Witznau power station, grouting tests for upgrading the headrace tunnel / Kraftwerk Witznau, Verpressversuche zur Ertüchtigung des Druckstollens

In response to spalling of concrete parts, the headrace tunnel was to be strengthened section by section and made fit for the years to come. Since little information was available on the condition of the tunnel and the cause of the spalling, possible damage patterns and causes were analyzed and grouting in combination with concrete rehabilitation were defined as strengthening measures. During a break in operation of approx. 2 months in June 2020, cement injections were tested in grouting trials in different variants to determine their suitability and optimize the parameters and the work to be carried out. The tests and the investigations carried out revealed interesting findings about the condition of the tunnel. The grouting was carried out at low pressure, at different distances and drilling depths, testing important parameters for the subsequent execution and enabling optimization. The porosity of the lining was significantly reduced by grouting, thus improving the quality of the shell. A before-and-after measurement with georadar investigation demonstrated the improvement of the lining due to the grouting.
A remarkable finding is the combination of the relatively poor quality of the lining concrete, which is due to the construction during World War II, with the practically uncracked and relatively tight lining. It is a testimony to a high level of construction skill that it was possible to create such durable structures with the means available at the time.
Nach abgeplatzten Betonteilen im Druckstollen sollte dieser abschnittsweise ertüchtigt und für die weiteren Jahre fit gemacht werden. Da wenig Informationen über den Zustand des Stollens und die Ursache der Abplatzung vorlagen, wurden mögliche Schadensbilder und Ursachen analysiert und Injektionen in Kombination mit einer Betonsanierung als Ertüchtigungsmaßnahme definiert. Innerhalb einer Betriebspause von ca. 2 Monaten wurden im Juni 2020 Zementinjektionen in Verpressversuchen in verschiedenen Varianten getestet, um deren Eignung festzustellen, bzw. die Parameter und auszuführenden Arbeiten zu optimieren. Die Versuche und die dabei gemachten Untersuchungen ergaben interessante Erkenntnisse über den Zustand des Stollens. Die Injektionen erfolgten bei niedrigem Druck, wurden in verschiedenen Abständen und Bohrtiefen ausgeführt und dabei wichtige Parameter für die spätere Ausführung getestet und Optimierungen ermöglicht. Die Porosität der Auskleidung konnte dabei wesentlich reduziert und damit die Qualität der Schale verbessert werden. Mit einer Vorher-nachher-messung mit Georadar konnte die Verbesserung der Auskleidung durch die Injektion nachgewiesen werden.
Eine bemerkenswerte Erkenntnis ist die Kombination aus verhältnismäßig bescheidener Qualität des Auskleidungsbetons, die dem Bau während des Zweiten Weltkriegs geschuldet ist, mit der praktisch ungerissenen und relativ dichten Auskleidung. Es zeugt von einer hohen Baukunst, dass mit den damals verfügbaren Mitteln so dauerhafte Bauwerke erstellt werden konnten.