Linthal 2015 setzt Massstäbe - Marti Holding AG

AUFBEREITUNG
Gesteins- und Betonaufbereitung für Gebirgskraftwerk:
Linthal 2015 setzt Massstäbe
Das seit gut zwei Jahren im Bau stehende Grosskraftwerk
Linthal 2015 setzt durch seine Gebirgslage der Baustellen,
der anspruchsvollen Logistik durch Bauseilbahnen sowie der
Aufbereitung von Betonzuschlagstoffen aus dem Untertageausbruchmaterial
Massstäbe. Insgesamt müssen für dieses
Pumpspeicherwerk rund 1,4 Mio. m³ Ausbruchmaterial
verarbeitet, 500’000 m³ Beton eingebracht und dafür 1 Mio. t
Gesteinskörnung aufbereitet werden.
Die Kraftwerke Linth-Limmern AG
(KLL) erstellt mit den Partnern
Kanton Glarus mit einem Anteil
von 25% und Axpo AG mit 75%
das Pumpspeicherprojekt (PSW)
Linthal 2015. Durch den Zubau mit
Investitionen von 2,1 Mrd. CHF
kann die Leistung der seit mehr
als 50 Jahren in Betrieb stehenden
Anlage von 480 MW auf 1’480 MW
gesteigert werden.
Eines der Hauptbauelemente für
das grösstenteils unterirdisch angelegte
Kraftwerkprojekt ist das
Baulos A1, das den Zugangsstollen
(ZS 1) zur Versorgung der Kavernenzentrale
umfasst. Er führt von
Tierfehd in 800 müM auf 1’700
müM, weist eine Länge von 4 km
und eine Steigung von 24% auf.
Die Vortriebsarbeiten werden mit
einer Tunnelbohrmaschine von 8
m Durchmesser ausgeführt.
Als weitere Bauelemente des
Pumpspeicherwerks sind Triebwasserwege
von mehr als 4 km
Länge zu erstellen. Dabei handelt
es sich um zwei Druckschächte
von je 1,1 km Länge mit einem
Durchmesser von 5,2 m und einer
Neigung von 90%. Weitere Verbindungen
zum Muttsee bilden ein
Oberwasserdruckstollen von 730
m Länge und 9,2 m Ausbruchdurchmesser
sowie ein vertikales
Wasserschloss von 12 m Durchmesser.
Die Verbindung zum Limmernsee
erfolgt durch zwei Unterwasserdruckstollen
von 6,5 m
Durchmesser.
Drei riesige
Kavernenbauwerke
Für den Einbau der vier Pumpturbinen
und der Generatoren sind
600 m im Berginnern zwei Kavernen
auszubrechen. Die Maschinenkaverne
hat die kathedralengrossen
Abmessungen von 156 m
Länge, 30,6 m Breite und 53 m
Höhe und erreicht damit ein Ausbruchvolumen
von 194’000 m³.
Etwas kleiner ist die separate
Transformatorenkaverne mit 139
m Länge, 19,5 m Breite und 24,3
m Höhe, was eine Ausbruchkubatur
von 70’000 m³ ergibt. Als dritte
kommt die Schieberkaverne
hinzu, die bereits im Rohbau erstellt
ist.
Auf einer Höhe von gut 2’400
müM entsteht für das Pumpspeicherwerk
Linthal 2015 auf Muttenalp
die mit 1 km Länge und bis
zu 35 m Höhe längste Gewichtsstaumauer
der Schweiz. Diese
weist ein gesamtes Betonvolumen
von 250’000 m³ auf. Durch die
Erhöhung des Seespiegels von
bisher 2’446 m auf die neue Staukote
von 2’474 m kann das Fassungsvermögen
des ursprünglichen
natürlichen Sees von 9 auf
25 Mio. m³ gesteigert werden.
Hoher Qualitätsstandard
des Betons
Die Qualitätsansprüche der Bauherrschaft
Axpo AG an den für
diese Kraftwerkbaustelle einzubauenden
Beton sind sehr hoch,
was besonders für die Staumauer
Muttsee gilt. Rolf W. Mathis, Geschäftsleitungsmitglied
der Axpo
AG und Gesamtverantwortlicher
des Projektes Linthal 2015, formuliert
das wie folgt: „Für die Qualitätsüberwachung
wurde entsprechend
der Höhenlage und den
Vorgaben ein Konzept erarbeitet,
nach dem grossmehrheitlich das
Ausbruchmaterial der Kavernen
und Schächte als Betonzuschlagstoff
verwendet wird. Das entsprechend
aufbereitete Gesteinsmaterial
eignet sich für die Beton-
herstellung und wird mit der
Für das im Bau befindliche Kraftwerk-Grossprojekt Linthal 2015 im Kanton Glarus sind rund 8 km Stollen und Triebwasserwege sowie drei riesige
unterirdische Kavernen mit einer gesamten Ausbruchkubatur von 264’000 m³ zu erstellen. Grafik: Axpo
30 06 | 2011

Bauseilbahn zum Betonwerk Muttsee
transportiert. Die Qualität der
Zuschlagstoffe und des produzierten
Betons wird einmal von der
Bauunternehmung und zum anderen
durch eine vom Bauherrn
eingesetzte externe Spezialfirma
überwacht.“
Gesteinskörnungen aus
Ausbruchmaterial
Der Arbeitsumfang von Los A2
beinhaltet zusammengefasst den
Ausbruch und Ausbau der Maschinen-,
Trafo- und Schieberkavernen,
der Triebwasserwege, den
Rohbau diverser Zugangs- und
Verbindungsstollen sowie den Bau
der Staumauer Muttsee. Mit der
Bauausführung betraut worden ist
die Arge KWL Kraftwerk Limmern
der Firmen Marti AG und Toneatti
AG. Für die Anlagen zur Aufbereitung
der gewaltigen Mengen an
Gesteinskörnung und Beton wurde
von der Arge KWL ihre Tochterfirma
Marti Technik AG betraut.
06 06 | | 2011 2011
Die Anforderungen, die Projektierungsschritte
und die Erstellung
dieser ausgedehnten Anlagen zur
Aufbereitung der Gesteinkörnungen
erläuterte Andreas Brüngger,
Projektleiter Marti Technik AG,
anlässlich der Holcim-Betontagung
2011. Seine nachstehenden
Ausführungen folgen dem Materialgewinnungsprozess
respektive
der Förderkette des Materials.
Materialgewinnung
und Kippstelle
Das Rohmaterial wird durch
Sprengvortrieb (grobe Körnung)
und maschinellen Vortrieb/TBM
(feine Körnung) gewonnen. Die
anstehende Geologie ist ein Quintnerkalk
(Malmkalk, feinkörniger
Kalkstein), der wenig abrasiv und
allgemein gut geeignet zur Aufbereitung
als Gesteinskörnung für
Beton ist. Aus den aus dem Ausbruchmaterial
gewonnenen Gesteinskörnungen
werden neben
dem Massenbeton für die Stau-
mauer auch Spezialbetone wie
SCC/SVB oder Spritzbeton hergestellt.
Dies stellt hohe Anforderungen
an die Aufbereitungsqualität
der Zuschlagstoffe, so Brüngger.
AUFBEREITUNG
Auf Ochsenstäfeli, am Ende der ersten Seilbahn und nach einem 3 km
langen Stollen, ist auf einer Höhe von 1’880 müM ein Kieswerk für ein
gesamtes Aufbereitungsvolumen von 450’000 m³ Gesteinskörnung aus
Ausbruchmaterial eingerichtet worden. Fotos: CM
Förderbänder und Elevator
Das ausgebrochene Material wird
mit Dumper in die Kippstelle gefahren
und mit einem Backenbre-
31

AUFBEREITUNG
cher auf eine förderbandtaugliche
Grösse gebrochen. Anschliessend
wird mittels Förderband das Material
(je nach Klassifizierung)
entweder in die Deponie Limmerntobel
oder über einen Elevator
im Entrauchungsschacht von
800 m Länge und 45 Grad Neigung
zum Installationsplatz Ochsenstäfeli
gefördert.
Kieswerk Ochsenstäfeli
und Untertage-Betonanlage
Das Material wird in dem auf einer
Höhe von 1’900 müM erstellten
Kieswerk Ochsenstäfeli nass aufbereitet,
d.h. es wird gebrochen
und anschliessend gewaschen. Die
Klassierung erfolgt über Ellipsensiebmaschinen
mit den Körnungen
0 - 4, 4 - 8, 8 - 16, 16 - 22 und
22 - 32 mm. Das Werk verfügt nach
Kenndaten der Betonanlage Muttsee
Beschickungsleistung Zuschlagstoff-
Förderband, vom Kieswerk kommend 480 t/h
Total Lagervolumen Zuschlagstoffe 1‘360 m³
Kammeraufteilung 4 x 170 m³/ 8 x 85 m³
Total Lagervolumen Bindemittel 720 t
Kammeraufteilung 6 x 120 t
Total Lagervolumen Zusatzmittel 20'000 l
Gebindeaufteilung 10 x 2'000 l
Doppelwellen-Betonmischer BHS 2 x 3 m³/Charge
Total Festbetonausstoss 210 m³/h
Für den
Seilbahntransport
nach
Muttsee wurde
ein automatischer
Verlad
für die
Gesteinkörnungen
erstellt,
der die
Befüllung der
Transportmulden
mit
Bodenentleerung
sowie die
Entleerung der
Dumper
besorgt
den weiteren Erläuterungen von
Projektleiter Brüngger über ein
ausgereiftes Rückführsystem, mittels
dem die Produktion bedarfsgerecht
gesteuert werden kann.
Die Körnungen können wahlweise
in die Produktesilos oder zurück
in den Brecherkreislauf geführt
werden. Die Komponenten-Siloanlage
des Kieswerks hat eine
Lagerkapazität von 13‘000 t, aufgeteilt
in zehn Siloeinheiten.
Das Kieswerk verfügt über einen
geschlossenen Wasserkreislauf.
Das anfallende Waschwasser wird
in einer Kläranlage gereinigt und
wiederverwendet. Die abgesetzten
Waschschlämme werden mit einer
Kammerfilterpresse entwässert
und die Filterkuchen in der Deponie
Limmerntobel eingebaut. Das
Werk ist eingehaust und isoliert,
sodass auch bei Aussentempera-
Im Kieswerk Ochsenstäfeli wird das angelieferte Ausbruchmaterial nass
aufbereitet. Die Komponenten-Siloanlage hat eine Lagerkapazität von
13‘000 t, aufgeteilt in zehn Siloeinheiten. Fotos: Marti Technik
turen bis -20°C produziert werden
kann.
Die im Kieswerk Ochsenstäfeli
produzierten Gesteinskörnungen
gehen über eine eigene, parallel
verlaufende Förderbandstrasse
wieder in den Bereich der Kippstelle
zurück in die Untertage-
Betonanlage. Diese produziert
hauptsächlich den Beton für alle
unterirdischen Bauwerke.
Transport zum Muttsee
und ins Zwischenlager
Nur ein Teil des im Ochsenstäfeli
angelieferten Materials wird im
dortigen Kieswerk aufbereitet. Das
restliche Material wird mit einer
automatischen Verladeanlage über
die Bauseilbahn 2 zum Muttsee
geführt und im Zwischenlager Täli
vorgehalten. Da der Materialanfall
und -bedarf zeitversetzt anfallen,
muss ein grosser Teil davon zwischengelagert
werden. Der ganzjährige
Materialeinbau im Zwi-
schenlager Täli ist sehr an -
spruchsvoll, da auf einer Höhe von
2‘500 m.ü.M. auch in den Sommermonaten
mit Schneefall gerechnet
werden muss.
Kieswerk Muttsee
Die Aufbereitung des ab dem Zwischenlager
Täli beschickten Materials
erfolgt mit mehreren mobilen
Einheiten. Diese brechen das
Gestein und klassieren es in die
Komponenten 0 - 4, 4 - 8, 8 - 16,
16 - 32 und 32 - 63 mm. Nach Angaben
von Brüngger von der Marti
Technik AG wurde dem Unternehmer
vom Bauherrn freigestellt,
die Aufbereitung trocken oder
nass auszuführen. Die gewählte
trockene Aufbereitung bringt neben
der einfacheren Installation
den Vorteil mit sich, dass sich der
erhöhte Feinanteil (Kalk) positiv
auf den Beton auswirkt. Die Komponenten
werden in grossen Siloboxen
gelagert und mittels Radla-
Fakten zu den Hauptmengen
Ausbruchmaterial Stollen und Kavernen 1,4 Mio. m³
Beton 500‘000 m³
Staumauer Muttsee 250’000 m³
Beton Untertage 205’000 m³
davon Pumpbeton 160’000 m³
SCC / SVB 85’000 m³
Kavernen 35’000 m³
Spritzbeton 45’000 m³
Gesteinskörnungen 1 Mio. t
aus Kieswerk Ochsenstäfeli 450’000 t
Muttsee 550’000 t
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Auf Muttsee in einer Höhe von 2’450 müM ist mit dem Bau einer
Staumauer von 1 km Länge und bis zu 35 m Höhe begonnen worden,
welche die Speicherkapazität des bisherigen natürlichen Sees auf 25
Mio. m³ Wasser steigert. Foto: Axpo
der und Förderband auf die Be -
tonanlage geführt.
Betonanlage für Staumauer
mit Doppelmischer
Das Betonwerk Muttsee ist eine
Doppelmischer-Anlage mit hoher
Leistung, welche die rund 250’000
m³ für die Staumauer benötigten
Beton produziert. Der Beton wird
mit grossen Kübeln und fahrbaren
Kranen zu den Einbaustellen
transportiert.
Die gesamte Anlage musste so
konzipiert werden, dass sie mit der
Bauseilbahn 2 transportiert werden
konnte sowie unter Berücksichtigung
des Transportweges ab
Seilbahn-Bergstation bis Anlagestandort
auf 2‘450 m.ü.M. Bei der
Konstruktion durch den erfahrenen
Anlagenbauer Doubrava aus
06 06 | | 2011 2011
Attnang A mussten zudem die klimatischen
Bedingungen des Einsatzortes
(extreme Wind- und
Schneelasten) sowie die Einwinterung
während einer sechsmonatigen
Winterzeit berücksichtigt
werden.
Für die Aufbereitung des für den Staumauerbau nötigen Betonvolumens
von 250’000 m³ wurde eine Doppelmischer-Betonanlage mit
einer maximalen Betonleistung von 210 m³/h errichtet. Foto: Doubrava
Aufschlussreiche
Erkenntnisse
Auf dieser Baustelle ist die komplexe
Logistik das Schlüsselement,
wie Brüngger anlässlich der Holcim-Betontagung
weiter berichtete.
So sind die Materialtransporte
über die beiden Bauseilbahnen
personell und zeitlich sehr aufwändig.
„Man bedenke, dass die
Installationen, Maschinen, Einrichtungen
und Massengüter, die
für den Transport „Seilbahn-portioniert“
(maximale Nutzlasten
von 25 respektive 40 t bei Sonder-
AUFBEREITUNG
lasten) und in den sehr engen
Fahrplan eingeflochten werden
müssen“, betonte Brüngger.
Da die verwertbare Rohmaterialmenge
eher knapp ist, ist die optimierte
Verwendung des Materials
sehr wichtig. So wird das feinkörnige
Material des maschinellen
Vortriebs massgeblich in der Nassaufbereitung
für den Beton UT
verwendet, das grobkörnige Material
aus dem Sprengvortrieb in
das Zwischenlager Täli transportiert
und für die Trockenaufbereitung
respektive den Staumauerbeton
verwendet. CM
Als erster Durchschlag im rund 8 km Länge umfassenden Stollen- und
Triebwassersystem konnte im Oktober derjenige des Druckschachtes 1
gefeiert werden. Dieser 1,1 km lange, mit 90% steigende Vortrieb
erfolgte mit einer Tunnelbohrmaschinen von 5,2 m Durchmesser.
Foto: CM
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