Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe · - 2 - Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Im Ergebnis des von Herrn Götz vorgelegten Sachverständigengut-achtens ist

LBGR | P o s t f a c h 10 09 33 | 0 3 0 0 9 C o t t b u s

Gemeinsame Landesplanungsabteilung

der Länder Berlin und Brandenburg

Referat GL 4

Gulbener Straße 24

03046 Cottbus

Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe

IBAN: DE 43 3005 0000 7110 4017 47 BIC-Swift: WELADEDDXXX

Überweisungen an: Landesbank Hessen-Thüringen Kontoinhaber: Landeshauptkasse Potsdam Konto-Nr.: 711 040 174 7 Bankleitzahl: 300 500 00

Inselstraße 26 03046 Cottbus Bearb.: Herr Dr. Obst Gesch.-Z.: 14.9-1-48 Telefon: 0355 48 64 0 - 200 Telefax: 0355 48 64 0 - 510 Internet: www.lbgr.brandenburg.de

Cottbus, 02 . Dezember 2013

Braunkohleplanverfahren Welzow-Süd, TA II, Gutachten

Dr. Krupp

Sehr geehrter Herr Weymanns,

Herr Dr. Krupp führt im erneuten Gutachten vom 27.08.1013 seine

bereits getroffenen Aussagen weiter, stellt geohydraulische und ge-

otechnische Berechnungen/2D-Modellierungen in mehreren Szena-

rien an, in deren Ergebnis er die Einstellung des Braunkohlenplan-

verfahren Welzow-Süd fordert.

Im Zusammenhang mit der hier zu prüfenden Problematik hat sich

das LBGR entschieden, sich zusätzlich eines externen Sachver-

ständigen (siehe Sachverständigengutachten vom 28.11.2013 in

der Anlage) zu bedienen.

Der beauftrage Sachverständige, Herr Dipl.-Ing. Matthias Götz ist

von der IHK zu Leipzig öffentlich bestellter und vereidigter Sachver-

ständiger für Baugrundbeurteilung, Böschungen und Gründungen

im Lockergestein und gleichzeitig vom Sächsischen Oberbergamt

anerkannter Sachverständiger für Geotechnik. Letztere Anerken-

nung ist auch in Brandenburg Voraussetzung, um als Sachverstän-

diger zu Fragen der Geotechnik und Standsicherheit von Böschun-

gen im Braunkohlebergbau gehört zu werden.

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Im Ergebnis des von Herrn Götz vorgelegten Sachverständigengut-

achtens ist ersichtlich, dass auch die neuerliche Studie von Dr.

Krupp fachlich nicht haltbar ist.

Der Staatliche Geologische Dienst nimmt zu den Aussagen folgen-

de Position ein:

Die von Herrn Dr. Krupp (S.44) unterstellte Behauptung, dass das

LBGR eine lediglich datenverwaltende Behörde ist, entbehrt jegli-

cher Grundlage. Im LBGR, dem Staatlichen Geologischen Dienst in

Brandenburg, werden u.a. geologisch relevante Daten dokumentiert

und in die Landesdatenbank Geodab eingepflegt. Dieser Datenfun-

dus sowie weitere im Amt vorliegende Unterlagen und weiter durch

Dritte zur Verfügung gestellte Unterlagen bilden die Grundlage für

alle fachlichen, genehmigungs- und sicherheitsrelevanten Bewer-

tungen und Prüfungen durch unsere Geologie- und Bergbaufachleu-

te.

In unserer Stellungnahme vom 30.11.2012 legten wir den Zusam-

menhang von geologischem Aufbau und hydrodynamische Verhält-

nisse dar. Dieser entspricht dem derzeitigen Kenntnisstand.

Die geologisch-hydrogeologischen Verhältnisse zum geplanten Ta-

gebau Welzow-Süd II sowie zur Beurteilung der Errichtung und

Wirkung der Dichtwand sind grundsätzlich geklärt. Dabei wurden die

Bedeutung der Bahnsdorf- Blunoer Rinne im geohydraulischen Sys-

tem und die geologische Ausbildung und Verbreitung des Einbin-

dehorizontes für die Dichtwand hinreichend belegt.

Die von Herrn Krupp geäußerten Zweifel an der Eignung des Ein-

bindehorizontes hinsichtlich dessen Ausbildung und Mächtigkeit

sind fachlich nicht haltbar.

Des Weiteren ist anzumerken, dass im gesamten bergbaubeein-

flussten Raum ein GW-Monitoring zur Überwachung der Absenkung

sowie des Wiederanstieges durch den Bergbaubetrieb Vattenfall

betrieben wird. Dabei stehen die Grundwassermessstellen sowohl

in Hangend- als auch in Liegend-Grundwasserleitern. Dieses Moni-

toring unterliegt einer kontinuierlichen Anpassung und Optimierung

vor allem bei besonderen Fragestellungen. Hier erfolgt die Kontrolle

der Wirksamkeit der Dichtwand. Gleichzeitig ist dies Grundlage für

weitere Modellierungen bzw. Prüfung bisheriger Modellaussagen.

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Mit dem Sachverständigen-Gutachten werden die von Dr. Krupp

angenommenen Szenarien (Grundlagen und Ergebnisse) fachlich

fundiert widerlegt. Dies betrifft u.a. einen hydraulischen Grundbruch

im Bereich der Dichtwand, Standsicherheitsprobleme während des

Wiederanstiegs, Rutschungen auf Gleitflächen, Leckagen in der

Dichtwand. Dr. Krupp inszeniert hier verschiedene Modell-Beispiele,

die geohydraulisch und bodenmechanisch nicht eintreten können,

so dass deren Ergebnisse und Aussagen nicht praxisrelevant sind.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass nach erfolgter

Auskohlung die Brunnen nicht abrupt abgeschaltet werden, sondern

der GW-Wiederanstieg kontrolliert erfolgt, u.a. in Abhängigkeit geo-

technischer Grenzwasserstände für die Herstellung bzw. Gewähr-

leistung geotechnisch sicherer Böschungen und von den zur Verfü-

gung stehenden Flutungsmengen.

Im Zusammenhang mit der Diskussion um die Dichtwandtechnolo-

gie und die Verwendung des Friedländer Blautones ist folgendes

anzumerken:

Der Friedländer Blauton ist ein Rohstoff, der auf eine lange Nut-

zungsgeschichte und verbunden damit auf einschlägige Referenzen

auf den Gebieten Umwelttechnik bzw. Abdichtungsmaterial verwei-

sen kann. Der Gesamtanteil an Tonmineralen beträgt über 70 %.

Die überwiegend auftretenden Montmorillonitanteile sind verant-

wortlich für die hohe Quellfähigkeit des Rohstoffs, der damit einem

Bentonit sehr ähnlich ist. Damit korrespondierend existieren weitere

Eigenschaften, die den Rohstoff besonders für Einsätze in der Um-

welttechnik qualifizieren, wie z.B. ein hohes Ionenaustauschvermö-

gen und ein gutes Adsorptionsvermögen. Dazu kommen seine hohe

mechanische Widerstandfähigkeit und sein gutes Verdichtungsver-

halten.

Der k-Wert liegt bei ca. 10-11 m/s, womit der Ton als Abdichtungs-

material für Deponien bzw. im Bergbau sehr gut geeignet ist. Vor

allem aufgrund niedriger Karbonat- und Organikgehalte sind Barrie-

ren aus Friedländer Blauton gegenüber Sickerwässern und Nieder-

schlägen sehr widerstandsfähig. Da der Ton in der Lagerstätte

weitgehend homogen ist, was durch die Aufbereitung noch verstärkt

wird, können auch sehr homogen aufgebaute Barrieren aus ihm

errichtet werden. Dies wiederum gewährleistet, dass die an definier-

ten Stellen bzw. im Laborversuch ermittelten Eigenschaften über die

ganze Barriere aushalten.

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Insgesamt ist der Rohstoff also hervorragend geeignet für die Er-

richtung von Dichtwänden im Bergbau.

Der Leithorizont im Kohlefeld Welzow-Süd und die Möglichkeit ei-

ner kolloiden Dispersion des anstehenden Tones ist folgenderma-

ßen zu bewerten:

Der Leithorizont stellt den Einbindehoriziont für die Dichtwand

Welzow-Süd dar.

Die kolloide Dispersion von Tonen wird durch komplizierte Katio-

nenaustauschprozesse an der Oberfläche eines „Tonkörpers“ ver-

ursacht. Praktische Bedeutung erreicht ein solcher Prozess nur bei

einem aufgemahlenen oder aufgeschlämmten Produkt.

Der Leithorizont ist ein flächenhaft verbreiteter, durchschnittlich 5 m

mächtiger Schuffhorizont. Die Teufenlage des Horizontes von

durchschnittlich 100 m und die mehrmalige Eisüberdeckung von bis

zu 700 m bedingen einen hohen diagenetischen Verfestigungsgrad.

Für den Leithorizont kann zumindest seit Beginn der verstärkten

Braunkohlenerkundung in den 1960iger Jahren keine Änderung der

Mächtigkeit nachgewiesen werden, so dass eine kolloide Dispersion

im anstehenden Gebirge ausgeschlossen wird.

Das Sediment besteht aus ca. 20% Tonkorn, 60 % Feinkorn

(Schluffanteil) und ca. 20 % Feinsandanteil. Der Feinkornanteil be-

steht überwiegend aus zerriebenem Quarz. Der Anteil an reaktions-

freudigen Tonmineralen wird wegen Kornaufbau und Diagenese-

grad sehr gering sein. Der Tonmineralanteil setzt sich größtenteils

aus oberflächenstabilen Illiten und Muskoviten zusammen.

Eine kolloide Dispersion des Leithorizonts ist also, wenn stofflich

überhaupt möglich, nur durch intensive Aufbereitung denkbar. Eine

Oberflächenerweiterung durch Strukturzerstörung beim Schlitzfrä-

sen reicht dafür praktisch nicht aus, da die thixotrope Spülung zur

sofortigen Verkittung kleinster Hohlräume führt.

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Schlussbemerkungen:

Sowohl seitens des Staatlichen Geologischen Dienstes als auch

durch das vorliegende Sachverständigengutachten werden die Aus-

sagen des Herrn Dr. Krupp fachlich widerlegt. Das von Greenpeace

eingebrachte Gutachten ist für das weitere Verfahren nicht relevant.

Der Sachverständige Dipl.-Ing. Götz kann bei Bedarf während des

Erörterungstermins vortragen.

Im Auftrag

gez. Dr. Ulrich Obst

Dipl:lng. Manhias GölZ, 0·04416 Markkleeberg I Schmiedestraße 29

LBGR Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg Inselstraße 26

D-03046 Cottbus

Markkleeberg, den 28. 11. 2013 Az: svrn..goe/21.10.2013_51

Sachverständigengutachten

Bergbaufeld: Bundesland Brandenburg, Tagebau Welzow-Süd, geplanter Teilabschnitt 11 (TA 11)

Bewertungsgegenstand: künftige Randböschungssysteme an der südlichen Markscheide des Abbaufeldes

Teilleistung: Studie zur Bewertung der hydromechanischen und erdstatischen Stabilität

Auftraggeber: LBGR Brandenburg, Datum: 30. 09. 2013, Vergabe-Nummer: 2013 / 125

Gültigkeit: Themen aus Gutachten Greenpeace, in Verbindung mit Vattenfall / LBGR

Umfang: 33 Seiten Text, 10 Abbildungen, 13 Tabellen, 5 Anlagen

Ausfertigung: 1

Dipl.-Ing. Matthia Go z Vom Sächsischen Oberbergamt anerkannter Sachverständige für Geotechnik (SächsBergVO)/ Von der IHK zu L ipzig öffentlich bestellter und "'t~(.11 i\O'o,"-

vereidigter Sachv ständiger für Baugrund, Böschungen b~stel/t und 'leI

und Gründungen im Lockergestein (§36 GewO)

Oipl .-Ino. Matthias GülZ

I Wirtschaftsmediator (lHK)

www.manhias-goetz.com

Von der Industrie- und Handelskammer zu leipzig

öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Baugrundbeurtei lung, Böschungen und Gründungen im lockergestein (§36 GewO)

Vom Sächsischen Oberbergamt

I anerkannter Sachverständiger für Geotechnik (SächsBergVO)

Postanschrift Sachverständigenbüro DipL·lng. Mauhias Gütz

Schmiedestraße 29 04416 Markkleeberg

Telefon (d) 034 297.678 10 Telefax (d) 034 297.m 11

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goetz@geotechnik·goetz.de

Büro leipzig

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Steuer·Nr. 235/224/02095

Brandenburg,TagebauWelzow‐Süd,geplanterTeilabschnittII(TAII),Sachverständigengutachten:StudiezurBewertungderhydromechanischenunderdstatischenStabilität,Datum:28.11.2013

Sachverständiger:Dipl.‐Ing.MatthiasGötz,Markkleeberg,Schmiedestraße29Seite2von33Tel.:034297/67810,eMail:goetz@geotechnik‐goetz.de,web:www.geotechnik‐goetz.de

1 Inhaltsverzeichnis Titelblatt

1Inhaltsverzeichnis...........................................................................................................2

2VeranlassungundAufgabenstellung.......................................................................3 2.1Grundlagen.........................................................................................................................3 2.2GeologischeVerhältnisse.............................................................................................5 2.3HinweiseGreenpeace....................................................................................................5

3Modellschnitte1bis3....................................................................................................6 3.1Modellschnitt1.................................................................................................................6 3.2Modellschnitt2.................................................................................................................7 3.3Modellschnitt3.................................................................................................................8 3.4 ErdstatischeBodenkenngrößen................................................................................8 3.5 GeohydraulischeModellkenngrößen......................................................................9

4Bearbeitungssystematik.............................................................................................10

5 Fragenkomplex1‐Einbindehorizont...................................................................10 5.1 Datengrundlage..............................................................................................................10 5.2 HinweiseGreenpeace...................................................................................................11 5.3 AuswertungenFachliteraturundRegelnderBautechnik............................11 5.4 Vergleichsanalysen........................................................................................................15

6 Fragenkomplex2‐Filterkuchen.............................................................................20 6.1 ErfahrungenVEM...........................................................................................................20 6.2 HinweiseGreenpeace...................................................................................................20 6.3 Bewertungen....................................................................................................................21

7 Fragenkomplex3–Bruchzustände........................................................................21 7.1 BerechnungenVEM.......................................................................................................21 7.2 BerechnungenGreenpeace........................................................................................22 7.3 ErgänzendeStandsicherheitsberechnungen.....................................................23 7.4 Bewertungen....................................................................................................................24

8 Fragenkomplex4–Gleitrutschungen...................................................................25 8.1 KenntnisstandVEM.......................................................................................................25 8.2 HinweiseGreenpeace...................................................................................................26 8.3 Bewertungen....................................................................................................................26

9 Fragenkomplex5–Dichtwandleckagen..............................................................28

10 Zusammenfassung.........................................................................................................28 10.1 ZusammenfassendeBewertung...............................................................................28 10.2 DuktilitätdergeotechnischenSicherungselemente.......................................28

11 Unterlagen.........................................................................................................................29

12 Fachliteratur.....................................................................................................................31

13 Anlagenverzeichnis.......................................................................................................33



2 VeranlassungundAufgabenstellung 2.1 GrundlagenDas LBGR Landesamt für Bergbau Geologie und Rohstoffe Brandenburg ist alszuständige Fachbehörde imRahmendesBraunkohlenplanverfahrens für denTagebauWelzow‐Süd – räumlicher Teilabschnitt II (TA II) – in die fachliche Prüfung vonStellungnahmenundEinwändeneinbezogen.EinThemenkomplexbefasstsichmitdenFragen zur hydromechanischen und erdstatischen Stabilität des Erdkörpers(Sicherheitspfeiler)zwischenderDichtwandunddenTagebauböschungen.DieDichtwanderhältdieFunktioneinesSchutzschirmsfürdieUmgebungaußerhalbdesTagebaues gegenüberGrundwasserentzug durch die bergbaulichenWasser‐haltungen.Die vom Bergbauunternehmen VEM eingebrachte Achse der geplanten DichtwandverläuftsüdlichdesKohlefeldesWelzow‐Süd.ImVerlaufdesBraunkohlenplanverfahrenshatdieGreenpeacee.V.Hamburg, in ihrenStellungnahmen wiederholt Besorgnisse hinsichtlich der Standfestigkeit undhydromechanischen Stabilität des Systems aus Dichtwand und bergbaulichemSicherheitspfeilergeäußert.DazuliegteinKurzgutachtenvonDr.habil.Krupp[U2]vor.Seitens des Landesamtes LBGR ist 2012 [U3] in einer ersten Stellungnahme auf dieangesprochenenFragenvonGreenpeacereagiertworden.Im Zuge dieses Klärungsprozesses sind durch Greenpeace mit dem Gutachten: ZurSicherheit des Erddammes zwischen Sedlitzer See und dem geplantenBraunkohlentagebauWelzow‐SüdII,Datum:27.08.2013[U4],weiteregeohydraulischeundbodenmechanischeDetailsindiefachlicheDiskussioneingebrachtworden.Das Landesamt LBGR entschied nach Übergabe des Gutachtens [U4] durch dieRaumordnungsbehörde, die von Greenpeace aufgeworfenen Fragen einem externenSachverständigenzurfachlichenBewertungvorzulegen.DazufandzwischendemLBGRund dem unterzeichnenden Sachverständigen am 18. 09. 2013 eine Anlaufberatungstatt.Im Rahmen der Auftragserteilung [U1] hat das LBGR dem Unterzeichner eineHandlungsvollmacht zur selbstständigen Auswahl und Einsicht von Unterlagen beimBergbauunternehmenVEMerteilt.Der Termin zur Unterlageneinsicht bei VEM fand am 23. 10. 2013 in Cottbus statt.SeitensdesUnterzeichnerssindineinerVorinformationanVEMfolgendeSchwerpunktebereitzustellenderUnterlagenbenanntworden:



a) Bodenmechanikaa) Lageplan

ab) maßgebendergeotechnischerSchnittbzw.Schnitte,geologischeBesonderheitenac) AchseDichtwand

ad) RaumlageundRestscherfestigkeitvonGleitfugenae) BeschaffenheitsmerkmaleundLaborwertemaßgebenderBodenschichten

(Korngrößenverteilungen,PlastizitätundKonsistenz)af) geohydraulischeundgeotechnischeBodenkenngrößenag) BetrachtungenzurErosions‐undSuffosionsbeständigkeitdurchströmter

Erdstoffeah) erdstatischeBerechnungenzurGesamtstandsicherheit

ai) BerechnungenzurUm‐undUnterströmungderDichtwandaj) BerechnungenzurVerformungdesGebirgeszwischenDichtwandundTagebau,

ggf.inverschiedenenAbbauphasen.b) Dichtwandherstellungba) bisherigeErfahrungenundggf.Besonderheitenbb) InformationzumHerstellungsverfahrenundzuEigenschaftender

Stützsuspensionbc) Qualitätssicherungsmaßnahmenbd) TechnologiezurAbsperrungvonDichtwandabschnittenbe) AusbildungFilterkuchenundEigenschaftendesDichtwandguteshinsichtlich

FestigkeitundDurchlässigkeit.PlanunterlagenDas Bergbauunternehmen VEM hat dazu im Verlauf des laufendenBraunkohlenplanverfahrens die ausführungsrelevanten Unterlagen zur Stabilität desDichtwandschlitzes, zur Qualitätssicherung und zur sicheren Einbindung desDichtwandfußes, in Form einer planerischen Mitteilung vom 31. 08. 2012 [U5.3] derRaumordnungsbehördeunddemLBGRzurVerfügunggestelltwordensind.



Die Standsicherheitsverhältnisse des bergbaulichen Sicherheitspfeilers zwischen demTagebauböschungssystem und der wasserdruckbeanspruchten Dichtwand, sind in[U5.3]hinsichtlichGesamtstandsicherheitbetrachtetworden.DieinsgesamtvonVEMzudenFragenkomplexena)undb)übergebenenDatensindalsUnterlagenU5undU6zusammengefasst.2.2 GeologischeVerhältnisseDiebesonderengeologischenVerhältnissedurchdie Strukturder ´BahnsdorferRinneán der Landverbindung zwischen dem Sedlitzer See und dem geplantenTagebauaufschluss Welzow‐Süd II, sind u.a. in den von Greenpeace eingereichtenGutachten [U2] und [U4] ausführlich beschrieben und erläutert worden. ErneuteGrundlagenbewertungen der geologischen Verhältnisse sind daher nicht GegenstanddiesesGutachtens.2.3 HinweiseGreenpeaceDie Bearbeitungen von Dr. habil. Krupp ([U2], [U4]) setzen sich intensiv mit derHerstellung und Funktion der Dichtwand im Bereich der besonderen geologischenStruktur der ´Bahnsdorfer Rinne´ auseinander. Aus diesen Bearbeitungen leiten sichfolgendeFragekomplexeab:Fragenkomplex1SinddieEinbindehorizontedesDichtwandfußes(B1‐Horizont(Schlüsselnummer4710)bzw. Obere Schluffe der Spremberger Formation (Schlüsselnummer 5110)) alshydraulischstabileGrundwassergeringleitergeeignet?Fragenkomplex2An der Kontaktfläche der Dichtwandstützflüssigkeit zum anstehenden Gebirgskörperbildet sich ein sog. Filterkuchen (auch Tonkruste) aus. Hier wird die Frage nachFehlstellen an diesem Filterkuchen aufgeworfen, die durch technologische Prozesse,durch Probenahmen imRahmenderQualitätskontrolle oder durch denAusbruch vongrößerenSteinen(Findlinge)entstehenkönnten.



Fragenkomplex3Bestehen Gefährdungen in der Stabilität des Sicherheitspfeilers zwischen derwasserdruckaufnehmendenDichtwandunddenTagebauböschungendurchhydraulischverursachteVersagen (Suffosion,Erosion,hydraulischerGrundbruchbzw.Piping)undkannsicheinDurchbruchdesSedlitzerSeesindenTagebauhineinergeben?Führen die hydraulisch verursachten Einwirkungen in der nachbergbaulichenFlutungsphasedesWelzowerSeeszuungünstigerenStandsicherheitsverhältnissenamSicherheitspfeiler?Fragenkomplex4Liegen unzureichende Standsicherheitsverhältnisse des Sicherheitspfeilers gegenüberAbgleitendurchgeologischvorgegebeneGleitfugen(Harnischflächen)vor?Sind bei den Stabilitätsbetrachtungen die hydraulischen Einwirkungen ausreichendberücksichtigt?Fragenkomplex5Wiewirken sich evtl. Leckagen inderDichtwandhinsichtlich eines inGangkommensvonSuffosions‐undErosionsprozessenaus?

3 Modellschnitte1bis3 Zur Bewertung der Fragenkomplexe hat der unterzeichnende Sachverständige dreiModellschnitte herausgearbeitet, um maßgebende geohydraulische und erdstatischeProzessebetrachtenzukönnen(Abbildungen1bis3).3.1 Modellschnitt1Dieser Modellschnitt geht auf der Grundlage des bodenmechanischen SchnittesBM_TAII_Profil_7_2012[U6]vonfolgendenRandbedingungenaus: Die seitliche Einspannung der Dichtwand besteht aus wasserdurchlässigen Böden

(Geologieder´BahnsdorferRinne´). AlsEinbindehorizontedesDichtwandfußesfungierendieBodenschichten4710(B1‐

Horizont)bzw.alternativ5110. Die Dichtwand bindet t ≥ 2m in den Einbindehorizont ein. Der Einbindehorizont

liegtbei+101mNHN. Der abgesenkte Grundwasserspiegel tagebauseitig der Dichtwand liegt bei +38 m

NHN.



Abbildung1:Modellschnitt1(alleHöhenkotein[mNHN])

3.2 Modellschnitt2Der Modellschnitt 2 wird – gegenüber dem Modellschnitt 1 – um eine bindigeZwischenschicht der Elsterkaltzeitlichen Nachschüttung (Horizont 2733) – erweitert.DiesebindigeSchichtweistanderBasiseinegeologischvorgegebeneGleitflächeauf.Abbildung2:Modellschnitt2(alleHöhenkotein[mNHN])

Gelände:+111

Grundwasser:+101

abgesenktesGrundwasser:+38

Bodenschicht1:nichtbindigerBoden

Bodenschicht3:bindigerBoden,Hgd.+10

Tagebausohle:+40

Dichtwand

Filterbrunnen

Einbindung:2m

Abstand:150m

flözleereBahnsdorferRinne

Flözverbreitung

Gelände:+111

Grundwasser:+101




Tagebausohle:+40

Dichtwand

Filterbrunnen

Einbindung:2m

Abstand:150m


Flözverbreitung

Bodenschicht2:bindigerBodenmitGleitfuge

(Horizonte4710,5110)


(Horizont 2733)



3.3 Modellschnitt3DerModellschnitt3wird–gegenüberdemModellschnitt2–umdas2.LausitzerFlöz(2.LF) – erweitert. Für den bindigen Flözbegleiter an der Basis des 2. LF wird einegeologischvorgegebeneGleitflächeangenommen.Abbildung3:Modellschnitt3(alleHöhenkotein[mNHN])

3.4 ErdstatischeBodenkenngrößenFürdieVergleichsbetrachtungenandenModellschnittenwerdenfolgendeerdstatischeBodenkenngrößengemäß[U5.3]angesetzt(Tabelle1):Tabelle1:Bodenparameter(charakteristischeKennwerte)Bodenschicht Beschaffenheit Bruchscherfestigkeit Erdstoffwichte

[°] [kN/m²] [kN/m³] [kN/m³]1 nichtbindig ‘k=30 c‘k=0 k=18,5 k,sr=20,5

2und3 bindig ‘k=22 c‘k=30 k=17,5 k,sr=17,55

2.LausitzerFlöz

‘k=40

c‘k=50

k=11,5

k,sr=13,5

Erläuterungen:‘k:charakteristischerReibungswinkelc’k:charakteristischeKohäsionk:charakteristischeErdstoffwichte,erdfeuchtk,sr:charakteristischeErdstoffwichte,gesättigt

Gelände:+111

Grundwasser:+101



Bodenschicht3bindigerBoden,Hgd.+10

Tagebausohle:+40

Dichtwand

Filterbrunnen

Einbindung:2m

Abstand:150m

Flözverbreitung

Bodenschicht5:2.LF,mitGleitfuge




Für geologisch vorgegebene Gleitfugen weist VEM ([U5.3]) folgende Parameter zurRestscherfestigkeitaus(Tabelle2):Tabelle2:ModellparameterRestscherfestigkeit(charakteristischeKennwerte)Bodenschicht Beschaffenheit Scherfestigkeit Erdstoffwichte

[°] [kN/m²] [kN/m³] [kN/m³]Gleitfuge bindig ‘R=12 c‘R=0 k=17,5 ‐

Erläuterungen:‘k:charakteristischerRestreibungswinkelc’k:charakteristischeRestkohäsion

3.5 GeohydraulischeModellkenngrößenFürdiegeohydraulischenBerechnungenzurAusbildungvonStrömungsfeldernanundumdieDichtwand,sinddieKorngrößenverteilungenderBohrung1008/85[U5.10]undDurchlässigkeitsversuche [U5.6]) bewertet worden. Die daraus abgeleiteten AnsätzesindinTabelle3und4zusammengestellt.Tabelle3:AnsatzgeohydraulischerKenngrößen(Mittelwerte)Schicht Bezeichnung kf‐Wert Durchlässigkeit(1 neff[‐]

[m/s] DIN18130 ausTabelle41 nichtbindigerBoden 10‐4 durchlässig 0,202 bindigerBoden 10‐8 schwachdurchlässig 0,063

bindigerBoden

10‐9

sehrschwachdurchlässig

0,06

4 Dichtwand(2 10‐8 schwachdurchlässig 0,065 2.LausitzerFlöz 10‐8 schwachdurchlässig 0,06

(1:DefinitionnachDIN18130‐1:BestimmungdesWasserdurchlässigkeitsbeiwertes(1998)(2:SystemdurchlässigkeitderGesamtbodenmatrixderDichtwandausFilterkuchenundVerfüllung

Tabelle4:ParameterdeseffektivenPorenraumesneff(nach[L4])Bodenart Ton Schluff Sand Kies Steineneff(1 0,02…0,05 0,03…0,08 0,10…0,20 0,15…0,25 ‐‐‐

(1:auchnatürlichentwässerbarePorosität



4 Bearbeitungssystematik Die Bearbeitungssystematik zur gutachterlichen Bewertung der Fragestellungen wirddurchfolgendesSchema(Abbildung4)verdeutlicht.

Abbildung4:Bearbeitungssystematik

5 Fragenkomplex1‐Einbindehorizont 5.1 DatengrundlageDie bodenphysikalischen Daten zur Beschreibung von Eigenschaften der Einbinde‐horizonte (Bohrung 10427) sind [U5.6] entnommen. Maßgebende Kenngrößen fasstTabelle5zusammen.Tabelle5:BeschaffenheitderEinbindehorizonteHorizont Korngrößenverteilung kf‐Wert(1 Zuordnung

Darstellung d50[mm] d10[mm] [m/s] DIN18196(24710 Anlage1 0,0238 <0,002 610‐10 feinkörnig5110 Anlage1 ≤0,0588 <<0,002 210‐10 feinkörnig

(1:ausDurchlässigkeitsversuchennachDIN18130‐1(2:Boden‐Hauptgruppe

DatengrundlageHinweise

Greenpeace

Auswertung Fachliteratur;

allg.a.R.d. Technik

gutachterliche Bewertungen

Vergleichsanalysen



DiegeologischenDaten zudenVerbreitungsgrenzendes2.LausitzerFlöz zurAchsederDichtwandtrasseinTAII zurLagederEinbindehorizonte4710und5110,sindindendigitalenUnterlagen[U6]beschrieben.5.2 HinweiseGreenpeaceIn [U4] werden folgende Punkte benannt, die weiteren fachlichen Bewertungen zuunterziehensind:5.2.1 DieEinbindehorizontederDichtwanderzielennichtdieerforderlicheEigenschafteinesGrundwassergeringleitersmiteinemDurchlässigkeitsbeiwertvonkf≤10‐9m/s.Dazuwirdaufdaskomplexe IneinandergreifenderhydraulischverursachtenProzessevon Suffosion, Erosion und den stabilitätsmindernden Prozessen, wie Erdfall,BrückenbildungsowieBöschungsbruchhingewiesen.5.2.2Für die hydraulische Stabilität an der Dichtwand gegenüber einem hydraulischenErosionsgrundbruch werden Berechnungen und Analysen als erforderlich erachtet.BesonderskritischwirddiehydraulischeStabilitätinderPhasedesnachbergbaulichenGrundwasserwiederanstiegsgesehen.5.3 AuswertungenFachliteraturundRegelnderBautechnik5.3.1 HydromechanischeStabilitätvonErdstoffenDie allgemeinen Ansätze zur Bewertung der hydromechanischen Stabilität vonErdstoffen,sindindenRegelwerkendesBergbaus[L5]unddesWasserbaus(u.a. [L4],[L9])herausgearbeitetworden.DeraktuelleWissensstandwirdu.a.in[L14]und[L18]beschrieben.Die möglichen Verformungsprozesse an Erdstoffen, also ein in Bewegung setzen vonTeilenderKornfraktionoderderKornfraktion insgesamt,beschreibtAbbildung5(aus[L14]).



Die Fachliteratur (u.a. [L4]) hebt deutlich die betroffenen Erdstoffe dieserVerformungsprozessehervor: Suffosion führt zu Lageveränderungen von feineren Teilen im Kornskelett. Das

tragende Kornskelett bleibt erhalten. Von Suffosion werden nichtbindige,weitgestufte Erdstoffe betroffen. Suffosionsprozesse erhöhen dieWasserdurchlässigkeitundreduzierendasRaumgewicht.

Suffosionsprozessekönnen zueinem inGangkommenvonErosionsprozessenundzum Kollaps des Kornskeletts führen. Der Kollaps des Kornskeletts mündet inhydraulischverursachteVersagen.

Abbildung5:BeschreibungvonArtenderSuffosionundErosion(aus[L14])

DasinGangsetzenvonSuffosionundErosioniststetsandiegemeinsameErfüllungvonRandbedingungen gebunden: Ein suffosionsempfindlicher Erdstoff, der nicht densuffosionsauslösendenSchleppkräftendesWassersausgesetzt ist,wirdnichtandiesenProzessen teilnehmen. Gleiches gilt bei suffosionsauslösenden Schleppkräften insuffosionsunempfindlichenErdstoffen(sieheAbbildung6).Hinweis:Die äußere Erosion als Prozess des oberflächennahenAbtrages von Erdstoffendurch die Schleppkräfte des Oberflächenwassers (sog. Flusserosion) tritt bei den zubewertendenBeanspruchungsartennichtauf.



Abbildung6:VoraussetzungenfürdasinGangkommenvonhydromechanischenVerformungen

Die Nachweise zur geometrischen Verformungsbeständigkeit nichtbindiger undbindigerErdstoffegegenüberSuffosionsindVerfahrenaufderGrundlagetheoretischerÜberlegungen und empirischer Ansätze, deren Anwendungen an eng eingegrenzteRandbedingungengeknüpftsind.Die Nachweise zur Erfüllung des hydraulischen Kriteriums werden übergeohydraulische Berechnungen zur Ausbildung von Strömungsnetzen undPotentialverteilungengeführt.5.3.2 GeometrischesSuffosionsverhaltennichtbindigerErdstoffeFür die Bewertungen der geometrischen Verformungsbeständigkeit nichtbindiger,weitgestufterErdstoffewerdendieKriterienvonKenney&Lau[L2],inVerbindungmitden Kriterien vonBurenkova, herangezogen. Diese Kriterien werden in der aktuellenFachliteratur (u.a. [L18]) als geeignet angesehen. Diese Verfahren von Kenney& LausetzendieÜberlegungum, dass den feinerenKornfraktionenmitdemDurchmesserdstets ein ausreichender Anteil eines Korndurchmessers von 4d entgegenstehenmuss,umeineMaterialwanderungzuunterbinden.5.3.3 SuffosionsverhaltenbindigerErdstoffeIn den Regelwerken des Wasserbaus (u.a. [L14]) wird darauf hingewiesen, dass fürbindigeErdstoffemiteinemKorndurchmesserd10≤0,002mmimAllgemeinennichtmitMaterialtransportzurechnenist(WirkungderHaftfestigkeit).Hinweis:ZurUnterlageneinsichtam23.10.2013hatVEMerläutert,dasszurHerstellungderDichtwandkeinedispersenTonezumEinsatzkommen.

geome‐trisches Kriterium

hydrau‐lisches

Kriterium

hydromecha‐nische

Verformungs‐prozesse



5.3.4 KontakterosionundFilterstabilitätbindigerErdstoffeDie Stabilität hinsichtlich Kontaktsuffosion und –erosion besteht in der Klärung vonFragen zum Vermögen eines möglichen Transports von feinen Bodenpartikeln ausbindigen Bodenschichten (Einbindehorizonte der Dichtwand) in den umgebendennichtbindigenBoden.Zur Bewertung finden zum Ersten die Eigenschaften bindiger Erdstoffe mit einemKorndurchmesser d10 ≤ 0,002 mm Berücksichtigung, wonach aufgrund des danngegebenen Haftfestigkeitsanteils ein Materialtransport aus den bindigen Böden nichtstattfindet. Luckner [L4] weist darauf hin, dass Suffosionsprozesse in bindigenErdstoffenmitd10≤0,002mmnichtauftreten.Zum Zweiten wird auf Untersuchungen von Foster & Fell, 2001 (zitiert in [L12])verwiesen. Für dieKriteriennachTabelle6wird von einerErosionsbeständigkeit derbindigenErdstoffe (Basis, kurz:B)aneinerSchichtgrenzezunichtbindigenErdstoffen(Filter,kurz:F)ausgegangen:Tabelle6:KriteriennachFoster&Fell(aus[L12])

Basisboden(bindig) StabilitätgegenüberErosiond0,075mm[%] Größtkorn[mm] erosionssicher kleineErosion≥85% dmax=4,75 DF15≤6,5d85B DF15=(6,5‐13,5)d85B

35%‐85% dmax=4,75 DF15≤0,5mm DF15=0,7mm–1,7mm5.3.5 KriteriumnachTerzaghiDie in [U4] zur Bewertung der Empfindlichkeit des Systems ´bindige Dichtwand /nichtbindiger Boden´ herangezogene Kriterium nach Terzaghi ist für diesehydromechanischenProzessenichtzutreffend.BegründungDasKriteriumzurmechanischenFilterwirksamkeitnachTerzaghi 4

gilt exakt zur Klärung der geometrischen Erosionssicherheit enggestufter Sande fürkorngestufteFilterankünstlichenErdbauwerkendesWasserbaus(wiez.B.DeicheundDämme). Das gegenüber Erosion zu schützende Basismaterial (Index: B) und derFiltererdstoff(Index:F)sindbeidiesemKriteriumstetsnichtbindigeBöden.FazitDie Prüfung einer hydromechanischen Gefährdung des Systems ´bindige Dichtwand /nichtbindigerBodenístnachTerzaghinichtmöglich.



5.3.6 FugenerosionlängsanSchichtgrenzenDer Verformungsprozess einer Fugenerosion längs an der Schichtgrenze zwischenmassiven Bauteilen und den anstehenden Erdstoffen, ist für die zu bewertendenSachständederDichtwandnichtzutreffend.Längs an der Schichtgrenze zwischen nichtbindigem und bindigem Boden (sieheAbbildung 5) können Verformungsprozesse durch Fugenerosion in der nichtbindigenTeilschichteintreten.EineausreichendeSicherheitistnachTschugaevbeihydraulischenGradientenvonIk,zul=0,12(Feinsand)bis0,33(Kiessand)gegeben(u.a.[L16]).Die Ausbildung einer Fugenerosion an Schichtgrenzen zwischen zwei bindigen Bödenkönnte ggf. durch Austrocknungsprozesse und Schwundrisse begünstigt werden, wasfür die hydromechanische Stabilität der Dichtwandfußeinbindung durch denvorliegenden hohen Überlagerungsdruck und Lage unterhalb der Grundwasser‐oberflächejedochausgeschlossenwerdenkann.5.4 Vergleichsanalysen5.4.1 VerformungsbeständigkeitgegenüberSuffosionEine Zusammenstellung von laborativ bestimmten Korngrößenverteilungen derumgebenden Erdstoffe an der Dichtwand (Bohrung: 1008/85) zeigt Anlage 2. DiemaßgebendenParameterdieserAnalysensindinTabelle7zusammengefasst.Tabelle7:EigenschaftenvonErdstoffenanderDichtwandBohrung Proben Entnahmetiefen FKAd0,063mm U kf‐Wert(1

[Stück] [m]Bohrtiefe [%] [‐] [m/s]1008/85 19 15‐105,4 0‐30 3‐37 10‐3–5 10‐5(1:nachBeyerbzw.Mallet/Pacquant(sieheAnlage2)

Die Bewertungen der Verformungsbeständigkeit nichtbindiger Erdstoffe gegenüberSuffosion nach Kenney & Lau, in Verbindung mit Burenkova, führt zu folgendenErgebnissen(Tabelle8).Tabelle8:BewertungzurVerformungsbeständigkeitgegenüberSuffosionBohrung Probe Bohrtiefe StabilgegenüberSuffosion Ergebnisse

[m] Kenney&Lau Borenkova 1008/85 2 17‐19 gegeben ‐ Anlage2.41008/85 10 31‐32 gegeben ‐ Anlage2.51008/85 25 80,8–82,5 gegeben ‐ Anlage2.61008/85 35 93,5–96 gegeben ‐ Anlage2.7

1008/85

41

103,5–105,4

Übergangs‐bereich

gegeben

Anlage2.8



GutachterlicheBewertung Für die umgebenden nichtbindigen Erdstoffe der Dichtwand ergeben sich keine

Hinweise einer geometrischen Suffosionsempfindlichkeit des Korngerüsts. DamitkönnenauchdieProzessevonSuffosion, innererErosionundPipingnicht inGangkommen.

Durch die bergbaulichen Grundwasserhaltungen können Prozesse der

rückschreitendenErosionunterbundenwerden. Entgegen den Besorgnissen von Greenpeace zur Ausbildung von Erosionskanälen,

einer Schwächung des Sicherheitspfeilers durch Erosion und letztlich zumDurchbruch der Wasserführungen des Sedlitzer Sees in den Tagebau Welzow II,bestehteinenachweisbarehydromechanischeStabilitätderErdstoffe.

5.4.2 GrundwasserströmungsnetzeDas Grundwasserströmungsnetz ist stellvertretend für den Modellschnitt 1 übergeohydraulischeBerechnungennachTabelle9ermitteltworden.Tabelle9:NumerischeBerechnungenzumGrundwasserströmungsnetz

System Numerik Zeitabhängigkeit Elemente Knotenvertikal‐eben Finite‐Elemente stationäreZustände 22142 11427Zur Erzeugung der geohydraulischen Strömungsnetze ist die Dichtwand u.a. alshydraulischundurchlässigesElement(Anlage3.2)modelliertworden.Die Berechnungsstudien bestätigen dabei die bisher getroffenen Aussagen, dass derPotentialabbau aus dem Druckhöhenunterschied von 63 m hauptsächlich über dieLiegendeinbindung der Dichtwand vollzogen wird. Der hydraulische Gradient imBereich der Dichtwandeinbindung ermittelt sich bei einer Einbindetiefe von 2 m(SickerwegslängeimEinbindebereich:≥5m)zui≤12,6.Hinweis: Die geohydraulische Modellierung ist mit der Bearbeitungstiefe einer Studieausgeführt. Genauere Betrachtungen über die Lage der Modellränder und definitiveNachweisführungen obligen dem Bergbaubetrieb im Rahmen bergbaulicherBetriebsplanverfahren.



5.4.3 HydraulischerGrundbruchDieStandsicherheitengegenüberdemGrenzzustandeineshydraulischenGrundbruchswerdenüberStandsicherheitsbetrachtungennachdemglobalenSicherheitskonzeptmitfolgendemNachweisansatzgeführt:HydraulischerGrundbruch

∑ ´

mit N=HydraulischeGrundbruchsicherheitvonSchichtN Gí=EigengewichtderSchichtiunterAuftrieb SN=Strömungskraft.Für diese Nachweisewerden Grundwasserstände von +101m NHN (Hinterland) und+38 m NHN (tagebauseitig) angesetzt. Die Berechnungsergebnisse für die einzelnenModellschnittesindinTabelle10zusammengefasstundalsAnlage4dokumentiert.Tabelle10:StandsicherheitengegenüberhydraulischemGrundbruchModellschnitt Bemerkung Standsicherheitsquotient

Anlage hydraulischerGrundbruch1 mitAusfallEinbindehorizont 4.1 =2,71 mitEinbindehorizont 4.2 =2,82 mitEinbindehorizont 4.3 =2,83 mitEinbindehorizont 4.4 =2,7

Zum Nachweis einer ausreichenden Stabilität des Systems der Dichtwandeinbindungwird ein Standsicherheitsquotient von erf. ≥ 1,5 als erforderlich erachtet (globalesSicherheitskonzept;SicherheitsquotientanalogwiefürBaugruben).Hinweis: Die weitergehenden Standsicherheitsbetrachtungen bei tagebauseitigemGrundwasseranstieg im Sinne einer Sensitivitätsanalyse ergaben keinenweiteren AbfallderStandsicherheitsgradegegenüberTabelle10.Bewertungen ImBereichderDichtwandisteineausreichendeStabilitätgegenüberhydraulischem

Grundbruch erzielbar. Der erforderliche Sicherheitsquotient von erf. ≥ 1,5 kannnachgewiesenwerden.



DieStandsicherheitsentwicklungbeinachbergbaulichemGrundwasserwiederanstiegist durch die gestaffelte Reduzierung der bergbaulichenWasserhaltung durch denBergbaubetrieb gut steuerbar, so dass kritische Stabilitätszustände kontrolliertausgeschlossenwerdenkönnen.

Sensitivitätsstudien zur Entwicklung eines ggf. möglichen hydraulischenGrundbruchs für ansteigende Wasserstände zwischen Dichtwand und Tagebau,ergeben keine Hinweise auf eine unzulässige Reduzierung dieser Stabilität fürflutungszeitlicheZustände.

Bei der theoretischen Betrachtung eines Totalausfalls des bindigen

Einbindehorizonts,alsoeinerFußumströmungderDichtwandausschließlichdurchnichtbindige Böden, wird gleichfalls die Stabilität gegenüber einem hydraulischenGrundbruchgewährleistet(Anlage4.1).

EntgegendenStandsicherheitsbedenkenvonGreenpeacebestehteineausreichende

StabilitätdesSystemsgegenüberhydraulischemGrundbruchversagen.5.4.4 EignungdesEinbindehorizontsderDichtwand5.4.4.1 AbdichtendeWirkungNach den Messungen der hydraulischen Durchlässigkeitsbeiwerte an Proben desEinbindehorizontsvonkf<10‐9m/s[PrüflaborGMB;U5.6],werdendiealserforderlichangesehenen Durchlässigkeiten von kf,erf. ≤ 10‐9 m/s nachgewiesen. Dieses Ergebnisstehtauch inÜbereinstimmungmitdenMessungenanderamtlichenProbedesLBGR[U3].5.4.4.2 GeometrischeStabilitätgegenüberKontaktsuffosionHinsichtlich der geometrischen Stabilität der bindigen Erdstoffe im Bereich derDichtwandeinbindung (Schichten 4771 und 5110) gegenüber Suffosionsprozessen,kommt dasKriteriumd10 ≤ 0,002mm zur Anwendung,wonach diese Böden an einerKontaktsuffosion nicht teilnehmen. Aus den Daten von Korngrößenverteilungen vonProbenausdenEinbindehorizonten[U5.6]ergebensichzudiesemKriteriumfolgendeZahlenwerteundBewertungen(Tabelle11):Tabelle11:PrüfungKriteriumd10≤0,002mmandenEinbindehorizontenBohrung KGV(1 Horizont4710 Horizont5110

d10[mm] Kriterium d10[mm] Kriterium10427 Anlage1 <0,002 erfüllt <<0,002 erfüllt

(1:Korngrößenverteilung



Die ergänzende Bewertung eines in [L12] zitierten Systemansatzes von Foster& FellüberdasinGangkommeneinerKontakterosionzwischendenbindigenErdstoffenderEinbindehorizonte4710und5110unddernichtbindigenUmgebung,zeigtTabelle12.Tabelle12:BewertungnachSystemansatzFoster&Fell(aus[L12])

Probe(Anlage1)

d0,075mm[L12]

DF15,vorh(Anlage2.3)

dB85,vorh(Anlage1)

Kontakt‐erosion

[‐] [%] [mm] [mm] 13‐00073 87 0,06–0,17 0,07 <3 keineV212 57 0,06–0,17 0,14 ‐ keine(113‐1 95 0,06–0,17 0,02 8,5 wenig

(1:DF15<0,5mm

Nach [L12] werden die Einschätzungen zur Erosionsentwicklung nach Tabelle 12 infolgendenAbstufungencharakterisiert: keineErosion:DerFilterbodenlässtkeinEindringenvonFeinteilenderBasiszu wenigErosion:VerschlussdesFilters gegendasEintretenvonErosionnachetwas

ErosiondesBasismaterials.5.4.4.3 Bewertungen DieDurchlässigkeitsversuchebestätigendieEignungderHorizonte4710und5110

alsGrundwassergeringleiterzurEinbindungderDichtwand. DieKriteriendergeometrischenStabilitätgegenüberKontakterosionnachFoster&

Fell weisen ein hydromechanisch stabiles System der Dichtwandeinbindung aus.EventuellwenigeErosionsprozessekommeninderAnfangsphasezumStillstand.

Die Befürchtungen von Greenpeace zur Nichteignung der Dichtwand‐

einbindehorizonte 4710 und 5110 können nach der vorliegenden fachlichenBewertungnichtbestätigtwerden.



6 Fragenkomplex2‐Filterkuchen6.1 ErfahrungenVEMDieErfahrungenvonVEMzurAusbildungdes Filterkuchens sind vonFahle et.al. [L8]erläutert. Danach setzt die Bildung des Filterkuchens bereits innerhalb von wenigenMinutennachFreischneidendesjeweiligenDichtwandschlitzesein.NacheinerZeitvon2bis3StundenistdieseKrustenbildungan frischhergestelltenDichtwandabschnittenabgeschlossen.Durch die Herstellung der Dichtwand mit einer hydraulisch nicht abbindendenSuspension, werden Leckstellen an dieser Kruste während der Herstellungs‐ undBetriebszeit ausgeschlossen. Die dauerplastische Ausbildung der DichtwandverfüllungkannFehlstellenimFilterkuchenauchinnerhalbderNutzungszeitbeheben.Die Dichtwand besteht aus einer Systemabfolge gemäß Abbildung 7. DieKorngrößenverteilungdesBodengemischsderDichtwandschlitzverfüllungzeigtAnlage5.Abbildung7:SystemabfolgedesDichtwandaufbaus

6.2 HinweiseGreenpeaceDie Befürchtungen von Greenpeace bestehen in der Besorgnis einer hydraulischwirksamen Beschädigung des Filterkuchens im Zuge von technologischen Prozessen(EinbauAbschottungselemente derDichtwand; Probenahmen zurQualitätssicherung).DerartigeBeschädigungenwerden als Initial vonhydraulischenFensterbildungenundErosionskanalbildungenangesehen.

binnenseitig tagebauseitig

nichtbindigerBoden

nichtbindigerBoden

bindigeDicht‐wandverfüllung

Wasserüberdruck

Filterkuchen



6.3 BewertungenAusderSichtungvonFachliteraturzurHerstellungundzurNutzungvonDichtwänden([L6], L11] und [L13]) ergeben sich keine Hinweise, die den von VEM [L8]zusammengestelltenErfahrungenundBeobachtungenentgegenstehen.AufgrunddiesesKenntnisstandeswerdenfolgendeBewertungenvorgenommen: Eine hydraulisch wirksame Beschädigung des Filterkuchens in der Herstellungs‐

phase(EinbauAbschottung)kannnichtauftreten,dazwischenderHerstellungdesSchlitzes, dem Einbau der Abschottungselemente und der Verfüllung desDichtwandschlitzes, jeweilsmehrereTage liegenundder Filterkuchen sich bereitsnachmehrerenStundenwiederaufgebauthat.

Gleiches gilt bei der Zerstörung evtl. Findlinge in der Herstellungsphase desDichtwandschlitzes.

Das System der Dichtwand besteht aus bindigen Erdstoffen,welche das Kriterium

einer suffosionsstabilen Körnung mit d10 ≤ 0,002 mm erfüllen. Das System derDichtwandausdenbeidseitigvomFilterkucheneingespanntenVerfüllmassen(sieheAbbildung7)bestätigtdiehydromechanischeStabilitätgegenüberdendargelegtenÜberlegungsansätzen.

Der u.a. in [L11] beschriebene Erosionsversuch für hydraulisch abgebundeneDichtwandmassennachÖNORMB4452,wirdfürdiehierzumEinsatzkommenden,dauerplastischenDichtwandmassenalsungeeignetangesehen.

Entsprechend der Fachliteratur widerstehen bindige Böden mit d10 ≤ 0,002 mm

hydraulischen Gradienten bis zu i = 100 ([L15]), obwohl zu definitiven Grenz‐gradienteninbindigenBödennochkeinea.a.R.d.Bautechnikverfügbarsind.

DermaximalehydraulischeGradientaufdiehierzubewertendeDichtwandbeträgti=63,wasalsunbedenklichangesehenwird.AlleinausGründendergeometrischenSuffosionsbeständigkeitkannausdieserhydraulischenEinwirkungkeinschädlicherSuffosions‐undErosionsprozessinGangkommen.

DievonGreenpeaceinFragegestelltehydromechanischeStabilitätdesFilterkuchens

bestätigtsichnicht.

7 Fragenkomplex3–Bruchzustände7.1 BerechnungenVEMIm Rahmen des Verfahrens hat VEM exemplarische Nachweisführungen [U5.3] zurStabilitätdesStützkörperszwischenDichtwandundTagebauböschungaufgestellt.DasBerechnungsmodellzeigtAbbildung8.



Abbildung8:exemplarischesBerechnungsmodellaus[U5.3]

Das Modell trifft folgende Vereinfachungen, die als verborgene Sicherheitsreservenanzusehensind: AnsatzderKohäsionsanteilegleichNull Ansatz einer durchgehend wirksamen Gleitfuge im Bereich der Tagebausohle mit

einerRestscherfestigkeit,ebenerAusbildungundunbegrenzterAusdehnung.Als Versagensmechanismen werden erzwungene Gleitflächen einer kreiszylindrischenFormundgeologischvorgeprägteGleitflächeneinergeradlinigenFormberechnet.7.2 BerechnungenGreenpeaceDie Fragestellung von Greenpeace zielt auf Bedenken hinsichtlich der Stabilität desSicherheitspfeilers zwischen der wasserdruckaufnehmenden Dichtwand und denTagebauböschungen durch hydraulisch verursachte (Erosion, hydraulischerGrundbruch, Piping bzw. Suffosion) und erdstatische Versagen (Verlust derGesamtstandsicherheit)ab.Dazu sind in [U4] erdstatische Berechnungen zur Stabilität des bergbaulichenSicherheitspfeilers gegenüber Abgleiten auf einer geologisch vorgegebenenGleitflächeangeführtworden.Hinweis: Diese Berechnungen berücksichtigen Wasserdruck auf die Dichtwand alsEinwirkungundReibungskraftaufderGleitfugealsWiderstand.Dergleichfallserdstatischwirksame aktive Erddruck auf den Sicherheitspfeiler wird außer Acht gelassen. DieBerechnungensinddamitnichtverwertbar.



7.3 ErgänzendeStandsicherheitsberechnungenDurch den unterzeichnenden Sachverständigen werden folgende Berechnungen zurGesamtstandsicherheit des Sicherheitspfeilers aufgestellt. Dabei kommt im Rahmendieser Studie ein vereinfachtes Verfahren zum Kräftevergleich horizontalerEinwirkungenundhorizontalerWiderständezurAnwendung(charakteristischeWerte).EsgiltdasglobaleSicherheitskonzept.7.3.1 BerechnungsmodellDasBerechnungsmodellmitAnsatzderwirkendenKräftezeigtAbbildung9.Abbildung9:Modellschnitt2fürStabilitätsbetrachtung

AnsatzzurBerechnungderKräfte:Schubwiderstand: ⋅ tan ´ ,mit´R=12°[U5.3]undas=150m[U6]Wasserdruck: ⋅ ⋅ ,mithw=71m

Erddruck: ⋅ ´ ⋅ ⋅ tan² 45° ´ mit´k=30°[U5.3].Standsicherheitsdefinition:

Gelände:+111

Grundwasser:+111

Eagh

Tagebausohle:+40

Dichtwand


W

Q

G

as=150m

Grundwasser,abgesenkt:+38

FlächeSicherheitspfeiler



7.3.2 BerechnungswerteDieZahlenwertederEingangsgrößensindinTabelle13aufgeführt.Tabelle13:ZahlenwertederEingangsgrößen

Parameter Eingangsgrößen ZahlenwertSymbol Dimension

Q [kN/m] G=325.600kN/m ´R=12° 69.027W [kN/m] hw=71m w=10kN/m³ 25.205Eagh [kN/m] h=71m ´k=10,5kN/m³ 8.733,5

7.3.3 StandsicherheitsgradDie exemplarisch ermittelte Gesamtstandsicherheit des Erdblocks zwischen derDichtwandundderTagebauböschungbeträgtfürdiegenanntenRandbedingungen ETA=2,0.DieserStandsicherheitsgradliegtdeutlichübererforderlichenWerten(z.B.ETAerf.=1,3).7.4 BewertungenDie exemplarische Standsicherheitsbewertung in [U5.3] wird als eine exakteNachweisführung für die bodenmechanische Untersuchungstiefe im Rahmen deslaufendenBraunkohlenplanverfahrensgutachterlichbestätigt.Begründungen DerhinterlandseitigwirkendeWasserdruckansatzbis zurGelände‐OK liegtaufder

sicherenSeitefürderartigeBetrachtungen. FürdenSicherheitspfeilerzwischenDichtwandundTagebauböschungdarf fürden

durch die bergbauliche Wasserhaltung entwässerten Bodenkörper die erdfeuchteWichteangenommenwerden.EinAufstauvonWasserüberdieTagebausohlehinauswirddurchdieWasserhaltungunterbunden.

WiedieStudiezurErmittlungdesStrömungsnetzeszeigt(Anlage3),wirkenaufdenBodenkörper über der Tagebausohle keine Einwirkungen ausSickerwasserströmungsdruckundAuftrieb.

Der Ansatz zur Lage einer durchgehend wirksamen Gleitfuge im Niveau der

Tagebausohle führt für die erkundete Geologie am TA II zu maßgebendenStandsicherheitsgradengegenüberdiesemVersagensfall.



ExemplarischeVergleichsbetrachtungenbestätigendieHerangehensweisein[U5.3].FüreinenAbstandderDichtwandachsezurOberkantedesTagebauesvonas=150mwird in der Vergleichsbetrachtung des Unterzeichners eine GesamtstandsicherheitvonETA=2ausgewiesen.

DiegrundsätzlicheStandsicherheitfürdieOrtslageLieskewirddamitbestätigt. EininGangkommenvonhydraulischenVersagenausSuffosion,ErosionundPiping

wurde im Textpunkt 5 ausführlich kommentiert und bewertet. Die BefürchtungenvonGreenpeace zurEntfaltungderartiger Prozesse als auslösendeEinwirkung zurErzeugung eines erdstatischen Versagens des Sicherheitspfeilers, werden nachfachlicherBewertungnichtbestätigt.

Hinweise DiekonkretenStandsicherheitsberechnungenwerden imRahmenderGenehmigungen

von Betriebsplänen, anhand der detaillierten Beschaffenheit der Bodenschichtungenaufgestellt. Die nachzuweisenden geotechnischen Grenzzustände legt die zuständigeBergbehördefest.

Die detaillierten erdstatischen Berechnungen müssen dann konkret die ggf.

gemessenen Restwasserführungen und die im Detail erkundete Raumlage undBeschaffenheitvonGleitflächen,berücksichtigen.

Auf der Grundlage der detaillierten erdstatischen Berechnungen können jegliche

Gefährdungen für zu schützende Objekte und für die öffentliche Sicherheitausgeschlossenwerden.

8 Fragenkomplex4‐Gleitrutschungen8.1 PlanunterlagenDie Scherfestigkeit von geologisch vorgegebenen Gleitfugen wird in denStandsicherheitsberechnungen von VEM [U5.3] mit folgenden Kennwertansätzenberücksichtigt(sieheauchTabelle2):Restreibungswinkel: ‘R=12°; Restkohäsionsanteil: c‘R=0.



8.2 HinweiseGreenpeaceDieGutachtenvonGreenpeace ([U2], [U4])arbeitenHinweiseaufeinenichtgegebeneStandsicherheit gegenüber dem Abgleiten des Sicherheitspfeilers zwischen derwasserdruckaufnehmendenDichtwandunddenTagebauböschungendurch geologischvorgegebene Gleitfugen (u.a. Harnischflächen) heraus. Dabei wird auch die FragebezüglicheinerausreichendenBerücksichtigunghydraulischerEinwirkungengestellt.8.3 Bewertungen8.3.1 RestscherfestigkeitenDer Kennwertansatz in den Planunterlagen [U5.3] gilt für die Restscherfestigkeit desLiegendschluffs des 2. Lausitzer Flözes. Ein Vergleich des Parameteransatzesmit denErfahrungswertennach[L10]ergibtÜbereinstimmung.Über die Ergebnisse von Restscherfestigkeiten an geologischen Gleitflächen imAbbaufeld Welzow‐Süd liegen mit [U5.1] statistische Analysen vor. DieRestscherfestigkeiten liegen für die in der ´Bahnsdorfer Rinne´ relevanten QuartärenSedimentationen bei ´R 11° und c´R 5 kN/m² und damit in vergleichbarenGrößenordnungenzu[U5.3].Die Standsicherheitsuntersuchungen im Rahmen des laufendenBraunkohlenplanverfahrens[U5.3]berücksichtigendamitdieStabilitätsverhältnissedesSicherheitspfeilers gegenüber Abgleiten auf geologisch vorgegebenen Gleitflächenausreichend.GeohydraulischeEinwirkungen aus demWasserdruck auf dieDichtwandsindumfassendeingerechnet.Hinweis:DervomLBGR [U3]genannteunwahrscheinlicheRestreibungswinkelvon5° isteintheoretischerWert,dernachSichtungderPlanunterlagennichtrelevantist.8.3.2 AuftriebswirkungausRestwasserführungenRestwasserführungen aus Leckagen der Dichtwand werden aufgrund des dauerhaftwirksamen Abdichtungsvermögens des Dichtwandaufbaus nicht erwartet, so dassDurchnässungen im Sicherheitspfeiler ausschließlich durch versickerndesNiederschlagswasser im Rückstau über bindigen Quartären Schichten denkbar sind(Abbildung10).



Abbildung10:Modellschnitt2mitschematischerRestwasserführungüberbindigemBoden

DerbindigeBodenüberderGleitfugesteht–beiRestwasserführungenimnichtbindigenHangendendieserSchicht(Abbildung10)–nichtunterAuftrieb.Erdstatischerhöhtdiedurchnässte Bodenkubatur die Normalspannung (N) auf die Gleitfuge durch dieEinwirkung der gesättigten Bodenwichte. Erhöhungen der Bodenwichte führen nachdemBruchkriteriumvonMohr‐Coulomb =Ntan´R+c´R,zur Erhöhung des Schubwiderstandes () und zur Erhöhung der Stabilität gegenüberAbgleitenaufeinergeologischenGleitflächeanderBasisderbindigenSchicht.Bewertungen In den von Greenpeace bewerteten negativen Auswirkungen von Rest‐

wasserführungen auf die Stabilität des Sicherheitspfeilers gegenüberAbgleiten aufderGleitfugeLiegendschluffFlöz2[U4],werdendieexaktenProzessenichterfasst.

Zusammenfassend bestätigen sich nach fachlichen Bewertungen die Hinweise von

GreenpeacezuerdstatischenGefährdungennicht.

Gelände:+111

Grundwasser:+101




Tagebausohle:+40

Dichtwand

Filterbrunnen


Gleitfuge


Restwasserführung



9 Fragenkomplex5‐DichtwandleckagenDieFragenindenGutachtenvonGreenpeacezumöglichenLeckageninderDichtwandundzuminGangkommenvonSuffosions‐undErosionsprozessen,sindimTextpunkt5bereitsausführlichbewertet.

10 Zusammenfassung10.1 ZusammenfassendeBewertungDie im Auftrag von Greenpeace erarbeiteten Gutachten ([U2] und [U4]) schneidenwichtige Fragestellungen zur hydromechanischen und erdstatischen Stabilität vongeotechnischenSicherungselementenfürdenTagebauWelzowIIan.DievertieftenUntersuchungenundStudiendesunterzeichnendenSachverständigenzurBewertung dieser Fragen zeigen, dass die Stabilität der geotechnischenSicherungselemente und die Gebrauchstauglichkeit der Dichtwand erzielbar sind. Mitder Herstellung der Dichtwand zur Sicherung der angrenzenden Ortschaften und desTagebauWelzowII,wirdkeingeotechnischesWagniseingegangen.Die konkreten Nachweisführungen dazu sind durch den Antragsteller im jeweiligenbergrechtlichenBetriebsplanverfahrenauszuarbeiten.10.2 DuktilitätdergeotechnischenSicherungselementeDer zu bemessende Sicherheitspfeiler zwischen der Dichtwand und dem geplantenTagebauisteinduktilesSystem.EineörtlicheÜberlastunginderTragfähigkeiteinzelnerBodenelementelagertsichaufbenachbarteBodenelementeum.Die Spannungsumlagerungen werden dann von benachbarten Bodenelementenvollständig neutralisiert. Eine negative Auswirkung auf die Gesamtstandsicherheitbestehtnicht.Dagegen werden hydraulisch verursachte Einwirkungen, die zu nicht duktilenVersagenszuständen führen könnten (Erosionsgrundbruch), nicht erwartet. Diehydromechanische Stabilität des Systems aus Dichtwand und Sicherheitspfeiler istsichererzielbar.



11 Unterlagen [U1] ‐ Auftrag:SachverständigengutachtenzurBewertungderThemenVattenfall

sowieLBGR/GreenpeaceLandesamtfürBergbau,GeologieundRohstoffeBrandenburg,Cottbus,Inselstraße26,Vergabenummer:2013/125,Datum:30.09.2013

[U2] ‐ Kurzgutachten:GeotechnischeProblemeimZusammenhangmitdem

BraunkohlenplanverfahrenTagebauWelzow‐Süd,BrandenburgundSachsenDr.habil.RalfE.Krupp,Burgdorf,Datum:22.08.2012

[U3] ‐ StellungnahmedesLBGRvom30.11.2012[U4] ‐ Gutachten:ZurStandsicherheitdesErddammeszwischenSedlitzerSee

undgeplantemBraunkohlentagebauWelzow‐SüdIIDr.habil.RalfE.Krupp,Burgdorf,Datum:27.08.2013

[U5] ‐ UnterlagenbereitstellungLBGR,10/2013:[U5.1]‐ StatistischeAnalysebodenphysikalischerKennwertefürquartäreund

tertiärebindigeHorizonteimAbbaufeldWelzow‐SüdLAUBAGLausitzerBraunkohleAktiengesellschaft,HAGeotechnik,Datum:22.12.1998

[U5.2]‐ StandsicherheitsnachweisfürdieHerstellungderDichtwanddes

TagebauesWelzow‐Süd,1.BAvonkm0,000biskm6,930 VattenfallEuropeMiningAG,Cottbus,Datum:30.09.2010[U5.3]‐ PlanerischeMitteilungzudenStandsicherheitsverhältnissenimBereich derkünftigenRandböschungssystemeundangrenzendenOrtschaftenund InfrastruktureinrichtungendesgeplantenTeilabschnittesII(TAII)des TagebauesWelzow‐Süd VattenfallEuropeMiningAG,Cottbus,Datum:31.08.2012[U5.4]‐ ErgebnissebodenphysikalischerUntersuchungen:Einbindehorizontder DichtwandWelzow‐Süd,St820,5undSt830;P12‐02392und‐02393 GMBGmbH,Senftenberg,Datum:12.11.2012[U5.5]‐ PlanerischeMitteilungzudenGrundsätzenderKippengestaltung fürdieKippenflächenimVerantwortungsbereichderVEMiningAGim TagebaugebietWelzow‐Süd VattenfallEuropeMiningAG,Cottbus,Datum:28.12.2012[U5.6]‐ TagebauWelzow‐Süd,Bohrungen10427und10431,bodenphysikalische KennzahlenundWasserdurchlässigkeitsbeiwerte GMBGmbH,Senftenberg,BerichtEB13/020,Datum:15.04.2013



[U5.7]‐ DichtungswandTagebauWelzowSüd1, Herstellungs‐undQualitätsnachweis,Abschnitt19, SchwarzePumpe,Datum:24.10.2013[U5.8]‐ DichtungswandTagebauWelzowSüd2, Herstellungs‐undQualitätsnachweis,Abschnitt10, SchwarzePumpe,Datum:24.10.2013[U5.9]‐ DichtwandWelzowII,Verfüllmassen,Korngrößenverteilung GMBGmbH,BodenphysikalischesLaborSchwarzePumpe,ohneDatum[U5.10]‐ KorngrößenverteilungskurvenBahnsdorferRinne, 1008,1048,1063,1095,1115,1134,1156,1223,1225,1229, 1239,1231,1233,1248,1251,3800und995 GMBGmbH,BodenphysikalischesLaborSchwarzePumpe,ohneDatum[U6] ‐ DigitaleUnterlagenbereitstellungVattenfall,10/2013

bari_TA2_Lieske.dgnbari3a_2000.dgnbari4_2000.dgnbari5a_2000.dgnBM_TAII_Profil_7_2012.dgnH4710_25_LBGR.dgnM4710_25_LGBR.dgnws_uebersicht.dgnPro_1212.citPu_1212.citBKPL_TWS_TAII_Prognose_2025_2045.dgnWRE_HyE_Anlage6.dgnWER_HyE_Anlage7.dgn



12 Fachliteratur [L1] ‐ WAPRO4.04:NachweisderBeständigkeitvonErdstoffengegenüberder

EinwirkungderSickerwasserströmung–SuffosionnichtbindigerErdstoffe,Blatt2mitErläuterungenTUDresden,InstitutfürFluß‐undSeebau,1970

[L2] ‐ Kenney;Lau:Internalstabilityofgranularfilters CanadianGeotech.J.,Vol.22(1985),inVerbindungmit

Kenney;Lau:Internalstabilityofgranularfilters:Reply CanadianGeotech.J.,Vol.23(1986), [L3] ‐ MerkblattMAK:AnwendungvonKornfilternanWasserstraßen, BundesanstaltfürWasserbau,Karlsruhe,1989[L4] ‐ Busch;Luckner;Tiemer:LehrbuchderHydrogeologie,Bd.3:Geohydraulik GebrüderBorntraegerBerlinStuttgart,1993[L5] ‐ Schaef:ÖrtlicheStandsicherheit(SuffosionundErosion)bei

SickerwasserströmungTUBergakademieFreibergInstitutfürGeotechnik,Datum:1995

[L6] ‐ Kutzner:Erd‐undSteinschüttdämmefürStauanlagen–Grundlagenfür

EntwurfundAusführungFerdinandEnkeVerlagStuttgart,Datum:1996

[L7] ‐ BeurteilungderSetzungsfließgefahrundSchutzvonKippengegenSetzungsfließenLMBVTUBergakademieFreibergUniKarlsruhe,Datum:1998

[L8] ‐ Fahleet.al.:DerEinsatzvonDichtwändenimLausitzerBraunkohlenrevier Tiefbau81998[L9] ‐ MerkblattATV‐DVWK‐M502:BerechnungsverfahrenfürStaudämme–

WechselwirkungzwischenBauwerkundUntergrund,Datum:2002[L10] ‐ EmpfehlungenundBemessungsgrundlagenfürdieGestaltungvon

TagebaurestseenHerausgeber:LMBVmbH,Berlin/Senftenberg,Fassung2001

[L11] ‐ Triantafyllidis:PlanungundBauausführungimSpezialtiefbau,Teil1:

Schlitzwand‐undDichtwandtechnik Ernst&Sohn,Berlin,2004



[L12] ‐ Perzlmaieret.al.:DerSystemansatzzurBeurteilungderGefahrderhydrodymamischenBodendeformation,TagungsbandFachtagungDeichertüchtigungundDeichverteidigunginBayern,2006

[L13] ‐ Grundbau‐Taschenbuch,Teil1:Grundlagen;Teil3:GründungenundgeotechnischeBauwerke

VerlagErnst&Sohn,Berlin,2009[L14] ‐ BAW‐MerkblattMSD2011:StandsicherheitvonDämmenan

Bundeswasserstraßen,BundesanstaltfürWasserbau,Karlsruhe,Fassung2011

[L15] ‐ Witt:DeicheundDämmefürStauhaltungen–DammelementeundIhreBaustoffe,TAEEsslingen,2001

[L16] ‐ BAW‐MitteilungNr.94:GeohydraulischeAspektebeiBauwerkendesWSV

BundesanstaltfürWasserbau,Karlsruhe,Fassung2011[L17] ‐ MerkblattDWA‐M512‐1:DichtungssystemeimWasserbau,Teil1:

Erdbauwerke,Fassung2012[L18] ‐ Witt:DerSelbstfiltrationsindexalsSuffosionskriteriumfürnichtbindige

ErdstoffeGeotechnik36(2013)Heft3



13 Anlagenverzeichnis A1 ‐ Korngrößenverteilungen:

DichtwandWelzowII,Einbindehorizonte4710und5110A2 ‐ LaboruntersuchungenundBewertungennichtbindigerBöden

A2.1 ‐ Korngrößenverteilungen,Teil1DichtwandWelzowII,Bohrung1008/85



A2.4 ‐ BeurteilungderSuffosionsbeständigkeit DichtwandWelzowII,Bohrung1008/85,Probe2




A2.8 ‐ BeurteilungderSuffosionsbeständigkeit DichtwandWelzowII,Bohrung1008/85,Probe41A3 ‐ GeohydraulischeModellrechnungen

A3.1 ‐ Modellschnitt1–FE‐Netz

A3.2 ‐ Modellschnitt1–Dichtwand,undurchlässigA4 ‐ BerechnungenzumhydraulischenGrundbruch

A4.1 ‐ ModellschnittohneLiegendgrundwassergeringleiter

A4.2 ‐ Modellschnitt1

A4.3 ‐ Modellschnitt2

A4.4 ‐ Modellschnitt3A5 ‐ Korngrößenverteilung:

DichtwandWelzowII,Verfüllmassen

Sachverständiger:Dipl.‐Ing.MatthiasGötz,Markkleeberg,Schmiedestraße29AnlagenteilTel.:034297/67810,eMail:goetz@geotechnik‐goetz.de,web:www.geotechnik‐goetz.de

Sachverständigengutachten, DW Welzow II

Anlage1

Korngrößenverteilungen:DichtwandWelzowII,

Einbindehorizonte4710und5110

Schlämmkorn Siebkorn

Schluffkorn Sandkorn KieskornFeinstes Steine

Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob-

Korndurchmesser d in mm

Ma

sse

na

nte

ile d

er

Kö

rne

r <

d in

% d

er

Ge

sam

tme

ng

e

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Labornummer GMB:

Entnahmestelle:

Entnahmetiefe::

k [m/s](Mallet/Pacquant)

Schlüssel-Nr.

Probe P13-00073

Bohrung 10427

94,7 m bis 95 m

4.2 · 10-9

4710 (B1)

Probe V212

Bohrung 10427

101,1 m bis 101,4 m

-

5110

Probe P13-1

Bohrung 10431

101,5 m bis 101,8 m

-

5110

Bericht:

28.11.2013

Anlage:

1

Bemerkungen:

Datenübernahme:

GMB GmbH, EB 13/020, Schwarze Pumpe

Sachverständigenbüro Dipl.-Ing. M. GötzSchmiedestraße 29

04416 Markkleeberg

Objekt: Dichtwand Welzow II

Entnahmestelle: Bohrung 10427

Bericht: GMB, EB 13/020, 15.04.2013

Proben: P13-00073, V212, P13-1

KorngrößenverteilungDIN 18 123

Bearbeiter: Götz, M. Datum: 08.11.2013



Anlage2

LaboruntersuchungenundBewertungennichtbindigerBöden(A2.1bisA2.8)





Ma

sse

na

nte

ile d

er

Kö

rne

r <

d in

% d

er

Ge

sam

tme

ng

e

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Bezeichnung:

Entnahmetiefe:

k [m/s](Beyer)

U/Cc

Probe 1

15 m - 17 m

7.4 · 10-4

3.7/0.9

Probe 2

17 m - 19 m

8.1 · 10-4

3.0/1.0

Probe 3

19 m - 21 m

1.0 · 10-3

3.2/0.9

Probe 4

21 m bis 23 m

1.4 · 10-3

3.9/0.8

Probe 5

23 m - 24,2 m

9.0 · 10-4

3.3/0.9

Probe 6

24,2 m - 26,2 m

2.5 · 10-4

4.6/1.2

Probe 9

30,2 m - 31 m

2.4 · 10-4

5.8/0.9

Bericht:

28.11.2013

Anlage:

2.1

Bemerkungen:

Datenübernahme:

GMB GmbH, Schwarze Pumpe


04416 Markkleeberg

Objekt: Tagebau Welzow-Süd

Bohrungen: H2 Gbez 1008/85, Teil 1

Bericht: GMB GmbH

Proben: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9







Ma

sse

na

nte

ile d

er

Kö

rne

r <

d in

% d

er

Ge

sam

tme

ng

e

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Bezeichnung:

Entnahmetiefe:


U/Cc

Probe 10

31 m - 32 m

4.2 · 10-5

-/-

Probe 11

41,8 m - 43,8 m

6.8 · 10-4

36.7/1.9

Probe 13

44,8 m - 46,8 m

-

-/-

Probe 16

62,8 m - 64,8 m

-

-/-

Probe 20

70,8 m - 72,8 m

7.2 · 10-6

-/-

Probe 25

80,8 m - 82,5 m

2.2 · 10-5

4.5/1.2

Probe 29

88,5 m - 90,5 m

3.0 · 10-5

3.3/0.9

Bericht:

28.11.2013

Anlage:

2.2

Bemerkungen:

Datenübernahme:



04416 Markkleeberg



Bericht: GMB GmbH

Proben: 10, 11, 13, 16, 20, 25, 29







Ma

sse

na

nte

ile d

er

Kö

rne

r <

d in

% d

er

Ge

sam

tme

ng

e

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Bezeichnung:

Entnahmetiefe:

k [m/s](Beyer)

U/Cc

Korndurchmesser d50 [mm]

Probe 32

93,5 m - 96 m

1.0 · 10-4

5.3/1.0

0.4629

Probe 35

99,7 m - 100,4 m

5.0 · 10-5

5.4/1.3

0.3422

Probe 38

101,3 m - 101,8 m

-

-/-

0.1658

Probe 40

102,3 m - 103,5 m

6.0 · 10-5

6.1/1.0

0.4058

Probe 41

103,5 m - 105,4 m

8.0 · 10-5

16.7/1.6

1.2895

Bericht:

28.11.2013

Anlage:

2.3

Bemerkungen:

Datenübernahme:



04416 Markkleeberg



Bericht: GMB GmbH

Proben: 32, 35, 38, 40, 41



0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

H + F = 100 %

H = 1,3 · F

H = 1,0 · F

Übergangsbereich

suffosiv

F = Masse [%] der Körner < D

H =

Ma

sse

[%

] zw

isch

en

D +

4·D

GGU-Filter-Stability / Version 1.12 / 20.02.2013Bohrung 1008/85Probe 2, 17 m - 19 mBewertung Verformungsbeständigkeitgegenüber SuffosionVerfahren: Kenney / LauUgrob >= 3Boden ist nicht suffosiv

Bericht vom 28. 11. 2013, Anlage 2.4

0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

H + F = 100 %

H = 1,3 · F

H = 1,0 · F

Übergangsbereich

suffosiv


H =

Ma

sse

[%

] zw

isch

en

D +

4·D

GGU-Filter-Stability / Version 1.12 / 20.02.2013Bohrung 1008/85Probe 10, 31 m - 32 mBewertung Verformungsbeständigkeitgegenüber SuffosionVerfahren: Kenney / LauUgrob >= 3Boden ist nicht suffosiv


0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

H + F = 100 %

H = 1,3 · F

H = 1,0 · F

Übergangsbereich

suffosiv


H =

Ma

sse

[%

] zw

isch

en

D +

4·D

GGU-Filter-Stability / Version 1.12 / 20.02.2013Bohrung 1008/85Probe 25, 80,8 m - 82,5 mBewertung Verformungsbeständigkeitgegenüber SuffosionVerfahren: Kenney / LauUgrob >= 3Boden ist nicht suffosiv


0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

H + F = 100 %

H = 1,3 · F

H = 1,0 · F

Übergangsbereich

suffosiv


H =

Ma

sse

[%

] zw

isch

en

D +

4·D

GGU-Filter-Stability / Version 1.12 / 20.02.2013Bohrung 1008/85Probe 35, 93,5 m - 96 mBewertung Verformungsbeständigkeitgegenüber SuffosionVerfahren: Kenney / LauUgrob >= 3Boden ist nicht suffosiv


0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

H + F = 100 %

H = 1,3 · F

H = 1,0 · F

Übergangsbereich

suffosiv


H =

Ma

sse

[%

] zw

isch

en

D +

4·D

1

2

3

4

5

103 5 20 30 50 100

h'' = d90 / d15

h' =

d9

0 /

d6

0

suffosiv

suffosiv

nicht suffosiv

2.7968

29

.01

98

GGU-Filter-Stability / Version 1.12 / 20.02.2013Bohrung 1008/85Probe 41, 103,5 m - 105,4 mBewertung Verformungsbeständigkeitgegenüber SuffosionVerfahren: Kenney / LauUgrob >= 3Kriterium nach Burenkova:Boden ist nicht suffosiv

d15 = 0.172 mmd60 = 1.785 mmd90 = 4.991 mmh'' = d90 / d15 = 29.02h' = d90 / d60 = 2.797




Anlage3

GeohydraulischeModellrechnungen

-200 -100 0 100 200 300

-100

-50

0

50

100

150

200

250 GGU-SS-FLOW2D / Version 10.03 / 20.05.2013DW Welzow II, Modellschnitt 1FE-Netz mit 22142 Elementen und 11427 Knoten

GGU-SS-FLOW2D / Version 10.03 / 20.05.2013DW Welzow II, Modellschnitt 1FE-Netz mit 22142 Elementen und 11427 Knoten

Funktion kr = f(u)

0 2 4 6 8 10

-u

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

kr

kx ky neff

[m/s] [m/s] [-]Bezeichnung

1.000 · 10-4 1.000 · 10-4 0.20 Schicht 1: nichtbindig 1.000 · 10-9 1.000 · 10-9 0.06 Schicht 3: bindig (4710)

Bodenkx ky neff



150.0Dic

htw

an

d

Anlage 3.1: geohydraulischer Modellschnitt 1 - FE-Netz

38

42

46

51

55

59

63

67

72

76

80

84

88

93

97

101

-200 -100 0 100 200 300

-100

-50

0

50

100

150

200

250 GGU-SS-FLOW2D / Version 10.03 / 20.05.2013DW Welzow II, Modellschnitt 1Isolinien Potentiale

GGU-SS-FLOW2D / Version 10.03 / 20.05.2013DW Welzow II, Modellschnitt 1Isolinien Potentiale

Funktion kr = f(u)

0 2 4 6 8 10

-u

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

kr

kx ky neff



Bodenkx ky neff



150.0

Anlage 3.2: geohydraulischer Modellschnitt 1 - Potentialverteilung



Anlage4

BerechnungenzumhydraulischenGrundbruch

GWU = 101.00

GWO = 38.00

110.00

0.00

11

0.0

0

Sand

0.00

0.000.00

0.000.00

1010.00Wasserdruck [kN/m²]

Tiefe ' k[m] [kN/m³] [kN/m³] [m/s]

Bezeichnung

0.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 Sand

OK Gelände = 110.00 m

BodenTiefe ' k[m] [kN/m³] [kN/m³] [m/s]

Bezeichnung

0.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 Sand


GGU-UPLIFT / Version 5.00 / 20.02.2012Norm: DIN 1054 (alt)Dichtwand Welzow II, ohne Liegendgrundwassergeringleiter

Hydraulische Grundbruchsicherheit = 2.7bei = 0.000 mGewicht = 1731.000 kN/m²Strömungskraft = 630.000 kN/m²


GWU = 101.00

GWO = 38.00

110.00

1.00

-3.00

10

9.0

04

.00

nichtbindig

bindig (4710)

0.00

0.000.00

0.000.00

370.06370.06



Bezeichnung

1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)



Bezeichnung

1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)


GGU-UPLIFT / Version 5.00 / 20.02.2012Norm: DIN 1054 (alt)Dichtwand Welzow II, Modellschnitt 1

Hydraulische Grundbruchsicherheit = 2.8bei = -3.000 mGewicht = 1760.500 kN/m²Strömungskraft = 630.000 kN/m²


GWU = 101.00

GWO = 38.00

110.00

60.00

40.00

1.00

-3.00

50

.00

20

.00

39

.00

4.0

0

nichtbindig

bindig

nichtbindig

bindig (4710)

0.00

0.000.00

0.000.00

0.000.000.000.00

370.06370.06



Bezeichnung

60.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig40.00 17.50 10.00 1.0 · 10-8 bindig1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig

<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)



Bezeichnung

60.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig40.00 17.50 10.00 1.0 · 10-8 bindig1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig

<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)





GWU = 101.00

GWO = 38.00

110.00

50.00

40.00

1.00

-3.00

60

.00

10

.00

39

.00

4.0

0

nichtbindig

2. LFH

nichtbindig

bindig (4710)

0.00

0.000.00

0.000.00

0.000.000.000.00

370.06370.06



Bezeichnung

50.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig40.00 11.50 3.00 1.0 · 10-8 2. LFH1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig

<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)



Bezeichnung

50.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig40.00 11.50 3.00 1.0 · 10-8 2. LFH1.00 18.50 10.50 1.0 · 10-4 nichtbindig

<1.00 17.50 10.00 1.0 · 10-9 bindig (4710)







Anlage5

Korngrößenverteilung:DichtwandWelzowII,

Verfüllmassen





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0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Bezeichnung:

Entnahmestelle:


U/Cc

Verfüllmassen

Dichtwand Welzow II

1.0 · 10-8

-/-

Bericht:

28.11.2013

Anlage:

5

Bemerkungen:

Datenübernahme:


Bericht: Anlage 2.1


04416 Markkleeberg

Objekt: Dichtwand Welzow II

Entnahmestelle: Dichtwand

Bericht: GMB, Anlage 2.1

Probe: Verfüllmassen



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Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe · - 2 - Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Im Ergebnis des von Herrn Götz vorgelegten Sachverständigengut-achtens ist