SBT ‐ Concurrent grouting during excavation

Der Semmering‐Basistunnel (SBT) verläuft durch mehrere geologische Einheiten, die bedeutende Bergwasservorkommen enthalten. Der Schutz dieser Wasserkörper wurde gemäß der gesetzlichen Vorgaben auch im Bescheid zur Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) festgelegt. Die Bergwasservorkommen befinden sich überwiegend im Karbonatgestein, deren Eigenschaften – insbesondere hinsichtlich Durchlässigkeit und Festigkeit – örtlich stark variieren. Diese Unterschiede stellen hohe Anforderungen an die Planung und Ausführung des Tunnelvortriebs. Für jedes Bergwasservorkommen wurden daher maßgeschneiderte Bohr‐ und Injektionskonzepte entwickelt. Besonders anspruchsvoll sind die Arbeiten im Grassberg‐Karbonat, das sich durch eine ungewöhnliche Kombination aus sehr hoher Durchlässigkeit, erosionsinstabilen Brekzien und lokal hohem Wasserdruck auszeichnet. Diese Eigenschaften treten gemeinsam nur selten auf und unterscheiden den Bereich deutlich von typischen wasserführenden Zonen. Bereits bei den ersten Erkundungsbohrungen vom Vortrieb aus wurden Wasserzutritte mit Fließraten von über 100 l/s festgestellt, begleitet vom Potenzial zu signifikantem Materialaustrag. Der Beitrag konzentriert sich auf die Durchörterung des Grassberg‑Karbonats und beschreibt die eingesetzten technischen Maßnahmen zum Schutz des Bergwassers. Zur sicheren Durchörterung wurden schrittweise Maßnahmen umgesetzt, darunter Top‑Down‑Injektionen und eine verstärkte Außenschale mit nahezu kreisrundem Profil. Ergänzend dazu führten Druckentlastungsbohrungen – mit Schüttungen von bis zu 215 l/s und einer Reduktion des Bergwasserdrucks von ca. 8,7 bar auf 0,4 bar – zu einer weiteren Optimierung dieser Methoden.

The Semmering Base Tunnel (SBT) crosses several geological units that contain significant ground water reserves. These aquifers are under special protection, as stipulated in the Environmental Impact Assessment (EIA) decision. The affected zones are predominantly located within carbonate rock mass blocks, whose properties ‐ particularly regarding permeability and strength ‐ vary considerably between formations. These variations impose stringent requirements on the planning and execution of tunnel excavation. Consequently, customized drilling and grouting concepts were developed for each formation. Particularly challenging for excavation are the intensely fractured and highly permeable carbonate rock mass of the Grassberg, as well as the marginal zones strongly affected by tectonic deformation. During the initial investigative drilling, water inflows exceeding 100 L/s were encountered, accompanied by significant material washout. The paper focuses on the excavation of the Grassberg carbonate unit and describes the technical measures implemented to protect the groundwater. To ensure safe tunnelling, stepwise measures were applied, including top‑down injections and a thicker primary lining with an almost circular profile. In addition, groundwater pressure‑relief drilling, which achieved discharges of up to 215 L/s, reduced the groundwater pressure from approximately 8.7 bar to 0.4 bar, further enhanced the effectiveness of these methods.