Planung Pumpwerk Gelsenkirchen im Abwasserkanal Emscher

Aufgabenstellung
Vorentwurfs- bis Ausführungsplanung des Pumpwerks Gelsenkirchen im Abwasserkanal Emscher für Ingenieurbauwerk, Technische Ausrüstung, Maschinen- und Verfahrenstechnik sowie Tragwerksplanung

Auftraggeber
Emschergenossenschaft
Kronprinzenstraße 24
45128 Essen

Situation
Aufgrund der historischen bergbaulichen Tätigkeit im Ruhrgebiet erfolgt die Ableitung der Schmutzwässer zur Zeit noch in weiten Bereichen in den offenen Wasserläufen. Hauptvorfluter ist dabei die Emscher die über rd. 60 km von Dortmund bis Dinslaken das im stark industriell geprägtem Einzugsgebiet anfallende Schmutzwasser zusammen mit dem natürlichen Oberflächenwasser der Flusskläranlage Emschermündung zuführt.

Nach Abschluss der bergbaulichen Aktivitäten und dem Abklingen der Bergsenkungen soll nun das Ableitungssystem entflochten werden und das Schmutzwasser zusammen mit dem behandlungspflichtigen Regenwasser in einem unterirdischen Ableitungskanal abgeführt werden. Dieser „Abwasserkanal“ Emscher wird zur Zeit von einer Arbeitsgemeinschaft aus sechs namhaften Ingenieurgesellschaften geplant. Die Dr. Pecher AG ist ein Mitglied und u.a. verantwortlich für die Planung des Pumpwerks Gelsenkirchen.


Vorgehensweise
Auf etwa halber Strecke des geplanten Abwasserkanals Emscher befindet sich in Höhe des Sellmannsbaches das Zwischenpumpwerk Gelsenkirchen. Hier wird der Trockenwetterabfluss und ein Teil des bei Regenwetter abfließenden Niederschlagswassers in das bereits existierende, höherliegende Zulaufsystem zur Kläranlage Bottrop gehoben. Der darüber hinaus zufließende Regenzufluss, welcher nicht mehr in der Kläranlage Bottrop behandelt werden kann, wird über den weiterführenden Abwasserkanal Emscher, welcher aus Wirtschaftlichkeitsgründen an dieser Stelle angehoben ist, zur Kläranlage Emschermündung übergepumpt. In Abhängigkeit von verschiedenen Betriebs- und Störfallszenarien ist eine Aufteilung der Überleitungsströme auf die beiden Förderebenen mit hoher Flexibilität gefragt.

Aufgrund der großen Tiefenlage des neu geplanten Abwasserkanals und der großen Abwasserströme wurde hier eine besonders kostenoptimierte Planung angestrebt. Im Rahmen der Vorplanung wurden deshalb unterschiedliche Lösungsansätze detailliert ausgearbeitet um die Auswirkungen auf Raumbedarf und Kosten sicher und mit hoher Genauigkeit beurteilen zu können. Folgende Varianten wurden dabei im Detail erarbeitet und dokumentiert:

• Pumpwerk mit nass aufgestellten Tauchmotorpumpen
• Pumpwerk mit trocken aufgestellten Pumpen bis DN 700 mit einem mittigen Pumpensumpf und zwei außenliegenden getrennten Maschinenräumen
• Pumpwerk mit trocken aufgestellten Pumpen bis DN 1000 (Einzelanfertigung) mit einem mittigen Pumpensumpf und zwei außenliegenden getrennten Maschinenräumen
• Pumpwerk mit trocken aufgestellten Pumpen bis DN 700 mit einem mittigen Maschinenraum und zwei außenliegenden Pumpensümpfen

Für die Vorzugslösung erfolgte dann die weitere Planung aller Gewerke bis zur Ausführungsplanung.

Randbedingungen
Das Betriebskonzept des Abwasserkanals Emscher mit den möglichen Betriebs- und Störfallszenarien beeinflusste maßgeblich die Pumpwerkskonzeption. Der Abwasserkanal Emscher ist zudem auf eine betriebliche Nutzungsdauer von 120 Jahren ausgelegt. Da das Pumpwerk Gelsenkirchen im Abwasserkanal das zentrale Verteilerpumpwerk darstellt, war das Pumpwerk so zu konzipieren, dass eine maximale Flexibilität auch für jetzt noch nicht voraussehbare zukünftige Betriebssituationen sichergestellt ist.

Kennwerte
Zylindrische Baugrube mit:

• rd. 39 m Tiefe
• rd. 41 m Innendurchmesser
• rd. 50.000 m³ Erdaushub

Pumpwerk mit:

• 2 Freispiegelzuläufen DN 2400 in einer Tiefenlage von rd. 29 m
• 1 Freispiegelablauf DN 2800 in einer Tiefenlage von rd. 20 m mit Erweiterungsmöglichkeit um eine zusätzliche gleich große Röhre
• 1 Freispiegel-/Druckleitungsabgang DN 1600 in einer Tiefenlage von rd. 13 m
• 14 Pumpen DN 600 bis DN 700, z.T. drehzahlgeregelt und Fördermöglichkeit auf beide Förderhöhen
• rd. 13,5 m³/s Gesamtförderleistung zzgl. Reserve
• 2 vollständig getrennten Maschinenräumen
• 1 separates Hochbauteil für die Energieversorgung mit rd. 7.000 m3 umbauten Raum
• rd. 37 Mio. EUR Baukosten brutto