2. Stammstrecke München: Bohrtechnik für die
Hebungsinjektionen im Umfeld der Station Marienhof

Das zentrale Zugangsbauwerk zum neuen Haltepunkt Marienhof der 2. S-Bahn-Stammstrecke wird in Schlitzwand-Deckelbauweise hergestellt. Mit 5 Aussteifungsebenen und einer Tiefe von 42 m entsteht so die bislang tiefste Baugrube Deutschlands mitten in der Münchner Innenstadt. Zusätzlich werden aus der Baugrube am Marienhof heraus auch die Bahnsteigröhren des Haltepunktes und ein Verbindungstollen zur bestehenden U-Bahn U3/U6 in bergmännischer Bauweise unter Druckluft vorgetrieben. Zur Sicherung der Bebauung und zur Kompensation von möglichen Setzungen werden die Gebäude und die bestehenden U-Bahn-Röhren oberhalb der herzustellenden Bahnsteigröhren mit einem Hebungsinjektionsschirm unterfangen.


 

1 Umfang der Hebungsinjektionen

Im Einflussbereich der herzustellenden Bahnsteigröhren befinden sich sensible Bestandsgebäude und -tunnel. So liegt östlich der Baugrube die Kaiserresidenz „Alter Hof“, der älteste Gebäudekomplex Münchens. Rund um den Marienhof gibt es zudem zahlreiche Gebäude mit hochwertiger Nutzung. In unmittelbarer Nähe zum Zugangsbauwerk und mit geringem vertikalen Abstand zu den herzustellenden Bahnsteigröhren verlaufen die Bestandstunnel der U-Bahn-Linie U3/U6, die während der gesamten Baumaßnahmen unter Normalbetrieb weiter genutzt werden. Diese sensible Bestandsbebauung wird messtechnisch engmaschig überwacht, um ihr Verformungsverhalten zu kontrollieren. Durch Hebungsinjektionen sollen schädliche Verformungen der Gebäudestruktur verhindert werden. Der Umfang der Hebungsinjektionen ist in Bild 1 dargestellt. 1 | Zugangsbauwerk zur neuen Station Marienhof mit den Bahnsteigröhren, dem Verbindungsstollen sowie den Hebungsinjektionsschirmen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

1 | Zugangsbauwerk zur neuen Station Marienhof mit den Bahnsteigröhren, dem Verbindungsstollen sowie den Hebungsinjektionsschirmen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

1.1 Hebungsinjektionsschirm unter den Gebäuden

Da die gesamte Setzungsmulde sehr groß ist, unverträgliche Verformungen aber nur in Teilbereichen auftreten, wurden die erforderlichen Schirmgrößen in aufwändigen Modellrechnungen bestimmt. Die Hebungsschirme bestehen aus möglichst parallel und annähernd horizontal in den Baugrund eingebrachten Stahlrohren, die Rückschlagventile in einem Abstand von 0,5 m aufweisen und wegen der außenliegenden Gummimanschetten „Manschettenrohre“ genannt werden. Mit einem sogenannten Doppelpacker, der bis zum gewünschten Injektionsort in das Manschettenrohr eingeschoben wird, lässt sich das Manschettenrohr vor und hinter dem entsprechenden Rückschlagventil absperren. Dadurch kann das Injektionsgut, das über einen am Doppelpacker befestigten Hochdruckschlauch zugeführt wird, nur an diesem einen Injektionspunkt in den Baugrund austreten (Bild 2). Die Manschette des Rückschlagventils legt sich bei Ende des Pumpvorgangs sofort von außen an das Manschettenrohr an und verhindert den Rückfluss des Injektionsgutes in das Manschettenrohr.

2 | Manschettenrohr und Doppelpacker
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

2 | Manschettenrohr und Doppelpacker
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die Injektionsparameter sind so auf den Baugrund abgestimmt, dass das Bodengefüge aufgerissen wird. Entsprechend dem herrschenden Spannungszustand im Boden bilden sich zunächst vorwiegend vertikale Risse aus, wodurch sich die Baugrundspannungen in eine horizontal dominierte Richtung umlagern. Schließlich bilden sich vorwiegend horizontale Risse, die eine nach Ort und Betrag recht gezielt steuerbare Hebung ermöglichen. Bis zu diesem Punkt spricht man von der „Kontaktinjektion“, danach von „Hebungsinjektionen“.

Die zur Installation der Manschettenrohre erforderlichen Bohrungen werden, aufgrund der Bohrlängen von bis zu 105 m und der sehr geringen Herstelltoleranz von 0,5 % der Bohrlänge, als gesteuerte Bohrungen mit permanenter Bohrlochstützung ausgeführt.

3 | Lageplan Hebungsinjektionsschirm unter den Gebäuden sowie rot umrandetes erstes Probefeld
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

3 | Lageplan Hebungsinjektionsschirm unter den Gebäuden sowie rot umrandetes erstes Probefeld
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
4 | Ausschnitt aus dem 3-D-Modell der Baugrube
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
4 | Ausschnitt aus dem 3-D-Modell der Baugrube
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Ihre Höhenlage variiert dabei zwischen ca. 7 und 16 m unter GOK und ist von der zu unterfahrenden Gebäudegründung abhängig. Da die Bewehrung der bestehenden Schlitzwand aus statischen Gründen nur in begrenztem Maße durchörtert werden darf, müssen die Bohransatzpunkte zu vertikalen Dreiergruppen, den „Bohrgassen“ zusammengefasst und von dort aus seitlich aufgefächert werden. Die Endpunkte dieser Dreierfächer liegen dann wieder in etwa auf einer Höhe. Die Lage der Hebungsinjektionsschirme ist in Bild 3 dargestellt; das ausgeführte 1. Probeinjektionsfeld ist dort rot umrandet.

Eine zusätzliche Herausforderung stellen die beengten Platzverhältnisse innerhalb der Baugrube dar, die von temporären Stützen mit einem Abstand zur Wand von rund 6 m, sowie zahlreichen Brunnen, Pegeln und Verformungsmesseinrichtungen bestimmt sind. Zur Entlastung der Baugrubenumschließung und des Druckluftvortriebs ist, zusätzlich zur inneren, auch eine äußere Grundwasserabsenkung erforderlich. Deren Brunnenfeld sowie Tiefenmessstellen für Baugrundverformungen und Altbestandsbrunnen erschweren

die Herstellung der Bohrungen. Bild 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem 3D-Modell außerhalb der Baugrube, der einen Eindruck von der Belegungsdichte des Baugrundes vermittelt. Insgesamt werden für die Hebung der Bestandsgebäude rund 19 km Manschettenrohre mittels gesteuerter Bohrungen eingebracht.

1.2 Hebungsinjektionsschirm unter der bestehenden U-Bahn

5 | Anordnung der Injektionsschirme westlich des Zugangsbauwerks
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

5 | Anordnung der Injektionsschirme westlich des Zugangsbauwerks
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die bestehenden Röhren der U-Bahn-Linie U3/U6 verlaufen in einem geringen Abstand parallel zur Schlitzwand östlich und westlich der Baugrube Marienhof. Unterhalb dieser U-Bahn-Röhren wird je ein zusätzlicher, in seinen Abmessungen jedoch deutlich kleinerer Hebungsinjektionsschirm hergestellt. Die Schirme bestehen aus 132 Stück Manschettenrohren mit einer Gesamtlänge von ca. 3,2 km, sowie 12 Horizontal­inklinometern zur Beobachtung der Baugrundbewegungen zwischen dem Injektionsschirm und den U-Bahn-Röhren. Bild 5 zeigt die Anordnung der Injektionsschirme, relativ zum Bestand und zum Bodeneingriff, exemplarisch für die westliche Baugrubenseite.

1.3 Aktueller Stand der Arbeiten

Die Bohrungen für die Hebungsinjektionen unter den Gebäuden wurden im Februar 2023 hergestellt. Die Ausführung der Bohrungen aus den Ebenen -1, etwa 7,7 m unter GOK und -2, bei etwa 14,6 m unter GOK, wurden im Herbst 2025 erfolgreich abgeschlossen. Es handelt sich um insgesamt 256 Bohrungen mit einer Gesamtlänge von ca. 19,3 km.

Im Frühjahr 2024 wurden Injektionen in einem ersten, aus acht Bohrungen bestehenden Probefeld unter den Flachgründungen der westlichen Gebäude ausgeführt, im Herbst 2025 folgte ein weiteres Probefeld unter den Flachgründungen der östlichen Gebäude und im Frühjahr 2026 wurden die Probeinjektionen unter den Gebäuden mit einem Probefeld unter der Tiefgründung des westlichen Gebäudeblocks „Schäfflerblock“ erfolgreich abgeschlossen. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für die später auszuführenden Hebungsinjektionen. Die Kontaktinjektionen unter den Flachgründungen der westlichen Gebäude wurden im Frühjahr 2026 begonnen.

2 Geologie

6 | Geologischer Schnitt (West-Ost) des neuen Zugangsbauwerks [2]
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

6 | Geologischer Schnitt (West-Ost) des neuen Zugangsbauwerks [2]
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die in Bild 6 gelb dargestellten quartären Kiese und Sande werden von Auffüllungen wechselnder Mächtigkeit (weiß) überlagert. Darunter steht eine tertiäre Wechsellagerung von halbfesten bis festen, schluffigen Tonen (Aquitarde, violett) und dicht gelagerten, schluffigen Sanden (Aquifere, orange) an, die bereichsweise linsenartig durchmischt sind. Die Sande können örtlich kalzitisch zu einem leichten Sandstein verkittet sein. Die Tone weisen örtlich zu Tonstein verfestigte Zonen auf.

3 Herstellung der Injektionsschirme

3.1 Bohrsystem

Die Bohrungen werden in der Auffüllung und im Tertiär mit einem gesteuerten Bohrverfahren auf Basis des Doppelpilotbohrverfahrens hergestellt, da es die höchstmögliche Bohrgenauigkeit aller derzeit verfügbaren Methoden mit einer, unter den gegebenen Randbedingungen, optimalen Verfahrenssicherheit verbindet. Dazu kommt ein modifiziertes Pressbohrgerät vom Typ Bohrtec BM 600 LS zum Einsatz. Bild 7 zeigt das Bohrgerät in einer tiefen Bohrposition. Es kann hydraulisch auf bis zu 9 m Höhe (Bohrachse) „hochklettern“, was auf der Ostseite der Baugrube genutzt wird. Bohrgerät und Hubrahmen wurden an die engen Platzverhältnisse angepasst und stehen in zwei Versionen („lang“ und „kurz“) zur Verfügung. Ein Umbau zwischen den Versionen ist jederzeit vor Ort möglich.

7 | Modifiziertes Pressbohrgerät vom Typ Bohrtec BM 600 LS
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

7 | Modifiziertes Pressbohrgerät vom Typ Bohrtec BM 600 LS
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Zur Bohrkopfortung wird ein seit Jahrzehnten bewährtes System aus der Pressbohrtechnik verwendet, das unverändert vom Bohrgerätehersteller bezogen wird. Es arbeitet optisch mittels einer Theodolitkamera, die eine Diodenzieltafel in der Steuerspitze abbildet und das Videobild in Echtzeit auf einem Monitor beim Geräteführer darstellt. Die Zielachse des Theodoliten repräsentiert dabei die Sollbohrachse. Abweichungen von dieser hochgenauen Referenz sind für den Geräteführer unmittelbar und mit wenigen Millimetern Auflösung zu erkennen. Weiterhin gibt dieses System dem Geräteführer einen guten Eindruck von der Arbeitsweise der Steuerspitze. So machen sich Hindernisse beispielsweise sofort durch einen „unrunden“ Lauf bemerkbar, sodass frühzeitig reagiert werden kann. Kein anderes Steuersystem bietet eine so hohe Genauigkeit und Informationsdichte bei gleichzeitig maximaler Störsicherheit und Zuverlässigkeit. Für die Umfahrung etwaiger größerer Hindernisse kann eine hochgenaue und langzeitstabile Inertialsonde verwendet werden, die in das Innengestänge eingeschoben und hinter der Steuerspitze eingeklinkt werden kann, von wo sie in Echtzeit und laufend („Measurement whilst drilling – MWD“) ihre Abweichung von der Sollbohrachse und ihre Orientierung im Raum zum Geräteführer sendet. Dieses System wurde vom ARGE-Partner Implenia für Gefrierbohrungen in Berlin entwickelt und bietet für diese Klasse von Ortungssystemen eine überragende Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

3.2 Einbringen der Manschettenrohre

Geologisch bedingt werden die Bohrungen drehspülend unter Bentonit-Kreislaufspülung vorgetrieben. Aufgrund der äußeren Grundwasserabsenkung beträgt der Gegendruck nur wenige Meter Wassersäule. Das ursprünglich für die Herstellung von Gefrierlanzen im Berliner Sand und Mergel konzipierte Bohrsystem wurde entsprechend weiterentwickelt.

Bei diesem System wird, zusätzlich zur mitgeführten Verrohrung, über die bentonitbasierte Bohrspülung ein ständiger Stützdruck auf die Bohrlochwandung ausgeübt, der einige Meter Wassersäule über dem äußeren Grundwasserspiegel liegt. Die Bohrspülung wird nach dem Einbau der Manschettenrohre luftfrei durch eine erhärtende Suspension mit geringem Absetzmaß ersetzt, der sogenannten „Mantelmischung“. Auch bei diesem Vorgang und dem anschließenden Ausbau der bohrzeitlichen Verrohrung wird der Stützdruck mittels eines speziell auf dieses Bohrsystem abgestimmten, vierstufigen Preventers aufrechterhalten. Im Baugrund verbleiben nur das in Mantelmischung eingebettete Manschettenrohr und die Steuerspitze des Richtbohrstrangs.

Um die Manschettenrohre im Injektionsbetrieb optimal und mit minimalem Spülwassereinsatz reinigen zu können, werden die Bohrungen ca. 1 % steigend hergestellt. Da die im Bohrrohr enthaltene Luft nicht in den dicht gelagerten Baugrund verdrängt werden kann, wird das Bohrrohr sorgfältig entlüftet, bevor die Mantelmischung in den Ringspalt zwischen Bohrrohr und Gebirge gepumpt wird. In diesem letzten Schritt vor dem Abstoßen der Steuerspitze wird die Bohrspülung aus dem Ringspalt verdrängt und durch Preventer und Standrohr druckhaltend ausgefördert. Nach dem Abstoßen der Steuerspitze wird das äußere Bohrrohr gezogen, wobei nur noch das Stahlvolumen des Bohrrohrs selbst durch Mantelmischung ersetzt werden muss.

8 | Darstellung des Verhältnisses Manschettenrohr zu Bohrdurchmesser
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

8 | Darstellung des Verhältnisses Manschettenrohr zu Bohrdurchmesser
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Aus dem Durchmesser der ausgeschriebenen Manschettenrohre und dem für gesteuerte Bohrungen erforderlichen Bohrdurchmesser ergab sich ein gegenüber dem gewöhnlichen Maß deutlich größerer Ringraum der Mantelmischung (Bild 8).

Dies war bei der Vorbereitung der Bohrungen konstruktiv durch eine angepasste Wahl der Mantelmischung berücksichtigt worden. Erwünscht war ein sprödes Materialverhalten bei geringer einaxialer Druckfestigkeit, um auch bei geringeren Aufsprengdrücken eine stabile Bresche in der Mantelmischung zu bekommen.

3.3 Erfahrungen bei der Herstellung der Bohrungen

Das Bohrsystem erwies sich als gut geeignet für die hindernisfreien Bereiche der oben geschilderten Geologie. Der Geradeauslauf ist in diesen Schichten sehr gut und das Einbringen der Manschettenrohre gelingt durchweg unproblematisch. Ebenso stellt es eine stabile Basis für den Umgang mit zuvor unbekannten Störstellen dar. Letztere zeigten sich besonders auf der Westseite in Ebene -1 in Form von Spülungsverlusten. Gemeinsam mit dem Auftraggeber und den angeschlossenen Instituten ausgearbeitete Flussdiagramme (sogenannte „Handlungsleitfäden“) halfen der Bohrmannschaft und der Bauüberwachung, auch im 24h-Betrieb schnell und erfolgreich darauf zu reagieren. Prinzip und Ziel dieser Handlungsleitfäden war, die offenen Strukturen im Baugrund mit dickflüssigem Dämmer zu schließen, bevor das Manschettenrohr in Mantelmischung gesetzt wurde.

Mittels modifizierter Bohrkronen konnten harte Einschlüsse in Achse durchbohrt (Mauerwerk, Magerbeton) oder durchkernt werden (Stahlträger, Beton, Sandstein). Letzteres tritt auf der Ostseite vermehrt auf. Der druckhaltende Einbau der Manschettenrohre gelang durchweg sehr gut, abgesehen von Phasen starker, baugrundbedingter Spülungsverluste. Bohrbedingte Setzungen der Bestandsgebäude erreichten innerhalb des allgemeinen, baubedingten Setzungsgeschehens keine Signifikanz. Die Gesamtsetzungen liegen bisher deutlich unter der Prognose.

3.4 Nachhaltigkeitsaspekte

9 | Gegenüberstellung des Zementverbrauchs bei Düsenstrahlverfahren und Hebungsinjektion [1]
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

9 | Gegenüberstellung des Zementverbrauchs bei Düsenstrahlverfahren und Hebungsinjektion [1]
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
10 | Massenbilanz der Erdstoffentsorgung
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
10 | Massenbilanz der Erdstoffentsorgung
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die Hebungsinjektion ist nicht nur ein minimal invasives Verfahren zur Gebäudesicherung, sondern hat auch hinsichtlich der Nachhaltigkeit und des CO2-Fußabdrucks Vorteile gegenüber anderen Verfahren (Bild 9; [1]).

Hier wurde dieser Aspekt weiter vertieft durch Optimierungen in den Flüssigkeitskreisläufen, denn die Entsorgung von Suspensionen und Dünnschlamm im Saugwagen ist einerseits deponietechnisch problematisch und bietet andererseits ein großes CO2-Einsparpotential. Daher wird die Kreislauf-Bohrspülung nicht nur entsandet, sondern auch mit Hochleistungszentrifugen abgereinigt, sodass ihre Lebensdauer stark erhöht ist.

Ebenso wie die Bohrspülung, wird auch das unter dem Deckel anfallende Reinigungsabwasser mittels Zentrifuge aufbereitet und zu einem großen Teil zur Spülung der Manschettenrohre und zum Anmischen neuer Bohrspülung wiederverwendet. Die enthaltenen Feststoffe werden trocken abgefahren. In diesem Sektor fallen monatlich rund 80 t Dünnschlamm an.

Davon werden rund 30 t Feststoff bereits im Entsander abgesiebt und in offenen Mulden entsorgt. Die verbleibenden ca. 50 t Feinguttrübe enthalten eine Feststofffracht von ca. 10 t, die mit der Zentrifuge abgetrennt und ebenfalls in offenen Mulden entsorgt wird. Bild 10 verdeutlicht die Mengenanteile.

Damit beide Prozesse unabhängig laufen können, wird eine Doppel-Zentrifugenanlage eingesetzt. Zur Abdeckung von Bedarfsspitzen können beide Zentrifugen auch parallelgeschaltet werden (Bild 11).

11 | Bohrspülungskreislauf und Spülwasserbehandlung
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

11 | Bohrspülungskreislauf und Spülwasserbehandlung
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Zusätzlich konnte der Verbrauch zementhaltiger Frischsuspension durch separate Lagerung und Wiederverwendung der Mantelmischung beim Ziehen der Verrohrung um ca. 24 % gesenkt werden. In diesem Prozessschritt werden je Meter gezogenem Außenrohr ca. 20 Liter saubere Mantelmischung frei, die noch weit innerhalb ihrer Topfzeit ist. Diese wird nun nicht mehr verworfen, sondern in einem separaten Rührgefäß aufgefangen und mit einer speziell dafür konfigurierten Pumpe wieder in den Verfüllprozess rückgespeist.

4 Injektionen im Probefeld

In Bild 12 ist das Probefeld in Relation zur Tragstruktur des ausgewählten Gebäudes dargestellt. Es befindet sich innerhalb des Hebungsschirms für die Vortriebe an der Ecke eines flach gegründeten Gebäudes. An seiner westlichen Grenze grenzt es an ein tief gegründetes Gebäude an.

4.1 Zielsetzung

12 | Draufsicht auf das erste Probefeld (rot umrandet)
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

12 | Draufsicht auf das erste Probefeld (rot umrandet)
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
13 | Übersicht des zweiten und dritten Durchgangs der Kontaktinjektionen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
13 | Übersicht des zweiten und dritten Durchgangs der Kontaktinjektionen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
14 | Übersicht der Hebungsinjektions-Phasen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
14 | Übersicht der Hebungsinjektions-Phasen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Ziel der Probeinjektionen war, Kennwerte für die Konzeption der späteren, vortriebsbegleitenden Hebung und zur Bemessung einer eventuellen Vor-Hebung zu bekommen. Weiter sollte das Aufsprengverhalten der dickwandigen Mantelmischung und die allgemeine Bodenreaktion getestet werden. Ein wichtiger Aspekt war weiterhin der Einfluss der im Zuge der Bohrarbeiten verfüllten, offenen Strukturen im Baugrund.

4.2 Durchführung der ersten Probeinjektionen

4.2.1 Kontaktinjektion

Zunächst wurde auf ganzer Fläche eine Kontaktinjektion mit einem Hebungsziel von 1–2 mm durchgeführt. Dazu wurde im gesamten Probefeld jedes zweite Ventil mit einer Dämmersuspension (RoV 5004 mit w/f = 0,8) beaufschlagt. In zwei weiteren Durchgängen wurden Teilbereiche erneut injiziert, die eine geringere Reaktion gezeigt hatten (Bild 13). Dabei wurden die Einzelmengen je Ventil von 20 Liter auf 10 Liter reduziert.

4.2.2 Hebungsinjektion

Vorgabe für den Hebungsversuch war, Hebungen einzubringen, die deutlich unter den prognostizierten Setzungen für diesen Bereich lagen und dabei die im Vorfeld entstandenen Winkelverdrehungen im Gebäude nicht zu verstärken. Daher wurde in enger Abstimmung mit dem Auftraggeber ein maximales Hebungsziel von 5 mm inklusive Kontaktinjektion in der Südost-Ecke festgelegt, nach Norden und Westen auslaufend.

Hierzu wurden nach dem bewährten Grundsatz „Vom Tiefen zum Hohen“ vier Injektionsdurchgänge mit weiter sinkenden Einzelmengen bis hin zu 5 Liter je Ventil vorgenommen, wie in Bild 14 dargestellt.

4.3 Erkenntnisse aus dem Probefeld

Wie in Bild 15 zu sehen, zeigte sich bei der Kontaktinjektion (erster Anstieg des roten Graphen, links) frühzeitig eine stetige Hebungsreaktion mit nur geringen Hebungsrückgängen nach Injektionsende. Nach der Hebungsinjektion (zweiter großer Anstieg des roten Graphen, rechts) kam es zu so gut wie keinen rückläufigen Gebäudebewegungen mehr. Insbesondere waren keine nachträglichen Verpressgutumlagerungen in benachbarte Bereiche oder Verpressgutaustritte an der Oberfläche oder in Gebäude, bzw. Kanäle, zu beobachten.

15 | Zusammenhang zwischen Injektionsmengen und erzeugten Hebungen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

15 | Zusammenhang zwischen Injektionsmengen und erzeugten Hebungen
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die Hebungs-Effizienz, also der Quotient aus der tatsächlich gemessenen Hebung eines Sensors und der theoretischen Hebung eines Hydraulikzylinders bei gleich großer, flächenbezogener Injektionsmenge, war über die Grundfläche des Probefeldes naturgemäß sehr unterschiedlich. Insbesondere am westlichen Rand, hin zum tief gegründeten Nachbarhaus, ging die Effizienz erwartungsgemäß gegen Null. Ansonsten lagen die Effizienzwerte bei der Kontaktinjektion zwischen 7 und 11 %, bei der Hebungsinjektion zwischen 9 und 31 %.

Im Allgemeinen steigt der Injektionsdruck nach Einschalten der Pumpe zunächst steil an, bis die Mantelmischung aufreißt und das Injektionsgut auf den Baugrund einwirken kann. Der höchste Punkt dieser Druckspitze wird üblicherweise als „Aufsprengdruck“ oder „Aufreißdruck“ bezeichnet. Dann fällt der Injektionsdruck zumeist wieder stark ab, während der Durchfluss auf oder in die Nähe der Ziel-Pumprate steigt. Der zeitliche Verlauf des Injektionsdrucks bei konstanter Pumprate gibt einen qualitativen Aufschluss über die Interaktion von Boden und Injektionsgut.

16 | Beispiel des Druck-/Durchflussdiagramms eines Ventils
Credit/Quelle: ARGE Marienhof

16 | Beispiel des Druck-/Durchflussdiagramms eines Ventils
Credit/Quelle: ARGE Marienhof
Die zeitbezogenen Druck- und Durchflussverläufe der Einzelinjektionen zeigten zumeist moderate Aufsprengdrücke um 15–20 bar und im Anschluss einen recht konstanten Druckverlauf, was auf gleichmäßiges Öffnen der Hebungsrisse im Baugrund ohne übermäßiges Abpressen von Wasser aus der Suspension schließen lässt (Bild 16).

An wenigen Ventilen traten auch höhere Aufsprengdrücke bis ca. 50 bar auf. In Einzelfällen war es nicht möglich, die Ventile aufzusprengen. Diese Ventile lagen fast ausschließlich in Bereichen, die zur Bohrzeit mit Dämmer verfüllt wurden, um dort aufgetretenen Spülungsverlusten zu begegnen. Die geringe Häufigkeit und die Verteilung dieser Ausreißer erfordern keine Änderung im bohrtechnischen Umgang mit Zonen größerer Durchlässigkeit.

5 Zusammenfassung und Ausblick

Aufgrund der heterogenen Bausubstanz und Gründungssituation der Bestandsbauten, ihres kulturellen und wirtschaftlichen Wertes sowie der hochwertigen Nutzung sind die Anforderungen an die Schadensminimierung aus der Planfeststellung sehr hoch.

Die Hebungsinjektion ist als flankierende Maßnahme daher bei diesem komplexen Projekt von großer Bedeutung. Zudem erfordern die gegebenen Randbedingungen einen besonders feinfühligen Umgang mit der Bausubstanz.

Die speziell auf ihre große Wandstärke abgestimmte Mantelmischung hat die in sie gesetzten Erwartungen gut erfüllt. Sie ließ sich direkt mit Injektionsgut bei moderaten Drücken aufsprengen. Das gewählte Injektionsgut passt gut zum anstehenden Baugrund. Es blieb im Hebungsriss stabil und gut pumpfähig. Es kam nicht zur Umlagerung und Abfluss in offene Strukturen. Die zur Bohrzeit vorgenommene Verfüllung dieser Wegigkeiten war erfolgreich. Der Baugrund zeigte in allen Probefeldern ein gutmütiges Verhalten, wenn auch östlich der Baugrube mit deutlichen Unterschieden zum Probefeld unter den Flachgründungen der westlichen Gebäude. Die Probe-Hebung der Pfahlgründung des Schäfflerblocks gelang sehr leicht und war gut kontrollierbar. Unter den Bestandstunnelröhren der U-Bahn-Linie U3/U6 stehen noch weitere Probeinjektionen aus, die in diesem Frühsommer begonnen werden.

Literatur
[1] Meier, J., Menke, J. & Böhm, S. (2016): Kompensationsinjektion als flankierende Maßnahme bei innerstädtischen Infrastrukturprojekten. STUVA, 48 Forschung + Praxis: Forum Injektionstechnik 2016, S. 82–90
[2] Boley Geotechnik GmbH: 2. S-Bahn-Stammstrecke München, Haltepunkt Marienhof Geotechnischer Bericht Zwischenbericht Stand 15.04.2020 – Fassung 3 – Index A
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