Bahnprojekt Stuttgart-Ulm

Erörterungsverhandlungen zum PFA 1.3WBI GmbH

Stuttgart, 25.09.2014

Prof. Dr.-Ing. Walter Wittke

2 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

3 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

LageplanTUNNELBAU

BAB A8

Ulm

Stuttgart

Flughafenent-lastungstunnel

Flughafen Tunnel

Brücke L1192n

Echterdinger Straße L1192

Tunnel Flughafenkurve

Wyndham

S-Bahn Station

P6

P10

P8P11

ICSH3

H4

AS Messe Nord L1192n

L1192nLos 92 Los 601

FSG-Gebäude

S-Bahn

Flughafen-randstraße

Mövenpick

4 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Geologischer Längsschnitt FlughafentunnelTUNNELBAU

5 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Geologischer Längsschnitt FlughafenkurveTUNNELBAU

HW 100

6 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

7 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Gliederung Schwarzjura undausgewählte felsmechanische Kennwerte

TUNNELBAU

WechsellagerungKalk-/Sandstein/Tonstein

überwiegendTonstein

Eh = 1000 MN/m²Ev = 500 MN/m²kh = 10-6 – 10-4 m/skv = 10-7 – 10-6 m/s

Eh = 500 MN/m²Ev = 250 MN/m²kh ≤ 10-7 m/skv ≤ 10-7 m/s

Eh, kh

Ev, kv

Psilonotenbank

Oolithenbank

Kupferfelsbank

(geologisches Profil nach LGRB)

Lias 2 (he2) Angulatensandstein

Lias 3 (si1)Arietenkalk

Lias 1 (he1)Psilonotenton

Rät

8 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Lias - FotosTUNNELBAU

9 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Überlagerung im Raum StuttgartTUNNELBAU

10 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Verschiebungen Baugrube Haltestelle UniversitätTUNNELBAU

Knollenmergel

Tonschluffstein

Rät

Kalk-/Sandstein

11 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

HorizontalverschiebungenBaugrube S-Bahn Station Flughafen

TUNNELBAU

12 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

13 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Projekte im Lias TUNNELBAU

14 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

S-Bahn Stuttgart – Tunnel unter dem FlughafenTUNNELBAU

15 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

S-Bahn Tunnel unter dem FlughafenAusbruch und Sicherung

TUNNELBAU

Foto Ortsbrust

SN Anker nach ErfordernisL 3 m

Strosse/Sohle

8,6 – 8,7 m

Querschnitt Längsschnitt

Ausbruchfolge, jeweils2 Abschläge Kalotte, 1 Abschlag Strosse/Sohle

Kalotted = 30 – 35 cm

Spritzbeton2 – 3 m

Ausbau-bogen

1 – 1,5 m

16 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Österfeldtunnel, Unterquerung der BahnlinienTUNNELBAU

Lias

17 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

18 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Prognose der SenkungenBauwerke und Untergrundverhältnisse, Beispiel

TUNNELBAU

19 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Prognose der SenkungenFE-Netz und Ergebnisse, Beispiel

TUNNELBAU

Ergebnis für alle Bauwerke:Senkungen an der Geländeoberfläche bzw. Gründungsebene: ca. 1 – 3 cmNeigung der Senkungsmulde: ca. < 1 : 1000

20 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

21 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Messprogramm Flughafenkurve, PrinzipTUNNELBAU

Ankerkraft

Konvergenz

Nivellement

kombiniertes Gleitmikrometer/

Inklinometer

Horizontal-extensometer

Gebäude

22 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Messprogramm Flughafentunnel, bergmännische AbschnittePrinzip

TUNNELBAU

Gebäude

Konvergenz

Nivellement

kombiniertes Gleitmikrometer/Inklinometer

Mehrfachstangen-extensometer

Messpunkt an der Spritzbetonschale

23 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

24 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Wasserhaltung im BauzustandTUNNELBAU

25 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Sicherung der Umläufigkeit und GrundwasserentspannungTUNNELBAU

26 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Erfahrungen

Bauwerk

Geologische und Geotechnische Verhältnisse

Senkungen

Monitoring

Grundwasser

InhaltsverzeichnisTUNNELBAU

Pyrit

27 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

"Quellen" infolge Pyritoxidation, GrundlagenTUNNELBAU

Hebungen Fußboden im Lias (Wagenplast 2005)

2FeS2 (Pyrit) + 2H2O + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4

FeSO4 + 7H2O → FeSO4 * 7H2O (Melanterit)

CaCO3 + H2SO4 + H2O → CaSO4 * 2H20 (Gips) + CO2

Voraussetzungen:• Unverwittertes pyritführendes Gestein• Sauerstoff und Wasser• Verdunstung von Wasser, damit Gips

auskristallisiert

Quelldrücke ~ 300 bis 500 kN/m²

28 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Geologisches Standardprofil des Unterjura (LGRB, 1998) und Hebungen in Verbindung mit Pyrit (Vees, 2004/Wagenplast, 2005)

TUNNELBAU

Schäden bei Überbauung von unverwitterten pyritführendem Gestein

*) im Arietenkalk nur in pyrit- undbitumenführenden Gesteinen derÖlschieferfazies zwischen Stuttgartund Balingen

"häufige" Schadensfälle

Einzelfälle

Lias 1

Lias 2

Lias 3

Lias

Lias

Lias

Lias

Lias

(tc 2)

(tc 1)

(pb 2)

(pb 1)

(si 2)

(si 1)

(he 2)

(he 1)

OpalinustonFormation

Jurensismergel

Posidonienschiefer

Amaltheenton

Numismalismegel

Turneriton

Arietenkalk

Angulatensandstein

Psilonotenton

29 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Schichtenfolge des Arietenkalks (si1) zwischen Stuttgart-Vaihingen und Plochingen (LGRB, 1998)

TUNNELBAU

Region der Ölschiefer

Vaihingen

Flughafen

Legende

TonsteinKalksteinTonstein, bituminösKalkstein, mergelig

Ölschiefer

Mergelstein

Sandstein, kalkig

Tonstein, siltig/sandig

SandsteinGerölle/aufgearbeitete KonkretionenFossil(reste), SchillNagelkalk

Mergelstein, siltig/sandig

30 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Geologischer Längsschnitt FlughafentunnelTUNNELBAU

31 25.09.2014WB GmbH | Präsentation Erörterungstermin

Geologischer Längsschnitt FlughafenkurveTUNNELBAU