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Baustellenbericht

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

bullet 1.       EINLEITUNG
bullet 1.1     Allgemeines
bullet 1.2     Finanzierung
bullet 2.       STAUDAMM MANANTALI
bullet 2.1     Bauphasen
bullet 2.2     Betonbauwerke
bullet 2.2.1  Pfeilerkopfstaumauer
bullet 2.2     Tosbecken
bullet 2.2.3  Inspektionsstollen
bullet 2.3     Felsschüttdamm
bullet 2.4     Diverses
bullet 3        VERMESSUNG
bullet 3.1     Allgemeines
bullet 3.2     Triangulation
bullet 3.2.1  Aufgabenstellung
bullet 3.2.2  Netzanlage
bullet 3.2.3  Beobachtung des Netzes
bullet 3.2.4  Berechnung
bullet 3.2.5  Höhenfixpunkte
bullet 3.2.6  Bemerkungen
bullet 3.3     Detailvermessung
bullet 3.3.1  Beton
bullet 3.3.2  Erdbau
bullet 3.3.3  Diverses
bullet 3.4     Überwachung
bullet 3.4.1  Bauzeit
bullet 3.4.2  Stauphase
bullet 3.5     Diverses
bullet 3.5.1  Instrumentarium
bullet 3.5.2  Personal
bullet 4        Schlussbemerkungen


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1. EINLEITUNG

1.1. ALLGEMEINES

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
2. Elektrische Leistung 200 MW
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

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2. STAUDAMM MANANTALI

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

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

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.
Filter 1 Hydraulik-Radbagger Liebherr für die Materialverteilung
2 Bomag Glattmantel-Vibrationswalzen verdichten die Filterschichten
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.

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3.VERMESSUNG

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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4. SCHLUSSBEMERKUNGEN

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 wöchentlich 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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