Zuverlässige Aufbereitung von Tunnelausbruchmaterial unter wechselnden Schlammbedingungen

Überblick

Im Zuge des groß angelegten Tunnelbaus entlang des skandinavisch-mediterranen TEN-Korridors fielen erhebliche Mengen an Tunnelausbruchmaterial an, das für die Wiederverwendung in Beton- und Verfüll anwendungen klassiert und aufbereitet werden musste. In der Zugangsgalerie Wolf (Tirol, Österreich) verarbeitete die Aufbereitungsanlage das aus dem Tunnelvortrieb gewonnene Material und konnte rund 30 % davon für eine spätere Nutzung zurückgewinnen. Die feinste Fraktion enthielt jedoch den größten Teil des Wassers und erzeugte entsprechend große Mengen an Schlamm. Da die Ressourceneffizienz eine zentrale Anforderung des Projekts war, musste das Prozesswasser in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet werden. Eine zuverlässige Feststoffabtrennung am Ende jedes Aufbereitungszyklus war daher entscheidend. Jede Beeinträchtigung der Wasserqualität oder -verfügbarkeit hätte die Kontinuität des täglichen Anlagenbetriebs unmittelbar gefährdet.

Herausforderung

Die Klassierung erzeugte einen Schlamm mit höherem und zugleich stark schwankendem Feststoffgehalt als ursprünglich erwartet. Die variierenden Trockensubstanzgehalte und unregelmäßigen Schlammmengen stellten konventionelle mechanische Aufbereitungssysteme vor erhebliche Herausforderungen. Solche Systeme erfordern in der Regel hohe Investitionskosten, verursachen einen beträchtlichen Energieverbrauch und reagieren empfindlich auf Veränderungen der Zulaufbedingungen. Zusätzlich schränkten die begrenzten Platzverhältnisse auf der Baustelle die Auswahl geeigneter Behandlungsverfahren ein, während Wartungsarbeiten und ungeplante Stillstände das Risiko bargen, die Aufbereitung des Tunnelausbruchmaterials vollständig zu unterbrechen. Die gewählte Lösung musste daher flexibel auf wechselnde Schlammcharakteristika reagieren, kontinuierlich ein klares Filtrat für die unmittelbare Wiederverwendung im Prozess liefern und gleichzeitig ausreichend standfeste, entwässerte Sedimente erzeugen, die für den Abtransport auf der Straße geeignet sind – und dies bei möglichst geringen Betriebskosten.

Lösung

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entschied sich der Auftragnehmer für die Schlauchentwässerung mit GEOTUBE®-Systemen. Nach vergleichenden Versuchen wurde das GEOTUBE® GT500D-Textil ausgewählt, da es auch bei schwankenden Feststoffbelastungen eine hervorragende Filtratqualität und dauerhaft hohe Durchlässigkeit gewährleistete. Mit technischer Unterstützung wurde auf einer kompakten Fläche von etwa 45 × 10 m ein rotierendes System aus drei Schlauchpaaren eingerichtet. Jeder GEOTUBE®-Entwässerungsschlauch konnte rund 250 m³ Schlamm aufnehmen. Durch den wechselnden Befüllungs- und Entwässerungsbetrieb war eine kontinuierliche Behandlung der anfallenden Schlämme möglich.

Vor der Beschickung der GEOTUBE^®-Entwässerungsschläuche wurde dem Schlamm über ein Inline-Dosiersystem Polymer zugesetzt. Dadurch wurden feine Partikel zu größeren Flocken agglomeriert, was die Entwässerung beschleunigte und die Durchlässigkeit des Textils langfristig sicherstellte. Das aus den Schläuchen austretende Filtrat wurde direkt in die Aufbereitungsanlage zurückgepumpt und stand dort unmittelbar zur Wiederverwendung als Prozesswasser zur Verfügung. Das Volumen der entwässerten Feststoffe konnte auf etwa 10 % des ursprünglichen Schlammvolumens reduziert werden. Das Material ließ sich anschließend mit denselben Baggern handhaben, die auch für die tägliche Aufbereitung des Tunnelausbruchmaterials eingesetzt wurden. Danach wurde es sauber und kontrolliert per Lkw zur Ablagerungsfläche transportiert.

Mit diesem Ansatz entstand ein flexibles und energieeffizientes Entwässerungssystem, das schwankende Schlammcharakteristika zuverlässig bewältigte, die Wiederverwendung von hochwertigem Prozesswasser sicherstellte und eine kontinuierliche Aufbereitung des Tunnelausbruchmaterials innerhalb der räumlichen und betrieblichen Rahmenbedingungen des Tunnelbauprojekts ermöglichte.