Injektionen / Verfüllungen

Injektionen mit kolloidalem Silika zur Verfestigung des Baugrunds

Der Arosertunnel der Rhätischen Bahn wird komplett erneuert. Der bestehende Tunnel soll im Schutze eines Rohrschirmvortriebs ausgeweitet werden. Unterhalb des untersten Rohrschirmrohrs ist aus geometrischen Gründen eine andere Sicherung erforderlich. Aus diesem Grund wurde eine systematische Injektionskampagne zur Verfestigung des Baugrunds in diesem Bereich durchgeführt. Die fretus ag wurde mit diesen Arbeiten beauftragt.

Ebenfalls wurde in einem Bereich mit äusserst geringer Überdeckung und bestehender Bebauung direkt über dem Tunnel eine systematische Verfestigung des Baugrunds im Nahbereich des Tunnels (Kalotteninjektion) durchgeführt.

Alle Arbeiten erfolgten in Nachtsperren ab Bauzug. Die Injektionen erfolgtem aufgrund des feinkörnigen Baugrunds mit kolloidalem Silika welches über Manschettenrohre verpresst wurde.
 
Alle Bohrungen wurden mit Imlochhammer ausgeführt. Die Manschettenrohre (HDPE, Manschettenabstand 33 cm) wurden mit Zement ummantelt.

Die Bohrungen wurden im Bereich des Widerlagers mit selbstfahrenden Bohrraupen ausgeführt. Durch eine speziell angefertigte Lafette konnte die gesamte Länge in einem Hub abgebohrt werden ohne dass eine Verlängerung des Bohrgestänges erforderlich wurde.

Im Bereich der Kalotte wurden die Bohrungen mit einem auf einem Bahnwagen aufgebauten Bohrbagger durchgeführt.

Die Injektionen erfolgten mit computergesteurten Injektionspumpen. Die Injektionsdrücke waren aufgrund der geringen Überdeckung auf ca. 10 bar begrenzt. Die Manschettenrohre wurden mit Doppelpacker beaufschlagt.
 
Die Ausführung erfolgte in Nachtsperren ab Bauzug. Der Tunnel musste jeweils am Morgen geräumt wieder für den Bahnbetrieb freigegeben werden. Der Tunnel weist mit 6 % eine grosse Längsneigung auf. Alle Wagen mussten gegen Entlaufen gesichert werden.

Die Ausführung erfolgte in bewohntem Gebiet (unter bewohnten Gebäuden).

Die Tunnelentwässerung des bestehenden Bahntunnels führt direkt in ein Oberflächengewässer. Eine Gewässerschutzanlage mit Absetzbecken und Neutralisation war deshalb erforderlich.
 
Der Arosertunnel verläuft über die gesamte Länge in der Sackungsmasse und in der Moräne. Sie bestehen beide aus stark zerbrochenen Felspaketen der Aroser-Schuppenzone. In der Sackungsmasse werden keine zusammenhängende Felspakete erwartet. Die Felspakete selbst bestehen aus Dolomit, Serpentinit, Radiolarit und Kristallin.

Die Moräne ist dicht gelagert, Klassifikation nach USCS: GC-GM. Das Sackungsmaterial ist mitteldicht gelagert, Klassifikation nach USCS: GM. Beide Bereiche weisen einen hohen Gehalt an Feinkorn auf (zwischen 20 und 40 % kleiner 0.063 mm).

Im Baugrund zirkuliert Hangwasser, über die Länge des Tunnels wechseln sich trockene und feuchte Bereiche ab.

Besonderheiten:

Die Ausführung erfolgte unter hohem Zeitdruck. Der Endtermin der Vorarbeiten war zugleich der Starttermin für das Hauptlos (Tunnelvortrieb). Die Termineinhaltung hatte deshalb höchste Priorität-
 
Für die Injektion in der Kalotte waren Bohrungen knapp unter die Bodenplatte eines bestehenden Gebäudes sowie in die Nähe von bestehenden Werkleitungen auszuführen. Die Bohrungen wurden aufgrund eines 3D-Modells geplant. In der Ausführung musste von Bohrung zu Bohrung die Bohrtiefe angepasst werden.

Während den Injektionen in diesem Bereich kam ein Wächter zum Einsatz, der bei Injektionsaustritt in den Keller per Funk die Arbeiten einstellen konnte.
 
Die Kantonsstrasse von Chur nach Arosa ist mit einer Gewichtseinschränkung versehen. Die Versorgung der Baustelle mit Injektionsmaterial musste deshalb mit einigem Vorlauf geplant werden. Während der Hauptarbeiten fuhren jeden Tag bis zu drei LKW beladen mit Injektionsmaterial nach Arosa.