Der Untertagebau umfasst sämtliche Ingenieurleistungen zur Planung, Sicherung und Ausführung von Hohlraumbauten unter der Geländeoberfläche. In Marl, einer Stadt im nördlichen Ruhrgebiet, ist diese Disziplin von besonderer Bedeutung, da der Bergbau über ein Jahrhundert lang die Landschaft und den Untergrund geprägt hat. Die Altbergbauproblematik mit zahlreichen Schächten, Strecken und Hohlräumen erfordert bei nahezu jedem Bauvorhaben eine fundierte untertägige Erkundung und Sicherung.
Die geologischen Bedingungen in Marl werden durch die Lockergesteine des Quartärs und die darunter liegenden Festgesteine des Oberkarbons bestimmt. Die Emscher-Mergel-Schichten und die darüber lagernden Sande und Kiese stellen besondere Anforderungen an die Vortriebstechnik. Entscheidend ist die Wechselwirkung zwischen Grundwasserleitern und den oftmals durch Bergbau gestörten Gesteinsschichten. Eine sorgfältige Geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden ist daher bei Tunnelvortrieben unerlässlich, um Setzungen und Wassereinbrüche zu vermeiden.
Für den Untertagebau in Deutschland sind zahlreiche Normen und Regelwerke verbindlich. Die DIN EN 1997 (Eurocode 7) regelt Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik. Ergänzend gilt die DIN 1054 für Baugrundsicherheit sowie die DIN 18312 für Untertagebauarbeiten nach VOB/C. Besonders relevant für Marl ist der Altbergbau-Erlass NRW, der spezifische Anforderungen an Erkundung und Sicherung in ehemaligen Bergbauregionen stellt. Die Einhaltung dieser Normen wird durch begleitende Geotechnische Baugrubenüberwachung während der gesamten Bauphase sichergestellt.
Typische Projekte des Untertagebaus in Marl reichen vom klassischen Tunnelbau für Verkehrswege über Leitungstunnel und Kanäle bis hin zu unterirdischen Anlagen für die Energieversorgung. Auch die Sicherung von Tagesbrüchen und die Verwahrung alter Schächte fallen in dieses Spektrum. Bei Baugruben in innerstädtischen Lagen sind oft aufwendige Unterfangungen und Vereisungsverfahren erforderlich, um die Standsicherheit angrenzender Bebauung zu gewährleisten. Die geotechnische Analyse für Weichbodentunnel spielt hier eine zentrale Rolle, da viele Vortriebe in den quartären Lockergesteinen erfolgen.
Gängige Fragen
Was versteht man unter Untertagebau und welche Bauverfahren kommen zum Einsatz?
Untertagebau bezeichnet die Herstellung von Hohlräumen unter der Geländeoberfläche ohne Aushub der darüber liegenden Bodenschichten. Zu den wichtigsten Verfahren zählen der bergmännische Tunnelbau mit Spritzbetonbauweise, der Schildvortrieb mit Tübbingausbau, die Rohrvorpressung sowie Gefrier- und Injektionsverfahren zur Baugrundverbesserung. Die Verfahrenswahl richtet sich nach Baugrund, Grundwasser und den örtlichen Randbedingungen.
Welche besonderen Risiken bestehen beim Untertagebau in ehemaligen Bergbauregionen wie Marl?
In Marl bestehen die Hauptrisiken in nicht dokumentierten Altbergbauhohlräumen, Tagesbrüchen über alten Schächten und bergbaubedingten Gebirgsauflockerungen. Hinzu kommen Grubengasaustritte und veränderte Grundwasserströmungen durch die ehemalige Wasserhaltung. Die Standsicherheit kann durch die Überlagerung mehrerer Flöze und Strecken in unterschiedlichen Teufen beeinträchtigt sein, was detaillierte Erkundungen nach Altbergbau-Erlass NRW erfordert.
Welche Normen und Regelwerke sind für den Untertagebau in Deutschland verbindlich?
Maßgebend sind die DIN EN 1997 mit nationalem Anhang für geotechnische Bemessung, die DIN 1054 für Baugrund und Gründungen sowie die VOB/C DIN 18312 für Untertagebauarbeiten. Für die Ausführung gelten die ZTV-ING und die Empfehlungen des DGGT. In Bergbauregionen ist zusätzlich der Altbergbau-Erlass NRW zu beachten. Die Einhaltung wird durch geotechnische Sachverständige und begleitende Kontrollen sichergestellt.
Wie läuft die geotechnische Erkundung für Untertagebauprojekte ab?
Die Erkundung erfolgt stufenweise: Zunächst werden historische Bergbauunterlagen und Karten ausgewertet. Es folgen Kernbohrungen mit geophysikalischen Messungen zur Ermittlung von Schichtgrenzen und Hohlräumen. In kritischen Bereichen kommen seismische Verfahren und Bohrlochscanner zum Einsatz. Die Ergebnisse fließen in ein geotechnisches Modell ein, das als Grundlage für die statische Berechnung und die Festlegung der Sicherungsmittel dient.