Gotthard Tunnel: Wir lösen Probleme 800 m unter der Erde!

HUBER Bogenpresse BS 251 im Gebäude
Abwurf des entwässerten Schlammes
Gotthard-Basistunnel: Geologisches Längenprofil
Gotthard-Tunnel: ZA Sedrun (Zwischenangriff)
Die erste der 3 Reinigungsanlagen bei Redaktionsschluss und kurz vor Inbetriebnahme
Aussenansicht der Anlage mit Schlammsilo

In der Schweiz befindet sich ein Jahrhundert-Bahnprojekt - der GOTTHARD-BASISTUNNEL - im Bau, um den Norden mit dem Süden - insbesondere die Wirtschaftsräume Deutschland und Italien - effizient zu verbinden. Dazu wird ein Tunnelsystem für den Schienentransport von Gütern und Personen mit zwei Einspurröhren von je 57 km Länge in einer Bauzeit von 14 Jahren erstellt. Siehe nebenstehendes Längenprofil (Abb. 3).

Die Realisierung erfolgt in fünf Streckenabschnitten mit einem Kostenaufwand von rund 7 Milliarden Euro. Dabei werden 13,3 Millionen Kubikmeter Ausbruchmaterial (entspricht 5x dem Volumen der Cheopspyramide) aus dem Berg herausgebrochen. Während der Ausbrucharbeiten fallen riesige Mengen von verunreinigtem Abwasser an, insbesondere durch natürliche, schlagartig auftretende Bergwassereinbrüche. PICATECH HUBER AG, KRIENS (www.picatech.ch), die Schweizer Tochtergesellschaft von HUBER, wurde im Streckenabschnitt AMSTEG mit der Schlammentwässerung für bis zu 25 m³/h Leistung und im Streckenabschnitt SEDRUN mit der sehr schwierigen Abwasservorreinigung von 600 l/s beauftragt.

Die Abtrennung der Feststoffe erfolgt hier in 800 m Tiefe im Bereich der Multifunktionsstelle, um danach das gereinigte und klare  Wasser zuverlässig mit über 80 bar Druck aus dem Berg heraufpumpen zu können, was den einzig möglichen Weg der Abwasserentsorgung in den Vorderrhein darstellt. Siehe untenstehende Computergrafik (Abb. 4) der Baustelle SEDRUN.

Nach intensiver Verfahrensevaluation wurde die PICATECH HUBER AG im November 2002 vom Tunnelbauer der Arbeitsgemeinschaft TRANSCO SEDRUN AG mit der Installation einer vollautomatischen Mietanlage Ro 6 K Sedimentabscheider (Leistung bis 100 l/s) mit ergänzender Chemiedosierung beauftragt, um das Abwasser auf < 100 mg/l gesamte ungelöste Stoffe (GUS) und einer Partikelgrösse von < 0,1 mm im 24 h Betrieb / 7 Tage die Woche vorzureinigen.

Die Anforderungen
Solch eine Anlage in 800 m Tiefe zu realisieren und einen zuverlässigen 24 h Betrieb zu garantieren, ist in Bezug auf Logistik, begrenzt zur Verfügung stehender Fläche im Berg, speziellem Reinigungsverfahren, Einhaltung der besonderen Sicherheitsbedingungen und Untertage-Anlagenbetrieb nicht mit anderen Abwasserprojekten zu vergleichen. Nach sorgfältiger technischer Planung mit dem Kunden und Zusammenarbeit mit den Spezialisten von HUBER TECHNOLOGY wurde die schlüsselfertige Anlage im Februar 2003 innerhalb weniger Tage in 800 m Tiefe installiert und in Betrieb genommen, wobei die Reinigungsresultate wesentlich besser noch als die Mindestanforderungen, sind.

Die Praxis
hat dann gezeigt, dass die Zulaufmengen innerhalb weniger Sekunden um das Zehnfache steigen und wieder fallen können, vor allem auf Grund der nicht kontrollierbaren Bergwassereinbrüche. Das Verfahren wurde so ausgelegt, dass solche hydraulischen Spitzenbelastungen wie auch entsprechende Feststofffrachten von unserer Reinigungsanlage mit Chemiedosierung zuverlässig bewältigt werden können, unter Einhaltung der Reinigungsanforderungen. Nach einer problemlosen Betriebsdauer von vier Monaten und dem Durchbruch von Schacht II wurde die Anlage wieder abgebaut und vom Teufel wieder in den 800 m höher liegenden Himmel entlassen.
Auf Grund der ausgezeichneten Resultate hat unser Kunde die Arbeitsgemeinschaft TRANSCO SEDRUN AG im April 2003 den Hauptauftrag für 3 schlüsselfertige Reinigungsanlagen Ro 6K mit einer Leistung bis 600 l/s Abwasseranfall der PICATECH HUBER AG erteilt. Die kompakten Sedimentabscheider werden von HUBER TECHNOLOGY in Edelstahl gefertigt und im Vollbad gebeizt. Die Anlagen werden nach dem gleichen Verfahren ausgerüstet und betrieben, aber flexibel aufgebaut, um periodisch dem Sprengvortrieb nach Norden und Süden folgen zu können. Eine spätere Kapazitätserhöhung nach Bedarf von weiteren 2 mal 200 l/s Abwasserreinigung  ist Teil des Gesamtkonzeptes.

Alleine schon die Einbringung eines tonnenschweren  Abscheiders Ro 6K Baugrösse III in die Liftanlage ist eine Millimeterarbeit, die erfolgreich in der 2. Hälfte August durchgeführt wurde, mit ausgezeichneter Unterstützung der erfahrenen Mineure von TRANSCO SEDRUN AG.

Die wichtigsten Vorteile für TRANSCO SEDRUN AG mit unserem Verfahren sind:

  • Sicherer Pumpenbetrieb für die Vertikalförderung, insbesondere unter Berücksichtigung, dass das Wohlergehen von mehreren 100 Mineuren in 800 m Tiefe davon abhängt.
  • Keine Feststoffablagerungen im Pumpen-Vorlagebehälter und den 1 km langen Rinnen im Zugangsstollen, die sonst aufwendig täglich gereinigt werden müssten.
  • Minimierung des ansonsten enormen Verschleißes der Hochdruckpumpen.
  • Die Abwasserreinigung folgt dem Tunnelvortrieb und erspart somit teure Abwasser-Fördereinrichtungen unter Tage.
  • Kompakte Reinigungsanlage mit sehr geringem Flächenbedarf

Zusammenfassung
Die Anlagen werden nun in 800 m Tiefe während ca. sieben Jahren im 24 h Betrieb das gesamte Tunnelabwasser vorreinigen und in einer Klarheit vergleichbar mit Trinkwasser die Hochdruckpumpen speisen. Die erfahrenen Projektleiter und Ser-
vicetechniker von PICATECH HUBER AG stehen während dieser Zeit nach Bedarf dem Kunden zur Verfügung, um unvorhergesehene Ereignisse jederzeit bewältigen zu können.

ZWISCHENANGRIFF  AMSTEG – Schlammentwässerung von Tunnelschlamm

In diesem Abschnitt wird das Tunnelabwasser ohne Chemie direkt auf der rund 400 m langen Tunnelbohrmaschine (TBM) vorgereinigt und dann über den fast horizontalen 1,3 km langen Zufahrtsstollen der Nachklärung zugeleitet.

Von der Arbeitsgemeinschaft LOS-208 wurde PICATECH HUBER AG im August 2002 mit der Lieferung einer schlüsselfertigen Anlage beauftragt, den Schlamm aus den Nachklärbecken zwischenzulagern, zu homogenisieren und anschliessend unter kontrollierter Zugabe von Flockungshilfsmitteln auf > 60 % Trockenstoffgehalt zu entwässern.

Die besonderen Eigenschaften des Tunnelschlammes sind:

  • Hoher mineralischer Anteil:
    Auf Grund des hohen spezifischen Gewichtes finden spontane Absetzungen statt.
  • Die Schlammkonsistenz nach der Nachklärung entspricht ungefähr dem von Joghurt, wenn man es zwischen den Fingern zerreibt.
  • Der Anfall erfolgt sowohl stark schwankend in der Menge als auch im Trockenstoffgehalt.

Der Anlagenbau
wurde sorgfältig von PICATECH HUBER AG geplant, einschliesslich 40 m³ Schlammstapelbehälter mit Rührwerk, einer vollautomatischen Flockungsmittelaufbereitungsanlage, der für diesen Schlamm optimal geeigneten HUBER-BOGENPRESSE BS-251 mit acht Walzen und der vollautomatischen Anlagensteuerung der gesamten Anlage.  Das Filtratwasser der HUBER-BOGENPRESSE wird in den Zulauf der Nachklärung zurückgeführt und das Brauchwasser für die Bandspülung dem Ablauf des Nachklärbeckens entnommen.

Die Inbetriebnahme
der Schlammaufbereitungsanlage erfolgte im Februar 2003 und wird seitdem mit noch geringen Schlammmengen und nach Inbetriebnahme der beiden TBM im Herbst 2003 mit voller Leistung beschickt. Dabei müssen bis zu 50 t / Trockenmasse pro Tag bei 16 h Betrieb verarbeitet werden. Der Schlamm wird mit mindestens 60 % Trockenstoffgehalt für die Deponierung bereitgestellt.

Die Homepage www.alptransit.ch ermöglicht es Ihnen, das Jahrhundertbauwerk GOTTHARD BASIS-TUNNEL näher kennen zu lernen und die außergewöhnlichen Anforderungen an Technik und Mensch besser zu verstehen. Genießen Sie dann ab dem Jahre 2013 das entspannte Reisen durch den modernsten und längsten Eisenbahntunnel der Welt mit einer Geschwindigkeit von bis zu 250 km/h. Denken Sie dann an HUBER TECHNOLOGY, die mit ihren innovativen Technik und erfahrenen Ingenieuren auch einen wichtigen Beitrag zum Gelingen dieses Tunnelprojektes geleistet haben.

Von PICATECH HUBER AG, Schweiz

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