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Düker

Druckleitung zur Unterquerung eines Hindernisses

Ein Düker (niederdeutsch, entspricht niederländisch duiker, „Taucher“) ist eine Druckleitung zur Unterquerung einer Straße, eines Tunnels, eines Flusses oder von Bahngleisen etc. Die Leitung kann zum Beispiel eine Gas-, Abwasser- oder Trinkwasserleitung oder Öl-Pipeline sein. Sogenannte offene Düker nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren führen Oberflächenwasser (aus Bewässerungsgräben, Entwässerungsgräben, Bächen bis hin zu Flüssen) unter Zufahrten, Straßen, Flüssen, Wasserstraßen (Kanälen) oder anderen den Wasserlauf behindernden Bauwerken hindurch. Es gibt auch Düker, die durch Personal begehbar sind und in denen verschiedene Leitungen (Gas, Wasser, Elektro) verlegt sind.

Schematische Darstellung eines Dükers zur Querung eines Kanals
Heberleitung zum Ausgleich der Wasserspiegel zweier Behälter oder Gerinne in beide Richtungen (hier in der Grafik Wasserfluss von links nach rechts)
Aufgeständerte Betonrinnen zur offenen Wasserführung; zwischen den runden Schächten der unterirdische Düker als Druckleitung. Der Höhenunterschied Einlauf-Auslauf ist klar ersichtlich.

Das Gegenstück zu einem Düker ist die Heberleitung, die zur Überquerung von Straßen[1] oder zur Verbindung von Behältern[2] gebaut wird, sie funktioniert genauso wie U-förmige kommunizierende Röhren, nur dass das „U“ um 180° gedreht („auf den Kopf gestellt“) ist. Wesentlich dabei ist, dass die Verbindungsleitung vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist und ihre Anschlüsse an die Gefäße beidseitig unterhalb deren Flüssigkeitsspiegel münden, sodass kein Luftzutritt in die Heberleitung erfolgt.[anm 1] Die Flüssigkeitsfüllung wird gewährleistet, indem über eine Saugleitung am höchsten Punkt eventuell vorhandene Luft herausgesaugt wird und die Saugleitung dann mit einem Absperrventil luftdicht verschlossen wird.[2]

Ein Düker zur Überwindung eines Tales, wie sie schon die Römer aus Blei- und Tonrohren bauten, wird zumeist eher „Siphon“ genannt.

Bei der Verlegung von Kabeln unter Flüssen spricht man auch von einem Kabeldüker.

Prinzip

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Im Düker kann die Flüssigkeit das Hindernis überwinden, ohne dass Pumpen eingesetzt werden müssen. Dabei nutzt man das schon in der Antike bekannte Prinzip der kommunizierenden Röhren, wonach sich stehende Flüssigkeiten in miteinander verbundenen Röhren stets auf das gleiche Niveau einpegeln. Fließt nun auf einer Seite immer neue Flüssigkeit hinzu, so erreicht sie auf der anderen Seite dasselbe Höhenniveau und kann ohne Höhenverlust (wegen des Dükers) dort weitergeleitet werden. Durch den Druckverlust im geschlossenen Rohr kann sich, nach dem Gesetz von Hagen-Poiseuille, nach dem Düker eine verringerte Fließgeschwindigkeit mit geringerem Volumendurchsatz ergeben.

Bei einem einfachen Durchlass geht der Wasserspiegel frei zur anderen Seite durch. Ein Durchlass läuft leer, wenn kein Wasser mehr ankommt. Ein Düker liegt dagegen tiefer als der Abfluss und muss gegebenenfalls leergepumpt werden. Als Zwischenlösung gilt der Halbdüker. Dabei wird die Rohrsohle gegenüber dem Zufluss eingetieft, der Rohrscheitel liegt aber immer über der Flüssigkeit. Ein echter Düker ist immer als Druckrohr ausgebildet.

Bauarten

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Für den Bau eines Dükers zur Querung eines Flusses durch eine Pipeline sind verschiedene Bauweisen gebräuchlich.

Bei der Bauweise im offenen Graben wird zunächst ein Graben quer in das Flussbett gebaggert. Wird der Fluss oder Schifffahrtskanal mit einer Spundwand begrenzt, wird der an Land in drei Teilen vormontierte Stahldüker hier wasserdicht eingebunden, der auf- oder absteigende Ast kann anschließend angeschraubt oder angeschweißt werden. Ist das Gewässer mit Böschungen begrenzt, wird der einteilige Stahldüker entweder auf einen Ponton verladen und an der Einsatzstelle per Kran verlegt oder direkt von Land aus per Kran eingeschwommen. Zum Schluss wird ein Sand-Kies-Gemisch in das vorbereitete Dükerbett eingespült, damit dieser mit der Deckschicht gegen Beschädigungen durch Wasserfahrzeuge (beispielsweise beim Ankerwurf) geschützt ist. Anschließend werden das Einlauf- und Auslaufbauwerk angebaut.

Eine weitere Bauweise ist das Vortriebsverfahren, meist im Schildvortrieb. Hierbei werden eine Start- und Zielgrube gebaut, die später meist auch als Ein- und Auslaufbauwerk dienen. Aus der Startgrube gräbt sich die Vortriebsmaschine unter dem Gewässer hindurch bis zur Zielgrube. Das entsprechende Beton-Dükerrohr wird sofort nachgeschoben, sodass hinter der Maschine schon der fertige Düker entsteht.

Kennzeichnung

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Bildtafel zur Kennzeichnung von Dükern an Wasserstraßen

An Wasserstraßen werden Düker durch eine quadratische Bildtafel mit einem D gekennzeichnet, mit der Schrift der Wasserstraße zugewandt. In anderen Fällen ist die Kennzeichnung uneinheitlich. Oft werden Tafeln mit dem Wort Düker aufgestellt, die von der Landseite aus lesbar sind.

Vermeidung von Ablagerungen

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Anfertigung einer Holzkugel für die Reinigung des Dresdner Elbdükers

Bei Dükern, die benutzt werden, um Abwasser unter einem Hindernis (Fluss, Tunnel) durchzuleiten, hat der Düker meist einen kleineren Querschnitt (etwa 10–20 %, je nach normalem Rohrquerschnitt) als das am Dükeroberhaupt ankommende und am Dükerunterhaupt abgehende Rohr, um die Fließgeschwindigkeit (hierbei etwa 2 m/s) im Düker zu erhöhen, damit sich in der Dükersohle keine Stoffe absetzen können, die den Düker verstopfen. Problematisch ist jedoch, wie bei Flüssen häufig der Fall, dass die Mengen um mehr als das Hundertfache schwanken können (Regenwetter). Deshalb werden oft mehrere Röhren parallel verlegt und je nach Wasseranfall beschickt. Da das System nicht regelbar ist, kommt es – insbesondere bei stark mit Sinkstoffen belasteten Wässern – zu Ablagerungen, die mit hohem Kostenaufwand beseitigt werden müssen. Abhilfe dazu schafft auch ein eiförmiger Querschnitt des Betonrohrs (mit der „Eispitze“ nach unten), der zusätzliche Wassermengen gut aufnehmen kann.

Luftkissendüker

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Luftkissendüker sind Düker, deren Querschnitt dem Wasserzufluss angepasst werden kann, um die Fließgeschwindigkeit konstant zu halten. Er besteht aus einem waagerecht liegenden Rohr mit senkrechten Zuläufen. Zu- und Ablauf des Dükers werden durch einen Siphon begrenzt, sodass in den Düker Luft gepumpt werden kann. Diese Luft kann nicht entweichen und reduziert den Querschnitt des Dükers. Strömt wenig Wasser in den Düker, so handelt es sich um ein großes Luftkissen, das den Querschnitt sehr klein macht, kommt mehr Wasser, so wird die Luftmenge reduziert und der Querschnitt vergrößert. Somit erreicht man eine konstante Fließgeschwindigkeit des Wassers. Nach diesem System arbeitet die Hamburger Stadtentwässerung bei einem Düker, der Hamburgs Nordwesten unter der Elbe hindurch mit dem Klärwerk Köhlbrandhöft Nord verbindet. Den weltweit größten Betriebsbereich von minimal 10 l/s und maximal 8800 l/s, also 1:880, weist der Luftkissendüker am Wiener Platz[3] in Dresden auf.

Beispiele

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Deutschland

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Dükerkanal der Wakenitz in Lübeck
 
Düker der Schmalen Gera (hinten) unter dem Flutgraben (vorn) von 1895 in Erfurt. Nicht im Bild ist der Auslass auf der anderen Seite.
 
Schleuseneinfahrt mit Unterdükerung und Überlauf in den unten durchlaufenden Graben am Süd-Nord-Kanal
  • In Koblenz verbindet der 370 m lange Rheindüker die Altstadt mit dem Stadtteil Ehrenbreitstein. Der 1979–1982 errichtete Düker liegt dabei 16 m unter der Flusssohle des Rheins und dient der Wasserversorgung/-entsorgung.[4] 50,35834° N, 7,60694° O
  • Eine Dükerleitung verbindet den Wasserentnahmeturm mit dem Heinrich-Geis-Stollen auf der gegenüberliegenden Uferseite der Kalltalsperre in der Nordeifel. 50,64385° N, 6,30768° O
  • Der Elbdüker am Flügelweg in Dresden wird seit 1907 genutzt, um das Abwasser der linkselbischen Altstadt unter der Elbe hindurch in die rechtselbische Kläranlage Dresden-Kaditz zu leiten. Er besteht aus einem Rohr von 105 cm Durchmesser, dem Trockenwetterrohr, welches ständig durchflossen wird, und einem Rohr von 200 cm Durchmesser, dem Regenwetterrohr, das die bei Regenwetter anfallenden größeren Wassermengen aufnimmt.[5] Der Doppeldüker unterquert die Elbe auf einer Länge von 117 m. Einschließlich Ein- und Auslaufstrecke ist der Düker 300 Meter lang und wird durch zwei Bauwerke, die Dükerkammern, begrenzt. Einmal im Jahr muss ein Taucher die Düker reinigen.[6] 51,06432° N, 13,69128° O
  •  
    Technische Zeichnung der Dükeranlage am Flügelweg unter der Elbe
  •  
    Bau des Dresdner Elbdükers

Österreich

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  • 19 Düker (und talquerende Siphone) aus Eisengussrohren im Verlauf der II. Wiener Hochquellenleitung, errichtet 1901–1910.[11]
  • Ein Donaudüker für Abwasser in Wien: Wiener Kanalisation#Linker Donausammelkanal
  • „Mikrotunnel“ zur Unterquerung der Donau mit Leitungen einige Kilometer oberhalb der Wiener Stadtgrenze: Die Netze für Fernwärme, Trinkwasser, Gas, Strom und Internet beider Ufer (links Korneuburg, rechts Klosterneuburg) werden – mangels Brücke – ab etwa 2023 über einen Tunnel mit etwa 2 m Innendurchmesser und 460 m Länge verbunden. Gebohrt wird der Tunnel für NÖ Netz der EVN AG Ende Mai bis Ende Juli 2022 etwa im Bereich der Fähre von Klosterneuburg aus ostnordostwärts zum linken Ufer nach Tuttendörfl in Korneuburg. Von einer Baugrube aus wird ein Betonrohr nachgeschoben, das den Vorschub des Bohrkopfs bewirkt und den Tunnel auskleidet. Nach Einziehen der Leitungsbündel in ordnendem Abstand wird der Tunnel wieder verfüllt.[12]
  • Fernwärmedüker (2 mal DN 400 (mm)) durch die Traisen für die Wärmetransportleitung Dürnrohr St. Pölten[13]
  • Der Donaudüker in Linz, Österreich, wurde 1978 pressgebohrt und führt Abwasser und andere Leitungen.
  • Einzieh-Düker bei Linz (2004), Stahlrohr etwa DN 500 mm Erdgas der Oberösterreichischen Ferngas quert die Donau.
  • Der Waldbach in Voitsberg, Steiermark unterquert die Packer Straße B70 via Düker. 2020 wurde vor dem Einlauf ein Absetzbecken für Schotter und ein automatischer Rechen zur Abscheidung von Treibgut dazu errichtet.[14]
  • Eine Bushaltestelle nahe dem linken Ufer in Schwaz, Tirol nennt sich Schwaz Düker.[15]
  • In Theresienfeld, Niederösterreich wurde eine Brücke der Triester Straße über den Tirolerbach 1928 durch einen Düker ersetzt.[16]
  • Der (Abwasser-)Hauptsammler des Reinhalteverbands Salzburg-Pongau unterquert viermal die Salzach durch Düker.[17]
  • In der Stadt Salzburg unterquert ein begehbarer Düker die Salzach ab Heizkraftwerk Mitte. Der Ausgang auf Lehener Seite erfolgt durch eine Litfaßsäule.[18]

Auch Durchlässe für Bäche mit freiem Wasserspiegel unter Straßen oder Gewässer werden Düker genannt:

  • Der „Düker unter der Industriestraße“ in Wien, 22., nächste 17. Weg über das Gewässer Hebergraben ist eigentlich eine 50 m breite, 10 m kurze Brücke, errichtet 1958.[19]
  • In Vorarlberg wird der Ehbach unter der (aufgestauten) Frutz durchgeführt. Beide münden höchstens 1 km danach in den Rhein.[20]

Schweiz

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  • Grenzüberschreitender Düker für Abwasser von Kreuzlingen (CH) links des Rheins nach Konstanz (D) ans andere Ufer. Siehe oben.

Andere Länder

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  • In Italien, Südtirol, Passeiertal wird aus dem Wildbach Passer Triebwasser für ein 260 m tiefer liegendes Wasserkraftwerk vor einem Wehr zwar nach links ausgeleitet, doch schon nach einem Sandfang und Einlaufgitter mittels eines Dükers mit 4 × 4 m Querschnitt auf die andere Gewässerseite unterführt und läuft hier 6 km weit durch Druckstollen und -schacht im Berg zu den Turbinen.
  • In Südfrankreich unterquert der Canal du Bas-Rhône Languedoc (ein Bewässerungskanal von der Rhône zum Gebiet Languedoc) nordöstlich der Stadt Lunel in einem Düker den Fluss Vidourle. Die Sohle des Flusses liegt einige Meter tiefer als die Kanalsohle. Im Auslaufbauwerk sind drei Klappen aus Stahl eingebaut, die den Rückfluss des Wassers nach Osten verhindern sollen. (Koordinaten: 43° 42′ 29″ N, 4° 9′ 42″ O).

Siehe auch

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Commons: Düker – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Düker – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Anmerkungen

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  1. ↑ Die maximale Höhe einer Heberleitung ist von Luftdruck und Schwerkraft begrenzt. Bei einem Luftdruck von  , einer Schwerebeschleunigung von   und einer Dichte der Flüssigkeit von   beträgt die maximale Höhe   höchstens  . Ab dieser Höhe würde ein Vakuum entstehen, meist wird die Flüssigkeit jedoch vorher schon gasförmig.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Düker- und Heberleitungen
  2. ↑ a b Über die Verwendung des Steinzeugs in der Chemischen Industrie, Zeitschrift für angewandte Chemie, 36. Jahrgang, Seiten 445–452, 1923, doi:10.1002/ange.19230366102.
  3. ↑ a b Luftkissendüker am Wiener Platz in Dresden (Memento vom 25. August 2006 im Internet Archive) (PDF, 276 kB)
  4. ↑ Koblenzer Tunnel „Rheindüker“: Daten/Fakten und Hofmann-Göttig mit Kommunalpolitikern auf dem Weg durch den „Rheindüker“.
  5. ↑ Sächsische Zeitung: Ein neues Kanal-Zeitalter beginnt vom 8. März 2010.
  6. ↑ Sächsische Zeitung: Abtauchen in den Kanal vom 13. Mai 2006.
  7. ↑ Vom Bau der Wasserleitung Neunzehnhain-Einsiedel. In: Industrie des Erzgebirges und Vogtlandes. XIX Auflage. Organ des Vereins Erzgebirger zu Dresden, 1907, S. 199 (online [abgerufen am 21. August 2009]).
  8. ↑ Amtsblatt Frankfurt am Main (23. Februar 2010 / Nr. 8, 141. Jhg.) Seite 7 von 16; Lagebericht 2011 des Eigenbetriebs Stadtentwässerung Frankfurt am Main.
  9. ↑ Düker. In: winhoering.de. Gemeinde Winhöring, 2022, abgerufen am 28. Juli 2022.
  10. ↑ Stuttgart 21
  11. ↑ Steirisches Wasser für Wien – Bau der Zweiten Wiener Hochquellenwasserleitung museum-joanneum.at, abgerufen am 26. Mai 2022.
  12. ↑ Mikrotunnel unter der Donau ORF.at, 25. Mai 2022, abgerufen am 26. Mai 2022.
  13. ↑ Ausführlicher Baubericht eines Dükers auf den Seiten 32 bis 42: Andreas Oberhammer: Die längste Fernwärmeleitung Österreichs. Bericht über die Planung, den Bau und die Qualitätssicherung; Fachverband der Gas- und Wärmeversorgungsunternehmungen; März 2010 (Memento vom 6. Juli 2011 im Internet Archive) (PDF, 15,4 MB); Stand 2. April 2010.
  14. ↑ Harald Almer: Automatischer Rechen schützt vor Hochwasser meinbezirk.at, 8. Juni 2020, abgerufen am 26. Mai 2022.
  15. ↑ Schwaz Düker mapcarta.com, abgerufen am 26. Mai 2022.
  16. ↑ 16 – Teich und Düker theresienfeld-geschichte.at, abgerufen am 26. Mai 2022.
  17. ↑ Sonderbauwerke > Düker sonderbauwerke, abgerufen am 26. Mai 2022.
  18. ↑ Ein Instawalk zu verborgenen Salzburger Schätzen claudiaontour.com, 17. Juli 2015, abgerufen am 26. Mai 2022.
  19. ↑ Brücken in Wien – Düker unter der Industriestraße austriasites.com, abgerufen am 26. Mai 2022.
  20. ↑ River Crossing geocaching.com, 5. Oktober 2009, abgerufen am 26. Mai 2022.
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