Prof. Dr. Peter Knoll; GTS Teutschenthal / GTU Potsdam. Projekt - CARLA

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David Bayer
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1 Prof. Dr. Peter Knoll; G Teutschenthal / GTU Potsdam Projekt - CARLA Streckendammbauwerk im Carnallitit Entwicklung und Erprobung von Funktionselementen Gefördert vom BMBF, Vorhabensnummer 02C1204, sowie vom Land Sachsen-Anhalt, Landesanstalt für Altlastfreistellung 1

2 Entsorgung gefährlicher Abfälle in tiefen geologischen Formationen Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe; Wassertechnik und Entsorgung Entwicklung eines Grundkonzepts für langzeitstabile Streckenverschlüsse im leichtlöslichen Salzgestein (Carnallitit) ; Teile 1 und 2 Kurzbezeichnung: Projekt CARLA für: Carnallitisches langzeitsicheres Absperrbauwerk 2

für langzeitstabile Streckenverschlüsse im leichtlöslichen Salzgestein (Carnallitit) ;

3 Projektbearbeitung: Projektleitung: G GmbH & Co. KG Direkte Mitwirkung: TU BAF, Inst. f. Bergbau u. Spezialtiefbau K-UTEC GmbH, Sondershausen IfG GmbH, Leipzig TU BAF, Inst. f. Anorg. Chemie IBeWa Ingenieurpartnerschaft, Freiberg Mitwirkender Bergbaupartner: Koop. Einrichtungen: Bau GmbH, Jena MPFA Weimar, TU BAF Inst. f. Bohrtechnik u. Fluidbergbau 3

Anorg. Chemie IBeWa Ingenieurpartnerschaft, Freiberg Mitwirkender Bergbaupartner: Koop.

4 Gegenstand CARLA: Langzeitsichere Dammbauwerke unter komplizierten geologischen Bedingungen Bauwerke im geschichteten Carnallitit Durch Anwesenheit von Kieserit und Tachhydrit besonders lösungsfähiges Wirtsgestein Geringe Festigkeit Sprödes Materialverhalten mit zeitabhängiger Entfestigung 4

Anwesenheit von Kieserit und Tachhydrit besonders lösungsfähiges

5 Aufgabenstellungen des Teils 1: Klärung der grundlegenden geologischen, geomechanischen und hydraulischen Parameter und Eigenschaften von Gestein und Gebirge Grundsätzliche Untersuchung der Ausbildung der ALZ im Carnallitit Auswahl geeigneter Materialien für den Dammkörper (lösungsresistent) Behandlung der freigelegten Carnallititoberfläche im Ausbruch am Einbauort Methoden und Materialien zur Behandlung der ALZ (EDZ) Steuerung bzw. Beeinflussung des Lösungsangriffs Grundkonzept für ein Verschlussbauwerk 5

Materialien für den Dammkörper (lösungsresistent) Behandlung der freigelegten Carnallititoberfläche im Ausbruch am Einbauort

6 Sachgebiet Bauwerk: Beständigkeit des Baumaterials (chemisch, mechanisch); charakteristische Parameter Schwinden und Quellen sowie Temperaturentwicklung bei Herstellen großer Bauwerksvolumina Technologische Beherrschung der Herstellung großer Volumina des Dammkörpers Auswahl und Herstellung der geeigneten Bauwerksgeometrie 6

Herstellen großer Bauwerksvolumina Technologische Beherrschung der Herstellung

7 Sachgebiet Gebirge: Tragverhalten Zeitabhängige Deformation Geologischer Aufbau und Struktur im Kontext zur Bauwerksgeometrie Lösungsbeständigkeit, Reaktion auf unterschiedliche Lösungen Permeabilität in Abhängigkeit vom geologischen Aufbau, von der mineralogischen Zusammensetzung und von der Zeit 7

Reaktion auf unterschiedliche Lösungen Permeabilität in Abhängigkeit vom

8 Gewinnung von Probenmaterial 8

9 Sachgebiet ALZ (EDZ) und Kontaktzone: Mechanisch und chemisch bedingte ALZ Zeitliche Veränderung der ALZ, bergbaulicher Einfluss Nichtmechanische Beeinflussung der ALZ Möglichkeiten der Verbesserung der ALZ- Eigenschaften (Lastabtrag, Dichtheit, Kontaktbedingungen zum Bauwerk Nachträgliche Abdichtmöglichkeiten 9

Beeinflussung der ALZ Möglichkeiten der Verbesserung der ALZ- Eigenschaften

10 Sachgebiet Lösungsangriff: Art der angreifenden Lösung im Zeitverlauf Wechselwirkung mit Dammbauwerk Beeinflussung des Lösungsangriffs (Vorbaubzw. Depotelemente) Wechselwirkung Lösung - Gebirge 10

Dammbauwerk Beeinflussung des Lösungsangriffs

11 Sachgebiet bergbauliche Herstellung von Verschlussbauwerken: Freilegung und Oberflächenveränderungen während und nach der Freilegung Konservierung feuchtigkeitsempfindlicher Gebirgsoberflächen Errichtung großvolumiger Bauwerke Bergbaubedingte mechanische Beeinträchtigung der ALZ Bergbaubedingte mechanische Beeinträchtigung der Kontaktzone 11

feuchtigkeitsempfindlicher Gebirgsoberflächen Errichtung großvolumiger Bauwerke

12 Sachgebiet Messtechnische Überwachung der Versuchsbauwerke: Übereinstimmung mit dem Berechnungsmodell bzgl. Spannungen und Verformungen Dichtheitsnachweis Thermisches Verhalten Chemisches Verhalten 12

13 Versuchsorte Standort 13

14 Nachriss- und Auffahrung mit AM 50 14

15 Geologie Fa kultä t für C he mie und Physik 15

16 Fertiggestellter Kegelstumpf

17 Geometrische Erfordernisse Fa kultä t für C he mie und Physik 17

18 Kabelsensoren MFPA Messebene ME 2 Ringleitungen zum Verpressen der Kontaktfläche 1,20 m Messebene ME 1 0,60 m 4,20 m ,70 m 0,20 m 0,40 m 1,20 m 2,40 m 8,40 m 3,00 m 18

ME 1 0,60 m 4,20 m 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

19 Bohrarbeiten für Druck- und Entlüftungsleitung 19

20 Schal- und Betonagearbeiten 20

21 Aufbau der Druckkammer Fa kultä t für C he mie und Physik 21

22 Befahrung Fa kultä t für C he mie und Physik 22

23 Baustoffmengen für den GV 1-30 m³ Holz -3 t Strahlmittel St Korundleichtsteine - 80 t MgO t Zuschlaggemisch - 60 m³ R-Lösung - Diverse Materialien in Kleinmengen 23

24 Erreichbarkeit der Zielstellungen des Vorhabens Langzeitsichere Dammbauwerke im geschichteten Carnallitit herstellbar Dichtheit des Dammbauwerkes wird stärker von der geogenen Permeabilität des umgebenden Gebirges bestimmt, als bei weniger komplexen geologischen Umgebungsbedingungen Dammbauwerk muss standortbezogen in die jeweilige Langzeitsicherheitskonzeption eingepasst werden Zielstellungen des Vorhabens erreichbar; weitere Großversuche sind erforderlich 25

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