ausbau des nord-ostsee-kanals anpassung …...vortrag im rahmen des baw-kolloquiums planung und...
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AUSBAU DES NORD-OSTSEE-KANALS
Anpassung der Oststrecke
Jörg Brockmann
Planungsgruppe Ausbau NOK
Inhalt
Ist-Zustand
Verkehr
Planung
Zeitplan
Überblick
162 m
11 m
90 m
Hamburg
Länge ~100 km
Zwei Schleusengruppen àvier Kammern
12 Weichen
12 Autofähren
4 (10) Brücken
2 Tunnel in Rendsburg
Bauzeit 1887-1895
Erweiterung 1907-1914
Anpassungs- und Sicherungs-programm 1965-2000
Größtes Fahrzeug [m] 235*32,5*7 bzw. 175*24*9,5
Verkehr
+135%
+140%
+48%
Durchgangsverkehr [Anzahl]
Ladung [1000 to]Durchgang
BRZ [1000]Durchgang
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
110.000
120.000
130.000
140.000
150.000
160.000
170.000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Oststrecke NOK-km 80-94Situation:
Profil der ersten Erweiterung 1914Einschränkung der BegegnungenFlaschenhals für ein größeres Schiff
Ziele:Neues NOK-MAX-Schiff (Pan-Max-Size) 280m/32.5m/9.5mVerbesserung der BegegnungenReduzierung der durchschnittlichen Passagezeit
Projekt Überblick NOK Oststrecke
44 m
102,5 m
11 m
1914
140m
11m
70m 2014
DetailsAusbau der KurveninnenseitenRadius 3000 mNeubau der Levensauer Hochbrücke (eigenes Verfahren)vielfältige Ansprüche aus Verkehr und Umwelt8,5 Mio m³ Boden• 4,5 Mio m³ Feuchtabtrag• 4 Mio m³ Trockenabtrag
Krummwisch
Schinkel
Stampe
Weiche Königsförde
Weiche Schwartenbek
A 210 N
Kiel
80
85
9095
76503
Neuwittenbek
Weiche Groß Nordsee
Projekt Überblick NOK Oststrecke
2009 Einleitung Planfeststellungsverfahren
Ende 2010 Planfeststellungsbeschluss Beginn der Umsetzung der Maßnahmen (Vorbereitung/Ausschreibung)
Ende 2012 Erster Teilnutzen(Fertigstellung des Abschnitts zwischen den Weichen Schwartenbek und Groß Nordsee)
2014 Fertigstellung der Gesamtmaßnahme
2009 Einleitung Planfeststellungsverfahren
Ende 2010 Planfeststellungsbeschluss Beginn der Umsetzung der Maßnahmen (Vorbereitung/Ausschreibung)
Ende 2012 Erster Teilnutzen(Fertigstellung des Abschnitts zwischen den Weichen Schwartenbek und Groß Nordsee)
2014 Fertigstellung der Gesamtmaßnahme
Zeitplan
Bodenverbringungskonzept für die Anpassung der NOK-Oststrecke - GIS
1Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
BAW-Kolloquium zur Planung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen
11.09.2008
1
Projektbearbeitung und Datenhaltung mittels GIS(Geografisches Informationssystem)
Bodenverbringungskonzept für die Anpassung derNOK-Oststrecke
Vortrag im Rahmen des BAW-KolloquiumsPlanung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen
BAW, Dienststelle Hamburg11. September 2008
Dipl.-Geol. Oliver SchildPHW - Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
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2Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
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Auftragnehmer: Planungsgesellschaft für Hafenflächen- recycling und Wasserbau mbH
bestehend aus den Büros:
Knabe Beratende Ingenieure GmbH Gasstraße 18, Haus 4, 22761 Hamburg
Ingenieurgesellschaft Enders und Dührkop Hasenhöhe 126, 22587 Hamburg
Auftraggeber: Wasser- und Schifffahrtsamt Kiel-Holtenau Schleuseninsel 2, 24159 Kiel
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3Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
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3
Gliederung
1. Aufgabenstellung
2. Geografisches Informationssystem (GIS)
3. Alt- und Bestandsdatensituation
4. Baugrundaufschlussprogramm / Neudaten
5. Baugrundmodell
(6.Baugrundgutachten)
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Aufgabenstellung
Ziel: Geotechnische Grundlage für das Verbringungskonzept
Teilaufgaben:1. Erstellung einer Aufschlussdatenbank2. Sichtung, Überarbeitung und Archivierung von Altdaten3. Planung und Durchführung von Zusatzaufschlüssen4. Planung und Durchführung eines Laborprogramms5. Einteilung von Homogenbereichen6. Entwicklung einer GIS-Anwendung (Baugrundmodell)7. Bodenklassifizierung und Bodengutachten
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Geografisches Informationssystem (GIS)
Was ist GIS?
Ein Geografisches Informationssystem (GIS) ist einWerkzeug zur Bearbeitung, Speicherung / Vorhaltungund Präsentation von Raumdaten (Geodaten).
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Geografisches Informationssystem (GIS)
Warum GIS bei der Anpassung der NOK-Oststrecke?
- Datenhaltung der großen Datenmengen- Zusammenführung und Vereinheitlichung unterschiedlicher Daten- Erleichterte Datenanalyse- Entwicklungsmöglichkeit eines Baugrundmodells mit
-> Schichtdaten-> Bodenkennwerte und Klassifikationen-> 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche, zur
Schnittgenerierung und Massenermittlung.
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Alt- und Bestandsdatensituation
- Bohrprofile und Lagepläne von insgesamt etwa 550 Altaufschlüssen,
Chronologen, digitale Grundkarten, Luftbilder, Bruchkanten,
Bestandshöhen und Peildaten
- Quellen: NOK-Bohratlas (WSA), Unterlagen LANU, Altgutachten (BAW)
- Formate: Papier, pdf, Rasterdaten (tif/jpg etc.), Vektordaten (dwg/dgn),
ASCII-Daten
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Alt- und Bestandsdatensituation
- Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten- pdf-Dateien werden zu Rasterdaten konvertiert- Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen
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Alt- und Bestandsdatensituation
- Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten- pdf-Dateien werden zu Rasterdaten konvertiert- Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen
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Alt- und Bestandsdatensituation
- Lagepläne auf Papier werden gescannt => Rasterdaten- pdf-Dateien werden zu Rasterdaten konvertiert- Rasterdaten werden durch Georeferenzierung mit Raumbezug versehen
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Alt- und Bestandsdatensituation
Lagebezugssystem- DHDN, Gauß-Krüger, Zone 3
Höhenbezugssysteme- Bis 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenbezug auf Hamburger Pegel
(=> altes System)- Seit 1927 in Schleswig-Holstein: Höhenstatus 100 (=> neues System)
mit Bezug auf den Amsterdamer Pegel (Bezeichnung Normal-Null)- Umrechnung vom Hamburger Pegel auf Normal-Null:
NN = HN +3,53 m- Kanalnull KN = NN -20,0 m
Raumbezüge
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Rajensdorf
Neuwittenbek
Großkönigsförde
Landwehr
Kiel
Alt- und Bestandsdatensituation
Lage und Anzahl der Altaufschlüsse
66 Altaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
- Aufschlussraster nach EAU
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse
~ 14 km Ausbaustrecke:
ca. 840 Bohrungen;
ca. 560 Sondierungen
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
- Aufschlussraster nach EAU
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse
~ 14 km Ausbaustrecke:
ca. 840 Bohrungen;
ca. 560 Sondierungen
Nicht praktik
abel
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse
Phase I:AuswertungAltaufschlüsse
Phase II:Grobes Raster
Phase III:Rasterverdichtung
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse
100 m
100 m
Gesamtanzahl Neuaufschlüsse:- 150 Bohrungen- 200 Drucksondierungen
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Aufschlusstiefen
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse
CPT
CPTB
t min = Wsp NOK
t soll = Sohle NOK
t min = 30 m u. GOK
t soll = 35 m u. GOK
t min = 20 mu. GOK
t soll = 25 mu. GOK
vorhandene Böschunggeplante Böschung
NOK
-11,2 mNN
-0,2 mNN
+15 mNN
Unmaßstäbliche Skizze
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Planung der zusätzlichen Baugrundaufschlüsse - Ortsbegehung
Aufnahmen mit GPS-Kamera
zur Speicherung der
Lagekoordinaten mit dem Foto
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Zeitraum: September 2007 bis Januar 2008
- rd. 4000 Bohrmeter
- rd. 6300 Sondiermeter
- etwa 1.000 Sonderproben
- 19 Bohrungen durchgehend gekernt (Liner)
- permanente technische Bohrüberwachung
- Bohrüberwachung mit Geoinformationssystem vor Ort
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
Durchführung der Baugrundaufschlüsse
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Baugrundaufschlussprogramm und Neudaten
- Klassifikationsversuche an Sonderproben--> Kornverteilungsanalysen, cu-Werte (Taschenpenetrometer),
Wassergehalte, Zustandsgrenzen an bindigen Böden
- Klassifikationsversuche an Becher- oder Linerproben--> Kornverteilungsanalysen bei rolligen Böden
- sonstige Versuche--> Kalkgehalte, Glühverluste, triaxiale Scherversuche,
Wasseraufnahmevermögen
Versuchsprogramm für bodenmechanische Laborversuche
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Baugrundmodell
Erfassung der Aufschluss- und Labordaten
GeODin-Datenbank(Access)
Aufschluss-Stammdaten
Schichtdaten (DIN 4022)
Grundwasserdaten
Sondierungsdaten
Daten zum Bohrvorgang
Baugrund-Datenbank(Access)
Probendaten
Laborergebnisse
Bodenklassifizierungen
Verknüpfung
1:n-Verknüpfung
Visualisierung im GISVisualisierung im GIS
1:n-Verknüpfung
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Baugrundmodell
VermeidungvonRedundanzen
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BaugrundmodellInterpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen
Chronologe von
1877
(preußische
Erstaufnahme)
überlagert vom
heutigen
NOK-Verlauf
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BaugrundmodellInterpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen
Chronologe von
1877
(preußische
Erstaufnahme)
überlagert vom
heutigen
NOK-Verlauf
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BaugrundmodellInterpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen
Chronologe von
1916 (nach dem
NOK-Bau);
Kippstellen des
Bodenaushubs
sind erkennbar
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BaugrundmodellInterpretation von Baugrundaufschlüssen mit Hilfe von Chronologen
Chronologe von
1916 (nach dem
NOK-Bau);
Kippstellen des
Bodenaushubs
sind erkennbar
(Geschiebemergel), S, u, t', o', g'', ++, Pflanzenreste
(Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', o'', Pflanzenreste, w%=12.7
(Geschiebemergel), S, u, o, t', g'', ++, zers. Pflanzenreste, H-Einlagen, w%=18.9
(Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, S-Einlagen
(stark zersetzter Torf), U, o¯, Pflanzenreste, w%=84.9 (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, w%=21.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste, w%=246.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++, 6,25m-6,30m S-Lage, w%=14.0 (schwach zers.Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste, w%=217.4 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (schwach zers.Torf), U, o¯, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (schwach zers.Torf), U, o¯, schwach zers. Pflanzenreste, Holzreste (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste (zersetzter Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste, w%=240.2 (Kalkgyttja), U, t', s'', ++, w%=67.2 (stark zersetzter Torf), U, o¯, stark zers. Pflanzenreste (Kalkgyttja), U, o, t', s'', ++, w%=102.3 (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (Torf), U, o¯, zers. Pflanzenreste (Geschiebemergel), S, u, t', g', ++ (o' Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, kleine H-Einlagen (Sand), mS, fs, gs, g', u'', ++ (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g', ++, S-Einlagen (Geschiebemergel), S, u¯, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (Geschiebemergel), S, u, t', g'', ++ (s Geschiebemergel), S, u, t', g', ++
GP 1; 0,00-1,00
GP 2; 1,00-2,00UP 1; 2,00-2,25
UP 3; 6,25-6,50
UP 4; 8,50-8,75
GP 3; 10,75-11,05
GP 4; 13,70-14,00
GP 5
-1,00
-2,00-2,25
-4,05-4,15-4,25-4,55-4,95-5,80-5,95-6,25-6,42-6,50-7,45-7,50-8,30-8,50-8,72-8,75-8,80-8,85-9,25-9,28-9,75-9,95-10,20-10,75-11,05-11,75
1,00
2,002,25
4,054,154,254,554,955,805,956,256,426,507,457,508,308,508,728,758,808,859,259,289,759,9510,2010,7511,0511,75
m u. GOK m NN
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Baugrundmodell
Geländemodell
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Baugrundmodell
Geländemodell
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
Stammdaten
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
Stammdaten
Kornverteilungsanalysen
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
Stammdaten
Kornverteilungsanalysen
Konsistenz undScherparameter
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
Bodenklassifizierungen
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Baugrundmodell
Geländemodell+
Topografie+
Aufschlüsse+
AnsatzpunktProbenentnahme
Bodenklassifizierungen
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BaugrundmodellDatenabfragebeispiel:
Suche nach Sandenmit weniger als 5%Feinkornanteil und
weniger als 15% Kies
109 Datensätze
Bodenverbringungskonzept für die Anpassung der NOK-Oststrecke - GIS
32Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
BAW-Kolloquium zur Planung und Durchführung von Erd- und Nassbaggerarbeiten an Wasserstraßen
11.09.2008
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Baugrundmodell - Abfragebeispiel
Anfrage nach straßenbaufähigenSanden
Behörde A
Abfrage im GIS und Speicherungder Ergebnisse als Shapedatei mit
Lageinformationen undAttributtabelleEinlesen ins GIS
-> automatische Visualisierung-> Ergebnisse auch als Tabelle
Behörde B
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BaugrundmodellEntwicklung von 3D-Schichtunterflächen der Homogenbereiche
- Einteilung von Homogenbereichen anhand der Baugrundprofile, der
manuellen Bodenansprachen und der bodenmechanischen
Versuchsergebnisse
- Erstellung der Schichtunterflächen unter Verwendung von
Aufschlussdaten und konstruierten Stützpunkten
- Verwendung der 3D-Flächen
--> zur Generierung von Schnitten
--> zur Ermittlung von Massen (entsprechend einem Differenzen-DGM)
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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten
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Baugrundmodell
NN ±0 m
NN -10 m
NN +10 m
NN -20 m
NN -30 m
NN -11,20 m
200 m
Generierung vonSchnitten(Längsschnitt)
10-fach überhöht
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BaugrundmodellNachbearbeitungder Schnitte(Längsschnitt)
NN -11,20 m
NN ±0 m
NN -10 m
NN +10 m
NN -20 m
NN -30 m
Auffüllung
Geschiebemergel Schmelzwassersand
Steinhindernis
200 m 10-fach überhöht
steif bis halbfest
Geschiebemergelhalbfest bis fest
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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten(Querschnitt)
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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten(Querschnitt)
NN -0,20 m (Wsp NOK)
Schmelzwassersand
Beckensedimente
50 m
NN +10 m
NN -5 m
NN +15 m
NN -15 m
NN -30 m
NN +5 m
NN ±0 m
NN -10 m NN -11,20 m
Geschiebemergelsteif bis halbfest
Geschiebemergelhalbfest bis fest
NNE SSW
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BaugrundmodellGenerierung vonSchnitten(Querschnitt)
NN -0,20 m (Wsp NOK)
Schmelzwassersand
Beckensedimente
50 m
NN +10 m
NN -5 m
NN +15 m
NN -15 m
NN -30 m
NN +5 m
NN ±0 m
NN -10 m NN -11,20 m
Geschiebemergelsteif bis halbfest
Geschiebemergelhalbfest bis fest
NNE SSW)
NN -0,20 m (Wsp NOK)
Schmelzwassersand
Beckensedimente
NN -11,20 m
Geschiebemergelsteif bis halbfest
Geschiebemergelhalbfest bis fest
NNE SSW
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Fazit
GISals Knotenpunktfür umfassende
Projektbearbeitung
Inhaltlich erweiterbar, z.B.- Liegenschaftsmanagement
- Verwaltungsdokumente- Anlagenmanagement etc.
Funktionell erweiterbar, z.B.- GW-Monitoring
- GW-Modellierung
Grundlage für weitere Planungsphasen und die Bauausführung
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40Oliver Schild, Planungsgesellschaft für Hafenflächenrecycling und Wasserbau mbH
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Vielen Dankfür Ihre
Aufmerksamkeit!
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