Misch- und Injektionssysteme für Weinbergtunnel in Zürich/CH

Beim Bau der neuen Durchmesserlinie Altstetten – Zürich-Hauptbahnhof – Oerlikon in der Schweiz kommen Misch- und Injektionssysteme von Häny zum Zug. Im Bereich Abschnitt 3 (Weinbergtunnel) werden sie für Zielblockinjektionen und zur Förderung von Hinterfüllmörtel auf der TBM eingesetzt.

Injektionen auf zementöser Basis sind eine bewährte und anerkannte Maßnahme zur Stabilisierung und Sicherung von Baugrund und Aushubbereichen. Solche Injektionen stellen hohe Anforderungen an Planer und Ausführende sowie an das Misch- und Injektionsgerät. Folglich spielt die richtige Wahl der Gerätschaft – zum Beispiel von Misch-, Verpress- und Registriergeräten – bei der Durchführung von Injektionsprojekten eine bedeutende Rolle.

In den vergangen Jahren wurden die Mischungen für Injektionsgut weiterentwickelt, optimiert und umweltfreundlicher, was gleichzeitig zu technischen Anpassungen beim Misch- und Injektionsgerät führte. Eine namhafte und führende Anbieterin von Misch- und Injektionssystemen ist die Häny AG aus Jona/CH.

Mischen, Pumpen, Registrieren

Von wesentlicher Bedeutung bei zementösen Injektionen sind die Mischer, welche das aus verschiedenen Materialkomponenten bestehende Injektionsgut so aufbereiten, dass es seine gewünschten, spezifischen Eigenschaften erhält. Zur Aufbereitung zementbasierter Mischungen und Suspensionen werden idealerweise hochtourige Mischer eingesetzt. Dadurch kann eine vollständige Hydratation der Zementpartikel gewährleistet und Klumpenbildung verhindert werden. Mit solchen Mischern sind stabile, homogene Mischungen herstellbar, die nicht zum Absetzen neigen und sich in Grundwasser kaum entmischen.

Zu einem Injektionssystem gehört eine leistungsfähige Pumpe, die unterschiedliches Injektionsgut – von der dünnen Suspension bis zum „breiigen“ Mörtel – genau nach Vorgabewerten (Maximaldruck und Menge) verpressen kann.

Ein weiteres, wichtiges Element der modernen Injektionstechnik ist die Datenerfassung. Erfasst werden Injektions- bzw. Durchflussmenge und Druckverlauf. Diese Erfassung erlaubt

einerseits eine Kontrolle sowie eine Erfolgsanalyse der durchgeführten Injektionsmaßnahmen, anderseits detaillierte und wertvolle Vergleiche im Bezug auf andere Injektionsvorhaben. Die Datenerfassung kann manuell oder mit speziellem Gerät erfolgen. Dazu werden Geräte genutzt, die sämtliche wichtigen Parameter kontrollieren, digital erfassen und eine rasche, genaue Datenauswertung mit dem Computer ermöglichen.

Moderne Injektionssysteme sind kompakt in üblichen Containern montier- und transportierbar. Die Systeme bleiben auf diese Weise mobil und brauchen nur wenig Bedienungspersonal.

Zielblockinjektionen am Weinbergtunnel in Zürich

Unmittelbar vor dem Hauptbahnhof (Ostseite) liegt der Schacht „Südtrakt“, in den die TBM des Weinbergtunnels von der Limmatseite her kommend einmal einfahren wird. Der Aushub des Schachtes geschieht innerhalb von Schlitzwänden bis auf eine Sohltiefe von rd. 24m. Um die Tunnelzone unmittelbar vor dem Schacht für die Einfahrt der TBM zu stabilisieren (Erhöhung der Festigkeit, Herabsetzen der Durchlässigkeit) wird diese Zone – der so genannte Zielblock – durch Spezialisten der Implenia Bau AG vom Schacht her injiziert. Die Injektionen erfolgen sowohl außerhalb als auch innerhalb des Tunnelquerschnittbereichs in einem Raster von 1,5m x 0,75m auf einer Tunnellänge von rd. 17m. Als Injektionsmittel wird einerseits Zementsuspension und anderseits Weichgel eingesetzt. Injiziert wird in mehreren Stufen über Manschetteninjektionsrohre mit Doppelpackern. Für jede Injektionsstufe wird der Mengen- und Druckverlauf genau erfasst, dokumentiert und ausgewertet. Auf analoge Weise wird zur Unterfahrung des Südtraktes (vom Schacht aus Richtung HB) mit Doppelpackern injiziert.

Die von Häny gelieferte mobile Injektionsanlage für die Zielblockinjektionen befindet sich in einem Container auf dem Installationsplatz vor dem Hauptbahnhof und umfasst einen Mischer (HMC 600 mit Wiegesteuerung, Leistung bis 10m3/h), 4 leistungsstarke Pumpen (Tauchkolbenpumpen ZMP 610), ein Rührwerk (HRW 800) und ein Registriergerät (HFR).

Transport von Injektionsgut auf der TBM

An der Kreuzung Wehntaler-Hofwiesenstraße in Oerlikon liegt ein weiterer Installationsschacht (Schacht „Brunnenhof“) des neuen 5km langen, s-förmig angelegten Weinbergtunnels. Von diesem Schacht aus startet die TBM und stößt Richtung Hauptbahnhof vor. Auf deren Nachläufer befinden sich eine weitere Injektionspumpe (ZMP 725) und ein Rührwerk (RHW 800). Die Pumpe erfüllt hier „nur“ die Funktion der Förderung des Injektionsgutes (Zementmörtel, Körnung 0 bis 4mm) in einen weiter vorn auf dem Nachläufer installierten Behälter. Von dort aus wird das Injektionsgut zur Hinterfüllung des Sohlbereichs unter und hinter dem Stahlschild der TBM verwendet.