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Test-Injektionen mit Grundwassermonitoring
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Leitfaden zur Projektierung
Dieser geotechnische Leitfaden soll Fachleuten eine Anleitung für die entsprechende Planung und Ausführung bieten.
Test-Injektionen mit URETEK-Kunstharz, N8 Faulensee – Leissigen
Zur Überbrückung der Gipskarsttrichter im tieferen Strassenuntergrund wurden Test-Injektionen im Grundwasserbereich durchgeführt. Das begleitende Monitoring zeigte keine negativen Auswirkungen aufgrund der URETEK-Kunstharzinjektionen auf das Grundwasser.
Grundwasserschutz
Gemäss Wegleitung Grundwasserschutz des Bundesamtes für Umwelt, BAFU sind Injektionen im wassergesättigten Bereich des Gewässerschutzbereichs Au nicht erlaubt. Anlässlich einer Besprechung im Jahr 2014 zeigte sich jedoch auch das BAFU daran interessiert, Test-Injektionen im Gewässerschutzbereich Au durchzuführen, um die positiven Laborergebnisse bezüglich der Umweltauswirkungen der URETEK Kunstharzinjektionen mittels Grundwassermonitoring zu verifizieren. Als geeignetes Objekt für diese Test-Injektionen hat sich das globale Erhaltungsprojekt N08.52 Spiez – Interlaken West herauskristallisiert.
Problematik
Die N8 verläuft im Abschnitt Faulensee – Leissigen auf 3 km Länge im Gipskeuper von Krattigen. In diesem Bereich treten seit Jahren lokale Absenkungen und infolgedessen Schäden im Strassenkörper auf, welche von Gipskarsttrichtern im Untergrund verursacht werden. Diese lokalen Schadstellen führen wiederkehrend zu Betriebsunterbrüchen und zu hohen Reparaturkosten.
Lösung mit URETEK-Kunstharzinjektionen
Nach umfangreichen Vorabklärungen hat das Bundesamt für Strassen, ASTRA entschieden, bei km 7.506 Test-Injektionen mit URETEK-Kunstharz auszuführen. Das BAFU sowie das Amt für Wasser und Abfall, AWA des Kantons Bern haben den Test-Injektionen nur unter der Auflage eines umfangreichen Grundwassermonitorings zugestimmt. Das Grundwasser wurde im Zu- und Abstrom des Injektionsbereichs vor, während und nach der Injektion intensiv überwacht. Zur Ermittlung der Fliessgeschwindigkeit des Grundwassers wurde vorgängig ein Markierversuch durchgeführt. Insgesamt wurden auf einer Fläche von 120 m2 2900 kg URETEK-Kunstharz in eine Tiefe von -8 m bis -5 m (Säulen-Injektionen) eingebracht, was 8 kg Kunstharz pro m3 Boden entspricht.
Monitoring
Mit der gewählten Versuchsanordnung konnte davon ausgegangen werden, dass eine allfällig vom Injektionsgut stammende Schadstofffahne innert weniger Tage bei den in 13 m respektive 31.5 m vom Injektionsort liegenden Entnahmebrunnen KB 22/15 und KB 23/15 eintreffen würde. Der Entnahmebrunnen KB 21/15 diente als Referenzmessung im Zustrombereich.
Abteufen der Injektionslanze bis -8 m
a) Injektion › b) Bohrung › c) Vorbereitung für Injektion
Resultate
Die vom BAFU festgelegten Indikatorwerte von 2 mg DOC/L und 10 µg AOX/L wurden zu jedem Zeitpunkt eingehalten. Die Werte von Ammonium lagen unter beziehungsweise im Bereich der Bestimmungsgrenze. Alle Analysewerte für Zinn, Bisphenol A und Formaldehyd lagen unter den entsprechenden Bestimmungsgrenzen. Mit einem Ames-Test konnte gezeigt werden, dass durch den Injektionskörper keine Stoffe, welche mutagene Eigenschaften aufweisen, im Grundwasser vorhanden sind. Auch eine signifikante Änderung der Durchflusskapazität des Grundwassers wurde nicht beobachtet. Als Referenz diente dabei ein nicht im Einflussbereich der Kunstharzinjektionen stehender Referenzpegel.
Schlussfolgerung
Die Resultate des Grundwassermonitorings Faulensee – Leissigen bestätigten die Laborresultate früherer Untersuchungen sowie die Beurteilung des URETEK-Kunstharzes durch das Deutsche Institut für Bautechnik, DIBt, dass aufgrund von URETEK-Injektionen keine negativen Auswirkungen auf das Grundwasser feststellbar sind.
Gesamt-Projektleitung:
Rachel Riner
MSc Geologin, GEOTEST AG, 3052 Zollikofen
Grundwasser-Monitoring:
GEOTEST AG, 3052 Zollikofen
Beratung/Beurteilung bezüglich Umweltauswirkungen:
Basler & Hofmann AG, 8133 Esslingen
Verfasser:
Beat Hodel
Dr. sc. nat., Biologe, Toxikologe / Basler & Hofmann AG
Cornelia Angehrn
Dr. phil II, Chemikerin / Basler & Hofmann AG
Unsere Stärken
Da keine Kosten für aufwändige Baustelleninstallationen anfallen und die Sanierung der betroffenen Bodenvolumen schnell erfolgt, sind die Kosten im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien sehr konkurrenzfähig.
Aufgrund der schnellen Expansionskraft kann sich das Kunstharz nicht weit über den Injektionspunkt ausdehnen, wodurch Materialverbrauch und damit verbundene Kosten begrenzt werden.
Die URETEK-Technologie braucht keine sperrigen Geräte, denn die Baustelleneinrichtung befindet sich auf dem Lastwagen.
Sofortige Wirkung
Im Vergleich zu Betonmischungen erfolgt die Erhärtung des injizierten Materials in sehr kurzer Zeit. Das Harz erreicht sehr schnell seine endgültigen mechanischen Eigenschaften, und der behandelte Bereich ist bereits nach den Arbeiten benutzbar.
Dank der präzisen Erfassung der Messresultate kann die Wirksamkeit sofort überprüft werden. Ausserdem können vor Ort mittels geotechnischen Vergleichstests (z.B. Rammsondierungen und/oder Pressiometerverfahren) indirekte Überprüfungen vor und nach der Behandlung durchgeführt werden.
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