Lawinenverbauungen im Permafrost: Wechselwirkungen zwischen Verbauung und Untergrund

Eine durch Steinschlag beschädigte Schneebrücke

Durch Geländeverschiebungen wurde diese Stützwerkreihe in Talrichtung verschoben und musste saniert werden. Foto: S. Margreth (SLF)

In den Schweizer Alpen kommt Permafrost je nach Hangexposition in Höhenlagen oberhalb von 2300-3000 m ü. M. vor. Lawinenverbauungen werden vermehrt in Bereichen gebaut, wo der Boden ständig gefroren ist und Eis beinhalten kann. Sie werden auf steilen Hängen (30-50°) erstellt, die meistens im Hochgebirge mit labilem Schutt bedeckt sind.

Am SLF wird untersucht, ob und wie Lawinenverbauungen in Permafrost-Gebieten gebaut werden können, und ob es thermische Wechselwirkungen zwischen den Verbauungen aus Stahl und dem gefrorenen Boden gibt, die durch Schmelzen des Permafrosteises zu Hanginstabilität, und somit zu Schäden an den Lawinenverbauungen führen können.

Die Fundamente der Lawinenverbauungen durchstechen die problematische, potentiell instabile Auftauschicht des Permafrostes, die im Sommer positive Temperaturen erreicht und in der starke Temperaturänderungen und viele Phasenübergänge zwischen Eis und Wasser stattfinden. In dieser Schicht kann es starke Kriechbewegungen geben.

Die Lawinenverbauungen modifizieren zudem die zeitliche und räumliche Verteilung der Schneedecke und führen zu einer deutlichen Verspätung in der Ausaperung des Schnees im Frühsommer.

Bautechnische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Schneenetze unter Permafrostbedingungen am besten eignen, und dass bei der Erstellung von Lawinenverbauungen gewisse technische Massnahmen getroffen werden müssen. Die verschiedenen Massnahmen wie empfohlene Anker- und Mörteltypen, Injektionstemperatur des Mörtels und ähnliches wurden in neuen, am SLF entwickelten Richtlinien für den Lawinenverbau im Permafrost beschrieben.

Am SLF werden seit 1996 diverse Messungen an Testverbauungen gemacht, um zu beobachten, wie sich die Werke im Permafrostgelände verhalten. Es werden unter anderem die Bodentemperatur, die Hangstabilität, die Schneedeckenverteilung, und die Temperatur der Fundamente gemessen. Temperatur- und Stabilitätsmessungen werden auch an anderen Bauten gemacht (beispielweise Sesselliftmasten) um ihre Stabilität im Permafrost zu beurteilen.

Literatur

• Literaturliste zu Permafrost

Kontakt

• Marcia Phillips