«Drei, zwei, eins – Steinschlag!»

«Drei, zwei, eins – Steinschlag!»

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Teaserbild-Quelle: Michael Hunziker
Was passiert, wenn ein schwergewichtiger Felsblock mit voller Wucht in ein Schutznetz kracht? Die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) simuliert auf ihren Prüfanlagen Naturgewalten im Massstab eins zu eins. – Zu Besuch bei einem Steinschlagtest.
 
 
Ein stillgelegter Steinbruch oberhalb des Walensees: Eine Felswand ragt in die
Höhe. Zwanzig Meter über dem Boden ist ein Schutznetz installiert. Experten klettern in der Verbauung herum. Hier wird die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in wenigen Augenblicken einen Steinschlagtest durchführen. Überall und in allen Grössen stehen Grüppchen von gelb-schwarz bemalten Betonklötzen herum, mit denen die WSL Steinschläge nachstellt.Am Fuss von Steilhängen stehen Siedlungen, Züge und Passstrassen schlängeln Felswänden entlang, Kraftwerke und Trafostationen kleben an jähen Bergrücken. Über dieser schweizerischen Idylle wackeln bedrohlich Mordsbrocken in den Felskronen. Damit im Ernstfall Infrastruktur und Leben geschützt sind, müssen Bund, Kantone und Gemeinden Steinschlagnetze, Murgang- und Lawinenverbauungen bei den Gefahrenherden anbringen. Bevor aber Steinschlagnetze installiert werden können, testet sie die WSL. Wenn die Systeme die Belastungsprobe bestehen , erhalten sie ein Zertifikat vom Bundesamt für Umwelt, der Expertenkommission für Lawinen und Steinschlag (EKLS) und der Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt (Empa). Sie sind somit für den Markt zugelassen oder kommen gar auf die Subventionsliste.In der senkrechten Felswand haben die Mitarbeiter der WSL ein neues Netz der Geobrugg AG aufgespannt. Die Firma will hier ihr neues Produkt testen und buchte die Anlage für eine Testserie mit drei Durchgängen. Das kostet die Firma rund 70 000 Franken. «Wir wollen unser neues Netz nach EU-Norm zertifizieren lassen, damit wir es auf dem europäischen Markt vertreiben können», sagt Bruno Haller, Verkaufsleiter und Ingenieur der Geobrugg. «Wir arbeiten auch bei der Entwicklung mit der WSL zusammen und gemeinsam verfügen wir über ein grosses Knowhow.» Neu sind an dem Netz das Bremssystem und auch die Verankerung. Die WSL führt zum ersten Mal eine EU-Zertifizierung durch, unlängst wurde die Steinschlag-Testanlage als offizielle Prüfstelle von Brüssel anerkannt.

 

Gebuchte Naturkatastrophe

Axel Volkwein, Teamleiter für Lawinen, Geröll und Steinschlag bei der WSL, geht auf der Anlage umher und funkt an seine Mitarbeiter auf den Aussenposten. Dort prüfen Spezialisten das zu testende Netz, bringen Messinstrumente in Position und stellen sie scharf. Einer steht auf einer Plattform und wartet auf das Kommando, den 16 Tonnen schweren Crash-Test-Dummy aus Beton mit einem Kran hochzuheben. Andere riegeln an den Hochgeschwindigkeitskameras. Diese werden aus verschiedenen Winkeln mit 250 Bildern pro Sekunde den Steinschlag und den Aufprall filmen. Axel Volkwein gibt letzte Anweisungen, weist die Zuschauer in den sicheren Bereich, hinter Schutznetze oder an die Ränder dieses Steinbruch-Plateaus, das seinerseits auch in einer Felswand liegt.
 

Mit der Wucht eines Lastwagens

Die Vertreter der SBB legen ihre Köpfe in den Nacken und schauen hoch. Sie sind hier, weil sie sich Erkenntnisse über Mess- und Alarmsysteme erhoffen, aber auch um Zeugen dieses Spektakels zu werden: Jeder hält eine Kamera vor die Augen. Bernhard Eicher, CEO der Geobrugg, hat sein Fotoapparat auf ein Stativ gestellt, den Fernauslöser hält er in der Hand und sagt: «Zu oft habe ich einen Felssturz nur durch den Sucher meiner Kamera erlebt.» Reto Baumann, Leiter der Sektion Schutzwald und Naturgefahren vom Bundesamt für Umwelt (Bafu) ist hier, weil das getestete Netz möglicherweise auf eine Subventionsliste kommen könnte. Daneben steht eine Schar von Geologen, Ingenieuren, Technikern und Kamerateams, die nun alle von einem Moment auf den anderen verstummen: Der Stein wird mit einem Kran hochgehoben. Er schwebt genau 34 Meter senkrecht über der geometrischen Mitte des Netzes. Über Funk vergewissert sich Volkwein, ob auch ja jedes Messgerät läuft. Dann schreit er: «Rolf!» Und zählt: «fünf, vier, drei, zwei, eins – Steinschlag!» Und drückt den Auslöser.
Der Stein wird ausgeklinkt und scheint für den Bruchteil eines Moments zu schweben, bevor er von der Gravitation erfasst und in die Tiefe gerissen wird. Der freie Fall dauert drei Sekunden, die einem wie die Ewigkeit vorkommen. Mit einer Energie von 5000 Kilojoule donnert der Block in das Netz. Eine Krafteinwirkung, als würde ein 16-Tonnen-Lastwagen mit 90 Kilometern pro Stunde in eine Wand krachen. Eine Staubwolke pufft auf, ein Geräusch, als liesse sich ein Schwergewicht in einen alten Sessel fallen. Der Stein federt kurz nach und bleibt dann etwa vier Meter tiefer hängen. «Ahh, Wow» – erste Ausrufe der Begeisterung unter den Anwesenden, dann prasselt der Applaus, wo in der freien Natur wohl Geröll nachrieseln würde oder ein weiterer Stein folgen könnte.
 

Ein Stein kommt selten allein

Während sich alle Zuschauer unter das Netz begeben und es inspizieren, wagt Haller ein erstes Fazit: «Wir sind sehr zufrieden. So wie es aussieht, könnte das Netz gut noch einen weiteren Stein auffangen. Es ist auch nirgends beschädigt, man könnte es weiter verwenden, die Bremsen müssten wir bloss austauschen.»
Die ersten Experten steigen von oben in das Steinschlagnetz hinunter und messen die Tiefe des Einschlags. Auch Axel Volkwein ist zufrieden: «Das Netz konnte den Stein halten und auch unsere Messgeräte haben funktioniert.» Jetzt steht die Auswertung der Daten an, das Interpretieren und Prognostizieren. Die Natur wurde mit grossem Aufwand spektakulär simuliert. Die unzähligen, unberechenbaren Kausalitäten, hat man auf ein mögliches Szenario reduziert. Da steht man unter dem Block, der tief im Netz hängt, staunt die senkrechte Felswand empor und huscht unter dem Felsen hindurch. Neben all der Wissenschaft bleibt angesichts der Launen der Natur, doch nur das Hoffen, dass ein zweiter Stein denselben Weg nimmt. Und dass sich die Natur auf die Milchmädchenrechnung des Menschen einlässt. Tut sie es, das hat der Test gezeigt, halten die Netze.
Von Michael Hunziker
 
 
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Nachgefragt

Den Auslöser für einen Steinschlag zu drücken, tönt wie ein Bubentraum.
Ja, das ist es irgendwie auch. Ich darf mit Sachen arbeiten, mit denen meine Kinder gerne spielen würden. Wir lösen ganze Schlammlawinen aus oder eben wie heute einen Steinschlag
 
Wie viele Arbeitsstunden investieren Sie und ihr Team im Vorfeld?
Schwer zu sagen. Zuerst meldet ein Hersteller sein System zur Prüfung an. Danach suchen wir einen Prüftermin und treffen allfällige Abklärungen mit der zuständigen Zulassungsstelle. Schliesslich kümmern wir uns darum, dass an den Versuchstagen alles bereit ist, vom zu testenden System, der Auslösevorrichtung des Steinschlags bis hin zur gesamten Messtechnik. Auch die Pläne werden intensiv geprüft und das installierte System wird inspiziert. Ohne den eigentlichen Aufbau des Systems kommen so schnell mal 60 bis 80 Mannstunden zusammen.
 
Wie verwalten Sie ihr Knowhow bei der WSL, pflegen Sie einen Wissensaustausch mit anderen Ländern?
Mit der Akkreditierung als Prüfstelle sind wir verpflichtet, alle unsere Abläufe und Arbeiten haargenau zu dokumentieren. Die Erfahrung zeigt, dass sich dies auch lohnt. Und natürlich tauschen wir uns international, etwa im Rahmen von Konferenzen, regelmässig aus.
 
Sie arbeiten eng mit der Geobrugg, einem privaten Schutznetzhersteller zusammen. Besteht da nicht die Gefahr einer Bevorteilung gegenüber anderen Herstellern?
Eine solche darf es nicht geben. Darum achten wir streng und stets auf eine saubere Trennung zwischen dem Typenprüfungswesen und unseren weiteren Forschungsprojekten. Und zur Prüfung anmelden darf sich bei uns jeder Netzhersteller.
 
Betreibt die WSL auf ihren Anlagen auch Grundlagenforschung oder geht es bei Ihnen hauptsächlich um die Zertifizierung von Schutzprodukten für externe Kunden?
Sowohl als auch. In den Versuchsanlagen unserer Forschungseinheit führen wir Forschungsprojekte zum Schutz vor Naturgefahren wie Steinschlag, Hangmuren, Lawinen oder Murgänge durch. Ein Schwerpunkt hierbei sind die Schutzmassnahmen. So haben wir in der Prüfanlage in Walenstadt beispielsweise auch einen Teststand für Galeriebauwerke gegen Steinschlag.
 
Nach all den minutiösen Vorbereitungen, was passiert bei Ihnen emotional kurz vor und nach dem Test?
Kurz vor dem Test und vor allem während der knapp drei Sekunden, die sich der Stein im freien Fall befindet, halte ich die Luft an in der Hoffnung, dass unsere Messungen alle funktionieren. Schliesslich plant man ja nur diesen einen Versuch, einen Zweiten gibt es nicht. Wenn der Stein dann erfolgreich gestoppt wurde und unsere Messungen geklappt haben, bin ich natürlich erleichtert und freue mich auf die weitere Auswertung und Analyse.
 
Wie geht der Prozess der EU-Zertifizierung nun nach dem Test weiter?
Die WSL wird nach der Auswertung einen Bericht schreiben und diesen an die Empa als Zulassungsstelle senden. Die Empa wird den Bericht an alle EU-Länder schicken. Wenn von keinem Land Einspruch erhoben wird, stellt die Empa die Zulassung und das CE-Kennzeichen aus. Der ganze Prozess dauert damit im Minimum drei Monate.
 
Gibt es auch Netze, die beim Test durchgefallen sind?
Das ist zwar auch schon passiert, aber in der Regel haben die Hersteller ihre Systeme vor einer Prüfung entwickelt und getestet. So müsste es schon unglückliche Umstände geben, dass zum Beispiel der Stein nicht zurückgehalten werden kann.
 
Kann man die Natur überhaupt simulieren? Schliesslich sucht sich ein Felsblock nicht immer die Mitte eines Netzes aus.
Das ist in der Tat ein heiss diskutierter Punkt, auch unter Experten. Wenn so ein Sechzehn-Tönner ganz am Rand einer Verbauung einschlägt, ist es schon möglich, dass eine Barriere versagt. Andererseits wird vermutet, dass sich ein Ausfall einer Stütze infolge eines Stützentreffers nicht auf das Rückhaltevermögen einer Barriere auswirkt. Im Prinzip ist es mit unseren Prüfungen wie mit den Crashtests in der Autoindustrie, welche ja auch nur einen Bruchteil der möglichen Unfallszenarien abdecken. Und letztendlich gilt für die Netze das gleiche, wie für viele andere Schutzmassnahmen: Die absolute Sicherheit wird man nie erreichen. Dafür hat die Natur zu viele Trümpfe in der Hand. Dennoch lohnen sich alle Schutzmassnahmen, denn die verbleibenden Restrisiken sind sehr gering. (mh)