Mobiler Hochwasserschutz für das Einkaufszentrum Sihlcity in Zürich

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Die Hochwassersituation in der Stadt Zürich

Die Stadt Zürich hat in den letzten 100 Jahren kein grösseres Hochwasser mehr erlebt. Dies ist vor allem dem Sihlsee zu verdanken, einem Stausee im Einzugsgebiet der Sihl. Das wildflussartige Gewässer durchquert das südliche Stadtgebiet von Zürich und mündet im Stadtzentrum in die Limmat. Das Gefahrenpotenzial, das von der Sihl ausgeht, ist in der Bevölkerung kaum noch präsent. Umso deutlicher wurde die Gefährdung durch die Gefahrenkarte "Hochwasser" in Erinnerung gerufen, die für die Stadt Zürich 2008 erstellt wurde. Sie identifizierte oberhalb des Einkaufszentrums "Sihlcity" zwei Ausbruchstellen des Flusses, die das Areal ab einem 100-jährlichen Hochwasser gefährden – und zwar unerwarteter Weise von der flussabgewandten Seite. So droht die Sihl im Gebiet "Allmend", das rund 900 Meter flussaufwärts von Sihlcity liegt, aus ihrem Bett auszubrechen und die tiefergelegenen Teile des angrenzenden Viertels bis zu 4.5 Meter hoch zu fluten. Über die Tiefgarageneinfahrt in diesem Bereich kann dann Wasser in die Untergeschosse von Sihlcity eindringen: Technik- und Lagerräumen sowie Anlieferungszonen, Bushaltestellen und Parkhauszufahrten stünden unter Wasser. Diese Erkenntnisse kamen für Sihlcity etwas zu spät, wurde das Zentrum doch bereits im Jahr 2007 eröffnet.

Anspruchsvolle Rahmenbedingungen

Aufgrund des hohen Schadenpotenzials wurde die Eigentümerschaft von Sihlcity von der Gebäudeversicherung aufgefordert, unabhängig von möglichen übergeordneten staatlichen Massnahmen, Hochwasserschutzmassnahmen für das Areal bis Ende Juli 2010 umzusetzen. Im Rahmen einer Konzeptstudie wurden unterschiedliche Schutzsysteme auf ihre Machbarkeit untersucht. Sie durften die Ästhetik des Gebäudekomplexes nicht beeinträchtigen, mussten unter laufendem Betrieb umgesetzt werden und die begrenzten Lagermöglichkeiten im Freizeit- u. Einkaufszentrum berücksichtigen. Es zeigte sich, dass feste Massnahmen wie zum Beispiel Hochwasserschutzwände aus Beton auf dem bereits dicht bebauten Areal nicht umsetzbar sind. So wurden primär mobile Schutzsysteme näher untersucht, die zwar einer Intervention im Ereignisfall bedürfen, aber Veränderungen im Bestand auf ein Minimum reduzieren.

Achillesferse: Tiefgarageneinfahrt

Erwartungsgemäss stellte sich die Tiefgarageneinfahrt Giesshübelstrasse als besonders schwierig heraus, da bei einer Flutung der Senke auch der gesamte Einfahrtsbereich unter Druck geht, das heisst, der Wasserspiegel liegt über dem Deckenniveau. Damit wird ein vierseitig dichtes Schutzsystem notwendig. Erste Abklärungen mit Dammbalkenherstellern zeigten, dass es aufgrund der Anforderungen bezüglich Dichtheit und hydraulischer Belastbarkeit nicht möglich ist, ein solches mobiles Standardsystem zurückversetzt im Bereich der Tiefgarageneinfahrt zu installieren. Auch die zweite Variante mit fix verschraubten Dammbalkenelementen erwies sich als nicht umsetzbar: Das System fordert enorm viel Lagerplatz, beträchtliche bauliche Anpassungen, Einschränkungen auf der benachbarten Hauptverkehrsstrasse sowie eine Aufbauzeit von vier Stunden – das überschreitet die Interventionszeit bei weitem. Damit kamen ortsungebundene mobile Systeme im Bereich der Tiefgarageneinfahrt nicht mehr in Frage.

Die Lösung: Hochwasserschutztor

In einem weiteren Schritt wurde der Einbau eines Hochwasserschutztores im Bereich der Tiefgarageneinfahrt untersucht. Trotz der höheren Baukosten ergeben sich gegenüber mobilen ortsungebundenen Schutzsystemen folgende Vorteile:

• Schnelle Verschluss- und Interventionszeiten
• Schutzsystem ist bereits am Einsatzort und keine zusätzlichen Lagerflächen werden benötigt (ortsgebundenes mobiles System)
• Deutliche Verkleinerung der Notfallmannschaft
• Keine Beeinträchtigung des Verkehrs auf der benachbarten Hauptverkehrsstrasse

Die Entscheidung fiel auf ein einflügeliges Tor mit angebrachter Schwellenklappe als untere Abdichtung im Fahrbahnbereich.

Weitere notwendige Schutzmassnahmen: Mobil und flexibel

Um das Einkaufszentrum auch gegen eindringendes Wasser in den anderen gefährdeten Bereichen zu schützen, werden Schlauchdämmelemente eingesetzt. Insgesamt wird in den Bereichen der SZU-Fussgängerunterführung, am Utoplatz sowie an der südöstlichen Gebäudeecke eine Länge von 200 Metern auf diese Weise gesichert. Die Lagerräume müssen über dem Schutzniveau angeordnet sein, da sonst der Zugang zu den Schutzelementen durch eindringendes Wasser verhindert werden kann. Da sich im Sihlcity allerdings auf diesem Schutzniveau auch die erste Verkaufsebene befindet, konnten nur zwei kleine Räume für die Lagerung der mobilen Schutzelemente zur Verfügung gestellt werden. Deshalb fiel der Entscheid zugunsten von Schlauchdämmelementen, da diese wenig Lagerfläche benötigen und keine baulichen Veränderungen notwendig sind.

Um den Aufbau zu beschleunigen, wurden die Schlauchdämmelemente je nach Einsatzort auf verschiedene Rollwägen aufgeteilt und mit dem notwendigen Zubehör wie Feuerwehrschläuche, Hydrantenschlüssel, Motorenluftgebläse, Sandsäcke und Spanngurte sowie Hilfsmaterial und Schwimmwesten bestückt. Auch für den Nachteinsatz wurde ein spezieller Rollwagen bereitgestellt, auf dem die notwendigen Leuchtmittel mit Zubehör untergebracht sind.

Bauliche Umsetzung innerhalb von zehn Wochen

Die Ausführungsplanung für das Hochwasserschutzkonzept wurde bewusst vorgezogen und erfolgte zeitgleich mit der Erstellung des Notfallkonzepts, damit in der anschliessenden Generalunternehmer-Ausschreibung alle bautechnischen und betrieblichen Randbedingungen sowie die Anforderungen an den Hochwasserschutz (u.a. Betrieb auch bei Stromausfall) bestmöglich aufeinander abstimmt werden konnten. Durch dieses Vorgehen wurden die Nachträge seitens Unternehmer auf ein Minimum reduziert und die Einhaltung des Fertigstellungstermins sowie der erforderlichen Qualität sichergestellt. Nach nur zehn Wochen Bau- und Montagezeit – ausserhalb der Sihlcity-Betriebszeiten – konnte der Hochwasserschutz mit der Instruktion des Einsatzpersonals abgeschlossen werden. Um auch zukünftig die Funktion der Schutzelemente sicherzustellen, wurden mit dem Generalunternehmer entsprechende Wartungsverträge abgeschlossen.

Alarmkonzept und Notfallplan

Da es sich bei Sihlcity um ein Privatobjekt handelt, kann für die Einrichtung der Schutzmassnahmen nicht mit der Unterstützung der städtischen Feuerwehr oder anderer staatlicher Rettungsorganisationen gerechnet werden. Es musste eine private Einsatzmannschaft aufgebaut werden. Zentrales Element für den mobilen Hochwasserschutz ist der Notfallplan, der auf die Aufbauzeiten und die zur Verfügung stehende Einsatzmannschaft abgestimmt wurde.

Das Alarmsystem baut auf dem bestehenden Alarmsystem des Kantons auf und nutzt zwei kantonale Abflussmessstationen. Der Wasserspiegel der Sihl kann ziemlich rasch ansteigen, die Flutwelle benötigt von der letzten Messstation bis zur Stadt Zürich ungefähr 120 Minuten. Bei definierten Abflusswerten an den Messstationen (Q = 100 m³/s, 200 m³/s, 300 m³/s) alarmiert die Schweizerische Alarm- und Einsatzzentrale die Betriebsleitzentrale von Sihlcity, die dann gemäss dem Notfallplan die Einsatzkräfte benachrichtigt. Das Ziel des Notfallplanes ist es, dass sämtliche Schutzeinrichtungen in dem Zeitraum aufgebaut sind, in dem ein 100-jährliches Hochwasser Sihlcity erreicht (HQ100 = 360 m³/s). Berücksichtigt man nach der Alarmierung bei Q = 300 m³/s zusätzlich zum Fliessweg der Flutwelle auch noch die Zeit für den Wasserspiegelanstieg der Sihl auf kritisches Niveau, d.h. von 300 m³/s auf 360 m³/s, so verbleiben insgesamt ungefähr 175 Minuten für den Aufbau der Schutzmassnahmen.

Für das Szenario "Sihl-Hochwasser" wurde deshalb ein dreistufiges Alarmsystem eingeführt:

• Bereitschaftsalarm bei Q = 100 m³/s: Die Betriebsleitzentrale informiert Einsatzleiter und Stellvertreter, die Gefahrenentwicklung wird beobachtet.
• Stellungsalarm bei Q = 200 m³/s: Die Betriebsleitzentrale informiert Einsatzleiter und Stellvertreter und fordert die Hilfskräfte an. Die Einsatzkräfte reisen an, Personal und Ausstattung werden koordiniert, es laufen Vorbereitungsarbeiten, Teilmontagen, Informationstafeln werden aufgestellt.
• Interventionsalarm bei Q = 300 m³/s: Die Betriebsleitzentrale informiert Einsatzleiter und Stellvertreter sowie die Verkehrsbetriebe über den Verschluss des Hochwasserschutztores. Aufbau der einzelnen Schutzmassnahmen

Evakuierungsmassnahmen im klassischen Sinn sind auf dem Areal nicht notwendig. Die Sihlcity-Besucher werden mit Durchsagen über die aktuelle Situation, wie zum Beispiel die Einstellung des Busbetriebs im Untergeschoss, informiert und können durch weitere Infotafeln im Bereich der Interventionsstellen umgeleitet werden. Autos, die das Sihcity in Richtung Zürich-Innenstadt normalerweise über die Tiefgaragenausfahrt Giesshübelstrasse verlassen würden, können das Areal bei einer Torschliessung noch über die Ausfahrt Allmendstrasse verlassen.

Das Einsatzteam

Das gesamte Technikpersonal von Sihlcity wurde zum Einsatzleiter ausgebildet, so dass zumindest anfänglich die aktuell diensthabende Person den Posten übernehmen kann. Somit entfällt die Wegzeit zwischen Aufenthaltsort und Interventionsstelle.

Für die Installation des mobilen Hochwasserschutzes Sihlcity wird eine Mannschaftsstärke von mindestens 10 Personen benötigt. Aus Redundanzgründen wurden jedoch insgesamt 20 Betriebsangehörige des Sihlcity für den Aufbau des Hochwasserschutzes geschult. Um den Zugang zu den Lagerräumen im Einsatzfall zu ermöglichen, gibt es in der Betriebsleitzentrale ein spezielles Schlüsseldepot für das Einsatzpersonal Hochwasser. Der Aufbau der Schutzelemente ist klar geregelt und erfolgt durch mehrere Teams, die zum Teil auch alternierend an den verschiedenen Interventionsstellen auf dem Sihlcity-Areal im Einsatz sind. Mit diesem flexiblen Einsatzsystem kann sichergestellt werden, dass die Montage der Schutzelemente innerhalb von 100 Minuten abgeschlossen werden kann, es bleiben also noch 75 Minuten Reservezeit bis zum möglichen Ereignisbeginn. Im Notfallplan wurde auch der erhöhte Zeitbedarf für den manuellen Torverschluss mit der Handpumpe bei Stromausfall berücksichtigt.

Nach dem Aufbau des mobilen Hochwasserschutzes muss die Hochwassersituation vom Einsatzleiter fortlaufend überwacht werden. Auch die installierten Schutzelemente müssen während der gesamten Einsatzdauer, die bis zu 48 Stunden andauern kann, permanent vom Einsatzpersonal beaufsichtigt werden, um Vandalismus oder sonstige Beschädigungen zu verhindern. Es sind mindestens vier Personen im Wechsel vorgesehen, die neben der Überwachungstätigkeit auch für die Aufklärung der Passanten zuständig sind.

Bevor mit dem Abbau der mobilen Schutzmassnahmen begonnen werden kann, müssen nachfolgende Kriterien erfüllt sein:

• Senke Giesshübelstrasse (Bereich Hochwasserschutztor) wasserfrei
• Abfluss Q < 300 m³/s im absteigenden Ast nach Durchgang der Hochwasserwelle beim Messpegel unterhalb von Sihlcity
• Vorherrschende Regenpause und keine weiteren massgeblichen Niederschläge vorhergesagt

Nach dem Ereignis ist vor dem Ereignis

Regelmässige Übungen und Schulungen bilden einen integralen Bestandteil des Notfallplans und stellen sicher, dass der Aufbauablauf vom Einsatzpersonal beherrscht wird. Es sind ein jährlicher Teilaufbau und eine Vollübung alle drei Jahre vorgesehen. An den Schutzelementen sind regelmässig Funktionskontrollen durchzuführen. Auch der Unterhalt und die Wartung von Dichtungen, Steuerungen, Ölhydraulik und Verschlussmechanismen der Schutzmassnahmen im Bereich Tiefgarageneinfahrt Giesshübelstrasse sowie Kontrollgänge zur Überprüfung von allfälligen Beschädigungen werden regelmässig durchgeführt.

Fazit: eine wirksame Lösung

• Der Hochwasserschutz Sihlcity kann durch eine 20-köpfige private Einsatzmannschaft sichergestellt werden und gewährleistet den Schutz bis zu einem 300-jährlichen Ereignis
• Die Annahmen bezüglich Montagezeiten für den Aufbau der mobilen Schutzmassnahmen wurden in einer Vollübung bestätigt
• Der Versicherungsschutz konnte durch die termingerechte Fertigstellung der Hochwasserschutzmassnahmen und die Umsetzung des Notfallplans aufrechterhalten werden
• Die Umsetzung von Hochwasserschutzmassnahmen im Bestand ist aufgrund der Randbedingungen mit einem erhöhten Planungsaufwand verbunden.
• Die vorgezogene Ausführungsprojektierung und detaillierte Ausschreibung sorgte für einen verlässlichen Angebotspreis des Generalunternehmers, verhinderte Nachträge und stellte die Einhaltung der erforderlichen Qualität sicher.
• Der Gesamtaufwand lag bei rund 840'000 Franken. Trotz der schwierigen Randbedingungen konnte eine kosteneffiziente Lösung gefunden.