Mining the Future - Untersuchungen zur Tunnelausbruchverwertung am
Beispiel des Future Circular Collider am CERN
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nuléaire) ist mit ca. 3400 Mitarbeiter,
23 Mitgliedstaaten und mit mehr als 14.000 Gastwissenschaftlern aus 85 Ländern das weltweit größte Forschungszentrum für Teilchenphysik. Mit dem Nachweis des Higgs-Boson gelang 2012 einer der größten Erfolge im Bereich der experimentellen Physik. Mit dem Future Circular Collider (FCC) soll ein neuer Teilchenbeschleuniger zur Verfügung stehen, der mit einer Länge von ca. 100 km eine der größten jemals gebauten unterirdischen Infrastrukturen darstellen wird.
Mithilfe des FCC sollen weitere Gebiete der Hochenergie- und Teilchenphysik erschlossen werden. Schon in einem frühen Stadium eines solchen Projektes sollten umfassende Untersuchungen zur Beschaffenheit des Baugrunds durchgeführt werden, um für die anfallenden 9.1 Mio. m3 an Ausbruchmaterial eine optimale Verwertungsstrategie zu finden, die mit den regional geltenden Vorschriften im Einklang steht. Aus Sicht des Tunnelbaulehrstuhls der Montanuniversität Leoben macht ein solches Projekt einmal mehr die Notwendigkeit einer diesbezüglich überregionalen Fortschreibung und Vereinheitlichung der gesetzlichen Vorschriften deutlich, um die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial im Sinne der Ressourcenschonung und der Verbesserung der Nachhaltigkeit von Untertagebauprojekten voranzutreiben.
Die FCC - Innovation Study im Bereich Tunnelausbruchverwertung, welche nur ein kleiner Baustein des FCC Projekts ist, ist Teil des von der EU geförderten Horizon2020 Programms und wird gemeinsam von der Montanuniversität Leoben und CERN organisiert. CERN, mit Sitz in Genf, Schweiz, unterhält mit dem 27 km langen Large-Hardon-Collider (LHC) den bisher größten Teilchenbeschleuniger der Welt. Mit Hilfe des LHC sind bereits einige bahnbrechende Erfolge in der physikalischen Grundlagenforschung gelungen, welche sich vor allem mit dem Aufbau der Materie befassen. Im Rahmen der Europäischen Strategie für Teilchenphysik wird nun ein neuer ca. 100 km langer Teilchenbeschleuniger geplant, mit welchem Kollisionsenergien von 100TeV generiert werden können, um neue Grundlagen der Physik zu erschließen. Am Design des FCC
sind über 150 Universitäten, Forschungsinstitute und Industriepartner aus den 23 CERN-Mitgliedsstaaten beteiligt. (CERN, 2022).
Der als FCC bezeichnete Collider soll sich über die schweizerische-französische Grenze erstrecken und über mehrere Schächte im Kanton Genf in der Schweiz sowie der Region Auvergne-Rhone-Alpes in Frankreich aufgefahren werden (Abb. 1). Eine große Herausforderung dabei wird die Verwertung von ca. 9.1 Mio m3 an Ausbruchmaterial sein, das aus Molasse des Genfer Beckens besteht. Die zur Charakterisierung des Ausbruchmaterials notwendigen geotechnischen, geophysikalischen und geochemischen Labortests im Rahmen der Voruntersuchungen wurden an der Montanuniversität Leoben, der ETH Zürich sowie der Université de Geneve (UNIGE) durchgeführt. Mit diesen konnte eine Grundlage für erste Tastversuche zur Verwertung des anstehenden Geomaterials geschaffen werden. Diese werden mit den in der Schweiz und Frankreich geltenden Normen und Vorschriften zu Grenzwerten von Schadstoffen im Ausbuchsmaterial im Rahmen der Wiederverwertung überprüft (Haas, 2020).
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