Für die Herrichtung einer Logistikfläche in der Dradenau wurden knapp 300.000m³ vorbehandeltes Baggergut aus dem Hamburger Hafen zur Flächenaufhöhung genutzt. So können Deponievolumen geschont sowie Sand als Baumaterial eingespart werden
Im Zuge der Weiterentwicklung des Hafens hat die Hamburg Port Authority (HPA) 2017 die Herrichtung einer rund 8ha großen Fläche[ds_preview] für die Ansiedlung von Logistikunternehmen abgeschlossen. Die neue Landfläche entstand in einem Wasserbecken in der Dradenau, das ehemalig als Zwischenlager für Baggergut aus der Wassertiefeninstandhaltung genutzt wurde. Der dort noch vorhandene Schlick wurde dabei am Beckengrund belassen und erstmals großmaßstäblich aufbereitetes Baggergut eingebaut. Damit konnte die HPA Sedimente in großen Mengen als Baustoff verwerten, statt sie kosten- und flächenintensiv zu deponieren. Verwertung statt Entsorgung Eine der Hauptaufgaben für den Betrieb eines Hafens ist die Gewährleistung der für die Schifffahrt notwendigen Tiefe in der Wasserstraße sowie vor den Kaianlagen. Das im Rahmen der Wassertiefeninstandhaltung im Hamburger Hafen anfallende Baggergut wird je nach Belastungsgrad an definierten Verbringstellen wieder im Gewässer verbracht oder muss an Land entsorgt werden. Für das mit Schadstoffen belastete Baggergut steht dafür im Hafen die Behandlungsanlage für die Mechanische Trennung und Entwässerung von Hafensedimenten (METHA) bereit, welche die Elbsedimente qualitätsgesichert aufbereitet. Das Restmaterial (METHA-Material) wird auf Deponien eingelagert. Da Deponie-Kapazitäten immer knapper werden, wird nach weiteren Verwertungsmöglichkeiten für ein nicht außergewöhnlich belastetes, bindiges Material mit gleichbleibender Qualität gesucht. Um bei Maßnahmen zur Flächenherrichtung im Hafengebiet ein hochwassersicheres Niveau zu schaffen, werden in der Regel große Mengen Sand verwendet. Um diesen wertvollen Baustoff zu sparen, hat die HPA erstmals Teilmengen mit dem vorbehandelten Baggergut ersetzt. Mit dieser effizienten und kostenschonenden Kombination von Unterhaltungsbaggerung und Flächenherrichtung wird eine geordnete Verwertung von Abfällen statt der bisherigen Entsorgung durchgeführt. Um eine sichere und den Interessen der späteren Flächennutzer entsprechende Beschaffenheit der Fläche zu erreichen, wurden die folgenden aufeinander aufbauenden Bauphasen durchgeführt: Auf dem im Becken noch vorhandenen Schlickhorizont wurden in wenige Dezimeter dicken Schichten Sande bis auf eine Höhe von ca. +1,50m NN verrieselt. Mittels einer ausgefeilten Einbaugerätetechnik konnten die Vorgaben an Reihenfolge, Richtung und Einbauvolumina pro Sandlage sichergestellt werden. Auf diese Weise wurden knapp 160.000m³ Sand eingebracht und damit eine für schweres Baugerät standsichere und trockene Oberfläche für die weitere Herrichtung geschaffen. Drainage- und Pumpsystem Aufgrund der am Beckengrund belassenen Schlicke in einer Mächtigkeit von bis zu 15m war durch die Flächenaufhöhung mit starken Setzungen zu rechnen. Zur Beschleunigung des Konsolidierungsvorganges wurden ca. 26.800 Streifendrains mit einer Absetztiefe von 2 bis 12m als Vertikaldrainagen eingebracht. Zusammen mit einer 6-monatigen Sand-Vorbelastungsschüttung konnten so über 90% der zu erwartenden Setzungen vorweggenommen werden. Aufgrund der Restbelastungen des Baggergutes muss der Wasserstand in der zukünftigen Logistikfläche auch nach Abschluss der Arbeiten vorerst unterhalb des umliegenden Grundwasserniveaus gehalten werden. Hierfür wurden Horizontaldrainagen zulaufend auf zwei zentrale Pumpschächte eingebaut. Von dort wird das geförderte Stauwasser in das HPA-eigene Vorklärbecken zur Behandlung abgeleitet. Für den Einbau des METHA-Materials wurde im Vorfeld ein geotechnisches Einbaukonzept festgelegt, welches aufbauend auf den Gegebenheiten vor Ort sowie den während des Einbaus fortschreitenden Setzungen laufend bedarfsgerecht angepasst wurde. Das Grundkonzept bestand aus einem lagenweisen Einbau des METHA-Materials als Schichtpaket mit dazwischenliegenden Drainsandschichten zur Ableitung des austretenden Porenwassers. Als Optimum zwischen den Anforderungen der Bauausführung und dabei induziertem zeitlichen Setzungsverlauf erfolgte der Einbau GPS-gesteuert in vier Schichten bestehend aus jeweils max. drei Einzel-Einbau-Lagen. Die Mächtigkeit der METHA-Materialschichten betrug im Mittel ca. 1,85m. Insgesamt wurden in dieser Bauphase ca. 290.000m³ METHA-Material und zusätzlich ca. 100.000m³ Sande aus der Wassertiefeninstandhaltung eingebracht, um eine sturmflutsichere Flächenhöhe von +7,50m NN herzustellen. Methan-Oxidations-Fläche Aufgrund der im eingebrachten Baggergut noch vorhandenen organischen Anteile wird es bis zu 20 Jahre nach Abschluss der Baumaßnahme noch zur Bildung von Methangas kommen. Auf den Rändern der neuen Nutzfläche wurde deshalb abschließend eine ca. 7m breite Methan-Oxidations-Schicht aufgebaut, in welcher zukünftig durch mikrobielle Oxidation die Umwandlung des stark klimaschädlichen Methans zu Wasser und dem um ein Vielfaches geringer schädlichen Kohlendioxid stattfindet. Die restliche Fläche wird bei Bebauung vollständig versiegelt, so dass das anfallende Gas den Weg durch die biologische Behandlung nehmen muss. Der Aufbau der Methan-Oxidations-Fläche besteht aus einer Gasverteilungsschicht (Kies, 2-8mm), einer Filterschicht (Kiessand, 0-8mm), der eigentlichen Methan-Oxidations-Schicht (Mischboden) und einer Abdeckschicht (Bodensubstrat). Der Methan-Oxidations-Boden wurde aus dem vor Ort befindlichen Sand sowie sogenanntem METHA-Feinsand, einem Nebenprodukt aus der Baggergut-Behandlung, gemischt. Außer dem Einbau in Deponien gab es für dieses Material bislang keine Verwertungsmöglichkeit. Der Erfolg des Methan-Abbaus in der ungefähr 8.000m² großen Oxidations-Fläche wird nach vollständiger Versiegelung der Fläche über ein Monitoring-Programm überwacht. Vier Jahre Bauzeit Nach ca. vierjähriger Bauzeit wurde die neue Logistikfläche ihrer Bestimmung übergeben. Dabei wurde erstmalig die Herstellung einer großmaßstäblichen Flächenaufhöhung unter Verwendung der sogenannten Sandwichbauweise bestehend aus METHA-Material (Abfall zur Verwertung) und Drainsandschichten durchgeführt. Auf diese Weise gelang die Verwertung von ca. 290.000m³ METHA-Material als Verfüllung auf ca. 250.000m³ eingelagertem Schlick. Im Zuge dessen konnte Sand als Verfüllmaterial eingespart sowie Deponievolumen in dieser Größenordnung geschont und damit die Nutzungsdauer der vorhandenen Deponiestandorte um ca. zwei Jahre verlängert werden. Über ein ausgeklügeltes Entwässerungssystem wird sichergestellt, dass es zu keinem Austritt von schadstoffhaltigem Stauwasser aus der Fläche kommt. Als Beitrag zum Klimaschutz wird das im METHA-Material anfallende Methangas in einer der weltweit größten Methan-Oxidations-Flächen mikrobiell abgebaut.
Jörn Gutbrod
