Gutmütiger Berg erleichtert Vortrieb

Gutmütiger Berg erleichtert Vortrieb

Gefäss: 
Teaserbild-Quelle: Stefan Bucher, IG GBTN
Im Teilabschnitt Erstfeld sind beide Tunnelröhren Ost und West bereits letztes Jahr vollständig ausgebrochen worden. Nun wird das Innengewölbe betoniert und die letzten Meter des Verzweigungsbauwerks West werden ausgebrochen. Günstige Verhältnisse im Berg vereinfachten die Arbeiten, während das Bergwasser nach wie vor eine ungeahnte Herausforderung darstellt.
Stefan Bucher, IG GBTN
Quelle: 
Stefan Bucher, IG GBTN
Vorbereitung des nächsten Abschlags im Bereich der Verzweigungskaverne West.
 
Der Baustellen-Geologe Stefan Bucher ist zuständig für den Teilabschnitt Erstfeld. Konzentriert steht er vor dem Tunnelvortrieb, der sogenannten Ortsbrust. In der Hand hält er einen von Bergwasser völlig durchnässten Block. Das Wasser, das durch die Klüfte im Bergmassiv in das Innere des Tunnels gelangt ist, giesst in regelrechten Strömen die Tunneldecke und -wände herab. «Mit einer solchen Menge an Wasser hat niemand gerechnet», sagt der 31-Jährige, während er mit schnellen Handbewegungen die Ortsbrust des sich im Bau befindlichen Verzweigungsbauwerks abzeichnet. Die Durchschläge der beiden Tunnelröhren Ost und West sind bereits im letzten Jahr, im Juni und September, erfolgt. Momentan ist die rund 450-köpfige Baumannschaft deshalb mit dem Betonieren des Innengewölbes und mit dem Ausbruch der rund 400 Meter langen Verzweigungskavernen beschäftigt, wo das Tunnelprofil kontinuierlich von einer auf zwei Röhren aufgeweitet wird. Die Kavernen werden angelegt, weil man sich die Möglichkeit offen halten möchte, später den Tunnel in Richtung Norden weiter auszubauen. Die Kavernen werden im Sprengvortrieb ausgebrochen, im Gegensatz zu den Tunnelröhren, die man mit Tunnelbohrmaschinen (TBM) durchörterte.
 
Jeden zweiten Tag fertigt Bucher eine Zeichnung der Ortsbrust an, denn bei jeder Sprengung verändert sich ihr Aussehen. Die Abbildungen und Beschreibungen zeigen die Beschaffenheit des Gebirges auf und dienen nicht nur der Dokumentation, sondern auch der Sicherheit. Gerade für die Mineure ist es wichtig zu wissen, wie das Gebirge aufgebaut ist. Die grösste Gefahr bilden dabei die sich im Gestein befindlichen Trennflächen, weil sie die Kontinuität des Felskörpers unterbrechen. Das heisst, entlang der Trennflächen können sich ganze Gesteinskörper lösen, die nach einer Sprengung oder Bohrung herunterfallen.
 
Der Teilabschnitt Erstfeld liegt am Nordrand des Aarmassivs im sogenannten Erstfelder Gneis. Die aufgrund des Gesteinsgefüges und der Trennflächenverhältnisse erwarteten günstigen Verhältnisse wurden im Vortrieb bestätigt. Das Gestein stellte sich sogar eher gutmütiger heraus als erwartet. Ein Grund für das günstige Verhalten des Gebirges ist, dass das voralpine, oft gefältelte oder gewellte Gesteinsgefüge im Erstfelder Gneis während der Alpenbildung weitgehend erhalten blieb. Im Unterschied zu den ebenen alpinen Schieferungsflächen wirken die unregelmässigen voralpinen Schieferungsflächen nicht als felsmechanisch wirksame Trennflächen. Unter anderem dank dieser günstigen Beschaffenheit konnte der 7,2 Kilometer lange TBM-Vortrieb im Teilabschnitt Erstfeld ein halbes Jahr früher als geplant abgeschlossen werden.
 
Ob gebohrt oder gesprengt wird, hängt einerseits von der Geologie und der Art des Gesteins und anderseits von der Tunnellänge ab. Anhand bereits vorhandener geologischer Untersuchungen und Berichte, geologischer Kartierungsarbeiten, Sondierbohrungen und seismischer Untersuchungen wurde durch den Projektgeologen vor Baubeginn eine Prognose des Bergmassivs erstellt. Auf dieser Grundlage wurde im Teilabschnitt Erstfeld das Gestein mit den Tunnelbohrmaschinen Gabi I und Gabi II ausgebrochen, die bereits im Teilabschnitt Amsteg im Einsatz standen.
 
Ein erstes mögliches Problem, das die Geologen im Abschnitt Erstfeld orteten, war die dünne Felsüberdeckung im Bereich Gross Wyti (300 bis 400 Meter ab Portal). «Es konnte nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dass im Bereich der geringsten Felsüberlagerung, die im Minimum nur sieben Meter betrug, schmale Rinnen mit Lockergestein bis auf Tunnelniveau reichen könnten», sagt Bucher. Im Bereich Gross Wyti wurden deshalb innerhalb einer Woche 25 Drehschlagbohrungen in axialer und radialer Richtung mit einer Gesamtlänge von 440 Metern durchgeführt. Zwar fanden sich im Bohrgut mehrerer Bohrungen Komponenten von Lockergestein, der Fels war jedoch durchwegs gesund und fest, sodass der Bereich problemlos durchfahren werden konnte. Geotechnisch schwierige Verhältnisse wurden dagegen vor allem auf einer rund 300 Meter langen Strecke im Bereich des Öfitals (3,5 bis 3,8 Kilometer ab Portal) erwartet, weil dort aufgrund von vor Baubeginn durchgeführten Sondierbohrungen mit stark zerschertem und zerbrochenem Gestein gerechnet werden musste. Im Vortrieb zeigte sich, dass das Gestein zwar streckenweise tatsächlich so stark deformiert war, dass es von Hand zerbrochen werden konnte. Trotzdem konnte die Störzone mit normalem bis leicht erhöhtem Sicherungsaufwand, das heisst mit Netzen, Ankern, Spritzbeton und Teilbogen, durchfahren werden. Während des Tunnelvortriebs stellte sich dem Bauteam jedoch ein neues Problem, mit dem in diesem Ausmass keiner gerechnet hatte: das Bergwasser.
 

Trinkwasserversorgung teilweise stillgelegt

Der Bergwasseranfall, der Mitte Juni 2009 einen Spitzenwert von rund 465 Litern pro Sekunde erreichte, fiel wesentlich höher als prognostiziert aus. Die Prognose ging von einem permanenten Bergwasseranfall von 40 bis 100 Litern pro Sekunde und initial von maximal 160 Litern pro Sekunde aus. Das Bergwasser stammt aus rund 2000 meist kleinen Quellen im Tunnel. Nach einem kontinuierlichen Rückgang auf rund 200 Liter pro Sekunde wurde auch in diesem Sommer während der Schneeschmelze erneut ein markanter Anstieg beobachtet. In diesem Jahr war man jedoch vorbereitet, indem die Kapazität der Wasserableitungen und der Wasseraufbereitungsanlagen auf 500 Liter pro Sekunde erweitert worden war. Damit sich kein hoher Wasserdruck auf das rund 30 Zentimeter mächtige Innengewölbe aufbauen kann, wird das Bergwasser auch nach dem Innenausbau drainiert.
 
Ein Problem hinsichtlich des Wassers lässt sich jedoch nicht ganz so rasch lösen: die teilweise Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung der Gemeinde Silenen. Einige Quellen, die bisher der Trinkwasserversorgung dienten, wiesen nach der Unterquerung durch die beiden Tunnelröhren einen markanten Rückgang auf. Als provisorische Notmassnahme beziehen die betroffenen Wassergenossenschaften Wasser von der Nachbargemeinde Amsteg. Gespräche zwischen der Alptransit Gotthard AG (ATG) und den Betroffenen über eine dauerhafte Lösung laufen. Ein abschliessender Entscheid ist jedoch erst nach dem vollständigen Ausbau der beiden Tunnelröhren zu erwarten, weil man erst dann die definitive Auswirkung des Tunnelbaus auf die Quellen beurteilen kann. Florencia Figueroa