Jagdbergtunnel in Thüringen – Injektionsbauwerke
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10 International Tunnel 5/2013 Jagdbergtunnel Jagdberg Tunnel in in Thüringen – Thuringia – Injection Injektionsbauwerke Structures Beim Aus- und Neubau der BAB 4 in The part-section including the approx. 3.1 km Thüringen/D hat das Teilstück mit dem long Jagdberg Tunnel takes on a key role during ca. 3,1 km langen Jagdbergtunnel eine the upgrading of the federal motorway A 4 in Schlüsselrolle. Injektionsbauwerke dienen im Thuringia/D. Injection structures in the Jagd- Jagdbergtunnel der Erfassung und Ableitung berg Tunnel serve to collect and remove under- möglicher betonaggressiver Bergwässer. Dieser ground water, which might possibly be aggres- Beitrag behandelt ihre Planung, Ausführung sive to concrete. This report deals with planning, und Überwachung. execution and monitoring. 1 Einleitung Dipl.-Ing Rainer Angst, ALPINE BeMo Tunnelling GmbH, Werne/D ; contract to the JV Tunnel-Jagd- Die Bundesfernstraße A 4 Dipl.-Ing. Jörg de Hesselle, IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG, Hennef/D; berg. It involves producing the ist eine der bedeutendsten Dr.-Ing Ute Hornig, MFPA Leipzig GmbH, Leipzig/D; Jagdberg Tunnel with a RQ 33t Dipl.-Ing Sven Nordhaus, DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und Ost-West-Verbindungen im -bau GmbH, Berlin/D; standard cross-section as well as Fernstraßennetz der Bun- Götz Tintelnot, TPH Bausysteme GmbH, Hamburg/D extensive measures for securing desrepublik Deutschland. Sie slopes, various noise abatement verknüpft die Zentren des ben dem Tunnel Jagdberg mit 1 Introduction walls and noise protection facili- Rhein-Main- und des Ruhrge- dem Regelquerschnitt RQ 33t The A 4 federal motorway is one ties. It also entails constructing biets mit Thüringen, Sachsen umfangreiche Böschungssi- of the most significant east-west the roughly 11 km long route sowie dem sich entwickelnden cherungsmaßnahmen, zehn links on the Federal Republic of involving moving some 4 mil- ost- und südost-europäischen Brückenbauwerke sowie di- Germany’s highway network. It lion m³ of earth (removal and Wirtschaftsraum. verse Lärmschutzwände und connects the centres of Rhine- recultivation). Innerhalb des Gesamtpro- -einrichtungen. Auch die Stre- Main and the Ruhr District with The Jagdberg Tunnel was jekts „Ausbau bzw. Neubau ckenbauleistung für den rund Thuringia and Saxony as well as driven by trenchless means. It der BAB 4“ kommt dem Teil- 11 km langen Abschnitt mit the developing economic region possesses 7 cross-passages and 3 abschnitt zwischen den An- Massenbewegungen (Aus- in east and south-east Europe. overpassages, 5 lay-bys per bore, schlussstellen Magdala und und Wiedereinbau) von ca. Within the overall project a smoke removal shaft (140 m Jena-Göschwitz wegen der 4 Mio. m³ ist durchzuführen. entailing the “redevelopment high - roughly in the middle of unzureichenden Bestandssi- Der Tunnel Jagdberg wurde and new construction of the the tunnel) as well as an opera- tuation der Strecke und der in bergmännischer Bauweise A 4 motorway”, the part-section tions centre at the west and east terminlichen Rahmenbedin- aufgefahren. Er besitzt sieben between the Magdala and Jena- portals (Fig. 1) and a ventilation gungen eine Schlüsselrolle Querschläge und drei Über- Göschwitz hubs takes on a key building above the tunnel. zu. In diesem Abschnitt ist der fahrten, fünf Pannenbuchten role on account of the shortcom- At the preliminary planning ca. 3,1 km lange zweiröhrige in jeder Tunnelröhre, einen ings of the existing route and is- stage and in preparation for invit- Tunnel Jagdberg zu errichten. Entrauchungsschacht (ca. in sues involving scheduling. The ing tenders for the construction Der angrenzende Talraum hat Tunnelmitte mit 140 m Höhe) approx. 3.1 km long twin-bore scheme, extensive investigations eine sehr hohe überregionale sowie jeweils ein Betriebsge- Jagdberg Tunnel is being pro- were undertaken to establish the ökologische Wertigkeit und bäude im Bereich des West- duced in this part-section. The ground situation. The subsoil ist daher als FFH-Gebiet (FFH bzw. Ostportals (Bild 1) und surrounding valley area pos- predictions based on these rec- für Fauna, Flora und Habitat) ein Lüftergebäude oberhalb sesses an extremely high supra- ognitions were largely confirmed eingestuft. Die Gesamtbau- des Tunnels. regional ecological significance during the production of the leistung, die durch die DEGES Im Zuge der Entwurfs- and is thus classed as a FFH tunnel. The tunnel was driven an die ARGE Tunnel Jagdberg planung und in Vorbereitung (flora, fauna and habitat) area. and supported well within the vergeben wurde, umfasst ne- der Ausschreibung der Bau- The DEGES awarded the overall scheduled time limit. The fault Tunnel 5/2013 Jagdbergtunnel \u2013 Injektionsbauwerke 11 1 IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG Ostportale des Jagdbergtunnels East portal of the Jagdberg Tunnel maßnahme sind umfangrei- Bereiche mit offener Sohle zone predicted to run roughly at rock (shell limestone) penetrat- che Untersuchungen zur Bau- ohne Bergwasserzutritte ange- the centre of the tunnel, which ing while the tunnel was being grundsituation durchgeführt troffen und ausgebaut worden. represents the geological inter- driven in the Röt sector. Further worden. Die auf diesen Er- Allerdings sind die im section between shell limestone investigations had revealed that kenntnissen basierenden Bau- Vorfeld durch das Baugrund- and bunter (Röt), turned out to any ingressing water would act grundaussagen wurden später, gutachten prognostizierten be less complicated to penetrate in a highly aggressive manner bei der Herstellung des Tunnel- Bergwassermengen nicht in than anticipated. A water course towards concrete as it contains bauwerks weitestgehend be- erwartetem Umfang angetrof- in the Röt was not assumed on sulphate. Injection curtains with stätigt. Vortrieb, Auffahren und fen worden. Um das Eindringen the basis of the subsoil investiga- barrier structures were planned Sichern des Tunnels erfolgten von Wässern aus dem Deckge- tions as the rock turned out to be and executed to collect and in seiner Zeitvorgabe vorfris- birge (Muschelkalk) im Zuge compact and undisturbed. The dispose of any possible seeping tig. Die etwa in Tunnelmitte des aufgefahrenen Tunnelbau- sections with an open floor were water. These measures to per- verlaufende Störungszone, die werks in den Rötbereich zu ver- tackled and supported without manently contain underground die geologische Schnittstelle hindern, wurden eine Abschot- ingressing underground water water acting negatively on con- zwischen Muschelkalk und tung/Absperrung und gezielte during the driving operations crete, which were prompted by Bundsandstein (Röt) darstellt, Fassung möglicher sickernder and the service life of the tun- the client, will be presented and ist unkomplizierter als erwartet Bergwässer veranlasst. Weite- nel outer shell. explained in the following. durchfahren worden. Eine Was- re Untersuchungen waren zu However, the amounts of serwegsamkeit im Röt wurde der Bewertung gekommen, underground water predicted 2 Preparing the auf Basis der Baugrunduntersu- dass mögliche Wasserzutritte by the subsoil assessment in Injection Measures chungen nicht angenommen, äußerst stark betonangreifend advance were not actually en- 2.1 Prior Investigations da sich das Gebirge als kom- (sulfathaltig) sind. Zur geziel- countered. A bulkhead/barrier The client`s concept for apply- pakt und ungestört darstellte. ten Fassung und schadlosen and the targeted collection of ing the measure foresees trial Auch im Zuge der Vortriebsar- Ableitung möglicher sickern- possible seeping underground injections in keeping with DIN beiten und der Standzeit der der Bergwässer sind Injektions- water were executed to pre- EN 12715 [1] to prepare for the Tunnelaußenschale waren die schleier mit Sperrbauwerken vent water from the covering injection procedure so that the 12 International Tunnel 5/2013 geplant und ausgeführt wor- bzw. des später auszubildenden executability and efficacy of taken into consideration when den. Diese Maßnahmen zur Injektionsbauwerks war darüber the planned injection measure selecting the injection agents dauerhaften Wasserhaltung hinaus mit zum Teil aggressi- at the transition areas from the and the setting parameters to für mögliche betonaggressi- vem, stark sulfathaltigem Berg- open to the closed floor in the avoid dilution of the material or ve Bergwässer, die durch den wasser zu rechnen. Röt and shell limestone are se- the injection material flushing Bauherrn veranlasst wurden, out. Furthermore, in some cases sollen im Weiteren dargestellt 2 aggressive underground water und erläutert werden. containing a high proportion of sulphate was to be reckoned 2 Vorbereitung der with in the injections’ sphere of Injektionsmaßnahmen influence and in turn, the subse- 2.1 Vorerkundungen quent injection structures. Das Konzept des Auftraggebers Taking existing analyses of zur Umsetzung der Maßnahme water obtained from explora- sieht zur Vorbereitung der In- tion as well as the prevailing jektionsmaßnahme in Analogie minerals into account, storage zur DIN EN 12715 [1] Probein- tests involving possible ma- jektionen vor, um Ausführbar- terials were carried out. The keit und Wirksamkeit der ge- time-related volume and mass planten Injektionsmaßnahme changes as well as special cha- an den Übergangsbereichen racteristics during contact with von offener zur geschlossenen the liquids that were stored were Sohle im Röt bzw. im Muschel- examined. A saturated gypsum kalk sicherzustellen. Parallel solution (CaSO4) as well as a salt dazu sollte die grundsätzliche