Untertunnelung der Niagara-Fälle mit DSI und ACI: Naturwunder und Energiequelle
Die beeindruckenden Niagarafälle an der Grenze zwischen dem US amerikanischen Bundesstaat New York und der kanadischen Provinz Ontario waren stets eines der beliebtesten Ziele für Touristen auf dem amerikanischen Kontinent.
Was viele Menschen nicht wissen, ist, dass ein grosser Teil der ursprünglichen Wassermenge der Niagara-Fälle nachts und in Zeiten mit geringen Besucherzahlen über ein Stauwehr umgeleitet und zur Stromgewinnung genutzt wird. Die Wassermenge, die abgeleitet und zur Energiegewinnung verwendet werden darf, ist sogar in einem Gesetz aus dem Jahre 1950 detailliert nach Jahres- und Tageszeiten geregelt.
Die Wasserkraft der Niagara-Fälle wird bereits seit dem Jahr 1922 genutzt. Seit 1954 existieren zwei 9 km lange Tunnel unterhalb der Stadt Niagara Falls, die ein nahe gelegenes Elektrizitätswerk mit Wasser versorgen. Derzeit wird mit etwa 1.800 m3 Wasser pro Sekunde nur ein Bruchteil der Energie des Niagara-Flusses auch tatsächlich zur Stromgewinnung verwendet. Da Ontarios Bedarf an Elektrizität kontinuierlich zunimmt, beschloss Ontario Power Generation Inc. den Bau eines dritten Tunnels unterhalb der Stadt Niagara Falls. Durch diesen Druckstollen sollen bei einer geplanten Nutzungsdauer von 90 Jahren 160.000 zusätzliche Haushalte mit Energie versorgt werden.
Der neue Tunnel wird eine Länge von 10,4 km haben und in einer Tiefe von bis zu 140 m unterhalb der bereits existierenden Tunnels verlaufen. Mit seinem Durchmesser von 14,4 m wird der Druckstollen mehr als 11/2 mal so weit wie die Tunnelröhren des Channel Tunnels. Der Tunnel wird 500 m3 Wasser pro Sekunde vom Oberlauf des Niagara-Flusses in das Kraftwerk unterhalb der Niagarafälle leiten. Der Vortrieb erfolgt mit einer Hartgesteins-Tunnelbohrmaschine (TBM) mit dem derzeit grössten Durchmesser der Welt. Der Durchmesser ist 14,4 m und die Maschine ist 2.000 t schwer. Der Startschacht der TBM hatte eine Länge von 400 m. Hier wurde in einem Zeitraum von 11 Monaten zum ersten Mal eine TBM nicht im Werk, sondern vor Ort montiert.
Der Tunnel wird eine Auskleidung aus unbewehrtem Beton erhalten, die bis zu 70 cm dick ist. Zusätzlich muss diese Auskleidung durch Injektionen vorgespannt werden, damit sie Betriebswasserdrücken von bis zu 15 bar standhalten kann. Die Bauarbeiten gestalten sich schwierig, da der vorherrschende Tonstein sehr brüchig ist und die Arbeiten unter schwierigen Grundwasserverhältnissen stattfinden. Deshalb sind auch die Firmen DSI Österreich und DSI Underground Systems Inc. Bristol als Spezialisten für Arbeiten in geologisch instabilen Umgebungen an dem Projekt beteiligt.
DSI Österreich lieferte bisher schon mehr als 40.800 Reibrohranker in Längen von 2,4 bis 6,0 m sowie über 1.000 Stück Selbstbohr-Reibanker AT-Power Set mit 4 m Länge auf die Baustelle. Der AT-Power Set ist ein Spezialprodukt und wird zur Sofortsicherung bei Steinschlaggefahr eingesetzt. Der Anker ist sofort nach dem Einbohren belastbar unddeshalb besonders für die geologisch instabilen Zonen bei diesem Projekt geeignet. Für den Ankereinbau sind keine speziellen Geräte nötig. Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, dass keine Injektion oder Vermörtelung vorgenommen werden muss. Der AT Power Set ist unempfindlich gegenüber Schwingungen und Sprengarbeiten und verfügt über einen hohen Scherwiderstand.
DSI Österreich lieferte für dieses Projekt ausserdem bisher über 1.200 IBO-Selbstbohranker der Ankertypen R32 und R38. Die Spezialanker können durch unterschiedliche Bohrkronentypen flexibel an unterschiedliche Gebirgsverhältnisse angepasst werden. Durch die Verwendung von Muffen sind IBO-Selbstbohranker in Bezug auf die Ankerlänge variabel und können dadurch an unterschiedlichste Einsatzanforderungen angepasst werden. Das spezielle Profil der Ankerstange ermöglicht einen optimalen Verbund mit der Zementsuspension.
DSI Underground Systems Inc. Bristol lieferte Stahlträger für die Stabilisierung des neuen Tunnels. Um eine individuelle Anpassung an die Gegebenheiten vor Ort zu erreichen, wurden drei verschiedene Stahlprofile ringförmig eingebaut. Bei den verwendeten Profilen handelte es sich um Stahlträger des Typs C150x16, W150x37 und W200x59.
DSI ist stolz darauf, bei diesem Grossprojekt als Spezialanbieter von Tunnelausbausystemen ausgewählt worden zu sein.