DE19622159A1 - Vorrichtung zur Boden- und Grundwassersanierung und Verfahren zum Erstellen und Betreiben einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Boden- und Grundwassersanierung mit mindestens einer im wesentlichen wasserdichten Dichtwand, wobei sich die Dicht­ wand in vertikaler Richtung mindestens über den verunreinigten vertikalen Abschnitt des im Sanierungsgebiet vorliegenden Aquifers erstreckt und im wesentlichen quer zur Fließrichtung des Grundwassers im Aquifer orientiert ist, und mit mindestens ei­ nem in die Dichtwand eingebundenen, im Bereich des Aquifers angeordneten Durchlaßbauwerk.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erstellen einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.

Die hier in Rede stehende Vorrichtung kommt im Rahmen von passiven Sanierungs­ verfahren zum Einsatz, bei denen die Schadstoffe ohne die aktive Schaffung einer hydraulischen Senke, d. h. in der Regel ohne Pumpmaßnahmen, sondern lediglich durch geeignete, chemische, physikalische und mikrobiologische Verfahren im Ab­ strombereich des Schadstoffherds aus dem Aquifer entfernt werden. In besonderen Fällen kann zur Unterstützung des Verfahrens eine Pumpmaßnahme durch geführt werden. Derartige passive Sanierungsverfahren bieten sich immer dann an, wenn aktive Sanierungsverfahren entweder überhaupt nicht sinnvoll durchführbar oder nicht wirtschaftlich sind.

Aus der Praxis sind bereits verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für passive Sa­ nierungsverfahren bekannt. Beispielhaft sei hier zunächst die Verwendung von per­ meablen reaktiven Wänden genannt, die im Abstrombereich einer Altlast quer zur Fließrichtung des Grundwassers im Baugrund erstellt werden. Permeable reaktive Wände werden üblicherweise im gesamten Bereich des zu sanierenden Grundwas­ serstromes als in-situ Reaktionszone in den Aquifer eingebracht. Beim Durchtritt des kontaminierten Grundwasserstromes durch eine geeignete permeable reaktive Wand werden die im Grundwasser befindlichen Schadstoffe je nach Art der Schadstoffe auf chemischem, physikalischem oder auch mikrobiologischem Wege entfernt. Der Ein­ satz von permeablen reaktiven Wänden stößt aus wirtschaftlichen Gründen bei­ spielsweise dann an seine Grenzen, wenn eine großflächige Kontamination bzw. eine breite Schadstoffahne vorliegt oder wenn das reaktive Material der permeablen Wand während der Laufzeit der Sanierung ausgetauscht werden muß.

Aus dem Stand der Technik ist für passive Sanierungsmaßnahmen noch das sog. "Funnel-and-Gate"-System bekannt. Dabei wird der kontaminierte Grundwasserab­ strom mit Hilfe einer hydraulischen Sperre (Funnel = Trichter) einem Durchlaßbereich (Gate = Durchlaß) zugeführt, in dem ein permeables reaktives Medium angeordnet ist. Zwar bewirken "Funnel-and-Gate"-Systeme zur passiven Sanierung von Grund­ wasserkontaminationen lokal eine stärkere Beeinflussung der natürlichen Grundwas­ serströmungsverhältnisse als permeable reaktive Wände. Da aber die eigentliche Reaktionszone eines "Funnel-and-Gate"-Systems auf einen vergleichsweise kleinen Raum beschränkt ist, nämlich den Durchlaßbereich, läßt sich dieser Durchlaßbereich auch in Form aufwendigerer Konstruktionen realisieren, so daß bspw. ein periodi­ scher Austausch des reaktiven Materials möglich ist. Darüber hinaus können "Funnel-and-Gate"-Systeme technisch äußerst variabel gestaltet werden und so ein­ fach an die speziellen Gegebenheiten einer Sanierungsmaßnahme angepaßt wer­ den. Außerdem sind hier lediglich einfache Maßnahmen zur Kontrolle des Gesamtsy­ stems erforderlich.

In der WO 93/22 241 werden verschiedene "Funnel-and-Gate"-Systeme beschrieben. Diese umfassen eine im wesentlichen wasserdichte Wand, die sich zumindest über die Tiefe des im Sanierungsgebiet vorliegenden Aquifers erstreckt und aus ineinan­ dergreifenden Spundbohlen besteht. In die Dichtwand eingebunden ist ein Durchlaß­ bauwerk, das mit porösem und permeablem Behandlungsmaterial bestückt ist. Die aus der WO 93/22 241 bekannten unterschiedlichen Realisierungsformen eines "Funnel-and-Gate"-Systems unterscheiden sich im wesentlichen durch die Ausge­ staltung des Durchlaßbauwerks. Als Durchlaßbauwerk dient jedoch immer ein rohr­ förmiger Metallkörper, der in einem Ramm- und Rüttelvorgang in den Baugrund ein­ getrieben wird. Verwendet werden in der WO 93/22 241 Rohre mit einem kreisförmi­ gen Querschnitt oder auch Spundkästen, die jeweils in der Rohrwandung mit Ein­ tritts- und Austrittsöffnungen für das Grundwasser versehen sind. Innerhalb dieser Rohre wird dann das Behandlungsmaterial angeordnet, so daß dem Grundwasser beim Durchtritt durch die Rohre die Schadstoffe entzogen werden.

Die Einsatzmöglichkeiten dieser bekannten Durchlaßbauwerke sind in der Praxis nur bis in Tiefen von ca. 10 m möglich, da ein weiteres Eintreiben der Rohre durch Ram­ men oder Rütteln in den Baugrund praktisch nicht mehr möglich ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Boden- und Grundwassersanierung der in Rede stehenden Art anzugeben, die auch in Verbindung mit tiefer reichenden Aquiferen eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Boden- und Grundwassersanierung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die eingangs genannte Vorrichtung derart ausgebildet, daß das Durchlaßbauwerk durch ein mit Behandlungsmaterial befüllbares Ingenieurbauwerk mit einem Boden und Seitenwänden gebildet ist, wobei das Ingenieurbauwerk statisch so bemessen ist, daß es im unbefüllten Zustand zumindest dem außenseitigen Erddruck standhält.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die im Einzelfall geeignete Art eines Durchlaßbauwerks stark von standortspezifischen Gegebenheiten abhängt. Außerdem muß bei der Auswahl des Durchlaßbauwerks berücksichtigt werden, ob über die Dauer der Sanierungsmaßnahme ein Austausch des Behandlungsmaterials erforderlich ist. Durchlaßbauwerke in Form von Ingenieurbauwerken, wie sie erfin­ dungsgemäß vorgeschlagen werden, sind vor allem immer dann vorteilhaft, wenn eine Rückholbarkeit des Behandlungsmaterials für notwendig erachtet wird. In die­ sem Zusammenhang ist erkannt worden, daß das Ingenieurbauwerk dann so kon­ struiert und statisch ausreichend bemessen sein sollte, daß es in vollkommen leerem Zustand zumindest dem außenseitigen Erddruck standhält. Eine Trockenlegung des Innenraumes eines derartigen Durchlaßbauwerks ist dann zwar nicht möglich. Dies wird aber in der Regel zum Austausch des Behandlungsmaterials auch nicht erfor­ derlich sein.

Sollte jedoch bspw. aus Wartungsgründen eine Trockenlegung des Durchlaßbau­ werks erforderlich sein, so muß das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ingenieur­ bauwerk statisch so bemessen sein, daß es im unbefüllten Zustand sowohl dem au­ ßenseitigen Erd- als auch dem außenseitigen Wasserdruck standhält.

Die voranstehend aufgeführten statischen Anforderungen an das Durchlaßbauwerk lassen sich in vorteilhafter Weise durch ein Ingenieurbauwerk in Form eines Beton­ bauwerks und insbesondere in Form eines Stahlbetonbauwerks realisieren. Diese Bauform kann sowohl in Fertigteilbauweise, wie z. B. durch ineinander einstellbare Kastensegmente erstellt werden, als auch durch individuelle Vorort-Bauweise.

In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt das Inge­ nieurbauwerk eine oder mehrere in Fließrichtung hintereinander geschaltete Stufen für ggf. unterschiedliche Behandlungsmaterialien. Dies ermöglicht die Kombination verschiedener Verfahren zur Dekontamination des verunreinigten Grundwassers. Oftmals liegen nämlich mehrere Schadstoffe im Grundwasser vor. Je nach Art dieser Schadstoffe kann eine Dekontamination auf physikalischem, chemischem oder auch auf mikrobiologischem Wege erfolgen. Zu den physikalischen Verfahren sind bspw. solche zu rechnen, bei denen die Schadstoffe von einem geeigneten Material, wie z. B. Aktivkohle, ad- bzw. absorbiert werden. Im Gegensatz dazu werden die Schadstoffe im Rahmen von chemischen oder mikrobiologischen Verfahren ab- bzw. umgebaut.

Ein mehrstufiger Aufbau des Ingenieurbauwerks kann aber auch bei Verwendung ei­ nes einzigen Behandlungsmaterials, bspw. von Aktivkohle, sinnvoll sein. Bei einem Durchbruch des Sorptionsfilters in der ersten Stufe kann die Aktivkohle dieser Stufe separat ersetzt werden, wobei die Aktivkohle aus der zweiten Stufe in die erste überführt und die zweite Stufe mit frischer Aktivkohle beschickt wird. Dadurch wird eine insgesamt höhere Beladung des Sorptionsmaterials erreicht.

Die einzelnen Stufen lassen sich in einem Ingenieurbauwerk in vorteilhafter Weise in Form von über Trennwände aneinandergrenzenden Teil räumen realisieren. Das kontaminierte Grundwasser durchströmt auf diese Weise einen Teilraum nach dem anderen, so daß die in den jeweiligen Teil räumen angeordneten Behandlungsmate­ rialien nacheinander auf das kontaminierte Grundwasser einwirken können.

Beim Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollte darauf geachtet werden, daß die Systemdurchlässigkeit, also die Wasserdurchlässigkeit des Ingenieurbauwerks, mindestens so groß ist wie die Wasserdurchlässigkeit des Behandlungsmaterials. Das Grundwasser soll nämlich durch das Durchlaßbauwerk nur soweit gestaut wer­ den, daß eine Mindestverweildauer des Grundwassers im Durchlaßbauwerks und damit eine Mindesteinwirkzeit für das Behandlungsmaterial gewährleistet ist. Kei­ nesfalls soll das Durchlaßbauwerk den Grundwasserfluß im Aquifer derart anstauen daß es zum Überlaufen des Grundwassers und damit zur Umgehung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung kommt.

Es gibt nun im wesentlichen zwei unterschiedliche Möglichkeiten, den Grundwasser­ fluß durch das Ingenieurbauwerk zu leiten.

In einer vorteilhaften Variante wird das Ingenieurbauwerk im wesentlichen horizontal durchströmt. Dazu können die quer zur Fließrichtung orientierten Seitenwände des Ingenieurbauwerks in vorteilhafter Weise mit Durchgangsöffnungen versehen sein oder auch perforiert sein. Der Durchmesser der Durchgangsöffnungen muß in jedem Fall auf die Korngröße einerseits des im Ingenieurbauwerk angeordneten Behand­ lungsmaterials und andererseits des angrenzenden Bodenmaterials abgestimmt sein. Ggf. können die quer zur Fließrichtung orientierten Seitenwände des Ingenieurbau­ werks dann auch aus Einkornbeton erstellt sein. Die voranstehenden Ausführungen bzgl. der quer zur Fließrichtung orientierten Seitenwände des Ingenieurbauwerks treffen auch für die Trennwände eines horizontal durchströmten, mehrstufigen Inge­ nieurbauwerks zu.

In einer anderen vorteilhaften Variante wird das Ingenieurbauwerk im wesentlichen vertikal durchströmt. Diese Variante hat den Vorteil, daß eine gleichmäßige Durch­ strömung des Reaktors, d. h. des Behandlungsmaterials im Ingenieurbauwerk er­ zwungen wird. Dazu werden auch die quer zur Fließrichtung orientierten Seiten­ wände des Ingenieurbauwerks im wesentlichen wasserdicht konzipiert. Diese Sei­ tenwände weisen lediglich begrenzte, im Vergleich zur Wandfläche kleine Einlauf- und Auslaufbereiche für das Grundwasser auf. Hier kann die Schadstoffkonzentration sowohl im Einlauf als auch im Auslaufbereich auf sehr einfache Weise repräsentativ bestimmt werden. Allerdings ist der Durchflußquerschnitt bei vertikaler Durchströ­ mung des Ingenieurbauwerks gegenüber einer horizontalen Durchströmung wesent­ lich reduziert, was bei gleicher hydraulischer Durchlässigkeit des Behandlungsmate­ rials einen höheren Grundwasseraufstau auf der oberstromigen Seite der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Folge hat und damit auch eine Reduzierung des Einzugsgebiets des Durchlaßbauwerks. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß bei gleicher Länge der Dichtwand eine größere Anzahl von vertikal durch­ strömten Durchlaßbauwerken oder bei gleicher Anzahl ein breiteres Durchlaßbau­ werk erforderlich ist, als bei Verwendung von horizontal durchströmten Durchlaß­ bauwerken.

Handelt es sich bei dem Ingenieurbauwerk um ein mehrstufiges vertikal durchström­ tes Durchlaßbauwerk, so sollten auch die Trennwände genau wie die quer zur Fließ­ richtung orientierten Seitenwände im wesentlichen wasserdicht ausgebildet sein und lediglich einen begrenzten, im Vergleich zur Gesamtfläche kleinen Durchlaßbereich aufweisen. Zur Erzeugung und Unterstützung der vertikalen Durchströmung eines derartigen mehrstufigen Ingenieurbauwerks sollte der Durchlaßbereich jeder Trenn­ wand versetzt zum Durchlaßbereich der benachbarten Trennwand oder zum Einlauf- bzw. Auslaufbereich einer benachbarten Seitenwand des Ingenieurbauwerks ange­ ordnet sein. Bspw. könnte sich der Einlaufbereich am oberen Ende der oberstromig angeordneten Seitenwand eines zweistufigen vertikal durchströmten Ingenieurbau­ werks befinden, während sich der Durchlaßbereich der einzigen Trennwand im unte­ ren Teil dieser Trennwand befindet und der Auslaufbereich der unterstromig ange­ ordneten Seitenwand wieder im oberen Bereich genau wie der Einlaufbereich in der oberstromigen Seitenwand.

Um einen hydraulischen Kurzschluß zwischen der oberstromigen Seite und der un­ terstromigen Seite der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich des Durchlaß­ bauwerks zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die in Fließrichtung orientierten Sei­ tenwände des Ingenieurbauwerks im wesentlichen wasserdicht ausgestaltet sind.

Wie bereits erwähnt, ist das im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung einge­ setzte Ingenieurbauwerk derart konstruiert, daß ein Austausch des Behandlungsma­ terials möglich ist. Neben einem Boden und Seitenwänden und ggf. Trennwänden umfaßt das Ingenieurbauwerk in einer besonders vorteilhaften Variante auch einen Deckel, der vorzugsweise luftdicht abschließt. Dadurch kann ein unerwünschter Sau­ erstoffeintrag und eine damit verbundene Reaktion des Behandlungsmaterials oder des zu behandelnden Grundwassers mit Sauerstoff verhindert werden. Im Hinblick auf den Austausch des Behandlungsmaterials sollte der Deckel außerdem auch ab­ nehmbar bzw. in ausreichendem Umfang zu öffnen sein.

Wie bereits erwähnt, muß die erfindungsgemäße Vorrichtung so konzipiert sein, daß eine möglichst gleichmäßige Durchströmung des Durchlaßbauwerks gewährleistet ist. In einer besonders vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dazu oberstromig und unterstromig an das Ingenieurbauwerk angrenzend jeweils mindestens eine Kiesfilterschicht angeordnet. Neben einem gleichförmigen Zu- und Abstrom wird dadurch auch eine Filterstabilität erreicht.

Um andererseits die Wahrscheinlichkeit für eine seitliche Umströmung an den in Fließrichtung orientierten Seitenwänden des Ingenieurbauwerks noch zu verringern, kann in vorteilhafter Weise an diese Seitenwände angrenzend jeweils noch eine Ab­ dichtungsschicht aus einem bindigen Material, wie z. B. Ton, angeordnet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind oberstromig und/oder unterstromig an das Durchlaßbauwerk bzw. die daran angren­ zenden Kiesfilterschichten jeweils eine oder mehrere Grundwasserdrainagen ange­ ordnet. Diese Drainagen dienen zur Verbesserung des Zu- bzw. Abstroms von Grundwasser zum bzw. vom Durchlaßbauwerk. Eine solche Maßnahme ist insbe­ sondere dann vorteilhaft, wenn einzelne Kontaminationszonen im Oberstrom des Durchlaßbauwerks in einer Richtung quer zur Grundwasserfließrichtung weit vom Durchlaßbauwerk entfernt liegen, wenn eine natürliche Anströmung des Durchlaß­ bauwerks - z. B. im Falle von Kluftgrundwasserleitern - nicht möglich ist oder wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung nur einen Teil der Mächtigkeit des von der Verunrei­ nigung betroffenen Aquifers erfaßt.

Derartige Drainagen bestehen aus künstlich hergestellten Zonen mit einer Durchläs­ sigkeit, die größer als die natürliche Durchlässigkeit des Aquifers ist. Sie können sich über die gesamte Mächtigkeit des Aquifers erstrecken oder diesen nur bereichsweise durchziehen. So können beispielsweise laterale, zum Durchlaßbauwerk gerichtete Drainagen zur Verbesserung ihrer hydraulischen Wirkung mit vertikal verlaufenden Drainagen kombiniert werden.

Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung von Drainagen. Die zum Durchlaß­ bauwerk gerichteten, lateralen Drainagen können beispielsweise als mit Kies oder mit Schotter verfüllte Gräben oder als Horizontalbohrungen realisiert werden, wobei auch eine Kombination beider Varianten möglich ist. Vertikal verlaufende Drainagen kön­ nen durch Bohrungen hergestellt werden, die entweder zu Grundwasserbrunnen ausgebaut werden oder mit einem gut durchlässigen Material, wie z. B. Kies oder Schotter, verfüllt werden.

Nachdem nun die Systemkomponente "Gate" erörtert worden ist, sollen nachfolgend verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für die Systemkomponente "Funnel", näm­ lich für die Dichtwand, erörtert werden. Auch die Art der verwendeten Dichtwand hängt von den örtlichen Gegebenheiten bzw. den Anforderungen bezüglich Dichtig­ keit, Einbindetiefe, Langzeitstabilität, etc. ab.

Die Dichtwand könnte bspw. als Stahlspundwand realisiert sein. Stahlspundwände eignen sich aufgrund ihrer Wiederverwendbarkeit vor allem für temporäre Abdich­ tungsmaßnahmen. Sie sind durchaus bis in Tiefen von 20 bis 30 m in Lockersedi­ menten einsetzbar. Generell gilt, daß je grobkörniger das Bodenmaterial bzw. je hö­ her die Lagerungsdichte des Untergrundes ist, umso stärker muß das verwendete Stahlprofil sein, um ein richtungstreues Einrütteln zu gewährleisten. Die mechanische Verbindung der einzelnen Spundbohlen einer Spundwand erfolgt über sog. Verbin­ dungsschlösser.

Des weiteren könnte die Dichtwand in Form einer Schmalwand realisiert sein. Ähnlich wie bei der Herstellung von Stahlspundwänden, wird bei der Herstellung von Schmalwänden ein Stahlträger in den Untergrund eingerüttelt. Allerdings dient dieser Arbeitsschritt hier der Verdrängung von Bodenmaterial und damit der Schaffung ei­ nes Hohlraums, in den beim anschließenden Ziehen des Stahlträgers durch in diesen integrierte Injektionsdüsen eine Suspension aus Zement, Bentonit und Kalksteinmehl eingepreßt wird. Aufgrund der reinen Verdrängung des anstehenden Bodens sind vor allem für dicht gelagerte Böden sehr hohe Rüttelenergien erforderlich. Darüber hinaus treten bei bindigen Böden häufiger Fehlstellen innerhalb von Schmalwänden auf, die die hydraulische Wirksamkeit einer derartigen Schmalwand signifikant redu­ zieren. Wenn Schmalwände mit Hochdruckspülhilfe hergestellt werden, können entscheidende Mängel bei der Herstellung bzw. der Funktionstüchtigkeit von her­ kömmlichen Schmalwänden beseitigt werden. Zum einen wird das Einrütteln der Pro­ filstahlträger durch einen Hochdruckstrahl an der Basis des Trägerfußes entschei­ dend unterstützt, und zum anderen wird durch eine weitere Injektionsdüse das zuvor hergestellte Segment beim Ziehen des Stahlträgers nochmals durchschnitten und mit Dichtwandsuspension verfüllt. Damit können einerseits die Rüttelenergie sowie die Rüttelzeiten deutlich reduziert werden und andererseits werden auch evtl. Fehlstellen und Undichtigkeiten in der Wand mit weitaus höherer Zuverlässigkeit vermieden. Schmalwände erreichen eine Dicke von ca. 8 bis 10 cm in bindigen Böden und von ca. 20 bis 30 cm in sandigen kiesigen Böden.

Die Dichtwand könnte auch als Schlitzwand realisiert sein. Schlitzwände werden durch Bodenaustausch hergestellt und haben eine Dicke von ca. 40 cm bis zu mehr als einem Meter. In einfachen Fällen, d. h. bei geringen Tiefen bis max. 9 m und leicht lösbaren Böden, kann die Herstellung mit einem Tieflöffel- bzw. Spezialtieflöffelbag­ ger erfolgen. Für größere Tiefen bzw. Festgesteinsuntergrund sind für die Herstellung der Schlitzwand sog. Schlitzwandgreifer bzw. -fräsen erforderlich. Damit können sehr zuverlässig, auch bis in Tiefen von über 100 m, Schlitzwände hergestellt werden. Die Verfüllung der gebaggerten und gegreiferten bzw. im Fall von Festgestein gefrästen Gräben erfolgt ähnlich wie bei Schmalwänden in der Regel mit einer Betonit-Zement- Kalksteinmehl-Suspension. Bildet der Wandfüllstoff gleichzeitig das Stütz- bzw. För­ dermedium während der Herstellung des Grabens, so spricht man von sog. Ein-Pha­ sen-Schlitzwänden. In besonderen Fällen wird das Stütz- bzw. Fördermedium jedoch gegen ein anderes Medium ausgetauscht. Man spricht dann von einer Zwei-Phasen- Schlitzwand. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn aus statischen Gründen erhöhte Anforderungen an die Schlitzwand gestellt werden und die Verfüllung der Schlitz­ wand durch ggf. auch bewehrten Beton erfolgt.

Eine Dichtwand kann aber auch in Form einer überschnittenen Bohrpfahlwand reali­ siert werden. Bei der Herstellung von Bohrpfählen bleibt der Spannungszustand des umgebenden Bodens im wesentlichen erhalten. Sie gelten als verformungsarm und eignen sich neben Schlitzwänden aus Stahlbeton insbesondere im unmittelbaren Druckausbreitungsbereich neben Gebäuden. Ihre Herstellung ist vergleichsweise einfach, d. h. der apparative Aufwand ist deutlich geringer als bspw. für die Herstellung einer Schlitzwand. Die Herstellung überschnittener Bohrpfahlwände er­ folgt in zwei Arbeitsschritten. Es werden zunächst die unbewehrten Primärpfähle her­ gestellt, wobei der Abstand der Pfahlmittelpunkte etwa das 1,8-fache des Pfahl­ durchmessers beträgt. Nach der Aushärtung der Primärpfähle werden in den Zwi­ schenräumen die bewehrten Sekundärpfähle erstellt. Diese schneiden beidseitig in die Primärpfähle ein. Dadurch entsteht eine durchgehende Betonwand, die bei sorg­ fältiger Ausführung als praktisch wasserdicht angenommen werden kann.

Schließlich sei noch auf die Realisierungsmöglichkeit einer Dichtwand nach dem Dü­ senstrahl-Verfahrens hingewiesen. Bei diesem Verfahren wird das Korngefüge durch einen aus dem Bohrgestänge in den Untergrund eingepreßten Hochdruckinjektions­ strahl aufgeschnitten und mit Zementsuspension vermischt. Dadurch entsteht eine dichte verfestigte Säule. Durch Überschneiden der aneinandergereihten Säulen läßt sich eine durchgehende Dichtwand herstellen.

Bereits voranstehend ist auf die Gefahr einer hydraulisch undichten Verbindung des Durchlaßbauwerks mit der Dichtwand hingewiesen worden. In einer besonders vor­ teilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung eines solchen hydraulischen Kurzschlusses in den Anschlußbereich zwischen Inge­ nieurbauwerk und Dichtwand mindestens eine Spundbohle teilweise in die entspre­ chende Seitenwand des Ingenieurbauwerks und teilweise in die Dichtwand integriert. Dazu könnte das Ingenieurbauwerk in weiter vorteilhafter Weise mit mindestens ei­ nem Wandfortsatz zum Anschluß an die Dichtwand versehen sein, wobei die Spund­ bohle dann in den Wandfortsatz integriert würde.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschla­ gene Vorrichtung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und an­ dererseits auf die nachfolgende Erläuterung mehrerer Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung zu verweisen.

In Verbindung mit der Erläuterung der Zeichnung werden auch die erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen einer sol­ chen Vorrichtung und zum Betreiben einer solchen Vorrichtung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein Durchlaßbauwerk eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Durchlaßbauwerk eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 eine Ausschnittsdarstellung im Anschlußbereich zwischen Durchlaß­ bauwerk und Dichtwand einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 eine Ausschnittsdarstellung im Anschlußbereich zwischen dem Durchlaßbauwerk und der Dichtwand weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Drainagen,

Fig. 7 bis 9 jeweils einen Vertikalschnitt durch ein Durchlaßbauwerk einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit verschiedenen Drainagekonstellatio­ nen,

Fig. 10 u. 11 jeweils einen Vertikalschnitt durch eine Baugrube, in der ein Durchlaß­ bauwerk erstellt wird, bei unterschiedlichen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Baugrube, in der ein Durchlaßbauwerk erstellt worden ist.

Fig. 1 zeigt eine in einem Sanierungsgebiet installierte Vorrichtung 1 zur Boden- und Grundwassersanierung. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine im wesentlichen wasserdichte Dichtwand, die hier aus zwei Dichtwandsegmenten besteht. Die Dichtwand 2 er­ streckt sich mindestens über den kontaminierten vertikalen Abschnitt des im Sanie­ rungsgebiet vorliegenden Aquifers. In vielen Fällen wird die Dichtwand ausgehend von der Bodenoberfläche oder dem Niveau des zu erwartenden maximalen Grund­ wasserstandes bis in eine wasserundurchlässige und nichtleitende Schicht, den sog. Stauhorizont, unterhalb des Aquifers abgeteuft. Die Dichtwand 2 ist im wesentlichen quer zur Fließrichtung des Grundwassers - angedeutet durch den Pfeil 3 - orientiert. Im Bereich des Aquifers ist in die Dichtwand eingebunden ein Durchlaßbauwerk 4 angeordnet.

Auf der oberstromigen Seite der Vorrichtung 1 befinden sich zwei Kontaminationszo­ nen 5 im Aquifer. Der diese Kontaminationszonen 5 durchlaufende und danach ent­ sprechend kontaminierte Grundwasserabstrom wird durch die Dichtwand 2 aus sei­ ner Fließrichtung 3 umgelenkt und durch das Durchlaßbauwerk 4 geleitet.

Erfindungsgemäß dient ein Ingenieurbauwerk 4 mit einem Boden 6 und Seitenwän­ den 7 bis 10 als Durchlaßbauwerk. Das Ingenieurbauwerk 4 ist statisch so bemes­ sen, daß es im unbefüllten Zustand zumindest dem außenseitigen Erddruck und ggf. zusätzlich auch dem außenseitigen Wasserdruck standhält. Auf diese Weise läßt sich das Ingenieurbauwerk 4 immer wieder frisch mit Behandlungsmaterial befüllen.

Die Art des Behandlungsmaterials wird je nach der im Grundwasser vorliegenden Kontamination gewählt. Im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung kann gleicher­ maßen physikalisch, chemisch oder auch mikrobiologisch wirksames Behandlungs­ material verwendet werden. Jedenfalls sollte das aus dem Durchlaßbauwerk 4 aus­ tretende Grundwasser bezüglich der zu behandelnden Schadstoffe gereinigt sein. Die Form 11 des Grundwasserabstroms nach dem Austritt aus dem Durchlaßbau­ werk 4 ist hier gestrichelt angedeutet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Vertikalschnitt durch zwei unterschiedliche Varianten eines Ingenieurbauwerks 4. Den Fig. 2 und 3 läßt sich zunächst der wannenartige Aufbau des Ingenieurbauwerks 4 mit einem Boden 6 und Seitenwän­ den 7 und 8 entnehmen. Dargestellt sind hier nur die quer zur Fließrichtung des Grundwassers orientierten Seitenwände 7 und 8, da die in Fließrichtung orientierten Seitenwände 9 und 10 dem Vertikalschnitt nicht zu entnehmen sind. Der Boden 6 ist im Stauhorizont 12 unterhalb des Aquifers 13 eingebunden, so daß sich das Ingeni­ eurbauwerk 4 insgesamt über die gesamte Tiefe des Aquifers 13 erstreckt.

Den Fig. 2 und 3 ist ferner zu entnehmen, daß das Ingenieurbauwerk 4 einen Deckel 14 umfaßt, der zum Austausch des Behandlungsmaterials geöffnet werden kann und vorzugsweise luftdicht abschließt.

In beiden dargestellten Fällen handelt es sich um Stahlbetonbauwerke mit zwei in Fließrichtung hintereinander geschalteten Stufen 15 und 16, wobei die einzelnen Stufen 15 und 16 in Form von zwei über eine Trennwand 17 aneinandergrenzenden Teilräumen 15 und 16 des Ingenieurbauwerks 4 realisiert sind.

Die Wasserdurchlässigkeit des Ingenieurbauwerks 4 ist in Fließrichtung mindestens genauso groß wie die Wasserdurchlässigkeit des in den Teilräumen 15 und 16 ange­ ordneten Behandlungsmaterials. An das Ingenieurbauwerk 4 oberstromig und unter­ stromig angrenzend sind jeweils zwei Kiesfilterschichten 20 und 21, nämlich eine in­ nere Kiesfilterschicht 20 und eine äußere Kiesfilterschicht 20 angeordnet, die einen ungehinderten Zufluß und Abfluß des Grundwassers und eine gleichförmige Durch­ strömung des Ingenieurbauwerks 4 gewährleisten. Auf den Kiesfilterschichten 20, 21 ist im Bereich des Deckels 14 eine Tonschicht 18 angeordnet, die einen hydrauli­ schen Kurzschluß bzw. ein Überlaufen in diesem Bereich verhindern soll.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante wird das Ingenieurbauwerk 4 im wesentli­ chen horizontal durchströmt. Dazu sind die in Fließrichtung orientierten Seitenwände 7 und 8 des Ingenieurbauwerks 4 sowie die Trennwand 17 mit Durchgangsöffnungen versehen bzw. perforiert. Die horizontale Durchströmrichtung ist hier durch gestri­ chelte Pfeile angedeutet.

Im Gegensatz dazu wird das in Fig. 3 dargestellte Ingenieurbauwerk 4 im wesentli­ chen vertikal durchströmt. Dazu sind die quer zur Fließrichtung orientierten Seiten­ wände 7 und 8 des Ingenieurbauwerks 4 sowie die Trennwand 17 im wesentlichen wasserdicht ausgebildet. Die beiden Seitenwände 7 und 8 weisen lediglich einen Vergleichsweise kleinen Einlaufbereich 22 und einen Auslaufbereich 23 für das Grundwasser auf. Dementsprechend ist auch die Trennwand 17 mit einem ver­ gleichsweise kleinen Durchlaßbereich 24 versehen. Um nun ein vertikales Durch­ strömen des Ingenieurbauwerks 4 zu gewährleisten, ist der Durchlaßbereich 24 ver­ setzt zu dem Einlaufbereich 22 und dem Auslaufbereich 23 angeordnet. Auf diese Weise ist das Grundwasser gezwungen, das Ingenieurbauwerk 4 mäanderartig zu durchströmen. Dies ist durch die gestrichelten Pfeile angedeutet.

Hinsichtlich der verschiedenen Realisierungsmöglichkeiten für die Dichtwand sei hier auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Ausschnittsdarstellungen im Anschlußbereich zwischen dem Ingenieurbauwerk 4 und der Dichtwand 2. Insbesondere sind hier eine der in Fließrichtung orientierten Seitenwände 9 und 10 des Ingenieurbauwerks 4 darge­ stellt, die zur Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlusses im wesentlichen was­ serdicht ausgestaltet sind. Außerdem sind sie noch mit einem bindigen Material, hier mit einer Tonschicht 25 hinterfüllt.

Aus Fig. 4 geht hervor, daß im Anschlußbereich zwischen der Dichtwand 2 und dem Ingenieurbauwerk 4 eine Spundbohle 26 jeweils ca. hälftig in die entsprechende Seitenwand 9 des Ingenieurbauwerks 4 und in die Dichtwand 2 integriert ist. Auch diese Maßnahme dient zur Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlusses im An­ schlußbereich zwischen der Dichtwand 2 und dem Ingenieurbauwerk 4.

Fig. 5 zeigt eine Variante der in Fig. 4 dargestellten Anschlußmöglichkeit. In dieser Variante ist die entsprechende Seitenwand 9 des Ingenieurbauwerks 4 mit einem Wandfortsatz 27 versehen, der mit Hilfe von Bewehrungsstäben mit dem Durchlaß­ bauwerk verbunden ist. Diese Konstruktion kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn das Durchlaßbauwerk in Fertigteilbauweise, der Wandfortsatz jedoch vor Ort herge­ stellt wird. Die Spundbohle 26 ist hier jeweils ca. hälftig in die Dichtwand 2 und in die­ sen Wandfortsatz 27 integriert.

Fig. 6 zeigt im wesentlichen die in Fig. 1 dargestellten Situation. Allerdings liegen hier im Sanierungsgebiet insgesamt vier Kontaminationszonen vor, zwei Kontaminations­ zonen 5, die sich direkt im Oberstrom des als Durchlaßbauwerk dienenden Ingeni­ eurbauwerks 4 befinden, und zwei kleinere Kontaminationszonen 50, die sich zwar ebenfalls auf der oberstromigen Seite der Vorrichtung 1 befinden, jedoch in einer Richtung quer zur Grundwasserfließrichtung 3 relativ weit von dem Ingenieurbauwerk 4 entfernt liegen. Zur Verbesserung des Zustroms von Grundwasser aus den Konta­ minationszonen 50 zum Ingenieurbauwerk 4 ist oberstromig für jede Kontaminations­ zone 50 jeweils eine Drainage 40 vorgesehen. Unterstromig sorgt eine Drainage 41 für einen verbesserten Abstrom des Grundwassers vom Ingenieurbauwerk 4. Sowohl die Drainagen 40 als auch die Drainage 41 werden durch künstlich hergestellte Zo­ nen mit einer Wasserdurchlässigkeit gebildet, die größer ist als die Wasserdurchläs­ sigkeit des Aquifers.

In den Fig. 7 bis 9 ist jeweils ein dem in Fig. 2 dargestellten Ingenieurbauwerk 4 entsprechendes Durchlaßbauwerk dargestellt zusammen mit verschiedenen Realisie­ rungsmöglichkeiten für oberstromig und unterstromig angeordnete Drainagen. So er­ strecken sich die in Fig. 7 dargestellten Drainagen 40, 41 über die gesamte Mächtig­ keit des Aquifers, während sich die in Fig. 8 dargestellten Drainagen 40, 41 lediglich über einen oberen Bereich des Aquifers 13 erstrecken. Auch die in Fig. 9 dargestell­ ten Drainagen 40, 41 erstrecken sich lediglich über einen oberen Bereich des Aqui­ fers 13. Zur Verbesserung ihrer hydraulischen Wirkung sind sie jedoch noch mit sich in vertikaler Richtung erstreckenden Drainagen 42, 43 kombiniert.

Die Fig. 10 bis 12 illustrieren die Herstellung des Ingenieurbauwerks. Dazu wird zunächst eine trockene Baugrube 30 erzeugt. In dieser wird dann sukzessive ein In­ genieurbauwerk mit einem Boden 6 und Seitenwänden 7 bis 10 erstellt, während parallel dazu von außen an die quer zur Fließrichtung des Grundwassers orientierten Seitenwände 7 und 8 angrenzend Kies 20, 21 geschüttet wird und an den übrigen Seitenwänden 9 und 10 eine Hinterfüllung mit bindigem Material 25 erfolgt. Nach Fertigstellung des Ingenieurbauwerks wird dann quer zur Fließrichtung des Grund­ wassers und an beide Seiten des Ingenieurbauwerks angrenzend eine Dichtwand er­ stellt. Zum Anschluß der Dichtwand an das Ingenieurbauwerk wird jeweils eine Spundbohle teilweise, vorzugsweise hälftig, in das Ingenieurbauwerk und teilweise, vorzugsweise hälftig, in die Dichtwand eingebunden.

Zur Herstellung der trockenen Baugrube 30 werden zunächst Stahlspundwände 31 entlang der seitlichen Begrenzung des zu erstellenden Ingenieurbauwerks bis einige Meter in den unterlagernden Stauhorizont 12 eingerüttelt. Je nach Lagerungsdichte des Bodenmaterials, kann es notwendig werden, vor dem Einrütteln der Spundwände 31 entlang der Baugrubenbegrenzung den Untergrund aufzulockern, was in vorteil­ hafter Weise durch Spiralvorbohrungen erfolgen kann. Anschließend wird die Bau­ grube 30 ausgehoben und der Wasserspiegel innerhalb der Baugrube 30 mit Hilfe von Pumpen 33, 34 abgesenkt. Dies führt zu einem Grundwasserdruckunterschied von außerhalb nach innerhalb der Baugrube 30 in Abhängigkeit von der Tiefe der Baugrube 30. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr eines hydraulischen Grund­ bruchs. Maßgebende Kriterien zur Vermeidung eines hydraulischen Grundbruchs sind die Einbindetiefe der Stahlspundwand 31 in den Stauhorizont 12 sowie dessen hydraulische und bodenmechanische Eigenschaften. Je größer die Einbindetiefe ist um so kleiner ist der hydraulische Gradient. Je geringer die hydraulische Durchläs­ sigkeit des Stauhorizonts 12 ist, um so geringer ist die Strömungsgeschwindigkeit und damit auch die erosive Wirkung. Eine Reduzierung der Durchlässigkeit kann, sofern erforderlich, z. B. durch eine Sohlinjektion erzielt werden.

Alternativ hierzu kann der Grundwasserspiegel während der kritischen Phase, d. h. nach dem Aushub und Leerpumpen der Baugrube und vor dem Bau des Ingenieur­ bauwerks, durch Absenkbrunnen oder Sauglanzen 35 bis einige Meter unterhalb der Baugrubensohle abgesenkt werden.

Der Stahlspundwandverbau 31 muß sukzessive mit dem Aushub bzw. der Entleerung der Baugrube 30 ausgesteift werden. Dies kann entweder über Rahmen aus Stahl­ profilträgern oder aus Stahlbeton erfolgen. Die Aussteifung 32 wird im Zuge der Kon­ struktion des Ingenieurbauwerks wieder rückgebaut. Mit zunehmendem Aufbau des Ingenieurbauwerks reduziert sich auch der Grundwasserzustrom zur offenen Was­ serhaltung im Bereich der jeweiligen Baugrubensohle.

Mit der Herstellung des Ingenieurbauwerks wird sukzessive oberstromig und unter­ stromig, d. h. entlang der Seitenwände 7 und 8, ein abgestufter Kiesfilter 20, 21 ge­ schüttet. Im Bereich der Seitenwände 9 und 10 erfolgt die Hinterfüllung der Baugrube dagegen mit bindigem Material 25. Dadurch wird die hydraulisch dichtende Anbin­ dung der Dichtwand an das Ingenieurbauwerk zusätzlich verstärkt.

Die Herstellung einer hydraulisch dichten Verbindung zwischen der Dichtwand und dem Ingenieurbauwerk ist bautechnisch wesentlich einfacher zu realisieren, wenn das Ingenieurbauwerk zuerst erstellt und anschließend die Dichtwand hergestellt wird. Darüber hinaus wird dadurch die Möglichkeit einer Rißbildung in der Dichtwand durch Erschütterungen beim Einrütteln der Stahlspundbohlen ausgeschlossen.

Fig. 10 zeigt die ausgehobene Baugrube 30 während des Abpumpens des Grundwassers. Fig. 11 zeigt die Baugrube 30 mit einem teilweise erstellten Ingeni­ eurbauwerk, das bereits mit Kies hinterfüllt ist. Fig. 12 zeigt eine Aufsicht auf das fer­ tiggestellte Ingenieurbauwerk 4 vor dem Entfernen der Stahlspundwände 31 zur Si­ cherung der Baugrube 30.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung im Rahmen eines passiven Sanierungskonzepts eingesetzt wird, mit dem Grundwasser­ verunreinigungen in-situ aus dem Untergrund entfernt werden. Derartige Sanie­ rungsmaßnahmen sind meist sehr langfristig in der Größenordnung von mehreren Jahren bis Jahrzehnten angelegt. Dementsprechend ist hier in der Regel ein Aus­ tausch des Behandlungsmaterials erforderlich, sobald seine Wirksamkeit hinsichtlich der abzubauenden Schadstoffe auf ein vorbestimmtes Maß abgenommen hat. Dazu muß das Gesamtsystems und insbesondere die Qualität des aus dem Durchlaßbau­ werk austretenden Grundwassers ständig oder zumindest regelmäßig kontrolliert werden. Die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht auf einfache Weise einerseits eine derartige Überwachung und andererseits den Austausch des Behandlungsmaterials. Auch aufgrund der realisierbaren Stabilität des Durchlaßbauwerks ist die hier vorgeschlagene Vorrichtung insgesamt für eine Lang­ zeitanwendung ausgelegt.

Beim Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es unter bestimmten Be­ dingungen vorteilhaft sein, dem Ingenieurbauwerk zumindest einen Teil des durch­ strömenden Grundwassers zu entnehmen und beispielsweise einer speziellen exter­ nen Behandlungsstufe zuzuführen. Auf diese Weise können dem Grundwasser auch Schadstoffe entzogen werden, die im Rahmen einer in-situ Behandlung nicht hinrei­ chend zuverlässig erfaßt werden. Im Anschluß an eine derartige externe Behandlung kann das Grundwasser dann wieder in das Durchlaßbauwerk eingeleitet und dort weiterbehandelt werden.

Claims (49)

1. Vorrichtung zur Boden- und Grundwassersanierung mit mindestens einer im we­ sentlichen wasserdichten Dichtwand (2), wobei sich die Dichtwand (2) in vertikaler Richtung mindestens über den verunreinigten vertikalen Abschnitt des im Sanie­ rungsgebiet vorliegenden Aquifers (13) erstreckt und im wesentlichen quer zur Fließ­ richtung des Grundwassers im Aquifer (13) orientiert ist, und mit mindestens einem in die Dichtwand (2) eingebundenen, im Bereich des Aquifers (13) angeordneten Durchlaßbauwerk (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Durchlaßbauwerk durch ein mit Be­ handlungsmaterial befüllbares Ingenieurbauwerk (4) mit einem Boden (6) und Sei­ tenwänden (7 bis 10) gebildet ist, wobei das Ingenieurbauwerk (4) statisch so be­ messen ist, daß es im unbefüllten Zustand zumindest dem außenseitigen Erddruck standhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbau­ werk (4) statisch so bemessen ist, daß es im unbefüllten Zustand dem außenseitigen Erd- und Wasserdruck standhält.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) als Betonbauwerk, insbesondere als Stahlbetonbauwerk, ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) mindestens zwei in Fließrichtung (3) hintereinander geschaltete Stufen (15, 16) für vorzugsweise unterschiedliche Behandlungsmaterialen umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen (15, 16) in Form von über Trennwände (17) aneinandergrenzende Teilräume des In­ genieurbauwerks (4) realisiert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdurchlässigkeit des Ingenieurbauwerks (4) in Fließrichtung mindestens ge­ nauso groß ist wie die Wasserdurchlässigkeit des Behandlungsmaterials.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) im wesentlichen horizontal durchströmt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Fließ­ richtung orientierten Seitenwände (7, 8) des Ingenieurbauwerks (4) mit Durchgangs­ öffnungen versehen sind oder perforiert sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Fließrichtung orientierten Seitenwände (7, 8) des Ingenieurbauwerks (4) aus Einkornbeton erstellt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand (17) mit Durchgangsöffnungen versehen ist, perfo­ riert ist oder aus Einkornbeton erstellt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) im wesentlichen vertikal durchströmt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Fließ­ richtung orientierten Seitenwände (7, 8) des Ingenieurbauwerks (4) im wesentlichen wasserdicht sind und lediglich begrenzte, vergleichsweise kleine Einlauf- (22) und Auslaufbereiche (23) für das Grundwasser aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand (17) im wesentlichen wasserdicht ist und lediglich einen begrenzten, vergleichsweise kleinen Durchlaßbereich (24) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbe­ reich (24) der Trennwand (17) versetzt zum Durchlaßbereich einer benachbarten Trennwand oder zum Einlauf- (22) bzw. Auslaufbereich (23) einer benachbarten Seitenwand (7, 8) des Ingenieurbauwerks (4) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fließrichtung orientierten Seitenwände (9, 10) des Ingenieurbauwerks (4) im wesentlichen wasserdicht sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieursbauwerk (4) einen vorzugsweise luftdicht abschließenden Deckel (14) umfaßt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) zum Austausch des Behandlungsmaterials zumindest teilweise öffenbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) mit physikalisch, chemisch und/oder mikrobiologisch wirk­ samen Behandlungsmaterialien befüllbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromig und unterstromig an das Ingenieurbauwerk (4) angrenzend jeweils min­ destens eine Kiesfilterschicht (20, 21) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromig und unterstromig an das Ingenieurbauwerk (4) und ggf. die Kiesfilter­ schicht (20, 21) angrenzend mindestens eine Drainage (40 bis 45) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drainage (40, 41) über die gesamte Mächtigkeit des Aquifers erstreckt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drainage (42 bis 45) den Aquifer nur bereichsweise durchdringt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine lateral zum Durchlaßbauwerk (4) gerichtete Drainage (42, 43) mit mindestens einer sich vertikal erstreckenden Drainage kombiniert ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an die in Fließrichtung orientierten Seitenwände (9, 10) des Ingenieurbauwerks (4) angrenzend jeweils eine Abdichtungsschicht (25), vorzugsweise aus Ton, angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwand (2) durch eine Stahlspundwand gebildet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwand (2) durch eine Schmalwand gebildet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwand (2) durch eine Schlitzwand gebildet ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwand (2) durch eine Wand aus überschnittenen Bohrpfählen gebildet ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwand (2) im Düsenstrahl-Verfahren erstellt ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschlußbereich zwischen Ingenieurbauwerk (4) und Dichtwand (2) mindestens eine Spundbohle (26) teilweise in die entsprechende Seitenwand (9, 10) des Ingeni­ eurbauwerks (4) und teilweise in die Dichtwand (2) integriert ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbau­ werk (4) mit mindestens einem Wandfortsatz (27) zum Anschluß an die Dichtwand (2) versehen ist und daß die Spundbohle (26) in den Wandfortsatz (27) integriert ist.

32. Verfahren zum Erstellen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine trockene Baugrube (30) erzeugt wird, daß in der Baugrube (30) sukzessive ein Ingenieurbauwerk (4) mit ei­ nem Boden (6) und Seitenwänden (7 bis 10) erstellt wird, während parallel dazu von außen an die quer zur Fließrichtung des Grundwassers orientierten Seitenwände (7, 8) angrenzend Kies (20, 21) geschüttet wird und an den übrigen Seitenwänden (9, 10) eine Hinterfüllung mit bindigem Material (25) erfolgt, daß quer zur Fließrichtung des Grundwassers und an beide Seiten des Ingenieurbauwerks (4) angrenzend eine Dichtwand (2) erstellt wird und daß jeweils eine Spundbohle (26) teilweise, vorzugs­ weise hälftig, in das Ingenieurbauwerk (4) und teilweise, vorzugsweise hälftig, in die Dichtwand (2) eingebunden wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der trockenen Baugrube (30) Spundwände (31) entlang der seitlichen Begrenzung des Ingenieurbauwerks (4) in den Baugrund bis einige Meter in den unterlagernden Stauhorizont (12) eingetrieben werden.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Baugrund vor dem Eintreiben der Spundwände (31) vorzugsweise durch Spiralvorbohrungen auf­ gelockert wird.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit des Stauhorizonts (12) vorzugsweise durch eine Sohlinjektion re­ duziert wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwasserspiegel vor dem Erstellen des Ingenieurbauwerks (4) vorzugsweise mit Hilfe von Absenkbrunnen oder Sauglanzen bis auf einige Meter unter das Niveau der Baugrubensohle abgesenkt wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Spundwandverbau (31) der Baugrube (30) sukzessive mit dem Aushub der Bau­ grube (30) mit einer Aussteifung (32), vorzugsweise in Form von Rahmen aus Stahl­ profilträgern oder aus Stahlbeton, versehen wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteifung (32) sukzessive mit der Erstellung des Ingenieurbauwerks (4) wieder rückgebaut wird.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) in Fertigteilbauweise erstellt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbau­ werk (4) in Form von ineinander einstellbaren Kastensegmenten erstellt wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Ingenieurbauwerk (4) in Stahlbetonbauweise individuell vor Ort erstellt wird.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine lateral zum Durchlaßbauwerk gerichtete Drainage (42, 43) in Form eines mit Kies oder Schotter verfüllten Grabens erstellt wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine lateral zum Durchlaßbauwerk gerichtete Drainage (42, 43) in Form einer Horizontalbohrung erstellt wird.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine vertikal orientierte Drainage (44, 45) in Form einer Bohrung erstellt wird.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung zu ei­ nem Grundwasserbrunnen ausgebaut wird.

46. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung mit ei­ nem gut wasserdurchlässigen Material, vorzugsweise mit Kies oder Schotter, verfüllt wird.

47. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schadstoffgehalt des aus dem Ingenieurbauwerk (4) austretenden Grundwassers zumindest regelmäßig kontrolliert wird und daß das Behandlungsmaterial erneuert wird, sobald seine Wirksamkeit hinsichtlich der abzubauenden Schadstoffe auf ein vorbestimmtes Maß abgenommen hat.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß im Ingenieurbau­ werk (4) eine Entnahme von Grundwasser erfolgt.

49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß im Ingenieurbau­ werk (4) eine Wiedereinleitung des entnommenen Grundwassers erfolgt.