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Kanalbau, Digitalisierung

Großkanalbau im städtischen Raum

Großbaustelle im Straßenbereich mit einem Kettenbagger, der in einer tiefen Baugrube arbeitet. Im Hintergrund stehen ein Autokran, Betonelemente und abgesperrte Fahrspuren.
Typische Ausgangssituation im städtischen Großkanalbau – tiefer, verbauter Rohrgraben unmittelbar neben Bestandsbebauung und fließendem Verkehr
Bild: Klaus Stewering GmbH


Der Bau großdimensionierter Abwasserkanäle im innerstädtischen Bestand zählt zu den anspruchsvollsten Disziplinen des Kanalbaus. Beengte Verhältnisse, unklare unterirdische Infrastruktur und fehlerhafte Bestandspläne treffen auf einen wachsenden Termin- und Kostendruck. Der Beitrag zeigt, wie sich die drei zentralen Stellhebel Risiko, Kosten und Effizienz gezielt beeinflussen lassen: durch eine konsequente Arbeitsvorbereitung, einen digitalen Zwilling der Baustelle und eine darauf aufbauende getaktete Bauabwicklung.
 

Typische Ausgangskonstellationen 

In der Praxis beginnen viele Projekte mit einer ungünstigen Ausgangskonstellation. Sie lässt sich auf drei wiederkehrende Muster verdichten: ein ambitionierter Preis, der häufig auf eine unvollständige Planung beruht, eine kurze Vorbereitungszeit, gefolgt von einer ebenso kurzen Ausführungsfrist sowie fehlende Vorleistungen, die eigentlich vor Baubeginn hätten erbracht werden müssen. 

Treffen diese Faktoren aufeinander, folgt ein bekanntes Szenario: Sobald die ersten Abweichungen auftreten, beginnen die „Brieffreundschaften“. Jede Partei geht in die Abwehrhaltung, Nachträge und Behinderungsanzeigen häufen sich, und das Projekt steuert in eine Abwärtsspirale aus Verzug, Mehrkosten und zerrütteter Projektkultur. 

Der Schlüssel zur Umkehr liegt nicht in einzelnen Werkzeugen, sondern in einem durchgängigen Vorgehen entlang dreier Stellhebel: Risiken minimieren, Kosten beherrschen und Effizienz steigern.
 

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Bild: SANALRENK / Getty Images

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Risiken minimieren: Arbeitsvorbereitung als Frühwarnsystem 

Der wirksamste Hebel zur Risikominimierung wird häufig unterschätzt: die Arbeitsvorbereitung (AV). Sie ist im Großkanalbau weit mehr als eine logistische Pflichtübung: Sie ist das Frühwarnsystem des Projekts. Wer die Ausführung vor dem ersten Spatenstich gedanklich durchspielt, erkennt die kritischen Punkte, solange sie noch auf dem Papier und damit kostengünstig zu lösen sind.

Im städtischen Großkanalbau hat sich ein mehrstufiges Vorgehen bewährt. Den Ausgangspunkt bildet die aktuelle Planung, die sehr häufig nur den eigentlichen Baukörper abbildet. Die kritische Gegenüberstellung des Flächenbedarfs von Planung und Wirklichkeit lässt sich gut mit koordinatenreferenzierten Luftbildern darstellen, die Widersprüche und Lücken objektiv aufdecken. 

Darauf aufbauend entsteht ein detaillierter AV-Plan, der Bauablauf, Geräteeinsatz, Verbau und Flächenbelegung verbindlich festlegt. Zwei Prüfungen sind dabei besonders erfolgskritisch: die Prüfung der Restarbeitsflächen, also des nach Verbau und Materiallagerung tatsächlich verbleibenden Arbeitsraums, sowie die Prüfung der Schwenkwinkel der geplanten Hydraulikbagger, die im beengten Stadtraum oft über die technische Machbarkeit eines gesamten Bauabschnitts entscheidet. 

Die Erfahrung ist eindeutig: Nahezu jede ernsthafte Arbeitsvorbereitung deckt Planungsdefizite auf. Entscheidend ist der Zeitpunkt ihrer Klärung. Wird sie vor Baubeginn herbeigeführt, beeinflusst dies die Projektkultur nachhaltig positiv: Aus potenziellen Streitpunkten werden gemeinsam gelöste Aufgaben, bevor sie zu Bauverzögerungen und Nachträgen eskalieren.
 

Kosten beherrschen: Digitaler Zwilling der unterirdischen Infrastruktur 

Die größte Einzelursache für unbeherrschbare Kosten liegt unter der Oberfläche. In der Idealvorstellung ist die unterirdische Infrastruktur klar geordnet und vollständig dokumentiert. Die Realität sieht anders aus: Bestandspläne sind lückenhaft, veraltet oder schlicht falsch, sodass die ursprüngliche Planung oft nur ein „Planungsversuch“ bleibt. Die Folge sind Ad-hoc-Umplanungen mitten im laufenden Betrieb, mit allen Konsequenzen für Termine, Kosten und Sicherheit. Eine fundierte Planung und gesteuerte Ausführung ist auf dieser Datenbasis nahezu unmöglich.

Der Lösungsansatz ist der digitale Zwilling der Baustelle: ein präzises, dreidimensionales Abbild des realen Ist-Zustands über und unter der Oberfläche, das aus der Zusammenführung mehrerer As-built-Datenquellen entsteht.
 

Technische Planzeichnung einer Baugrube mit Bauwerks- und Leitungsplanung. Farbig markierte Bauteile, Maße und Höhenangaben zeigen den geplanten Ausbau.
As-built-basierte Planung einer optimierten Baugrube
Bild: Klaus Stewering GmbH
Luftaufnahme einer Baustelle mit mehreren Baugruben, einem Bagger und einem Kran. Die Arbeiten finden entlang eines länglichen Grabens mit verbauten Bauabschnitten statt.
Ausführung einer optimierten Baugrube auf Basis einer As-built-Planung
Bild: Klaus Stewering GmbH

As-built-Datenquellen

  • oberirdische Punktwolke, die das sichtbare Umfeld geometrisch exakt erfasst
  • Leitungsortung mittels eines Georadars, die verdeckte Leitungen und Bauteile im Untergrund lokalisiert
  • Bauwerksaufnahme per Laserscan, die bestehende Schächte und Bauwerke exakt dokumentiert
Luftbild mit einem technischen Lageplan einer Straße überlegt. Eingezeichnet sind Leitungen, Schächte und weitere Planungselemente entlang des Straßenverlaufs.
Überführung eines 3D-Modells in eine 2D-Arbeitsvorbereitung
Bild: Klaus Stewering GmbH


Diese Datensätze werden zu einem konsistenten 3D-Modell vereinigt und anschließend in eine belastbare 2D-Planung überführt, mit der auf der Baustelle gearbeitet werden kann. Der Nutzen ist unmittelbar: An die Stelle von Annahmen tritt gesicherte Geometrie. Kollisionen werden im Modell erkannt, nicht im Aushub. Damit wird die wesentliche Quelle teurer Überraschungen vor Baubeginn entschärft und die Kosten werden planbar statt reaktiv.
 

Visualisierung einer Straßenbaustelle mit farbig markierten unterirdischen Leitungen und Rohren unter der Fahrbahn. Im Hintergrund sind Gebäude und Straßenbäume zu sehen.
Zusammengeführtes 3D-Modell des Untergrunds: per Georadar geortete Leitungen und per Laserscan erfasste Bauwerke, lagegenau zu einem konsistenten Datensatz vereinigt
Bild: Klaus Stewering GmbH

 

Effizienz steigern: Optimierung von Planung und Bauablauf 

Risikominimierung und Kostensicherheit schaffen die Voraussetzung für den dritten Hebel: die Effizienzsteigerung in der Ausführung. Sie setzt unmittelbar auf den belastbaren As-built-Daten auf. Weil die Arbeitsvorbereitung nun auf einem gesicherten Bestandsmodell beruht, lassen sich Bauabläufe nicht mehr nur grob, sondern detailliert und realistisch planen. Im Bau selbst zahlt sich dies vor allem in zwei Punkten aus: 

Getaktete Bauabwicklung 

Die Bauabschnitte werden in wiederkehrende, klar definierte Arbeitstakte gegliedert, die Geräte, Personal und Material aufeinander abstimmen und Leerläufe vermeiden. 

Verbauoptimierung 

Verbausysteme werden auf Basis der realen Geometrie so ausgelegt, dass sie sowohl die Standsicherheit gewährleisten als auch den verfügbaren Arbeitsraum bestmöglich nutzen. Im beengten Stadtraum ist gerade dieser Punkt häufig der Engpass des gesamten Bauablaufs.

Das Zusammenspiel aus getaktetem Ablauf und optimiertem Verbau verkürzt die Bauzeit, erhöht die Arbeitssicherheit und senkt die Kosten, nicht durch Einzelmaßnahmen, sondern weil die gesamte Ausführung auf einer verlässlichen Informationsgrundlage steht.

 

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Fazit 

Die zentrale Botschaft ist zugleich ermutigend und unbequem: Sämtliche Werkzeuge zur Risikominimierung und Effizienzsteigerung im Großkanalbau sind bereits vorhanden. Eine Arbeitsvorbereitung auf Basis koordinatenreferenzierter Luftbilder und eines ober- und unterirdischen digitalen Zwillings ist keine Zukunftsmusik, sondern erprobte Praxis. Was über Erfolg oder Misserfolg entscheidet, ist die Bereitschaft, sie konsequent und vor Baubeginn einzusetzen und damit die alte Logik aus knapper Vorbereitung, Abwehrhaltung und Nachtragsstreit zu durchbrechen. 

Für den Großkanalbau im städtischen Raum bedeutet das, die Beherrschbarkeit eines Projekts nicht dem Zufall zu überlassen, sondern sie planvoll herzustellen.
 

Autor

Dipl.-Ing. Theo Heitkamp

Geschäftsführender Gesellschafter der Firmengruppe Stewering