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Jagdbergtunnel Jagdberg Tunnel in in Thüringen – – 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 GmbH, Leipzig/D; Jagdberg Tunnel with a RQ 33t Dipl.-Ing Sven Nordhaus, DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und Ost-West-Verbindungen im -bau GmbH, /D; standard cross-section as well as Fernstraßennetz der Bun- Götz Tintelnot, TPH Bausysteme GmbH, /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- ’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 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 compound, which was used to Eignung abdichtender Injek- simulate the water found on tionsstoffe unter den vorlie- the spot, was applied for test genden Randbedingungen purposes. überprüft werden. Begleitung The storage tests with 6 differ- und Auswertung der Probein- ent materials revealed the basic jektionen erfolgten im Auftrag suitability of 2 acrylate gels and IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG des Bauherrn durch die IBE WD-Testgerät a 2-component, non-foaming, Ingenieure GmbH + Co. KG in WD test unit slightly flexibilized injection resin Kooperation mit der STUVA e. V. on a silicate basis to be injected und der MFPA Leipzig GmbH Unter Berücksichtigung vor- cured. Parallel to this, the basic in water-bearing fissures. During unter Mitwirkung der TPH Bau- liegender Wasseranalysen des suitability of the sealing injec- the storage period, these materi- systeme GmbH. aus Schürfen entnommenen tion agents given the prevail- als did not display hydrolytic dis- Nach der vorliegenden Wassers sowie der anstehenden ing general conditions was to solution phenomena or exces- baugeologischen Dokumenta- Mineralien wurden zunächst be tested. These trial injections sive swelling properties. Further tion war im Einflussbereich der an unterschiedlichen infrage were accomplished and evalu- details on the injection materials Injektionen mit kriechendem kommenden Materialien Ein- ated by IBE Ingenieure GmbH + are to be found in Section 2.3. Sicker­wasser zu rechnen, das lagerungsversuche durchge- Co. KG in conjunction with the mit unterschiedlichen Volumen- führt. Überprüft wurden die STUVA e. V. and the MFPA Leipzig 2.2 Trial Injections strömen zwischen 0,005 und zeitabhängigen Volumen- und GmbH and the TPH Bausysteme Water permeability tests (WD- 0,01 l/s aus Klüften austreten Massenänderungen sowie auf- GmbH. Tests) were undertaken in the kann. Dieser Aspekt musste bei tretende Besonderheiten beim According to the available sphere of influence of the trial der Auswahl der Injektionsstoffe Kontakt mit den Einlagerungs- geological­ documentation, injections to prove their effi- und den Einstellungsparame- flüssigkeiten. Als Prüfmedien creeping seepage water was to cacy [2]. These WD-Tests served tern berücksichtigt werden, um wurden gesättigte Gipslösung be reckoned with in the injec- to establish the rock’s water ab-

eine Materialverdünnung oder (CaSO4) sowie ein Salzgemisch tions’ sphere of influence, emerg- sorption capacity dependent ein Ausschwemmen des Injek- verwendet, das dem vor Ort ing from fissures with varying on pressure. The results were tionsmaterials zu vermeiden. Im anstehenden Wasser nachemp- rates of flow ranging from 0.005 intended to provide extensive Einflussbereich der Injektionen funden war. and 0.01 l/s. This aspect had to be conclusions on the permeability Tunnel 5/2013 Jagdberg Tunnel \u2013 Injection Structures 13

Aus den Einlagerungsversu- nifikanten Unterscheidungen of the surrounding rock. Based The trial injections in keeping chen mit sechs unterschiedli- zwischen den einzelnen ge- on the WD-Tests (Fig. 2) the ob- with [3] were carried out in the chen Materialien ließ sich die testeten Vorgehensweisen jective was to find out among blocks, in which the sealing in- grundsätzliche Eignung von sondern nur zur Wirksamkeit other things whether the injec- jection work was subsequently zwei Acrylatgelen und eines der Injektion an sich. tion agents defined at the plan- executed. Two injection trial zweikomponentigen, nicht Die Probeinjektionen in ning stage with their specific points per block were foreseen. schäumenden, leicht flexibi- Anlehnung an [3] erfolgten characteristics such as viscosity These points in the shape of tri- lisierten Injektionsharzes auf in den Blöcken, in denen die and reaction cycle are suitable angles were located as closely Silikatbasis zur Injektion in was- späteren abdichtenden In- for injecting into the gaps and to the shoulders as possible in serführende Klüfte nachweisen. jektionsarbeiten auszuführen fissures within the rock reached order to determine the injec- Während der Einlagerungszeit waren. Je Block waren zwei by drilling. tion’s influence on these struc- kam es bei diesen Materialien, Injektionsprobestellen vorge- The test method applied tural components as well as the weder zu hydrolytischen Auflö- sehen. Diese als Dreiecke aus- was essentially suitable for this drainage system set up at the sungserscheinungen noch zu gebildeten Stellen wurden so task although it did not permit shoulder (Figs. 3 + 4). The gap übermäßigen Quellvorgängen. nah wie möglich im Bereich der any significant distinctions be- between the trial triangles was Weitere Erläuterungen zu den Bankette angeordnet, um den tween the individually tested selected in such a way that the Injektionsmaterialien enthält Einfluss der Injektion auf diese procedures but only indicated injection points could not mu- Abschnitt 2.3. Bauteile sowie die im Bereich the efficacy of the injection as tually affect one another. Three der Bankette angeordnete Drä- such under the existing general drillholes each 12.5 m deep were 2.2 Probeinjektionen nage zu überprüfen (Bilder 3 conditions (incl. changes to the produced per trial injection zone Zum Nachweis der Wirksam- und 4). Der Abstand zwischen fissure and cavity pattern over a in order to attain the subsequent keit wurden im Einflussbereich den Probedreiecken wurde so constricted area). final depth of 10 m below the der Probeinjektionen vor und gewählt, dass keine gegensei- nach den unterschiedlichen tige Beeinflussung der Injekti- Injektionsmaßnahmen Was- onsstellen stattfinden konnte. T 29 T 28

serdurchlässigkeitstests (WD- Je Probeinjektionsbereich wur- T 27

Tests) durchgeführt [2]. Diese den drei Bohrungen mit einer T 26

WD-Tests dienten der Ermitt- Tiefe von 12,5 m hergestellt, um T 25 lung der druckabhängigen von dem derzeit vorhandenen T 24 T 23

Wasseraufnahme des Gebirges. Niveau, das gegenwärtig aus T 22

Aus den Ergebnissen sollten ca. 2,50 m aufgeschüttetem T 21 tiefengestaffelt Rückschlüsse Material besteht, die späte- T 20 T 19

auf die Durchlässigkeit des re Endteufe von 10 m unter T 18

umgebenden Gebirges mög- Baugrubensohle zu erreichen. T 17 lich werden. Mit den WD-Tests Das Bohrraster für die Bohrun- T 16 (Bild 2) sollte u. a. abgeschätzt gen, das einem gleichseitigen T 15 werden, ob die planerisch fest- Dreieck entspricht, wurde auf Innovativer – Kompetenter – Zuverlässiger gelegten Injektionsstoffe mit 1,0 x 1,0 m festgelegt. Der Bohr- ihren stoffspezifischen Eigen- winkel betrug 1 Grad. schaften, wie Viskosität und Re- Im Schwerpunkt des Drei- Gemeinsam stärker aktionsverlauf, für die Injektion ecks war nach Abschluss der in die von den Bohrungen aus Injektionen eine Prüf- bzw. im Tunnelbau zu erreichenden gebirgsseiti- Kontrollbohrung K1 für einen gen Spalte und Klüfte geeignet erneuten WD-Test anzuordnen. Schläuche · Armaturen · Zubehör für: hoses · fittings · equipment for: sind. Die Probedreiecke wurden so Das angewendete Test- angelegt, dass eine Achse pa- Pressluft compressed air verfahren war grundsätzlich rallel zu den Banketten ausge- Wasser water für diese Aufgabe geeignet, richtet war und die Spitze des Beton concrete Salweidenbecke 21 ermöglichte allerdings unter Dreiecks im Abstand von 1 m 44894 Bochum, Germany den vorliegenden Randbe- auf die Bankette zeigte. Auf Tel. +49 (0)2 34/5 88 73-73 dingungen (u. a. Änderungen der Grundlage der gewählten Fax +49 (0)2 34/5 88 73-10 [email protected] des Kluft- und Hohlraumbilds Geometrie der Probedreiecke TechnoBochum www.techno-bochum.de auf engstem Raum) keine sig­ sollte in Verbindung mit den 14 International Tunnel 5/2013

a way that an axis ran parallel to 3 the shoulders and the peak of the triangle pointed towards the shoulder at a gap of 1 m. It was intended to optimise the drill- hole pattern for the injection barriers based on the selected geometry for the test triangles in conjunction with the WD-Tests. Drillholes A1 and B1 were created as DN 100 core holes. In this way, on the one hand, information was directly avail- able on the layer structure in the zone for the intended injection curtain prior to commencing the trial injections and on the other, it was possible to under- take a WD-Test to establish the existing permeability. The core samples obtained from the

IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG hole was subjected to a geo- Durchführung einer Probeinjektion Executing a trial injection 4 WD-Tests eine Optimierung mit einem Hammerbohrgerät des Bohrlochrasters für die In- DN 80 bis 110 hergestellt und jektionssperrwerke ermöglicht ebenfalls über Kamerabefah- werden. rung auf ihren Zustand be- Die Bohrungen A1 bzw. wertet. Kluftvermessungen B1 wurden als Kernbohrung wurden mithilfe eines akusti- DN 100 hergestellt. Damit stan- schen Bohrlochscanners zur den einerseits vor Beginn der Ermittlung von Trennflächen Probeinjektionen direkte In- durchgeführt. formationen über den Schich- Zur Dokumentation von tenaufbau im Bereich des vor- Lageveränderungen des Bau- gesehenen Injektionsschleiers grunds sowie der Tunnelinnen- IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG zur Verfügung und andererseits schale wurden die Probeinjek- Anordnung eines Probedreiecks eine Bohrung, in der vor Injek- tionen durch ein Monitoring Set-up of a test triangle tionsbeginn ein WD-Test zur begleitet (Bilder 5 und 6). Zum Bestimmung der vorhandenen Einsatz kam dafür ein tachyme- bottom of the construction pit logical examination in keeping Durchlässigkeit durchgeführt trisches Messsystem, sodass from the currently existing level with the drilling sequence, then werden konnte. Die mit der nach Installation der messtech- consisting of approx. 2.5 m piled documented and evaluated. In Kernbohrung gewonnenen nischen Einrichtungen mit den material. The drilling pattern for addition, the drillholes were in- Bohrkerne wurden bauseits in Probeinjektionen begonnen the drillholes, comprising an spected by camera to back up der erbohrten Reihenfolge geo- werden konnte. equilateral triangle, was set at the outcome of the optical core logisch untersucht, dokumen- Bei den Probeinjektionen 1.0 m x 1.0 m. The drilling angle sample assessment. The remain- tiert und bewertet. Zusätzlich wurden neben der Variation amounted to 1 degree. ing drillholes were produced by fand eine Kamerabefahrung von Injektionsstoffen und In- After concluding the injec- a hammer-assisted drilling unit der Bohrlöcher zur Ergänzung jektionsparametern auch un- tions, a test/control drillhole K1 DN 80 to 110 and also evaluated der Ergebnisse der optischen terschiedliche technologische for a fresh WD-Test was required by means of camera inspection. Bohrkernbewertung statt. Die Vorgaben hinsichtlich För- at the triangle core area. The test An acoustic drillhole scanner for übrigen Bohrungen wurden dermenge, Injektionsdruck, triangles were arranged in such determining separation planes Tunnel 5/2013 Jagdbergtunnel \u2013 Injektionsbauwerke 15

Packerart, Haltezeiten, Spül- zur Verfüllung des Ringraums was undertaken to measure fis- establishing checks was gleaned vorgängen und sinnvollen zwischen Manschettenrohr sures. from the trial injection results. Abbruchkriterien hinsichtlich und Gebirge und als abdich- The trial injections were Thus the trial injections exerted ihres Einflusses auf das ge- tender Injektionsstoff ein Gel backed up by monitoring to doc- a substantial influence on the ef- wünschte Injektionsergebnis auf Acrylatbasis eingesetzt. Der ument changes in position af- ficacy and economy of the actual überprüft und dokumentiert. Injektionsstoff war zuvor durch fecting the subsoil as well as the injection measures. Darüber hinaus ermöglichte die MFPA Leipzig GmbH auf der tunnel inner shell (Figs. 5 + 6). die messtechnische Begleitung Grundlage des Merkblatts für For this purpose, a tachymetric 2.3 Choice of a suitable Injec- Aussagen über die Deforma- Abdichtungsinjektionen [4] measurement system was used tion Material tion des angrenzenden Gebir- auf technische Eignung für den so that the trial injections could Fig. 7 displays the fields of ap- ges bzw. der Tunnelschale. Anwendungsfall geprüft und be embarked on once the meas- plication for various injection Aus den Ergebnissen der durch die zuständige Behörde urement technical devices were agents depending on the pre- Probeinjektionen wurden wert- zur Verwendung freigegeben installed. vailing soil’s permeability. In the volle Informationen für die Aus- worden. Different technological speci- Jagdberg Tunnel, mineral mortar wahl geeigneter Injektionsma- Acrylatgele sind niedrig- fications with regard to discharge mixes were applied to fill the an- terialien, Verpresstechnik und viskose Injektionsstoffe aus amount, injection pressure, type nular space between the sleeve maximaler Verpressdrücke so- Derivaten der Acryl- und Me- of packer, hold times, flushing se- pipe and rock and an acrylate- wie für die Abschätzung der be- thacrylsäure sowie Aminen und quences and expedient excava- based gel used as injection nötigten Materialmengen und Salzen. Das beim Jagdbergtun- tion criteria were also tested and agent for sealing. Prior to this, the die Festlegung von Kontrollen nel zur Anwendung gekomme- documented with regard to their injection agent was tested for its gewonnen. Die Probeinjektio- ne Acrylatgel [5] entspricht der influence on the desired injec- technical suitability for this par- nen wirkten sich somit wesent- so genannten 5. Generation. tion result in addition to varying ticular application by the MFPA

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Probeinjektion mit Monitoring Detail der Probeinjektion Trial injection with monitoring Detail of the trial injection lich auf Wirksamkeit und Wirt- Diese Gele basieren weder auf the injection agents and injec- Leipzig GmbH on the basis of the schaftlichkeit der eigentlichen Wasserglas, noch enthalten sie tion parameters. Furthermore, Technical Bulletin for Sealing In- Injektionsmaßnahmen aus. Acrylamide. Sie sind vielmehr the accompanying measuring jections [4] and approved for use dauerbeständig, hochflexibel, procedure enabled predictions by the responsible authorities. 2.3 Auswahl eines geeigneten grundwasserneutral und be- to be made about the deforma- Acrylate gels are low-viscous Injektionsmaterials sitzen bereits seit dem Jahr tion in the surrounding rock and injection agents comprising de- Das Bild 7 zeigt die Anwen- 2008 eine allgemeine bauauf- the tunnel shell. rivates of acrylic and methacrylic dungsbereiche unterschiedli- sichtliche Zulassung zur Be- Invaluable information for acids as well as amines and salts. cher Injektionsstoffe in Abhän- stätigung der Umweltverträg- selecting suitable injection ma- The acrylate gel [5] applied for gigkeit von der Durchlässigkeit lichkeit. Das bedeutet, dass terials, grouting technology and the Jagdberg Tunnel corre- des anstehenden Bodens. Im das Acrylatgel weder im flüs- maximal grouting pressures as sponds to the so-called 5th gen- Jagdbergtunnel wurden mi- sigen noch im ausgehärteten well as for determining the re- eration. These gels are not based neralische Mörtelmischungen Zustand umweltschädigende quired amounts of material and on water glass nor do they con- 16 International Tunnel 5/2013

being heated up or through frost 7 as the water within the gel struc- ture is no longer capable of mov- ing freely. The bursting of injected fissures and cavities and resultant new water courses brought on by changes in temperature can be precluded. Essentially it is possible to re- place the water in the solution by a plastic dispersion. This leads to a slight increase in viscosity but at the same time improves adherence with the surround- ing materials and minimises the shrinkage behaviour of the react- ed gel mass. However shrinkage does not occur when installed in the soil or rock in contrast to TPH Bausysteme GmbH TPH Bausysteme Anwendungsmöglichkeiten von Injektionsstoffen in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit des anstehenden Bodens an atmospheric environment Application possibilities for injection agents geared to the permeability of the prevailing soil because no drying out can oc- cur under these circumstances. Substanzen an die Umgebung Sprengungen von injizierten tain acrylamides. They are dura- Acrylate gels possess a spe- abgibt. Stammkomponente Klüften und Hohlräumen und ble, highly-flexible and neutral to cial characteristic: when water is und Katalysator bilden bei daraus resultierende neue groundwater and have possessed present they can also bind small diesen Materialien eine meist Wasserwege infolge von Tem- general approval of the construc- quantities of water physically even als aktivierte A-Komponente peraturänderungen können tion supervisory authorities since after having reacted thus increas- bezeichnete Mischung. Nach ausgeschlossen werden. 2008 regarding their environ- ing their volume. Swelling pres- Vermischung mit einer aktivier- Grundsätzlich besteht die mental compatibility. This signi- sure builds up should the volume ten B-Komponente aus Wasser Möglichkeit, das Wasser in der fies that the acrylate gel does not expansion process be hampered, und Initiator im Verhältnis von Lösung durch eine Kunststoffdis- release substances harmful to which additionally supports the 1 : 1 Volumenteilen steht eine persion zu ersetzen. Dies führt the environment either in liquid sealing effect of these materials. Lösung mit ähnlicher Viskosi- zu einer leichten Erhöhung or solid state. The basic compo- There are extensive test results tät wie Wasser zur Verfügung. der Viskosität, verbessert aber nents and catalysers in the case available, which confirm the du- Die Viskosität schwankt je gleichzeitig die Anhaftung an of these materials mostly form a rability and functional capacity nach Produkttyp zwischen 3 die umgebenden Materialien compound described as an acti- of the applied injection material und 12 mPas, sodass auch eine und minimiert das Schrumpf- vated A-component. After mixing even over lengthy periods of time, Verpressung von sehr kleinen verhalten des ausreagierten with an activated B-component for application in areas, where Klüften und Hohlräumen mög- Gelkörpers. Ein Schrumpfen consisting of water and initiator chemically impacted liquids or lich wird (Bild 7). findet allerdings im eingebau- on a 1 : 1 volume basis, a solution liquids aggressive to concrete are Reaktionszeiten von we- ten Zustand im Erdreich bzw. with a similar viscosity to water is suspected. For more than 13 years nigen Sekunden bis zu 60 Gebirge anders als im Raumkli- available. Depending on the type now investigations have been car- Minuten sind – ebenfalls in ma nicht statt, weil unter diesen of product the viscosity fluctuates ried out on resistance to changing Abhängigkeit vom Produkt- Umständen keine Trocknung between 3 and 12 mPas, so that water conditions and behaviour typ – einstellbar. Die Reaktion festzustellen ist. extremely small fissures and cavi- when stored in the earth, which zu einem gummielastischen Acrylatgele besitzen eine ties can also be grouted (Fig. 7). display thoroughly positive results, Gelkörper erfolgt schlagar- besondere Eigenschaft: Bei Reaction times of from a few sec- for proving durability [6]. tig. Aufgrund des innerhalb Wasserangebot können sie onds up to 60 minutes can be set der Gelstruktur nicht mehr auch nach erfolgter Reak- – also depending on the type of 2.4 Work Preparation frei beweglichen Wassers tritt tion geringe Mengen Wasser product. The reaction to form a 2.4.1 Planning the Construc- im ausreagierten Festkörper physikalisch binden und so rubberlike elastic gel mass takes tion Sequences keine Volumenzunahme bei ihr Volumen vergrößern. Bei place abruptly. The volume of the The structural planning of the Erwärmung oder Frost ein. Behinderung der Volumen- solid mass does not increase by injection measure had to be Tunnel 5/2013 Jagdberg Tunnel \u2013 Injection Structures 17

vergrößerung baut sich ein zustimmen waren. Maßnah- undertaken by a construction coordinated with the client, his Quelldruck auf, der zusätzlich men zur Qualitätssicherung manager, who possesses good planning specialists and con- die Abdichtungswirkung dieser im Rahmen des betrieblichen knowledge of tunnelling quite struction supervisor (IBE-Inge- Stoffe unterstützt. Qualitätsmanagementsystems apart from extensive practical ex- nieure GmbH+Co.KG) as well as Für den Einsatz in Bereichen, und der Eigenüberwachung perience in the field of injection third-party monitoring (MFPA in denen mit chemisch belaste- wurden mit dem Auftragge- technology. Sufficiently large Leipzig GmbH). ten Flüssigkeiten oder beton- ber, seinem Fachplaner und time frames for advising the site Apart from the above men- angreifenden Flüssigkeiten zu Bauüberwacher (IBE-Ingeni- personnel on safety measures tioned processes, which were rechnen ist, liegen umfangrei- eure GmbH+Co.KG) sowie der were allowed for within the of course, adjusted for each che Prüfungen und Testergeb- Fremdüberwachung (MFPA scope of operational planning construction measure in keep- nisse vor, die die Beständigkeit Leipzig GmbH) abgestimmt. of the main process entailing ing with the extent and degree und Funktionsfähigkeit des ein- Neben den oben genannten setting up the construction site, of difficulty, extensive meas- gesetzten Injektionsmaterials Prozessen, die für jede Baumaß- producing drillholes, executing urement technical monitoring auch über längere Zeiträume nahme angepasst an Umfang injections as well as switching of the drilling operations was bestätigen. Zum Nachweis sei- und Schwierigkeitsgrad selbst- from one working sector to an- planned on account of the high ner Dauerhaftigkeit laufen seit verständlich sein sollten, wurde other. demands placed on the accu- nunmehr 13 Jahren Untersu- aufgrund der hohen Genauig- A detailed plan of the con- racy of the geometrical position chungen zur Wasserwechselbe- keitsanforderungen an die geo- struction sequence was drawn of the injection drillholes. These ständigkeit und zum Verhalten metrische Lage der Injektions- up with an assessment of dan- measurements could partly be bei Auslagerung im Erdreich, bohrungen eine umfangreiche gers, instructions for execution combined with the required die durchweg positive Ergeb- messtechnische Überwachung with identification of the equip- deformation measurements. nisse aufweisen [6]. der Bohrarbeiten geplant. Die- ment for the individual pro­ Where demands on accuracy are se Messungen ließen sich teil- cesses, observation of the DIN low the measurements can be 2.4 Arbeitsvorbereitung weise mit den erforderlichen safety data sheets etc., which undertaken with an automatic 2.4.1 Planung der Bauabläufe Messungen zur Deformation had to be coordinated with the tachymeter system with time- Die baubetriebliche Planung kombinieren. Bei geringeren construction site project man- delayed measurement results. der Injektionsmaßnahme Genauigkeitsanforderungen ager. Quality assurance measures High demands on accuracy musste von einem Bauleiter können die Messungen mit within the scope of the opera- call for measurements with an durchgeführt werden, der ne- einem automatischen Tachy- tional quality management sys- electronic tube system with the ben umfangreichen bauprak- metersystem bei zeitversetzter tem and self-monitoring were results appearing in real time. tischen Erfahrungen auf dem Abbildung der Mess­ergebnisse Gebiet der Injektionstechno- durchgeführt werden, hohe logie über gute Kenntnisse Genauigkeitsanforderun- im Tunnelbau verfügt. Bei der gen erfordern Messung- baubetrieblichen Planung der en mit einem elektronischen ELA-Premium-Mietcontainer Hauptprozesse, wie Baustellen- Schlauchwaagensystem unter einrichtung, Herstellung von Abbildung der Messergebnisse ...sind 1/2 m breiter Bohrungen, Durchführung der in Echtzeit. Injektionen sowie Wechseln der Arbeitsbereiche, wurden aus- 2.4.2 Personal reichend große Zeitfenster für Zur Durchführung der Bohr- die Sicherheitsunterweisungen und Injektionsarbeiten durfte des Baustellenpersonals be- nur Personal eingesetzt wer- rücksichtigt. den, das entsprechende Arbei- Es erfolgte eine detaillier- ten schon mehrfach erfolgreich 40 te Bauablaufplanung mit Ge- ausgeführt hatte und mit dem fährdungsbeurteilung, Aus- Umgang der eingesetzten führungsanweisungen unter Geräte vertraut war. Da die Nennung der Geräte für die Arbeiten in einem bestehen- einzelnen Prozesse, Beach- den Tunnelbauwerk parallel tung der DIN-Sicherheitsda- zu weiteren Tunnelbauar- ELA Container GmbH · Zeppelinstr. 19-21 49733 Haren (Ems) · Te l: (05932) 5 06-0 tenblätter usw., die mit dem beiten ausgeführt wurden, ELA-Kontaktdaten als QR- Projektleiter der Baustelle ab- war es zwingend notwendig, [email protected] Code für Ihr Smartphone. 18 International Tunnel 5/2013

dass das eingesetzte Perso- konnten. Die Druck- und Men- 2.4.2 Personnel ducing the 7 to 10 m deep full nal auch über Erfahrung mit generfassung erfolgte über Only personnel, who had suc- crown drillholes by the dry drill- den besonderen betrieblichen handelsübliche Sensoren. Für cessfully undertaken the corre- ing method as well as compres- Bedingungen in einem Tunnel die Mengenerfassung wurden sponding activities on a number sors to provide the compressed verfügte. induktive Sensoren gewählt, da of occasions and who were fa- air for flushing the drillholes. The mechanische Sensoren bzw. miliar with the equipment being core holes were created by the 2.4.3 Geräte Hubzählungen zu ungenau für used, were permitted to execute wet drilling method. Double In einem Tunnel dürfen keine die geforderten Maßnahmen the drilling and injection work. packers were applied for inject- benzingetriebenen Geräte waren. As the operations were carried ing the rock above the installed eingesetzt werden. Erlaubt out in the existing tunnel paral- sleeve pipes. Care had to be waren nur Geräte, die über 2.4.4 Sicherheit lel to further tunnelling work, it taken when dimensioning the einen Antrieb mit Elektro- Die Gefährdungsbeurtei- was essential that the personnel sleeve pipes that double pack- oder Dieselmotoren, letztere lungen wurden durch den involved were also accustomed ers with securing cord, utility mit Partikelfilter, verfügten. verantwortlichen Bauleiter to the special operational condi- duct and air line were installed. Neben diversen Kleingeräten in Zusammenarbeit mit der tions in a tunnel. The utility duct with coupling wurden für horizontale und Sicherheitsfachkraft erstellt. pieces had to be appropriately vertikale Transporte Radlader, Sicherheitsrelevante Aushän- 2.4.3 Equipment dimensioned so that it did not für die Herstellung von 7 bis ge brauchten nicht erstellt zu No petrol-driven equipment is influence the system pressure 10 m tiefen Vollkronenboh- werden. Die auf der Baustel- permitted to be used in a tunnel. during the injection phase. The rungen im Trockenbohrver- le vorhandenen Aushänge Only machines possessing either injections were carried out by fahren Raupenbohrwagen konnten verwendet werden. an electric or diesel drive were electrically driven piston pumps. mit Entstaubungsanlage sowie Die Sicherheitsunterweisung allowed, the latter fitted with Pumps with different piston dia- Kompressoren zur Erzeugung erfolgte auf der Baustelle particle filters. Apart from vari- meters were made available on der Druckluft für die Spülung durch das dort vorhandene ous small pieces of equipment, account of the injection rates be- der Bohrungen eingesetzt. Die Sicherungspersonal. Nach wheel loaders were used for ing unknown. Measuring units Herstellung der Kernbohrung Durchführung der Arbeits- horizontal and vertical transpor- were deployed to document erfolgte im Nassbohrverfahren. vorbereitung konnte mit den tation, tracked drill rigs for pro- the injections, which could Zur Injektion des Gebirges über display the main injection pa- die eingebauten Manschetten- 8 rameters with the required ac- rohre wurden Doppelpacker curacy in real time. Standard verwendet. Bei der Dimensio- sensors recorded the pressure nierung der Manschettenroh- and amount. Inductive sensors re war darauf zu achten, dass were selected for collating the Doppelpacker mit Sicherungs- amount as mechanical sensors leine, Medienleitung und Luft- or stroke counters were too inac- leitung einzubauen sind. Die curate for the required measures. Medienleitung mit Kupplungs- stücken musste ausreichend 2.4.4 Safety bemessen sein, damit sie den The responsible construction Systemdruck bei der Injektion manager came up with the dan- nicht beeinflussen konnte. Die ger assessments in conjunction Injektionen erfolgten mit elek- with the safety expert. Notices trisch angetriebenen Kolben- relating to safety did not have to pumpen. Aufgrund unbekann- be compiled. The notices found ter Injektionsraten wurden on site could be used. The safety Pumpen mit unterschiedlichen personnel on-site provided safe- Kolbendurchmessern vorge- ty instruction. After completing halten. Zur Dokumentation work preparation, activities in the der Injektion wurden Messge- tunnel could commence. The räte eingesetzt, die in Echtzeit trial injections previously men- IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG die wesentlichen Injektions- Bohrebenen mit Bezeichnung der Bohrwinkel und Abstände tioned were undertaken prior to parameter mit den geforder- der Bohrlöcher zueinander the main measure to safeguard ten Genauigkeiten abbilden Drilling levels with description of the drilling angle and gaps between drillholes planning. Tunnel 5/2013 Jagdbergtunnel \u2013 Injektionsbauwerke 19

• Execution of all drillholes di- 9 rectly following one another in a tunnel section. • Injections via sleeve pipes, continuously from the bottom of the drillhole to the lower edge of collecting basin. • 66 cm gap between injection points assuming a 0.35 m ra- dius related to the drillhole axis as attainable efficacy when in- jecting a drillhole. • 7 m drillhole depth beneath the collecting basin floor, drillhole depth of up to 10 m beneath the tunnel shoulder or the drainage systems. • Drilling and injecting from 3 levels converging on one another, which intersect at a theoretical curtain depth of 7 m beneath the collecting basin floor.

The selected drilling pattern pre- sented in Figs. 8 + 9 is based on the premise of a change in the fissure and cavity images over a IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG Bohrwinkel beta für Block L 117/ R 123 very constricted area. An attain- Drilling angle for block L 117/R 123 able diameter for the injection zone of around 70 cm was as- Arbeiten im Tunnel begon- • Abstand der Injektionsstellen 3 Injection Programme sumed for the theoretical depth nen werden. Zur ­Absicherung jeweils 66 cm bei Annahme and Drilling Pattern of the barrier structure to arrive at der Planung wurden vor der eines Radius von 0,35 m be- The following basic parameters the greatest possible reduction in Hauptmaßnahme die zuvor zogen auf die Bohrlochachse for the injections were laid down permeability given an acceptable erläuterten Probeinjektionen als erreichbare Wirksamkeit taking the findings from the trial outlay as well as the least possible durchgeführt. der Injektion einer Bohrung. injections into consideration: damage to the rock. • Unter der Sammelbecken- 3 Injektionsprogramm sohle Bohrlochtiefe 7 m, und Bohrraster unter den Tunnelbanketten PRESSLUFT Unter Einbeziehung der Er- bzw. den Dränagen Bohrloch- Frankfurt kenntnisse der Probeinjektio- tiefe bis zu 10 m. Drucklufttechnik GmbH Der SpezialiSt Für Siemensstraße 11 nen wurden folgende Grund- • Bohrung und Injektion von 63128 Dietzenbach DruckluFtlöSungen Tel.: +49 6074 - 697 82 - 0 parameter für die Injektionen drei zueinander schiefen pressluft Frankfurt Drucklufttechnik gmbH Fax: +49 6074 - 697 82 - 20 festgelegt: Ebenen, welche sich in einer • Ausführung aller Bohrungen rechnerischen Schleiertiefe in einem Tunnelabschnitt von 7 m unter der Sammel- unmittelbar aufeinanderfol- beckensohle schneiden. gend. • Injektionen über Manschet- Das gewählte und in den Bil- tenrohre, kontinuierlich vom dern 8 und 9 dargestellte Bohr-

Bohrlochtiefsten bis Unter- raster geht von der Erwartung [email protected] kante Sammelbecken. einer Änderung der Kluft- und www.pressluft-frankfurt.de 20 International Tunnel 5/2013

10 IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG Lage der Manschettenrohre im Tunnelquerschnitt Position of the sleeve pipes in tunnel cross-section

Hohlraumbilder auf engstem Ausgehend von der Baugru- The theoretical depth assumed tures in the shell limestone and Raum aus. Zum Erreichen einer bensohle waren Bohrungen in for the drilling pattern was taken 27 in the structures in the Röt. größtmöglichen Verringerung drei Ebenen A, B und C abzu- to be 7 m beneath the collecting Thus a barrier structure consists der Durchlässigkeit unter ver- teufen und in entsprechenden basin. This does not essentially of 53 or 55 injection drillholes. tretbarem Aufwand sowie der Winkeln gegen die Vertikale so correspond to the drillhole depth. The holes of levels A and C are geringsten Schädigung des Ge- zu bohren, dass sich in der je- The drillhole depth beneath drilled in each case inclined in a birges wurde ein erreichbarer weiligen rechnerischen Tiefe the collecting basin floor also direction of x (angle beta) and y Durchmesser der Injektions- des Sperrbauwerks die Ebenen amounts to 7 m; it is increased (angle alpha) against the verti- körper von rund 70 cm in der überschneiden und gleichzei- in stages of 1 m to reach 10 m cal. Those of level B are drilled rechnerischen Tiefe des Sperr- tig die Injektionskörper über- extending to the outermost drill- inclined in the direction x (angle bauwerks angenommen. deckt werden. holes for the barrier structure be- beta) against the vertical. Die dem Bohrraster zugrun- Die Ebenen A und C bein- low the tunnel shoulders or the de zu legende rechnerische halten jeweils 14 Bohrungen, tunnel foundations. 4 Executing the Tiefe wurde mit 7 m unter die Ebene B besteht aus 25 Starting from the floor of the Injections­ Sammelbecken angenommen. Bohrungen in den Sperrbau- excavation, drillholes were to be Figs. 10 + 11 display executed Diese entspricht nicht grund- werken des Muschelkalks bzw. sunk at 3 levels A, B and C and sleeve pipes. In order to under- sätzlich der Bohrlochtiefe. Un- aus 27 Bohrungen in den Sperr- drilled at corresponding angles take the main injection measure ter Sammelbeckensohle beträgt bauwerken des Röt. Ein Sperr- against the vertical that the lev- in 4 spatially separate construc- die Bohrlochtiefe ebenfalls 7 m, bauwerk beinhaltet folglich 53 els intersected at the theoreti- tion fields, the site installations sie wird bis zu den äußersten bzw. 55 Injektionsbohrungen. cal depth of the barrier structure had to be relocated in each Bohrungen des Sperrbauwerks Die Bohrungen der Ebenen A and at the same time the injec- case. When executing the work unter den Tunnelbanketten und C sind jeweils in x- (Winkel tion zones were covered. as well as during the relocation beziehungsweise den Tunnel­ beta) sowie y- (Winkel alpha) Levels A and C each contain processes it emerged that the fundamenten in Meterschritten Richtung gegen die Vertikale 14 drillholes. Level B comprises equipment had been selected gestaffelt bis zu 10 m gesteigert. geneigt zu bohren, diejenigen 25 drillholes in the barrier struc- flexibly and was adequately di- Tunnel 5/2013 Jagdberg Tunnel \u2013 Injection Structures 21

der Ebene B sind in x-Richtung Bei den Injektionsarbeiten (Winkel beta) gegen die Verti- stellte sich heraus, dass das 11 kale geneigt zu bohren. Gebirge in Teilbereichen nur geringe Mengen an Injekti- 4 Ausführung der onsgut aufnahm und somit Injektionen­ auch nur geringe Injekti- Die Bilder 10 und 11 zeigen onsraten mit einer geringen ausgeführte Manschetten- Fließgeschwindigkeit des In- rohre. Zur Durchführung der jektionsmaterials bei einem Hauptinjektionsmaßnahme in definierten Injektionsdruck vier räumlich getrennten Bau- zuließ. Das gewählte Acrylat- feldern musste die Baustellen- gel besaß neben sonst sehr gu- einrichtung jeweils umgesetzt ten Injektionseigenschaften in werden. Bei der Durchführung diesem Anwendungsfall die Ei- der Arbeiten sowie bei den genschaft, dass durch die sehr Umsetzvorgängen stellte sich geringen Fließgeschwindigkei- heraus, dass unter Mitwirkung ten die Reaktion bereits bei der der maschinentechnischen Ab- Förderung begann. Um eine teilung des Bauunternehmens Verklebung von Packer und die Geräte flexibel ausgewählt Manschettenrohr zu vermei- wurden und von der Dimensi- den, mussten die Packer häufig onierung ausreichend waren aus dem Manschettenrohr aus- sowie den kalkulatorischen gebaut und Manschettenrohr Vorgaben entsprachen. sowie Packer gereinigt werden. Die eingesetzte Messtech- Mit dem eingesetzten Messsys- IBE-Ingenieure GmbH+Co.KG nik zur Einrichtung des Bohr- tem konnte nachgewiesen und Anordnung der Manschettenrohre geräts und der permanenten dokumentiert werden, dass Arrangement of the sleeve pipes Überprüfung der Lafette er- sämtliche aufgetretenen De- füllte die Erwartungen. Die formationen die planerischen mensioned and corresponded equipment and the permanent Genauigkeitsanforderungen Vorgaben nicht überschritten to the calculated specifications monitoring of the frame fulfilled an die Bohrungen konnten mit haben. Das System eignete sich thanks to the help of the con- expectations. The demands on einem Bohrloch-Inklinometer allerdings nicht zur Optimie- tractor’s engineering division. accuracy of the drillholes were überprüft und nachgewiesen rung der Injektionsparameter The measuring technique ap- checked and verified by a drill- werden. Druck und Fördermenge sowie plied to set up the drilling hole inclinometer.

Steel tunnel segments, Wehrhahn Line Düsseldorf, Germany Segment handling system Mont Sion, France

Specialist for tunneling equipment and logistic systems

www.msd-dresden.de | [email protected] 22 International Tunnel 5/2013

Daten Messintervall verantwortlich für Durchführung Data Measurement interval und Dokumentation responsible for execution and documentation Allgemeines: Lufttemperatur, Gebirgstemperatur täglich Injektionsfirma General: air temperature, rock temperature daily Injection company Datum, Zeit, Kolonne täglich Injektionsfirma date, time, crew daily Injection company Mantelmischung: Chargennummer Material, Mischungsverhältnis W/B-Wert, je Arbeitsabschnitt Injektionsfirma Sheathing compound: Materialtemperatur, Erstarrungszeit, ggf. Absetzmaß per working step Injection company batch number material, mix ratio W/B value, material temperature, setting time, if necessary stripping dimensions Herstellung Prismen, Druckfestigkeit bei besonderen Vorkommnissen Fremdüberwachung (FÜ) production of prisms, compressive strength Injektionsfirma Third-Party monitoring (FÜ) given special circumstances injection company Injektionsstoff: Materialart, Chargennummer jede Mischung Injektionsfirma und FÜ Injection agent: type of material, batch number per mix Injection company and FÜ Mischungsverhältnis, Materialtemperatur, jede Mischung Injektionsfirma und FÜ Reaktionszeit IST / SOLL Vergleich per mix Injection company and FÜ mix ratio, material temperature, reaction time actual/target comparison Injektionsverlauf: Lage der Bohrung je Bohrung Injektionsfirma und FÜ Injection sequence: location of drillhole per drillhole injection company and FÜ Digitale Erfassung folgender Injektionsparameter: je Bohrung, Injektionslanze, Injektionsfirma Lanze, Stufe, Phase Stufe und Phase FÜ Datum, Zeitdauer Injektion je Stufe per drillhole, injection lance, injection company Injektionsdruck stage and phase FÜ Fördermenge/Volumenstrom Materialverbrauch mit IST-SOLL-Vergleich Haltezeit Injektionsabbruch Dokumentation SOLL abweichender Parameter digital processing of following injection parameters: lance, stage, phase date, duration, injection per stage injection pressure discharge amount/volumetric flow material consumption with actual/target comparison hold time injection abort documentation actual fluctuating parameters

Tabelle 1: Überwachungs- und Dokumentationsumfang Table 1: Extent of Monitoring and Documentation

gegebenenfalls planmäßig ge- barten Qualitätssicherungsver- It emerged during the injection acrylate gel also had the property wollter Verformungen, da die einbarungen zu erfüllen sowie operations that the rock only ac- to start reacting during delivery Aufnahme einer Vielzahl von wesentliche Unterlagen der cepted small quantities of injec- on account of the very low flow Messpunkten in einem Profil Abrechnung zu erstellen. tion material in part sections thus speeds. In order to avoid the und deren Auswertung nicht only permitting low injection packers and sleeve pipe from in Echtzeit durch das System 5 Überwachung und rates with a restricted flow speed sticking, the packers frequently zur Verfügung gestellt werden Dokumentation of the injection material given a had to be removed from the konnte. Mit dem eingesetzten Sowohl Probeinjektionen als defined injection pressure. Apart sleeve pipe and both had to be Dokumentationssystem sowie auch die eigentlichen Injekti- from possessing extremely good cleaned. It was possible to prove zur Pumpensteuerung war es onsmaßnahmen wurden per- injection characteristics for this and document with the applied möglich, die vertraglich verein- manent durch Fachpersonal case of application, the selected measuring system that all occur- Tunnel 5/2013 Jagdbergtunnel \u2013 Injektionsbauwerke 23

vor Ort begleitet und doku- 6 Fazit ring deformations did not exceed Thanks to the largely digitally mentiert. Neben der Kontrolle Da immer eine Tunnelröhre für the projections at the planning available documentation it was wesentlicher Materialparameter den Baustellenverkehr verfüg- stage. The system however was also possible following the injec- und der Herstellung von Rück- bar sein musste, konnte nur unsuitable for optimising the tions to trace every step, iden- stellproben vom verwendeten nacheinander gebaut werden. injection parameters pressure tify the location and if need be Injektionsmaterial wurden Aufgrund der Ergebnisse der and delivery amount as well as explain any special occurrences nachvollziehbare Aufzeichnun- Vorinjektionen wurden in der scheduled desired deformations that subsequently cropped up. gen zu allen den Injektionser- Ausführungsplanung die Boh- if need be as the recording of Furthermore, the digital docu- folg beeinflussenden Daten an- rungen biaxial angeordnet. a large number of measuring mentation reliably enabled the gefertigt. Im Einzelnen wurden Dadurch wurden nicht nur die points could not be reproduced injected quantities to be cor- die in der Tabelle 1 aufgeführten Anzahl der Bohrungen, sondern in a profile and evaluated in real rectly accounted for. Daten durch die Spezialfirma er- auch die Injektionsmassen re- time by the system. Thanks to the fasst sowie durch die Fremdü- duziert. applied documentation system 6 Summary berwachung überprüft. Die Entscheidung des Bau- as well as pump control it was As one tunnel bore always had Über die überwiegend di- herrn, eine passende Manschaft possible to fulfil the contractually to be available for site traffic, the gital vorliegende Dokumen- aus Planern, Überwachern, und quality assurance agreements as construction process had to be tation konnte auch nach den Ausführenden zusammenzu- well as to compile extensive ac- undertaken successively. The drill- Injektionen jeder Injektions- stellen, erwies sich als richtig, counting data. holes were arranged biaxially in schritt nachvollzogen, den da einerseits eine technisch planning execution on the basis Örtlichkeiten zugeordnet und nachvollziehbare und ande- 5 Monitoring and of the trial injection results. This re- ggf. im Nachhinein auftretende rerseits auch wirtschaftliche Documentation­ sulted in the number of drillholes Besonderheiten erklärt werden. Lösung entstanden ist. Alle vier Both the trial injections as well as as well as the amounts injected Darüber hinaus ermöglichte Sperrbauwerke einschließlich the injection measures were per- being reduced. The client’s deci- die digitale Dokumentation zu- der dafür notwendigen Injek- manently monitored and docu- sion to bring together the right verlässig eine korrekte Abrech- tionen wurden in ca. vier Mo- mented by qualified personnel team of planners, monitors and nung der injizierten Massen. naten hergestellt. on the spot. Apart from checking contractors in such a way, turned important material parameters out to be the correct approach as Literatur/References and creating retained samples both a technically comprehensi- [1] DIN EN 12715: Ausführung von besonderen geotechnischen of the used injection material, re- ble as well as economic solution Arbeiten (Spezialtiefbau) – Injektionen. Deutsche Fassung EN producible recordings of all data was found. All 4 barrier structures 12715:2000 influencing the successful injec- including the injections required [2] Schuchmann, H; Happel, M.: Wasserdruckversuche im freien Bohr- loch WD – WAP – Lugeon tion process were compiled. The for them were produced within [3] Kutzner, C.: Injektionen im Baugrund. Ferdinand Enke Verlag Stutt- data listed in Table 1 were col- some 4 months. gart, 1991. lated individually by the firm of [4] STUVA Studiengesellschaft für Unterirdische Verkehrsanlagen e. V.: ABI-Merkblatt – Abdichten von Bauwerken durch Injektion. IRB specialists involved and checked Verlag, 2. Auflage, Oktober 2007. by a third party. [5] TPH Bausysteme GmbH: Technisches Datenblatt Rubbertite [6] MFPA Leipzig GmbH: Verhalten des Acrylatgels Rubbertite nach 10-jähriger Wasserwechsellagerung und Auslagerung im Erdreich. Untersuchungsbericht P5.1/09-003-1

Armaturen- Schlauch- und Tunneltechnik für Beton, Wasser und Pressluft A.S.T. Bochum GmbH Kolkmannskamp 8 D-44879 Bochum fon:00 49 (0) 2 34/5 99 63 10 fax:00 49 (0) 2 34/5 99 63 20 e-mail: [email protected]