RESOURCES Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit

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1 RESOURCES Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit Große Tunnelbauvorhaben Die Hydrogeologie von der Planung bis zur Baufertigstellung Peter Reichl Graz, Fragestellungen an die Hydrogeologie Mit wie viel Wasser ist zu rechnen wie groß werden dabei die Spitzenzutritte sein wie groß wird die permanente zutretende Wassermenge sein In welchen Abschnitten des Tunnels werden welche Mengen erwartet Herkunft der Bergwässer und welche Auswirkungen können sich durch Ausleitungen einstellen und wie werden diese aussehen Mithilfe im Vorfeld bei der Trassenauswahl Mögliche Auswirkungen Kompensation, Ersatz, Qualität der Wässer Versinterungen, Nutzungen, Nutzungsmöglichkeiten der Tunnelwässer Arbeiten und Instandhaltung in der Betriebsphase (Wartung,..) 1

2 Hydrogeologie im Tunnelbau Untersuchungen zum Themenkreis Wasser sind bei großen Infrastrukturprojekten sehr vielfältig (Planung und Instandhaltung) Bei vielen dieser Fragestellungen können wir entsprechende Untersuchungen anbieten Bergwasserprognose im Untertagebau samt möglichen Auswirkungen an der Oberfläche Aufbau Monitoringsysteme mit Übertragungen in nahe Echtzeit Hydrogeologische Untersuchungen im Rahmen von Planungen von Ersatzwasserprojekten und Deponien Markierungsversuche Fachliche Bohrbetreuung Fachliche Unterstützung Injektionskonzepte Geohydrochemische & isotopenhydrologische Untersuchungen (Zusammensetzung der Wässer, Wasseralter, Herkunft der Wässer,. Hydrogeologische Baubegleitung Bei vielen Planungen sind sehr häufig auch Detailfragen zum Thema Wasser zu beantworten z.b. bei der Auswahl von Bauhilfsstoffen (Thema Sinterprobleme), Bohrpfahlwände (Tiefe der Einbindung), Mischwasserberechnungen Hydrogeologie-Bohrungen-Bohrlochversuche Bohrlochtests LF-Temp-Profile Flowmetermessungen Tracer fluid logging Pumpversuche Hydraulische Packertests Wasserprobenahme.. Ergebnisse daraus Kenntnis wasserwegiger Zonen und Fließrichtungen Durchlässigkeiten Hydraulisches Potential Mineralisierung der Wässer Temperaturen der Wässer.. Foto: Gerfried Winkler 2

3 Niederschlagsmessstationen Umbauarbeiten große Karstquelle Einbau Drucksonde DL - Quell-Tumpf "Quell-Tumpf" Wasserandrang Palkaquelle HERDMAUER Ausleitung in Auebach Einbau LF und Temp. Sonde Einbau Überfallsmeßwehr Einbau Drucksonde Pumpleitung für Versorgung Ortsteil Aue Ausleitung in Fischteich Einbau reed-kontakt bei Wasserzähler Einbau Sägezahn-Durchflussmesser Ableitung in HB Gloggnitz Einbau DL und reed-kontakt im HB Gloggnitz DL - Palkaquelle DL - HB Gloggnitz 3

4 Schaffung geeigneter Messmöglichkeiten Schaffung geeigneter Messmöglichkeiten Schwierige Bedingungen Wintereinfluss Schwierige Bedingungen - Baustellenwässer samt Schmutzfrachten 4

5 Hydrogeologische Baubegleitung - Vorauserkundung Vorerkundungen vom Vortrieb aus Nachführung der hydrogeologischen Prognose Basisdaten für Gebirgsinjektionen als Wasserrückhaltemaßnahmen Empfehlungen für die Weiterführung des Vortriebs Hydrogeologische Baubegleitung Injektionsarbeiten 5

6 Injektionsarbeiten - Wasserrückhaltemaßnahmen Sinterthematik Drainagen Sinter bildet sich durch Abscheiden (Fällung) von in Wasser gelösten Mineralien Betrachtete Versinterungen in Tunneldrainagen = Kalzit Versinterungen bedeuten sehr oft Probleme in der Bauphase und hohe Wartungskosten in der Betriebsphase 6

7 Sinter gewollt Sinter ungewollt Versinterung Chemischer Reaktionsverlauf Spritzbeton Grund-/Bergwasser Wasser Zement Reaktion Noppenfolie Gewölbebeton Auflösung von Portlandit Ca(OH) 2 = Ca OH - Bildung von Ettringit Ca 6 Al [6] 2 (OH) 12 (SO 4 ) 3. (26)H 2 O Bildung von Bruzit Mg OH - = Mg(OH) 2 Versinterung Kalzit Ca(OH) 2 + Ca HCO 3- = 2CaCO 3 + 2H 2 O Ca OH - + CO 2(gas) = CaCO 3 + H 2 O Drainage System 7

8 Sinteruntersuchungen vor Ort Gegenmaßnahmen Genaue Kenntnis der Reaktionsabläufe Quantitative und qualitative Bewertungen Bauhilfsstoffe / Inhibitoren Monitoring in der Bau- und Betriebsphase ( Sinterwächter ) Datentransfer nahe Echtzeit 8

9 Trinkwasser (z.b. Julianaquelle Karawanken-Autobahntunnel) Brauchwasser Notwasservorsorge Energetische Nutzung Löschwasser Andere Nutzungsmöglichkeiten Fischzucht, Glashäuser Heilwasser, Thermalwasser Algenzucht Touristische Nutzung.. Nutzungsmöglichkeiten Erschwernisse im Winter - Tunneldurchschlag 9

10 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und ein herzliches Glück auf RESOURCES Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit Elisabethstraße 18/II 8010 Graz, Austria 10