Experience gained from the restoration of the water table at the Brixlegg tunnel
Authors: Köhler Manfred 
Published: November 2009

For the construction of the 4.2 km long Brixlegg tunnel, it was necessary to lower the water table by 50 m inside the mountain. This proved to have a bad effect on the artesian mineral and healing water springs at Bad Mehrn. To protect these, the responsible water authority prescribed a lining of the tunnel waterproof to 6 bar, in order to ensure that the groundwater table could rise again after the completion of tunnelling.

After the pressure tight tunnel lining had been successfully completed with the intended grout canopy at the transition from the pressure‐tight to the drained sections of the tunnel, the groundwater initially rose quickly, but then stagnated after a few months. Continuous monitoring in the tunnel showed increasing high water pressures of up to 3 bar at the invert of the drained tunnel, despite functioning drainage at the sides.

Extensive investigations led to the supposition that this was not large‐area seepage of water in the rock mass but rather localised lateral seepage along the old temporary construction drainage, which had been grouted. Targeted additional grouting was therefore carried out in the area of the old drainage and its filter bodies, which was very successful. The ingress of water into the drained section was completely stopped with the result that the water table started to rise again. The artesian flow of mineral water in Bad Mehrn started again on the 18th November 2008 and also has its original mineral content.

The additional grouting work led to hydrogeological and geotechnical knowledge, which could also be useful for future projects. In particular, the grouting of a construction drainage with its filter body at water pressures of 5 bar represents a special measure, which needs to be prepared in detail. Later leaks in this area lead to horizontal hydraulic short‐circuits in the rock mass, which under some circumstances could considerably impair the intended purpose of a pressure‐resistant tunnel lining to protect a water reservoir in the rock mass.

Beim Bau des 4,2 km langen Tunnels Brixlegg wurde im Gebirgsinneren eine Absenkung des Bergwasserspiegels um 50 m erforderlich. Es kam dadurch zu einer Beeinträchtigung der artesisch austretenden Mineral‐ und Heilwasserquellen von Bad Mehrn. Zu ihrem Schutz hatte daher die Wasserrechtsbehörde eine bis 6 bar druckdichte Auskleidung des Tunnels vorgeschrieben, um nach Vortriebsende eine Wiederaufspiegelung des Bergwassers zu gewährleisten.

Nach erfolgreichem druckdichten Tunnelausbau mit den planmäßig vorgesehenen Injektionsschirmen am Übergang vom druckdichten zum dränierten Tunnelbereich stellte sich zunächst eine rasche Bergwasseraufspiegelung ein, die aber nach einigen Monaten stagnierte. Laufende Kontrollen im Tunnel zeigten zunehmende, hohe Wasserdrücke bis zu 3 bar im Sohlbereich des dränierten Tunnels trotz funktionstüchtiger Ulmendränagen.

Umfangreiche Untersuchungen ließen vermuten, dass es sich dabei nicht um großräumige Wasserumläufigkeiten im Gebirge handelt, sondern um lokale Umläufigkeiten längs der alten verpressten Bauwasserdränage. Es wurden deshalb gezielte Nachinjektionen im Bereich der alten Baudränage und ihrem Filterkörper durchgeführt, die sehr erfolgreich waren. Der Übertritt von Mineralwasser in den dränierten Bereich wurde vollständig gestoppt, sodass die Bergwasseraufspiegelung wieder einsetzte. Seit dem 18. November 2008 tritt das Mineralwasser in Bad Mehrn wieder artesisch aus und weist auch die ursprüngliche Mineralisation auf.

Bei den Nachinjektionen wurden hydrogeologische und geotechnische Erkenntnisse gewonnen, die auch für künftige Bauvorhaben hilfreich sein können. Insbesondere stellt die Verpressung einer Baudränage mit ihrem Filterkörper bei Wasserdrücken von 5 bar eine Spezialmaßnahme dar, die im Detail vorbereitet werden muss. Spätere Undichtigkeiten in diesem Bereich führen zu horizontalen hydraulischen Kurzschlüssen im Gebirge, die unter Umständen den angestrebten Schutz eines Bergwasserkörpers mithilfe einer druckdichten Tunnelauskleidung stark beeinträchtigen.