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Bachelor-Arbeit Melina Staub
In Meyrin, Kanton Genf, baut die Marti Tunnel AG unterirdische Räumlichkeiten für den Ausbau des Teilchenbeschleunigers am CERN. Bauingenieur-Studentin Melina Staub beschäftigte sich in ihrer Bachelor-Arbeit mit der Bauausführung des Grossprojekts. Das stellte in diesem Fall nicht nur logistisch, sondern auch zeitlich eine Herausforderung dar. So musste jegliches Material und Inventar durch einen engen Zugangsschacht in die Tiefe gelassen werden.
Ausgangslage
Das CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung baut seinen grossen Teilchenbeschleuniger aus. Nach dem Ausbau und der Inbetriebnahme des High Luminositiy Large Hadron Collider im Jahr 2026 erhoffen sich die Forscher in einen neuen Bereich der Teilchenphysik vordringen zu können.
Aufgabenstellung
Die Arbeit untersucht direkt auf der Baustelle die Bauausführung der neuen unterirdischen Infrastrukturen. Die Schwerpunkte sind:
- Submissionsverfahren
- Geologie
- Schachtbau und Ausbruch Untertagbau
- Materialbewirtschaftung und Logistik
Wenn man vor Ort auf der Baustelle ist, mit den Leuten reden kann und diese Leidenschaft mitbekommt; das ist einfach nur super!
Ergebnis
Als internationale Organisation obliegt das CERN nicht dem öffentlichen Beschaffungswesen der Schweiz. Die wesentlichen Unterschiede der Submission liegen im Ausschreibungsverfahren und in den Schwellenwerten. Das massgebende Zuschlagskriterium ist neben dem Preis die Berücksichtigung der Mitgliedstaaten. Dank sehr gutem Gestein (Mergel/Sandstein) ist der Einfluss der Geologie auf den Vortrieb gering. Es besteht lediglich die Gefahr eines geologischen Niederbruchs in der Kavernenkrone. Zusätzlich muss der Mergel vor Wasser geschützt werden, um ein Quellen des Gesteins zu vermeiden. Indirekt beeinflusst der Fels den Vortrieb durch seine Härte. Die Arbeiten kommen teilweise nicht so schnell voran wie angenommen.
Die Herausforderungen im Schachtausbruch liegen weder an der Geologie noch an
der Bauweise. Für den Schachtbau dürfen keine dieselbetriebenen Bagger eingesetzt werden, da diese in der Eigenfrequenz des LHC arbeiten. Die Schwingungen wären zu gross und beeinflussen die Forschungsarbeit. Der Ausbruch erfolgt daher mit einem eigens für dieses Projekt umgebauten elektrisch angetriebenen Bagger. Die hohen Anforderungen im Untertagbau liegen in der Logistik. Die Kapazität des Schachtes und die engen Platzverhältnisse beeinflussen den Vortrieb wesentlich. Sämtliches Material und Inventar muss durch den Schacht in die Tiefe gelassen werden.
Abschliessend kann gesagt werden, dass der konventionelle Vortrieb wenige Schwierigkeiten darstellt. Die grosse Herausforderung liegt in der sehr komplexen Logistik und der Nähe zum LHC Tunnel, welcher sich teilweise während der Bauarbeiten in Betrieb befand.
Quelle: HSR Hochschule für Technik Rapperswil