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BARRAGE DE MANANTALI / Mali - Westafrika
TALSPERRENBAU IM INNEREN AFRIKAS
Ein Bericht von René Müller, Vermessungsingenieur FH
Entreprise de Construction du Barrage de Manantali (ECBM)
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INHALTSVERZEICHNIS
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1.
EINLEITUNG |
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1.1 Allgemeines
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1.2 Finanzierung
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2.
STAUDAMM MANANTALI |
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2.1 Bauphasen
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2.2 Betonbauwerke
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2.2.1 Pfeilerkopfstaumauer |
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2.2 Tosbecken
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2.2.3 Inspektionsstollen |
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2.3 Felsschüttdamm
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2.4 Diverses
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3
VERMESSUNG |
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3.1 Allgemeines
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3.2 Triangulation
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3.2.1 Aufgabenstellung |
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3.2.2 Netzanlage |
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3.2.3 Beobachtung des Netzes |
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3.2.4 Berechnung |
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3.2.5 Höhenfixpunkte |
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3.2.6 Bemerkungen |
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3.3 Detailvermessung
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3.3.1 Beton |
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3.3.2 Erdbau |
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3.3.3 Diverses |
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3.4 Überwachung
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3.4.1 Bauzeit |
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3.4.2 Stauphase |
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3.5 Diverses
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3.5.1 Instrumentarium |
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3.5.2 Personal
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4
Schlussbemerkungen |
Die drei westafrikanischen Länder Senegal, Mali und Mauretanien haben
im Jahre 1972 eine gemeinsame internationale Organisation, die OMVS (Organisation
pour la Mise en Valeur du Fleuve Senegal) gegründet und mit der
Durchführung
des gesamten Projektes - Nutzung des Wassers des Senegal Flusses - betraut.
Der Staudamm Manantali stellt das Herzstück des Projektes dar mit dem
Ziel grosse Trockengebiete durch künstliche Bewässerung nutzbar zu machen.
Die Versorgung mit Grundnahrungsmitteln wie z.B. Mais, Reis, Hirse und
Erdnüssen
wird auf diese Weise für die Dreiländergemeinschaft sichergestellt werden.
Durch das grosse Reservoir werden die Wassermengen der Regenzeit
zurückgehalten
und mit ca. 300m3/Sek. dem Bafing und Senegalfluss kontinuierlich
zugegeben. Dadurch wird die Bewässerung an den Ufern der beiden Flüsse sowie
die Schiffbarkeit des Senegalflusses zwischen St. Louis und Kayes
während
des ganzen Jahres sichergestellt.
Nochmals die Ziele: |
1. Bewässerung von 376'000 ha |
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2. Elektrische Leistung 200 MW |
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3. Schiffbarkeit über 948 km |
Bauherr |
OMVS (Organisation pour la Mise en Valeur du Fleuve
Senegal) |
Berater |
Groupement Manantali (RRI, Tractebel, Stucky) |
Bauunternehmung |
ECBM (Entreprises de Construction du Barrage de
Manantali), Ed. Züblin, Dyckerhoff & Widmann, Losinger AG |
Stahlwasserbau |
MAN (Int. Konsortium) |
Karten
1.2. FINANZIERUNG
Das Manantali-Staudammprojekt (Gesamtauftragsvolumen ca. 660 Mio. Mark)
wird von acht verschiedenen internationalen Banken für Entwicklungshilfeprojekte
finanziert.
Die prozentuale Aufteilung sieht
folgendermassen aus: |
SAUDI FONDS (Saudi Arabien) |
31 % |
KUWEIT FONDS (Kuweit) |
20 % |
ABU DHABI FONDS (Abu Dhabi) |
14 % |
K f W (Bundesrep. Deutschland) |
14 % |
F E D (Europ. Entwicklungsfond) |
10 % |
B I D (Bank für islam. Entwicklungshilfe) |
4 % |
O P E C (Fonds der Erdölexp. Länder) |
6 % |
Französische Zentralbank |
1 % |
GESAMTBETRAG
a) Bauarbeiten ca. 600 Mio. DM
b) Stahlwasserbau ca. 60 Mio. DM
Wiederholt war das Projekt im Laufe der Bauzeit gefährdet und es drohte
die Einstellung der Bauarbeiten, da Zahlungsschwierigkeiten auftraten und
nur mit Mühe behoben werden konnten. Immer wieder wurde jedoch auf
höchster politischer Ebene eine Lösung gefunden, um dieses Staudammprojekt
nicht zu gefährden und zu einer Bauruine in der Savanne von Mali werden zu
lassen.
Systemskizze
^
2.1. BAUPROGRAMM UND FLUSSUMLEITUNGEN
Die Aufstellung eines detaillierten Bauprogramms und die Durchführung
der für die Herstellung der einzelnen Bauabschnitte notwendigen Flussumleitungen
sind die entscheidenden Faktoren für den ganzen Bauablauf eines Objektes
der vorliegenden Art. Während der Gesamtbauzeit (70 Monate) waren
zunächst
sechs verschiedene Flussumleitungen vorgesehen. Die Durchflussmengen des
Bafing-Flusses können dabei zwischen 2m3/Sek. in der Trockenzeit
und 4570m3/Sek. während der Hochwasserperiode schwanken.
BAUPHASE 1
Die Arbeiten an der Betonpfeilerstaumauer, die teilweise im Flussbett
liegt, begannen im Schutze eines Fangdammes. Das Flussbett musste in Richtung
rechtes Ufer verlegt werden und während der Hochwasserperiode mit einem Leitdamm
gesichert werden. Der Bafing floss durch diese Umleitung von Juli 1983 bis
Oktober 1984.
BAUPHASEN 2,3,4
Um die Arbeiten am rechten Damm im Bereich des Flussbettes beginnen zu
können, musste der Fluss durch das Betonbauwerk im Bereich der nur bis zur
Kote +152m gebauten Pfeiler 18 bis 20 umgeleitet werden. Das alte Flussbett
wurde Ober- und Unterstrom durch einen Fangdamm parallel zur Dammachse abgesperrt.
Diese Phase 2 war nur für das Niedrigwasser in der Trockenzeit November
1984 bis Juni 1985 vorgesehen und konnte maximal eine Durchflussmenge von
800m3/Sek. sicher abführen.
Für das Hochwasser während der Regenzeit 1985 (Juli-Oktober) war die Phase
3 geplant. In dieser Phase sollte der Bafing wieder im alten Flussbett und
durch das Betonbauwerk (Pfeiler 18-20) fliessen. Dafür hätten die Arbeiten
am rechten Dammfundament und am Inspektionsstollen unter dem Damm im Bereich
des Flussbettes für 4-5 Monate unterbrochen, die Fangdämme im Flussbett abgetragen
und diejenigen parallel zum Flussbett wieder geschlossen werden müssen. In
Abänderung der ursprünglichen Planung jedoch wurde durch Verstärkung und Anhebung
der Kronenhöhe der Fang- und Leitdämme der Phase 2 die Durchflusslücke Pfeiler
18-20) so ausgebaut, dass ein Hochwasser von rund 1400m3/Sek.
hätte abgeführt werden Können. Das tatsächlich aufgetretene Hochwasser dieser
Saison lag bei rund 1200m3/Sek.
Durch diese Massnahme war es möglich, während der gesamten Hochwasserperiode
am Inspektionsstollen unter dem rechten Damm zu arbeiten und die
Dammaufstandsfläche für den Schüttbeginn des rechten Dammes vorzubereiten.
Die Phase 4, die dem Umleitungssystem der Phase 2 entsprechen sollte
und die das Wasser während der Trockenperiode von November 1985 bis Juni
1986 wieder durch das Bauwerk abführen sollte, entfiel aufgrund der
geänderten
Bauphase 3.
Bauphase 1 |
Bauphase 2 |
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BAUPHASE 5
Bei dieser Umleitungsphase fliesst der Bafing durch die Lücke in der Mauer
(Pfeiler 18-20) und durch die Grundablässe, die in den Pfeilern 10-16 installiert
sind. Voraussetzung für diese Phase war, dass der gesamte Staudamm die
Höhe
+167,0 m.ü.M. erreicht hat, dass die Grundablässe fertig installiert waren
und dass das Tosbecken fertig betoniert war. Diese Flussumleitung konnte
termingerecht im Juli 1986 erfolgen.
BAUPHASE 6
Nachdem das Hochwasser des Jahres 1986 abgeflossen war (November 1986),
wurde die Lücke mit einem ober- und unterstromigen Fangdamm geschlossen.
Das Wasser fliesst nun nur noch durch die definitiven Grundablässe der Pfeiler
10-16 ab. Im Schutz der Fangdämme konnten nun die zunächst
zurückgestellten
Pfeiler 18-20 betoniert werden.
Die Umleitungsphasen waren somit abgeschlossen und als nächstes Ziel galt
es die beiden Felsschüttdämme (Nord- und Südseite) bis zur Regenzeit Juni 1987
auf die Höhe +202.0 zu bringen.
Dem Beginn der Aufstauphase stand also nichts mehr im Wege.
2.2 BETONBAUWERK
2.2.1 PFEILERSTAUMAUER
Die Pfeilerstaumauer, oder korrekt "aufgelöste Schwergewichtspfeilerkopfstaumauer",
ist 471.34 m lang und ca. 60 m hoch. Der normale Abfluss wird über das ganze
Jahr durch Grundablässe in den Bafing und anschliessend Senegal abgeleitet
(7 Durchlässe mit einem Querschnitt 3,80 x 5,20 m). Für die Hochwasserentlastung
sind 8 Wehröffnungen von 9,00 x 6,00 m vorgesehen.
In den Pfeilern 21-25 wurden Druckrohrleitungen von 4,80 m Durchmesser
für den späteren Bau einer Kraftstation mit 5 x 40 MW Kaplan-Turbinen installiert.
Ferner wurden in den Pfeilern 9 und 26 zwei Bewässerungsleitungen für die
Bewässerung des Unterstrom liegenden Agrarlandes installiert.
Grundriss der Pfeilerstaumauer
Die Pfeilerstaumauer besteht aus 32 aneinandergereihten Betonpfeilern
mit einer Breite von jeweils 14,00 m bzw. 15,40 m. Die Fugen zwischen den
Pfeilern sind mit Fugenbändern abgedichtet.
Das gesamte Betonvolumen beträgt rund 630'000 m3. Hierfür waren
ca. 210'000 m2 zu schalen, verwendet wurde die Sperrenkletterschalung
von PERI. Bei einer Betonierhöhe von 2 Metern variierte die Grösse der Betonierabschnitte
zwischen 5 und 900 m3.
Betonierbeginn war im Februar 1984. Von Juli 1984 bis Juli 1986 lag die
durchschnittliche Betonierleistung bei 24'000 m3/Monat.. Die
höchste
Leistung wurde mit 33'000 m3 erreicht. Eingebaut wurde der Beton
mit zwei Kabelkränen (mit 1600m Spannweite die längsten der Welt), deren
Kübel 6 m3 Inhalt hatten. Verteilt und verdichtet wurde der Beton
in den grossen Abschnitten mit Hydraulikbaggern Hitachi UH031, in den Kleineren
musste dies von Hand geschehen. Das Ziehen und Umsetzen der Schalung besorgten
Mobilkräne Grove RT518, die dafür jeweils mit dem Kabelkran auf die Betonierabschnitte
gesetzt wurden.
2.2.2 TOSBECKEN
Auf der Unterstromseite der Pfeiler 9-17 liegt ein Tosbecken; es ist
104 m lang, 117 m breit und 19 m tief. Die 2,50 m starke Stahlbetonbodenplatte
wurde mit 290 vorgespannten Losinger-VSL-Felsankern gegen hydrostatischen
Druck verankert. Die Anker sind 11-15 m lang. Für die Arbeiten im Tosbecken
war ein Turmkran Liebherr 185 HC eingesetzt. Der Beton wurde mittels Turm-,
Mobilkran und Betonpumpe eingebracht. Die Gesamtmenge betrug 52'000 m3.
CF 21-25 |
CF 10-16 |
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2.2.3 INSPEKTIONSTOLLEN
Unter dem Schüttdamm sowie der Staumauer wurde auf die gesamte Länge ein
Inspektionsstollen aus Stahlbeton mit 3.00 m Durchmesser gebaut. Dieser Stollen
führt jeweils 100 m in die beiden Bergflanken der Dammwiderlager und besitzt
auf der Unterstromseite vier Zugangsstollen. Auch auf der Dammkrone wurden
auf beiden Seiten Stollen von je 100 m Länge in die Felsflanken gesprengt
und mit Stahlbeton ausgekleidet.
Die Sohle wurde jeweils vorbetoniert und dann die Tunnelröhre mit fahrbarer
Stollenschalung in Abschnitten von 12,50 m nachgezogen. Für diese Arbeitern
standen ein Mobilkran und eine Betonpumpe zur Verfügung.
Gesamtlänge der Inspektionsstollen |
1'750 m |
Gesamtbetonvolumen |
18'000 m3 |
2.3. FELSSCHÜTTDAMM
Von der 1494 m langen Talsperre sind rund 2/3 der Länge als Schüttdamm ausgebildet.
An die Betonstaumauer schliesst ein nördlicher Damm mit 668 m Länge und ein
südlicher Damm mit 355 m Länge an. Der Damm hat eine maximale Höhe von 65 m,
der Querschnitt ist im Bild oben dargestellt.
Der Lehmkern wird unter einem Winkel von 1:0,4 in Schichtstärken von 0,33 m
geschüttet. An den Kern schliesst eine Feinfilterschicht (0-4 mm Korn) von
3 m Breite an; die Schichtstärken beträgt ebenfalls 0,33 m. Zwischen dem Feinfilter
und dem Stützkörper befindet sich noch eine Grobfilterschicht (1-30 mm Korn)
von 3 m Breite, Schichtstärken 1 m. Der Felsstützkörper (max. Steingrösse 60 cm)
wird in Schichtstärken von 1 m eingebaut. Die Böschungsneigungen variieren
Oberstrom von 1:2,5 bis 1:1,6 und Unterstrom von 1:1,8 bis 1:1,4.
Für den Ladebetrieb des Felsmaterials im Steinbruch und des Kernmaterials
in der Entnahmezone stehen folgende Geräte zur Verfügung:
2 Hydraulik-Bagger Liebherr mit 4,5 m3 Klappschaufel
2 Hydraulik-Bagger Liebherr mit 4,1 m3 Tieflöffel
2 Radlader Caterpillar mit 5,4 m3 Felsschaufel
Der Transport des Fels- und Kernmaterials wird mit 23 Euclid R35 Felsmuldenkippern
abgewickelt. Das Filtermaterial wird von der Aufbereitungsanlage zur Einbaustelle
mit 3 Mercedes Seitenkipper-Lastwagen transportiert.
Für den Einbau am Damm kommen folgende Geräte zum Einsatz:
Lehmkern |
2 Planierraupen Cat D6 verteilen das Material
2 Gummiradwalzen Albaret, 50t, stehen für die Verdichtung zur
Verfügung
1 Radschlepper mit Scheibenegge wird für die Aufrauhung der verdichteten
Oberfläche vor dem Aufbringen von neuem Material für die nächste Schicht
eingesetzt.
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Filter |
1 Hydraulik-Radbagger Liebherr für die Materialverteilung
2 Bomag Glattmantel-Vibrationswalzen verdichten die Filterschichten
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Felsdamm |
1 Liebherr-Bagger mit Hydraulik-Meissel zerkleinert
die zu gross angelieferten Steine (>60c m)
2 Planierraupen Cat D8 besorgen das Verteilen der Steinschüttung
2 Dynapac Walzenzüge stehen für die Verdichtung zur Verfügung
2 Wassertanker (40'000 l) besorgen das für die Verdichtung notwendige
Wasser |
Um die Gesamtschüttmassen des Dammes von ca. 6'500'000 m3 termingerecht
(November 1986) einbauen zu können, sind in der Trockenzeit durchschnittliche
Schüttleistungen von rund 270'000 m3/Monat erforderlich. Die in
Tag- und Nachtschicht erzielten maximalen Schüttleistungen lagen bei 340'000 m3/Monat.
2.4 DIVERSES
Im Juli 1986 wird der Aufstau dieses gewaltigen Stausees von ca. 500 km2
Oberfläche und einem Stauvolumen von 11'000 Mia. m3 Wasser beginnen.
Die Füllung dieses künstlichen Sees wird sich über Jahre hinziehen und
hängt von der Intensität der Regenfälle in den kommenden Jahren ab.
Die Abholzungsarbeiten im Stauraum und die Umsiedlung der Dörfer, die
nicht in unserem Auftrag enthalten sind, machen Fortschritte, so dass dem
geplanten Staubeginn am 1.Juli 1987 und dem Endtermin (1. April 1988) nichts
im Wege stehen sollte.
Die monatlichen Umsätze erreichten 1986 mit 17 Mio. DM ihren Höchststand.
Während der maximalen Leistungsphase 1985/86 hatten wir bis zu 2'280 afrikanische
Arbeitskräfte auf der Baustelle, die von max. 130 europäischem
Führungspersonal (Ingenieure, Kaufleute, Poliere, Meister und Facharbeiter)
geleitet wurden.
^
3.1 ALLGEMEINES
Am 12. April 1983 wurde ich von der Firma Losinger AG auf die Staudammbaustelle
Manantali/Mali entsandt. Der grosse Fangdamm (Umleitungsphase 1) und die
Stahlbaubrücke befanden sich gerade im Bau. Ebenso das Camp und allgemeine
Baustelleninstallationen wurden vorangetrieben. Der Kabelkran war in der
letzten Studienphase.
In der Phase der allgemeinen Installation war wohl Zeit für eine Triangulation
vorhanden, leider wurde diese von meinem Vorgänger nicht genutzt.
Mittlerweile waren die Hauptkredite genehmigt und der Bau des Staudamms
konnte begonnen werden. Steinbruch, Sieb- und Brechanlage, Betonmischturm
mit zugehöriger Kühlanlage, Kabelkräne, definitive Werkstätten, Camp, Strassen,
Schüttdamm- und Betonpfeileraushub wurden nun mit grösster Eile in Angriff genommen.
Was in dieser Phase an Vermessungsarbeiten anfiel, kann sich auch ein Laie
vorstellen, zumal meine Abteilung gerade aus zwei Vermessungstrupps bestand.
(total 9 Einheimische).
Bedingt durch den schnellen Baufortschritt und die dadurch anfallenden
Vermessungsarbeiten, war es in diesen erstens Monaten völlig unmöglich eine
Triangulation oder sonstige weiterreichende Vermessungen durchzuführen.
Erster vorgesehener Betoniertermin war Januar 1984 und bis dahin musste
die Grundlagenvermessung abgeschlossen und genehmigt sein.
Auf meine Verlangen hin wurde ein zweiter Vermessungsingenieur angefordert
und der Personalbestand meiner Abteilung auf 30 Einheimische erhöht (5-6
Vermessungstrupps).
Gerhard Klein übernahm im September 1983 die Arbeiten am Damm und somit
konnte ich mit der Durchführung der Triangulation beginnen.
Nach Abschluss der Grundlagenvermessung übernahm ich die Absteckungen
für die Betonier arbeiten, Gerhard Klein die anfallenden Arbeiten für den Erdbau
(Aushub, Schüttung, Profilaufnahmen etc.).
Trotz den verschiedenen Aufgaben achteten wir darauf, ein Arbeitsteam zu
bleiben und schafften das meiner Meinung nach sehr gut. Oftmals kam es vor,
dass der Eine dem Anderen aushelfen musste.
3.2 TRIANGULATION
3.2.1 AUFGABENSTELLUNG
Allgemein / Anforderungen
Gefordert ist ein Festpunktnetz für Bauabsteckung/Bauüberwachung und die
fortlaufenden Deformationsmessungen während der Bauzeit, des Aufstauvorganges
und darüber hinaus. Die Fixpunkte wurden aus diesen Gründen in solidem Fels
und ausreichendem Abstand zum Bauwerk festgelegt, um eine
Beeinträchtigung
durch den Baubetrieb und späteren Stauvorgang absolut auszuschliessen.
Ausgangslage
Als Ausgangsbasis der Triangulationsarbeiten war die Linie BN-BS (Hauptdammachse)
vorgegeben. Gemäss Übergabeprotokoll vom 13.10.1982 war BN koordinatenmässig
gegeben, BS als Richtung angehalten. Da vorauszusehen war, dass der Punkt
BN (Balise Nord) den Aushubarbeiten für den Kabelkran zum Opfer fallen wird,
wurde N4 als nördlicher Fixpunktersatz gewählt. (Unabhängige, millimetergenaue
Bestimmung und Abgleichung durch ECBM und GM).
Die Grundlagen für die Triangulationsmessung und Berechnung waren somit
die in Skizze 1 dargestellten Daten.
Skizze 1
3.2.2 NETZANLAGE
Festlegung der Punkte
Ausgehend von den Zwangspunkten, topographischen Gegebenheiten, Baubetrieb
und Deformations Messungen wurden T1, T2 und T3 ausgewählt (Skizze 2). Um
eine günstige Netzanlage zu erreichen, wurden T4 und T5 ausgewählt, obwohl
sie nicht dauerhaft zu erhalten sind.
Um die Absteckung und Überwachung der vermessungstechnischen Arbeiten
zu vereinfachen, wurden entlang des Bauwerkes Luft- und Wasserseitig noch
9 Fixpunkte eingeschaltet (T51-T60).
Skizze 2
Versicherung der Fixpunkte
Die Fixpunkte T1-T4 und T60 sind mittels 4 Anschlusseisen (20 mm) in soliden
Fels (mind. 50 cm) verankert. Bei N4 und BS wurden die bestehenden Bodenpunkte
mittels Standrohren und aufgeschweisster, zentrischer Platte und Gewinde
genau lotrecht einbetoniert. T5, T51-T56 und T58 wurden mittels armierter
Bodenplatte (1,5 x 1,5 x 0,5 m) und Anschlusseisen (20 mm) für den Pfeiler versichert.
Beim Fixpunkt T57 wurde die Versicherung (Eisendreibein mit Platte) aus
der Erschliessungsmessung belassen und nur die Koordinaten neu bestimmt
(nur für Erdbauabsteckungen verwendet).
Auf den anstehenden Fels bzw. Bodenplatte und die Anschlusseisen wurde
generell ein armierter Pfeiler (0,5 x 0,5 x 1,3 m) mit Aussparung für die Zentrierplatte
aufbetoniert. Anschliessend wurden die Zentrierplatten mit Anker und 3/8 Zoll-Gewinde
in der Aussparung eingegossen. Das Gewinde dient zur Befestigung des Dreifusses
für die Zwangszentrierung (Theodolit, Reflektor, etc.) und ist normalerweise
mit einem 30 cm langen, runden Zielstab geschützt.
Da einige Punkte an recht unzugänglichen Orten liegen, war die Erstellung
nicht immer ganz einfach. Zeitweise wurden bis zu 20 einheimische Handlanger
(Stundenlohn ca. 0,7 SFr.) für den Transport von Material benötigt. (Betontrockenmischung,
Wasser, Generator, Armierung etc.). Trotz Zeitdruck und mörderischem Klima
(bis zu 50 Grad C. am Schatten) machte diese Arbeit doch viel Spass und konnte
auch in nützlicher Frist erledigt werden.
3.2.3 BEOBACHTUNG DES NETZES
Instrumentarium
Für die Richtungsbeobachtungen wählten wir einen Sekundentheodolit WILD
T2 mit dem dazugehörigen Kleinmaterial wie Zieltafeln, Beleuchtungen
etc. Die Distanzen wurden mit dem dazugehörigen Distomaten WILD DI4L gemessen.
Vorbereitung
Der Theodolit wurde überprüft und einige Probesätze gemessen. Dabei stellte
sich heraus, dass mit drei Sätzen eine genügend hohe Genauigkeit zu erreichen
war. Der Distomat wurde nach System Schwendener auf unserer Eichstrecke
am Flughafen kontrolliert und als gut befunden.
(C=1,1mm, ME=1,4mm, MC=0,6mm)
Messungen
Am 20.10.1983 konnte mit den Messungen begonnen werden.
Richtungen: Insgesamt waren 23 Stationen anzugehen. Alle
Sätze wurden
jeweils morgens zwischen 6.30 und 10.30 gemessen. 3 Sätze auf jeder Station
und insgesamt 239 Richtungen mussten beobachtet werden. Ein mittlerer Fehler
an den Satzmitteln von 0,5-1,7 Sek. wurde erreicht.
Distanzen : 68 Distanzen wurden Hin- und Zurück gemessen, alle nötigen
Korrekturen und Reduktionen von Hand ausgeführt.
Am 18.11.1983 waren alle Messungen zu unserer Zufriedenheit erledigt
und die Berechnung konnte in Angriff genommen werden.
Natürlich gab es auch verschiedene Probleme.
Z.B. Generalstreik des einheimischen Personals während unserer Beobachtungszeit;
das hatte für uns den Vorteil, dass uns kein Baubetrieb störte, andererseits
fehlte uns Personal bei den Messungen. Auch Pannen mit Funkgeräten, Autos,
Unzuverlässigkeit der afrikanischen Gehilfen, Sichtweiten von nur 30 m (bedingt
durch Sandstürme) etc. machten manchmal zu schaffen. Trotz allem konnte
zügig
gemessen werden und auch die Resultate waren sehr zufriedenstellend.
3.2.4 BERECHNUNG
Die Berechnung erfolgte mittels vermittelnder Ausgleichung nach der Methode
der kleinsten Fehlerquadrate. Berechnungen wurden hier auf der Baustelle
mit der HP41CV und in Deutschland (Züblin AG) auf einem Grossrechner in Algol60
durchgeführt. Ausgangsbasis waren jeweils sämtliche Messdaten.
Mit unterschiedlich gewichteten Messungen wurden mehrere Ausgleiche
durchgeführt.
Folgende Berechnung wurde ausgewählt und ihre Koordinaten als definitiv
übernommen:
a) Freie Netzausgleichung mit Festpunkt N4 und fester Richtung BN-BS (Skizze
1).
b) Gewichtswahl a posteriori nach einem Aufsatz in den allg. Vermessungsnachrichten
No.10/82. Diese Berechnung zeigt die homogensten Werte, kleinsten Verbesserungen
der Winkel und Strecken, sowie eine sehr hohe Punkgenauigkeit, die in mx
und my zwischen 0 und 2mm liegt.
Somit erhalten wir einen mittleren Punktfehler mp von 1,6 mm. Die lineare
Lageabweichung der Neupunkte von der fehlerlosen Lage ist mit einer Wahrscheinlichkeit
von 68 % kleiner als mp. Auch die anderen Berechnungen zeigen keine nennenswerten
Abweichungen sowie in den Koordinaten als auch in den Fehlern.
3.2.5 HÖHENFIXPUNKTE
Als Ausgangshöhe war der Höhenfixpunkt PP0 (Übergabeprotokoll vom 10/82)
bei km 86.540 der Zufahrtsstrasse vorhanden.
Zur Sicherung der höhenmässigen Kontrolle des Bauwerks wurden beidseitig
des Flusses, jeweils Luft- und Wasserseitig je ein Höhenbolzen im anstehenden
Fels eingelassen. (siehe Skizze 1, PP1-PP4)
Die Messung der Neupunkte erfolgte mit einem Präzisionsnivellier WILD
N3 und Invarlatten an Wochenenden ohne Baubetrieb. Die Nivellements wurden
als Schleifen jeweils ausgehend vom PP0 ausgeführt. Insgesamt waren 142 Aufstellungen
notwendig, Zielweiten 30 m. Wir erreichten einen mittleren Fehler für 1 km
Doppelnivellement von 0,22 mm.
3.2.6 BEMERKUNGEN
Ausgehend von den hier gezeigten Fixpunkten und den
dazugehörigen Resultaten,
war die Erstellung und Überwachung des Bauwerks aus vermessungstechnischer
Sicht ausreichend sichergestellt. Dies hat sich auch in der Praxis und
während
meiner Anwesenheit hier auf der Baustelle (4/83 1/88) voll bestätigt.
Durch einige grössere Projektänderungen waren 1986 noch vier zusätzliche Fixpunkte
notwendig (T61-T64), andere (T52,T58) fielen dadurch in den neuen Aushubbereich.
3.3 DETAILVERMESSUNG
3.3.1 BETONBAUWERKE
Kurz nach Abschluss der Triangulationsarbeiten wurde mit den
Betonier arbeiten
an den Pfeilern CF 1-8 begonnen. Da sich das Aushubniveau zum Teil bis 15 m
unter dem natürlichen Gelände befand, mussten zur Detailabsteckung
zusätzliche,
kurzfristig erhaltbare Fixpunkte bestimmt werden (T101-110). Dies geschah
mittels in den Fels eingelassenen, ca. 20 cm langen Schrauben, die mit einem
Zentrierloch versehen wurden. Diese relativ einfache und billige Lösung hat
sich auch im weiteren Verlauf immer wieder als nützlich erwiesen.
Auf jedem frisch betonierten und gewaschenen Block (Betonierhöhe 2 m) wurde
von einem Vermessungstrupp ein Standpunkt (Stahlnagel) ausgewählt und sofort
mittels kontrollierter, polarer Aufnahme eingemessen.
(Richtungsmessungen mit dem Theodolit WILD T2, Distanzen und Höhendifferenz
mit dem dazugehörigen Distomaten DI4L).
Im Büro hatte ich die Absteckskizzen und dazugehörigen Koordinaten bereits
vorbereitet und berechnet. Alle benötigten Daten wurden von mir meist zum
Voraus mit selbsterstellten Programmen auf dem Pocket-Computer HP41CV gerechnet
und anschliessend auf Magnetband abgespeichert.
Die Koordinaten der aufgenommenen Stationspunkte wurden nun berechnet und
hiervon die polaren Absteckungselemente (Azimut und Distanz) für die Detailpunkte
auf den einzelnen Blöcken auf den Drucker ausgegeben.
Hiermit wurden nun mittels dem Theodoliten Wild T16 (oder RDS) und Messband
die Detailpunkte (Stahlnägel) für Kletterschalung, Aussparungen, Ankerplatten
etc. abgesteckt. Die Höhenbestimmung der einzelnen Punkte erfolgte mit den
Nivellier Wild NAK2 (Kontrolle durch Distomat Höhenmessung des Stationspunktes).
In den Skizzen wurde dann die Differenzhöhe zur nächsten Betonier-Etappe angegeben.
Da im allgemeinen alle Punkte von der Vermessungsabteilung des Ingenieur
Conseils (Bauüberwachung) kontrolliert werden mussten, konnten wir auf aufwendige
Kontrollmessungen (fast) verzichten.
Annähernd 3000 Blockskizzen waren anzufertigen, wobei auf einigen Betonier-Abschnitten
bis zu 32 Punkte (Nägel) abgesteckt werden mussten.
In Spitzenzeiten wurden bis zu 8 Abschnitte pro Tag betoniert, zudem
waren auch andere anfallende Arbeiten im Tosbecken, Injektionsstollen und
vielen anderen kleineren Bauwerken zu erledigen. Vom Schalungspolier wurden
praktisch keine Vermessungsarbeiten verlangt, somit konnte er seine ganze
Aufmerksamkeit dem Fortschritt und Aufbau der weiteren Schalung schenken.
Fehler in der Absteckung (obwohl manchmal vor den Polieren vermutet) kamen
sehr selten vor, oder wurden rechtzeitig bemerkt.
Beispiel einer Absteckskizze
3.3.2 ERDBAU
Wie bereits erwähnt, beaufsichtigte mein Kollege Gerhard Klein vom Oktober
1983 bis Mai 1986 die Erdbauabsteckungen. Hauptsächlich bestand diese Arbeit
aus der Überwachung und Bestimmung des Aushubes (Lehmboden, Fels),
Schüttungen,
Steinbruchs, Strassen, einiger Gebäude etc. Für die monatliche oder auch definitive
Abrechnung unserer erbrachten Leistungen mussten unzählige Profile immer
und immer wieder gemessen, gezeichnet und berechnet werden. In dem hier
angetroffenen, zerklüfteten Gelände eine sehr mühselige Arbeit.
Für die Profile und auch sonstige tachymetrische Aufnahmen verwendeten wir
den Theodoliten Wild RDS oder T2 mit DI4. Die meisten Probleme ergaben sich
beim komplizierten, verschachtelten Felsaushub für das Fundament der Pfeilerstaumauer,
der Galerien und Injektionsstollen sowie der Widerlager des links- und rechtsseitigen
Felsschüttdammes. Im brüchigen, zerklüfteten Fels (oft nicht mehr als Schlamm)
war es meist sehr schwierig eine genaue Absteckung durchzuführen, zumal
zusätzliche
"schIuddrige" Bohr- und Aushubarbeit die Genauigkeit nicht gerade steigerte.
3.3.3 DIVERSES
Alle diversen nötigen und unnötigen Arbeiten hier zu beschreiben
würde den
Rahmen dieses Berichtes sprengen. Trotzdem sollte erwähnt werden, dass eine
Vermessungsabteilung auf einer Baustelle dieser Grösse nur zu oft zu Arbeiten
missbraucht wird, die ein Schachtmeister, Polier oder auch Ingenieur mit
etwas gutem Willen selbst erledigen könnte.
3.4 ÜBERWACHUNG
3.4.1 BAUZEIT
Während der Bauzeit bestand die Überwachung hauptsächlich aus Setzungsmessungen
der Pfeilerstaumauer Fundamente mittels Präzisionsnivellements mit Wild N3
und Invarlatten. Dazu waren in allen Pfeilern Luft- und Wasserseitig Messingbolzen
einzubauen und am Anfang monatlich, später alle zwei Monate zu
überprüfen.
(Setzungsbolzen 101-164, ungefähr auf Kote +152.5 m.ü.M.)
Am Anfang ergaben sich vereinzelte Setzungen von maximal 2 mm, später
konnten gar keine Abweichungen mehr fest gestellt werden. Als der Erdbau
den Felsschüttdamm vorantrieb, wurden die Punkte überdeckt und die Messungen
konnten eingestellt werden. Die Koordinaten der Fixpunkte wurden von Zeit
zu Zeit durch Kontrollmessungen überprüft und deren Gültigkeit nachgewiesen.
Einige exponierte Triangulationspunkte wie T54 (Sprengarbeitern Tosbecken)
oder T55 (nahe Erdaushubarbeiten) etc. mussten öfters kontrolliert und falls
nötig deren Koordinaten korrigiert werden.
Auch andere Überwachungsarbeiten wie Felsdeformationsmessungen, Setzungskontrollen
am Powerhouse, Hauptbrecher und Brücke sowie Kletterschalungsbewegungen
während
des Betonierens, etc. waren durchzuführen.
3.4.2 STAUPHASE
Im Felsschüttdamm waren in 9 Sektionen total 88 Fixpunkte einzubauen.
(Nummern 273-360) Diese Punkte wurden mittels eines Betonfundaments versichert
(1,5 x 1,0 x 1,0 m) und der Beobachtungsbolzen mit einer Polygonkappe
geschützt.
Auf der Krone des Betonbauwerks sind 46 Bolzen (Nummern 201-246), in den
Galerien 22 (Nummern 247-268) eingelassen und dienen ebenfalls der Überwachung
des Bauwerks.
Die Bauwerkskontrolle ist nicht in unserem Vertrag enthalten und somit Aufgabe
des Consultings und der O.M.V.S. Voraussichtlich werden die Deformationsmessungen
mit Hilfe des Präzisionsdistanzmessers KERN Mekometer ME5000
durchgeführt
werden.
3.5 DIVERSES
3.5.1 INSTRUMENTARIUM
Über unser Instrumentarium und auch die Bereitschaft der Bauleitung uns
neue verlangte Gerte zu beschaffen, konnten wir uns auf dieser Staudammbaustelle
nicht beklagen. Heute, 5 Jahre später, würde ich ein paar Sachen anders
organisieren, aber darauf komme ich noch zu sprechen.
Folgendes Material stand uns zur Verfügung (alles WILD):
2 Theodolite T2 |
Alle diese Geräte
natürlich mit
dem gesamten Zubehör wie Nachtausrüstungen, genügend Zwangszentrierungen,
1er, 3er, 11er Prismen Halter, Invarlatten, Zieltafeln, etc. |
2 Distomaten (DI4 und DI4L) |
2 Theodolite T16 |
1 Theodolit RDS |
1 Theodolit T05 |
1 Nivellier N3 |
16 Nivelliere (NAK 0-2) |
1 Zenitlot |
1 Zenitokular |
Für die Berechnungen (alles Hewlett-Packard)
3 HP41CV mit dazugehörigen Druckern |
1 HP-Kassettendrive zur Daten- und Programmspeicherung |
1 HP-Magnetkartenleser |
2 HP11C |
1 HP97 |
sonstige Taschenrechner (Sharp, Casio etc.) |
Müsste ich heute eine solche Grossbaustelle einrichten, so hiesse die
Lösung
sicherlich Datenverarbeitung. Elektronische Theodolite sowie
leistungsfähige
Personalcomputer würden die Verarbeitung der in dieser Grössenordnung anfallenden
Daten erheblich erleichtern und Rechnungszeiten verkürzen helfen. Auch
müsste
der Einsatz von Laser-Geräten unbedingt bedacht werden.
3.5.2 PERSONAL
Wir beschäftigten in der Vermessungsabteilung ca. 32 Einheimische, aufgeteilt
in 6 Vermessungstrupps zu 5 Mann. Zusätzlich je ein Fahrer für die Sektion
Beton und Erdbau. 3 Trupps arbeiteten unter der Aufsicht von Gerhard Klein
im Erdbau, die anderen 3 Equipen auf dem Betonbauwerk.
Das Arbeiten mit dem afrikanischen Personal kann nicht unbedingt als
leicht beschrieben werden und oftmals sind gute Nerven notwendig. Trotzdem
kann man nach einiger Zeit eine gewisse Routine und Sicherheit bei ihrer
Arbeit feststellen und mit zunehmendem Baufortschritt mehr und mehr Arbeit
dem lokalen Personal überlassen.
Immer gilt jedoch: Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser!
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So eine Grossbaustelle mitten im afrikanischen Busch
verändert natürlich
auch deren Umgebung und die Lebensgewohnheiten der einheimischen
Bevölkerung.
Aus dem kleinen Dorf Manantali mit seinen wenigen Rundhütten und etwa 200
Einwohnern ist inzwischen eine Stadt mit ca. 15000 Einwohnern geworden,
und sie wächst weiter. Wo Geld verdient wird, gedeiht auch der Handel. Inzwischen
findet regelmässig der afrikanische Markt statt, wo von Obst, Gemüse, Fisch
und Fleisch bis zu aus Autoreifen gefertigte Sandalen und geklautem Zement
nahezu alles für das tägliche Leben der Afrikaner angeboten wird, wo aber
auch die Europäer das eine oder andere einkaufen. Sogar ein Kino und Nachtclub
haben sich inzwischen etabliert.
Im Angestellten-Camp mit seinen 400-500 Einwohnern hat sich ein eigener
Lebensstil entwickelt. Man findet herrliche Gärten mit Zierpflanzen und Blumen,
den typischen englischen Rasen, aber auch Gemüsegärten, wo nahezu alles
wächst.
Es gibt auch Kleinfarmer mit Hühnern, Enten, Schafen und Schweinen. Im Supermarkt
ist das Angebot gross an importierten Artikeln aus Europa, wobei der Bierumsatz
alle Rekorde schlägt. Sport, vor allen Dingen Tennis, wird gross geschrieben.
Die beiden Tennisplätze sind fast immer belegt, aber auch Kegeln, Schwimmen,
Billard, Fussball und Volleyballspiele erfreuen sich grosser Beliebtheit.
Wenn man das so liest, könnte man an eine ideale Baustelle denken, sicherlich,
wenn das zeitweise mörderische Klima und die Tropenkrankheiten, vor allem
die Malaria, nicht wären. Nahezu jeder Europäer hatte, trotz der Einnahme
von Tabletten, schon einmal Malaria. Durch die isolierte Lage des Camps
haben die Bewohner natürlich wenig Gelegenheit, an, andere Orte zu kommen
und etwas anderes zu sehen. Die Hauptstadt Bamako ist nur mit dem Flugzeug
einmal w����chentlich oder mit dem Zug in ca. 12 Stunden Fahrt zu erreichen.
Die Strassen sind sehr schlecht und während der Regenzeit meistens gar nicht
befahrbar. Dies hat dazu beigetragen, dass sich Gleichgesinnte zusammengetan
haben um ihren Hobbys nachzugehen. Darum gibt es unter anderem einen Fliegerklub,
Jagd-, Kegel-, Motorrad-, Billard-, Schweizerklub u.a.m. für geselliges Zusammensein
und Abwechslung in der Freizeit.
RENE MUELLER, VERMESSUNGSINGENIEUR FH
MANANTALI, 10.03.1987
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