Projekt 26280/01

Entwicklung eines Verfahrens zum Schutz von Holzkonstruktionen im Wasserbau gegen die Pfahlbohrmuschel Teredo navalis

Projektträger

TAI GmbH
Am Hünengrab 5
16928 Falkenhagen
Telefon: 033986-28993

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der Schiffbohrwurm Teredo navalis erzeugt an wasserbaulichen Holzkonstruktionen in Deutschland jährlich Schäden in Millionenhöhe, weltweit betragen die entsprechenden Schäden viele Milliarden €/a. Bislang erprobte Verfahren zum Schutz der Hölzer sind häufig nur eingeschränkt wirksam, ökologisch be-denklich und mit hohen Kosten verbunden.
Nachdem gezeigt werden konnte, dass eine Umhüllung mit robustem PP-Vliesstoff einen zuverlässigen und dauerhaften Schutz neu installierter Pfähle gegen Teredo bieten kann, sollte im Projekt ein Verfahren entwickelt werden, das den nachträglichen Schutz von Hölzern in bereits bestehenden Holzkonstruktionen ermöglicht. In dem Verbundvorhaben unter Leitung der Universität Rostock waren eine Taucherfirma als technischer Berater und ausführendes Unternehmen der Feldarbeiten sowie Bremenports, die als Hafenbehörde stellvertretend für die durch das Teredo-Problem betroffenen Verwaltungen stehen, eingebunden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Projekt sollte eine Technologie entwickelt und erprobt werden, mit deren Hilfe die technisch funktionssichere, für die durchführenden Taucher ungefährliche und für das jeweilige Projekt wirtschaftliche Montage von Geokunststoffen an Holzpfählen ermöglicht werden sollte. Grundlegendes Problem dabei waren die beschränkten Platz- und Sichtverhältnisse; das zu entwickelnde Verfahren nebst zugehöriger Technologie musste diese Einschränkungen berücksichtigen.
Die Entwicklungsarbeiten waren dreistufig geplant:
1. Entwurf und Bemessung erfolgten im Wesentlichen an der Universität Rostock. Begleitend eingebunden waren der Taucherservice Hinkerohe und bremenports.
2. Beim nächsten Schritt, der Konstruktion von Prototypen, war der Taucherservice Hinkerohe federführend, während die Universität Rostock mit Laborleistungen unterstützend tätig war. Gleiches galt für die Erprobung im Technikumsmaßstab, die kostengünstig an der mecklenburgischen Ostseeküste durchgeführt werden konnte. In der beschriebenen Konstellation wurden darüber hinaus gegebenenfalls erforderliche Modifikationen erarbeitet.
3. Die Erprobung im Feldversuch unter realen Bedingungen lag im Wesentlichen in Händen von bremenports. Der Taucherservice Hinkerohe begleitete diesen Projektabschnitt einführend und beratend, die Koordination lag in Händen der Universität Rostock. Erforderliche Umbauten wurden wie unter 2. beschrieben durchgeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Nach knapp über zwei Jahren Projektlaufzeit kann auf eine Reihe von nennenswerten Konstruktionsideen und umgesetzten Entwicklungen zurück geblickt werden. Hauptaugenmerk der engen Zusammenarbeit zwischen der TAI GmbH und dem Lehrstuhl für Landeskulturelle Ingenieurbauwerke lag auf der Entwicklung einer Pfahlreinigungsmaschine, welche kostengünstig und ohne aufwendigen Tauchereinsatz betrieben werden kann. Ergebnis der Zusammenarbeit ist ein aus einem doppelten, um den Pfahl klappbaren Stahlrahmen realisierter Prototyp. An den vier Seiten des Rahmens sind Stahlarme montiert, an denen die Bürstenköpfe mit dem hydraulischen Antrieb installiert sind. Ein zweiter hydraulischer Antrieb dient dem vertikalen Vortrieb der gesamten Reinigungsmaschine und wird über zwei gegenüberliegende Doppelzahnräder mit einem Außendurchmesser von 400 mm und einer Materialstärke von 8 mm (eins davon hydraulisch angetrieben) realisiert. Die Zahnräder sind austauschbar und können so an den Pfahldurchmesser angepasst werden. Das nicht angetriebene Zahnrad dient als Widerlager und sorgt für die notwendige Stabilität der Maschine beim Vortrieb. Bisher konnte keine technische Lösung gefunden werden, wo der Antrieb am besten montiert wird, um ein Verkanten der Maschine im Betrieb zu verhindern. Des Weiteren ist der Prototyp mit einem ungefähren Gewicht von 200 kg schwer zu handhaben. In einer künftigen Projektfortführung wäre der Prototyp im Hinblick auf technische Details und Handling zu verfeinern.

Die Vliesstoffummantelung befindet sich noch im Erprobungszustand. Mehrere theoretische Lösungsansätze wurden in der Werkhalle des Lehrstuhls sowie auf dem Gelände der TAI GmbH getestet. Die Montage der geotextilen Schutzhülle mit Hilfe eines Blechkastens erwies sich auf Grund der starken Volumenzunahme bei horizontalem Falten des Vliesstoffes in der Praxis als eher ungeeignet. Um dieser Problematik entgegenzuwirken, entstand die Idee, den Vliesstoff hängend, am Fuß ballastiert, mit Hilfe von Halteklammern ins Wasser zu lassen und anschließend um den Pfahl zu legen. Ein weiterer Ansatz ist die Einlage des Vliesstoffes in vorkonfektionierten Kassetten, welche im Wasser um den Pfahl herum gelegt werden können. Durch Öffnen der Kassettenböden kann sich der Vliesstoff am Pfahl nach unten entfalten und anschließend befestigt werden. Die Entwürfe der Vliesstoffmontagekonzepte sind in einer Fortführung des Projektes zu konstruieren und zu testen. Nach weiteren Feldversuchen könnten die Prototypen für den alltäglichen Gebrauch modifiziert werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Projektbericht wurde dem Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein, dem Institut für Wasserbau der Hochschule Bremen, der Hamburg Port Authority (HPA), der Leuphana Universität Lüneburg und der Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG in Oldenburg zur Kenntnis gegeben.


Fazit

Aufgrund dargelegter technischer Schwierigkeiten in der Entwurfsplanung der Reinigungsmaschine und des Montagegerätes, sowie der sehr zeitaufwendigen Konstruktion und Erprobung des Prototyps konnte das Projekt nicht planmäßig bis Ende 2010 beendet werden. Der überarbeitete Zeitplan veranschaulichte die sehr zeitintensive Planung und Konstruktion der Reinigungsmaschine. Der vorliegende Bericht gibt einen umfassenden Überblick über die bisherigen erfolgversprechenden Projektergebnisse.

Aufgrund der Aktualität der Thematik, Holzkonstruktionen nachhaltig gegen die Holzbohrmuschel Teredo navalis schützen zu müssen, sowie das Bedürfnis die Entwicklungen bis auf Marktreife weiter zu entwickeln und zu modifizieren, strebten die Projektpartner eine Fortführung des Projektes an.
Folgende Punkte wurden für eine Fortführung des Projektes ins Auge gefasst:
(1) Weiterentwicklung, Konstruktion und Modifikation des Montagegerätes;
(2) Modifikation des Reinigungsgerätes und Durchführung weiterer Tests;
(3) Durchführung von Feldversuchen sowie weiteren Laboruntersuchungen (Geotextil) zur Erprobung von Handling und Funktionalität der Entwicklungen.
Diese Punkte sollten in einem Zeitraum von etwa einem Jahr abgearbeitet werden können.