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Künstliche Wellen durchleuchten den Fels

Geologische Schwachstellen im Untergrund

Am St. Gotthard im Einsatz sind bereits Forscher vom GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ). Das Team von Prof. Günter Borm arbeitet dort seit März 2000 im Zugangsstollen Faido und führt seismische Messungen unter Tage mit dem am GFZ Potsdam entwickelten Integrierten Seismischen Imaging System (ISIS) durch. Der Professor für Felsmechanik will dabei den Fels mithilfe von künstlich erzeugten Wellen quasi „durchleuchten“.

Ans Tageslicht kommen sollen vor allem die besonderen Gebirgseigenschaften im Baubereich. Die Wissenschaftler hoffen dabei, Störungszonen identifizieren zu können, die für den Tunnelbau gefährlich sind. Ziel ist es letztlich, eine Tunnelbohrmaschine mit einem integrierten seismischen Frühwarnsystem zu entwickeln, das die Ingenieure vor Ort vor unliebsamen Überraschungen im Untergrund warnt.

Das Prinzip von ISIS ist eigentlich ganz einfach. Besondere Schlaghämmer oder spezielle Vibratoren, die direkt an der TBM befestigt sind, erzeugen künstliche seismische Wellen, die von unterschiedlichen Ausgangspunkten aus durch das Gestein geschickt werden. Spezielle in der Tunnelwand verankerte Empfänger, so genannte Geo-Phone, fangen die durch die physikalischen Eigenschaften des Gesteins modifizierten Signale später wieder auf. Nach Auswertung der so ermittelten Daten unmittelbar vor Ort, werden die für den Tunnelbau kritischen Zonen sichtbar und die Tunnelbauer können auf mögliche Hindernisse oder weiche Stellen im Fels rechtzeitig reagieren.

Tunnelbau © AlpTransit Gotthard

Die GFZ-Forscher haben mit ihrem noch im Test befindlichen Verfahren bereits dabei geholfen, Licht in das Dunkel der Pioramulde, einer der wichtigsten geologischen Schlüsselstellen des Basistunnelbaus zu bringen. Für die Geologen war diese Störungszone im Vorfeld des Baus eine Art Buch mit sieben Siegeln, über das sie kaum sichere Informationen besaßen. Nach dem Bau von Sondierungsschächten, diversen Schrägbohrungen Bohrkernuntersuchungen und den ISIS-Experimenten, konnten die Ingenieure einigermaßen aufatmen:

Wie die geologischen Kartierungen ergaben, dominiert in dem Störungsgebiet festes Gestein und auch die natürlichen Felswasservorkommen halten sich in erträglichem Rahmen. Größere Bedenken hinsichtlich des Tunnelbaus bestehen demnach nicht mehr. Ständige begleitende Messungen während der Bauphase sollen ein Zusätzliches an Sicherheit bringen.

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Entlang der Trasse wimmelt es jedoch nur so vor bautechnisch äußerst kritischen Bereichen wie der Intschi-Zone nahe Amsteg, dem Tavetscher-Zwischenmassiv oder der Urseren-Garvera-Zone nahe Sedrun. Sie alle können die Bauarbeiten empfindlich stören und den Zeitplan für den Basistunnelbau gehörig durch einander bringen.

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Stand: 20.10.2003

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Inhalt des Dossiers

Aufbruch in die Unterwelt
Neuer Boom beim Tunnelbau

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