Drachenfels-Sanierung zur Gewährleistung der Standsicherheit
Der Drachenfels ist ein 321 Meter hoher Berg am Rhein und ein gemeinsam mit der gleichnamigen Burg Drachenfels ein beliebtes Ausflugsziel in Nordrhein-Westfalen.
Die Felswand unterhalb der Burgruine beziehungsweise oberhalb des sogenannten Eselswegs ist hierbei keine natürliche Felsböschung sondern ist menschengemacht. Schon die Römer haben hier Sanidin-Trachyt abgebaut, der als Werkstein verwendet wurde.
Die Böschung des Steinbruchs am Drachenfels ist nun deutlich steiler als der vormals vorhandene natürliche Böschungswinkel. Zusätzlich ist das Gestein geklüftet. Im Laufe der Zeit haben sich das Gebirge aufgelockert und die Klüfte geweitet, wodurch es bereits in den 50er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts vermehrt zu Steinschlägen kam. Unterstützend wirken hierbei Frost-Tau-Wechsel und die Durchwurzelung der Klüfte.
Inhaltsverzeichnis
Sanierung des Drachenfels in den 1970ern
Man sah zum einen die Standsicherheit der Burg und zum anderen den Zugang zur Burg über den den Eselsweg gefährdet. Das Land NRW ließ daher von 1970 bis 1973 umfassende Sanierungsmaßnahmen durchführen. Diese bestanden aus:
- Sicherung über Stahlspannglieder
- Sicherung über vorgespannte, verpresste Felsanker
- Sicherung einzelner Felskörper mit ca. 400 Felsnägeln
- Sicherung von stark geklüfteten Bereichen mit Spritzbeton
Die Stahlspannglieder wurden über Stahlbetongurtbalken miteinander verbunden. Diese sind heute das auffälligste Sicherungselement am Drachenfels.
Zustandsverschlechterung ab 2014
An den Stahlgliedern kann die Spannkraft gemessen werden. Hierbei wurde ab 2014 bei manchen Stahlspanngliedern am Drachenfels eine deutliche Zunahme der Spannkraft festgestellt. Dies deutet auf Bewegungen des Gebirges hin. Außerdem deutete sich an, dass ein noch ungesicherter Teil der Felswand abstürzen könnte.
Daher wurde der Eselsweg durch die Bezirksregierung Köln gesperrt und ein geotechnisches Ingenieurbüro gemeinsam mit dem Geologischen Dienst von Nordrhein-Westfalen mit der Planung von weiteren Sanierungsmaßnahmen beauftragt.
Erkundung und Sanierung von 2017 bis 2019
Im Rahmen der Erkundung und Sanierung des Drachenfels im Zeitraum von 2017 bis 2019 wurden folgende Maßnahmen umgesetzt:
- Erstellung eines 3D-Modells
- Sicherung über etwa 200 zusätzliche Felsnägel
- Sicherung über zusätzliche Stahlspannglieder
- Ertüchtigung der Stahlbetongurtbalken
- Sanierung von Spritzbetonoberflächen
Modellbildung über Laserscanning und Photogrammetrie
Zunächst wurde die Felsböschung am Drachenfels von insgesamt 80 t Abfall, Boden und Bewuchs beräumt, sie vollständig einsehen zu können. Dann wurde die Böschung in einem ersten Schritt mittels Drohnenbefliegung photogrammetrisch und die Lage mittels terrestrischem Laserscanning exakt erfasst.
Aus den erhobenen Daten wurde ein 3D-Modell abgeleitet, das für Volumenbestimmungen herangezogen werden konnte. Außerdem war es über spezielle Software möglich, die Kluftsysteme des Gebirges am 3D-Modell zu analysieren. Dies ist für Standsicherheitsbewertungen und die Planung der Lage von Sicherungselementen essentiell.
Ein großer Vorteil der Arbeit am Modell besteht darin, dass die Böschung am Drachenfels so einfach und vollständig zugängig gemacht wird. Eine händische Erfassung von Trennflächen mittels Kompass und Maßband wäre um ein vielfaches aufwendiger. Ganz verzichtet wurde darauf jedoch nicht. Den über stichprobenartige Erfassung von Klüften im Feld konnten die Ergebnisse des Modells validiert werden.
Ausgeführte Sicherungs- und Sanierungsarbeiten am Drachenfels
Für die folgenden Sanierungarbeiten musste dieser Teil des Drachenfels vollständig eingerüstet werden. Das Gerüst ist hierbei kaum mit üblichen Gerüsten an Hochbauten zu vergleichen. So wog es etwa 300 t und wies 26 Etagen mit einer Höhe von 53 m auf.
Im Rahmen der Sanierung war der Einbau zusätzlicher Stahlspannglieder mit Längen zwischen 13 m und 26 m erforderlich. Hierfür wurden Kernbohrungen erstellt, deren Bohrkanal vor Einbau des Sicherungselements mit einen sogenannten Borehole-Televiewer befahren wurde. Hiermit kann die Fläche der Bohrlochwandung optisch aufgenommen und die Klüfte in der Tiefe der Felswand beurteilt werden.
Bei der Befahrung der Bohrlöcher wurde festgestellt, dass die Wurzeln teilweise über 10 m tief in den Drachenfels reichten. Wurzeln können enormen Druck aufbauen und das Gestein auseinander treiben. Dies kann wiederum zu einem Standsicherheitsproblem führen. Daher wurden insgesamt 380 m Klüfte mit einem speziellen Mörtel vergossen, der ein weiteres Einwachsen von Wurzeln verhindern soll. Außerdem soll das Eindringen von Wasser vermieden werden, dass bei Frost ebenfalls zu einer Destabilisierung des Gebirges führen kann.
Bei der Inspektion der Stahlbetongurtbalken wurde festgestellt, dass diese mittlerweile zwar noch in einem ausreichend stabilen, jedoch in einem sanierungsbedürftigem Zustand waren. Durch Korrosion der Bewehrung wurde der Beton oberflächlich abgesprengt. Außerdem wurden Kiesnester festgestellt, bei denen es sich um Entmischungen handelt, die die Festigkeit des Betons beeinträchtigen.
Die Schadstellen wurden im Zuge der Sanierung beseitigt und die Oberfläche mit einer Spezialbeschichtung versehen, um die Lebensdauer des Bauwerks zu erhöhen.
Abschließend wurden über 200 zusätzliche Felsnägel in den Drachenfels eingebracht. Sie wiesen Längen zwischen 4 m bis 6 m auf und wurden verpresst um einen Kraftschluss mit dem Gebirge gewährleisten zu können.
Wiedereröffnung des Eselsweg November 2019
Der Eselsweg wurde nach Abschluss der Arbeiten im November 2019 für den Publikumsverkehr wieder geöffnet. Klar ist jetzt schon, dass der Drachenfels die Fachleute auch in Zukunft noch beschäftigen wird. Aber für die nächsten Jahrzehnte ist die Sicherung an diesem Teil des Drachenfels wieder ertüchtigt worden.
Da die Bautätigkeiten zwangsläufig auch einen größeren Eingriff in die Natur bedeuteten, wurden hier Ausgleichsmaßnahmen getroffen. So wurde 30 Fledermausquartierkästen in der Böschung installiert und etwa 1.900 m² Nadelwald in einen höherwertigen Laubwald umgewandelt.
