Die steuerbaren Auslässe des Sylvensteinspeichers in der bayerischen Gemeinde Lenggries erhalten nach rund 60-jähriger Einsatzdauer eine umfangreiche Revitalisierung.

Nachdem zwischen 2016 und 2018 der Stahlwasserbau am Grundablass erneuert wurde, stehen die Arbeiten am Triebwasserstollen des rund 124 Millionen m³ fassenden Reservoirs nun kurz vor der Fertigstellung. Im Zentrum der hydromechanischen Revitalisierung standen der Austausch der als Rollschützen ausgeführten Absperrorgane und Antriebe sowie die dazugehörigen Komponenten. Umgesetzt wird die Erneuerung am Triebwasserstollen wieder von der Vorarlberger Künz GmbH, die ihre Kompetenz bereits bei der Sanierung des Stahlwasserbaus am Grundablass unter Beweis gestellt hat. Mit den neuen, nun auf hydraulischem Weg betriebenen Ober- und Unterwasserschützen bleibt die Hochwassersicherheit des Speichers auch in den kommenden Dekaden gewährleistet.

Die zwischen 1954 und 1959 errichtete Talsperre Sylvenstein befindet sich rund 70 Kilometer südlich der Landeshauptstadt München und bildet Bayerns ältesten staatlichen Wasserspeicher. Durch den rund 48 m hohen Erddamm mit Kerndichtung werden die Zuflüsse aus einem ca. 1.100 km² großen Einzugsgebiet der Flüsse Isar, Walchen und Dürrach aufgestaut. Während zu Zeiten der Errichtung der Talsperre noch die Wasserversorgung der nahe gelegenen Stadt Bad Tölz durch die Isar im Vordergrund stand, etablierte sich der Sylvensteinspeicher im Laufe der Jahre als wichtige Hochwasserschutzeinrichtung. Bei starken Niederschlägen schützt der Speicher die Bewoh­ner des Isartals von Bad Tölz über den Großraum München bis hin nach Niederbayern vor potentiellen Überschwemmungen. Außerdem speist das Reservoir zwei Wasserkraftwerke am Fuße des Damms. Das ältere Kraftwerk 1 wurde 1959 als Teil des Betriebsauslasses mit der Talsperre in Betrieb genommen und dient der Steuerung der Wasserabgabe aus dem Speicher. Im Mittel produziert die in einer Kaverne errichtete Anlage Sylvenstein 1 jährlich ca. 9,7 GWh elektrische Energie. 2003 wurde die komplette elektromaschinelle Ausrüstung des Kraftwerks 1 erneuert und 2004 wieder in Betrieb genommen. Im Jahr 2000 erfolgte die Inbetriebnahme der Anlage Sylvenstein 2, die im Regeljahr rund 16,5 GWh Ökostrom erzeugt. Durch das zusätzliche Kraftwerk können Erzeugungsausfälle bei Wartungs- und Reparaturarbeiten des bestehenden Kraftwerks vermieden und höhere Wasserabgaben aus dem Speicher zur Strom­erzeugung genutzt werden.

Stahlwasserbausanierung unumgänglich
Um die Hochwassersicherheit des Speichers zu gewährleisten, werden seit den 1990er-Jahren vom Betreiber Wasserwirtschaftsamt Weilheim (WWA) umfangreiche Modernisierungs- und Erneuerungsmaßnahmen am Bauwerk durchgeführt. Dazu zählen unter anderem der Einbau eines Damm-Kontrollsystems, die Errichtung einer zweiten Hochwasserentlastungsanlage sowie eine Damm-­Erhöhung zur Vergrößerung des Hoch-i wasser­schutzraums um rund 20 Millionen m³ auf ein gesamtes Fassungsvermögen von ca. 124,3 Millionen m³. Zusätzlich zu den beiden Kraftwerken bilden der Grund­ablass und der Triebwasserstollen die einzigen steuerbaren Abgabeorgane des Sylvensteinspeichers. Damit sind diese als Rollschützen ausgeführten Absperrorgane von zentraler Bedeutung für die Hochwasserentlastung und die konstante Wasserversorgung der Isar. Wegen der zweimaligen Dammerhöhung um insgesamt 5 m waren die 1959 in Betrieb genommenen Schützentafeln sowie die dazugehörigen Antriebe allerdings nicht auf den heute möglichen Höchststau des Speichers ausgelegt. ­Zudem hatten die außergewöhnlichen Hochwasserereignisse der Jahre 1999, 2005 und 2013 an der Infrastruktur des Speichers ihre Spuren hinterlassen. Speziell die extremen Belastungen des im Juni 2013 erreichten Höchststaus – der Wasserstand im Speicher stieg dabei auf eine bis dato nicht erreichte Höhe von 762,95 m.ü. NN – führten zu außergewöhnlichen Beanspruchungen für den Stahlwasserbau am Grund­ablass und Triebwasserstollen. Um die Funktionsfähigkeit der Anlage bei allen Betriebszuständen auch zukünftig zu gewährleisten, war eine zeitnahe und umfangreiche Sanierung der rund 60 Jahre alten Bauteile unausweichlich geworden.

Schützentausch in 48 Stunden
Der international renommierte Branchenexperte Künz GmbH konnte sich zweimal den Zuschlag für die auf zwei Etappen angelegte Revitalisierung des Stahlwasserbaus sichern. Da der Sylvensteinspeicher auch während des Umbaus voll funktionsfähig bleiben musste, konnten die Erneuerungsarbeiten nur während der hochwasserarmen Wintermonate durchgeführt werden. Zwischen 2016 und 2017 erfolgte die Sanierung des leistungsstärkeren Grundablass. Dabei wurden zunächst die jeweils 19 m² großen und rund 16 t schweren Ober- und Unterwasserschützen erneuert und 2018 nach der Montage der dazugehörigen Infrastruktur offiziell in Betrieb genommen. Im Herbst 2018 begannen die Vorarbeiten zur Revision am Triebwasserstollen, die im Gegensatz zum Grundablass in einem Nassschacht durchgeführt wurde. Künz-Projektleiter Jürgen Feuerstein weist auf eine zentrale Anforderung des Projekts hin: „Um die Hochwasserabfuhr des Speichers zu gewährleisten, mussten die neuen Absperrorgane jeweils innerhalb von nur 48 Stunden voll einsatzfähig sein. Dies stellte in den beiden Schächten bei beengten Platzverhältnissen eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar.“

Hydraulik ersetzt Zahnstangenantrieb
Bevor die neuen Schützentafeln gefertigt werden konnten, mussten zuvor noch die auf die Bauteile einwirkenden Kräfte ermittelt werden. Durchgeführt wurden diese Berechnungen von der Technischen Universität Innsbruck, mit denen Künz schon in der Vergangenheit erfolgreich zusammengearbeitet hatte. „Das von der TU Innsbruck erstellte 3 D-Modell hat gezeigt, dass kleinste Änderungen an der Sohlschneiden-Geometrie der Schützentafeln deutliche Auswirkungen auf die entstehenden Kräfte haben. Um die Belastungen für die Absperrorgane und die dazugehörigen Antriebe möglichst gering zu halten, wurde die Geometrie der Sohlschneiden entsprechend optimiert“, erklärt Jürgen Feuerstein. Nachdem bereits im Oktober 2018 die Vermessung und eine Bestandsaufnahme durchgeführt worden war, startete mit der Baustelleneinrichtung im August 2019 schließlich die konkrete Umsetzungsphase des Projekts. Zunächst sollte der Unterwasserschütz getauscht werden, wozu neue Armierungen auf den Bestand aufgedoppelt und mit einem hochfesten Industrieharz vergossen wurden. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse und der Bauteilgröße wurden beide Schützen in zweiteiliger Ausführung gefertigt. Die Einbringung der Bauteile in den Schacht erfolgt über den unterwasserseitigen Triebwasserweg, wozu eine eigene Baustraße errichtet wurde. Bei der Montage wurden die zweigeteilten Schützen mittels Bolzen miteinander verbunden, im Endzustand messen Ober- und Unterschütz jeweils 2,8 m in der Breite und 4,5 m in der Höhe. Anstelle der alten mechanischen Zahnstangenantriebe werden die neuen Schützen nun hydraulisch bewegt. Anders als beim Grundablass, bei dem das Hydraulikaggregat und die Hydraulikzylinder unmittelbar über den Schützen in einem Trockenschacht positioniert sind, befinden sich die Antriebseinheiten beim Triebwasserstollen an der Spitze eines rund 35 m hohen Nassschachts. Dies machte die Ausführung eines mehrteiligen Zug- und Druckgestänges inklusive Führungskonsolen durch den Vertikalschacht notwendig.
Neben den Schützentafeln wurde auch der oberhalb der Verschlusskammer befindliche Turbinen-Einlaufrechen zum Kraftwerk 1 von Künz neu ausgeführt. Der feuerverzinkte Vertikalrechen hat eine Breite von 2 m und eine Höhe von 5,9 m. Wie sein Vorgänger wurde auch der neue Rechen in ziehbarer Ausführung gefertigt, dazu wurden im Schacht ebenfalls neue Führungskonsolen montiert. Das Rechenwindwerk wurde von einem von Künz beauftragten Sub-Unternehmen demontiert und einer Generalüberholung unterzogen.