Vortrieb eines Versorgungsstollens in Essen-Kettwig

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Der entstandene Versorgungsstollen liegt 5 m unter der Gelände-Oberkante und ist 30 m lang. Er weist eine Sohlenbreite und eine Firsthöhe von jeweils 2 m auf. Von Mai bis August 2011 hat der Vortrieb des Stollens an der Landsberger Straße in Essen-Kettwig, etwa 30 m von der Ruhr entfernt, gedauert. Beim Vortrieb stellten diese unmittelbare Nähe zum Fluss und die daraus resultierenden Bodenverhältnisse hohe Anforderungen an die Sicherung des Bodens: Das Lockergestein besteht aus nicht standfesten und wasserdurchlässigen Kiesen und Sanden und die Grundwasserstände schwankten periodisch.

Vortriebssicherung mittels Injektionsbohrankern

Aufgrund der erschwerten Bedingungen und der räumlichen Enge untertage haben sich die Verarbeiter für das Silikatharz Wilkit Foam T von Minova entschieden, das mit der pneumatisch betriebenen Pumpe CT-GX-45-II sicher und anwenderfreundlich eingesetzt werden kann. Mit Förderleistungen von bis zu l/min steigert die Pumpe die Effizienz während des Vortriebs deutlich. Die Mitarbeiter der I + D Sanierungstechnik haben das Harz in Kombination mit Wiborex-Injektionsbohrankern mit Festgesteinsbohrkronen in einem Durchmesser von 51 mm angewendet. Die jeweils 2 m langen Anker von Minova sind im Vorfeld mit zusätzlichen 8 mm großen Bohrungen in Abständen von etwa 15 cm versehen worden, damit das Harz auch seitlich austreten kann. Ziel der Ankerung sowie der Injektionen war es, die gesamte Fläche der Ortsbrust von etwa 5 m² zu verfestigen.

Vorauseilende Ankerung

Dem Vortrieb vorauseilend haben die Techniker zunächst die Anker in die Randbereiche des Maulprofils eingebracht – nach Außen in einem Winkel von etwa 20°, im Inneren gerade in Vortriebsrichtung. In der Ortsbrust wurde dabei ein Abstand von etwa 50 cm eingehalten, während die Anker in der Firste etwa 40 cm entfernt voneinander liegen. Anschließend wurde das zweikomponentige Harz per Pumpe in den gesetzten Anker befördert. Dort und im umgebenden Gestein findet eine exotherme Reaktion und eine Volumenvergrößerung des Harzes statt, wodurch offene Poren im Gestein "verklebt" sind. Pro Injektionsvorgang brachten die Techniker etwa 16 Anker in den anstehenden Boden ein und verbrauchten ca. 800 bis 1.200 l des Silikatharzes. Während des Vortriebs wurden die in die Ortsbrust eingebrachten Anker nach und nach "abgeflext" und entfernt.

Harz mit guten Verarbeitungseigenschaften

Das Harz Wilkit Foam T von Minova zeichnet sich durch einen hohen Schaumfaktor aus, härtet schnell aus und ist mechanisch leicht zu bearbeiten. Zudem ist es dauerbeständig und grundwasserneutral. Das war bei der Wahl des Materials besonders wichtig, da der Versorgungsstollen in einem Trinkwasserschutzgebiet liegt. Im Gegensatz zu PUR-Harzen ist das Silikatharz mechanisch wieder abbaubar und konnte ebenso wie die Anker während des Vortriebs weitgehend entfernt werden.

Materialabbau im gesicherten Bereich

Nachdem der Boden durch das injizierte Harz verfestigt war, konnte das Material im gesicherten Bereich gefahrlos abgebaut werden, ohne das Risiko, dass Material aus den Firsten oder den Stößen des Stollens nachfällt. Nach Aushärtung des Harzes war der Bereich außerdem wasserdicht. Bei dem überlappenden Verfahren auf dieser Baustelle bleibt ein kleiner Teil des gesicherten Bereichs stehen, damit von dort aus sicher die nächsten Anker eingesetzt und Injektionen durchgeführt werden können. Bei der Baumaßnahme in Essen-Kettwig kamen insgesamt etwa 250 Wiborex-Injektionsbohranker und Bohrkronen zur Vortriebssicherung zum Einsatz.