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Hebungsrisse: Runder Tisch

Objekt:                      Hebungen der Altstadt
Thema:                     Bau und Betrieb des neuen Brunnens
                                   (Brunnenbohrung BB 4)
Datum/Ort:               23.11.2015, Peter-Huchel-Saal, Stubenhaus
Teilnehmer:             Herr Dr. Kollnig, Herr Dr. Ruch, LGRB, Herr Teigeler,
                                  Vorsitzender der Schlichtungsstelle, 
Frau Harrs,
                                  Schlichtungsstelle / Stadtbauamt
Verteiler:                  über Homepage der Stadt Staufen
Beginn:                    19.00 Uhr


Begrüßung durch Herrn Dr. Kollnig

Herr Dr. Kollnig erklärt den langen Zeitabstand seit dem letzten Runden Tisch: Während es früher noch einen hohen Diskussionsbedarf zwischen den Beteiligten gab, so sind heute die Abläufe eingespielt; die Zusammenarbeit mit der Schlichtungsstelle läuft weitgehend reibungslos, ebenso die Abstimmung zwischen der Stadt Staufen und den Handwerkern.
Deshalb liegt aktuell das Augenmerk eher auf den Informationen der Geologen und Hydrogeologen zur Ursachenbekämpfung und der Vorstellung der neuen Erkenntnisse nach Inbetriebnahme der Brunnenbohrung BB4. Allerdings ist es für eine sichere Aussage zum Einfluss der BB4 auf die Hebungen noch zu früh, derartige Zusammenhänge können erst in etwa einem halben Jahr festgestellt werden.


Herr Dr. Ruch informiert über den Bau und Betrieb des neuen
Brunnens BB 4

Der neue Brunnen BB 4 wurde zwischen den Brunnen EKB 2 und BB3 angeordnet. Der Standort des Brunnens BB4, der im September 2015 seinen Dienst aufgenommen hat, wurde aufgrund von Sachzwängen der vorhandenen Infrastruktur (Leitungen, Gebäude) gewählt. Außerdem sollte der neue Bohrpunkt möglichst nahe zum unteren Abschnitt der Erdwärmesonde EWS 2 liegen, deren Bohrloch bei Herstellung der Erdwärmesondenbohrung ab 105 m unter Gelände verstürzt ist, und die Bohrfirma die ursprünglich 140 m tiefe Bohrung nur bis 105 m als Erdwärmesonde ausgebaut hat. Von daher konnte die EWS 2 bei der nachträglichen Abdichtung der Erdwärmesondenbohrungen  EWS 1 bis EWS 7 nur bis 105 m bearbeitet werden, der untere Abschnitt der EWS 2 blieb technisch unzugänglich. Man muss davon ausgehen, dass der Bohrabschnitt der EWS 2 zwischen 105 m und 140 m unter Gelände hydraulisch nicht abgedichtet ist und diese Strecke einen Fließpfad für gespanntes Wasser aus dem Unterkeuper/Oberer Muschelkalk in den quellfähigen Gebirgsabschnitt des Gipskeupers darstellen kann. Um einen solchen möglichen Wasseraufstieg  zu unterbinden, ist es erforderlich, den Druckspiegel des gespannten Wassers im Unterkeuper/Oberer Muschelkalk ausreichend tief abzusenken. Hierzu dienen neben den bereits bestehenden Brunnen EKB 2 und BB 3 der neu errichtete Brunnen BB 4. 
Durch den zusätzlichen Brunnen BB 4 soll das durch den Dauerpumpbetrieb erzeugte Absenkfeld weiter optimiert werden. Bemerkung: Aufgrund der geringen Durchlässigkeiten stellen sich um die Brunnen steile Absenktrichter ein, die sich zwar hydraulisch überlagern, jedoch relativ hochliegende Scheitelungen zwischen den jeweiligen Absenktrichtern aufweisen. Der im Zuge der Bohrarbeiten für die BB 4 festgestellte hochliegende Scheitel zwischen EKB 2 und BB 3 soll mit dem Dauerpumpbetrieb in der BB 4 abgesenkt werden.
Überdies stellt BB 4 den dauerhaften Absenkbetrieb auch bei Ausfall einer der bereits bestehenden Brunnen EKB 2 oder BB 3 sicher. 
Die Bohr- und Ausbauarbeiten an der BB4 sind mittlerweile abgeschlossen. Dabei wurde die geologische Schichtabfolge analysiert und Unterschiede in den Sulfat-spiegeln zu den anderen Bohrungen beobachtet. Wegen instabiler Bohrlochwandung wurde zweimaliges Aufzementieren des Bohrloches mit anschließendem Wiederaufbohren erforderlich. Sperrverrohrungen wurden bis unter den Anhydritspiegel (ca. 125 m) eingebracht. Da es sich zunächst um ein sog. „trockenes Bohrloch“ , d.h. ohne merklichen hydraulischen Anschluss an den Grundwasserleiter handelte, wurde die Bohrung bis auf 175 m vertieft und das Bohrloch mittels kurzer, starker Pumpintervalle stimuliert, um verlehmte Klüfte zu öffnen. Die dadurch erreichte technische Ergiebigkeit war anschließend sehr hoch, was zum Erreichen des gewünschten Absenkzieles eine dauerhaft hohe Grundwasserentnahme erfordert hätte. Diese hohe Dauerentnahme hätte die wasserrechtlich genehmigte Gesamtentnahmemenge deutlich überschritten.  Bei der daraufhin erfolgten differenzierten Lokalisierung der Wasserzutritte wurde ein Zulauf in ca. 138 m Tiefe festgestellt, der bei einer geringen Entnahmerate eine hohe Absenkung des Wasserspiegels ermöglicht. Da ein derartiger Zulauf in den anderen Bohrungen EKB 2 und BB 3 nicht festzustellen war, geht man momentan davon aus, dass es sich hier um den Wasserzutritt über den nicht abgedichteten unteren Abschnitt der EWS 2 handelt.  Auf dieser Basis wurde der Brunnenausbau optimiert, d. h. der Zulauf in der BB 4 unterhalb 138 m wurde nach einer Teilauffüllung im untersten Bohrlochabschnitt mit Kies und Sand durch eine Zement- und Tondichtung abgedichtet („verpfropft“), um nicht unnötig große Wassermengen aus dem Oberen Muschelkalk zu fördern. Andererseits ermöglicht es die Art der Abdichtung, dass ein erneutes Wiederaufbohren bei Bedarf jederzeit möglich wäre.
Seit Inbetriebnahme weisen die BB  4 sowie die anderen Brunnen EKB 2 und BB 3 eine konstante Entnahmerate auf, der Pumpbetrieb läuft gleichmäßig und ruhig, die Absenkziele werden erreicht und die wasserrechtlich genehmigte Entnahmemenge nicht überschritten. Auch können auf Grund der labortechnischen Messungen des abgepumpten Wassers Lösungsprozesse im Untergrund ausgeschlossen werden. 


Herr Dr. Ruch erläutert die Hebungsfigur

Während die Hebungen im Jahr 2009 noch bei ca. 11 mm im Monat lagen, zeigt sich seit der technischen Abdichtung der Erdwärmesonden und der Aufnahme des Abwehrbetriebs bis zum Oktober 2015 eine deutliche Abnahme der Hebungsgeschwindigkeit auf maximal 2,3 mm im Monat in den am stärksten betroffenen Gebieten, in der Peripherie liegt sie deutlich niedriger oder ist z.T. sogar zum Stillstand gekommen. Die drei großen Messungen im März, im Juni und im Oktober 2015 zeigen die weitere Entwicklung mit jeweils geringeren Abnahmen.
Das Geschwindigkeitsprofil über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg ist in der Anfangsphase stark angestiegen,  weist dann ein langes Plateau (= gleichmäßige Hebungsgeschwindigkeit) bis zum Beginn der schadensbegrenzenden Maßnahmen auf, die zunächst eine annähernd lineare starke, dann schwächere Abnahme der Hebungsgeschwindigkeit zur Folgen haben.
Die nächsten Messungen erfolgen im Frühjahr, nach Ende der Frostperiode.
Neben den vertikalen Veränderungen werden auch die horizontalen Veränderungen beobachtet: Die aus den Lagepunktmessungen abgeleiteten Richtungsvektoren sind nach Nordwesten größer, in Richtung Südosten schwächer. Wie die vertikalen Bewegungen verlangsamen sich auch die horizontalen Bewegungen. Ende des Vortrags.

Herr Dr. Kollnig dankt Herrn Dr. Ruch für seine Ausführungen. Er merkt an, dass es interessant sei zu sehen, dass sich der Quellprozess weiterhin verlangsamt und nicht nur parallel zur Null-Linie verläuft. Der Bereich des „gerade noch messbaren“ werde größer. Anschließend fordert er die Zuhörer auf, Fragen zu stellen.

Aus den Reihen der Zuhörer werden folgende Fragen gestellt, die von Herrn Dr. Ruch beantwortet werden:

- Auf der Grafik mit dem Hebungsbuckel sind die Straßen und Gebäude nicht gut erkennbar.

Aufgrund des Datenschutzes ist eine Parzellenschärfe nicht zulässig.

- Der Anfang der Spitalstraße liegt in der Stauchungszone. Warum nehmen die Schäden jetzt erst zu?

Der Bereich der Horizontalverschiebung existiert schon lange, jedoch brechen sich die Verformungen oft erst später Bahn, denn zunächst nehmen Boden und Gebäude die Stauchungen auf, dann treten die Veränderungen ruckartig ein, es handelt sich also nicht um lineare sondern um intervall-weise Verformungen.

- Bisher erhält man die Information zum Messpunkt nur für das eigene Haus. Kann man auch Daten zu anderen Messpunkten erhalten?

Grundsätzlich ist das möglich, sofern ein berechtigtes Interesse besteht. Die Informationen werden vertraulich behandelt. Mittlerweile werden die Zeiträume zwischen den Messungen länger, da die Bewegungsbeträge teilweise im Bereich der Nachweisgrenze liegen und durch notwendige Rundungen der Werte ein Genauigkeitsverlust eintritt.

- Nach dem Gasalarm im August gab es in der Hauptstraße kürzlich wieder eine Absperrung.

Die Gas- und Wasserleitungen, Elektrizitätsleitungen sowie die Kanalisation wird regelmäßig durch die Versorger geprüft.

Herr Dr. Kollnig nimmt die Anregung auf, zum nächsten Runden Tisch auch Vertreter der Versorgungs-Unternehmen einzuladen und ergänzt: die Versorger prüfen engmaschig, insbesondere die Gasleitungen. Die Hausinnenleitungen werden durch einen Installations-Betrieb, die Zuleitungen werden durch die Badenova geprüft.

Redaktionelle Ergänzung nach Bestätigung durch die  bnNetze (Badenova): Alle Leitungen und Anschlüsse des öffentlichen Gasnetzes werden durch den Versorger überwacht, in allen Gebäuden mit Gasanschluss werden regelmäßig die Innenleitungen durch einen Gasinstallateur auf Leckage geprüft.

Auf die Frage, ob die Abwasser-Kanäle befahren wurden, wird festgestellt, dass Befahrungen stattgefunden haben, jedoch noch keine Auswertung vorliegt. Der Kanal ließe sicherlich erkennen, wie es insgesamt im Untergrund aussieht. Herr Teigeler erläutert, dass unabhängig von der Kanalbefahrung das Gasnetz durch die Badenova regelmäßig sorgfältig geprüft und gewartet  wird. Herr Dr. Kollnig ergänzt, dass er es sinnvoll findet, dass die Ergebnisse der Kanalbefahrung veröffentlicht werden.

- Die Horizontal-Verschiebung ist stark, gibt es dazu eine detailliertere grafische Darstellung?

Die Messungen durch ein Ingenieur-Büro in Müllheim sind sehr aufwendig, das Messpunkte-Netz ist ein ganz anderes als das für die Vertikalverschiebungen. Herr Dr. Kollnig ergänzt, dass sich die Graphiken für die horizontale bzw. vertikale Verschiebung hinsichtlich der Abnahme der Geschwindigkeit decken. Im Gegensatz zur vertikalen Veränderung ist bei den Horizontalverschiebungen keine satellitengestützte Messung möglich, es kann damit nur das betroffene Gebiet festgestellt werden.
Herr Dr. Ruch greift die Anregung auf, das Liegenschaftenkataster und entsprechende Polygonpunkte zu Grunde zu legen und diese Messpunkte neu auszuwerten („Neuauflage des Liegenschaftenkataster“).

- Wo liegt die stärkste Verschiebung?

Die Schichten im Bereich des Erdwärmesondenfeldes fallen nach Nordwesten ein, die Quellhebungen erfolgen i.W. senkrecht zur Schichtung. Deshalb liegt das Zentrum der an der Erdoberfläche gemessenen stärksten Hebungen (vgl. Hebungsfigur) nicht direkt über den  EWS-Bohransatzpunkten.
Die Auswirkungen der Horizontalverschiebung hängen von der Flexibilität der Oberfläche ab. So wird bei starker Überbauung der horizontale Prozess bedeutend verändert. Baukörper, Keller oder Fundamente bewehren die Fläche, so dass sich keine einfachen Ableitungen feststellen lassen.

- Ist in der Spitalstraße die Horizontalverschiebung stärker, weil die Straße (Adlergasse) die Verschiebung zulässt und keine Verdichtung durch Gebäude vorliegt?

Hier kann das Büro für Baukonstruktionen (BfB) Auskunft geben.

- Was sind die möglichen Folgen, wenn der Anhydrit ausgewaschen ist?

Der Anhydrit reagiert im Untergrund mit Wasser in einem Lösungsfällungsprozess zu Gips. Der Gips entwickelt ein größeres Volumen, das sich bis an die Erdoberfläche durchpaust. Das Volumen bleibt nach Beendigung des Lösungsfällungsprozesses bestehen. Im Gips können sich bei lokalen Auslaugungen  bekanntlich Hohlräume bilden, wie dies in einem Gipskarst-Gebiet wie Staufen nicht ungewöhnlich und schon lange bekannt ist. Diese geologisch bedingte Grundlast besteht schon immer. Die Hohlräume im oberflächennahen Bereich können zu Setzungen führen.

- Wird nun der gesamte Zufluss abgepumpt?

Mit dem Dauerpumpbetrieb soll aktuell und auch künftig verhindert werden, dass gespanntes Wasser aus dem Unterkeuper/Oberen Muschelkalk in den quellfähigen Gebirgsabschnitt des Gipskeupers aufsteigt und der Zufluss damit abgefangen wird. Sollte ein Brunnen ausfallen, kann über die beiden übrigen Pumpen und die Erhöhung der Pumprate der Ausfall bis zur Reparatur kompensiert werden.

- Gibt es eine Empfehlung zur endgültigen Sanierung?

Herr Teigeler empfiehlt, den Lageplan mit der Hebungsbuckel-Grafik abzugleichen. Er führt aus, dass bereits endgültige Sanierungen oder endgültige Teilsanierungen vorgenommen wurden. Das Risiko für den Eigentümer ist in der Schlichtungsordnung geregelt, nach der es nach der endgültigen Sanierung keine weitere Kostenerstattung mehr gibt. Er nennt das Beispiel des Anwesens in der Kirchstr. 7, das bereits endgültig saniert sei. Seitdem seien keine weiteren Schäden an dem Gebäude der Schlichtungsstelle bekannt geworden. Die Schlichtungsstelle gibt selber keine Empfehlung zur endgültigen Sanierung. Herr Dr. Kollnig ergänzt, dass man sich zur Feststellung der Sachlage an das Bauamt wenden könne.

Herr Dr. Kollnig dankt Herrn Dr. Ruch  und Herrn Teigeler für ihre Erläuterungen.

Herr Dr. Kollnig schließt den Runden Tisch um 20.30 Uhr.


gefertigt:

Dr. Wilfried Kollnig, Mediator
Ursula Harrs, Stadtbauamt
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