Sanierung historischer Kaianlagen: BIM-gestützte Instandsetzung und moderne Technik am Beispiel Helgolandkai in Wilhelmshaven

Die Instandsetzung und Modernisierung historischer Hafeninfrastruktur stellt Bauingenieure und Planer vor besondere Herausforderungen. Insbesondere wenn es sich um über 130 Jahre alte Bauwerke handelt, die über Jahrzehnte hinweg diversen Belastungen ausgesetzt waren und nur noch eingeschränkt genutzt werden konnten. Ein prominentes Beispiel für eine solche hochwertige Sanierung ist der Helgolandkai in Wilhelmshaven. Dieses Projekt diente nicht nur der Wiederherstellung der Verkehrssicherheit und der Erhöhung der Umschlagskapazität, sondern war auch ein Pilotvorhaben für den Einsatz modernster Planungsmethoden im Hafenbau.

Der vorliegende Artikel beleuchtet die technischen Aspekte, die historische Entwicklung und die innovativen Verfahren, die bei der Sanierung des Helgolandkais und des benachbarten Wangeroogekais angewendet wurden. Er richtet sich an Bauherren, Immobilienbesitzer und Fachleute im Bauwesen, die sich für die Sanierung von Altbausubstanz, die Anwendung von Building Information Modeling (BIM) sowie die Verwendung moderner Baustoffe und Verankerungstechniken interessieren.

Historischer Kontext und Ausgangslage

Der Helgolandkai ist ein historisches Bauwerk, das zwischen 1877 und 1886 erbaut wurde und lange Zeit als „Erste Einfahrt“ im Wilhelmshavener Schiffsverkehr diente. Mit einer nutzbaren Kajenlänge von etwa 100 Metern ist er ein prägender Bestandteil des Hafens. Über seine lange Betriebszeit hinweg wurden immer wieder Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt.

Bekannte Eingriffe in die Bausubstanz umfassen: * 1953 bis 1957: Das Vorsetzen einer rückverankerten Spundwand. * 1985: Installation einer Korrosionsschutzanlage. * 2004: Einbau eines Stahlbetonholms sowie einer Entwässerungsanlage mit Drainagen und Pumpenschächten.

Trotz dieser Maßnahmen zeigten regelmäßige Instandhaltungen und Hauptprüfungen, dass die Kaianlagen nur noch eingeschränkt nutzbar waren. Die Standsicherheit war aus Sicht der Prüfbehörden nicht mehr in vollem Umfang gegeben, was zu einer starken Einschränkung der Nutzung führte. Besonders problematisch war, dass die letzte größere Instandhaltung bereits zwischen 2007 und 2008 stattgefunden hatte und die Substanz danach weiter abnahm.

Projektstruktur und Finanzierung

Die Sanierung des Alten Vorhafens, zu dem der Helgolandkai und der Wangeroogekai gehören, war ein großes regionales Infrastrukturprojekt. Es wurde von der Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG (N-Ports), der Hafengesellschaft des Landes Niedersachsen, geleitet.

Die Gesamtkosten für die Modernisierung der beiden Kaianlagen beliefen sich auf insgesamt 12,5 Millionen Euro. Die Finanzierung erfolgte durch Mittel des Landes Niedersachsen, aufgeteilt wie folgt: * Niedersachsen Ports (N-Ports): 10 Millionen Euro. * Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN): 2,5 Millionen Euro.

Diese Aufteilung unterstreicht die Bedeutung des Projekts nicht nur für den Hafenbetrieb, sondern auch für den Küstenschutz und die Sicherheit im Bereich der Wasserwirtschaft.

Technische Herausforderungen und Sanierungsmaßnahmen

Die Sanierung des Helgolandkais erforderte eine detaillierte Analyse der vorhandenen Strukturen und den Einsatz spezifischer Bautechniken, um die Standsicherheit wiederherzustellen und die Nutzung für die nächsten Jahrzehnte zu gewährleisten.

Erneuerung der Spundwand

Das Kernstück der Sanierung war die Verstärkung der Uferbefestigung. Vor die bestehende, rund 100 Meter lange Spundwand aus dem Jahr 1953/1957 wurde eine neue Wellenspundwand aus Stahl gesetzt. Dieses Verfahren ist im Küsten- und Hafenbau bewährt, da es hohe Lasten aufnehmen und den Wellenschutz verbessern kann. Der Ablauf der Arbeiten gestaltete sich wie folgt:

Setzen der neuen Wellenspundwand: Die neue Wand wurde vor die alte Struktur gesetzt.
Verankerung: Um die Stabilität zu gewährleisten, wurde die neue Spundwand verankert. Dies ist notwendig, da der Bodendruck und die Wasserlasten auf die Wand wirken.
Hinterfüllung: Nach dem Setzen und Verankern wurde der Raum hinter der neuen Spundwand hinterfüllt, um eine stabile Verbindung zum Altbau und zum Untergrund herzustellen.

Aufbau des Kajenkopfes und technische Ausstattung

Neben der Unterkonstruktion musste auch die Oberfläche des Kai erneuert werden. Der Kajenkopf wurde komplett aufgebaut. Für die Sicherheit und Funktionalität wurden folgende Komponenten installiert: * Eine Treppenanlage vor die Spundwand, um den Zugang zum Wasser zu ermöglichen. * Steigeleitern und Haltekreuze für den Zugang von Schiffen und für Wartungsarbeiten. * Kopfpollern zum Festmachen der Schiffe. * Anlege- und Festmacherdalben zur sicheren Befestigung der Seile.

Zusätzlich wurden im Hafenbecken Baggerungen durchgeführt, um eine Tiefe von NHN -6,7 Metern zu erreichen und sicherzustellen, dass auch größere Schiffe den Kai anlaufen können. Auch alte Elemente der Kaianlage wurden zurückgebaut.

Entwässerung und Korrosionsschutz

Basierend auf den historischen Maßnahmen (1985 und 2004) ist davon auszugehen, dass die Themen Korrosionsschutz und Entwässerung bei der Sanierung eine Rolle spielten. Das Vorhandensein von Drainagen und Pumpenschächten in der Vorgängerversion des Kai's deutet auf die Notwendigkeit hin, das Sickerwasser effektiv abzuführen, um die Stabilität des Baugrundes und die Langlebigkeit der Stahlkonstruktion zu erhalten.

Innovation im Hafenbau: Der Einsatz von BIM

Ein besonderes Merkmal des Helgolandkai-Projekts war der Einsatz von Building Information Modeling (BIM). Obwohl der Kai ursprünglich konventionell geplant wurde, fiel die Entscheidung nach zwei Jahren Planung, auf die Open-BIM-Methode umzusteigen.

BIM als Pilotprojekt

Das Projekt wurde als Pilotprojekt für Niedersachsen Ports im Hafenbau genutzt. BIM ermöglicht es, Bauwerke als digitale Modelle mit allen relevanten Informationen abzubilden. Dies geschieht in bis zu fünf Dimensionen (5D), was die Integration von Kosten- und Zeitdaten beinhaltet.

Vorteile von BIM im Hafenbau

Der Hafenbau gilt als verhältnismäßig neu im Umgang mit BIM, da das Verfahren bisher vor allem im Hoch- und Straßenbau erprobt wurde. Die Anwendung auf Kaianlagen bringt spezifische Vorteile: * Kollisionserkennung: Komplexe Verankerungssysteme und die Schnittstelle zwischen alter und neuer Spundwand können digital geprüft werden, bevor Material beschafft wird. * Dokumentation: Alle Informationen über die verwendeten Materialien (z.B. Stahlqualität der Wellenspundwand) und die eingebauten Komponenten (Poller, Dalben) sind im digitalen Zwilling gespeichert. Dies erleichtert zukünftige Wartungen und Sanierungen. * Koordination: Da an solchen Projekten oft mehrere Fachplaner und Firmen beteiligt sind (Tiefbau, Verkehrstechnik, Statik), hilft ein BIM-Modell, die Prozesse zu synchronisieren.

Die Umstellung von der konventionellen Planung auf Open BIM während laufender Projektdurchführung zeigt die Reife der beteiligten Planer und die Notwendigkeit, moderne Werkzeuge auch im traditionellen Küstenbau zu nutzen.

Projektmanagement und Durchführung

Die Sanierung wurde in zwei klar getrennte Abschnitte unterteilt, um den Betrieb im Hafen so wenig wie möglich zu beeinträchtigen und eine zügige Fertigstellung zu gewährleisten.

Zeitplanung und Auftragsvergabe

Start der Sanierungsarbeiten: Januar 2019.
Auftragsvergabe: Der Bauauftrag für den Helgolandkai wurde an die Tiefbau GmbH Unterweser, ein Unternehmen der LUDWIG FREYTAG Unternehmensgruppe, vergeben (Stand: Ende September 2018).
Fertigstellung Helgolandkai: Ursprünglich war eine Fertigstellung für Dezember 2019 geplant.

Verzögerungen und deren Ursachen

Trotz einer detaillierten Planung kam es zu Verzögerungen im Baufortschritt. Die Fertigstellung des Helgolandkais zog sich bis in den Oktober 2020. Als Gründe für den Verzug um wenige Monate wurden genannt: 1. Verzögerte Lieferungen von Stahlmengen: Die Beschaffung der Wellenspundwand und anderer Stahlkomponenten (Poller, Verankerungen) dauerte länger als geplant. 2. Versackungen an der Kaje: Bodenmechanische Herausforderungen führten zu unerwarteten Setzungen, die eine Nacharbeit erforderlich machten. 3. Schwierige Witterungsbedingungen: Im Küstenbereich können Wetterlagen (Sturmfluten, hoher Wellengang) die Arbeiten an Wasserbauten erheblich behindern.

Ablauf der Bauabschnitte

Abschnitt Helgolandkai: Begann im Januar 2019 und wurde im Oktober 2020 abgeschlossen. Hier fanden die umfangreichsten strukturellen Arbeiten statt.
Abschnitt Wangeroogekai: Begann im August 2020 (kurz vor Fertigstellung des ersten Abschnitts). Auch hier wurden ähnliche Sanierungsarbeiten durchgeführt, um die Verkehrssicherheit wiederherzustellen.

Bedeutung für den Hafen und die Region

Die Sanierung des Helgolandkais und des Wangeroogekais dient nicht nur der Sicherheit, sondern auch der Wirtschaftlichkeit und dem Tourismus.

Touristische und lokale Bedeutung

Der Helgolandkai liegt an Wilhelmshavens „Schokoladenseite“ und ist ein beliebter Ort für Einheimische und Touristen. Er bietet Zugang zu den Schiffen der Reederei Warrings (z.B. „Harle Kurier“), die Ausflüge zu den Ostfriesischen Inseln anbieten. Durch die Sanierung konnte der Liegeplatz wieder sicher genutzt werden, was für den lokalen Tourismus von hoher Bedeutung ist. Der Saisonstart für die Schifffahrt war auf den 14. April terminiert.

Strategische Infrastruktur

Der Hafen Wilhelmshaven entwickelt sich zunehmend zum „Tor zur Welt“ und zur „Energiedrehscheibe“. Auch wenn der Helgolandkai primär für den Fähr- und Küstenschiffsverkehr genutzt wird, ist die Gesamtmodernisierung des Alten Vorhafens ein Baustein, um die Infrastruktur fit für die Zukunft zu machen. Die Investition von 12,5 Millionen Euro in die Erneuerung der Kaianlagen stellt sicher, dass die Anlagen für die nächsten Jahrzehnte den Anforderungen an Sicherheit und Leistungsfähigkeit genügen.

Fazit

Die Sanierung des Helgolandkais in Wilhelmshaven ist ein Musterbeispiel für die erfolgreiche Instandsetzung historischer Bauwerke unter Einhaltung modernster technischer Standards. Das Projekt zeigt, wie durch den Einsatz von neuen Stahlspundwänden, einer sorgfältigen Verankerung und der Erneuerung der technischen Ausstattung (Poller, Dalben, Treppen) die Lebensdauer einer über 130-jährigen Infrastruktur um Jahrzehnte verlängert werden kann.

Besonders hervorzuheben ist der strategische Entschluss, während der laufenden Sanierung auf Building Information Modeling (BIM) umzusteigen. Dies unterstreicht, dass auch etablierte Bauunternehmen und Hafenbetreiber bereit sind, innovative Planungsmethoden zu nutzen, um Effizienz und Nachhaltigkeit zu steigern.

Für Bauinteressenten und Fachleute zeigt das Projekt Helgolandkai: * Die Bedeutung einer fundierten Bestandsaufnahme vor Sanierungsbeginn. * Die Notwendigkeit von Puffern im Zeitplan, insbesondere bei der Beschaffung von Spezialmaterialien wie Stahlspundwänden. * Die Vorteile digitaler Planung (BIM), um komplexe Schnittstellen im Bauwesen zu beherrschen.

Die Investition von 12,5 Millionen Euro hat sich gelohnt: Der Alte Vorhafen ist wieder eine moderne, leistungsfähige und sichere Infrastruktur, die den Anforderungen von Wirtschaft, Küstenschutz und Tourismus gleichermaßen gerecht wird.