Editorial

Ein Lückenschluss wird in den meisten Bereichen positiv aufgenommen. Politiker strahlen in Kameras, wenn sie etwa bei neuen Verkehrs­wegen das Band durchschneiden dürfen. Schliesslich soll von nun an alles besser laufen. Bei Laufwasserkraftwerken sieht das schon etwas anders aus. Einsprachen, Be­schwerden und ­Proteste sind hier vorprogrammiert, mehr noch als im Verkehr. Das Gemeinschaftskraftwerk Inn – das grösste Flusskraftwerk, das derzeit in den Alpen entsteht und eine Kraftwerkslücke im Grenzgebiet Schweiz-­Österreich schliesst – bildet da keine ­Ausnahme. Gemäss den Projektleitern Franz Gappmaier und Christian Schlatter ist die Resonanz gegenüber dem Projekt seit Bau­beginn aber bedeutend ­positiver geworden. Negative Stimmen im Umfeld der Kraftwerksbaustelle seien praktisch verstummt. Dafür haben sich die am Bau ­Beteiligten mit vielfältigen anderen ­Unannehmlichkeiten herumzuschlagen: Unternehmerwechsel, Baustellenflutung, Eigentümerwechsel, geologische Unwägbarkeiten – Gross­projekte bergen mitunter allerhand Tücken.

Bis die Turbinen ihren Betrieb aufnehmen können, dauert es zwar nun etwa zwei Jahre länger als anfänglich geplant, und es wird teurer, aber am Ende werden auch hier Personen des öffentlichen Lebens für die Kameras stillhalten. Wünschen wir gutes Gelingen, denn auch wenn aus Sicht der Umwelt bei der Wasserkraft nicht alles eitel Sonnenschein ist – den Strom, den sie produziert und den wir alle verbrauchen, nehmen wir meist ohne Zögern entgegen.

Peter Seitz, Redaktor Bauingenieurwesen

Inhalt

AKTUELL
07 WETTBEWERBE
Ausschreibungen | Genius Loci

12 PANORAMA
Kreuzung auf drei Ebenen | Gebäudezertifizierung und Recycling

17 ESPAZIUM – AUS UNSERERM VERLAG
Grün am Bau

18 VITRINE
Weiterbildung | Aktuelles aus der Baubranche

20 SIA
«Ein Ingenieur erklärt uns Architektur?» | Fassadenmaterial bietet mehr als nur Witterungsschutz | SIA-Form Fort- und Weiterbildung

24 VERANSTALTUNGEN

THEMA
26 GEMEINSCHAFTSKRAFTWERK INN

26 EIN GLIED IN DER KETTE
Peter Seitz
Für sich allein kann das Gemeinschaftskraftwerk Inn nicht sinnvoll betrachtet werden – stellt es doch den Lückenschluss in einer Kraftwerkskette dar.

30 VERSTROMTER SCHWALL
Peter Seitz
Die Stromerzeugung des Gemeinschaftskraftwerks Inn dient gleichzeitig einer Schwallreduktion. Bis zur Inbetriebnahme gilt es zahlreiche Hürden und Widrigkeiten zu nehmen.

AUSKLANG
26 STELLENINSERATE

45 IMPRESSUM

46 UNVORHERGESEHENES

Ein Glied in der Kette

Ein Flusskraftwerk steht selten für sich allein. Der Neubau des Gemeinschaftskraftwerks Inn schliesst die Anlagenkette zwischen St. Moritz und Prutz. Die Betreiber betonen die ökologischen Vorteile für den Fluss, die sich aus dem Projekt ergeben. Ein Blick auf die Problematik von Schwall- und Restwasserabfluss.

Der Inn ist der wasserreichste Fluss der Alpen. Er gab nicht nur seinem Ursprungsort im gerühmtesten Hochtal der Alpen – dem Engadin – den Namen, auch die heutige Tiroler Landeshauptstadt schmückt sich seit dem 12. Jahrhundert mit seiner Überbrückung.

Innsbruck liegt etwa mittig zwischen den Wasserkraftwerken Kirchbichl und Prutz-Imst, die 1941 respektive 1956 in Betrieb gingen. Dazwischen liegt heute die mit 150 km längste noch verbliebene frei laufende Strecke des Inns.

Unterhalb Kirchbichl folgen nämlich 18 Kraftwerke – die ersten wurden 1924 erbaut – bis zur Mündung in die Donau in Passau. Islas bei St. Moritz war das erste Schweizer Kraftwerk am Inn. Seit 1932 wird das Wasser des jungen Inns aus dem St. Moritzersee ausgeleitet und in einem Stollen zum Krafthaus geleitet, bevor es bei Celerina wieder ins Flussbett gelangt. In der unterhalb von St. Moritz gelegenen Charnadüra-Schlucht fliesst daher im Bett des Inns nur noch eine Restwassermenge von 0.075 m³/s.[1]

Auch die Kantonsstrasse zwängt sich durch die Engstelle. Mit 4.4 MW Turbinenleistung und einer nur kurzen Ausleitungsstrecke fällt Islas aber nur eine untergeordnete Bedeutung in der Kraftwerkskette des Inns zu. Wirklich grosse Auswirkung auf das Abflussregime des Schweizer und in der Folge des angrenzenden Tiroler Inns haben die Speicherkraftwerke der Engadiner Kraftwerke (vgl. TEC21 40/2014 und «Spektakuläre Taucharbeiten», TEC21 48/2016). Sie nehmen zwar nur teilweise das Wasser aus dem Fluss selbst, beeinflussen aber mit den Abflüssen aus den Speicherseen Livigno und Ova Spin den Pegel des Inns entscheidend.

Italienisches Wasser sorgt für Schwall

Es beginnt mit dem Livigno-Stausee. Der 9 km lange See liegt zum grössten Teil auf italienischem, die ihn absperrende Bogenstaumauer Punt dal Gall zur Hälfte aber auf Schweizer Boden. Der Inhalt des 164 Mio. m3 fassenden Reservoirs dient in erster Linie als Saisonspeicher – im Sommer fallende Niederschläge werden im Winter in der Kraftwerkszentrale Ova Spin oberhalb von Zernez verstromt. Eine Leistung von 50 MW ist hier installiert. Auch ein Pumpbetrieb vom Stausee Ova Spin in den von Livigno ist möglich.

Ausserdem wird dem Ova Spin unter anderem Wasser aus dem Inn zugeführt. Die Wasserfassung mit einer Kapazität bis zu 32 m³/s liegt bei S-chanf, der Inn führt ab hier einen Restwasserabfluss von 0.8 m³/s zwischen Oktober und Mai respektive 3 m³/s in den restlichen Monaten. Das in Ova Spin gesammelte Wasser fliesst nun zur Zentrale Pradella, mit 288 MW Gesamtleistung das wichtigste Kraftwerk im System der Engadiner Kraftwerke.

Vom Ausgleichsbecken Pradella, das ebenfalls mit Wasser aus dem Inn gespeist wird, wird das verstromte Wasser zur Zentrale Martina geleitet, wo es nochmals genutzt wird und eine Leistung von 70 MW erbringt. Hierauf wird es direkt wieder in den Inn geleitet, was aufgrund der Wasserdurchflüsse von 93 m³/s zu beachtlichen Schwallerscheinungen im unterstrom liegenden Flussabschnitt führt. Da der Inn aufgrund der Wasserentnahme in S-chanf und Pradella einer Restwasserstrecke entspricht (ab Pradella fliessen noch ca. 2 bis 5 m³/s als Restwasser im Fluss), kann der plötzliche Anstieg des Abflusses durch die Einleitung des Kraftwerks Martina bis zum 30-Fachen des im Flussbett vorhandenen Wassers ausmachen. Dies kann rasche Wassertiefenänderungen im Bereich mehrerer Dezimeter, ja sogar bis zu 1.5 m ausmachen.

Gewässer auf kleinem Niveau

Direkt betroffen von Restwasserstrecken sind Wasserlebewesen und -sportler. Im Internet können Letztere Ratschläge erhalten, wann diverse Strecken, etwa die Innschlucht bei Tarasp, mit dem Kajak befahrbar sind, ohne dass es zu Grundberührungen aufgrund Niedrigwasser kommen sollte. Fauna und Flora haben da schon andere Probleme, geht es bei ihnen doch ums Überleben.

Flüsse in Restwasserstrecken gleichen oftmals nur noch Bächen. Aufgrund des geringeren Abflusses verringert sich die benetzte Fläche – das nasse Flussbett fällt kleiner aus. Es bilden sich weniger verschiedenartige Abschnitte mit unterschiedlichen Wassertiefen aus. Fliessgeschwindigkeiten, Temperaturen und Sauerstoffsättigung des Wassers können sich verändern. Einträge in den Fluss, zum Beispiel aus Abwasserreinigungsanlagen oder der Landwirtschaft, haben eine stärkere Auswirkung auf die chemische Zusammensetzung des Wassers.

Eine grosse Problematik stellt die veränderte Geschiebeführung dar. Ein Gewässer mit geringerem Abfluss kann grundsätzlich weniger Geschiebe mobilisieren und transportieren. Viele Fischarten sind aber zum Laichen gerade darauf angewiesen. Auch die Kolmation – die Abdichtung der Gewässersohle durch Schwebstoffe – kann sich in Restwasserstrecken anders einstellen, und Auswirkungen auf den Grundwasserspiegel, der für die angrenzende Flora lebensnotwendig sein kann, sind nicht auszuschliessen.

Restwasserabgaben sind bei Ausleitungskraftwerken immer ein Interessenkonflikt zwischen Ökologie und Wassernutzung. Mit diversen Modellen – etwa dynamischen Restwassermodellen, in denen festgelegt wird, zu welchem Zeitpunkt wie viel Wasser im Fluss bleiben muss – wird versucht, diesen Konflikt zu entschärfen. Besonders im Winterhalbjahr oder zur Laichzeit der Fische können damit Schäden an Populationen vermindert werden. Im Sommer stehen aufgrund höherer Niederschläge in den alpinen Gewässern meist grössere Abflüsse zur Verfügung, sodass die Restwasserproblematik etwas weniger ausgeprägt ist. Trotz aller Bemühungen wird sich in Restwasserstrecken kein natürlicher Zustand eines Flusses ergeben. Daher spricht man meist von naturnahen Verhältnissen, auch beim Projekt Gemeinschaftskraftwerk Inn.

Immerhin wird 60 % des Schweizer Inns eine mindestens hohe Naturnähe zugestanden.[1] Dies liegt insbesondere an unverbauten Schluchtstrecken, revitalisierten Auengebieten und Stauraumspülungen der Wehre S-chanf und Pradella, die zumindest versuchen, eine gewisse naturnahe Geschiebeführung zu bewerkstelligen. Dem Abschnitt zwischen Martina und Prutz, der durch den Bau des Gemeinschaftskraftwerks Inn betroffen ist, wird heute jedoch nur eine mittlere bis geringe ökologische Wertigkeit ausgewiesen.

Rette sich, wer kann

Die Wiedereinleitung des Wassers nach einem Kraftwerk, in vorliegendem Fall nach der Zentrale Martina, entschärft zwar die Restwasserproblematik, führt jedoch zu Schwallbelastungen der Flussstrecke. Die Spitzen von Schwallabflüssen stellen zwar noch kein Problem für Fauna und Flora dar – ein Hochwasser kann weit höhere aufweisen –, aber die kurzen zeitlichen Spannen ihres Auftretens haben dramatische Konsequenzen. Wasserlebewesen können abgeschwemmt werden oder trockenfallen. Die schnelle Temperaturänderung – im Sommer kühlt das schnell eingeleitete, turbinierte Wasser den Fluss ab, im Winter hingegen erwärmt es ihn – beeinträchtigt die aquatischen Organismen.

Aus Restwasserstrecken im Oberlauf gelangt zu wenig laufendes Geschiebe in die Schwallstrecke, aus Kraftwerken, insbesondere Talsperren, meist gar keines. Daher ist die Gefahr einer Sohleintiefung in einer Schwallstrecke gegeben. Die Gefahrenschilder, die unterhalb von Kraftwerken Menschen vor einem Aufenthalt im Flussbett warnen, könnten entsprechend für zahlreiche aquatische Lebewesen gelten.

Durch betriebliche oder bauliche Massnahmen können die negativen Auswirkungen eines Schwalls reduziert oder gar unterbunden werden. Der Betrieb eines Kraftwerks kann etwa angepasst werden, sodass das Ansteigen und Abfallen des Abflusses zeitlich langsamer vonstatten geht. Auch eine erhöhte Restwasserabgabe vermindert das Schwall-Sunk-Verhältnis. Aus wirtschaftlichen Gründen – faktisch ist dies abhängig vom Strompreis – geben Kraftwerksbetreiber aber zurzeit oft baulichen Massnahmen den Vorzug. Eine Möglichkeit wäre die Wasserrückgabe in einen geeigneten Vorfluter, der den Abfluss gedämpft wieder in den Fluss zurückleitet. Dies könnte etwa ein natürliches Gewässer (See) sein oder ein künstliches Ausgleichsbecken. In schmalen Gebirgstälern wie unterhalb Martina kann die Umsetzung eines Ausgleichsbeckens aber schwierig werden, da seine Grösse natürlich vom turbinierten Abfluss und dessen Dauer abhängt.

In der Schweiz jedenfalls sind die Kraftwerksbetreiber gemäss Gewässerschutzgesetz zu Massnahmen gegen den Schwall verpflichtet, wenn das Schwall-Sunk-Verhältnis 1.5 übersteigt und gleichzeitig negative Auswirkungen auf Tiere und Pflanzen vorliegen. Die Sanierungsfrist für bestehende Anlagen läuft bis 31. Dezember 2030.[2]

Lachendes und weinendes Auge

Der Bau des Gemeinschaftskraftwerks Inn (GKI) löst die Schwallproblematik im Tiroler Abschnitt bis Prutz elegant, wenn auch mit einem gewissen Haken: Der vom Schwall betroffene Abschnitt wird in eine Restwasserstrecke umgewandelt. Das in der Zentrale Martina verstromte Wasser wird, sofort nachdem es wieder in den Inn geleitet ist, durch die neue Wehranlage des GKI in Ovella aufgestaut und hierauf über den 23.2 km langen Druckstollen zum Kraftwerk Prutz geleitet. Der Stauraum des Wehrs Ovella entspricht faktisch einem Ausgleichsbecken zur Sanierung von Schwallabflüssen. Ein dynamisches Restwassermodell legt jahreszeitlich gestaffelt Abflüsse im Flussbett des Inns zwischen 5.5 und 20 m³/s fest.

Gemäss Genehmigungsbehörden – das GKI wurde sowohl nach dem österreichischen Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz UVP-G 2000 geprüft als auch der schweizerischen Umweltverträglichkeitsprüfung unterzogen – stellt der Stauraum des GKI zwar einen erheblichen Eingriff in die Gewässerökologie dar, jedoch wird die Schwallsanierung als ein ganz bedeutender öffentlicher Nutzen des Vorhabens eingestuft. «Das Erreichen der Umweltverträglichkeit scheint bei Erfüllung der Nebenbestimmungen (Auflagen, Massnahmen etc.) für die Gewässerökologie wie auch für den Naturhaushalt somit gegeben.»[3]

Ökologisch geht es also aufwärts, wenn auch auf niedrigerem Niveau – schliesslich verläuft der grösste Teil des Inns in einer Röhre. Für das menschliche Auge und Empfinden spielt dies keine grosse Rolle – heutige Generationen kennen unsere Flüsse nicht anders. Wasserlebewesen dürfen sich in Zeiten ohne Schwallbelastung zurückversetzt fühlen, und auch geografisch gesehen könnte man sagen, der Inn macht an der Grenze zu Tirol einen Sprung zurück: Das dynamische Restwassermodell für den Tiroler Abschnitt bezieht sich nämlich auf den unbeeinflussten Pegel bei St. Moritz (Oberengadin). Je mehr Wasser dort die Messstelle passiert, desto mehr verbleibt in Ovella im Fluss. Vom Bündner Oberengadin gleich ins Obere Gericht Tirols – das Unterengadin wird ausgeklammert, als ob es der Inn eilig habe, nach Passau zu kommen.


Anmerkungen:
[01] PAN Planungsbüro für angewandten Naturschutz GmbH: Inn.Studie im Auftrag des WWF Österreich, Erläuterungsbericht, 15. Januar 2015.
[02] Bundesamt für Umwelt Bafu: Sanierung Schwall-Sunk, Strategische Planung, Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer, Bern 2012.
[03] Gemeinschaftskraftwerk Inn GmbH, Errichtung des Wasserkraftwerks «Gemeinschaftskraftwerk Inn»; Genehmigung der Tiroler Landesregierung nach dem Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz 2000; U-5161/1117.

TEC21, Fr., 2018.10.19

19. Oktober 2018 Peter Seitz

Verstromter Schwall

An der Grenze Schweiz-Österreich, an der sich der Inn vom Unterengadin nach Tirol verabschiedet, entsteht seit 2014 das Gemeinschaftskraftwerk Inn. Mit einer Leistung von 89 MW soll das grösste derzeit im Bau befindliche Flusskraftwerk der Alpen 90.000 Haushalte mit Strom versorgen. Allerlei Tücken verzögern den Start jedoch um etwa zwei Jahre auf 2020.

Das Prinzip ist einfach. Man fasse Wasser in möglichst grosser Höhe, leite es unter wenig Höhen- und Reibungsverlust zu einem Punkt oberhalb eines tiefer gelegenen Talbodens und lasse es in einem Druckschacht wieder ins Tal zurückfliessen, wo es auf Turbinen trifft. Schon hat man ein alpines Ausleitungskraftwerk und kann Strom ernten. Die Umsetzung eines solchen Konzepts bietet jedoch ausreichend Konfliktpotenzial und mancherlei Fall­stricke und setzt, wie andere Grossprojekte auch, viel Durch­haltevermögen voraus. Davon können die Planer des Gemeinschaftskraftwerks Inn (GKI), eines grenz­überschreitenden Projekts zwischen der Schweiz und Österreich, ein Lied singen.

Das Kraftwerk beginnt bei der Stauanlage Ovella unterhalb Martina GR im Grenzgebiet. Auf 2.6 km wird der Inn aufgestaut (Stauziel: 1029.5 m ü. M.) und sein Wasser über einen orografisch rechts des Flusses gelegenen, unterirdischen 23.2 m langen Druckstollen bis oberhalb von Prutz in Österreich geführt %%gallerylink:42948:(vgl. Plan)%%. Hier steht das Wasserschloss, das Druckschwankungen aus Anfahr- und Abstellvorgängen im Triebwassersystem abmindert. Über einen gepanzerten Schräg­schacht wird das Wasser ins grösstenteils unter der Erde liegende Krafthaus geleitet, in dem es mittels zweier Francis-Turbinen verstromt wird (Turbinenachse auf 863.80 m ü. A.). Über den gedeckten 300 m langen Unterwasserkanal fliesst es zurück in das Flussbett des Inns.

Wehr am besten aller schlechten Standorte

Verschiedene Faktoren führten zum gewählten Standort der Stauanlage, der nicht ideal ist, aber als am wenigstens schlecht bezeichnet werden kann. Neben der Strom­erzeugung dient das GKI auch der Schwallsanierung in seinem Flussabschnitt. Daher muss es einen genügend grossen Stauraum aufweisen, um den eingeleiteten Schwall aus der oberhalb gelegenen Anlage Martina der Engadiner Kraftwerke aufnehmen zu können (vgl. «Ein Glied in der Kette»). Einer Verschiebung nach oberstrom stand also diese Wassereinleitung respektive eine Verringerung des Stauraums entgegen.

Nach unterstrom waren die Möglichkeiten einer Versetzung des Wehrs durch den drohenden Verlust von energetisch wertvoller Höhenlage, schlechtere Zugänglichkeit der Baustelle und eine Gefährdung durch Lawinen stark eingeschränkt. Auch am nun gewählten Standort ­müssen Lawinen berücksichtigt werden. Um ein Überschwappen und eine Flutwelle im Inn durch einen Lawinenabgang in den Stauraum zu verhindern, ist im Wehrreglement eine Stauabsenkung um einen Meter im Winter festgelegt.

Am orografisch rechten Innufer begrenzt eine 650 m hohe, steile Felswand die Stauanlage. Ohne umfangreiche Sicherungsmassnahmen hätte die Flanke eine ständige Bedrohung durch Steinschlag dargestellt. Von Beginn an schätzten die Planer diese Vor­arbeiten als zeitkritisch für den Terminplan der Baustelle ein. Ohne einen genügenden Steinschlagschutz konnten weder die Arbeiten an der eigentlichen Anlage noch die Vorarbeiten hierfür aufgenommen werden. Daher waren intensive Felssicherungsmassnahmen mit Schutznetzen geplant; bei deren Umsetzung stellte sich jedoch heraus, dass ihr Ausmass als zu gering angenommen wurde. Es bedurfte zusätzlicher Netz­reihen – insgesamt sind es nun 14 Stück – und auch einiger Bodennetze. Über einen werkseigenen, gesicherten Steig sind sie zur Kontrolle und Wartung erreichbar.

Die angebrachten Steinschlagschutznetze haben teilweise mehrere hundert Meter Länge. Eine Fertigstellung der zusätzlich erforderlichen Schutzbauten war vor dem Winter 2014/2015 nicht mehr möglich, sodass sich hier, bereits vor den Arbeiten an der Wehranlage, Verzögerungen um einige Monate einstellten.

Zwei Länder, ein Tal, zwei Sichtweisen

Links des Inns – der Fluss markiert hier die Grenze – verläuft die Kantonsstrasse. Von ihr aus erfolgte die Erschliessung der Baustelle über Baustrassen. Die topo­grafischen Voraussetzungen im engen Tal – auf Schweizer Seite die Kantonsstrasse und auf österreichischer eine unverbaute Talflanke – sorgten schon in der Genehmigungsphase für ein Kuriosum: Das Tal galt im Unter­engadin bereits als genutzt und verbaut, während es gegenüber in Tirol als unverbaut eingestuft wurde. Daher lagen den Genehmigungsverfahren in den beiden Ländern für den gleichen Talabschnitt gänzlich andere Randbedingungen zugrunde. Die Augen der Behörden scheinen kurzsichtig und sehen nur bis zur Grenze scharf.

Auch beim Bau der Wehranlage selbst kam es zu unerfreulichen Überraschungen. Der Untergrund besteht aus Innschotter und Hangschutt, der mit Blocklagen versetzt ist und von teilweise senkrecht abfallenden felsigen Talflanken eingerahmt ist. Auch eine ca. 30 m mächtige Schicht von Seeschluffen, setzungsempfindlichen postglazialen Sedimenten, durchzieht die Ablagerungen. Eine Felssohle steht erst bei 80 m Tiefe an. Die Bohrung der Fundierungspfähle gestaltete sich daher anspruchsvoll. Laut Betreiber mussten aufgrund der schlechten Zugänglichkeit des Standorts detaillierte Erkundungsbohrungen vor Baubeginn unterbleiben.

Dies forderte seinen Tribut: Die Felslinien und die anstehende Untergrundbeschaffenheit waren anders erwartet, was Anpassungen der Bohrpfähle erforderlich machte. Von geplanten 26 m mussten sie im Mittel auf 34 m, teilweise sogar auf 45 m verlängert werden. Dies führte nicht nur zu Mehrkosten, sondern wirkte sich auch auf den Terminplan aus. Die Betonarbeiten der Wehranlage konnten daher erst im Frühjahr 2017 aufgenommen werden – ein Jahr vor der ursprünglich geplanten Inbetriebnahme.

Baustellenflutung ohne Hochwasser

Die Wehranlage wird zwei Felder aufweisen. An ihrer rechten Seite ist der Einlauf angeordnet, der das Wasser in den Triebwasserstollen leitet. Bis zu 75 m³/s werden für die Verstromung aus dem Stauraum entnommen, der mit seiner Länge von 2.6 km und einer maximalen Tiefe von 15 m ein Nutzvolumen von 500 000 m³ aufweist. Unterhalb des Stauraums wird der Inn eine Restwasserstrecke, die durch ein dynamisches Restwassermodell beaufschlagt wird.

Die Wehranlage wird in Nassbauweise gebaut. Der Inn wird kleinräumig um das gerade im Bau befindliche Element herumgeleitet – zuerst erfolgt die Erstellung der beiden Wehrfelder, danach der Bau des Triebwassereinlaufs samt Betriebsgebäude mit Dotierturbine und Fischpass. Letzterer soll über 81 Stufenbecken die Fischwanderung flussaufwärts um die Stauanlage herum ermöglichen. Für die Gegenrichtung ist eine eigens konstruierte Fischabstiegsanlage vorgesehen.

Für eine solche Flussbaustelle muss die Hochwasser­gefahr einkalkuliert und jederzeit im Auge behalten werden. Vor allem Frühlingshochwasser während der Schneeschmelze bei gleichzeitig grossen Niederschlägen können sehr hohe Wasserabflüsse mit sich bringen. Eine gewisse Beeinflussung der Abflüsse ist durch die Steuerung der Speicherabflüsse der oberstrom gelegenen Engadiner Kraftwerke gegeben, die 14 % Anteil am GKI besitzen. Bei einem auftretendem Hochwasser im Inn können diese etwa den Betrieb einstellen, sodass von den Speichern kein Wasser mehr in das Flussbett eingeleitet wird. Die Baustelle ist auf ein HQ30 ausgelegt. Abflüsse, die statistisch gesehen einmal in 30 Jahren auftreten, würden daher ohne Schäden ablaufen. Bei höheren Abflüssen würde die Baustelle irgendwann geflutet werden, respektive müsste man sie kontrolliert fluten, um grosse Schäden möglichst zu verhindern.

Im Winter 2018 kam es tatsächlich zu einer unkontrollierten Flutung der Baustelle, jedoch ohne Hochwasser. Aufgrund der aussergewöhnlich hohen Schneefälle und der damit verbundenen Lawinengefahr war der Baustellenstandort acht Tage lang nicht erreichbar. Nachdem er wieder zugänglich war, stand die Baustelle unter Wasser. Eine Lawine war 600 m unterhalb der Wehranlage in den Inn gestürzt und staute das Wasser zurück. Alpiner Flussbau hat seine Tücken.

Zu wenig Vortrieb vertreibt Unternehmung

Ein für das Projekt GKI zentraler Punkt ist Maria Stein (940 m ü. A.), nördlich von Pfunds. Von hier erfolgt mittels zweier Tunnelbohrmaschinen der Vortrieb des Triebwasserstollens nach Norden und Süden. Ein Fensterstollen erschliesst den späteren Druckstollen, der hier auch seinen tiefsten Punkt hat. Die etwa 12.7 km, die in Richtung Wehr Ovella vorgetrieben werden sollen, wurden im November 2015 in Angriff genommen. Nach Norden zum Wasserschloss begannen im März 2016 die Bohrarbeiten, die ca. 8.9 km umfassen werden. Der Stollen mit seinen 6.5 m Ausbruchsdurchmesser wird mit Stahlbeton-Tübbingen ausgekleidet. Nach deren Einbau – es werden ungefähr 50 000 Stück benötigt – verbleibt ein Innendurchmesser von 5.8 m, was für die Ausbauwassermenge von 75 m³/s ausreicht.

Die Gebirgsmächtigkeit über der Röhre beträgt zwischen 130 m und 1200 m. Vom Wasserschloss mit der Apparatekammer fällt der stahlgepanzerte Schrägschacht mit einem Durchmesser von 3.8 m und einer Länge von 415.7 m zu einer 40.3 m langen Flachstrecke vor dem Krafthaus. Zum Wasserschloss führt ein Zugangstunnel, der über eine Baustrasse am Hang erreichbar ist. Von dort findet – wie auch vom Wehr Ovella her – ein Gegenvortrieb in bergmännischer Bauweise in Richtung der entgegenkommenden Tunnelbohrmaschine statt. Auch der Schrägschacht wurde im Sprengvortrieb ausgebrochen.

Die Vortriebsleistungen beim Bau des Triebwasserstollens fielen unbefriedigend aus. Als Ursache werden etwa unerwartetete Störzonen angeführt, jedoch bleiben die genauen Gründe, die zu einem grossen zeitlichen Verzug dieser Arbeiten führten, eine Sache zwischen Unternehmung und Bauherrschaft. Zum Jahreswechsel 2016/2017 wurde der Bauvertrag für die Erstellung des Triebwas­serwegs in gegenseitigem Einvernehmen aufgelöst.

Mittlerweile führt eine neue Unternehmung die Arbeiten fort. Es bedurfte allerdings einiger organisatorischer Raffinesse, dass die Übergabe relativ reibungslos vonstatten gehen konnte.
Australischer Vertrag für Austria

Die installierte Baustelleneinrichtung, etwa Schutter- oder Aufbereitungsanlagen, und natürlich die Tunnelbohrmaschinen, die einer mehrmonatigen Liefer- und Montagezeit bedürfen, gehören bei Vertragsumsetzung normalerweise der Bauunternehmung. Ein Wechsel des Auftragnehmers und Austausch des gesamten Maschinenparks würde eine Baustelle um Jahre verzögern. Andererseits dürfte ein Folgeunternehmer, der ja in direkter Konkurrenz zum Vorgänger steht, kaum Interesse daran haben, die Installation zu seinen Kosten zu übernehmen.

Es galt daher, einen geeigneten Weg zu finden, um die Arbeiten möglichst schnell mit der neuen Unternehmung fortführen zu können. Hierfür blieb kaum eine andere Wahl, als die bereits vorhandene Installation weiter zu nutzen. Diese ging daher bei Auflösung des Vertrags in das Eigentum des GKI über. Mit der ablösenden Unternehmung wurde ein Allianz­vertrag abgeschlossen, bei dem die Installationen von der GKI-Gesellschaft dem Auftragnehmer für die Arbeiten zur Verfügung gestellt werden. Diesem Vertragswerk, das 38 Seiten umfasst und in nur drei Wochen ausgearbeitet wurde, liegt ein österreichischer Arbeitsvertrag in Anlehnung an einen australischen Allianzvertrag zugrunde.

«Kernpunkte des Vertrags sind die Definition von Zielkosten und Zielterminen mit einem ‹pain and gain sharing› bei Termin- und Kostenüberschreitungen, aber auch mit Anreizmodellen bezüglich Arbeitssicherheit, Herstellerqualität und partnerschaftlichem Verhalten», schreibt Johann Herdina, Vorstandsdirektor der TIWAG.[1] «Die GKI als Auftraggeber entsendet einen erfahrenen Mitarbeiter in die Allianzsitzungen, die im Prinzip Firmenratssitzungen der Arbeitsgemeinschaft sind, und hat als Bauherr volle Einsicht in die Bilanz­unterlagen und ist auch der Vorfinanzierer aller Baustellentätigkeiten.»

Taucher am Boden

Auch beim Bau des Krafthauses und dem anschlies­senden 300 m langen Unterwasserkanal kam es zu Unerwartetem. Die Projektierung beruhte auf einer geringeren Durchlässigkeit des Baugrunds, als tatsächlich angetroffen wurde. Der Wasserzufluss im anstehenden Innschotter fiel daher zu gross aus für eine effiziente Wasserhaltung der Baugrube durch Grundwasser­absenkung. Die tiefsten Stellen des Krafthauses liegen immerhin etwa 14 m unter dem anstehenden Gelände. Die Unternehmerlösung setzte daher auf den Einbau von zementgedeckelten Weichgelsohlen im Zu- und Ablaufbereich des Krafthauses (Hosenrohr vor und Saugrohr hinter den Turbinen). Im Bereich des Krafthauses selbst wurde eine Unterwasserbeton­sohle eingebracht.

Für diese Arbeiten erstellte man zuerst entlang einer Leitwand eine Schlitzwand um die Baugrube. Injektionslanzen durchdrangen den Baugrund auf die Höhenlagen der angestrebten Weichgelsohlen und verpressten das Injektionsgut zu einer Mächtigkeit von 2 m und einem oberen 30 cm dicken Deckel aus Zement-Gel-Mix. Für das Krafthaus fand bis auf Unterkante der Bodenplatte ein Unterwasseraushub mit Langstiel- und Seilbagger statt. Von einem schwimmenden Ponton aus wurden daraufhin 178 GEWI-Anker (L = 19 m) in den unter Wasser liegenden Baugrund gerammt.

Taucher befestigten die Ankerköpfe, reinigten die ausgehobene Sohle vom Schlamm und bereiteten mit einer Höchstdruckanlage (1000 bar) die Kontaktfläche der Schlitz­wand zur zukünftigen Bodenplatte vor. Am Abend des 5. November 2015 begann das Einbringen des Unterwasserbetons für die Bodenplatte des Krafthauses. Der Zeitpunkt im Winterhalbjahr war günstig, weil dann tiefere Grundwasserstände vorherrschen. Innert 16 Stunden wurden 1220 m³ Beton in einem Guss mittels Contractor-Verfahren eingebaut.

Der gedeckte Unterwasserkanal sollte ursprünglich konventionell in einer offenen Baugrube hergestellt werden. Der Wasserandrang machte jedoch den Einsatz eines Spundwandkastens erforderlich, sodass auch hier schliesslich eine Unterwasserbetonsohle ein­gebracht wurde. Trotz dieser Umstände konnte das Baulos Krafthaus Prutz termingerecht abgeschlossen werden.

Tübbinge, Deponien und Ausgleich

Die Tübbingherstellung für die Auskleidung des Triebwasserstollens erfolgt direkt vor Ort in Maria Stein. Dies bietet bedeutende Vorteile: Da der grösste Teil der Zuschlagsstoffe aus anstehendem Innkies und Hangschutt gewonnen werden kann, reduzieren sich Transporte wesentlich gegenüber einer auswärtigen Her­stellung der Betonfertigteile. Die Aushubflächen der Betongesteinskörnungen werden zur Deponierung der rund 1.000.000 m³ Ausbruchgestein aus dem Stollen heran­gezogen. Von den Schutterzügen wird das Ma­terial direkt über Förderbänder zur Deponie geleitet. Eine Weiterverwendung der abgebauten Gesteine – es fällt vorwiegend Kalkschiefer aus dem sogenannten «Engadiner Fenster» an – kam aufgrund der unzureichenden Eigenschaften nicht in Betracht.

Die Installationsflächen in Maria Stein werden nach Abschluss der Arbeiten in ein grosses Biotop umgewandelt – eine von mehreren ökologischen Ausgleichsmassnahmen. Es entstehen verschiedenartige, standorttypische Bepflanzungszonen und Sukzessions­gebiete. Unterschiedliche Wasser- und Uferbereiche sollen einer möglichst breiten Artengemeinschaft zur Verfügung stehen. Auch Flussaufweitungen am Inn werden um­gesetzt, und die Fischgängigkeit diverser Bach­­­­­mündungen soll sichergestellt werden.

Ziel solcher punktueller Massnahmen ist eine Verbesserung der Ha­bitatsbedingungen am Inn. Ein grosser Vorteil für die Lebensgemeinschaften des Flusses sei laut ­Betreiber die Schwallreduktion auf der gesamten Kraftwerks­strecke zwischen dem Wehr Ovella und dem Krafthaus Prutz. Diese Schwallsanierung wird jedoch nicht als ökologischer Ausgleich angesehen.

Der lange Weg zum Kraftwerk

Die zeitliche Verzögerung bei der baulichen Umsetzung des Gemeinschaftskraftwerks Inn relativiert sich, betrachtet man die Zeiträume, bis ein solches Projekt zustande kommt. Erste Projektstudien (aus San Francisco!) lagen bereits 1928 vor. Zwischen 1948 und 1978 wurden mehrere Projektvarianten in diesem Abschnitt angedacht, eine intensive Planungsarbeit wurde aber erst seit 1978 aufgenommen. Ein 1982 zur wasserrechtlichen Bewilligung eingereichtes Projekt, das dem heutigen sehr nah kommt, scheiterte damals unter anderem am Widerstand der Bevölkerung.

Erst 2003 nahm man die Planung wieder auf. Dies machte einen Staatsvertrag erforderlich, der am 29. Oktober 2003 beschlossen wurde. Bis zu seinem Inkrafttreten vergingen aber nochmals fünf Jahre. Mittlerweile wurden die Genehmigungen in der Schweiz und in Österreich beantragt. Die ersten Genehmigungsentscheide liessen bis zum Jahr 2010 auf sich warten und stiessen auf Widerstand. Es sollte noch bis zum 1. Juli 2013 dauern, bis das Schweizerische Bundesverwaltungsgericht und auf österreichischer Seite der Umwelt­senat die endgültige Genehmigung erteilt hatten und der Austausch von diplomatischen Noten diese rechtswirksam werden liess.

Gesellschaftlicher Ausstieg

Das Werk war noch nicht einmal richtig begonnen, da änderten sich schon seine Besitzverhältnisse. Während der Planungs- und Genehmigungsphase hielt die österreichische Gesellschaft Verbund die Hälfte der Anteile. 36 % entfielen auf die TIWAG (Tiroler Wasserkraft AG), 14 % gehörten den Engadiner Kraftwerken. Letztere haben nicht nur aufgrund der Stromproduk­tion ein grosses Interesse am Projekt, sondern auch wegen der damit verbundenen Schwallreduktion. Der schweizerische Anteil wird mit wesentlichen Bundesbeiträgen gefördert.

Da der Verbund sich nicht in der Lage fühlte, aufgrund der Strompreise am Markt einen Aufsichtsratsbeschluss für einen Baustart herbeizuführen, übernahm die TIWAG einen Grossteil seiner Anteile. Das führte zu Besitzverhältnissen von 76 % bei der TIWAG, noch 10 % beim Verbund und 14 % bei den Engadiner Kraftwerken. Mittlerweile ergab sich nochmals eine Änderung. Der Verbund ist nun komplett ausgestiegen, sodass die TIWAG nun 86 % am GKI innehat.

Die auftretenden Schwierigkeiten ziehen gemäss derzeitiger Prognose einen etwa 16-prozentigen Anstieg der Erstellungskosten nach sich. Eine neue Hochrechnung erfolgt noch 2018. Nicht eingerechnet hierbei sind die Erzeugungseinbussen von etwa zwei Jahren. Aber man soll den Fisch ja nicht ver­teilen, noch ehe er überhaupt gefangen ist. Den Projektbeteiligten wird jedenfalls ein langer Atem abverlangt, und vielleicht wünschte sich manch einer, Kiemen zu haben, um ab und zu abtauchen zu können. Aber damit tun sich ja sogar Fische oftmals schwer.


Anmerkung:
[01] Johann Herdina, Projekt Gemeinschaftskraftwerk Inn, Grenzüberschreitende technische und vertragliche Herausforderungen, Swiss Tunnel Congress 2018.

TEC21, Fr., 2018.10.19

19. Oktober 2018 Peter Seitz

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