Forum Injektionstechnik 2016

Ein derart großer Zuspruch, so erklärte STUVA-Geschäftsführer Dr.-Ing. Roland Leucker zur Eröffnung, sei im Vorhinein nicht absehbar gewesen. Gegenüber 70 Teilnehmern im Jahr 2014 sei dies eine wirklich beachtliche Steigerung. Rund 85 % der Teilnehmer kamen aus Deutschland, gefolgt von insgesamt über 10 % aus der Schweiz und Österreich. Selbst Teilnehmer aus Italien, Luxemburg und Tschechien waren anwesend.

„Aber nicht nur hinsichtlich der Teilnehmerzahl fühlen wir uns in unserer Auffassung bestätigt, dass ein solches Forum in der Fachwelt benötigt wird“, so Leucker weiter. „Viele Ingenieurbauwerke haben mittlerweile ein Alter erreicht, bei dem eine Grundsanierung erforderlich wird. So sind beispielsweise die ältesten Eisenbahntunnel in Europa bereits über 175 Jahre in Betrieb. Zur Behebung von Schäden an der Abdichtung bei solchen Bauwerken kommt regelmäßig die Injektionstechnik zur Anwendung.“

Auch im Baugrund selbst stellten Injektionen zunehmend das Mittel der Wahl und dabei oft die einzige technisch machbare oder wirtschaftlich sinnvolle Möglichkeit dar. Zudem hätten sich in den letzten Jahren in der Injektionstechnik weitreichende neue Entwicklungen ergeben. Diese wurden in den Vorträgen thematisiert und waren auch Bestandteil der Ausstellung.

Injektionstechnik in Tunnelbau und -sanierung

Insgesamt 16 Vorträge wurden im Rahmen der fünf Schwerpunkthemen „Baugrundabdichtung international“, „Bauwerksertüchtigung“, „Regelwerke und Recht“, „Baugrundertüchtigung“ sowie „Bauwerksabdichtung“ gehalten. Die Leitung der verschiedenen Sessions übernahmen wechselweise Dipl.-Ing. Jörg de Hesselle, Inhaber des Unternehmens  IBE-Ingenieure, und Dr.-Ing. Christian Thienert, Geschäftsbereichsleiter „Tunnelbau & Bautechnik“ bei der STUVA .

Internationale Projekte

Zahlreiche Vorträge des Forums nahmen direkten Bezug auf Herausforderungen und Problemstellung bei Tunnelprojekten. Im Themenblock der internationalen Projekte der Baugrundabdichtung referierte Andreas Heizmann von der Marti Geotechnik GmbH über „geotechnische und ausführungstechnische Aspekte von Abdichtungsinjektionen bei großem Wasserandrang in Druckwasserstollen“. Bei Einfach- oder Doppelschildtunnelvortriebsmaschinen (TVM) mit kleinen Durchmessern und Tübbingauskleidung, erläuterte Heizmann, sind während des Vortriebs die Möglichkeiten für vorauseilende ebenso wie nachträgliche Injektionen des Gebirges stark eingeschränkt. Abdichtungen gegen starke Wasserzutritte mit hohen Wasserdrücken erfordern die Herstellung eines Injektionsrings, um den wirksamen Wasserdruck um den Stollen zu reduzieren und so die Auskleidung zu entlasten. Im vorgestellten Beispiel kam es im Zuge des TBM-Vortriebs zu einem Wassereinbruch von ca. 370 l/s. Eine Absenkung des Grundwasserspiegels war die Folge, die zum Austrocknen von Quellen und Brunnen sowie zu Setzungsschäden an der Geländeoberfläche führte. Die durchgeführten Injektionsarbeiten waren innerhalb eines halben Jahres erfolgreich abgeschlossen. Zu den Problemstellungen gehörten unter anderem der Aufbau des Bohrgerätes und der Injektionsanlagen in beengten Platzverhältnissen, Drainagebohrungen in der Sohle, Fugenabdichtungen und Injektionen in den Ringspalt. Nach diesen Vorarbeiten konnten die Felsinjektionen, teilweise in Bereichen mit fließendem Wasser, durchgeführt werden, bis der Wassereinbruch im kritischen Bereich auf 20 l/s reduziert war.

„Polyurethaninjektionen in heiße Druckwasserquellen beim Straßentunnel Vaðlaheiði in Island“ lautete das Vortragsthema von Ruben Schmid, Geschäftsführer des Abdichtungsunternehmens Rascor. Seit August 2012 wird ein zweispuriger Straßentunnel von 7200 m Länge im Norden von Island im Sprengvortrieb durch den Berg Vaðlaheiði gebaut. Der Tunnel durchstößt eine Zone von Heißwasser-Quellen mit Temperaturen von über 60 °C. Durch die großen anfallenden Wassermengen konnte die Abdichtung nicht allein mit den ursprünglich geplanten Zementinjektionen erfolgen. Die Injektion einer quer zum Tunnel verlaufenden Kluft sollte mit Polyurethanharzen ausgeführt werden. Als problematisch erwies sich die hohe anstehende Temperatur, wodurch das Material keine längeren Injektionsstrecken zurücklegen konnte. Daher wurden für diesen speziellen Einsatz individuelle Formulierungsanpassungen des Injektionsgutes vorgenommen.

Baugrundertüchtigung

Für das Projekt Stuttgart 21 werden rund 15 km Tunnel im quellfähigen, anhydritführenden Gipskeuper aufgefahren. Um Wasseraustritte in diese Schichten und dadurch bedingte Quellvorgänge zu verhindern bzw. zumindest zu begrenzen, werden Abdichtungsinjektionen im klüftigen Fels durchgeführt, wie Dr.-Ing. Martin Wittke, WBI GmbH, in seinem Vortrag darlegte. Diese Injektionen haben das Ziel, die durch den Tunnelbau entstandenen Auflockerungszonen, die im Vergleich zum Ausgangszustand eine erhöhte Durchlässigkeit besitzen, abzudichten. Mit den Injektionen müssen Durchlässigkeitsbeiwerte von ca. 10^-7 m/s erreicht werden. Damit das Gebirge durch die Injektionen nicht aufgerissen wird und somit zusätzliche Wege für das Wasser geschaffen werden, müssen die Injektionsdrücke begrenzt werden. Vor diesem Hintergrund müssen niedrigviskose Injektionsmittel wie beispielsweise Acrylatgele zur Anwendung kommen.

Der Vortrag von Dipl.-Ing. Joachim Meier, Projektleiter Bohr- und Injektionstechnik bei Implenia Spezialtiefbau, befasste sich mit der Kompensationsinjektion bei innerstädtischen Bauprojekten. Sie wird im Rahmen namhafter aktueller U-Bahnprojekte vermehrt als flankierende Maßnahme eingesetzt. Die Bohr- und Injektionstechnik wurde im vergangenen Jahrzehnt gemeinsam mit modernster Messtechnik und Datenverwaltung fortentwickelt, sodass heute ein technisch ausgereiftes Verfahren zur minimal-invasiven Sicherung größerer Areale zur Verfügung steht. Wie jedes Verfahren hat auch die Kompensationsinjektion – neben vielen Vorteilen, Möglichkeiten und Chancen – ihre Risiken und Grenzen, die anhand von Anwendungserfahrungen mit verschiedenen Böden und anspruchsvoller Bausubstanz im Vortrag aufgezeigt wurden.

Bauwerksabdichtung

Undichte Bauwerksfugen sind bei im Grundwasser liegenden Betonkonstruktionen ein weit verbreitetes Problem, legte Dipl.-Ing. Hendrik Schälicke vom Ingenieurbüro Prof. Dr.-Ing. Dieter Kirscke dar. Hiervon betroffen sind auch mit TVM hergestellte Tübbingröhren. Bei erforderlichen Nachdichtungsinjektionen stellt die gezielte Nachdichtung mit Fugenband eine effektive Alternative zu den aufwendigen Betonbohrungen dar, die üblicherweise für Fugennachdichtungen hergestellt werden müssen. Dieses Abdichtungsverfahren nutzt den direkten Weg über die Bauwerksfuge. Diese wird mit Hilfe einer speziellen Injektionsbohrnadel durchbohrt, für eine Fugenspaltinjektion bzw. eine Hinterlegung der Fugendichtung. Die Nadel verbleibt nach Beendigung der Injektionsarbeiten als verlorenes Werkzeug im Bohrloch der Fugendichtung und verschließt dieses dauerhaft und druckdicht.

Forum Injektionstechnik 2018

Das nächste Forum Injektionstechnik findet am  21. und 22. November 2018 im Maternushaus in Köln statt.