Geologie Stuttgart 21 S21

Die Verwerfungen im Untergrund

Verwerfungen [Artikel  Wikipedia] sind eine wichtige Erscheinung in der Geologie, da der gesamte Untergrund für uns Menschen unmerklich unter Spannung und in Bewegung ist.

Wikipedia:

"Eine Verwerfung (auch Bruch, Sprung, Verschiebung oder Störung [wikipedia] im engeren Sinne) ist eine Zerreiß- oder Bruchstelle im Gestein, die über Distanzen vom Zentimeterbereich bis zu einigen dutzend bis hundert Kilometern zwei Gesteinsbereiche oder Krustenteile gegeneinander versetzt. Den Versatz bezeichnet man als Sprunghöhe bzw. Sprungweite. Während der Überbegriff Störung auch eine plastische Verformung der Gesteine mit einschließen kann, wird als Verwerfung nur das Resultat eines Gesteinsbruches bezeichnet."

Die Verwerfungen sind deshalb so bemerkenswert im Bezug auf das Tiefbahnhofprojekt Stuttgart 21, weil dort bautechnisch immer mit Schwierigkeiten gerechnet werden muß.

Diese wären z.B.:

  • nicht standfestes Gestein (vor allem beim Tunnelbau)
  • unerwartete Wasserzutritte (von oben und unten)

Besonders kritsich sind Verwerfungen also im Tunnelbereich und im sensiblen Bereich des Mineralwasserschutzgebietes mit oberflächennahem Druckspiegel des Mineralwassers.

Störungen

a) Viele Verwerfungen (Risse durch alle Schichten) machen den Stuttgarter Talkessel zu einer geologischen Bruchzone.

An Verwerfungen sind die Gesteinsschichten also nicht fest, einheitlich und dicht, sondern eher brüchig, uneinheitlich und durchlässig. Verwerfungen treten bei Eingriffen in den Untergrund meist überraschend auf, da sie an der Oberfläche (auch durch vereinzelte Bohrungen) oft nicht zu erkennen sind. Oft sind Verwerfungen nicht als einzelne Bruchflächen, sondern als breite Verwerfungszonen mit mehreren Bruchflächen ausgebildet. Verwerfungen können z.B. durch Bohrungen oder großräumige Geländeeingriffe erkannt werden, können jedoch meist nicht oberflächlich erkannt werden.

Wo gibt es Verwerfungen im Bereich zu Stuttgart 21 - hier z.B. der Bereich des geplanten Tiefbahnhofs.

Verwerfungen

b) Übersicht der Verwerfungen im Bereich des Stuttgarter Hauptbahnhofes.Gelb umrandet das geplante Baufeld A3.

Besonder kritisch ist hier anzumerken das im Baufeld A 3 des geplanten Tiefbahnhof eine besondere Häufung und sogar ein Aufeinanderstoßen verschiedener Verwerfungen bereits bekannt ist! Dies nennt man auch geologische Schwächezone, denn hier ist der Gesteinsuntergrund tiefgründig aufgelockert.

Verwerfungen sind auch immer kritisch für den Tunnelbau. Jede Verwerfung beim Tunnelvortrieb birgt die Gefahr von aufgelockertem Gestein und Wasserzutritten. Hierzu gibt es verschiedene geeignete Bohrverfahren und vorsorgliche Maßnahmen wie z.B. Hydroschildvortrieb oder Injektionsbohrungen. Das kostet jedoch immer Zeit und Geld. Besonders kritisch und aufwendig sind jedoch überraschende Wasserzutritte, Hohlräume oder aufgelockerte Gesteinspartien an unerkannten Verwerfungszonen. Hier kann es zu einer langfristigeren Bohrverzögerung mit allen verbundenen Folgen kommen. Trotz der offiziell angeblich umfangreichen Vorerkundungen durch Bohrungen und weitere Meßmethoden werden Verwerfungen im Vorfeld oft nicht erkannt. Beispiele aus jüngster Zeit im Stuttgarter Raum sind der Engelbergtunnel bei Leonberg [pdf] und der Zuckerbergstollen [pdf] in Stuttgart-Bad Cannstatt. Hier kam es zu teils erheblichen Bauverzögerungen oder aufwändigen Sanierungsmaßnahmen.

Die Probleme mit Verwerfungen im Tunnelbau sind eigentlich normal, da man den geologischen Untergrund nie 100%tig vorraussagen kann. Sie erhöhen aber in der Regel den Aufwand und die Kosten erheblich.

Verwerfungen im Verlauf der geplanten Tunnel [pdf] für Stuttgart 21
Da im Stuttgarter Talkessel, wie bereits beschrieben, besonders viele Verwerfungen vorhanden sind und man hier sogar von einer Bruchzone spricht, ist die Gefahr von "Überraschungen " im Tunnelbau hier besonder groß. Zwar wurden angeblich 400 Bohrungen zur Erkundung der Tunnelstrecken für Stuttgart 21 niedergebracht, doch ist eine vollständige Sicherheit auch hierdurch nicht gewährleistet. Tunnelbau ist immer auch mit einem unkalkulierbaren geologischen Risiko verbunden.

Große Riskien bestehen z.B. an den Tunnelportalen des geplanten Tiefbahnhofs. Ein oft genanntes (und damit bekanntes) Risiko ist der Übergang von den Gipsgesteinen zu den unausgelaugten Anhydritgesteinen, dem sogenannten Anhydritspiegel. Hier muß mit schwiergen und aufwendigen technischen Verfahren ein Wasserzutritt - und damit ein mögliches Aufquellen der Anhydritgesteine verhindert werden. Hierfür sind spezielle bautechnische Abdichtungen [pdf] vorgesehen. Am östlichen Portal im Bereich des Wagenburgtunnels ist jedoch ein besorgniseregende geologische Komplikation festzustellen, die bisher von der planerischen Seite nicht genannt wurde. Ungefähr im Verlauf des geplanten Tiefbahnhofs ist eine Verwerfungszone [pdf] bekannt (Abbildung B oben), die über den Hauptbahnhof, den mittleren Schloßgarten in Richtung des geplanten Tunnelportals und des ominösen Bohrlochs 203 verläuft.

Verlauf

Verlauf der Verwerfungszone im Bereich des Hauptbahnhofes (dicke schwarze Linie)

Hier ist das Gestein tiefgründig aufgelockert und instabil und die Gipslösung (Subrosion) im Untergund ist tiefreichend und stark begünstigt. Das bedeutet, dass der Anhydritspiegel eventuell deutlich tiefer im "Berg" liegt und die kritische Zone des möglichen Wasserzutritts mit seinen "quellenden " Auswirkungenaucht deutlich tiefer reicht und eine breitere Zone betrifft. Auch ist die Bildung von Hohlräumen durch Gipsweglösung (Subrosion) im Untergrund durch den meist erhöhten Wasserdurchfluß an Verwerfungen möglicherweise stark erhöht. Ein Hinweis für diese Vermutung liefert der überraschende und "unerklärliche" Wasserverlust der Bohrung 203 oben an der Haußmannstraße. Hier ist eine große Menge Bohrwasser (Bohrspülung) völlig unerwartet in einem unterirdischen Hohlraumsytem "versickert" und an anderer Stelle hangabwärts wieder ausgetreten. Nach umfangreichen Versuchen wurde die Bohrung um eine Instabilität des Hang zu vermeiden Wasserdicht verschlossen und mit Stillschweigen belegt.

Auch ist die Gefährdung der Bauwerke in (bzw. unter) diesem Bereich nicht zu unterschätzen!

Weitere Probleme gibt es am Westportal im Bereich der Jägerstraße. Hier unterfahren die gepalnten Tunnel aus Feuerbach sehr knapp bestehende Bauwerke. So wird die IHK lediglich in einer Tiefe von 1,6 m unterquert. Hier wird von den Planern eine statische Schädigung der "Kammer" nicht ausgeschlossen. Besonders delikat ist die Situation auch deshalb, das in diesem Bereich Lösungshohlräume (Dolinen) sehr verbreitet sind. Man stelle sich nur vor die IHK stürtzt ein!

Dr. Ralf Laternser - Diplom-Geologe - Stuttgart