Technisches Forum Entsorgungsnachweis

Frage 23: Bautechnische Machbarkeit eines Tiefenlagers (III)

Bautechnische Machbarkeit eines Tiefenlagers (III): Sollte es zu einem Versagen der Versiegelung von wasserführenden Schichten oberhalb des Lagers kommen (z.B. Malmkalke), welche durch die Zugangsrampe durchfahren werden, wie wird dann die Bedeutung der im Gestein um das Bauwerk vorhandenen baubedingten Auflockerungszone als Wasserwegsamkeit eingestuft?

Thema , Bereich
Eingegangen am 23. Dezember 2005 Fragende Instanz Vertreter des Kantons Schaffhausen
Status beantwortet
Beantwortet am 23. Dezember 2005 Beantwortet von

Beantwortet von Nagra

Aus der Frage geht nicht klar hervor, ob das Verhalten während der Bau- und Betriebsphase oder in der Nachbetriebsphase gemeint ist.

In der Bau- und Betriebsphase wird das anfallende Gebirgswasser gefasst. Bei signifikanter Erhöhung des Zuflusses aus abgedichteten Schacht- oder Tunnelabschnitten können die Abdichtungen durch Zusatzinjektionen verbessert werden. Sollte trotzdem (z.B. beim Ausfall der redundant ausgelegten Wasserhaltung) Wasser in den Lagerbereich eindringen, so beschränkt sich die Ansammlung des Wassers zunächst auf den am tiefsten gelegenen Bautunnel (siehe Antwort 13). Dieser Bautunnel hat eine ca. 25 cm mächtige Spritzbetonauskleidung ohne Drainagesystem (bei der geringen hydraulischen Durchlässigkeit des Opalinustons ist, wie sich auch im Felslabor Mont Terri gezeigt hat, kein Drainagesystem notwendig), so dass nur eine begrenzte Menge Wasser durch den Spritzbeton (K ≈ 10-11 m/s) in die Auflockerungszone des Bautunnels eindringen kann.

Das eindringende Wasser kann zwar zu Schäden am Tunnel führen, ein vollständiger Kollaps ist aber nicht zu erwarten. Erfahrungen aus einem Stollensystem in einer ähnlichen Tonschieferformation in Kanada zeigten, dass durch Flutung des Stollensystems über einen Zeitraum von ca. zwei Jahren zwar massive Schäden aufgetreten waren, nach dem Abpumpen des Wassers aber ein Zugang und damit eine Sanierung der Untertagebauten möglich war.

Die Auflockerungszone im Bereich der Rampe und des Schachts kommt auch nur bedingt als Fliesspfad von einem Aquifer in das Lager in Betracht. Selbst wenn das Wasser ungehindert durch die Auflockerungszone der Neben- und Rahmengesteine in das Wirtgestein fliessen würde, würde das Selbstabdichtungspotential des Wirtgesteins verhindern, dass Wasser durch die Auflockerungszone im Wirtgestein weiter ins Lager vordringt. Konstruktive Massnahmen wie sie im NTB 02-02, Seite 68 beschrieben sind, verhindern allerdings einen solchen ungehinderten Fluss sehr effektiv. Scheiben oder Schlitze in der Auflockerungszone an strategisch wichtigen Punkten unterhalb der potenziellen Aquifere aber oberhalb des Wirtgesteins (z.B. in den Effinger Schichten) unterbrechen den Fluss durch die Auflockerungszone und Erlauben die kontrollierte Ableitung des Wassers aus der Auflockerungszone in die Wasserhaltungssysteme. Eine Kontrolle (Monitoring) der anfallenden Wassermenge in der Wasserhaltung erlaubt die frühzeitige Erkennung von Problemen und die Einleitung von Gegenmassnahmen (s.o.).

Betrachtet man die Nachbetriebsphase so ergibt sich folgendes Bild: An den Tunnelversiegelungsstellen (NTB 02-02, Kapitel 8) wird im Bereich des Dichtelementes das Betongewölbe und der unmittelbar anstehende, aufgelockerte Felsbereich entfernt. Da es sich um eine lokale Tunnelaufweitung handelt, ist die neu entstehende Auflockerung gering. Gelangt nun Wasser in den Bereich des Dichtelementes beginnt der dort eingebrachte Bentonit zu quellen. Mit dem dadurch erzeugten Druck und Quell- bzw. Desintegrationsprozessen im Wirtgestein wird eine Selbstabdichtung erreicht, die zu hydraulischen Durchlässigkeiten führt, die praktisch denen des unversehrten Umgebungsgesteins entsprechen. Durch die gestaffelte Anordnung von Tunnelversiegelungen kann deshalb sichergestellt werden, dass die geforderte Langzeitsicherheit gewährleistet werden kann.