Die Architekten des Erdreichs: Herausforderungen in der Ingenieurgeologie

27. März 2017

Die Ingenieurgeologie ist vor allem bei großen Infrastrukturprojekten wie dem Tunnelbau von großer Bedeutung. Welche geologischen Herausforderungen dabei entstehen, erfahren Sie in diesem Beitrag.

 

Brenner Basistunnel

© https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brenner_Base_Tunnel_Aicha-Mauls.jpg, CC BY-SA 4.0; Brenner Basistunnel

 

Die Ingenieurgeologie, auch als Baugeologie bezeichnet, bildet eine Schnittstelle zwischen klassischer Geowissenschaft, Geotechnik und dem Bauingenieurwesen. Ingenieurgeologen untersuchen die Materialeigenschaften von Gesteinen und deren physikalische und mechanische Gegebenheiten. So können sie unter anderem Aussagen über die Stabilität von Berghängen und Gebäuden treffen. Ihre Arbeit ist somit die Grundlage für die Planung und Umsetzung von Bauvorhaben, Sanierungs- und Sicherungsmaßnahmen. Ihr Leistungsspektrum reicht dabei von der Erstellung wirtschaftlicher Erkundungskonzepte, über die Planung komplexer, unterirdischer Infrastrukturanlagen bis zur baubegleitenden Beratung und Dokumentation.

 

Baugeologische Herausforderungen am Beispiel “Tunnel Eisgrub”

Dabei steht die Ingenieurgeologie vor allem im Tunnelbau vor komplexen Herausforderungen, wie das Beispiel “Tunnel Eisgrub” zeigt: Im Zeitraum von 2007 bis 2009 entstand im bayerischen Landshut im Zuge der Erweiterung der Bundesstraße B15 ein 2,2 kilometerlanger Tunnel. Die Aufgaben der Baugeologen umfassten unter anderem die Erstellung von Erosionsprofilen mit schwer prognostizierbarem Verlauf, die geologische und hydrogeologische Vorerkundung, die Erstellung eines Erkundungskonzeptes, die Überwachung der Erkundungsarbeiten, die Einhaltung von Grundwasser- und Bodenschutzrichtlinien, sowie die Berechnung der Hangstabilität.

 

Bei diesem Infrastrukturprojekt lagen die Herausforderungen insbesondere im heterogenen Baugrund, der durch die verschiedenen Gesteinsarten schwer zu analysieren war. Auch die Berechnung der Steilhanglage in einem Naturschutzgebiet erfordert spezielle fachliche Expertise. Hier mussten zudem die FFH-Richtlinien der Europäischen Union berücksichtigt werden. Hangstabilitäten detailliert zu erkunden ist besonders wichtig, um Schäden wie Rutschungen, Steinschläge oder Bergstürze zu vermeiden.

 

Mit einer Länge von 57 Kilometern ist er der längste Tunnel der Welt: Der Gotthard-Basistunnel in der Schweiz. Wahrlich ein Großprojekt der Superlative.

 

Brenner Basistunnel: Der längste Tunnel der Welt

Ein weiteres Beispiel ist das Megaprojekt “Brenner Basistunnel”. Auf 64 Kilometern führt er von Österreich unter den Alpen hindurch bis in das italienische Südtirol. Nach seiner geplanten Fertigstellung im Jahr 2026 wird er der längste Eisenbahntunnel der Welt sein. Die Europäische Union finanziert das knapp 9 Milliarden Euro teure Projekt zu 40 Prozent. Die übrigen 60 Prozent tragen österreichische und italienische Steuerzahler. Um Kostenexplosionen zu vermeiden, ist die geologische Vorerkundung und die kontinuierliche Begleitung beim Tunnelbau bei diesem Großprojekt von fundamentaler Bedeutung.

 

Unter Zusammenarbeit mit der Geologischen Bundesanstalt in Wien haben die Universitäten Padua und Innsbruck insgesamt 32.000 Meter Gestein durch Bohrungen aus der Erde gewonnen und diese anschließend im Labor untersucht. Die mehrphasige Erkundung basierte darüber hinaus auf geologischen Oberflächenaufnahmen und zahlreichen Tiefenbohrungen entlang der Trasse. Dadurch ließen sich detaillierte Prognosemodelle erstellen. Im Fall vom Brenner Basistunnel war neben einer guten Oberflächenkartierung mit Erkundungsbohrungen auch der Ausbruch eines Erkundungsstollens von zentraler Bedeutung, aus dem anschließend die zwei Haupttunnelröhren entstanden.

 

Brenner Basistunnel Erkundungsstollen Ahrental-Pfons

© Von BBT SE - Eigenes Werk, CC-BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52371852; Brenner Basistunnel Erkundungsstollen Ahrental-Pfons

Störungen rechtzeitig prognostizieren

Ein komplexes Bauvorhaben wie der Brenner Basistunnel mit seinen vielseitigen geologischen Rahmenbedingungen ist unterschiedlichen Störungen unterworfen, die den Tunnelbau behindern und dadurch Mehrkosten verursachen können. Herausforderungen wie zum Beispiel unterirdische Fließsysteme müssen vom Ingenieurgeologen rechtzeitig erkannt werden, um den Bauprozess darauf abzustimmen.

 

Architektur im Einklang mit der Umwelt

Die geologischen Herausforderungen anhand dieser Beispiele zeigen, welche zentrale Bedeutung die Ingenieurgeologie in der Baubranche einnimmt. Dabei fungiert der Baugeologe gewissermaßen als Architekt des Erdreichs, der für ein sicheres und stabiles Fundament von Tunneln und Gebäuden sorgt und Architektur und Umwelt in Einklang bringt.

 


 

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