Dank der erfolgreichen Durchführung von Injektionsarbeiten mit innovativer Technologie im Tunnel Bad Cannstatt für die ARGE Tunnel Cannstatt S21 im Zeitraum von 2015-2019 konnte sich die BeMo erneut für die Ausführung von vortriebsbegleitenden abdichtenden Gebirgsinjektionen im Bereich des Bahnprojektes Stuttgart 21 qualifizieren.
Kritische Zeitschiene - erfolgreich gemeistert
Die Geologie weist in Teilbereichen der Tunnelröhren des Fildertunnels anhydritführenden Gipskeuper auf. Aufgrund seiner quellfähigen Eigenschaften sollten durch die Injektionen die tunnelnahen Randzonen des Gebirges, die durch die Bautätigkeit eine vortriebsbedingte Auflockerung erfahren haben, mittels Injektionsmaßnahmen verfüllt werden, um so die Permeabilität des anstehenden Baugrundes zu minimieren. Schon in den anfänglichen Gesprächen wurde klar, dass das geplante Bauvorhaben auf einer kritischen Zeitschiene liegt. Zweifel von Dritten an der Leistungsfähigkeit der BEMO, das Projekt in der erforderlichen Bauzeit abwickeln zu können, konnten wir eindrucksvoll entkräften. In engster Zusammenarbeit mit diversen Abteilungen innerhalb der BEMO starteten die Maßnahmen unter Berücksichtigung von erforderlicher Technik, Personal, Logistik und Infrastruktur termingerecht, der Endtermin konnte planmäßig eingehalten werden. Bauzeitbedingt wurde in beiden Tunnelröhren gleichzeitig gearbeitet. Das eingesetzte Personal belief sich in Spitzenzeiten auf rund 100 Mitarbeiter, die aufgeteilt auf drei Drittel den Durchlaufbetrieb 24/7 sichergestellt haben.
DAS BAUFELD
Perfekt getaktete Logistik
Durch die Lage des Baufeldes inmitten des dicht bebauten Stadtzentrums von Stuttgart mussten die gesamte Baustelleneinrichtung wie Bürocontainer, Mannschaftsräume, Sanitäreinrichtungen, Werkstatt & Magazine sowie zugehörige Infrastruktur und Maschinentechnik untertags direkt im Tunnel errichtet werden. Aufgrund der erforderlichen Zuwegung zum Baufeld wurden für die Anlieferung der BE die auf Hochtouren laufenden Schutter-, Schal- und Betonierarbeiten vollständig eingestellt. Der planmäßige Baustopp zur Anlieferung ist hierzu auf 72 Stunden vertraglich festgelegt worden. Allein schon dieser Umstand stellte logistische Herausforderungen für die Taktung und Koordinierung der Transporte, die u. a. mit Sattelzügen und Tiefladern kamen, dar. Da auf dem Baufeld nur ein Großfahrzeug zur Entladung Platz fand und keine Möglichkeiten zum Ausweichen der LKWs bestanden, mussten rund 45 Transporte in detailliert vorgeplanter Reihenfolge und entsprechender Taktung zum Baufeld geführt und abgeladen werden. Ein Verkehrschaos als Worst-Case-Szenario konnte hierdurch erfolgreich abgewendet werden.
BOHRARBEITEN UND BOHRPLANHERSTELLUNG
Mit der optimalen Drehzahl zum Ziel
Die zur Leistungserbringung erforderlichen Bohrarbeiten erfolgten mittels zweier Vollautomaten (Typ Sandvik DT922i) und Totalstation (Typ Leica TS 16). Die Bohrgeräte verfügen über die Möglichkeit, Bohrparameter wie Anpressdruck und Drehzahl aufzuzeichnen. Dank der Auswertung der Parameter konnten wesentliche Erkenntnisse zu den Gebirgseigenschaften mit Auswirkungen auf die nachfolgende Injektion gewonnen werden. Aufgrund der quellfähigen Gebirgseigenschaften mussten die erforderlichen Bohrlöcher für die Injektionen mit einer Trockenbohrausrüstung hergestellt werden. Entsprechend wurde die resultierende Bohrstaubemission (Vollbohrungen d= 51 mm) durch gleichzeitige Absaugung mittels Entstaubungsanlagen auf einem Trägergerät (Typ Avesco CDC200) erfolgreich minimiert.
INJEKTIONEN
Fest definierte Parameter
Die durch die Ausführungsplanung bestimmten Injektionsparameter wurden durch Injektionsfestlegungen definiert und umgesetzt. Bestandteil der Planung war auch die Definition des Injektionsmaterials, welches in Abhängigkeit von weiteren Randbedingungen entweder mittels Acrylatgel-, oder Polyurethanharzinjektion zur Ausführung kam. Der Tunnel ist systematisch in unterschiedliche Querschnitte (I bis IV) und Injektionsserien (a, b, c) gegliedert worden. Durch die diversen Serien innerhalb eines Injektionsabschnittes wurde das Injektionsraster immer weiter verdichtet (Pilgerschrittverfahren). Es konnten bis zu zwölf Verpresseinheiten gleichzeitig in Einsatz gebracht werden. Die Ausführung erfolgte vornehmlich mit pneumatischen, zwangsgesteuerten 2K-Kolbenpumpen.
DIE TECHNIK
Absolut exakt
Für die Injektionen kam aufgrund der geringen Viskosität vorwiegend Acrylatgel zum Einsatz. Die Verfüllung mit Polyurethanharz erfolgte in der Regel bei besonderen Vorkommnissen, wie z. B. bei wasserführenden Bohrlöchern oder angetroffenen größeren Hohlräumen oder auch auf besondere Anweisung durch den Planer.
Die Dokumentation der Injektionen erfolgte durch die von BEMO BWE entwickelten Injektionsscanner. Diese Technik ermöglicht neben der Druck- und Mengenaufzeichnung zusätzlich die Messung der Dichte, der Viskosität und der Temperatur des Materials zu jedem Zeitpunkt der Injektion auf der Druckseite im gemischten Zustand.
Die Gelinjektion erfolgte durch druckluftgespannte Blähpacker, die in den 51 mm großen Bohrlöchern verbaut und mit rund 20 bar Luftdruck zum Verspannen beaufschlagt wurden. Für die PU-Injektion wurden klassische mechanische Spannpacker verwendet.
