Wehrhahn-Linie, Düsseldorf

Vermessungsarbeiten für Bau des Tunnels der Wehrhahnlinie.

Gesamtprojekt

Die Wehrhahnlinie ist eine der zentralen Linien im ÖPNV-Netz der Stadt Düsseldorf. Sie verbindet den Süden mit dem Osten Düsseldorfs und führt dabei mitten durch die Innenstadt. Mit einem werktäglichen Verkehrsaufkommen von über 53.000 Passagieren und je Richtung 3 fahrplanmäßigen Fahrten alle 10 Minuten leistet sie einen wesentlichen Beitrag zum Verkehrskonzept der Stadt.

Um die Linie noch leistungsfähiger und zudem unabhängig vom Individualverkehr zu machen, wurde vom Rat der Stadt Düsseldorf beschlossen, die Linie zukünftig unterhalb des Straßenniveaus in einem Tunnel zu führen.

Die Anlieger und die benachbarten Bauwerke und Gebäude sollen von den Baumaßnahmen so wenig wie möglich in Mitleidenschaft gezogen werden. Diesem Grundsatz sollte bereits bei der Planung des Vorhabens Rechnung getragen werden. Daher war es nötig, den Planern aktuelle, vollständige und geometrisch exakte Bestandsgrundlagen an die Hand zu geben. Entsprechend wurde im Jahr 2000 die Bestandsdokumentation für den 7 km langen und bis zu 200 m breiten Korridor mitten durch die Innenstadt von Düsseldorf europaweit ausgeschrieben.

Entwurfsvermessung

Im August 2000 erhielt die intermetric GmbH, ein Stuttgarter Ingenieurbüro für Vermessung, Geotechnik und Geoinformatik den Auftrag für diese Entwurfsvermessung. Innerhalb von 3 Monaten waren etwa 10 km Straßenzüge zentimetergenau aufzumessen und zwar so detailgetreu, dass jeder Hausvorsprung ab 5 cm Tiefe lagerichtig dokumentiert wurde.

Projektleiter Heinrich Maier, der Experte für große Datenbestände, organisierte vor Ort bis zu 5 Vermessungsteams und den täglich anschwellenden Berg an Messdaten. Er hielt außerdem Kontakt zu den Auftraggebern um auftretende Fragen umgehend zu klären. In der verbleibenden Tageszeit wertete er zusammen mit seinem Innendienstteam die Messungen aus. Mit dem von intermetric entwickelten, detaillierten Codiersystem und der automatischen Auswertealgorithmen gelang es, jedem Messteam bereits am Abend des Messtages einen vollständigen, maßstäblichen Arbeitsplan der tagsüber aufgenommenen Topographie an die Hand zu geben.

Darin konnte der jeweilige Teamleiter Bemerkungen und Notizen eintragen. Durch dieses Vorgehen wurde eine hohe Qualität der erfassten Daten erzielt, die Grundlage für das Erreichen des eigentlichen Projektziels war: 4 Monate nach Auftragseingang war ein Grundlagennetz vermarkt, eingemessen und ausgeglichen. Es waren über 100.000 Punkte entlang der Wehrhahnlinie tachymetrisch eingemessen und codiert, deren Koordinaten im Grundlagennetz bestimmt. Es waren sämtliche Punkte anhand der Codes automatisch mit den richtigen Symbolen kartiert und mit den richtigen Linien verbunden. Kurzum, die Dokumentation war termingerecht abgeschlossen und zwar in der vom Auftraggeber detailliert vorgegebenen CAD-Datenstruktur.

In der umfangreichen Planungsphase wurde der Streckenverlauf endgültig festgelegt: Die neue Stadtbahnstrecke beginnt am S-Bahnhof Bilk und folgt dem Straßenverlauf der Elisabeth- /Kasernenstraße nach Norden bis zum Heinrich-Heine-Platz. Dort biegt die Strecke in einer 90° Kurve nach Osten, unterquert die Süd- und die Ostfassade des Kaufhofs an der Kö und folgt dem Straßenzug Schadowstraße / Am Wehrhahn bis zum S-Bahnhof Wehrhahn. Im Sommer 2008 fiel der Startschuss zu den Bauarbeiten am 3,5 km langen Tunnel Wehrhahnlinie.

Messungen zur Beweissicherung

Die Strecke führt durch dicht bebautes Gebiet. Um Deformationen an den umliegenden Gebäuden so früh wie möglich zu erkennen und daraus resultierende Schäden durch geeignete Gegenmaßnahmen zu vermeiden aber auch um Bauherrn und Baufirma vor ungerechtfertigten Schadensersatzforderungen zu schützen, wurde ein umfangreiches Programm zur Setzungsbeobachtung erarbeitet. Entlang der Strecke sind 410 Gebäude mit 2200 Nivellementbolzen versehen worden. Die Bolzen werden regelmäßig, in den Abschnitten aktiver Bautätigkeit bis zu täglich, gemessen. Die Ergebnisse werden graphisch aufbereitet und in einem Webportal den am Projekt beteiligten Entscheidungsträgern präsentiert.

Besondere Betrachtung verdient in diesem Zusammenhang der historische Kaufhof an der Kö mit seinen denkmalgeschützten Sandsteinfassaden und seinen ca. 80 m x 80 m Grundfläche. Er wird auf fast der gesamten Länge der Südfassade und einem Großteil der Ostfassade direkt vom Tunnel unterfahren. Wegen seiner großen Ausdehnung würden sich die baubedingten Deformationen ohne gezielte Gegenmaßnahmen sicher unterschiedlich auf das Gebäude auswirken. Schäden wären sehr wahrscheinlich.

Daher wurde die Firma intermetric GmbH beauftragt, einerseits die Süd- und die Ostfassade halbstündlich dreidimensional und andererseits das Fundament und die Stützen des Kaufhofs an der Kö kontinuierlich und hochpräzise auf Setzungen zu überwachen. Die Messungen werden unverzüglich ausgewertet, grafisch aufbereitet und im Webportal dargestellt. Außerdem werden sämtliche Messergebnisse auf Grenzwertüberschreitung geprüft und gegebenenfalls die Entscheidungsträger gemäß der definierten Meldekette per E-Mail und /oder SMS informiert.

Für die dreidimensionale Beobachtung der Fassaden wurde das von intermetric entwickelte Geomonitoringsystem iGM.NET installiert.

Vor Ort steuert eine Messstation einen Tachymeter, welcher im Abstand von 15 Minuten 105 Prismen misst. Die Messstation übermittelt die Messwerte auf sicherem Wege an die Datenzentrale im Firmensitz der intermetric in Stuttgart. Dort werden die Daten in einer SQL-Datenbank gespeichert und entsprechend den Anforderungen ausgewertet, aufbereitet und präsentiert.

Die Tachymeter stehen auf einem eignes errichteten massiven Pfeilermonument von dem aus alle Deformationspunkte einsehbar sind. Die in Abstimmung mit dem Auftraggeber festlegten Deformationspunkte sind jeweils mit einem Prisma signalisiert. Die Prismenhalter sind mit Taubenschutz versehen und so unauffällig wie möglich gestaltet um das Erscheinungsbild der Fassade nicht zu beeinträchtigen.

Für die kontinuierliche, hochpräzise Setzungsüberwachung ist eine Schlauchwaage das am besten geeignete System. Insbesondere dann, wenn zwischen den einzelnen Messstellen keine Sichtverbindung besteht. Andererseits müssen die einzelnen Messstellen der Schlauchwaage und die sie verbindenden Schläuche bis auf wenige Zentimeter alle auf demselben Niveau liegen um die geforderte Messgenauigkeit zu erreichen.

Das Fundament des Kaufhofs ist gleichzeitig der Boden des Kellergeschosses. In einem Teil des Überwachungsbereiches befinden sich die Feinkostabteilung, die Porzellanabteilung und, drei Stufen höher, die Abteilung für gehobene Küchen- und Haushaltsgeräte. Entsprechend dem Angebot ist hier auch der Bodenbelag aus hochwertig verarbeitetem Marmor. Der andere Teil des Überwachungsbereichs erstreckt sich „hinter den Kulissen“ in engen Gängen, die als Lieferantenzugang und als Lager für die benachbarten Abteilungen dienen.

Die Position der Messstellen wurde vom Auftraggeber so festgelegt, dass die Messwerte auf statisch relevante Verformungen des Gebäudes schließen lassen. Ein Teil der Messstellen orientiert sich daher an den Schnittpunkten der Bauwerksachsen, weitere sind an den und um die Pfeiler angeordnet.

Die Schlauchwaage wurde entsprechend den Bedingungen und Anforderungen auf vier einzelne Kreise aufgeteilt, jedes auf einem eigenen Niveau. Die Messstellen der beiden Kreise im Verkaufsbereich mussten unter den Marmorbelag verlegt werden und zwar so, dass sie erstens direkt mit dem Fundament verbunden sind, zweitens vom Marmorbelag entkoppelt sind und drittens für eine eventuell nötige Wartung zugänglich sind.

Die Töpfe der Schlauchwaage wurden mit Kernbohrungen im Fundament bzw. in die Pfeiler eingebracht und mit speziellem Zement damit verbunden. Die Verbindungsleitungen wurden 3,5 cm schmalen und 4 cm tiefen Kanälen verlegt, die mit einer eigens konstruierten Säge in den Marmorboden geschlitzt worden waren. Für Wartungsarbeiten demontierbare Metallschienen decken die Kanäle und Kernbohrungen bodengleich ab.

Die Montagearbeiten in einem exquisiten Ladengeschäft, noch dazu während des Weihnachtsgeschäftes, durchzuführen stellte an die ausführenden Mitarbeiter und die Projektorganisation besondere Herausforderungen. Die Räume durften erst nach Ladenschluss um 22 Uhr betreten werden und zum Eintreffen der Putzmannschaft um 6 Uhr mussten sämtliche Spuren der nächtlichen Arbeit verschwunden sein. Sämtliche Pfeiler und Wände im betreffenden Bereich sind mit Regalen und Vitrinen umbaut. Wo ein Zugang nötig war, wurden diese vor Beginn der Arbeiten ausgeräumt und von Schreinern demontiert. Für die spätere Wartung wurden an Regalen und Vitrinen Öffnungen, Klappen und Türen angebracht. Bis zum morgendlichen Verkaufsbeginn musste alles wieder montiert und eingeräumt sein.

Die Setzungen im nivellitisch überwachten Gebiet halten sich ebenso wie die Bewegungen am Kaufhof an der Kö derzeit noch in engem Rahmen. Dies entspricht auch den Erwartungen, denn bislang werden erst die Schlitzwände für die sechs Haltestationen gebaut. Der Tunnelvortrieb hat noch nicht begonnen.

Fazit 01.09.2009

Die bisher für den Bau des Tunnels der Wehrhahnlinie ausgeführten Vermessungsarbeiten tragen wesentlich dazu bei, die Kosten für den Bauherrn und die Beeinträchtigungen für die Anlieger so gering wie möglich zu halten. Bereits im Vorfeld der Ausführungsplanung wurden im Jahr 2000 sämtliche Gebäude und Bauwerke detailliert erfasst um Zwangspunkte, Anliegerinteressen und die entstehenden Kosten so gut wie möglich zu berücksichtigen.

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