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Einreichunterlagen PFV Speichersee Standsicherheitsnachweis
JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE Seite 1 von 14
ENERGIESPEICHER
RIEDL
Planfeststellungsverfahren
Speichersee
Standsicherheitsnachweise
PLANERGEMEINSCHAFT
Erstellt RMD-Consult GmbH A. Schröttner 10.11.2011
Geprüft RMD-Consult GmbH C. Göhl 10.11.2011
Freigegeben DKJ / ES-R D. Mayr 25.11.2011
Unternehmen / Abteilung Vorname Nachname Datum
Fremdfirmen-Nr.: Aufstellungsort: Bl. von Bl.
+
Unterlagennummer
SKS
Projekt-Nr.
Gliederu
ngszeic
hen
Ersteller
Gliederu
ngszeic
hen Zählteil
Gliederu
ngszeic
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Bla
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KKS DCC(UAS)
Vorz
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S1 S2 S3
Dokum
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yp
Num
mer
Vorz
eic
hen
GA Funktion/
Bauwerk
Aggregat/
Raum
Vorz
eic
hen
G F0 F1 F2 F3 FN A1 A2 AN A3
* A A A ~ A N N N / A A A A N / A N N N N N / N N / A A A = N N A A A N N A A N N N A & A A A N N N
* J E S - A 0 0 1 - P E R M 1 - B 6 2 0 0 2 - 0 0 - _ F E
Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen PFV
Seite 2 von 14 JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE
Inhaltsverzeichnis
1. Vorbemerkungen ...................................................................................3 1.1. Allgemeines .................................................................................3 1.2. Normen .......................................................................................3 1.3. Nachweiskonzept ..........................................................................3 1.4. Gutachten ...................................................................................4 1.5. Rechenprogramme .......................................................................4
2. Wasserstände ........................................................................................4 3. Bodenkennwerte ....................................................................................5 4. Erdbeben ..............................................................................................6 5. Bemessungssituationen ..........................................................................7
5.1. Einwirkungen ...............................................................................7 5.2. Lastfälle ......................................................................................8 5.3. Tragwiderstände...........................................................................8 5.4. Bemessungssituationen ............................................................... 10
6. Statische Nachweise ............................................................................. 11 6.1. Böschungsbruchberechnungen ..................................................... 11 6.1.1. Luftseite .................................................................................... 11 6.1.2. Wasserseite ............................................................................... 11 6.1.3. Berechnungsergebnisse ............................................................... 11 6.2. Gleitsicherheit Dammquerschnitt .................................................. 12 6.3. Setzungen ................................................................................. 14
Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Dammquerschnitt Gleiten .......................................................................... 12
Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Grundlage Teilsicherheitsbeiwerte ..................................................................... 3 Tabelle 2: Bodenkennwerte ............................................................................................. 5 Tabelle 3: Bodenkennwerte eingebaut .............................................................................. 5
Tabelle 4: Beschleunigungswerte D .................................................................................. 6 Tabelle 5: Beschleunigungswerte A .................................................................................. 7 Tabelle 6: Einwirkungskombinationen .............................................................................. 8 Tabelle 7: Bemessungssituationen allgemein ................................................................... 10 Tabelle 8: Bemessungssituationen ................................................................................. 10 Tabelle 9: Berechnungsergebnisse Böschungsbruch ......................................................... 11 Tabelle 10: Massen Gleitquerschnitt ............................................................................... 12
Tabelle 11: Wasserdrücke ............................................................................................. 12 Tabelle 12: Verhältnisfaktoren Erdbeben ........................................................................ 13 Tabelle 13: Berechnungsergebnisse Dammgleiten............................................................ 13
Beilagenverzeichnis Beilage 1 Regelquerschnitt Damm vor Riedl
Beilage 2 Teilsicherheitsbeiwerte DIN 1054: 2010-12
Beilage 3 Bemessungsergebnisse Böschungsbruch
Beilage 4 Bemessungsergebnisse Dammgleiten
Einreichunterlagen PFV Speichersee Standsicherheitsnachweis
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1. Vorbemerkungen
1.1. Allgemeines
Nachfolgende Statische Nachweise beziehen sich auf die Standsicherheit des Dam-
mes des Speichersees. In ihn integrierte Bauwerke werden nicht behandelt. Ebenso
nicht behandelt sind Nachweise bezüglich der Asphaltdichtung.
Da der Damm auf überwiegender Länge eine luftseitige Böschungsneigung von 1 : 5
aufweist und nur an der höchsten Stelle über Urgelände (über dem Zugang zum Kon-
trollgang an der südlichen Spitze) eine Böschungsneigung von 1 : 3, werden die
Nachweise ausschließlich in diesem maßgebenden Schnitt geführt. Dieser ist in Pl.Nr.
JES-A001-PERM1-A21008-02-_FE „Regelquerschnitt – Damm vor Riedl“ dargestellt
(Beilage 1).
Die Standsicherheitsnachweise umfassen Berechnungen zu:
Böschungsbruchsicherheit
Gleiten Gesamtdamm
Setzungen (Angaben gemäß Bodengutachten)
1.2. Normen
Die Nachweise folgen den Vorgaben der
DIN 19700-11: 2004-07 – Stauanlagen, Teil 11: Talsperren
DIN 19700-14: 2004-07 – Stauanlagen, Teil 14: Pumpspeicherbecken
zusammen mit allen in diesen genannten Bezugsnormen.
Bei Bemessungssituationen, in denen die Dichtungselemente teilweise unwirksam
sind, wird den Vorgaben des BAW Merkblattes „Standsicherheit von Dämmen an
Bundeswasserstraßen“ (MSD) gefolgt.
1.3. Nachweiskonzept
DIN 19700-11 verfolgt noch das globale Standsicherheitskonzept. Unter Punkt
7.1.2.1 der Norm wird jedoch explizit drauf hingewiesen, daß das Teilsicherheitskon-
zept angewendet werden darf. Vergleichend sollten beide Konzepte verfolgt werden,
„um die Erfahrungen zu mehren“.
Darauf wird innerhalb dieser Berechnung nicht eingegangen und es wird ausschließ-
lich das Teilsicherheitskonzept angewendet.
Dabei werden die Teilsicherheitsbeiwerte wie folgt nach DIN 1054, 12/10 vergeben:
Bemessungssituation nach Lastfall nach
DIN 19700-11, 07/04 DIN 1054, 12/10 DIN 1054, 01/05
entspricht
I BS-P 1
II BS-T 2
III BS-A 3
Tabelle 1: Grundlage Teilsicherheitsbeiwerte
Die zu Grunde liegenden Tabelle A2.1, A2.2 und A2.3 der DIN 1054, 12/10 sind in
Beilage 2 beigefügt.
Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen PFV
Seite 4 von 14 JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE
Die jeweiligen Teilsicherheiten sind in den Berechnungsergebnissen dargestellt.
1.4. Gutachten
Für den Bereich des Speicherbeckens wurde ein Geotechnischer Bericht erstellt, wel-
cher zum Zeitpunkt der Bearbeitung im Entwurf vorlag.
IB Eigenschenk, Geotechnischer Bericht Nr. 52.11.1112-1 vom 07.11.2011
1.5. Rechenprogramme
Die Berechnungen wurden mit folgenden Programmen aus der GGU Programmreihe
durchgeführt:
Stability, V 6.25 – Böschungsbruchberechnungen nach DIN 4084
SS-Flow 2D, V 7.58 – Berechnung von Grundwasserströmungen
2. Wasserstände
Da der Speichersee über keinen natürlichen Zulauf verfügt, sind die beiden Betriebs-
wasserspiegel maßgebend:
Stauziel +630,50
Absenkziel +610,00
Als extreme Wasserstände werden noch ein bordvoller Einstau bis hin zum Überströ-
men (z.B bei Versagen der Sicherungseinrichtungen der Pumpen) und eine vollstän-
dige Entleerung (vor dem ersten Einstau oder bei Revisionen) berücksichtigt.
Grundwasser wurde als in das Bohrloch einströmendes Schichtenwasser festgestellt
und fließt innerhalb der Klüfte des kristallinen Grundwasserleiters (Fels). „Wegen der
in der Regel geringen Ergiebigkeiten unter wechselnden Kluftsituationen ist die
Grundwasserführung meist nur von lokaler Bedeutung“ (Geotechnischer Bericht
Punkt 2.4). Für die innerhalb dieses Berichtes durchgeführten Bemessungen hat das
Grundwasser keine Bedeutung, weswegen es keine weitere Berücksichtigung findet.
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3. Bodenkennwerte
Der Geotechnische Bericht faßt unter Punkt 4.6 die durchgeführten Untersuchungen
tabellarisch als ansetzbare Bodenkennwerte zusammen.
Tabelle 2: Bodenkennwerte
Ergänzt wird diese Tabelle durch eine weitere Tabelle, in der ausgewählte bodenme-
chanische Kennwerte im eingebauten Zustand angegeben werden:
Tabelle 3: Bodenkennwerte eingebaut
Da in der Tabelle Bandbreiten der Werte beruhend auf vorsichtigen Schätzwerten der
Mittelwerte der DIN 4020 angegeben sind, sind die Werte je nach Bemessungssitua-
tion unterschiedlich zu verwenden.
Für die Tragwiderstandsbedingung A (siehe 5.3) können die Mittelwerte verwendet
werden, für die Tragwiderstandsbedingungen B und C können die unteren / bzw. un-
günstigsten Werten maßgebend werden.
Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen PFV
Seite 6 von 14 JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE
4. Erdbeben
Der geplante Standort für den Energiespeicher Riedl befindet sich unmittelbar an der
Grenze zwischen Österreich und Deutschland. Bis heute gibt es noch keine grenz-
übergreifenden Erdbebenkarten. Aus diesem Grund werden die Ansätze aus Öster-
reich und Deutschland miteinander verglichen und die ungünstigsten Werte für die
Bemessung der Dämme des Oberbeckens gewählt. Somit liegt die Bemessung der
Dämme auf der sicheren Seite.
Gemäß DIN 19700 Teil 11 Abs. 7.1.2.6 dürfen die Nachweise der Dämme des Ober-
beckens mit quasistatischen Ersatzlasten mit dem 1,0-fachen Wert der Bodenbe-
schleunigung geführt werden (gilt für Talsperre der Klasse 1 bis 40 m; ES-R: max.
Höhe über Gründung ca. 32 m). Für den Erdbebenlastfall 1, das Betriebserdbeben, ist
für Talsperren der Klasse 1 ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode von T=500 Jah-
ren anzusetzen. Für den Erdbebenlastfall 2, das Bemessungserdbeben, ist für Tal-
sperren der Klasse 1 ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode von T=2500 Jahren
anzusetzen.
Gemäß der im Hochbau in Deutschland verwendeten DIN 4149 befindet sich der
Energiespeicher Riedl in keiner Erdbebenzone. Dies bezieht sich auf ein Erdbeben mit
einer Wiederholperiode von 475 Jahren. Die Beschleunigung beträgt also weniger als
die in Erdbebenzone 1 angesetzten 0,4 m/s².
Speziell hinsichtlich Erdbebengefährdung bezogen auf die Gefährdungsniveaus der
DIN 19700 wurden vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam Erdbebenkar-
ten erarbeitet (www.gfz-potsdam.de). Für ein Erdbeben mit einer Wiederholperiode
von T=500a sind am Standort ES-Riedl demnach keine Bodenbeschleunigungen an-
zusetzen.
Für den Erdbebenlastfall 2, also einer Wiederholperiode von T=2500a, wurde eine
maximale Horizontalbeschleunigung von 0,6 m/s² für das Projektgebiet ermittelt.
Nach Rücksprache mit dem Mit-Bearbeiter des Merkblatts 58 zur Berücksichtigung
von Erdbebenbelastungen nach DIN 19700 in NRW, Herrn Dr. Linse, sind die horizon-
talen Maximalbeschleunigungen des GFZ-Potsdam nicht um die häufig angewandten
30% zu reduzieren, um die für die Bemessung anzusetzenden effektiven Beschleuni-
gungen zu erhalten. Für die vertikalen Effektivbeschleunigungen sind 2/3 der hori-
zontalen Effektivbeschleunigungen anzusetzen.
Zusammengefasst sind die Ansätze für den Standort ES-Riedl aus Deutschland:
ahoriz, eff avert, eff
Betriebserdbeben: T = 500a < 0,4 m/s² < 0,27 m/s²
Bemessungserdbeben: T = 2500a 0,6 m/s² 0,4 m/s²
Tabelle 4: Beschleunigungswerte D
Im angrenzenden Österreich wird zur Ermittlungen von Erdbebenbelastungen die
Richtlinie vom Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft – Österreichische
Staubeckenkommission mit dem Titel „Erdbebenberechnung von Talsperren“ ange-
wandt.
Hier werden die Betriebserdbeben in Analogie zu den ICOLD-Richtlinien betrachtet
(„Selecting Seismic Parameters for Large Dams“, ICOLD-Bulletin Nr. 72, 1989).
Demnach gilt für das Betriebserdbeben (OBE für „Operating Basis Earthquake) eine
Wiederholungsperiode von 200 Jahren. Für das MCE (für „Maximum Credible
Earthquake“) ist die größte „vernünftig“ denkbare Einwirkung durch ein Erdbeben
anzusetzen.
Die in den österreichischen Erdbebenkarten ermittelten Maximalwerte für Horizontal-
beschleunigungen dürfen um 30% reduziert werden um die effektiven Beschleuni-
gungen zu erhalten. Die vertikale Effektivbeschleunigung beträgt 2/3 der effektiven
Horizontalbeschleunigung.
In den Erdbebenkarten im Anhang von Band 3 der österreichischen Richtlinie gelten
als maximale horizontale Beschleunigungen in der Nähe des Projektgebiets für das
OBE die für Österreich gebräuchliche Mindestbeschleunigung von 0,6 m/s² und für
das MCE 1,1 m/s².
Einreichunterlagen PFV Speichersee Standsicherheitsnachweis
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Zusammengefasst sind die Ansätze für den Standort ES-Riedl aus Österreich dem-
nach:
ahoriz, eff avert, eff
Betriebserdbeben: T = 200a 0,4 m/s² 0,27 m/s²
Maximal denkbares Erdbeben 0,77 m/s² 0,51 m/s²
Tabelle 5: Beschleunigungswerte A
Für die statischen Berechnungen werden im Folgenden die Werte aus den österreichi-
schen Richtlinien verwendet, da sie stets über den Deutschen Ansätzen und somit auf
der sicheren Seite liegen.
Da sich die Beschleunigungswerte auf Fels als Aufstandsfläche beziehen, wird die
Gründung der Dämme bis auf den Fels modelliert.
Die Beschleunigungswerte können dem Programm vorgegeben werden und werden
mit der Option „Erdbeben“ berücksichtigt.
5. Bemessungssituationen
Die Bemessungssituationen werden nach den Vorgaben von DIN 19700-11, 7.1.2 aus
einer Kombination von Lastfällen und Einwirkungskombinationen gebildet. Die Last-
fälle wiederum werden aus einer Kombination verschiedener Einwirkungen gebildet.
5.1. Einwirkungen
Einwirkungen während der Bauphase werden nicht berücksichtigt.
Gruppe 1: Ständige oder häufig wiederkehrende Einwirkung
Absenkziel WSP +610,00
Stauziel WSP +630,50
Verkehrslast auf Dammkrone und / oder Straße p = 10 kN/m²
Gruppe 2: seltene oder zeitlich begrenzte Einwirkung
Speicherbecken leer
Verkehrslast SLW 60 auf Dammkrone oder Straße
Betriebserdbeben
Gruppe 3: außergewöhnliche Einwirkung
bordvoller Einstau
Bemessungserdbeben
In DIN 19700-14 wird unter Pkt. 6.2 besonders auf den Fall schnelle Stauspiegelab-
senkung hingewiesen, die bei Speicherbecken planmäßig vorkommt.
Für die schnelle Stauspiegelabsenkung lassen sich ohne weitere Kenntnisse über die
Geschwindigkeit und die tatsächliche Porendruckverteilung nur schwer Randbedin-
gungen formulieren. Bei voll funktionsfähiger Asphaltdichtung ist die Oberfläche dicht
und es dringt kein Wasser aus dem Speicherbecken in den Deichkörper ein. Auch bei
defekter Oberflächendichtung wird sich keine Sickerlinie im Deich einstellen, da ein
funktionsfähiges Drän vorausgesetzt werden kann. Erst bei Ausfall beider Siche-
rungseinrichtungen und einem lang anhaltenden Einstau würde sich der Deichkörper
hinter der Oberflächendichtung aufsättigen. Ebenso ist eine Aufsättigung durch einsi-
ckerndes Oberflächenwasser schwer vorstellbar, da wiederum das Drän versagen
müßte und sich das Wasser zusätzlich noch im Stützkörper aufstauen müßte.
Aus diesem Grund wird im Rahmen dieser Vorbemessung kein Nachweis für die
schnelle Stauspiegelabsenkung geführt. Diese stellt mehr ein lokales Problem der
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Oberflächendichtung als ein Standsicherheitsproblem der Böschung dar und ist im
Zuge der Ausführungsplanung noch weiter zu untersuchen.
5.2. Lastfälle
Nach DIN 19700-11, 7.1.2.3 sind die Lastfälle wie folgt zu bilden:
Lastfälle 1 (Regelkombinationen):
alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1;
Lastfälle 2 (seltene Kombinationen):
alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1 und
je eine Einwirkung der Gruppe 2;
Lastfälle 3 (außergewöhnliche Kombinationen):
alle maßgebenden Einwirkungen der Gruppe 1 und
je eine Einwirkung der Gruppe 3.
Daraus werden folgende bemessungsrelevante Lastfälle (Einwirkungskombinationen)
gebildet:
Einwirkungen
Lastfälle (LF) (Einwirkungskombinationen)
1 2 3
1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3
Gruppe
1
Absenkziel +610,00 x x x x
Stauziel +632,50 x x x x
Verkehrslast p = 10
kN/m² x x x x x x
Gruppe
2
Speicherbecken leer x
Verkehrslast p = 33,3
kN/m² x x
Betriebserdbeben x x
Gruppe
3
bordvoll x
Bemessungserdbeben x x
Tabelle 6: Einwirkungskombinationen
5.3. Tragwiderstände
Auszug aus DIN 19700-11, 7.1.2.4:
a) Tragwiderstandsbedingung A (wahrscheinliche Bedingungen):
für gesicherte oder allgemein anerkannte Kennwerte (entweder genormt,
z. B. in DIN 1055-1 und DIN 1055-2 sowie DIN 1055-4 und DIN 1055-5,
oder durch Versuchsergebnisse festgelegt oder aus Erfahrung sicher abge-
schätzt) und
voll wirksame bauliche Einrichtungen nach 6.1.1 c);
b) Tragwiderstandsbedingung B (wenig wahrscheinliche Bedingungen):
für ungünstige Kennwerte innerhalb gesicherter Streubereiche oder
bei eingeschränkter Wirkung einer maßgeblichen baulichen Einrichtung
nach 6.1.1 c);
c) Tragwiderstandsbedingung C (unwahrscheinliche Bedingungen):
für ungünstige Kennwerte in Grenzbereichen oder
bei Ausfall einer maßgeblichen der baulichen Einrichtungen nach 6.1.1 c).
Für diese Bemessung bedeutet das:
Tragwiderstandsbedingung A:
Mittelwerte der Bodenkennwerte und
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Asphaltdichtung und Drän intakt
Tragwiderstandsbedingung B:
untere Bodenkennwerte und
Asphaltdichtung und Drän intakt
Anmerkung: Maßgebend für den Ausfall einer maßgeblichen baulichen Ein-
richtung ist die Asphaltdichtung. Da in nachfolgender Tragwiderstandsbe-
dingung C der Totalausfall berücksichtigt wird, wird ein Teilversagen als
wenig bedeutungsvoll gesehen. Der oder-Bedingung folgend werden hier
nur die unteren Bodenkennwerte angesetzt.
Tragwiderstandsbedingung C:
untere Bodenkennwerte oder
vollständiger Ausfall Asphaltdichtung (MSD 4.5.2)
Anmerkung: Zu berücksichtigen ist die eingeschränkte Wirkung einer
maßgeblichen baulichen Einrichtung. Da bei voll wirksamer Asphaltdich-
tung die Drainageeinrichtungen (technisch) überhaupt nicht beaufschlagt
werden, macht im Weiteren die Berücksichtigung des Ausfalls einer Drai-
nageeinrichtung keinen Sinn.
Es ist zu unterscheiden zwischen Bemessungssituationen, in denen die Si-
ckerlinie relevant wird und Situationen, bei denen ungünstige Bodenkenn-
werte bestimmend sind.
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5.4. Bemessungssituationen
Die Bemessungssituationen werden unterschieden in:
BS I: Ständige Bemessungssituation
BS II: Vorübergehende Bemessungssituation
BS III: Außergewöhnliche Bemessungssituation
Aus Kombination der Lastfälle und Tragwiderstandsbedingungen ergeben sich die
Bemessungssituationen in allgemeiner Form
Lastfälle
Bemessungssituationen für Tragwiderstandsbedingun-
gen
A B C
1 BS I BS II BS III
2 BS II BS III
3 BS III
Tabelle 7: Bemessungssituationen allgemein
… und somit für diese Bemessung:
Lastfälle
Bemessungssituationen für Tragwi-
derstandsbedingungen
A B C
1.1 BS I-1.1 BS II-1.1 BS III-1.1
1.2 BS I-1.2 BS II-1.2 BS III-1.2
2.1 BS II-2.1 BS III-2.1
2.2 BS II-2.2 BS III-2.2
2.3 BS II-2.3 BS III-2.3
2.4 BS II-2.4 BS III-2.4
2.5 BS II-2.5 BS III-2.5
3.1 BS III-3.1
3.2 BS III-3.2
3.3 BS III-3.3
Tabelle 8: Bemessungssituationen
Da es sich hierbei um eine Vielzahl durchzuführender Berechnungen handelt, werden
nachfolgend nur die als tatsächlich bemessungsrelevant erkennbaren Situationen
herausgefiltert und untersucht. Diese sind vorab in der Tabelle hervorgehoben.
Einreichunterlagen PFV Speichersee Standsicherheitsnachweis
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6. Statische Nachweise
6.1. Böschungsbruchberechnungen
6.1.1. Luftseite
Für die luftseitige Böschung hat der Austrittspunkt der Sickerlinie bei einer Damm-
durchströmung eine maßgebende Bedeutung. Eine relevante Durchströmung tritt erst
bei vollständigem Ausfall der Oberflächendichtung (OFD) ein, der der Tragwider-
standsbedingung C zuzuordnen ist. Für C gilt ausschließlich Lastfallgruppe 1. Es wird
demnach die Einwirkung „Stauziel +632,50“ maßgebend, also Bemessungssituation
BS III-1.2.
Des Weiteren tritt eine ungünstige Bemessungssituation bei hohen Verkehrslasten
auf. Daher ist auch BS III-2.3 bemessungsrelevant.
Für Erdbeben sind die Bemessungssituationen BS III-2.5 und BS III-3.3 zu untersu-
chen.
6.1.2. Wasserseite
Für die Wasserseite sind alle Bemessungssituationen mit hohem Wasserstand uninte-
ressant, da dieser stabilisierend wirkt.
Somit sind die Einwirkungskombinationen 1.2, 2.3, 2.5, 3.1 und 3.3 nicht bemes-
sungsrelevant.
Einwirkungskombination 2.2 stellt sich wegen der hohen Verkehrslast prinzipiell un-
günstiger dar als 1.1 und ersetzt diese somit. Also ist BS III-2.2 zu untersuchen.
Vergleichend wird noch BS III-2.1 untersucht, da für einen böschungsfußnahen Gleit-
kreis die fehlende Auflast aus Wasser maßgebend sein kann.
Für Erdbeben sind die Bemessungssituationen BS III-2.4 und BS III-3.2 zu untersu-
chen.
6.1.3. Berechnungsergebnisse
Die Berechnungsergebnisse sind in der Beilage 3 dargestellt und werden nachfolgend
tabellarisch zusammengefaßt.
Beilage Bemessungssi-
tuation
Böschungsseite Bodenkenn-
werte
Ausnutzungs-
grad E/R
3-3 BS III-1.2 ls mittlere 0,74
3-6 BS III-1.2a ls mittlere 0,87
3-7 BS III-2.3 ls untere 0,60
3-8 BS III-2.5 ls untere 0,68
3-9 BS III-3.3 ls mittlere 0,71
3-10 BS III-2.1 ws untere 0,84
3-11 BS III-2.2 ws untere 0,82
3-12 BS III-2.4 ws untere 0,90
3-13 BS III-3.2 ws mittlere 0,96
Tabelle 9: Berechnungsergebnisse Böschungsbruch
Die Standsicherheit der Böschung ist in allen Bemessungssituationen gegeben.
Neben den Erdbebenlastfällen wird die höchste Ausnutzung für den luftseitigen
Dammfuß in Lastfallkombination 1.2a mit 87% erreicht. Hier wurden zwei Varianten
untersucht. Zunächst der planmäßige Fall mit durchgehender Hanglehmschicht in der
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Aufstandfläche, die ein Einsickern des Speicherwassers in den (drucklosen) Grund-
wasserleiter unterbindet. Dann die maßgebende Variante a, bei der die Hanglehm-
schicht unterbrochen, bzw. nicht vorhanden ist (gleiche Bodenparameter wie Gneis-
zersatz verwittert). Diese Bemessungssituationen sind allerdings eher akademischer
Natur, da sie neben einem vollständigen Ausfall der OFD auch ein Versagen der Drä-
nage unter der OFD voraussetzen. Zusätzlich wurde die Sickerlinie bei stationären
Verhältnissen ermittelt, die sich bei einem fortwährenden Einstau erst nach ca. 30
Tagen einstellen.
Die sicher auftretende höchste Ausnutzung ergibt sich in Bemessungssituation BS III-
2.1 (Becken leer) mit 84%.
6.2. Gleitsicherheit Dammquerschnitt
Das Abgleiten des Querschnittes findet unmittelbar unter der Aufstandfläche im
Hanglehm statt. Maßgebend wird ein hoher Wasserstand im Speicherbecken, des
Weiteren sind die Erdbebenlastfälle zu untersuchen.
Für die Ermittlung der Massen wird der Damm auf die zwei maßgebenden Bereiche
reduziert:
Abbildung 1: Dammquerschnitt Gleiten
Massenermittlung
Schicht Bezeichnung A [m²/m] Mittel-
wert
[kN/m³]
GØ [kN/m] unterer
Grenzwert
[kN/m³]
Gmin
[kN/m]
1 Gneiszersatz 638,5 19,75 12.610 18,5 11.812
2 Felsausbruch 2.411,7 21 50.645 20 48.234
63.255 60.046
Tabelle 10: Massen Gleitquerschnitt
Wasserdruck
Böschungsneigung n = 1 : 2 = tan cot = 2
WV = W * HW²/2 * cot = W * HW²
WH = W * HW²/2
Stauziel HW [m] WV [kN/m] WH[kN/m]
630,50 27,75 7.700 3.850
632,50 (LF 3.1) 29,75 8.850 4.425
Tabelle 11: Wasserdrücke
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JES-A001-PERM1-B21001-00-_FE Seite 13 von 14
Nachweis
E ≤ R entspricht
Tk * G ≤ Nk * tan / R,h bzw.
WH * G ≤ (Gk + WV) * tan / R,h
Hanglehm: = 25°
Entsprechend der Neigung der Sohlfläche sind die Werte in ihre Anteile parallel
und senkrecht zur Gleitfläche aufzuteilen.
Bei den Bemessungssituationen mit Erdbebenbelastung werden die Lasten um das
Verhältnis a/g erhöht, bzw. reduziert.
ah / g av / g ∆g+h ∆g-
v
Betriebserdbeben 0,041 0,028 1,041 0,972
max. Erdbeben 0,078 0,052 1,078 0,948
Tabelle 12: Verhältnisfaktoren Erdbeben
Nachfolgend sind die Ergebnisse der tabellarischen Berechnung zusammengefasst.
Das Rechenblatt findet sich in Beilage 4.
Bemessungssituation E/R
BS I-1.2 0,78
BS II-1.2 0,70
BS II-2.3 0,70
BS III-2.3 0,64
BS II-2.5 0,70
BS III-2.5 0,64
BS III-3.1 0,67
BS III-3.3 0,66
Tabelle 13: Berechnungsergebnisse Dammgleiten
Der Dammquerschnitt ist in allen Bemessungssituationen sicher gegen ein Abgleiten
auf dem Hanglehm. Die maximale Ausnutzung liegt im normalen Betriebszustand bei
78%.
Iterativ wurde noch die höchstzulässige Neigung der Sohlfläche zu = 18° bestimmt.
Speichersee Standsicherheitsnachweis Einreichunterlagen PFV
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6.3. Setzungen
Zu den zu erwartenden Setzungen in verschiedenen Dammschnitten macht das Bau-
grundgutachten bereits detaillierte Angaben, die den Nachweisen im Rahmen einer
Vorstatik genügen.
Daher wird an dieser Stelle lediglich auf das Gutachten verwiesen und die Ergebnisse
kurz zusammengefaßt.
Insbesondere in Bereichen großer Schütthöhen, denen der hier betrachtete Regel-
querschnitt zuzuordnen ist, finden sich auch die größten Schichtdicken von Böden
starker bis mittlerer Zusammendrückbarkeit (Hanglehm und verwitterter Gneis). Hier
sind Setzungen bis zu 60 cm zu erwarten, die noch von Eigensetzungen des Dammes
in Höhe von 1% der Schütthöhe begleitet werden. Für den betrachteten Querschnitt
ergibt sich somit bei einer Schütthöhe von ca. 32 m eine prognostizierte Gesamtset-
zung von 60 + 0,01 * 3.200 = 92 cm.
Es ist daher zwingend erforderlich Setzungsbeobachtungen durchzuführen und den
Einbau der Asphaltdichtung erst nach nachgewiesenem Ende der Primärsetzungen
und Kenntnis über die noch zu erwartenden Konsolidationssetzungen vorzunehmen.
Insbesondere für den Kontrollgang sind noch detaillierte Untersuchungen erforderlich.
Zwar erfolgt dessen Herstellung erst nach der Schüttung des Dammes und weitge-
hend beendeten Setzungen, jedoch werden ab der ersten Beckenfüllung weitere Set-
zungen aus der Wasserauflast hervorgerufen.
Um sämtliche Setzungen und die Differenzsetzungen auf den ganzen Umfang ab-
schätzen zu können, wird es erforderlich, die Bodenaufschlüsse zu verdichten und
das Gesamtsystem einer FE Berechnung zu unterziehen, die alle Belastungszustände
ab dem Herrichten des Baufeldes erfaßt.
ZUGEHÖRIGE PLÄNE:
JES-A001-PERM1-A21008-01
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DAMM VOR RIEDLM 1:250
DAMMAUFBAUREGELQUERSCHNITT
DETAIL OBERFLÄCHENABDICHTUNGM 1:10