Standsicherer Streckenausbau für Jahrzehnte

Die untertägigen Infrastruktur-Grubenräume und die Fahrstrecken innerhalb des Kontrollbereichs des Endlagers Konrad werden während der gesamten Betriebsphase des Endlagers genutzt. Um einen kontinuierlichen Einlagerungsbetrieb zu gewährleisten, ist der gewählte ein- oder doppelschaligen Anker-/Spritzbetonausbau dieser Grubenräume sanierungs- bzw. instandhaltungsfrei zu gestalten und die Standsicherheit des Gebirges über mehrere Jahrzehnte zu zeigen. Für die Auslegung werden von der BGE TECHNOLOGY GmbH statische numerische Berechnungen durchgeführt, an die sich eine detailliertere Planung durch einen Unterauftragnehmer der BGE zur Umsetzung anschließt. Diese Analysen umfassen die Rampe 380, welche die Infrastrukturräume der Versatzaufbereitung und der Werkstatt verbindet, sowie einen Strahlenschutzraum und den E-Truck-Wartungsraum. Hierfür werden mehrere große 3-dimensionale numerische Modelle verwendet, die jeweils einen Gebirgsausschnitt in einer Tiefe von ca. 750 … 950 m unter der Erdoberfläche mit mehreren hundert Metern horizontaler Erstreckung abbilden und mit bis zu 3 Millionen Zonen diskretisiert sind. Die statischen numerischen Berechnungen berücksichtigen auch den Auffahrungsprozess im heterogenen, geschichteten Gebirge, um dessen Einfluss auf die Stabilität zu erfassen. Das verwendete konstitutive Modell der tonigen oder karbonatreichen geologische Schichten umfasst anisotrope Elastoplastizität mit Dehnungsentfestigung. Auch Störungszonen werden berücksichtigt.

Die Berechnungen dienen dem Nachweis der Standsicherheit der Bauzustände, der Dimensionierung der temporären Sicherungsmittel sowie der Ermittlung der Beanspruchung der Betonauskleidung durch auflaufenden Gebirgsdruck während der Betriebsphase des Endlagers.

Die Simulation des Streckenausbruchs bzw. der Streckenaufweitung bis zu Durchmessern von 8 m - 9 m zeigt eine ausreichende Standsicherheit. Aufgrund der heterogenen und anisotropen Gebirgseigenschaften treten die typischen heterogenen Verschiebungen auf. Als Sicherungsmaßnahmen bis zur Fertigstellung der Betonauskleidung werden Vollverbundanker mit Längen zwischen 4 m bis 6 m in den Strecken und bis zu 8 m in den Kreuzungsbereichen eingesetzt.

Infolge der ungleichmäßigen Gebirgsbewegungen variiert auch die Belastung der Betonauskleidung lokal. Lokale Lastspitzen treten insbesondere bei Querschnittsveränderungen und in Kurven auf. In diesen Fällen ist es durch einen iterativen Prozess zwischen Planung und numerischen Berechnungen gelungen, die Schnittgrößen durch die gezielte Berücksichtigung von Dehnungsfugen deutlich zu minimieren. Die Effizienz der Bemessung und des Bauprozesses wurde dadurch verbessert.