24 Grundwassermanagement Tunnel 6/2011

Risikominimierung Minimising Risks durch komplexes Grund- through complex wassermanagement- Groundwater Manage- System bei der „Noord ment for the Amster- Zuidlijn “ dam North/South Line Die historische Innenstadt Amsterdams soll mit Amsterdam’s historic centre is to be linked to der neuen 9,7 km langen Noord/Zuid- the northern and southern suburbs by means lijn an die nördlichen und südlichen Stadtteile of the new 9.7 km long North/South Metro line. angebunden werden. Der folgende Beitrag The following report examines the project’s betrachtet das komplexe Grundwassermanage- complex groundwater management. ment dieses Projekts.

Projekt Noord Zuidlijn Henrik Koers, Ulrich Kropp, Tim Röder; Hölscher Wasserbau GmbH, Haren/D be linked directly with the nor- Amsterdam baut eine neue [email protected] thern and southern suburbs by Metro-Linie, die „Noord/Zuid- means of this connection. With lijn“ (Nord/Süd-Linie). Das Herz Gesamtlänge von 9,7 km ver- North/South Line Project an overall length of 9.7 km the von Amsterdam, die historische läuft die Metro, von Norden Amsterdam is engaged in buil- Metro will run from the north via Innenstadt, soll mit dieser Ver- aus gesehen, über die Stationen ding a new Metro line, the Nor- the stops Buikslotermeerplein, bindung direkt an die nörd- Buikslotermeerplein, Johan van th/South Line (Noord/Zuidlijn). Johan van Hasseltweg, Centraal lichen und südlichen Stadtteile Hasseltweg, Centraal Station, The core of Amsterdam, the Station, , Vijzelgracht, Cein- angebunden werden. Mit einer Rokin, Vijzelgracht, Ceintuur- historic downtown area, is to tuurbaan and Europaplein to the

Längsschnitt Endzustand Longitudinal section final state Tunnel 6/2011 Niederlande The 25

baan und Europaplein zur Sta- zählt neben Rokin und Cein- tion Zuid/WTC. In Bild 1 ist der tuurbaan zu den tiefsten Sta- 1 Streckenverlauf dargestellt. tionen (ca. 30 m Aushubtiefe) Die beiden nördlichen Sta- der Strecke. Die ca. 18 m brei- tionen werden oberirdisch te Metrostation erstreckt sich erstellt. Im weiteren Verlauf über eine Länge von 270 m. Bild wird die Strecke über 7,5 km, 2 zeigt einen Längsschnitt der davon 3,8 km bergmännisch geplanten Metrostation. aufgefahren, unter dem IJ, der Es ist eine Schlitzwandbox Centraal Station sowie der In- erstellt worden, deren Elemente nenstadt bis zum Europaplain bis in eine Tiefe von ca. 45 m unterirdisch verlaufen. Die ab- abgeteuft wurden. Die Schlitz- schließende Station Zuid/WTC wände sind wechselseitig mit besteht bereits und bietet wie einhergehender Umlegung die Centraal Station Umstei- des Verkehrs errichtet worden. gemöglichkeiten zu den beste- Um den Straßenverkehr über henden Amsterdamer Metros die Bauzeit aufrecht erhalten sowie Regional- und Fernver- zu können und die Umgebung kehrszügen. Im April 2003 wur- nicht übermäßig zu beeinflus- Streckenverlauf Noord-Zuidlijn de mit der Ausführung begon- sen, wurde die Deckelbauweise North-South Route nen. Die ersten Bahnen werden ausgewählt. Unter dem stetigen voraussichtlich im Jahre 2017 Aushub in der Baugrube wur- Zuid/WTC Station. Fig. 1 shows as well as the city centre until the die Strecke passieren können. den Aussteifungslagen sowie the route alignment. Europaplein. The terminal Zuid/ die planmäßige Zwischende- The 2 northern stations are to WTC Station already exists and Station Vijzelgracht cke eingebaut. Nach dem Aus- be constructed above ground. like the Centraal Station affords An der Station Vijzelgracht ist hub auf die finale Tiefe werden Then the line will run for a distan- opportunities to transfer to the die Hölscher Wasserbau GmbH die Tunnelbohrmaschinen die ce of 7.5 km underground, with existing Amsterdam Metro rou- mit dem Grundwassermanage- Vijzelgracht passieren. Im End- 3.8 km driven by mining means, tes as well as regional and main- ment beauftragt. Vijzelgracht zustand sollen in der Station auf below the IJ, the Centraal Station line trains. Work commenced in

2 26 Groundwatermanagement Tunnel 6/2011

April 2003. The first trains are • Fill down to a depth of - 2.0 m 3 scheduled to run over the new NAP route in 2017. • to - 4.5 m NAP Hollandveen • to - 7.0 m NAP old marine clay Station Vijzelgracht • alternating marine sediments Hölscher Wasserbau GmbH has till - 12.5 m NAP been commissioned to undertake • to - 14.0 m NAP 1st sand layer the groundwater management at • to - 17.5 m NAP Alleröd sedi- Station Vijzelgracht. Along with ments Rokin and Ceintuurbaan, Vijzel- • to - 26.0 m NAP the 2nd sand gracht is numbered among the layer deepest stations (roughly 30 • to - 28.5 m NAP transition layer m excavation depth) along the • then the decisive marine de- route. The approx. 18 m wide posit as a practically imperme- Metro station is some 270 m in able layer of so-called Eem clay length. Fig. 2 displays a longitudi- down to the base of - 40.0 m nal section of the planned Metro NAP in the north and station. • - 41.0 m in the south of the ex- A diaphragm wall box has cavation. been created down to a depth of about 45 m. The diaphragm The underlying intermediate layer Geologische und hydrogeologische Aspekte zum Bauwerk walls are set up in such a way as of sand, which is only 0.5 to 1.5 m Geological and hydrogeological aspects of the structure to cope with the changing flow thick, represents a serious potenti- der untersten Ebene die Bahnen • bis - 28,5 m NAP Übergangs- of traffic. The cut and cover me- al danger for a hydraulic shear fai- der Metro verkehren. Der Raum schicht thod was selected to ensure that lure as a confined aquifer carrying über der eigentlichen Metrohal- • dann die entscheidende road traffic could be kept running only little water. The permeability -5 testelle soll teilweise eventuell Meeresablagerung als nahe- during the period of construction coefficientf k averages out at 10 als automatisierte Parkgarage zu undurchlässige Schicht and avoid influencing the sur- or between 2 x ·10-6 to 2 x ·10-5 in genutzt werden. des sogenannten Eemkleis roundings to an excessive degree. the border areas. In geotechnical bis zur Basis von - 40,0 m NAP Reinforcing beams as well as the terms the intermediate sand layer Geologie im Norden und scheduled intermediate ceiling is an ultra fine sand with a 15 to Im Zentrum der Stadt Ams- • - 41,0 m NAP im Süden der were installed as the pit was 20 % of silt. terdam im Bereich der Station Baugrube. being excavated. Once the final Glacial Drenthe clays and bzw. Baugrube Vijzelgracht depth is reached the tunnel bo- Warven clays are to be found un- stehen maritim sedimentierte Die unterliegende Zwischen- ring machines will pass through derneath with a total thickness Lockergesteine in folgender sandschicht mit einer Schicht- the Vijzelgracht. In its final state of 9.0 m before the confined, Abfolge an: dicke von nur 0,5 bis 1,5 m the Metro trains will run at the water-bearing third sand layer • Oberflächenniveau ca. 1,0 m stellt als gespannter und ge- lowest level of the station. The begins. Fig. 3 presents the soil NAP („Normaal Amsterdams ring wasserführender Grund- space above the actual Metro strata together with the struc- Peil“, entspricht m ü. NN) wasserleiter ein großes Ge- station will probably partially be tural cross-section. • bis zu einer Tiefe von - 2,0 m fährdungspotenzial für einen used as an automated parking NAP Anfüllung hydraulischen Grundbruch dar. facility. Task bis - 4,5 m NAP Hollandveen Der Durchlässigkeitsbeiwert k The respective water levels of the • f • bis - 7,0 m NAP Oude Zee- liegt im Mittel bei 10-5 bzw. in Geology intermediate sand layer amount klei den Grenzbereichen zwischen Maritime sedimented soft to - 10.0 m NAP in the north and • wechsellagige Meeressedi- 2 x ∙10-6 bis 2 x ∙10-5. Bei der ground in the following sequen- - 17.0 m NAP in the south as es- mente bis - 12,5 m NAP Zwischensandschicht handelt ce is located at the station/ex- tablished by the existing system • bis - 14,0 m NAP 1. Sand- es sich geotechnisch um einen cavation pit Vijzelgracht in the of measuring points. In the 2nd schicht Feinstsand mit 15 bis 20 % Sch- centre of Amsterdam: artesian aquifer of the 3rd sand • bis - 17,5 m NAP Alleröd-Se- luffanteilen. • Surface level approx. 1.0 m layer pressure levels of - 2.5 m dimente Darunter stehen die glazialen NAP(“Amsterdam Ordnance NAP have been established. Fig. • bis - 26,0 m NAP die 2. Sand- Drenthekleie und Warvenkleie Datum” – corresponding to m 3 displays the hydrogeological schicht in einer Gesamtmächtigkeit ASL) situation. Tunnel 6/2011 Niederlande The Netherlands 27

von 9,0 m an, bevor die Was- eine verbesserte Entwässerung These water levels lead to the and an enhanced soil-stabilising ser führende und gespannte und eine erweiterte Boden danger of a hydraulic shear failu- influence thanks to the vacuum 3. Sandschicht beginnt. Die stabilisierende Wirkung durch re given the required maximum effect. Furthermore an overpres- Bodenschichtung ist mit dem die Vakuumbeaufschlagung excavation down to - 32 m NAP. sure system secures the subsoil Bauwerksquerschnitt in Bild 3 erreicht werden. Als weiteres Hölscher Wasserbau GmbH’s against loosening caused by the dargestellt. Sicherungssystem wird ab der groundwater management 3rd sand layer from an excavati- Aushubtiefe von - 26,0 m NAP embraces the pressure relief on depth of - 26.0 m NAP as a Aufgabenstellung zusätzlich eine Überdruckan- for the intermediate sand layer further safety precaution. Die mit dem vorhandenen lage den Baugrund gegen Auf- as foreseen in the construction A further requirement was Meßstellennetz ermittelten bruch resultierend aus der 3. process, which is necessary in the application of the largest Ruhewasserstände der Zwi- Sandschicht heraus absichern. addition to the main dewatering possible gaps between the wells schensandschicht liegen im Eine weitere Anforderung system (draining the excavated as well as having to avoid placing Norden bei - 10,0 m NAP und im war die Verwendung größt- sand layers). The 3rd sand layer them through the centre of the Süden bei - 17,0 m NAP. Im 2. ar- möglicher Brunnenabstände remains unaffected. There are 2 excavation pit. In this way a more tesischen Aquifer, der 3. Sand- sowie Vermeidung von Plat- decisive failure possibilities, first rapid and economic excavation schicht, sind Druckhöhen von zierungen in Baugrubenmitte. of all the breaking up of the soil of was to be assured. - 2,5 m NAP festgestellt worden. Damit sollte ein schneller und the intermediate sand layer and In addition there was the Die hydrogeologische Situation wirtschaftlicher Aushub garan- secondly from the 3rd sand layer. challenge of assuring that the wird in Bild 3 verdeutlicht. tiert werden. The number of necessary draw- deadlines for executing the in- Diese Wasserstände führen Des Weiteren bestand die down wells for the intermediate stallation of the wells were ad- bei dem erforderlichen Maxi- Herausforderung an der Si- sand layer resulting from the lar- hered to in order to ensure that malaushub bis - 32,0 m NAP zu cherstellung der kurz gesteck- ge excavation pit dimensions is the excavation and concreting einer Grundbruchgefahr. Das ten Ausführungstermine für intended to reduce the danger operations were not hampered. Grundwassermanagement der die Brunneninstallation, um die of related shear failure. The pre- This was achieved by a logisti- Hölscher Wasserbau GmbH um- Aushub- und Betonierarbeiten vailing ultra fine sand with the cally sophisticated division of fasst die im Bauprozess vorgese- nicht zu behindern. Dies konnte low permeability coefficient led labour involving a number of hene Entspannungswasserhal- durch eine logistisch anspruchs- to the technical proposal to in- drilling crews. tung der Zwischensandschicht, volle Arbeitsteilung mehrerer stall the drawdown wells in the Furthermore the confined die zusätzlich zur Hauptwas- Bohrtrupps sichergestellt wer- form of vacuum deep wells. In water conditions prevailing in serhaltung (Wasserhaltung den. this way safety could be arrived the intermediate sand layer had der vom Aushub betroffenen Erschwerend zu den vor- at through improved drainage also to be mastered in drill tech- Sandschichten) notwendig her genannten Bedingungen ist. Die 3. Sandschicht bleibt mussten bohrtechnisch die unberührt. Generell können gespannten Wasserstände so 2 maßgebende Versagens- der Zwischensandschicht be- bedingungen, zum Einen ein herrscht werden. Dazu wurde Aufbrechen des Bodens aus der vorlaufend der Bestand der • Büro-, Mannschafts-, Wohn-, Zwischensandschicht und zum Filterstrecken im Aquifer ge- • Sanitär-, Dusch-, WC- Anderen aus der 3. Sandschicht nutzt, um Druck entlastende • Lager-, Werkstatt-Container heraus, formuliert werden. Die Pumparbeiten durchzuführen. • Bank- und aus den großen Baugruben- Damit konnten die Bohrungen Sparkassengebäude abmessungen resultierende sicher abgeteuft und mit Brun- • Kindergärten/ Anzahl der erforderlichen Ab- nenausbaumaterial sowie Kies Schulklassen senkbrunnen der Zwischen- und Abdichtungsmaterialien • Lieferung sofort, sandschicht sollen die Gefahr sauber eingebracht werden. europaweit. eines Grundbruchs aus dieser verringern. Der anstehende Das System Feinstsand mit dem geringen Die zuvor genannten Anfor- Durchlässigkeitsbeiwert führte derungen konnten durch Ver- zu dem technischen Vorschlag, wendung eines Systems aus Vermietung · Verkauf · Service Zeppelinstr. 19–21 · 49733 Haren (Ems) die Absenkbrunnen als Vaku- Vakuumtiefbrunnen und kom- $ (05932) 5 06-0 · Fax (05932) 5 06-10 umtiefbrunnen zu installieren. plexer Steuerungstechnik erfüllt Somit konnte Sicherheit durch werden. [email protected] 6253_92x92_SW_11-08 28 Grundwassermanagement Tunnel 6/2011

Vakuumtiefbrunnen sind Tief- Brunnenabstände ermöglichen nical terms quite apart from the to the final depth of – 32.0 m NAP brunnen mit zusätzlicher Beauf- die weitgehende Freihaltung previously mentioned ones. To- compressed air is additionally in- schlagung von Unterdruck auf des Baugrubenraums. wards this end the series of filter troduced into the pit in order to den Brunnenraum. Somit wird In der 1. Betriebsphase er- routes in the aquifer were used prevent the soil loosening. The auch auf den zu entspannenden möglicht die Vakuumwasser- in order to undertake pumping magnitude of the overpressure Grundwasserleiter die Charak- haltung alleine den Aushub operations intended to relieve introduced into the excavation teristik der Absenkwirkung von - 22,5 bis - 26,0 m NAP. pressure. As a result the drilling pit depends on the pressure verändert. Das Entspannungs- In der anschließenden Aus- operations were tackled safely head in the intermediate sand gefälle wird im angewandten hubphase bis zur Endtiefe auf and accomplished using materi- layer and the pressure head System durch die Aufbringung -32,0 m NAP wird die Baugru- al for supporting the wells as well of the 3rd sand layer attained von Unterdruck erhöht. Der be zusätzlich mit Druckluft be- as clay and sealing materials. by the groundwater manage- wirksame Brunnenraum und aufschlagt, um die Sicherheit ment. As both systems can be die Absenkkurven verändern gegen einen Bodenaufbruch The System harmonised with one another, sich praktisch. Dies ist für einen vollständig sicherzustellen. Die The previously mentioned re- they afford the greatest possible größeren Wasserandrang sowie Größe des in die Baugrube ein- quirements were fulfilled using safety. It should be mentioned eine größere Entspannungswir- geleiteten Überdrucks hängt a system comprising vacuum though that the compressed air kung verantwortlich. Das führt von der durch das Grundwas- deep wells and complex control system would not be desirable zu einem erweiterten, konstan- sermanagement erreichten technology. on its own and that relief on its ten Anströmungsbereich an der Druckhöhe der Zwischensand- Vacuum deep wells are deep own could not assure complete Entnahmestelle, im Gegensatz schicht und der Druckhöhe der wells with the additional use of safety. Given relief on its own, zur Absenkspitze der Schwer- 3. Sandschicht ab. Da beide Sys- vacuum inside the well. In this the pressure of the underlying, kraftentwässerung (Bild 4). teme aufeinander abgestimmt way the characteristics of the non-relieved 3rd sand layer lowering effect are also chan- would become a problem. Se- 4 ged for the aquifer that has to curing the subsoil solely with be relieved. The draw down the overpressure system would curve is increased in the applied lead to higher overpressures system through the creation of and reduce the working times vacuum. The effective well zone in the overpressure area greatly and the drainage curves alter in for reasons of occupational safe- a practical fashion. This caters for ty thus thwarting an economic a greater amount of ingressing construction process. water as well as a larger relief ef- fect. This leads to an extended, Set-Up of the Ground- constant inflow area at the point water Management of withdrawal in contrast to the Well System gravitational flow (Fig. 4). In the time frame available first Through the greater amount of all advance drilling was car- of water to be pumped away, ried out by two 380 mm drilling which increases in proportion units using the direct flushing to the relief gradient, a lower method from drilling level – 20.5 maximum value for the pres- until roughly – 34. 0 m NAP and sure head in the excavation pit directly stabilised by means of Vergleich Schwerkraft- und Vakuumentwässerung is attained as well as the same DA 315 PVC pipes. The 390 x 315 Comparison gravitational and vacuum drainage drainage level given a greater mm annular gap was sealed with Durch die größere abzupum- werden können, bieten sie die gap between wells. Greater gaps well dampers. pende Wassermenge, die größtmögliche Sicherheit. Da- between wells ensure that the Then 2 light direct flushing proportional zum Entspan- bei bleibt festzuhalten, dass das space within the pit is essentially drilling units were applied to re- nungsgefälle ansteigt, wird Druckluftsystem alleine nicht kept free. ach the final depth of – 44.5 m ein geringerer Maximalwert wünschenswert wäre und dass During the 1st operating pha- NAP with advance groundwater der Druckhöhe in der Baugru- nur die Entspannung nicht die se the vacuum drainage alone pressure relief via the previous- be erreicht bzw. bei größerem volle Sicherheit garantieren enables the excavation of – 22.5 ly drilled wells. Fig. 5 displays Brunnenabstand das gleiche könnte. Bei einer alleinigen to – 26.0 m NAP. During the sub- an image of the drilling opera- Absenkniveau. Vergrößerte Entspannung würde der Druck sequent excavation phase down tions. Tunnel 6/2011 Niederlande The Netherlands 29

der unterliegenden, nicht ent- spannten 3. Sandschicht zum 5 Problem werden. Eine Bau- grundsicherung nur mit dem Überdrucksystem würde zu hohen Überdrücken führen und die Arbeitszeiten im Über- druckraum aus arbeitsschutz- technischen Gründen stark reduzieren und so einen wirt- schaftlichen Bauprozess nicht ermöglichen.

Aufbau der Grundwas- sermanagementanlage Brunnen In dem zur Verfügung ste- henden Zeitfenster wurden zunächst von der Bohrebene - 20,5 m NAP bis ungefähr - 34,0 m NAP die Bohrungen mit 2 Bohranlagen mit 380 mm im Direkt-Spülbohr-Verfahren vorgebohrt und direkt stabili- sierend mit PVC-Rohren DA 315 verrohrt. Der Ringraum 380 x 315 mm wurde mit Brunnen- Bohrarbeiten dämmer abgedichtet. Drilling operations Im Rollsystem wurden dann mit 2 leichten Direkt-Spülbohr- und einer Einbaulänge von 4,0 No flushing additives were ap- gravel depending on the filter anlagen und mit zeitlich vor- m sicher erfolgen. plied. Once the final depth was convection. The application of laufender Grundwasserdruck- Die Brunnenvollrohre wur- reached and prior to the well li- this fine filter gravel and the entlastung durch Entspannung den in PEHD ausgeführt, um ning material being installed the water screen is extremely fragi- über den zuvor gebohrten mechanische Schäden durch flushing agent was completely le and is a result of the existing Brunnen die Bohrungen mit Erdbaufahrzeuge während replaced by clear water. Thanks to ultra fine sands. An annular gap einem Durchmesser von ca. der Aushubphase zu vermei- the ongoing pumping operations fill consisting of swelling clay as 300 mm auf die Endteufe von den. Die Muffenverbindungen and the pressure thus relieved in a flexible and effective advance - 44,5 m NAP abgeteuft. Bild 5 wurden druck- und vakuumfest the intermediate sand layer it was seal between – 39.0 and – 35.0 zeigt eine Aufnahme der Bohr- gewählt. possible to safely install the DN m NAP succeeded just as well as arbeiten. Die Ringraumverkiesung 100 high-grade steel water screen grouting the remaining annular Es wurden keine Spülungs- 300 x 100 mit Quarzfilterkies with 0.1mm slot widths and an gaps with well dampers from – zusätze verwendet. Nach Er- Fraktion 0,2 bis 0,5 mm bzw. 0,4 installation length of 4.0 m. 35.0 m NAP to the bottom of the reichen der Endteufe und vor bis 0,8 mm, je nach Filterkon- The pipes for the wells were 2nd sand layer at – 26.0 m NAP. In Einbau des Brunnenausbau- vektion, zwischen - 44,5 und made of PEHD in order to avoid this way the wells were designed materials erfolgte der Total- - 39,0 m NAP konnte einge- mechanical damage from earth- to be pressure and vacuum resis- spülungsaustausch gegen Klar- bracht werden. Die Verwen- moving equipment during the tant as well as made safe against wasser. Durch die vorlaufenden dung dieser feinen Ring- excavation phase. The selected mechanical damage through Pumparbeiten und die dadurch raumverkieselung und der sleeve joints were pressure and construction work in the pit. erreichten Druckentlastungen Wickeldrahtfilter ist außerge- vacuum tight. in der Zwischensandschicht wöhnlich filigran und resultiert The 300 x 100 annular gap Vacuum, Pumps and Control konnte der Einbau der Edel- aus den vorhandenen Feinst- between – 44.5 and – 39.0 NAP System stahlwickeldrahtfilter DN 100 sanden. Eine Ringraumverfül- was filled with 0.2 to 0.5 or 0.4 to The groundwater management mit Schlitzweiten von 0,1 mm lung mit Quellton als plastische 0.8 mm fraction quartzite filter system was controlled via an PLC 30 Groundwatermanagement Tunnel 6/2011

und durchschlagsichere Vorab- dichtung zwischen - 39,0 und 6 - 35,0 m NAP gelang ebenfalls so gut, wie die Verpressung des verbleibenden Ringraums mit Brunnendämmer von - 35,0 m NAP bis zum Fuß der 2. Sand- lage bei - 26,0 m NAP. Somit konnte die Brunnenkonstruk- tion druck- und vakuumfest sowie sicher gegen mecha- nische Beschädigungen durch den Baubetrieb in der Grube gestaltet werden.

Vakuum, Pumpen und Steue- rungsanlage Zur Gewährleistung einer best- möglichen Betriebssicherheit wurde das Grundwasserma- nagementsystem über eine Monitoring- und Steuerungssystem EMSR-Anlage gesteuert (Elek- Monitoring and control system tronische Mess-, Steuer- und Regeltechnik) (Bild 6). Für die Vakuumbeaufschlagung (Programmable Logic Controller) introducing the vacuum effect. In den einzelnen Brunnen sind jeweils 8 Brunnen an eine (Fig. 6) to ensure the best possib- The vacuum is created via suc- sind Unterwasserpumpen in- Vakuumluftpumpe angeschlos- le operating safety. tion pipes, which are connected stalliert worden, die 1 m über sen. Der Unterdruck wird über Submersible pumps were at the well head, into the inside der Brunnensohle hängen und Absaugleitungen, die an den installed in the individual wells, of the well and in this way trans- über die EMSR entweder auto- Brunnenkopf angeschlossen which are suspended 1 m above ferred to the aquifer. Like the matisch oder per Handeingabe sind, im Brunneninnenraum the bottom of the well and can submersible pumps the vacuum ein- und ausgeschaltet werden und so übertragen auf den be switched on and off either via pumps are controlled separately können. Dabei wird jede einzel- Aquifer erzeugt. Auch die Va- PLC or manually. Towards this via PLC. ne Pumpe separat gesteuert. kuumpumpen werden wie die end each pump is controlled Durch diese Art der Steuerung Unterwasserpumpen über die individually. The notion behind Risk Analysis, System Test and soll eine möglichst hohe Leis- EMSR separat gesteuert. this type of control system is to Minimising Risk tungsfähigkeit erreicht und arrive at an as high as possible In order to be able to measure ein Ausfall mehrerer Pumpen Risikoanalyse, Systemtest efficiency and avoid a number of the groundwater management zum gleichen Zeitpunkt ver- und Risikominimierung pumps failing at the same point system under the complex mar- hindert werden. Die automa- Um die Grundwassermanage- in time. The automatic control ginal condition, relieving an ul- tische Steuerung erfolgt über mentanlage unter der kom- system is activated by the water tra-fine sandy, thin-layered aqui- die, den einzelnen Brunnen plexen Randbedingung, der levels prescribed for the indivi- fer, a practical test was carried vorgegebenen, Ein- und Aus- Entspannung eines feinstsan- dual wells that can be switched out in summer 2010. At selected schaltwasserstände, die durch digen, dünnschichtigen Aqui- on and off, which are continuo- points in the north and south of in die Brunnen integrierte fers, bemessen zu können, usly measured by the pressure the excavation pit in each case Drucksonden kontinuierlich wurde im Sommer 2010 ein sensors integrated in the wells. 6 test wells were installed and gemessen werden. Zusätzlich Praxistest durchgeführt. An In addition the water levels are set in operation. The execution werden die Wasserstände in ex- ausgewählten Stellen im Nor- measured by external gauges in of the test series with the types ternen Pegeln gemessen, um den und Süden der Baugrube order to check that drainage has of wells and the process techno- zu kontrollieren, ob die Absen- wurden je 6 Testbrunnen in- attained the desired effect and logy corresponded to the me- kung ihren gewünschten Grad stalliert und angefahren. Die that the theoretically calculated thod employed for the ground- erreicht und die theoretisch Ausführung des Testlaufes mit lowering can be confirmed. water management system for errechneten Absenkungen den Brunnentypen und der In each case 8 wells are con- the entire excavation pit. On bestätigt werden können. Anlagentechnik entsprach der nected to a vacuum air pump for the basis of the pumping tests Tunnel 6/2011 Niederlande The Netherlands 31

umgesetzten Ausführung der hes Sicherheitsniveau erreicht. using different variations (with to a reduced working operating Grundwassermanagementan- Bei einem eventuellen Total- and without vacuum, various capacity for safety and health lage der gesamten Baugrube. ausfall des Grandwasserma- drainage targets and the water protection reasons. Auf Grundlage der Ergebnisse nagementsystems könnte das rising again) a groundwater mo- der Pumpversuche in verschie- Druckluftsystem die Sicherheit del was created. Thanks to this Summary and Outlook denen Variationen (mit und durch temporäre Erhöhung des finite element model different An efficient system operating at ohne Vakuum, verschiedenen Überdrucks gewährleisten. Di- variants for groundwater relief the highest level in safety tech- Absenkzielen und Wiederan- ese temporäre Druckerhöhung were examined theoretically. nical terms for groundwater ma- stieg des Wassers) wurde ein wurde aus Sicherheits- und Ge- Towards this end minimising nagement was installed for the Grundwassermodell erstellt. Mit sundheitsschutzgründen aber risk was of particular signifi- geological and hydrogeological diesem Finite-Elemente-Modell zu einer verminderten Arbeits- cance. However to ensure that marginal conditions in Amster- wurden verschiedene Varianten leistungsfähigkeit führen. the economy of such a system dam. Particular circumstances der Grundwasserentspannung and construction management made it essential to find a solu- theoretisch untersucht. Hierbei Zusammenfassung und as such were not neglected, as tion suitable for the location. In war vor allem die Risikominimie- Ausblick large as possible gaps between inner urban tunnelling it is be- rung von größter Bedeutung. Für die geologischen und hy- wells were chosen. A risk analysis coming increasingly more im- Um dennoch die Wirtschaft- drogeologischen Randbedin- accompanied the measurement perative to assure safety against lichkeit einer solchen Anlage gungen in Amsterdam konnte programme. In this connection direct or indirect effects thus und des restlichen Baubetriebes eine leistungsfähige und sicher- possible risk analyses were com- preserving life, the environment nicht zu vernachlässigen, wur- heitstechnisch auf höchstem piled in a complex matrix and and built-up areas: whether for den möglichst große Brunnen- Niveau arbeitende Anlage des evaluated. Furthermore just how example a hydraulic shear failure abstände festgelegt. Mit der Grundwassermanagements these were to be measured and has to be prevented or ground- Bemessung ging auch eine Risi- installiert werden. Besondere monitored was defined. water levels outside excavation koanalyse einher. Dazu wurden Gegebenheiten implizieren On the basis of the risk analy- pits must be maintained in order in einer komplexen Matrix mög- eine für die Lokalität geeignete sis for instance the redundance to avoid undesired settlements liche Risikoszenarien erfasst und Lösung zu finden. Im innerstäd- of the employed systems was or exerting a negative influence bewertet. Des Weiteren wurde tischen Tunnelbau wird es im- called for. The fact that each well on urban vegetation. Towards definiert, wie diese zu messen mer wichtiger, die Sicherheit can be controlled individually this end consistent groundwater und überwachen sind. gegen direkte oder indirekte provides the advantage that only management and accompany- Auf Grundlage der Risiko- Beeinträchtigungen der hohen one well is not functional in the ing extensive investigation of the analyse wurde beispielsweise Güter des Lebens, der Umwelt event of a local disturbance. The area affected by the construction die Redundanz der eingesetz- und der Bebauung zu gewähr- vacuum effect is installed in such scheme are imperative. Once the ten Systeme verlangt. Die Tatsa- leisten: sei es zum Beispiel der a way that the possibility of a se- risks and priorities of a construc- che, dass jeder Brunnen einzeln hydraulische Grundbruch, den ries of pumps failing in the event tion scheme have been determi- gesteuert werden kann, birgt es zu verhindern gilt, oder die of a faulty pump is eliminated. ned an individualised, effective den Vorteil, bei einer lokalen Beibehaltung von Grundwas- In this case only every 2nd well concept commensurate with the Störung nur einen ausgefal- serständen außerhalb von would drop out thus increasing requirements can be devised. lenen Brunnen zu haben. Die Baugruben, damit es nicht zu the global safety against a series Vakuumbeaufschlagung ist so ungewollten Setzungen oder failing. In the event of a distur- installiert, dass nicht Brunnen in Beeinträchtigung der städ- bance within the system alarm Reihe bei einer Pumpenstörung tischen Vegetation kommt. reports are sent to the respon- ausfallen können. Hierbei wür- Hierfür sind konsequentes sible parties by SMS by means of de nur jeder 2. Brunnen ausfal- Grundwassermanagement und the automatic control exercised len und die globale Sicherheit eine vorhergehende weitläu- by the PLC system. In this way so gegenüber dem Reihenaus- fige Erkundung des von der the faster possible elimination fall vergrößern. Im Falle einer Baumaßnahme beeinträchtig- of faults and a high safety level Störung im System werden ten Gebietes erforderlich. Nach are achieved. In the case of total durch die automatische Steu- der Ermittlung der Risiken und breakdown of the groundwater erung der EMSR-Anlage Alarm- Prioritäten einer Baumaßnah- management system the com- meldungen an die zuständigen me kann so ein auf die Anfor- pressed air system could cater for Personen per SMS versendet. derungen individualisiertes, safety by temporarily increasing So wird eine schnellst mögliche leistungsfähiges Ausführungs- the overpressure. This tempora- Fehlerbeseitigung und ein ho- konzept entwickelt werden. ry increase would however lead