AZ-Spundwände von ArcelorMittal für den Bau eines Tiefseehafens in Marsden Point

Beschreibung

Ein Tiefseehafen – die Antwort auf Neuseelands steigenden Export an Forstprodukten

Marsden Point, gelegen an der Nordostküste von Neuseelands Nordinsel, wurde als strategisch günstiger Ort für den Bau des tiefsten und modernsten Hafens des Landes ausgewählt. Dank seines permanenten Zugangs und kontinuierlichen Wachstums war der Bau des Hafens zweifellos ein wichtiger Faktor in der Entwicklung von Neuseelands Wirtschaft.

Die Idee zum Bau eines neuen Hafens in dieser Region wurde schon einige Jahrzehnte zuvor geboren. Die Northland Port Cooperation, die den nahegelegenen Hafen von Whangarei betreibt, kaufte den Grund in den 1960er Jahren als die Forstwirtschaft noch in den Kinderschuhen steckte. Im Laufe der Jahre erreichten rund 190.000 Hektar Pinienwälder ihre Reife, was einen steigenden Export an Forstprodukten über den Hafen Whangarei zur Folge hatte. Die Exporte sollten sich zwischen 2000 und 2004 noch vervierfachen. Die Kaimauern von Port Whangerai waren nicht dafür konzipiert, so schweres Gerät zu tragen, daher war der Hafen nicht geeignet, mit diesem Wachstum mitzuhalten. Die Hafenkonstruktionen können nur von Schiffen mit einem Tiefgang bis zu 9 m befahren werden, moderne Transportschiffe haben weisen einen größeren Tiefgang auf.

Außerdem können die 9 Meter Tiefe nur durch regelmäßiges Ausbaggern erreicht werden. In der letzten Zeit allerdings gab es immer mehr Schwierigkeiten, Deponien zur Ablage des ausgebaggerten Materials zu finden. Diese Argumente machten den Bau eines neuen Tiefseehafens unumgänglich.

Northport, ein Joint Venture zwischen Northland Port Cooperation und Port of Touranga, haben sich mit Australasiens größter Forstproduktfirma Carter Holt Harvey zusammengeschlossen. Nach der Errichtung eines großen Furnierschichtholzwerks in der Nähe des neuen Hafens, das hauptsächlich für den Exportmarkt gedacht war, verpflichtete sich Carter Holt Harvey für den Transport von einer Million Tonnen Holz und Holzprodukte in den ersten fünf Jahren des Hafenbetriebs in Marsden Point. Aber auch andere Exportgüter sollten im neuen Hafen abgefertigt werden. 2005 erreichte das jährliche Gütervolumen 2,8 Mio. Tonnen, darunter landwirtschaftliche Produkte, Düngemittel, Zement, Container und natürlich Holz.

Geologische Beschaffenheit und die passendste Spundwandlösung

Genaue Studien über hydrographische und umwelttechnische Aspekte der Baustelle wurden bereits in den 1970er Jahren durchgeführt. Der Bereich, wo der neue Hafen gebaut werden sollte, befindet sich zwischen zwei inaktiven Erdbebenfalten. Seine geologische Bodenbeschaffenheit begünstigten die Bauarbeiten. Der Boden besteht aus Schwemmstoffen, hauptsächlich Sand, mit wenigen torfigen Bereichen, über Grauwacke und tonigem Felsfundament. So konnte nicht nur die Landrückgewinnung ohne Vorbaggern ausgeführt werden, sondern auch das ausgebaggerte Material aus dem Wendebecken als Füllmaterial verwendet werden konnte: einige Millionen Kubikmeter Sand wurden hinter einen 1.700 m langen Uferdeich geschüttet, der 3 bis 6 m hoch steht. Dieser Damm wurde auch aus vor Ort verfügbaren Materialien gebaut, hauptsächlich Sand, und mit schweren Steinen geschützt. Konsolidiert wurde die Tragkonstruktion durch die Anschüttung von bis zu 2 m Sand auf dem Deich, dann wurde das Material eingeebnet, um die Fahrbahnen anzulegen.  

Der Bau des neuen Tiefseehafens begann im Oktober 2000. Weniger als zwei Jahre später, im Juni 2002 legte das erste Schiff in Northport an. Das Projekt wurde mit einem fixierten 30 Mio NZ$ Planungs- und Bauauftrag gebaut. Der neue Hafen beinhaltet einen 50-Hektar Rangierbereich (32 davon auf zurückgewonnenem Land) und eine 390 m langen Kai mit 2 Liegeplätzen, die 65.000 Tonnen Cargoschiffe mit maximalen Längen von 230 m und Tiefgängen bis 13 abfertigen können. Der zweite Liegeplatz konnte fertiggestellt, kurz nachdem der erste in Betrieb genommen wurde. Fletcher Construction Company Ltd war die Planungs- und Baufirma, mit Beca Carter Hollings und Ferner als Planer.

Für den Bau der Sicherungswand war anfangs ein HZ-AZ-Spundwandsystem geplant, um sowohl den rückgewonnen Landbereich einzudämmen als auch hinteren Teil der Fahrbahnabschlusses des Kais zu stützen. Im Endeffekt entschied sich BCHF allerdings für eine kosteneffizientere Lösung aus AZ-Spundwandprofilen. Der Entwurf berücksichtigte die hohen Lasten (Eigengewicht 85 kN/m, Verkehrslast 240 kN/m). Der Abschluss besteht aus vor Ort gegossenen Betonplatten, die auf wasserseitig mit zwei Reihen betongefüllter Spundwandpfählen getragen werden.

Die beträchtliche Breite der ausgewählten AZ-Profile (1,26 m pro Doppelbohle) war ein Vorteil im Hinblick auf die Bauzeit. Obwohl sie am anderen Ende der Welt hergestellt wurden, konnten die 3.000 Tonnen Spundwandprofile innerhalb von 3 Monaten auf die Baustelle geliefert werden.

Bauschritte

Die 30 m hohe Sicherungswand aus AZ 36 Profilen wurde 16 m in den Sand gerammt, der in den letzten 5 m sehr dicht war. Zwei 15 m hohe Sicherungswände verbinden die Hauptkaimauer mit den hinterfüllten Deichen. Die AZ 26 Spundbohlen sind mit 26 m langen Ankern an eine 7,5 m hohe „Totmann“-Konstruktion“ aus AZ 26 Doppelbohlen befestigt.
Die Hauptsicherungswand und die „Totmann“-Wandkonstruktion sind durch einen Stahlanker mit 60 mm Durchmesser von Anker Schroder verbunden, bestehend aus zwei 13,45 m Stäben und einem Gewindekoppler. Kontinuierliche Gurte aus U-Profilen wurden von einem Taucherteam, die auch die Anker montierten, an die Spundwände geschraubt. Aufgrund der geologischen Beschaffenheit des Bodens und der Tiefe gab es bei den Spundwand-Rammarbeiten keine speziellen Probleme. Die Hauptsicherungswand wurde von einer Hubinsel Flexifloat S-70 mithilfe eines PTC 50 HL Vibrationshammers und einem P & H 5100 Kran ausgeführt. Im Fall von Widerstand im kompakten Sand vor der geplanten Rammtiefe wurde ein 9 t Junttan Hydraulikhammer eingesetzt, um den Rammvorgang abzuschließen. Ein Führungsgestelle mit zwei 8 m voneinander entfernten Ebenen stellte die korrekte Anordnung sicher. In Position gehalten wurde das Rammgerüst mit Stahlrohren, die mit demselben Rammgerät wie die Spundbohlen eingebaut wurden. Neun Paare AZ 36 wurden in das Rammführungsgerüst eingeführt und gemeinsam eingebracht, um die notwendige Vertikalität zu erreichen. Die AZ 26 Bohlen der „Totmann“-Konstruktion mussten nicht gerammt werden, sie wurden entlang des Uferdeichs aufgestellt und gestützt bis auf beiden Seiten genug Sand aufgeschüttet wurde.

Mit einer geplanten Lebensdauer von 50 Jahren wurde speziell auf angemessenen Korrosionsschutz der gefährdetsten Teil der Spundwandkonstruktion geachtet: Der Bereich, der von den Gezeiten betroffen ist, und jener, der unter Wasser liegt, ungefähr auf der Höhe des Ankersystems. Die Spundbohlen wurden mit zwei Schichten 175 μm teerfreier Epoxidbeschichtung Altra Tar geschützt. Nach dem Einbau wurden die Anker mit Denso Ultraflex Korrosionsschutzband versehen, mit Schrumpfmanschetten an den Verbindungen.

Weitere Entwicklungen

Von Anfang an sah der Entwurf den Bau von zwei weiteren Anlegestellen mit einer Tiefe von 14,5 m vor. Der Bau von Liegeplatz Nr. 3 startete Ende 2005, eingesetzt wurde eine kombinierte Spundwandlösung von ArcelorMittal. Mit seiner Fertigstellung wurden im April 2007 endgültig alle Operationen aus Port Whangarei von Marsden Point übernommen. Ein 4. Liegeplatz ist für die Zukunft geplant, wenn das Volumen weiterwächst.