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Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver., N.F. 96, 165–194, 24 Abb., 6 Tab.; Stuttgart 2014.

Rutschungssanierungen und Felssicherungen im Raum Kusel und in der Stadt Kaiserslautern (Exkursion H am 25. April 2014)

Landslide stabilisation and rock consolidation in the Kusel area and in the city of Kaiserslautern (Rhineland-Palatinate)

Von Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash1

Mit 24 Abbildungen und 6 Tabellen

Fahrtroute: Kaiserslautern – Burg Lichtenberg – Kusel – Rammelsbach – Kaiserslautern. Geol. Karten: GÜK 300 Rheinland-Pfalz (LGB 2003); GK 25 Bl. 6410 Kusel (1971), 6512 Kaiserslautern (1985).

Zusammenfassung Im Zuge einer ingenieurgeologischen Exkursion werden Ziele in der Um - gebung von Kusel sowie im Stadtgebiet von Kaiserslautern besucht. Bei den Exkursionspunkten im Raum Kusel wird der Umgang mit Rutschungen bzw. hieraus resultierenden Gefahren thematisiert. Schwerpunkt der Exkursionsziele in Kaiserslautern sind ehemalige Steinbrüche, die nach dem intensiven Abbau des roten Sandsteins im letzten und vorletzten Jahrhundert hinterlassen wurden. Die Exkursion zeigt die Herausforderungen, die sich an die Stabilisierung von Rut- schungen sowie die Sicherung von Felswänden und deren Integration an neue Baumaßnahmen oder bestehende Nutzungen stellen.

Abstract As part of a engineering geological field trip, places close to Kusel and in the city of Kaiserslautern (Rhineland-Palatinate) are visited. Dangers which result

1Anschrifen der Verfasser: Dipl.-Geol. A. Wehinger, Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz, Emy-Roeder-Str. 5, D-55219 Mainz; Dipl.-Geol. M. Rochmes, Dipl.-Ing. S. Schreiber und Dr.-Ing. A. Kallash, Peschla + Rochmes GmbH, Hertels- brunnenring 7, D-67657 Kaiserslautern. E-Mail des korrespondierenden Autors: ansgar. [email protected].

DOI:10.1127/jmogv/96/0008 165 Exkursion H_Band 96: Layout_Sicherung_2008 05.11.2013 9:20 Uhr Seite 166

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from landslides are discussed at the excursion points in the area of Kusel. The focus of excursion points in Kaiserslautern are quarries, which result from the mining of red sandstone in the last two centuries. The excursion shows the challenges, which occur during the stabilization of landslides or consolidation of rock faces, especially if they have to be integrated into new or existing buildings. Schlüsselwörter: Buntsandstein, Kuselit, Rutschung, Rutschungssanierung, Fels- sicherung, Pfahlgründung Keywords: Buntsandstein, kuselite, landslide, landslide stabilisation, rock consolidation, pile foundation 1. Einführung Die beiden Zielgebiete Kusel und Kaiserslautern weisen in Bezug auf Strati- graphie und Lithologie Unterschiede auf. Im Raum Kusel kommen Ton- bis Schluffstein-Wechselfolgen und intermediäre Subvulkanite des Rotliegenden oberflächennah vor. Im Stadtgebiet von Kaiserlautern stehen vorwiegend Sand- steine mit tonigen Zwischenschichten des Buntsandsteins an. Abb. 1 zeigt einen Ausschnitt der geologischen Übersichtskarte mit Eintragung der Exkursionsziele.

1.1 Geologie und Ingenieurgeologie im Raum Kusel Die Landschaft, in der wir uns bewegen, wird auch als Saar-Nahe-Bergland bezeichnet. Was heute Bergland ist, war zur Zeit der Entstehung der Gesteine ein Becken, das heißt eine Senke. Daher sprechen die Geologen auch vom Saar-Nahe- Becken. Dieses Becken wurde in der Zeit des Oberkarbons und Rotliegenden (etwa vor 275–305 Mio. Jahren) angelegt und wies ehemals Abmessungen von 300 km Länge und 100 km Breite auf und reichte von Lothringen bis zur Hessi- schen Senke. Parallel zur Absenkung des Beckens füllte sich dieses mit bis zu ca. 8 km mächtigen Ablagerungen aus Sedimenten und Vulkaniten. Die vulkanischen Gesteine entstanden durch den Aufstieg von Magmen aus mehreren 10er km Tiefe (Wehinger & Frommenkord 2008). Die Stadt Kusel und deren Umgebung sind auf dem Pfälzer Sattel des sich von SW nach NE erstreckenden Saar-Nahe- Beckens gelegen. Während des Oberkarbons und des unteren Rotliegenden (Glan-Subgruppe) bestanden fluvio-lakustrine Sedimentationsbedingungen bei zunächst feucht-war- men und dann feucht-trockenen Bedingungen. In dieser Zeit lagerten sich vorwiegend Tonsteine, Schluffsteine und Feinsandsteine ab, in die z. T. Kohleflöze und Kalksteine eingelagert sind. Im oberen Rotliegenden (Nahe-Subgruppe) setzte bei weiter fluviatilen Sedimentationsbedingungen z. T. heftiger intrusiver und effusiver/extrusiver Vulkanismus ein. Dabei nahmen insbesondere im Raum Kusel konkordante und diskordante vulkanische Gänge und Lakkolithen Platz. Diese Subvulkanite weisen häufig einen andesitischen bis intermediären Chemis- mus auf und werden nach der Stadt Kusel auch Kuselite genannt (Haneke & Kremb 2013).

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 1: Ausschnitt der GÜK 300 Rheinland-Pfalz (LGB 2003; Maßstab verändert: Raster- weite ca. 4 km). Die Nummern entsprechen den Exkursionshaltepunkten. sRS = Rehberg- und Schlossberg-Schichten (Unterer Buntsandstein); sT = Trifels-Schich- ten (Unterer Buntsandstein); I = intermediäre bis basische Intrusiva der Nahe-Sub- gruppe (Oberrotliegendes); rgu = untere Glan-Subgruppe (Unterrotliegendes). Fig. 1: Detail of the Geological Map of Rhineland-Palatinate 1:300,000 (LGB 2003; changed scale: grid width about 4 km). The numbers correspond to the field trip stops; sRS = Rehberg and Schlossberg beds (Lower Buntsandstein); sT = Trifels beds (Lower Buntsandstein); I = intermediate to basic intrusive rocks, Nahe-Subgroup (upper Rotliegend); rgu = lower Glan-Subgroup (lower Rotliegend).

Nach der Auswertung der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz stellt die Glan-Subgruppe des Rotliegenden eine der drei stratigraphischen Einheiten mit dem häufigsten Auftreten von Großrutschungen in Rheinland-Pfalz dar. Unter Berücksichtigung aller Rutschungsereignisse in Gesteinen des Perms und Karbons wurden über die Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz 0,13 Ereignisse pro km2 bzw. 0,11 Ereignisse pro km2 Verbreitung der zugehörigen Schichten ermittelt. Steinschläge und Felsstürze treten im Vergleich zu Rutschungen in deutlich gerin- gerem Maße auf (Bock et al. 2012). Der Durchschnittswert für die gesamte Lan- desfläche von Rheinland-Pfalz beträgt 0,07 Rutschungsereignisse pro km2 (Tab.1). Dabei sind die Rutschungen in der Mehrzahl der Ereignisse an Tonstein-Schluff- stein-Wechselfolgen gebunden. Die Auswertung der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz zeigt insbesondere die große Rutschungsanfälligkeit der Lauter - eckener Schichten (Abb. 2).

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Abb. 2: Anzahl der Rutschungen, unterschieden nach den sedimentären Einheiten des Rot- liegenden auf Bl. 6311 Lauterecken (Auswertung der Rutschungsdatenbank Rhein- land-Pfalz). Fig 2: Number of landslides distinguished by the sedimentary units of the Permian on sheet 6311 Lauterecken (evaluation of the landslide database of Rhineland-Palatinate). Eine besondere Rutschgefährdung ist bei einem hangparallelen Schichteinfal- len gegeben. Für Bl. 6311 Lauterecken liegen nähere Untersuchungen der Hang- stabilität und von Rutschereignissen vor. Aufgrund der vergleichbaren Strati - graphie und Lithologie kann für den Raum Kusel von einer entsprechenden Gefährdung ausgegangen werden. Auf Bl. Lauterecken wurden ca. 10 % (ca. 210 km2) der Fläche als rutschgefährdet ermittelt. In Fein & Häfner (1984) wird weiter ausgeführt, dass künstliche Böschungen in den Unterrotliegend-Einheiten ein „permanentes Stabilitätsproblem“ darstellen. Die Auswertung der Rut- schungsdatenbank Rheinland-Pfalz ergab weiter, dass die Mehrzahl der Rut- schungen im Gebiet Lauterecken bei Hangneigungen von 10–15° und bei einer Hangexposition nach SE und NW auftreten (Bock et al. 2013).

1.2 Geologie und Ingenieurgeologie der Stadt Kaiserslautern Die Stadt Kaiserlautern ist durch die charakteristisch roten Gesteine des Bunt- sandsteins geprägt. Da die roten Sandsteine seit alters her als Naturwerksteine genutzt werden, spiegelt sich der Untergrund auch in zahlreichen Bauwerken der Stadt wider. Die Sandsteine und tonigen Zwischenschichten entstanden unter wüstenhaften Festlandsbedingungen. Gerade für den unteren und mittleren Bunt- sandstein ist der Wechsel von „Felszonen“ und „Dünnschichten“ charakteristisch. Die „Dünnschichten“ setzen sich teils aus feinkörnigen und sehr feinschichtigen,

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

meist dunkler rot gefärbten Sedimenten und teils aus grobkörnigen, heller rot bis weiß gefärbten Ablagerungen zusammen. Die „Dünnschichten“ sind häufig nur gering verfestigt. Die „Felszonen“ setzen sich aus gut verfestigten, harten Sand- steinen zusammen. Im Stadtgebiet von Kaiserslautern sind vor allem die Schich- ten des Unteren Buntsandsteins verbreitet. Dieser umfasst die Trifels-, Rehberg- und Schlossberg-Schichten. Die Trifels-Schichten bestehen nahezu vollständig aus „Felszonen“. Die Rehberg-Schichten sind durch einen vielfachen Wechsel von „Felszonen“ und „Dünnschichten“ gekennzeichnet. Die Schlossberg-Schichten bestehen dagegen überwiegend aus „Dünnschichten“. Abb. 3 zeigt einen Aus- schnitt der geologischen Karte von Kaiserslautern (Anmerkung: Im Unterschied zur Originalkarte von Konrad (1985) gehören die Stauf-Schichten nach LGB (2005) dem Zechstein an).

Abb. 3: Geologische Karte der Stadt Kaiserslautern mit Eintragung der Exkursionsziele in Kaiserslautern (verändert nach Konrad 1985). Fig. 3: Geological map of the city of Kaiserslautern with marks of field trip destinations (changed after Konrad 1985).

Nach der Auswertung der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz treten in Gesteinen des Buntsandsteins im Vergleich zu denen anderer Formationen unter- durchschnittlich häufig Massenbewegungen auf. Dabei überwiegen Steinschläge und Felsstürze. Bezogen auf alle Steinschlag- und Felssturz-Ereignisse in Gestei- nen des Buntsandsteins sind in der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz 0,03 Ereignisse pro km2 Verbreitung ermittelt (Tab. 1). Der Durchschnitt für die gesamte Landesfläche beträgt 0,04 Steinschlag- und Felssturzereignisse pro km2 (Bock et al. 2012).

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Tab. 1: Häufigkeit von Massenbewegungen in Abhängigkeit vom Bewegungstyp und der stratigraphischen Einheit. Zahl der Ereignisse pro km2 Verbreitung der entsprechenden Einheit nach Auswertung der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz. Tab. 1: Frequency of mass movements, depending on the type of movement and the strati- graphic unit. Number of events area related to the distribution of the unit per square kilometer after analysis of the landslide database of Rhineland-Palatinate. Stratigraphische Buntsandstein Perm Karbon Alle Einheiten Einheit (Landesﬂäche) Rutschungen (Gleiten) 0,02 0,13 0,11 0,07

Steinschläge und 0,03 0,07 0,02 0,04 Rutschungen (Fallen)

2. Exkursion Halt 1: Sanierung der Felswand auf dem Gelände der Fachhochschule in Kai- serslautern, Stadt Kaiserslautern (GK 25 Bl. 6512 Kaiserslautern, R 2627590 / H 54 80 310). Auf dem Gelände der ehemaligen Kammgarnspinnerei wurde ab 1971 die Fach- hochschule Kaiserslautern (FH) eingerichtet. Derzeit erfolgt eine umfassende Erweiterung des Gebäudebestandes, z. T. wird auch Altbestand rückgebaut. Süd- lich des FH-Geländes erstreckt sich von E nach W auf einer Länge von ca. 500 m eine bis zu 15 m hohe Felswand aus Sandstein. Es ist eine ehemalige Steinbruch- wand. Hier wurden Mitte des 19. Jh. massige Sandsteine der Trifels-Schichten (Unterer Buntsandstein) gewonnen. Durch die Nutzung als Steinbruch wurde die Klüftigkeit in der Wand verstärkt. Die Kammgarnspinnerei, deren Gebäude am Fuß der Wand errichtet wurde, ist um 1857 gegründet worden. Ein umfassendes Sanierungskonzept nach Ab - schluss der Steinbruchtätigkeiten lässt sich nicht erkennen. Allerdings sind Sanierungsmaßnahmen, die von der ehemaligen Spinnerei durchgeführt wurden, an verschiedenen Stellen erkennbar. Die Oberfläche der Felswand ist z. T. stark erodiert, sodass häufig Steinschläge und Absandungen auftreten. Die Ursachen der starken Erosion auf der Felsoberfläche sind auf anthropogene und auch natür- liche Ursachen zurückzuführen. Da sich die Felswand auf dem erweiterten Campusgelände befindet, ist mit Publikumsverkehr am Fuß der Wand zu rechnen. Im Jahr 2011 wurde die Wand von Bewuchs befreit und mit Hilfe eines Hubsteigers ingenieurgeologisch mit dem Ziel aufgenommen, ein Sanierungskonzept zu erarbeiten. Die Sandsteinwand kann nach dem Verwitterungsbild generell in zwei Zonen eingeteilt werden. Die untere Zone hat eine Höhe von ca. 9–11 m und besteht aus bankigem, stark geklüftetem Fels. Darüber erstreckt sich die obere Zone mit einer Höhe von ca. 3–5 m bis zur Felsoberkante, die aus stark verwittertem, plattigem bis bankigem Sandstein besteht (Abb. 4).

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 4: Verwitterungsbereiche der Felswand auf dem Gelände der Fachhochschule Kai- serslautern (Foto Peschla + Rochmes 2011). Fig. 4: Alteration areas of the rock face on the site of the University of Applied Sciences Kaiserslautern (photo Peschla + Rochmes 2011).

Die historischen Maßnahmen zur Felsstabilisierung betreffen überwiegend die stark verwitterte obere Zone. Es wurden zur Verhinderung des Erosionsfort- schrittes Verblendungen aus Mauersteinen, sogenannte Futtermauern, eingebaut. Im Bereich der unteren Zone wurde an einer Stelle eine Betonplombe hergestellt. Nach dem Konkurs der Kammgarnspinnerei im Jahr 1981 wurde die Wand nicht mehr gepflegt, sodass Bäume mit Durchmessern bis 30 cm in der Wand gewach- sen sind. Durch Alterungsprozesse sind viele Mauersteine heraus gefallen und die Verblendungen insgesamt nicht mehr intakt. Baumwurzeln in der Wand führten zur Beschleunigung der Schäden, sodass die Standsicherheit der Wand lokal nicht mehr gewährleistet ist. Die Betonplombe hat den Aufstau zuströmenden Berg- wassers zur Folge, was die Haltbarkeit der Betonplombe verringerte und das Wachstum eines Baumes mit einem Stammdurchmesser von ca. 40 cm begünstigte (Abb. 5). Die Oberlieger haben die Wandkrone in verschiedener Form, wie beispielsweise mit Zäunen, Mauern und sogar mit einer Unterkellerung überbaut. Bei einem der Oberlieger wurde hinter der Felswand ein 2,70 m tiefer Keller festge-

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Abb. 5: Eine alte Betonplombe führte zum Aufstau des Bergwassers (Foto Peschla + Rochmes 2011). Fig. 5: An old concrete plug caused a backwater effect (photo Peschla + Rochmes 2011). stellt. Dabei ist zwischen der Kellerwand und der Wandoberfläche lediglich ein Abstand von ca. 1,0–1,25 m vorhanden (Abb. 6). An manchen Stellen wird die Dachentwässerung der Oberlieger über der Wand eingeleitet, was die Wandober- fläche zusätzlich bewässert. Die Fundamente der Zäune sind aufgrund der starken Erosion in der oberen Zone stellenweise überhängend. Weiterhin befinden sich zwei Felsenkeller und mehrere Felsenkammern in der Wand. Die Stand - sicherheit innerhalb der Felsenkeller ist gegeben, lediglich die Eingänge sind z. T. sanierungsbedürftig. Zusätzlich zu den oben erwähnten anthropogenen Ursachen haben die natür- lichen Verwitterungsprozesse wie beispielsweise Frosteinwirkung, Absandungen der Oberfläche durch Niederschläge oder Windeinflüsse ihren Beitrag geleistet. Die Kombination anthropogener und natürlicher Verwitterungsursachen lassen sich an einer Vertiefung mit einem Überhang etwa im Übergangsbereich zwischen der oberen und unteren Zone deutlich erkennen. Die horizontal gebildete Vertie- fung beginnt etwa auf Höhe der davor stehenden Hallendächer, sodass sich durch die Erosion infolge Wind im Laufe der Jahrzehnte die Bildung der Überhänge stark beschleunigt hat.

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 6: Blick von E nach W auf die Felswand S der Fachhochschule. Der Bauzaun stellt einen provisorischen Schutz dar (Foto Wehinger 04.07.2013). Fig. 6: View from east to west on the rock face in the south of the University of Applied Sciences Kaiserslautern. The hoarding represents a temporary protection (photo Wehinger 04.07.2013). Alle vorgenannten Fakten und Randbedingungen verschiedenster Art führten zur Erkenntnis, dass die Sanierung der Felswand nicht nur aus rein geotechnisch- fachlicher Sicht erfolgen kann. Vor diesem Hintergrund wurden mehrere Sanie- rungsvorschläge erarbeitet, die die Aspekte wie Risikominimierung in Hinsicht auf die Gefährdung von Menschen und Anlagen, Nachsorge-Aufwand, Nach- haltigkeit und Kosten betrachten. In Tab. 2 sind mehrere Sanierungsvorschläge aus der Variantenstudie zusammengefasst. Am Ende der Variantenstudie wurde dem Bauherrn eine Variante vorgeschlagen, die eine deutliche Risikominimierung gewährleistet und gleichzeitig noch vertretbare Kosten verursacht. Es handelt sich hierbei um eine differenzierte, an den jeweiligen Wandzustand angepasste Sanierung, bei der quasi alle in Tab. 2 beschriebenen Maßnahmen durchgeführt werden. Die Umsetzung einer solch technisch anspruchsvollen Planung kann nur von einer Fachfirma mit einschlägi- ger Erfahrung durchgeführt werden. Weiter sind die Sicherungsmaßnahmen durch eine Fachbauleitung zu überwachen. Die Sanierungsmaßnahmen sind für 2013 geplant.

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Tab. 2: Sanierungsvorschläge aus der Variantenstudie. Tab. 2: Proposals for reconstructions from the variant study. Variante Kosten Restrisiko Hinweise keine Maßnahmen an der niedrig deutlich hoch hoher Nachsorge-Aufwand, Wand, große Schutzzone fortschreitende Erosion, vor der Wand hoher Flächenbedarf. Fangzaun erforderlich vorgehängte Netze über niedrig hoch hoher Nachsorge-Aufwand, die gesamte Wandhöhe bis fortschreitende Erosion, mit Schutzzone akzeptabel sehr lange Nägel in der Wandkrone erforderlich vernagelte Netze akzeptabel vertretbar mittlerer Nachsorge-Aufwand, (obere Zone), bis hoch fortschreitende Erosion Vorhänge-Netze (untere Zone) Spritzbeton (obere Zone), hoch bis gering niedriger Nachsorge-Aufwand vernagelte Netze sehr hoch (untere Zone)

Halt 2: Felsmechanische und geotechnische Problemstellungen bei der Erweiterung des Fritz-Walter-Stadions Kaiserslautern, Stadt Kaiserslautern (GK 25 Bl. 6512 Kaiserslautern, R 26 28 790 / H 54 79 050). Im Zuge der Vorbereitungen für die Fußballweltmeisterschaft 2006 wurde das Fritz-Walter-Stadion umfassend ausgebaut. Das Stadion liegt auf dem Betzenberg, südlich oberhalb des Stadtzentrums von Kaiserslautern. Im Rahmen der Erwei- terung wurden die Tribünen an der Ost-, Süd- und Westseite einheitlich gestaltet, miteinander verbunden und mit einer umlaufenden Dachkonstruktion versehen. Dazu wurden die Tribünen im S und W verlängert. In den Eckbereichen der Nord- tribüne wurde der Tribünenkomplex (Ost-Süd-West) über zwei Türme mit der bestehenden Nordtribüne verbunden. Das Stadion wurde seinerzeit an der Krone eines ehemaligen Steinbruchs errichtet. Die Nordtribüne befindet sich unmittelbar oberhalb einer Steil- böschung. Infolge der Vornutzung des Areals entstanden insbesondere im Bereich der heutigen Nordtribüne und der unterhalb verlaufenden Zufahrt steile, bis zu 20 m hohe Felsböschungen, die z. T. großflächig angeschüttet wurden. Das Stadion und die Erweiterungsbauten sind auf den Rehberg-Schichten des Unteren Buntsandsteins gegründet. Diese zeichnen sich durch grobkörnigen, geröllführenden und kieselig gebundenen roten Sandstein aus, der hier auch massig und bankig ausgebildet sein kann. Als Zwischenlagen treten die sogenannten „Dünnschichten“ aus locker gebundenen, sandigen, z. T. auch tonig-schluffigen Lagen auf. Die Schichtung des Sandsteins ist fast horizontal und der geringe Fall- winkel zeigt in wechselnde Richtungen. In der nördlichen Hälfte des Stadions stehen oberhalb des Sandsteins bis zu 7 m mächtige künstliche Auffüllungen an.

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Im Zuge der Erkundungsarbeiten wurde eine sehr unregelmäßige Klüftung des Gebirges festgestellt. Die beobachteten Klüfte sind teils offen und teils mit Sand sowie mit bindigem Material belegt. Die Kluftweite liegt bei den größten Klüften im Zentimeterbereich. Im Zuge der Erweiterung wurde die Südtribüne sowie das zugehörige Dach um ca. 13 m in Richtung S verlängert. Die Lastenübertragung erfolgte über Ein- zelstützen. Zur Übertragung der Zugkräfte in den Untergrund wurden die Fun- damente mit vorgespannten Verpressankern im Fels verankert. Die Westtribüne wurde um ca. 30 m in Richtung W erweitert. Die Lastabtra- gung aus der Überbauung erfolgt überwiegend über Einzelfundamente. Aufgrund der teilweise im Untergrund vorhandenen künstlichen Auffüllungen wurde ein Teil der Fundamente auf Großbohrpfählen, die in das unterlagernde Festgestein einbinden, gegründet. Die Pfähle besitzen eine Mindestlänge von 5 m und binden im Mittel ca. 2,0 m in den Fels ein (Abb. 7). Auf Grundlage der Ergebnisse der felsmechanischen Berechnungen war es im Bereich der Westtribüne weiterhin erforderlich, das Kluftgefüge durch Injek -

Abb. 7: Tiefgründung der Westtribüne des Fritz-Walter-Stadions mit Großbohrpfählen (Foto Peschla + Rochmes 2005). Fig. 7: Deep foundation of the west stand of the Fritz Walter Stadium, with large bored piles (photo Peschla + Rochmes 2005).

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tionen zu vergüten. Die Injektionen wurden im Januar 2005 über vorhandene Erkundungsbohrungen durchgeführt. Die Injektion erfolgte im unteren Bereich, bis ca. 10 m unter Geländeoberkante mit Zementsuspension. Aufgrund des hohen Suspensionsverbrauches infolge der Klüftigkeit des Sandsteins wurde im oberen Bereich bis zur Geländeoberkante Zementmörtel eingesetzt. Die Injektion erfolgte stufenweise mit Hilfe eines Druckluftpackers. Der Abstand zwischen den einzelnen Stufen betrug 2–3 m. Die Bohrungen wurden bei jeder Stufe entweder mit einer vorher definierten Menge Suspension bzw. Mörtel beaufschlagt oder aber bis zum Erreichen eines bestimmten Drucks verpresst. Zur Gewährleistung der Standsicherheit der nördlichen Felsböschung unter der Westtribüne wurde eine Sicherung mit Hilfe von Felsnägeln (Verpresspfähle mit kleinem Durchmesser gemäß DIN 4128) und vorgespannten Verpressankern gemäß DIN 4125 (Verbundanker, Festlegekraft 400 kN) vorgenommen (Abb.8, 9). Der neu errichtete Medienturm liegt zwischen West- und Nordtribüne. Die Baufläche befindet sich im Bereich einer steilen Böschung. Im oberen Bereich der Böschung wurden die künstlichen Auffüllungen durchgegründet. Die Lastab- tragung erfolgt hier über Großbohrpfähle, in den übrigen Böschungsbereichen

Abb. 8: Einbau der Anker zur Sicherung der Felsböschung unterhalb der Westtribüne des Fritz-Walter-Stadions (Foto Peschla + Rochmes 2005). Fig. 8: Installation of anchors to secure the rock slope below the west stand of the Fritz Walter Stadium (photo Peschla + Rochmes 2005).

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

wurden die Fundamente flach im anstehenden Buntsandstein gegründet. Ein Streifenfundament liegt teilweise bereits nördlich der Krone der hier vorhandenen steilen Felsböschung. Dieses Fundament wurde über eine ca. 10–12 m hohe Betonscheibe am Fuß der Böschung gegründet. Die Betonscheibe wurde mit vorgespannten Verpressankern im Fels verankert (Abb. 9).

Abb. 9: Links: Betonscheibe mit (noch nicht vorgespannten) Ankern (Foto Peschla + Rochmes 2005). Rechts: Blick auf die Westtribüne mit Felsankern. Daneben wurde eine Stützwand aus Fertigteilen hergestellt (Foto Wehinger 04.07.2013). Fig 9: Left: Concrete wall with (not prestressed) anchors (photo Peschla + Rochmes 2005). Right: View of the west stand with the rock anchors. Aside the anchors a retaining wall of prefabricated parts was constructed (photo Wehinger 04.07.2013).

Halt 3: Burg Lichtenberg, Gemarkung Burglichtenberg (GK 25 Bl. 6410 Kusel, R 25 98 210 / H 54 91 910). Halt 3a: Urweltmuseum Geoskop, Gemarkung Burglichtenberg (GK 25 Bl. 6410 Kusel, R 25 98 075 / H 54 91 845). Im Rahmen der ingenieurgeologischen Exkursion ist der Besuch des Urwelt- museum Geoskop auf der Burg Lichtenberg vorgesehen. Da das Museum auch bei der paläontologischen Exkursion besucht wird, wird hier auf den entsprechenden Beitrag in diesem Band verwiesen (Uhl & Voigt 2014). Im Unter-

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geschoss des Museum ist der natürliche Felsuntergrund aus Kuselit in die Aus- stellung integriert (Abb. 10).

Abb. 10: Natürlicher Kuselit-Aufschluss als Bestandteil des Urweltmu- seum Geoskop (Foto Wehinger 04.07.2013). Fig. 10: Natural kuselite outcrop as part of the museum of primeval world Geoskop (photo Wehinger 04.07.2013).

Halt 3b: Straßenböschung Burgstraße, Gemarkung Thallichtenberg (GK 25 Bl. 6410 Kusel, R 25 97 880 / H 54 91 910). Die Anfahrt zur Burg Lichtenberg erfolgt über die Burgstraße (Kreisstraße 23). Diese weist z. T. eine bis zu 8 m hohe Felsböschung auf, die in einem Modellfall zur Beurteilung der Steinschlaggefahr und der Bemessung von Sicherungsmaß- nahmen im Fokus stand (Häfner 1993). In der Böschung steht Kuselit des Rot- liegenden an, der auch den Untergrund der Burg Lichtenberg bildet. Der Kuselit ist massig ausgebildet und neigt zu einem kleinteiligen Zerfall, so dass bei Steil- böschungen regelmäßig Steinschläge entstehen. Bei einer Befragung von ca. 50 Fachleuten haben mehr als zwei Drittel der Befragten Maßnahmen zur Abwehr von Gefahren für den Straßenverkehr für notwendig erachtet. Interessant ist die Tatsache, dass die Umfrage keine eindeutige Präferenz der Sicherungsmethode ergab. Vielmehr wurde die Herstellung von Leitplanken, eines Fangzauns, eines Schutznetzes und von Felsputzmaßnahmen jeweils mit einer Häufigkeit von ca. 18–38 % genannt (Häfner 1993). Tatsächlich ausgeführt wurde ein mit Fels nägeln angeheftetes Schutznetz.

Halt 4: Unterofﬁzier-Krüger-Kaserne, Stadt Kusel (GK 25 Bl. 6410 Kusel, R 26 01 850 / H 54 90 670). Situation Im Zuge des Neubaus einer Sporthalle auf dem Gelände der Unteroffizier- Krüger-Kaserne in Kusel ist die Böschung hinter der Sporthalle sowohl im Sep- tember 2010 als auch im Dezember 2011 abgerutscht. Für den Bau der Sporthalle musste das Gelände um ca. 6,0–7,0 m abgetragen und die vorhandene Böschung um ca. 16–18 m nach SE rückverlegt werden.

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Die im Sommer 2010 neu angelegte Böschung hatte eine Höhe von ca. 7 m und eine Neigung von ca. 34°. Bereits während der Erdarbeiten hat sich im Septem- ber 2010 eine erste Rutschung in der frisch angelegten Böschung ereignet („erste Rutschung“) (Abb. 11). Die Gleitfläche lag in ca. 1,5 m Tiefe unter der Gelände- oberfläche. Zur Sanierung wurde die Böschung z. T. mit vor Ort gewonnenem Aushubmaterial mit einer Zwischenberme neu aufgebaut und am Fuß eine Stütz- konstruktion aus zwei Lagen Gabionen mit Fußdrainage hergestellt. Dabei ent- stand eine 7,5 m hohe Böschung mit einer Generalneigung von ca. 28°. Nach Fer- tigstellung der Sporthalle im Rohbau trat im Dezember 2011 eine neuerliche Böschungsrutschung ein („zweite Rutschung“) (Abb. 12). Bei einer Gleitflächen- tiefe von ca. 1,5–2,0 m war die Rutschung wiederum sehr oberflächennah. Die Gleitfläche trat zwischen den beiden Gabionen aus, so dass sich die obere Gabionen reihe über die untere schob. Das Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB) wurde nach der zweiten Rutschung im Februar 2012 vom Landesbetrieb Liegenschafts- und Baubetreuung (LBB), Niederlassung Idar-Oberstein, mit der geotechnischen Prü- fung des Vorgangs beauftragt. In Abb. 13 sind die ursprüngliche Geometrie mit schwarzer Farbe und die weitere Entwicklung der Böschung mit orangener Farbe in einem Geländeschnitt (Prinzipskizze) dargestellt.

Abb. 11: Fotos des ersten Böschungsbruchs im September 2010. Unterhalb geringmächti- ger Auffüllungen steht Tonstein an, dessen Schichtung böschungsparallel einfällt (Fotos LBB 13.09.2010). Fig. 11: Photos of the first slope failure in September 2010. Below thin anthropogenic fil- ling mudstone is outcropping. The bedding dips parallel to the slope (photos LBB 13.09.2010).

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Abb. 12: Blick von NE nach SW auf die abgerutschte Böschung. Im Foto sind sowohl die Abrisse in der Böschung als auch das Überschieben der oberen Gabionenreihe über die untere zu erkennen (Foto Wehinger 23.02.2012). Fig. 12: Slided slope, view from NE to SW. The photo shows the slope failure and sliding of the upper gabion on the lower gabion (photo Wehinger 23.02.2012).

Abb. 13: Böschungssituation mit Eintragung der Schichtenfolge (Zeichnung von Geo-plan 2012, ergänzt durch Wehinger & Alberti 2012). Die Tonsteine reichen bis etwa zur Zwischenberme, die nach der ersten Böschungsrutschung im September 2010 angelegt wurde. Die Gleitfläche tritt etwa auf Höhe OK der unteren Gabionenreihe aus. Fig. 13: Slope situation with the plot of the sequence of strata (drawing by Geo-Plan 2012, supplemented by Wehinger & Alberti 2012). The mudstone ranges to the berm that was created after the first slope failure in September 2010. The sliding surface occurs approximately at the top of the lower gabion.

Geologie Nach den Angaben der GK 25 stehen im Bereich der Kaserne bei künstlich nicht veränderter Topographie oberflächennah die Lautereckener Schichten (heute: Lauterecken-Formation) der Glan-Subgruppe des Unterrotliegenden an (Abb. 14). Diese setzen sich aus dunklen Ton- und Schluffsteinen sowie grau- braunen bis hellen Sandsteinen zusammen. Aus der GK 25 und dem zugehörigen

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 14: Ausschnitt aus der GK 25 Bl. 6410 Kusel (Atzbach & Schwab 1971): Im Umfeld des Planungsgeländes stehen die Lautereckener Schichten an. Die Schichtung fällt nach NW ein. Fig. 14: Detail of the geological map 1:25,000, sheet 6410 Kusel (Atzbach & Schwab 1971): In the vicinity of the planning area rocks of the Lauterecken formation are exposed. The bedding dips to the NW. Schnitt ergibt sich ein böschungsparalleles Einfallen der Schichten. Die Lauter- eckener Schichten sind für ihre Rutschungsanfälligkeit bekannt (siehe Abschnitt 1.1). Bei der Baugrunderkundung (Geo-plan 2009) wurden bis ca. 0,5–3,6 m Tiefe unter Geländeoberfläche Auffüllungen und umgelagerte Ton-/Schluffsteine und darunter anstehende Ton-/Schluffsteine der Lauterecken-Formation erbohrt. Letztere weisen ein etwa hangparalleles Schichteinfallen von ca. 12–17° auf. Tab. 3 Tab. 3: Ergebnisse der bodenmechanischen Untersuchungen des LGB an einer Probe des Tonsteins (Gleithorizont). Tab. 3: Results of soil mechanics tests by LGB on a mudstone sample (sliding zone). Amts- Trocken Fließ- Veränderlichkeit Glüh- Wasser- Nr. dichte grenze unter verlust aufnahme- Wasserbedeckung vermögen ρd WL Vgl WA [g/cm³] [%] [%] [%] 53416 2,24 76,3 veränderlich 5,45 93,5

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Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash

dokumentiert die Ergebnisse der bodenmechanischen Untersuchungen an einer Tonsteinprobe. In Tab. 4 sind die maßgebenden Bodenkenngrößen zusammen- gestellt. Der Tonstein ist veränderlich unter Wasserbedeckung. Das heißt, dass der Tonstein bei Vernässung mit einer Abnahme der Scherfestigkeit reagiert und außerdem nicht erosionsstabil ist. Tab. 4: Zusammenstellung der für erdstatische Berechnungen maßgebenden Bodenkenn- größen; * = Restscherfestigkeit. Tab. 4: Compilation of the soil parameters relevant for static calculations; * = residual shear strength. Bodenart Anschüttungen Anschüttungen und Fels Künstlich aufgebrachte umgelagerter oder Ton- bis Deckschichten, stark verwitterter Fels Schluffsteine, gemischtkörnig Geländeauftrag -/ oberﬂächlich modellierung verwittert γ γ Wichten / ’ 19/10 20/11 23/13 [kN/m3] Reibungswinkel ϕ 27,5 25,0 20,0 [°] 25,0*) 16,0*) Kohäsion c 0 5 0 [kN/m2]0* 0*

Steifemodul Es 5–40 10–40 100–200 [MN/m2]

Bodenklassen 1, 3–5 4–5 6–7 nach DIN 18 300

Ursachen und Sanierung der Rutschung Nach Ermittlung der vorgenannten Randbedingungen ist von einer Kombina- tion verschiedener Ursachen der wiederholten Rutschung auszugehen: • Eine Hauptursache ist die geringe Scherfestigkeit auf den Schichtflächen der anstehenden Ton-/Schluffsteine bei einem talseitigen Einfallen der Schichten. • Eine weitere Hauptursache ist die übersteile Anlage der Böschung. Vor Bau- beginn hatte die Böschung eine Neigung von ca. 25°. Die im Jahr 2010 neu pro- filierte Böschung hinter der Sporthalle wies dagegen eine Neigung von ca. 34° bzw. 28° auf (Abb. 15). • Auslöser der 1. Böschungsrutschung war sehr wahrscheinlich das Anlegen des Drainagegrabens am Fuß der Böschung, wodurch zusätzlichen Schichtpaketen der Ton- und Schluffsteine die Fußabstützung genommen wurde. • Ebenfalls stabilitätsvermindernd ist der zeitweise vorhandene Einfluss von Schichtenwasser. Hierbei ist außer Starkregen oder ergiebigen Niederschlägen auch der ungepflegte Zustand des Wassergrabens am Südostrand des hangauf- wärts gelegenen Geländes für den Zufluss von Schichtenwasser sehr wahrscheinlich verantwortlich.

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 15: Geländeschnitt mit Böschungsentwicklung (Wehinger & Alberti 2012). Die Zeichnung illustriert die Abflachung und damit verbundene Rückverlegung der Böschung. Fig. 15: Terrain profile with the slope development (Wehinger & Alberti 2012). The drawing illustrates the flattening and related slope removal.

• Der Einbau von vor Ort gewonnenem Aushub in die Böschung (nach der ersten Rutschung). Dieses Material hat im Unterschied zu qualifizierten Bau- stoffen nur eine geringe Scherfestigkeit und Durchlässigkeit. Die Rutschungsereignisse wurden mit Standsicherheitsberechnungen rückge- rechnet. Mit den so ermittelten Bodenkennwerten wurde die Erfolgsaussicht der nachfolgend aufgeführten Maßnahmen überprüft. In Abb. 16 ist beispielhaft eine Berechnung dokumentiert. Folgende Maßnahmen wurden auf Empfehlung des LGB zur Sanierung der abgerutschten Böschung ausgeführt: • Abflachung der Böschung auf eine Neigung von ca. 20° einschließlich einer Rückverlegung der Böschungsoberkante um ca. 12 m. • Zur Unterbindung lokaler Instabilitäten sowie wegen der Verwitterungsemp- findlichkeit der Ton-/Schluffsteine bzw. deren Veränderlichkeit durch Wasser- einfluss wurde die Böschungsoberfläche mit einem Erosionsschutz aus einem rückvernagelten Stahldrahtgeflecht stabilisiert. Die oberhalb der Ton-/Schluff- steine vorhandene Böschung wurde mit einer Spritzbegrünung vor Erosion geschützt. • Die vorhandenen Entwässerungsgräben oberhalb der abgerutschten Böschun- gen wurden ertüchtigt und eine unkontrollierte Ableitung von Oberflächen- wasser unterbunden. • Die Sicherungsarbeiten wurden gutachterlich begleitet. In Abb. 15 sind die ursprüngliche Geometrie mit schwarzer Farbe und die weitere Entwicklung der Böschung mit orangener Farbe in einem Geländeschnitt (Prinzipskizze) dargestellt.

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Abb. 16: Rechnerische Überprüfung der Standsicherheit für die vorgeschlagene Sanierung mittels Abflachung. Der Ausnutzungsgrad wurde mit µ = 0,94 ermittelt (Wehin- ger & Alberti 2012). Fig. 16: Verification of stability for the proposed redevelopment by flattening. The uti- lization factors was determined with µ = 0.94 (Wehinger & Alberti 2012).

Halt 5: Kuselit-Steinbruch Rammelsbach, Gemarkung Rammelsbach (GK 25 Bl. 6410 Kusel, R 26 05 100 / H 54 90 860). Geologie, Lagerstätte und Bergbau Das Magma des späteren Kuselits von Rammelsbach drang als subvulkanischer Lagergang in die permokarbonischen Gesteine des Saar-Nahe-Berglands ein. Der Lagergang ist das Resultat einer ± schichtparallelen Intrusion. Der ca. 50–100 m mächtige Subvulkanit fällt mit ca. 20–25° nach NW, das heißt hangparallel, ein. Unter dem Kuselit stehen die jüngsten Schichten des Oberkarbons (Breitenbach- Formation) an. Die Hangendschichten bestehen aus Unterrotliegend-Schichten (Remigiusberg-Formation). Die Schichtenfolge ist entlang eines nach SW abfal- lenden Staffelbruchs tektonisch zerlegt. Der von der Stadt Kusel abgeleitete Begriff Kuselit kennzeichnet vielfach im Saar-Nahe-Becken vorhandene subvulkanische Intrusivgesteine. Hierzu gehören z. T. deutlich in Struktur, Chemie und Mineralogie unterschiedliche Gesteine, häu- fig weisen die Kuselite jedoch eine intermediäre chemische Zusammensetzung auf. Für das fein- bis mittelkörnige sowie porphyrisch ausgebildete Gestein ist auch der Handelsname Mikrodiorit eingebürgert. Über die Jahrzehnte wurde der Kuse- lit von Rammelsbach als Basalt, Porphyr oder Melaphyr gehandelt. Bei petro - graphischen Untersuchungen des Geologischen Landesamtes Rheinland-Pfalz

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

wurden Feldspat-Gehalte von 65–88 M.-% ermittelt. Die Lagerstätte gilt daher als Feldspat-Rohstoff nach § 3, Abs. 4, Nr. 1 Bundesberggesetz und steht als Feld- spat-Tagebau unter der Aufsicht des Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB). Der Kuselit dient der Herstellung hochwertiger Körnungen (Mineralgemische und Zuschlagsstoffe). Das Lösen des Gesteins erfolgt über Gewinnungsspren- gungen. Die Höhe der Abbaustrossen beträgt bis zu 25 m. Das gelöste Material wird mittels Hydraulikbagger/Radlader geladen und durch SKW zum Vorbrecher transportiert. Die Aufbereitung ist im Betriebsteil Rammelsbach einige Hundert Meter nördlich des aktiven Tagebaus im Betriebsteil Theisbergstegen gelegen. Der Steinbruchsbetreiber ist die Basalt Actien Gesellschaft Südwestdeutsche Hartsteinwerke (BAG) mit Sitz in Kirn an der Nahe. Derzeit beträgt die Jahres- förderung bei einer Belegschaftsstärke von ca. 17 Mitarbeiten ca. 450.000 t (Stand 2012). Traditionell wird der Kuselit für die Herstellung von groben und feinen Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagsstoffen genutzt. Die typischen Produkte sind Splitte, Edel- und Betonsplitte, Brechsande, Mineralgemische (Körnungen z. B. 0/2, 2/5, 5/8, 8/11, 11/16, 16/22, 16/X, 32/X, 5/32 mm) und Gleisschotter (Kör- nung 31,5/63 mm). Der Kuselit-Steinbruch Rammelsbach weist eine lange Tradition und große historische Bedeutung auf. Er ist seit der Mitte des 19. Jh. in Betrieb und lieferte zunächst vor allem Pflastersteine. Diese wurden beispielsweise zum Befestigen der Straßen in Paris, Köln und den Niederlanden genutzt. Zeitweise galt der Stein- bruch Rammelsbach als der größte Hartsteinbruch Deutschlands. Ein weiterer historischer Schwerpunkt des Betriebs war die Herstellung von Bahnschotter. Noch heute hat der Steinbruch eine eigene Bahnverladestation. Die Pflastersteine und der Schotter wurden über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten mit ein- fachen Werkzeugen von vielen Hundert Arbeitern und Arbeiterinnen zugerich- tet bzw. gebrochen. Erst nach und nach wurden sogenannte Brechwerke ein - gerichtet. Entsprechend dem Streichen des Kuselitgangs wanderte der Abbau von SW nach NE, so dass nach dem Abbau im SW dort Abraummaterial im Hang auf- gehaldet wurde (Decker & Götz 1993). Rutschungen Im Steinbruch und dessen Umfeld sind wiederholt Rutschungen bzw. Hang - instabilitäten aufgetreten. In Tab. 5 sind einige Ereignisse dokumentiert. Die besondere Neigung zu Rutschungen ist einerseits in dem böschungsparallelen Schichteinfallen und andererseits in der geringen Scherfestigkeit der permokarbonischen Tonsteine begründet. Rutschungsursachen sind dann insbesondere Abgrabungen am Böschungsfuß oder das Aufbringen zusätzlicher Lasten wie Halden. Konkreter Auslöser sind meist nasse Witterungsbedingungen, die für eine zusätzliche Verminderung der Scherfestigkeit sorgen. Sowohl bei den Rutschun- gen in den 1980er Jahren als auch im Jahr 2011 ist das seinerzeitige Geologische Landesamt bzw. das heutige LGB eingeschaltet worden.

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Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash

Tab. 5: Historie der Rutschungen im Umfeld des Kuselit-Steinbruchs Rammelsbach (ergänzt nach Häfner & Krauter 1985). Tab. 5: History of landslides in the surroundings of the open pit Rammelsbach (Häfner & Krauter 1985, supplemented). Jahr Ereignis 1935 Aufgabe des Bahntunnels unmittelbar nordwestlich des Steinbruchs und Verlegung der Bahnlinie um den Hang herum 1937 Aufgabe des Brechwerks an der Nordseite des Steinbruchs wegen Hangbewegungen nach 1945 Gleisverschiebungen sowie Gleishebungen 1975 Rutschungen im nördlichsten Teil des Steinbruchs 1984 Erste Schäden am Vorbrecher, der ein Jahr zuvor erbaut wurde. Die Ursache für die Schäden sind im Bau des Vorbrechers selbst begründet, da eine alte Halde am Fuß abgetragen wurde. Die Rutschung wies Abmessungen von Länge x Breite x Tiefe von 400 m x 240 m x 5–10 m auf 1985 Massenabtrag nach sehr starken Geländeveränderungen. Der Vorbrecher konnte durch den bergseitigen Aushub von Rutschmassen und der damit verbundenen Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen Bauwerk und Gebirge vor weiteren Schäden bewahrt werden 2003 Nach neuerlichen Rutschungen östlich der Aufbereitungsanlagen sind auf zwei Ebenen insgesamt 13 Entwässerungsbohrungen mit einem leichten talseitigen Gefälle und einer Länge von je 80–120 m ausgeführt worden. Weiter wurde östlich der Zufahrt zum Vorbrecher eine etwa 15–20 m hohe Steilböschung nach dem Prinzip der „Bewehrten Erde“ neu aufgebaut Seit Februar 2010 Beschleunigung der Rutschung östlich des Vorbrechers Seit Januar 2011 Auftreten verstärkter Bewegungen infolge der Witterungsbedingungen. Im März 2011 verstärkte sich die Rutschung weiter

Erkundungs- und Sanierungsmaßnahmen im Jahr 2011 Nach der im Februar 2011 durchgeführten ingenieurgeologischen Aufnahme wies die Rutschung eine Länge von ca. 200 m und eine Breite von ca. 100–120 m auf. Die Hauptbewegung war talwärts nach W bis NW gerichtet (Abb. 17–19). Die Gleitfläche lief augenscheinlich auf Höhe des Vorbrechers auf der Zufahrt mit einer Höhe von ca. +219 m NN aus. Der oberste Abriss liegt auf ca. +305 m NN. Daraus resultiert ein Höhenunterschied von ca. 86 m. Als Ergebnis der Erstbe- wertung wurden im Februar 2011 sowie weiterer Termine im März und April 2011 folgende Maßnahmen vom LGB vorgeschlagen bzw. zwischen dem Betreiber, dem Ingenieurbüro Töniges GmbH, und dem LGB abgestimmt: • Die Rutschung wurde im Februar 2011 mit drei Bohrungen ohne Kerngewin- nung und im April bis Mai 2011 mit zwei Kernbohrungen erkundet. Die Kern- bohrungen wurden je 30 m tief gebohrt (Lage von „B1“ und „B2“ in Abb. 18).

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 17: Blick vom Gegenhang nach E auf den Tagebau Rammelsbach. Die rote Linie umhüllt die aktive Rutschung nach der ingenieurgeologischen Aufnahme von Wehinger & Häfner (2011) (Foto Wehinger 10.02.2011). Fig. 17: View from the opposite hill to the E to the open pit Rammelsbach. The red line encloses the active landslide after the engineering geological record of Wehinger & Häfner (2011) (photo Wehinger 10.02.2011).

Dabei wurden innerhalb der dominierenden Feinsandsteine drei verschiedene Tonstein-Horizonte festgestellt. Die Schichtung fiel talwärts mit ca. 20° Nei- gung ein. Die Tonsteine wiesen z. T. zerscherte Zonen sowie Harnische, die auf Gleitbewegungen hinwiesen, auf (B1: 1,6 m und 20,0–21,1 m; B2: 1,6 m und 20,7-20,8 m). Weiter wurden bis nahe zur Geländeoberfläche Hinweise auf zeitweise Wasserführung vorgefunden. • Die Rutschungsaktivität wurde mit geodätischen Messpunkten überwacht. Im März 2011 traten innerhalb weniger Tage horizontale Bodenbewegungen bis 19,80 m und vertikale Bodenbewegungen von bis 9,24 m auf. • Im Zeitraum Februar bis Anfang April 2011 wurden ca. 160.000 m3 Rutsch- massen abgetragen. Die Arbeiten fanden unter der gutachterlichen Über- wachung der Töniges GmbH statt. Ziele waren die Verringerung der Auflast, die Schaffung eines gleichmäßigen Gefälles und die Vorbereitung von Entwäs- serungsmaßnahmen. • Bei den Abtragungsarbeiten wurde direkt oberhalb des Vorbrechers die talsei- tig einfallende Gleitfläche freigelegt. Die Gleitbewegung war in diesem Bereich an eine „Schmierschicht“ aus schwarzem Ton gebunden (Abb. 20, 21). Hierbei handelt es sich um einen kohligen, zersetzten Tonstein des Oberkarbons. Der Tonstein-Horizont wies im ungestörten Zustand eine Mächtigkeit von bis ca.

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Abb. 18: Grubenriss mit Eintragung der vom LGB im Februar 2011 abgegrenzten Rut- schung sowie der Messpunkte der geodätischen Überwachung. Die rot umkreis- ten Punkte haben sich im Zeitraum vom 18.03.–31.03.2011 um über 2 m hang - abwärts verschoben. In der Abbildung zeigt N nach oben (ergänzter Ausschnitt des Lageplans Stand 01.09.2009 des Vermessungsbüros Mathes & Söhne). Fig. 18: Site plan of the open pit drawed up with the contour of the mass wasting by the LGB in February 2011. The map also shows the measuring points of the geodetic monitoring. The red circled points have moved in the period from 18.03. to 31.03.2011 more than 2 m downslope. The figure shows North up (supplemented section of the site plan of surveyors Mathes & Söhne, as at 01.09.2009).

1 m auf und wurde infolge der Scherbewegung teils auf wenige cm Dicke aus- gelängt. Dieses Material ist im feuchten Zustand durch eine sehr geringe Scher- festigkeit gekennzeichnet. Tab. 6 dokumentiert die Ergebnisse der bodenmechanischen Untersuchungen an einer Probe des schwarzen Tons. Belege für die Rutschbewegung auf diesem Niveau sind der eindeutige Kontakt von Rutsch massen mit dem liegenden Festgestein sowie die festgestellten Harni- sche. • Im Anschluss an die vorgenannten Arbeiten wurde die Flanke des Vorbrechers von den Rutschmassen freigestellt. Oberste Priorität bei allen Maßnahmen hatte der Arbeitsschutz der Beschäftigten. • Auf Vorschlag der Töniges GmbH wurde zur endgültigen Stabilisierung der weiteren hangaufwärts vorhandenen Rutschmassen im Zeitraum Juli bis Okto- ber 2011 ein Dammbauwerk geplant. Das Dammbauwerk besteht aus vor Ort vorhandenen Erdmassen, die durch Kalkzugabe verfestigt wurden (Schön &

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Abb. 19: Blick von SW nach NE auf die Rutschung. Der Vorbrecher steht etwa bei dem Kran (Foto Wehinger 15.03.2011). Fig. 19: View from SW to NE in the landslide. The site of the primary crusher is approximately at the crane (photo Wehinger 15.03.2011).

Abb. 20: Abgegrabene Böschung oberhalb des Vorbrechers (Blick von SW nach NE). Die Gleitzone fällt talwärts nach W ein (Fallrichtung und Fallwinkel: 285/20; Schön & Schaber 2012). Die blauen Pfeile geben die Lage und die Bewegungsrichtung der Gleitzone an (Foto Wehinger 08.04.2011). Fig. 20: Uncovered slope above the primary crusher (view from SW to NE). The sliding zone falls downhill to the W (aspect and incline of dipping: 285/20; Schön & Schaber 2012). The blue arrows indicate the position and direction of movement of the sliding zone (photo Wehinger 08.04.2011).

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Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash

Tab. 6: Ergebnisse der bodenmechanischen Untersuchungen an einer Probe des Gleithori- zonts. Dabei handelt es sich um einen zerscherten, kohligen Tonstein, der insbesondere bei Wasserzutritt mit einer Abnahme der Scherfestigkeit reagiert. Tab. 6: Results of soil mechanics tests on a sample of sliding zone. It is a sheared, C-rich mudstone, which responds with water access in particular with a decrease in shear strength. Amts- Trocken- Wasser- Bodenart Boden- Fließ- Ausroll- Schrumpf- Glüh- Wasser- Proctor- Nr. dichte gehalt DIN gruppe grenze grenze grenze verlust aufnahme- dichte 4022 DIN vermögen 18196 ρ ρ d wWL Wp Ws Vgl WA Pr [g/cm³] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [g/cm³] 53353 2,01 8,00 S, u, t TM 36,7 19,4 14,936 7,52 97,2 1,849

Abb. 21: Kontakt des anstehenden Felsens zur Rutschmasse. Als Gleitschicht ist der koh- lige, zersetzte Tonstein wirksam. Der blaue Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung der Rutschmasse nach W an (Foto Wehinger 08.04.2011). Fig. 21: Contact of the unmoved underground to the mass wasting. A sliding layer of C-rich, decomposed mudstone is effective. The blue arrow shows the direction of movement of the sliding mass to the W (photo Wehinger 08.04.2011).

Schaber 2012). Der mutmaßliche Stützerfolg des Dammbauwerks wurde durch Standsicherheitsberechnungen geprüft. Hierzu wurde zunächst zur Kali- brierung der Bodenkennwerte die aufgetretene Rutschung rückgerechnet. Abb. 22 zeigt beispielhaft zwei Berechnungen des LGB (Wehinger 2011).

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Abb. 22: Standsicherheitsberechnungen für eine Gleitfläche innerhalb des oberen Tonsteins: Die obere Grafik dokumentiert die Rückrechnung der Rutschung (eta = 0,98). Die untere Grafik belegt die rechnerisch ausreichende Sicherheit nach einem Teil - abtrag der Halde und Herstellung eines Stützfußes (eta = 1,19) (Wehinger 2011). Fig. 22: Stability calculations for a sliding surface within the upper mudstone: The graphic above presents the retroactive accounting landslide (eta = 0.98). The graph below shows the calculation of a sufficient safety after partly removal of the heap and construction of a dam (eta = 1.19) (Wehinger 2011). • Zum Schutz des Arbeitsraumes des Vorbrechers wurde eine Blocksatzmauer errichtet. In Abb. 23 ist der Aufbau des Stützfußes, wie er im Abschlussbericht der Rut- schungssanierung von Schön & Schaber (2012) dokumentiert ist, dargestellt. Das Dammbauwerk durchbricht den als Gleithorizont wirksamen oberen Ton- stein. Die Aufstandsfläche des Dammbauwerkes wurde stufenartig hergestellt. Um einen Wasseraufstau zu verhindern, wurden nach Abstimmung mit dem LGB verschiedene Draineinrichtungen im Dammbauwerk eingebaut. Hierzu gehören ein Flächenfilter an der Basis und an den bergseitigen Kontaktflächen zum angrenzenden Boden/Fels sowie „Drainagekamine“ innerhalb des Damm- bauwerks. Die Stabilität wird durch die regelmäßige geodätische Vermessung überprüft. Abb. 24 zeigt ein Foto des Dammbauwerkes nach dessen Fertigstel- lung.

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Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash 2012). 2012). Schaber Schaber & & Schön Schön Abb. 23: Aufbau des Stützfußes ( Fig. 23: Structure of the dam (

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Rutschungssanierungen und Felssicherungen

Abb. 24: Blick von E nach W über das Stützbauwerk auf den reparierten Vorbrecher (Foto Wehinger 02.02.2012). Fig. 24: View from E to W over the support structure on the repaired primary crusher (photo Wehinger 02.02.2012).

Schriften Atzbach, O. & Schwab, K. (1971): Geol. Kt. Rheinl.-Pfalz 1:25.000, Bl. 6410 Kusel. – Mainz. Bock, B., Wehinger, A. & Krauter, E. (2012): Hanginstabilitäten in Rheinland-Pfalz – Ergebnisse der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz. – Mainzer geowiss. Mitt., 40: 147–180; Mainz. Bock, B., Wehinger, A. & Krauter, E. (2013): Hanginstabilitäten in Rheinland-Pfalz – Auswertung der Rutschungsdatenbank Rheinland-Pfalz für die Testgebiete Wißberg, Lauterecken und Mittelmosel. – Mainzer geowiss. Mitt., 41: 103–122; Mainz. Decker, L. & Götz, P. (1993): 125 Jahre Steinbruchbetriebe Rammelsbach GmbH – Fest- schrift zum Jubiläum. – 120 S., 78 Abb.; Rammelsbach (Steinbruchbetriebe Rammelsbach). Fein, W. & Häfner, F. (1984): Massenbewegungen im Rotliegenden der Nordpfalz, dargestellt am Beispiel des Meßtischblattes Lauterecken. – Mainzer geowiss. Mitt., 13: 19–36; Mainz. Geo-plan (2009): Baugrunduntersuchungen zum Neubau einer Sporthalle – Bericht-Nr. 014 B 09 vom 11.09.2009. – Stellungnahme des Ingenieurbüro für Geologie und Umwelt- planung (geo-plan), 8 S., 4 Anl.; Hermersberg [unveröff.]. Geo-plan (2012): Zeichnerische Darstellung und Schichtenverzeichnisse der Baggerschürfe BGS 1, BGS 2a und BGS 2b und Skizze der Böschung vom 26.01.2012. – Anlagen des Ingenieurbüro für Geologie und Umweltplanung (geo-plan), 7 S.; Hermersberg [unver- öff.]. Häfner, F. (1993): Gefahrenabwehr bei Steinschlag – Erfordernis, Sicherheitsniveau, Recht- liche Aspekte. – 9. Nat. Tagung für Ingenieurgeologie Garmisch-Partenkirchen, Sonder- band, S. 189–195; Essen (Dt. Ges. f. Erd- und Grundbau).

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Ansgar Wehinger, Michael Rochmes, Stefan Schreiber & Abdullah Kallash

Häfner, F. & Krauter, E. (1985): Gutachten des Geologischen Landesamtes Rheinland- Pfalz über Ursachen, Auswirkungen und Entwicklung einer Hangrutschung im Stein- bruch Rammelsbach vom 16.09.1985. – 13 S., 7 Anl., Gutachten vom 16.09.1985; Mainz [unveröff.]. Haneke, J. & Kremb, K. (Hrsg.) (2013): Beiträge zur Geologie der Pfalz. – Veröff. Pfälz. Ges. Förd. Wiss., 110, 108. S.; Speyer. Konrad, H. J. (1985): Geol. Kt. Rheinl.-Pfalz 1:25.000, Bl. 6512 Kaiserslautern. – Mainz. LGB (Landesamt f. Geol. u. Bergbau Rheinl.-Pfalz) (Hrsg.) (2003): Geol. Übersichtskarte Rheinl.-Pfalz 1: 300.000. – Mainz. LGB (Landesamt f. Geol. u. Bergbau Rheinl.-Pfalz) (Hrsg.) (2005): Geologie von Rhein- land-Pfalz. – 400 S.; Stuttgart (Schweizerbart). Schön, J. & Schaber, A. (2012): Gutachten der Töniges GmbH zur Untersuchung und Beurteilung eines Rutsches im Steinbruch Rammelsbach vom 13.04.2012 (Abschlussbe- richt). – 19 S., 6 Anl.; Sinsheim [unveröff.]. Uhl, D. & Voigt, S. (2014): Ausgewählte Aspekte der Paläontologie des Rotliegenden (Oberkarbon – Unterperm) im Saar-Nahe-Becken (SW-Deutschland) (Exkursion F am 24. April 2014). – Jber. Mitt. oberrhein. Geol. Ver., N.F. 96: 105–128; Stuttgart. Wehinger, A. (2011): Kuselit-Tagebau Rammelsbach – Vermerk für Abteilung Bergbau vom 07.07.2011 – Ergebnisse der Besprechung und Ortsbesichtigung am 06.07.2011 aus Sicht der Ingenieurgeologie. – 5 S. + 15 S. Anl., Landesamt f. Geol. u. Bergbau Rheinl.- Pfalz; Mainz [unveröff.]. Wehinger, A. & Alberti, M. (2012): Geotechnischer Bericht vom 28.02.2012 zur Rut- schung auf der Gebäuderückseite der Sporthalle in der Uffz.-Krüger-Kaserne in Kusel. – 25. S, 3 Anl., Landesamt f. Geol. u. Bergbau Rheinl.-Pfalz; Mainz [unveröff.]. Wehinger, A. & Frommenkord, B. (2008): Exkursion B - Hartgesteingewinnung (Kuse- lit) und Produktion von Gesteinskörnungen bei Jettenbach (Pfalz). – Tagungsband des Rohstofftags 2008 Rheinland-Pfalz am 12.06.2008 in Kaiserslautern, S. 18–23; Mainz (Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Rheinland-Pfalz). Wehinger, A. & Häfner, F. (2011): Kuselit-Tagebau Rammelsbach – Vermerk für Abtei- lung Bergbau vom 11.02.2011 – Ingenieurgeologische Aufnahme der Rutschung oberhalb des Vorbrechers am 10.02.2011. – 4 S., Landesamt f. Geol. u. Bergbau Rheinl.-Pfalz; Mainz [unveröff.].

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