Sylvensteinspeicher

Das neue Dichtungs- und Kontrollsystem am Sylvensteinspeicher

Der Sylvensteinspeicher wurde nach über 50-jähriger Betriebszeit durch eine zusätzliche Dichtwand im Damm sowie mit einem neuen Erfassungs- und Überwachungssystem für das Sickerwasser an den heutigen Stand der Technik angepasst. Die Maßnahmen sind auch als Vorsorge gegen die Folgen möglicher Klimaveränderungen zu verstehen, da die Größe und enge Folge der jüngeren Hochwasserereignisse in den Jahren 1999, 2002, 2005 und 2013 eine künftig stärkere Beanspruchung der Talsperre erwarten lassen.

Einführung

Der Freistaat Bayern investiert große Summen in den Hochwasserschutz seiner Städte und Gemeinden. Alleine durch das Hochwasser-Aktionsprogramm 2020 wurden seit dem Pfingsthochwasser 1999 über 1 Mrd. € investiert. Neben dem verstärkten Rückhalt in der Fläche sowie Schutzbauten an den großen Flüssen in Form von Deichen, Schutzwänden und mobilen Elementen, stehen auch der gute Zustand und die Sicherheit der Hochwasserrückhaltespeicher im Blickpunkt.

Der Sylvensteinspeicher erfüllt als Bayerns ältester und für den Hochwasserschutz wichtigster Wasserspeicher seit mehr als einem halben Jahrhundert seine Aufgaben und hat bei den großen Hochwasserabflüssen seine Schutzwirkung insbesondere für die Stadt Bad Tölz und die Landeshauptstadt München bewiesen.

Detaillierte Untersuchungen am Dichtungskern und am Messsystem in den letzten Jahren haben die Wasserwirtschaftsverwaltung als Betreiber der Talsperre veranlasst, grundlegende Ertüchtigungsmaßnahmen für den Staudamm und den Untergrund durchzuführen.

Detailergebnisse der Untersuchungen

Der Dichtungskern des Dammes wurde in den fünfziger Jahren wegen knapper Ressourcen mit örtlichen Materialien sehr schlank und mit der seinerzeit verfügbaren Technik ausgeführt. Dies war aus damaliger Sicht wegen des niedrigen Dauerstaues sicher vertretbar. Noch während des Baues wurde das Stauziel um 2 m erhöht und durch eine weitere Dammerhöhung im Jahr 1997 um nochmals 3 m gilt der vorhandene Dichtungskern heute als ausgereizt.

In den 50 Jahren Betriebszeit hat sich der Damm insgesamt erwartungsgemäß gesetzt und außergewöhnliche Belastungen durch die extremen Hochwasserereignisse in den Jahren 1999, 2005 und 2013 erhalten, die auch an einem Erddamm nicht spurlos vorübergehen.

Das vorhandene Kontrollsystem besteht aus über 120 Messinstrumenten. In Teilbereichen kommt es zu alterungsbedingten Ausfällen. Der Austausch defekter Bauteile bereitet erhebliche Probleme. Hinzukommt, dass eine genaue Lokalisierung von Sickerwasser nicht mehr möglich ist.

Die Bewertung dieser Ergebnisse unter Einbeziehung der seit 2004 gültigen neuen DIN-Normen für Talsperren führten zur Entscheidung, mit den heutigen fortgeschrittenen technischen Möglichkeiten eine zusätzliche Dichtung in den Dammkern und Untergrund einzubauen sowie ein komplett erneuertes Messsystem für Sickerwasser vorzusehen.

Bild Querschnitt durch den Sylvensteindamm mit den Baumaßnahmen Bild vergrössern Querschnitt durch den Sylvensteindamm mit den Baumaßnahmen

Maßnahmen zur Dammertüchtigung

Die Talsperre liegt in einem wertvollen Naturraum, der Staudamm selbst im FFH-Gebiet. Um das äußere Erscheinungsbild des Bauwerkes nicht zu sehr zu verändern wurden Lösungsansätze durch Maßnahmen im Damminnern verfolgt. Weitere wichtige Anforderungen waren neben der Sicherheit des Dammbauwerkes in der Bauphase und im Endzustand vor allem auch die Gewährleistung eines unverminderten Hochwasserschutzes für die Unterlieger. Wenn möglich sollte der Einstau im Speichersee auch während der Bauzeit weiter möglich sein.

Zahlreiche Varianten wurden in den letzten Jahren einer intensiven Betrachtung unterzogen. Als beste Lösung hat sich der Einbau einer bis zu 70 Meter tiefen und ca. 1 Meter dicken Schlitzwand im Dichtungskern erwiesen. Diese reicht noch bis zu 25 Meter unter den Damm in den früheren Talgrund der Isar, der beim Bau in den fünfziger Jahren schon allein aufgrund der damaligen Bautechnik nur eingeschränkt abgedichtet werden konnte. Die Schlitzwand wird in einzelnen Lamellen von ca. 3 Meter Länge durch eine riesige Fräse (Gerätegewicht ca. 250 Tonnen) hergestellt. Der ausgefräste Boden wird durch eine spezielle Dichtmischung ersetzt, die im Endzustand sehr dicht und doch so flexibel ist, dass geringe Bewegungen des Dammbauwerkes ohne Beschädigungen aufgenommen werden können. Die Herstellung einer einzelnen Lamelle kann dabei bis zu einer Woche dauern. Dieses Verfahren bietet jedoch den großen Vorteil, dass der Speichersee während des Baues nur auf eine Höhe von 744 mNN abgesenkt werden muss, also 6 m unter Sommer-Normalstau. Zudem können große Hochwasserereignisse auch weiterhin im See zurückgehalten werden. Kleine Hochwasserabflüsse werden während der Bauzeit nicht im See gespeichert. Um die Bauzeit für die ca. 170 Meter lange Dichtwand möglichst auf 8 Monate beschränken zu können, war der gleichzeitige Einsatz von 2 Großgeräten erforderlich. Eine Verbreiterung der Dammkrone um ca. 4 Meter mit einer verkleideten Betonmauer auf der Luftseite ist wegen des Platzbedarfs für die Großgeräte notwendig. Der damit gewonnene Platz wird seit Abschluss der Maßnahme für einen zusätzlichen Parkstreifen genutzt.

Bild Längsschnitt durch den Damm mit Stollen und Sickerwasserfassung Bild vergrössern Längsschnitt durch den Damm mit Stollen und Sickerwasserfassung

Zur Erfassung möglicher geringer Sickerwassermengen wurden hinter der Schlitzwand im Abstand von 3 Meter sogenannte Drainagepfähle mit einer Tiefe von ca. 40 Meter hergestellt. In diesem Pfählen sorgt ein Dränrohr - ähnlich dem Brunnen einer Wasserversorgung - für das Sammeln des Wassers, das am tiefsten Punkt in einen neuen Sickerwasserstollen eingeleitet und gemessen wird.

Der Bau des Sickerwasserstollens war wegen der örtlichen Verhältnisse und der Sicherheitsanforderungen sehr aufwändig. Zunächst musste am Fuß der Sylvensteinwand ein ca. 80 Meter langer Zufahrtsstollen in den Fels gesprengt werden. Am Ende wurde dann eine sogenannte Startkaverne ausgebrochen, von der aus mit einer Tunnelbohrmaschine der unterirdische Stollen mit einem Durchmesser von ca. 3 Meter aufgebohrt wurde. Die Maschine fuhr durch den Damm in die gegenüberliegende Felsflanke des Hennenköpfls hinein. Dort wurde vorab zwischenzeitlich ein ca. 40 Meter tiefer senkrechter Zielschacht ausgesprengt, damit die Tunnelbohrmaschine wieder geborgen werden konnte.

Bild Schematisierte Darstellung eines Rohrvortriebes mit Tunnelbohrmaschine Bild vergrössern Schematisierte Darstellung eines Rohrvortriebes mit Tunnelbohrmaschine
Unmittelbar hinter der Tunnelbohrmaschine wurden zur endgültigen Sicherung des Stollens Stahlbetonrohre nachgeschoben. Danach erfolgte der Innenausbau. Von diesem Sickerwassererfassungsstollen aus können später beispielsweise auch Bohrungen in den Untergrund für den Einbau von weiteren Messgeräten abgeteuft werden.

Terminplanung und Kosten

Die wichtigsten Beteiligten waren lange im Vorausdirekt in den Planungsprozess eingebunden. Besonderes Augenmerk wurde bei der Planung auf die Berücksichtigung des Naturschutzes, der Anlieger und der Fischerei sowie frühzeitige Information der Öffentlichkeit gelegt. Insgesamt sollte so umweltschonend wie möglich vorgegangen werden.

Die notwendigen Rechtsverfahren waren im Juli 2011abgeschlossen. Nach einem EU-weiten Ausschreibungsverfahren für die Arbeiten zur Dammverbreiterung, war der Baubeginn im Juli 2011. Unmittelbar nach der Winterpause wurde dann im April 2012 mit dem umfangsreichsten Bauabschnitt, der Herstellung der Dichtwand, begonnen. Trotz des Einsatzes von zwei Großgeräten und durchgehendem Tag- und Nachtbetrieb an 7 Tagen in der Woche war dieser aufwändigste Teil der Gesamtleistung erst im Dezember 2012 abgeschlossen. Im April 2013 ging es dann mit den Bauarbeiten im Damminneren sowie den zu erstellenden Zugängen und Schächten weiter. Dabei wurde auch schon der Sickerwasserstollen größtenteils fertig gestellt. 2014 wurden in einer ca. 8-monatigen Bauzeit die Drainagepfähle vom Damm aus abgeteuft und für die Sickerwassermessungen ausgebaut. Mit dem Rückbau der Baustellenflächen sowie der Wiederherstellung der Bundesstraße B 307 über den Damm einschließlich eines zusätzlichen Längsparkstreifens konnte das Vorhaben wie geplant im Herbst 2015 abgeschlossen werden.

Für das Programm Bayern 2007 – 2013 aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) im Ziel „Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung“ stehen EU-Mittel in Höhe von insgesamt 576 Mio. Euro zur Verfügung.
Damit werden zwei strategische Ziele verfolgt: erstens die Förderung der Schaffung gleichwertiger Lebens- und Arbeitsbedingungen und zweitens die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit, des nachhaltigen Wachstums und der Beschäftigung, vorrangig in den Grenzland- und überwiegend strukturschwachen Regionen. Mit der Bereitstellung von Mitteln für die Nachrüstung des Dammes am Sylvensteinspeicher trägt der EFRE dabei insbesondere zu Risikovorsorge und Ressourcenschutz bei.

Auswirkungen der Baumaßnahmen auf die Anlieger bzw. den Verkehr

Trotz der Aufteilung in mehrere Bauabschnitte und einer sich damit ergebenden langen Bauzeit von 5 Jahren ließen sich Behinderungen insbesondere im Straßenverkehr nicht vermeiden. Die Bundesstraße B 307 über den Damm konnte zeitweise nur halbseitig befahrbar sein. Im Jahr 2012 mußte zusätzlich der ohnehin niedrige Anteil aus dem Schwerlastverkehr über das Inntal und die Autobahn München-Innsbruck umgeleitet werden.

Zusammenfassung

Der Sylvensteinspeicher ist in den 1950er Jahren mit den damals zur Verfügung stehenden technischen und finanziellen Ressourcen gebaut worden. In den 1980er Jahren wurde eine erste Ertüchtigung des Dammkernes durchgeführt und in den neunziger Jahren wesentliche Teile des Dammbauwerkes geändert. So konnten unter anderem durch die Dammerhöhung von 3 Metern die Jahrhunderthochwasser von 1999 und 2005 erfolgreich bewältigt werden.

Es war nun an der Zeit, mit den neuesten Möglichkeiten der Ingenieurbautechnik ein System zu schaffen, das auch im Zeichen des Klimawandels für künftig zu erwartende, verstärkte Belastungen gerüstet ist. Deshalb hat der Freistaat Bayern, selbst in für die öffentlichen Haushalte schwierigen Zeiten dieses Vorhaben "Ertüchtigung des Sylvensteinspeichers" verwirklicht.

Die Abschlussfeier der Ertüchtigungsmassnahmen fand am 11.5.2016 im Beisein vom Leiter der Bayerischen Staatskanzlei Dr. Marcel Huber und der Bayerische Umweltministerin Ulrike Scharf statt.

 

Detaillierte Informationen zu den abgeschlossenen Arbeiten können dem nachfolgenden Fachartikel entnommen werden:

Zum Fachartikel "Ertüchtigung des Sylvensteinspeichers mit Schlitzwand und Sickerwassersammelsystem" aus Korrespondenz Wasserwirtschaft · 2015 (8) Nr. 6.

Die Pressemitteilung des Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz zur Abschlussfeier der Ertüchtigung des Sylvensteindammes finden Sie hier.

Zum Download der Broschüre "Meilensteine am Sylvensteindamm" - Das neue Dichtungs- und Kontrollsystem (14 MB)