Nachrüstung des Boundary-Damms in Kanada

Kontext

Der Boundary-Damm liegt in der Nähe von Estevan in der kanadischen Provinz Saskatchewan. Er verfügt über ein Entlastungswehr, das den Damm vor Überflutungen schützt. Das Wehr sorgt dafür, dass kein Flutwasser über das obere Ende des Damms fliessen und das Bauwerk beschädigen kann.

Der Betreiber des Damms, SaskPower, hat vor kurzem mit dem Umbau dieses Entlastungswehrs begonnen, da das über 50 Jahre alte Bauwerk Frostschäden aufweist. Bei einer Untersuchung im Jahr 2006 wurde ausserdem festgestellt, dass unangemessenes Fugendesign und eine Fehlfunktion bei der Entwässerung zu einer Unterwaschung und zu Plattenbewegungen im Entlastungswehr führten.

Lösung

Während der Bauarbeiten darf weder die Funktion des Entlastungswehrs bei hohen Wasserständen beeinträchtigt noch die Kühlwasserversorgung des angrenzenden Kraftwerks unterbrochen werden, was die Arbeiten besonders schwierig gestaltet.

Bei der Nachrüstung des Damms wurden Litzenanker in das Entlastungswehr und das Tosbecken installiert, um so die Stabilität des Gefälles zu erhöhen und den Auftriebkräften im Fall von Schnellfluss entgegenzuwirken. Zudem muss das neue Entlastungswehr möglichen Ausdehnungen der Gesteinsschichten unterhalb der Rinne und des Tosbeckens standhalten.

DYWIDAG führte im Vorfeld ein Ankertestprogramm durch, um die Länge und Belastbarkeit der benötigten Anker zu bestimmen. Die Testanker wurden auf der Westseite des Entlastungswehrs installiert. Als Testanker wurden zehn DYWIDAG-Litzenanker mit 9 Litzen (ASTM A416) und einfachem Korrosionsschutz eingesetzt. Die zulässige Last betrug 910 kN pro Anker, die Last an der Streckgrenze 2.400 kN. Da der Boden aus Schlammstein und Silt besteht, wurden die Verbundlängen der Anker mit Zementmörtel injiziert.

Zwei der Testanker mit bewusst langen Verbundlängen von 18 m und Längen ohne Verbund von 20 m und 24 m wurden mit drei DYNA Force®-Sensoren ausgestattet, die auf der Verbundlänge der Anker angebracht wurden. Die Sensoren wurden vom oberen Ende der Verbundänge aus im Abstand von 0,2 m, 6,2 m und 12,2 m auf den Ankern angebracht.

Die DYNA Force®-Sensoren sollten vor allem feststellen, wie die Belastung sich in diesen speziellen Bodenverhältnissen auf die Verbundlänge des Ankers verteilt. Ausserdem musste untersucht werden, ob eine Verkürzung der Verbundlänge über die empfohlenen Werte hinaus sinnvoll sein könnte.

Die Messungen während der Tests, in denen 80% der Last an der Streckgrenze erreicht wurden, ergaben, dass der oberste Sensor der Spannkraft entsprach, der mittlere Sensor eine signifikante Lastenreduktion aufwies und der unterste Sensor gar keine Lasten feststellte.

Die Sensorenmessungen bestätigten somit, dass die gesamte Last von 1.900 kN bereits auf weniger als der oberen Hälfte der Verbundlänge auf den Boden übertragen wurde, so dass die gebohrten Längen ohne Probleme reduziert werden konnten. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Scherfestigkeit der Gesteinsschichten mobilisiert werden und die gesamte Testlast aufnehmen kann, sofern die Anker injiziert werden und die Bohrlöcher und Bohrmethoden denjenigen entsprechen, die auch im Testprogramm eingesetzt wurden.

Der Auftragnehmer konnte dank dieser Ergebnisse durch eine Verkürzung der Verbundlängen Material- und Arbeitskosten sparen und gleichzeitig die Bauarbeiten schneller durchführen.