City-Tunnel Leipzig - Untergrund

Auch der Leipziger Untergrund hält für die Tunnelbauer Überraschungen parat.

Ingenieurgeologie

Der Leipziger Untergrund besteht unter anderem aus Geschiebemergel, Muschelschluff, Elsterschotter, Sand und silifizierte Tertiärquarziten. Besondere Herausforderung wird die Durchfahrung von Sandsteinmonolithen (Bild) sein, die eine Druckfestigkeit von bis zu 250 N/mm² aufweisen. Es werden auch fossile Baumstämme in den Flussschotterschichten vermutet.
Am Verpessschacht in der Schloßgasse, der ausgehoben wurde, sind die ersten Sandsteinmonolithe aufgetaucht. (Bild)

künstliche Hindernisse

Als künstliche Hindernisse beim Bau sind Litzenanker ⁽¹⁾ bekannt, die im Bereich vom Petersbogen liegen (Bild oben). Diese werden zurzeit aufwendig aus der Tiefgarage des Petersbogen heraus zurückgebaut. Im Bereich des Karstadt-Kaufhauses wurde die Tunneltrasse freigelassen und extra überbaut (Bild unten). Die Lasten ⁽²⁾ aus dem Karstadt Kaufhaus werden über zwei extra dafür hergestellte Schlitzwände neben dem Tunnel in das Erdreich abgeleitet (Bild unten). Somit ist dieses frei von Setzungen.
Weiterhin existiert eine Bohrpfahlwand ⁽³⁾ mit einem Durchmesser vom 88cm im Bereich des Marriott Hotels, die zurückgebaut werden muss. Dort erfolgt ebenfalls der Ausbau durch einen bergmännisch erstellten Bergestollen. Er besteht aus 3 Stollen und 2 Kavernen. Er wird mit Stickstoff vereist und die Bohrpfahlwand zurückgebaut. Anschließend wird der Bergestollen verdämmt.
Informationen dazu auf der Seite der ARGE CTL LOS B

Ingenieurhydrologie

Ein weiteres Problem ist das anstehende und fließende Grundwasser (Bild). Es bewegt sich in Tiefen von 105m - 111m über NN von Südosten nach Nordwesten und kreuzt somit die Tunneltrasse. Das Grundwasser fließt in mehreren Schichten übereinander, hauptsächlich durch pleistozäne Flussschotterterrassen und tertiäre Sande. Die k_f Werte ⁽⁴⁾ liegen z.B. am Markt zwischen 2,5 x 10^-8 m/s und 2,0 x 10^-2 m/s. Das Tunnelbauwerk stellt somit ein Strömungshindernis dar und würde einen Aufstau des Grundwassers von 0,15 - 0,60m zur Folge haben. Es werden deshalb Ausgleichsmaßnahmen zur Grundwasserkommunikation erforderlich und umgesetzt.

Am Hauptbahnhof werden z.B. deshalb 45m³/h auf der Anstromseite entnommen, unter dem Tunnel gedükert ⁽⁵⁾ und auf der Abstromseite wieder versickert. Die Brunnenrohre haben einen Durchmesser von 125 - 250mm. Von diesen werden fächerförmig 100m lange Edelstahl-Wickeldraht-Filterrohre in den Grundwasserleiter eingebaut. Der Wassertransport erfolgt ohne Pumpen durch den Aufstau von maximal 10cm und durch das Grundwassergefälle.

Am Markt, Wilhelm-Leuschner-Platz und Hauptbahnhof (LOS B) werden die Baugrubensohlen gegen Aufbruch durch Grundwasser durch Brunnen entlastet.
Am Bayerischen Bahnhof sowie am Überwerfungsbauwerk Nord sowie der Rampe Nord wird eine offene Bauweise eingesetzt. Das Grundwasser bleibt also bis zur Erhärtung der Bodenplatte in der Baugrube. Die Auftriebssicherung erfolgt durch Auftriebanker (Bild).

Erläuterungen zum Text:
1) Litzenanker: Anker aus Stahldrähten, die mit Zementmörtel im Boden rückverankert werden um die Wand der Baugrube zu halten.
2) Eigengewicht des Bauwerks
3) Bohrpfahlwand: gebohrte Erdlöcher, die mit Beton verfüllt werden
4) k_f Werte: Fließgeschwindigkeit des Wassers im Boden in m/s, auch Durchlässigkeitsbeiwert genannt. (Infos dazu hier)
5) gedükert: Unterquerung von Bauwerken oder Flussläufen mittels Rohrleitungen ohne Pumpen.
6) Bodenentzug: Nachsacken des Bodens nach Tunnelarbeiten oder Bergbauarbeiten