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Murgänge - Geobrugg AG

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Flexible Ringnetzbarrieren als<br />

Murgangsperren: Die wirtschaftliche<br />

Lösung.<br />

Murgang-Barrieren von<br />

<strong>Geobrugg</strong>:<br />

- massive Verkürzung der Bauzeit<br />

- Kosteneinsparung von 30 bis<br />

50 % gegenüber Betonbauwerken<br />

- naturnahe Lösungen, die sich<br />

optisch ins Landschaftsbild<br />

einfügen<br />

- von der Eidg. Forschungsanstalt<br />

für Wald, Schnee und Landschaft<br />

(WSL) in Feldversuchen<br />

getestet<br />

- einstufi ge Barrieren für Ereignisse<br />

von bis zu 1000 m3 ,<br />

mehrstufi ge Barrieren für Ereignisse<br />

von mehreren 1000 m3 1


2<br />

<strong>Murgänge</strong>: Die Ursachen – und wie<br />

sich ihre Auswirkungen in Grenzen<br />

halten lassen.<br />

Ein Murgang ist ein schnell fliessendes Gemisch aus Wasser<br />

und einem hohen Anteil an Feststoffen (Steine, Blöcke,<br />

Geröll, Holz), das sich in Gerinnen wellenförmig talwärts<br />

bewegt. <strong>Murgänge</strong> haben ein Zerstörungspotenzial, das<br />

mit Steinschlag, Lawinen und Hochwasser vergleichbar ist.<br />

Die meist klar definierte Front kann eine Geschwindigkeit<br />

von 2 bis 10 m/s erreichen. Bei grösseren <strong>Murgänge</strong>n<br />

können Geschiebemengen von mehreren 1’000 m3 bis<br />

einigen 10’000 m3 talwärts transportiert werden. Aber<br />

schon die viel häufigeren kleineren <strong>Murgänge</strong> bis zu<br />

1’000 m3 haben eine zerstörerische Kraft.<br />

Wasser<br />

Schwemmholz und<br />

Geschiebe<br />

Hydrostatischer Druck<br />

Murgang<br />

Murdruck mit statischer Last und<br />

dynamischem Impuls<br />

schlammig granular<br />

Steinschlag<br />

Dynamischer Einschlag mit<br />

Masse und Geschwindigkeit<br />

Feinmaterial Blockiges Material<br />

Das Klima als Risikofaktor.<br />

Die Klimaerwärmung führt zum Auftauen hochalpiner<br />

Permafrostböden und Blockgletscher. Dadurch wird mehr<br />

potenziell mobilisierbares Material freigesetzt, was<br />

voraussichtlich zu einem Anstieg von Murgangereignissen<br />

führen wird. Auch extrem starke, regionale Niederschläge,<br />

die vermehrt zu beobachten sind, können <strong>Murgänge</strong><br />

auslösen. Ausserdem treten in gewissen Regionen der<br />

Welt nach längeren Trockenperioden immer häufiger<br />

Buschbrände auf (z.B. Kalifornien). Dabei verbrennt die<br />

ganze Vegetation. Kommt es auf der Erosionsfläche zu<br />

grossen Niederschlägen, werden die Hänge instabil: Das<br />

Material rutscht in die Gerinne und kann sich zu<br />

<strong>Murgänge</strong>n entwickeln.


Murgang-Schutzsysteme:<br />

Ein Vergleich von zwei verschiedenen<br />

Methoden<br />

Flexible Ringnetzbarrieren…<br />

…halten hohen statischen und dynamischen Belastungen<br />

stand. Sie lassen sich mit wenig Material- und Arbeitsaufwand<br />

installieren, was massiv Kosten und Bauzeit<br />

einspart.<br />

Herkömmliche Systeme…<br />

…eignen sich, um Wasser von Geröll zu trennen, sind<br />

aber nicht flexibel und können von grösseren Felsbrocken<br />

beschädigt werden. Die Verankerungen in den Flanken<br />

sind aufwändig und teuer. Die sehr schweren Bauteile<br />

erfordern massive Fundamente, die in unwegsamem<br />

Gelände nur mit grossem Aufwand erstellt werden<br />

können.<br />

Bild: Herzog Ingenieure <strong>AG</strong>, Davos CH<br />

3


4<br />

Unsere fl exiblen Ringnetzbarrieren:<br />

Zwei Systemtypen für alle Fälle.<br />

Je nach Gerinnebeschaffenheit und Projekt realisieren<br />

wir die Murgang-Barriere mit zwei unterschiedlichen Systemtypen.<br />

Bei beiden ermöglicht der Basisdurchlass im<br />

Normalfall einen ungehinderten Wasserabfluss. Wird die<br />

Barriere nach einem Ereignis überströmt, gewährleistet<br />

die flügelförmige Anordnung der oberen Tragseile eine<br />

klar definierte Abflusssektion.<br />

bo = max. 15 m<br />

Abrasionsschutz<br />

bo = max. 25 m<br />

Abrasionsschutz<br />

VX-Barriere: Für engere<br />

V-Einschnitte.<br />

Bei kleineren Wildbächen verankern wir die Murgang-<br />

Barriere ohne Stützen mit Spiralseilankern oder Selbstbohrankern<br />

mit flexiblen Ankerköpfen in den Gerinneflanken.<br />

Das Ringnetz wird mit Schäkeln an den oberen<br />

und unteren Tragseilen aufgehängt, die mit Bremsringen<br />

ausgerüstet sind. Dieser Verbauungstyp ist für eine<br />

Spannweite bis ca. 15 m und eine Bauhöhe bis zu 6 m<br />

geeignet.<br />

UX-Barriere: Für breitere<br />

U-förmige Gerinne.<br />

Die Murgang-Barriere für grössere Wildbäche wird vorzugsweise<br />

über zwei Stützen ins Gerinnebett verankert<br />

– ebenfalls mit Spiralseilankern oder über flexible<br />

Ankerköpfe. Dieser Verbauungstyp eignet sich für Spannweiten<br />

bis ca. 25 m und eine Bauhöhe bis zu 6 m.


Durchdachte Details, die als<br />

Gesamtsystem funktionieren.<br />

Jede Kette ist bekanntlich nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Deshalb haben wir unsere flexiblen Ringnetzbarrieren<br />

als ein System von Komponenten entwickelt, die sich funktionell perfekt ergänzen. Unsere Murgang-Barrieren wurden<br />

als Gesamtsystem in 1:1-Murgangversuchen getestet und haben dabei ihre Funktionstüchtigkeit bewiesen.<br />

Das ROCCO ® -Ringnetz<br />

Die Schutzwirkung der ROCCO ® -Ringnetze aus hoch festem<br />

Stahldraht basiert auf über 55 Jahren kontinuierlicher<br />

Forschung: Erkenntnisse, die wir aus Feldtests und<br />

in Zusammenarbeit mit internationalen Institutionen<br />

gewonnen haben, sind in die Entwicklung eingeflossen.<br />

Das Resultat überzeugt: Dank ihres elastisch-plastischen<br />

Verhaltens absorbieren ROCCO ® -Ringnetze selber Energie<br />

und beanspruchen dadurch die Verankerungen weniger.<br />

Der Spiralseilanker<br />

Was sich biegen kann, bricht nicht: Der Kopf unserer<br />

Anker ist flexibel und deshalb schlagunempfindlich. Das<br />

Spiralseil besteht aus Stahldrähten mit einer Festigkeit<br />

von 1’770 N/mm2 . Unsere Spiralseilanker sind herkömmlichen<br />

Ankern überlegen – nicht zuletzt, weil sie<br />

sich auch für die Einleitung von Kräften in Zugrichtungen<br />

eignen, die ohne Verlust an Tragfähigkeit um bis zu 30<br />

Grad von der Bohrlochachse abweichen können.<br />

Der Bremsring<br />

In die Trag- und Randseile werden Bremsringe eingebaut.<br />

Bei grösseren Ereignissen werden die Bremsringe aktiviert<br />

und bauen so, ohne die Seile zu verletzen, Energien<br />

aus dem Ringnetz ab. Die Seilbruchlast wird durch die<br />

Aktivierung der Bremsen nicht gemindert, sodass die<br />

spezifische Kraft-Weg-Charakteristik voll genutzt werden<br />

kann.<br />

Selbstbohranker mit <strong>Geobrugg</strong><br />

FLEX-Kopf<br />

Der FLEX-Kopf nimmt Zug- und Biegekräfte nach<br />

dem gleichen Prinzip auf wie der Kopf der <strong>Geobrugg</strong>-<br />

Spiralseilanker. Er ist schlagunempfindlich und lässt sich<br />

an handelsübliche Selbstbohranker montieren. Für den<br />

Übergang vom Stabanker zum FLEX-Kopf ist ein Betonfundament<br />

erforderlich.<br />

Der Abrasionsschutz<br />

Um die oberen Tragseile gegen die abrasive Wirkung<br />

von Geschiebe und Geröll zu schützen, verkleiden wir<br />

sie mit Winkelprofilen aus dickwandigem Stahl. Diese<br />

Schutzelemente lassen sich bei Abnutzung auf einfache<br />

Art auswechseln.<br />

Die Stützen<br />

Für UX-Barrieren verwenden wir Stützen vom Typ HEB,<br />

die über ein Gelenk auf eine Grundplatte montiert werden.<br />

Sie haben die Aufgabe, die Seile zu führen, an denen<br />

das Ringnetz aufgehängt ist. Um diese Tragseile zu<br />

schonen, sind die entsprechenden Führungen gerundet<br />

ausgeführt.<br />

5


6<br />

Die Einsatzmöglichkeiten decken zahl-<br />

reiche Anwendungsgebiete ab.<br />

1) Einzelbarriere zum Rückhalt<br />

von kleineren <strong>Murgänge</strong>n<br />

Problemstellung (Engler, Meiringen CH):<br />

Im oberen Einzugsgebiet, einem alten Bergsturzgebiet<br />

mit schiefrigem Untergrund, führen Bewegungsaktivitäten<br />

zu kleineren Rutschungen und <strong>Murgänge</strong>n, die den<br />

Siedlungsrand und das Spital von Meiringen gefährden.<br />

Es muss sowohl der energiereiche Murstrom im sehr steilen<br />

Gelände gebremst, als auch Rückhaltevolumen für<br />

das mobilisierte Material geschaffen werden.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Gerinneabwärts wurde, bei guter Zugänglichkeit und<br />

flacherer Neigung, eine UX-Einzelbarriere mit einer Kapazität<br />

von 700 m3 installiert, welche ein mögliches Ereignis<br />

vollständig zurückhält. Eine zweite Ringnetzbarriere<br />

im steilen Gelände vor der eigentlichen Einzelbarriere<br />

bremst die Energie der Murgangfront.<br />

1


2) Multilevel Murgang-Barriere<br />

zum Rückhalt von grösseren<br />

<strong>Murgänge</strong>n<br />

Problemstellung (Milibach, Meiringen CH):<br />

2005 mobilisierten sich im Einzugsgebiet des Milibachs<br />

ca. 13‘000 m3 schiefriges Material, welches durch die<br />

Murstrom-Erosionsleistung bis ins Tal auf rund 40‘000 m3 anwuchs. Die Übersaarung in Reuti und Meiringen führte<br />

zu enormen Schäden. Eine schnell und einfach zu installierende<br />

Schutzmassnahme soll sich unauffällig in die<br />

touristisch genutzte Region einfügen.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Installation von 13 hintereinander angeordneten Murgangbarrieren<br />

im Einzugsgebiet mit einem Gesamtrückhaltevolumen<br />

von ca. 12‘000 m3 . Die oberste Murgangbarriere<br />

wurde mit einem überdimensionierten Ringnetz<br />

als Murbrecher zum Abbremsen der Murgangfront ausgerüstet.<br />

Zufahrten und Deponiestandorte ermöglichen<br />

die einfache, effiziente Entleerung nach einem Ereignis.<br />

3) Murbrecher zum Abbremsen<br />

der Murgangfront<br />

Problemstellung (Engler, Hasliberg CH):<br />

Vorgelagert vor einer Barriere; Brechen der Murgangfront<br />

in sehr steilem Gelände ohne grösseren Materialrückhalt.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Installation einer speziell konzipierten Murgang-Barriere<br />

mit stärkerem Ringnetz, zusätzlichen Tragseilen und<br />

Brems ringen zur gezielten Energieabsorbtion der Murgangfront.<br />

4) Schutz vor Verklausung von<br />

Durchlässen<br />

Problemstellung (Gaviota-Pass, Kalifornien USA):<br />

Durch Verklausung wurde die Passstrasse überflutet und<br />

blockiert. Angepasst auf die Korngrösse, soll das Murgangmaterial<br />

vor dem Durchlass zurückgehalten werden.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Installation einer Ringnetzbarriere direkt vor den Durchlass,<br />

welche Festmaterial zurückhält und wässriges Feinmaterial<br />

durchströmen und abfliessen lässt. Bei drei<br />

Murgangereignissen wurde das Material zurückgehalten,<br />

ohne den Durchfahrtverkehr zu beeinträchtigen. Ausgebaggert<br />

konnte die Barriere jeweils weiterverwendet<br />

werden.<br />

2<br />

3<br />

4<br />

7


8<br />

5) Ausleitbauwerk eines Geschiebesammlers<br />

Problemstellung (Schlucher Rüfe, Malbun FL):<br />

Eine bestehende Betonschwelle ist durch Ergänzung mit<br />

einer Ringnetzsperre zum Murgang- und Geschieberückhalt<br />

zu erweitern. Dabei soll der gewählte Basisdurchlass<br />

den normalen Hochwasserdurchfluss ermöglichen und erst<br />

beim Murgang anspringen.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Aufschüttung eines beidseitigen Damms mit Betonflanken<br />

zur Verankerung der Ringnetzbarriere. Dank des<br />

variabel wählbaren Basisdurchlasses liessen sich Materialrückhalt<br />

und Abflusskapazität gezielt aufeinander<br />

abstimmen.<br />

5


6) Umleitbauwerk zur Korrektur<br />

des Gerinneverlaufs<br />

Problemstellung (Schwelle 25, Illgraben CH):<br />

<strong>Murgänge</strong> und Hochwasser umflossen die vorhandene<br />

Betonsperre und erodierten zunehmend Material an den<br />

Böschungsflanken. Es bestand die Gefahr weiterer Erosion<br />

und der Verlagerung des Gerinneabflusses.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Bau einer ersten Ringnetzbarriere im Durchflussbereich<br />

zwischen Betonsperre und erodierter Böschung. Nach der<br />

natürlichen Verfüllung mit Murgangmaterial erfolgte die<br />

Installation einer zweiten Ringnetzbarriere mit schräger,<br />

oberer Seilführung, welche Hochwasser und Murgang<br />

wieder über die Betonsperre lenkt.<br />

7) Schutz gegen Auskolken und<br />

Erosion<br />

Problemstellung (Merdenson CH):<br />

Permanenter Wasser- und Murgangüberfall hatte den<br />

Fuss der Betonsperre ausgekolkt. Dieser soll geschützt<br />

und die Standsicherheit der Mauer erhalten werden – mit<br />

einem Bauwerk, welches Murgangmaterial so einstaut,<br />

dass der Wasser- und Materialüberfall auf dessen Rückhaltekegel<br />

trifft.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Bau einer Ringnetzbarriere 5 bis 10 m vor der Betonsperre.<br />

Das Ringnetz bleibt nach dem Rückhalten des Murgangmaterials<br />

permanent hinterfüllt im Gerinne und<br />

schützt so den Mauerfuss.<br />

8) Erosionsschutz der Gerinnefl<br />

anken<br />

Problemstellung (Merdenson CH):<br />

Erosion durch Hochwasser und <strong>Murgänge</strong> im Gerinne und<br />

an seinen Flanken. Zwei Sperren sollen die Sohle füllen<br />

und so die Flanken stabilisieren.<br />

<strong>Geobrugg</strong>-Lösung:<br />

Individuelle Bemessung von zwei Ringnetzbarrieren, welche<br />

verfüllt bleiben. Ein Abrasionsschutz schützt das obere<br />

Tragseil beim Überströmen. Mit den Sperren wurde eine<br />

Abflachung der Gerinneneigung und eine Anhebung der<br />

Energielinie erzielt. Die Sperren werden regelmässig<br />

überwacht.<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9


10<br />

Wie lassen sich 1000 m 3<br />

pro Barriere aufhalten?<br />

In Zusammenarbeit mit namhaften Institutionen wie der<br />

Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft<br />

(WSL) wurden umfangreiche Labor- und Feldtests durchgeführt.<br />

Sie erbrachten den Nachweis, dass einstufige<br />

Ringnetzbarrieren von <strong>Geobrugg</strong> bis 1’000 m3 zurückhalten<br />

können.<br />

Die Versuchsanlage im Illgraben<br />

(Kanton Wallis / Schweiz)<br />

Der Illgraben ist mit durchschnittlich vier bis sechs <strong>Murgänge</strong>n<br />

pro Jahr eines der aktivsten Murganggerinne in<br />

den Schweizer Alpen. Seit 2000 wird es von der WSL überwacht:<br />

Geophone messen die Fortbewegungsgeschwindigkeit<br />

eines Murgangs. Zur Ermittlung der Fliesshöhe sind<br />

zusätzlich Laser installiert. Eine Murgangwaage liefert Informationen<br />

über Gewicht und Dichte von Mur gängen.<br />

Videokameras zeichnen Interaktionen des Mur gangs mit<br />

der Barriere auf und Kraftmessdosen ermitteln die Belastung<br />

der Tragseile während des Murgangereignisses.<br />

Überströmen von fl exiblen<br />

Ringnetzbarrieren…<br />

Ende April 2006 wurde im Illgraben die Versuchsbarriere,<br />

einschliesslich der im Flussbett nötigen Erdarbeiten, innerhalb<br />

einer Woche eingebaut. Bereits am 18. Mai 2006<br />

hielt diese Barriere einen Murgang von ca. 1000 m3 auf.<br />

Nach ihrer Verfüllung wurde sie bis Oktober von fünf weiteren<br />

<strong>Murgänge</strong>n mit mehreren 10000 m3 unbeschadet<br />

überströmt (siehe Bilderfolge am Seitenende).<br />

…als Nachweis für mehrstufi ge<br />

Ringnetzbarrieren<br />

Mit diesen Überströmereignissen wurde nachgewiesen,<br />

dass mehrstufig angeordnete Ringnetzbarrieren auch<br />

weit grössere Kubaturen mit Fliessgeschwindigkeiten bis<br />

6 m/s erfolgreich bewältigen können. Bestätigt hat das<br />

auch die Auswertung eines Murgangereignisses im Gerinne<br />

Merdenson (Kanton Wallis / Schweiz), wo eine Kaskade<br />

von drei Murgang-Barrieren installiert ist.<br />

Die flexible Ringnetzbarriere von <strong>Geobrugg</strong> kurz nach der Montage (oben) und nach dem sechsten Murgang (unten):<br />

Sie hat die Belastungsprobe in jeder Hinsicht bestanden.


Nur ausreichende Dimensionierung<br />

gewährleistet einwandfreie Funktion.<br />

Bei Murgangsperren handelt es sich um starke Systeme,<br />

die den enormen Kräften von <strong>Murgänge</strong>n standhalten<br />

können. Richtig dimensionierte flexible Ringnetz barrieren<br />

bilden ein wirksames, multifunktionales Rückhaltesystem.<br />

Um es auf die zu erwartenden Ereignisse und die<br />

topographischen Gegebenheiten abzustimmen, haben wir<br />

gemeinsam mit der WSL zwei Programme entwickelt:<br />

Die Bemessungssoftware DEBFLOW basiert auf Erfahrungen<br />

und Testergebnissen aus Dutzenden von Feld- und<br />

Laborversuchen. Sie ist für unsere Kunden übrigens auf<br />

Anfrage online zugänglich.<br />

Mit der Software FARO verfügen wir über ein ausgereiftes<br />

Simulationsprogramm: Mit ihm lässt sich nicht<br />

nur die Auswirkung von <strong>Murgänge</strong>n auf eine bestimmte<br />

Systemkonfiguration simulieren, sondern auch die Belastung<br />

durch Steinschlag, Lawinen oder Schneerutsche<br />

ermitteln.<br />

Zustand 1: Der erste Wellenstoss trifft auf das<br />

Ringnetz mit Basisdurchlass.<br />

Die Murgangfront erreicht das installierte Ringnetz. Auf<br />

das untere Tragseil wirken der hydrostatische Druck (Phyd)<br />

und ein dynamischer Anteil, der sich über die Fliesshöhe<br />

(hfl) verteilt. Er ist von Geschwindigkeit, Dichte und Art des<br />

Murgangs abhängig.<br />

Zustand 2: Über den gestoppten ersten Wellenstoss<br />

schiebt sich der zweite mit Fliesshöhe hfl.<br />

Der hydrostatische Druck (Phyd) wirkt jetzt über die Füllstandshöhe<br />

2*hfl. Die dynamische Komponente wandert<br />

mit dem zweiten Stoss in dessen Einflussbereich nach<br />

oben. Die Auflast des zweiten Stosses drainiert das Material<br />

des ersten.<br />

Zustand 3: Ein weiterer Wellenstoss füllt das<br />

Netz.<br />

Die Gesamtzahl der Wellenstösse, bis das Netz gefüllt ist,<br />

hängt von der Fliesshöhe und der Höhe der Ringnetzbarriere<br />

ab. Der Ablauf bleibt derselbe wie bei Zustand 1 und<br />

2: Die nächste Welle schiebt sich über das bereits gestoppte<br />

Material. Der hydrostatische Druck (Phyd) wirkt über die<br />

Füllhöhe und der dynamische Stoss über die Fliesshöhe<br />

(hfl) der dritten Welle. Der hydrostatische Druck mindert<br />

sich je nach Materialbeschaffenheit, Entwässerungsverhalten<br />

und Auffüllzeit langsam ab und nähert sich dem<br />

aktiven Erddruck an.<br />

Überströmen: Der nächste Schub überfliesst<br />

das gefüllte Netz. Er wirkt mit der Auflast des<br />

Murgangs und seiner Schubkraft T auf das<br />

Ringnetz.<br />

Beim Überströmen wirkt kein Druckstoss mehr auf das<br />

Netz. Das Gewicht des überströmenden Murgangs und<br />

die Scherkraft beeinflussen das zurückgehaltene Material:<br />

Der hydrostatische Druck wirkt mit einer zusätzlichen<br />

Komponente aus der Scherkraft und der Auflast des Murgangs<br />

( +Phyd). Je nach Entwässerungsverhalten des<br />

Materials und Dauer des Auffüllvorgangs kann sich der<br />

hydrostatische Druck abmindern (siehe blau gepunktete<br />

Linie).<br />

Zustand 1<br />

h fl<br />

hfl<br />

Zustand 2 Das obere Tragseil wandert schräg<br />

nach vorne, das untere Tragseil<br />

wandert nach unten<br />

Zustand 3<br />

Überströmen<br />

T<br />

h fl<br />

u<br />

Material gestoppt,<br />

wird drainiert<br />

u<br />

h fl<br />

Material gestoppt,<br />

wird drainiert<br />

Material gestoppt,<br />

wird drainiert<br />

Ringnetz<br />

Ringnetz<br />

Wasser<br />

Ringnetz<br />

Wasser<br />

Wasser<br />

P hyd<br />

Resthöhe Ringnetz<br />

P hyd<br />

P hyd<br />

h fl<br />

+ P hyd<br />

P<br />

h fl<br />

h fl<br />

P<br />

P<br />

11


12<br />

Auch als Schwemmholz- oder<br />

Geschiebe-Barriere geeignet.<br />

In seiner einfachsten Ausführung – nämlich ohne Bremsringe<br />

– ist das <strong>Geobrugg</strong>-System geradezu als Barriere<br />

gegen Schwemmholz oder Geschiebe prädestiniert. Warum?<br />

Weil bei dieser Anwendungsform nur eine statische<br />

Belastung auftritt. Bestätigt haben das unter anderem<br />

Versuche, welche die Technische Universität München in<br />

Füssen/Deutschland durchführte.<br />

Versuche<br />

Die Bemessung von flexiblen Ringnetzen für Geschiebe<br />

und Schwemmholz basiert auf ausführlichen Modell- und<br />

1:1-Feldversuchen an der TU München (Rimböck, 2002).<br />

Die 18 Feldversuche fanden aufbauend auf ausführlichen<br />

Laborversuchen im Lobenbachtal in Halblech bei Füssen<br />

statt. Ähnlich wie bei den Versuchen für Murgang-Barrieren<br />

wurden die Seilkräfte beim Aufprall und beim weiteren<br />

Auffüllen von ausgelöstem Schwemmholz gemessen.<br />

Bei den Versuchen konnten Durchflüsse zwischen 5 und<br />

30 m3 /s abgedeckt werden.<br />

Ergebnisse<br />

Der Auffüllvorgang wurde bei den durchgeführten Laborversuchen<br />

im Detail beobachtet. Zuerst verhakt sich das<br />

Holz an den unteren Tragseilen und füllt das Netz an-<br />

hB = Höhe Netz<br />

hU = Abflusshöhe im Unterwasser<br />

WO = Oberwasserdruck<br />

WU = Unterwasserdruck<br />

Phyd Wo Aufstau<br />

Ringnetz<br />

h u<br />

h B<br />

W u


schliessend von unten nach oben auf. Gleichzeitig bildet<br />

sich horizontal ein teppichartiger Rückstau des Schwemmholzes<br />

(nach oberstrom). Das zurückgehaltene Holz stellt<br />

für die Strömung einen Widerstand dar, wodurch am Netz<br />

ein Aufstau mit der Höhe hB entsteht.<br />

Die statischen Lasten wurden in den Versuchen nach dem<br />

Einstoss des gesamten Schwemmholzes und nach Abschluss<br />

sämtlicher Umlagerungen bestimmt. Ein möglicher<br />

Berechnungsansatz der Netzkraft ist mittels der<br />

Differenz der hydrostatischen Wasserdrücke im Ober-<br />

(WO) und Unterwasser (WU) in nebenstehender Abbildung<br />

dargestellt. Verglichen mit den Messwerten aus den 1:1-<br />

Feldversuchen liegt der Bemessungssatz – aufgrund der<br />

Durchlässigkeit des Ringnetzes – über der effektiv gemessenen<br />

Belastung. Zudem haben die Feldversuche<br />

bestätigt, dass die dynamischen Lasten beim Anprall von<br />

Holz im Vergleich zu den hohen statischen Lasten der<br />

Holzverklausung und des durchströmenden Wassers gering<br />

sind: Sie waren bei den Versuchen rund fünfmal<br />

kleiner als die statischen.<br />

13


14<br />

Langlebigkeit<br />

und Wartunsfreundlichkeit:<br />

Zwei entscheidende Aspekte.<br />

Dauerhaftigkeit…<br />

Flexible Ringnetzbarrieren stehen in ungefülltem Zustand<br />

im Gerinne und stellen Rückhalteraum zur Verfügung,<br />

der grosse Mengen von Murgangmaterial stoppen<br />

kann. Weil in dieser «Wartephase» weder Wasser noch<br />

Geschiebe über oder durch die Sperren fliesst, sind sie<br />

grundsätzlich ebenso langlebig wie Steinschlag- und<br />

Lawinenverbauungen.<br />

…dank hervorragendem Schutz<br />

gegen Korrosion…<br />

Im Hinblick auf eine hohe Lebensdauer und Resistenz<br />

gegen die lokale Korrosivität liefern wir alle Stahlkomponenten<br />

feuerverzinkt. Die Seile und Netze sind mit der<br />

Zink/Aluminium-Beschichtung GEOBRUGG SUPERCOA-<br />

TING ® versehen. Diese verbessert die Lebensdauer im<br />

Vergleich zu herkömmlich verzinkten Seilen und Drähten<br />

um mindestens das Dreifache.<br />

…und gegen Abrasion.<br />

Um sicherzustellen, dass die Barriere im Ereignisfall die<br />

Massen aufhalten kann und beim Überströmen nicht beschädigt<br />

wird, rüsten wir die oberen Tragseile mit so genannten<br />

Abrasionsschutzprofilen aus. Sie verhindern,<br />

dass an den Tragseilen und Netzen eine Abrasion (Schleifpapierwirkung)<br />

stattfinden kann. Unsere Profile sind aus<br />

dickwandigem Stahl hergestellt, der Abtrag zulässt. Zudem<br />

können sie einfach modulartig ersetzt werden.<br />

Bleiben Sperren über längere Zeit verfüllt, muss sichergestellt<br />

werden, dass Wasser, Geschiebe oder weitere<br />

<strong>Murgänge</strong> nur über geschützte Teile wie die Abrasionsprofile<br />

fliessen. In jedem Falle sind solche Sperren periodisch<br />

zu inspizieren.<br />

Nach einem Ereignis…<br />

Barrieren, die einen Murgang zurückgehalten haben,<br />

müssen inspiziert, entleert und gewartet werden, um das<br />

Rückhaltevolumen wieder bereitzustellen und zu sichern.<br />

Dabei sind vor allem der Abtransport des Materials und<br />

seine Ablagerung zu planen, da dies den grössten Teil des<br />

Zeit- und Kostenaufwandes verursacht. Der allfällige Abund<br />

Wiederaufbau der Sperre fällt erfahrungsgemäss<br />

weit weniger ins Gewicht.<br />

…entleeren und unterhalten.<br />

Meist ist mit sehr standfestem Material hinter der Barriere<br />

zu rechnen, da sich dieses während des Ereignisses<br />

verdichtet. Am einfachsten ist die Entleerung, wenn der<br />

Ablagerungskegel von hinten zugänglich ist: So lässt sich<br />

das Material ausbaggern, ohne die Sperre abzubauen. Ist<br />

dies nicht möglich, kann die Barriere stufenweise abgebaut,<br />

das Material ausgebaggert und die Sperre wieder<br />

aufgebaut werden.<br />

Als Unterhaltselemente gelten vor allem die Bremsringe:<br />

Sie sind nach Ereignissen zu prüfen und allenfalls zu ersetzen.<br />

Weiter empfehlen wir, Netze und Seile auf ihre<br />

Funktionstauglichkeit zu prüfen.


Was für Auftraggeber, Planer<br />

und Bauunternehmer ausschlaggebend<br />

ist.<br />

Leichte und einfache Montage<br />

- Das Material wird vorkonfektioniert geliefert und<br />

lässt sich mit dem Helikopter auch in schwer erreichbares<br />

Gelände fliegen.<br />

- Die Installation erfordert keine schweren Baumaschinen.<br />

- Zur Verankerung genügen eine leichte Bohrlafette<br />

und gewichtssparende Zuganker.<br />

- Das Gerinne muss in der Regel nicht gestaut oder<br />

umgeleitet werden.<br />

- Es ist keine Zufahrtspiste notwendig.<br />

Umweltfreundlichkeit<br />

- Der bauliche und visuelle Eingriff in die Natur<br />

ist minimal und aus der Distanz im Vergleich zu<br />

massiven Bauwerken kaum sichtbar.<br />

- Die CO2-Bilanz ist deutlich besser als bei Betonbauwerken.<br />

- Der Gewässerschutz ist während der Bauphase<br />

gewährleistet.<br />

Wirtschaftlichkeit<br />

- Der Investition steht im Ereignisfall eine substanzielle<br />

Schadensreduktion gegenüber.<br />

- Lieferung und Montage sind 30 bis 50 % kosten -<br />

günstiger als bei Betonbauwerken.<br />

Leistungsnachweis / ingenieurmässige<br />

Dimensionierung<br />

- Die WSL hat die Eingangsparameter in einem<br />

Forschungsprojekt mit realen Murgangereignissen<br />

und in einer Reihe von Laborversuchen ermittelt.<br />

- Unsere Online-Bemessungssoftware DEBFLOW<br />

ermöglicht eine risiko- und projektbezogene<br />

Planung, das Programm FARO eine realistische<br />

Ernstfallsimulation.<br />

Hohe Lebensdauer<br />

- Das Korrosionsschutzkonzept GEOBRUGG SUPER -<br />

COA TING ® für Seile und Ringnetze, die Feuerverzinkung<br />

der Stützen, Grundplatten und Bremsringe<br />

sowie der auswechselbare Abrasionsschutz<br />

gewähr leisten Langlebigkeit.<br />

Einfache Wartung nach<br />

Ereignissen<br />

- Aufgestautes Geröll/Geschiebe kann einfach ausgebaggert<br />

oder nach Ablegen des Ringnetzes manuell<br />

entfernt werden.<br />

- Eine hinterfüllte Barriere kann allenfalls als Schwelle<br />

stehen bleiben.<br />

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Die Systemvarianten auf einen Blick<br />

Murgang-Barrieren ohne Stützen<br />

Typ VX060L-H4 VX080-H4 VX140-H4 VX100-H6 VX160-H6<br />

Bauhöhe 2 - 4 m 2 - 4 m 2 - 4 m 5 - 6 m 5 - 6 m<br />

Spannweite bis 10 m bis 15 m bis 15 m bis 15 m bis 15 m<br />

Murgang-Barrieren mit Stützen<br />

Typ UX100-H4 UX160-H4 UX120-H6 UX180-H6<br />

Bauhöhe 2 - 4 m 2 - 4 m 5 - 6 m 5 - 6 m<br />

Spannweite bis 25 m bis 25 m bis 25 m bis 25 m<br />

VX/UX 060-180 …= Widerstand gegen Murdruck und Impuls während Stopp-, Auffüll- und Überströmprozess<br />

VX/UX … H4/H6 = maximale Bauhöhe in Metern<br />

<strong>Geobrugg</strong> als zuverlässiger<br />

Partner<br />

Aufgabe unserer Ingenieure und Partner ist es, das Problem<br />

gemeinsam mit Ihnen und in Zusammenarbeit mit<br />

lokalen Ingenieurbüros im Detail zu analysieren und dann<br />

Lösungen aufzuzeigen. Minutiöse Planung ist allerdings<br />

nicht das einzige, was Sie von uns erwarten dürfen: Weil<br />

wir auf drei Kontinenten eigene Produktionsstätten<br />

betreiben, können wir nicht nur kurze Lieferwege und<br />

-fristen, sondern auch eine optimale Kundenbetreuung<br />

vor Ort sicherstellen. Im Hinblick auf eine reibungslose<br />

Ausführung liefern wir die Systemkomponenten vorkon-<br />

fektioniert und deutlich beschriftet auf die Baustelle. Dort<br />

unterstützen wir Sie dann, wenn erwünscht, auch fachlich<br />

– von der Installation bis zur Abnahme des Bauwerks.<br />

Zum Thema «Produktehaftung»<br />

Steinschlag, Rutschungen, <strong>Murgänge</strong> und Lawinen sind<br />

Naturereignisse und entsprechend unberechenbar. Es ist<br />

deshalb unmöglich, mit wissenschaftlichen Methoden<br />

absolute Sicherheit für Personen und Sachwerte zu ermitteln<br />

bzw. zu garantieren. Das heisst: Zur Gewährleistung<br />

der angestrebten Sicherheit ist es unerlässlich, Schutzsysteme<br />

regelmässig und in geeignetem Ausmass zu über-<br />

wachen und zu warten. Zudem können Ereignisse, die<br />

die ingenieurmässig berechnete Aufnahmefähigkeit des<br />

Systems übersteigen, Nichtverwenden der Originalteile<br />

oder Korrosion (z.B. durch Umweltverschmutzung oder<br />

sonstige Fremdeinflüsse) den Schutzgrad vermindern.<br />

<strong>Geobrugg</strong> <strong>AG</strong><br />

Geohazard Solutions<br />

Aachstrasse 11 CH-8590 Romanshorn<br />

Tel. +41 71 466 81 55 Fax +41 71 466 81 50<br />

www.geobrugg.com info@geobrugg.com<br />

Ein Unternehmen der Gruppe BRUGG<br />

Zertifi ziert nach ISO 9001<br />

1.103.01.DE.0906/1000

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