Das Wisenberg-Tunnelprojekt, Der Faltenjura Und Der Gipskeuper, Wie Passen Die Zusammen?
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Das Wisenberg-Tunnelprojekt, der Faltenjura und der Gipskeuper, wie passen die zusammen? Autor(en): Lohmann, Hans Hinrich Objekttyp: Article Zeitschrift: Mitteilungen der Naturforschenden Gesellschaften beider Basel Band (Jahr): 15 (2014) PDF erstellt am: 05.10.2021 Persistenter Link: http://doi.org/10.5169/seals-676716 Nutzungsbedingungen Die ETH-Bibliothek ist Anbieterin der digitalisierten Zeitschriften. Sie besitzt keine Urheberrechte an den Inhalten der Zeitschriften. Die Rechte liegen in der Regel bei den Herausgebern. Die auf der Plattform e-periodica veröffentlichten Dokumente stehen für nicht-kommerzielle Zwecke in Lehre und Forschung sowie für die private Nutzung frei zur Verfügung. Einzelne Dateien oder Ausdrucke aus diesem Angebot können zusammen mit diesen Nutzungsbedingungen und den korrekten Herkunftsbezeichnungen weitergegeben werden. Das Veröffentlichen von Bildern in Print- und Online-Publikationen ist nur mit vorheriger Genehmigung der Rechteinhaber erlaubt. 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Nötig war die Sanierung des erst 2000 eröffneten Tunnels geworden, weil sich, bedingt durch quellendes Gestein, die Tunnel- sohle auf einem 40 Meter langen Abschnitt stän- dig leicht anhob. Die Arbeiten, die fast doppelt so lange dauerten wie ursprünglich veranschlagt, haben 16 Millionen Franken gekostet. (Schweiter Eisenbahn-Revue 10/2011) Das Wisenberg-Tunnelprojekt, der Faltenjura und der Gipskeuper, wie passen die zusammen? Hans Hinrich Lohmann Zusammenfassung: Zwischen der Region Basel und dem schweizerischen Mittelland wird ein wei- terer Eisenbahntunnel benötigt. Ein erster Vorschlag, das Wisenberg-Projekt, sah eine Tunnelverbin- dung von Liestal nach Ölten vor. Wegen mehrfacher und langer Trias-Anhydrit-Durchquerungen mit ihrem Quellpotenzial wird dieses Projekt hier abgelehnt und stattdessen ein Tunnel von Mumpf am Rhein in die Region Aarau vorgeschlagen, also östlich der bedeutenden Wehratal-Zeiningen-Verwer- fung. Arbeitsschritte dieses Vorschlages sind Studien zur Anhydrit-Quellung und vorhandene geolo- gische Karten. Abstract: The Wisenberg tunnel project, the Jura foldbelt, and the Gipskeuper, how do they match? An additional railway tunnel is required between the Basel area and the Swiss Plateau. A first proposal, the Wisenberg project, envisaged a tunnel connection from Liestal to Olten. This project is rejected here because of several long tracts of Triassic anhydrite crossings involved with their swelling potential. Instead, a tunnel from Mumpf on the Rhine to the Aarau district is proposed, that is east of the significant Wehratal-Zeiningen fault. Steps of this proposal are anhydrite swelling studies and available geological maps. Key words: Tunnel geology, Triassic anhydrite swelling, northwestern Switzerland 124 Lohmann Mitt. Naturf. Ges. beider Basel 15 1. Einleitung Daher sind Oberflächen-Eisenbahnen oder -Stras- -sen kostengünstiger zu bauen und zu unterhal- Die wichtigste die Schweiz querende transeuro- ten als ein Tunnel, auch wenn sie zwecks päische Eisenbahnverbindung verbindet Basel Schallschutz gedeckelt sein müssten. mit dem Eisenbahnknotenpunkt Ölten im Mit dieser Kenntnis ist eine Streckenführung schweizerischen Mittelland, von wo die Lötsch- von Basel ins Mittelland zu suchen, die ein berg- und die Gotthard- Linien weiter nach Minimum an Trias-Evaporiten durchbohrt, um Italien führen. Bisher existiert zwischen Basel sie an die Bahnlinien im Mittelland anzubinden. und Ölten nur eine zweigleisige Bahnstrecke, Diese Zielsetzung gilt für den nordwestlichen die den Faltenjura-Bergzug durchquert. Diese Tafeljura-Anteil wie für den südöstlichen Fal- Hauenstein-Linie (eröffnet 1916) ist nach dem tenjura-Anteil. Wir beginnen mit dem Tafeljura gleichnamigen Tunnel zwischen Tecknau und östlich Basel und wenden uns später dem Fal- Ölten benannt. Zu erwähnen ist hier noch eine tenjura zu. Arbeitsmittel dazu sind die bisheri- eingleisige Parallelverbindung, die alte Hauen- gen Publikationen sowie die Auswertung von stein-Linie (eröffnet 1858), die den Faltenju- Satellitenbildern. ra-Bergzug im Tunnel zwischen Läufelfingen und Trimbach-Olten durchsticht. Diese Strecke 2. Die Evaporit-Schichten ist steil, kurvenreich und für schwere Züge un- der Nordwestschweizer Trias geeignet. Um diesen Engpass im europäischen Eisen- Als Evaporite - also Eindampfungsgesteine - bahnnetz zu entschärfen, wird seit einiger Zeit bezeichnet man die Mineralien Steinsalz, Anhy- der Bau des Wisenberg-Tunnels vorgeschlagen. drit, Gips sowie die Kalisalze. Der Anhydrit und Die Schweizerischen Bundesbahnen haben des- der Gips besitzen die gleiche chemische Zusam- wegen 1988 acht Bohrungen von 75 bis 285 m mensetzung mit der Formel CaS04, der Anhy- Tiefe in der Projektregion zur Erkundung des drit ohne Kristallwasser, der Gips mit zwei Untergrundes niedergebracht (Steiner 1989). Molekülen Kristallwasser. Der Anhydrit ist Na- Die strukturelle Einordnung erfolgte durch mengeber für die Anhydritgruppe der Mittleren Noack (Jordan et al., 1990). Einen durch die Trias (sonst als Muschelkalk bezeichnet), das Annahme einer darunter liegenden paläozoi- Mineral Gips gibt dem Gipskeuper (in der Obe- sehen Mulde verbesserten Wisenberg-Struktur- ren Trias) seinen Namen. Diese Namengebung schnitt veröffentlichte Noack (1995), hier als ist nur beschränkt richtig. Man könnte zu dieser Abb.l beigefügt. In beiden Publikationen ist Formation auch Anhydrit-Keuper sagen, denn die Position des Wisenberg-Projekts zwischen die beiden namengebenden Mineralien können den beiden Hauenstein-Tunnel dargestellt. Der ineinander übergehen, je nach Wasserzutritt, Bau einer Flachbahn aus dem Raum Basel Temperatur und Auflagerungsdruck. (Meershöhe 250 m) in Richtung Ölten (400 m) Die ursprüngliche Ablagerung des Kalzium- würde laut Noacks Strukturschnitt tertiäre Lo- sulfats CaSCT aus dem Meerwasser erfolgt als ckersedimente und auf 1,2 km zwei Mal die Gips. Mit einem Auflager von etwa 500 m wei- bautechnisch problematischen Trias-Evaporite terer Sedimente und entsprechend zunehmen- durchstossen. dem Druck bildet sich Anhydrit (Dronkert et al. Worin besteht das Problem? In den Faltenju- 1990). ra-Durchstich-Tunnel, ob für Eisenbahn oder Das aktuelle Wissen über die Trias-Mächtig- Strasse, quillt der in der Tiefe stabile Anhydrit, keiten und speziell die Verbreitung der zwei CaS04 bei Wasserzutritt um rund 60 Volumen- Trias-Salzhorizonte findet sich bei Jordan prozent an und wird zum wenig stabilen Gips. (2008). Das Trias-Mächtigkeitsmaximum von Dieser Quellvorgang führt zu Tunneleinengun- l'OOO m liegt westlich von Neuchâtel (Somma- gen, die erhebliche Reparaturen erfordern. In ruga 1997). Jordan (1994) gibt für diese Region Oberflächennähe ist dieser Vorgang längst abge- eine Salzmächtigkeit von 300 m im Gipskeuper laufen, etwa im Grundwasserstrom der Flüsse. an. 2014 Das Wisenberg-Tunnelprojekt, der Faltenjura und der Gipskeuper, wie passen die zusammen? 125 2.7. ZM/W Ätar/7er- «n<7 <2«e//ver/ja/rett Katalysator-Rolle zuzuschreiben. Unter den To- des Anhydrite nen sind die Montmorillonit-Minerale mit ihren grossen äusseren und inneren Oberflächen von Müllerund Briegel 1978) haben die Abscherfes- 750 Quadratmeter pro Gramm deutlich quellfä- tigkeit von Salz, Anhydrit und Kalkstein unter- higer als Illit und Kaolin mit äusseren Oberflä- sucht. Sie betonen, dass Salz bei weitem die chen von weniger als 100 Quadratmetern pro geringste Scherfestigkeit besitzt. Unter geeig- Gramm. neten Umständen würde aber auch der Anhydrit als Abscherformation des Faltenjuras zu be- Daher an dieser Stelle folgende Empfehlung: trachten sein. Der physikalische Zusammenhang zwischen Abscherverhalten und Quellung Bei bautechnischen Untersuchungsbohrungen scheint noch nicht untersucht worden zu sein. im Anhydrit-Gips-Bereich sollte die prozen- Für die Praxis des Tunnelbaus ist aber die Quel- tuale Verteilung der einzelnen Tonmineralien lung des Anhydrits von grösserer Bedeutung. detailliert aufgezeichnet werden, um damit die Gründlich untersucht wurde das Quellverhal- Risikozonen zu erkennen. ten durch Madsen und Nüesch (1990), wobei sie Anhydrit-Proben mit unterschiedlichen Tonge- Weiterhin betonen Dronkert et al. 1990 wie halten einsetzten. Die maximale Quellung auch Madsen und Nüesch 1990, dass neben dem wurde bei Proben mit 70-75 % Anhydrit und Wasserzutritt eine Spannungsverminderung 10-15 % Tongehalt festgestellt. Im Gegensatz eine wesentliche Voraussetzung für die Quel- dazu ist reiner Anhydrit unter Wasserbedeckung lung ist. Das heisst, potentiell steigert jedes selbst nach 6 Jahren Versuchsdauer nicht ge- Anritzen, jede Bohrung und jeder Tunnel die quollen. Bei anderen Ton-Anhydrit-Verteilun- Quellung. Deswegen kann man durch Gegen- gen wurden alle Zwischenwerte beobachtet. druck («Knautschzylinder»)