge­

führt hat. Einen Überblick

ü b er die Fugenanordnung gibt Abb. 48, die Einzelheiten des Pendel­

gelenkes Abb. 49.

Schw ierig war an beiden Sperren die Hangausbildung. Da schräg­

liegende Bew egungsfugen nicht zulässig sind, muß auch an den Hängen eine w aagerechte

F u g en an o rd n u n g gew ählt w erden.

Dies w ird sofort klar, w enn man sich überlegt, daß die auf den Kern w irkenden Kräfte in w aagerechten Schnitten kon­

stant sind; dam it w erden auch die zur A ufnahm e dieser Kräfte not­

w endigen Bew e­

gungen Im gro­

ßen und ganzen in w aagerechten Schnitten gleich groß sein. Solche

B ew egungen setzen aber eine w aagerechte Drehachse der Platte voraus.

W enn man die A bschnitte zwischen den senkrechten Fugen an den Hängen nicht sehr kurz nehm en wollte, m ußte man also dreieckige F undam ent­

abschnitte mit zum Teil erheblicher Höhe in Kauf nehm en. Diesen Nachteil verm eidet auch die an der O der gew ählte A usbildung nicht vollkomm en.

A llerdings läßt er sich m ildern, da die untere Fuge wesentlich tiefer an­

g eordnet w erden kann als bei der an der Sösetalsperre gew ählten Ausführung.

Punkt 1

Wasser- seite

Abb. 50. O dertalsperre. Einzelheiten

der Dichtung der w aagerechten und senkrechten Fuge.

Punkt 1 der Abb. 49 (das Bild ist spiegelverkehrt).

Im übrigen war die Einzelausbildung an der O der gleichartig der der S ö st. Die geringen Ä nderungen sind aus den Zeichnungen zu ersehen.

(Abb. 49 u. 50) Zur Kontrolle der Betonabschnitte wurden diese durchweg mit Dränrohren nach den Schächten entw ässert, während an der Söse nur am linken Hang eine solche Dränage ausgeführt ist. Die luftseitige Kontroligang-Rinne ist an den Hängen verdeckt angeordnet, mit M eß­

abschnitten an den einzelnen Podesten, eine Ausführung, die an der Söse erst nachträglich folgte. Im Talabschnitt des Kontrollgangs w urde die luftseitige Dränage so hoch eingeführt, daß eine einwandfreie M essung der W asserverluste jeder Dränage möglich wurde. Infolge der anderen Lage des K ontrollgangs konnten die Schächte nicht seitlich des Kontroll- ganges, w ie an der Söse angeordnet w erden; dies ist wegen des Tropf­

w assers aus den senkrechten Fugen und eines ungestörten A rbeltens In den Schächten nicht zu em pfehlen. Dagegen hat es sich bew ährt, an den Kontrollgang zur U nterbringung von M aschinen Aussparungen an­

zuschließen, deren Fehlen sich an der Sösetalsperre durch erhebliche Stockungen w ährend der N acharbeiten bem erkbar machte. Außerdem w urde dafür gesorgt, daß man die Eingänge des K ontrollganges an beiden Ufern von H ochbauten aus erreicht, ln denen Räume zur U nter­

bringung von W erkzeugen und G erät vorgesehen sind. An der Söse­

talsperre, wo derartige M öglichkeiten fehlen und nachträglich nur mit sehr erheblichen Kosten geschaffen w erden könnten, haben sich solche Aufbauten als dringend notw endig erwiesen.

6. E r f a h r u n g e n .

Bei beiden Talsperren sind nicht nur V erdrehungen in den Fugen und im F undam ent eingetreten, sondern auch m eßbare Verschiebungen, wie die Beobachtungen einw andfrei ergeben haben (s. Abb. 63 ff. und Text w eiter unten). Die Anordnung und A usbildung der Fugen war also richtig, ein Verzicht auf die Verschieblichkeit hätte unbedingt zu einer Spannungserhöhung, ein Fehlen der Fugen zu Brüchen geführt. Solche Brüche sind eingetreten, wo auf Fugen verzichtet w urde. Auch an der S ösetalsperre entstanden am linken Hange Risse, wo die waagerechte Fuge fehlte. Durch die dort vorgesehenen D ränrohre ließen sich diese Risse w ieder dichten. Laufende Beobachtungen von den Schächten aus, die eine Beobachtung der Platten zulassen, haben im übrigen keinerlei Anzeichen für Rissebildungen ergeben, ebensow enig die Kern­

bew egungen, die ein ganz gleichm äßiges Fortschreiten mit dem Stauspiegel zeigten. Darauf w erde ich später noch zurückkom m en. Im einzelnen haben sich aber einige Richtlinien ergeben für eine B esserung der A us­

bildung, auf die hier eingegangen w erden soll. In erster Linie em pfiehlt es sich, den Kontrollgang unter allen U m ständen in den Fundam entteil so tief als möglich zu legen. Bel den beschriebenen beiden Ausführungen ist dieser G rundsatz nur an den Hängen eingehalten. Eine Tieferlegung Im M ittelteil hätte die Entw ässerung sehr erschw ert und (ohne Zwischen­

schaltung von Pumpen) eine D urchführung der Vorflut bis unter das U nterw asserbecken verlangt. Durch die gew ählte Anordnung ist es aber z. B. unmöglich gew orden, an der O der Im eigentlichen Talabschnitt die untere w aagerechte Fuge zu kontrollieren, da die Kontrollschächte zu eng w aren, um (neben einer Pum pe) ein A rbeiten oder Beobachtungen zu gestatten (s. darüber auch A bschnitt E, Betriebsanlagen).

Es ist bereits erw ähnt, daß die gew ählte Dichtung der senkrechten Fugen bet keiner der beiden Talsperren voll befriedigte. W ährend die w aagerechte Fuge, die genau so ausgebildet ist, praktisch wasserdicht ist, waren die W asserverluste aus den senkrechten Fugen bis jetzt nicht völlig abzustellen. Dabei w urden die W asserverluste, die sich zwar in sehr geringen G renzen halten, in den m ittleren A bschnitten, in denen eine Verschiebung der benachbarten Platten gegeneinander nicht auftrat, ebenso festgestellt, wenn auch in etw as geringerem Maße, als in den H angabschnitten, ln denen solche V erschiebungen gem essen w urden. An der Sösetalsperre hängt dies zweifellos dam it zusam m en, daß die eingebrachte Bleibohle nicht lang genug war. Bei der O dertalsperre konnten aber längere Bohlen und eine aus Abb. 50 zu ersehende sorgfältigere Ausführung der Dichtung auch