Die Verwitterungsdecke des Karbon im Bochumer Süden stellt besondere Anforderungen an die Baugrundbeurteilung. In Hanglagen mit Hohlräumen und Klüftzonen, die den Bergbau begleiten, entscheidet die Durchlässigkeit des Untergrunds über die Wirksamkeit von Dränagen und die Standsicherheit tiefer Baugruben. Der Felddurchlässigkeitsversuch nach Lefranc liefert hier Kennwerte für Lockergesteinshorizonte oberhalb des Grundwasserspiegels, während der Lugeon-Versuch in geklüfteten Sandsteinpaketen des flözleeren Oberkarbons die Gebirgsdurchlässigkeit unter Druckstufen erfasst. Beide Verfahren ergänzen sich in Bochums geologischem Profil, das von quartären Schottern über Emscher-Mergel bis zum Festgestein reicht. Das akkreditierte Prüflabor arbeitet nach DIN EN ISO 22475-1 und führt die Versuche mit kalibrierten Druckaufnehmern durch, deren Messintervall an die lokale Schichtenfolge angepasst wird. Bei Baugruben entlang der Universitätsstraße oder im Entwicklungsgebiet Mark 51°7 kombinieren wir die Ergebnisse mit einem CPT-Versuch, um Schichtgrenzen und Porenwasserüberdrücke lückenlos zu identifizieren.
Der Lugeon-Wert in Bochumer Karbonsandsteinen variiert zwischen 0,5 Lu im massigen Fels und über 20 Lu in tektonisch beanspruchten Kluftzonen – ein Faktor 40 auf wenigen hundert Metern Distanz.
Vorgehen und Leistungsumfang
Die hydrogeologischen Bedingungen in Bochum teilen sich markant zwischen den Lösslehmdecken des Nordens und den klüftigen Karbonsandsteinen im Süden. Nördlich der A40, etwa in Altenbochum, herrschen bindige Deckschichten vor, deren Durchlässigkeit im Lefranc-Versuch meist bei kf-Werten zwischen 10⁻⁷ und 10⁻⁹ m/s liegt. Die Messung erfolgt hier als Auffüllversuch mit konstantem Druck, wobei die gesättigte Zone um das Bohrloch radial durchströmt wird. Südlich des Ruhrhangs, in Stiepel oder Querenburg, dominieren geklüftete Ton- und Sandsteine, in denen der Lugeon-Versuch mit fünf Druckstufen nach Houlsby gefahren wird. Dort registrieren die Wegaufnehmer an der Kolbenpumpe oft Dilatationseffekte, die auf klüftungsbedingte Spannungsänderungen hinweisen. Das Verhältnis von Wasseraufnahme zu Prüfdruck, ausgedrückt in Lugeon-Einheiten, schwankt in diesen Formationen zwischen 1 und 15 Lu und erfordert eine sorgfältige Interpretation hinsichtlich Erosionsanfälligkeit und Verpressbarkeit. Für die Festlegung der Injektionsparameter im Fels zeichnet das Prüfprotokoll neben dem Pumpendruck auch den Rückpralldruck nach dem Abschalten auf – eine wesentliche Information für das spätere Injektionskonzept.
Lokale Besonderheiten
Das hydraulische Doppelpackersystem für den Lugeon-Versuch wird vor jeder Messkampagne in Bochum einem Funktionstest unterzogen. Zwei aufblasbare Manschetten dichten die Prüfstrecke im Bohrloch ab, während ein Bypass-Schlauch den hydrostatischen Druck unterhalb des Packers kompensiert. Die Pumpe fördert mit maximal 12 bar, was bei Prüfstrecken unterhalb von 15 Metern Tiefe meist knapp ausreicht, in tieferen Klüften jedoch durch Nachspeisung mit einem zweiten Kreislauf unterstützt werden muss. Der kritische Moment ist das plötzliche Abfallen des Packerdrucks um mehr als 2 bar innerhalb einer Druckstufe – ein sicheres Zeichen für eine offene Kluft, die das Sperrmedium abfließen lässt. In Homogenbereichen mit Tonsteinlagen des Oberkarbons tritt dieser Effekt seltener auf, dafür verfälscht hier die Quellung des Nebengesteins bei längerer Wasserbeaufschlagung die Durchlässigkeitswerte. Das Prüfprotokoll vermerkt deshalb stets Trübung, Temperatur und elektrische Leitfähigkeit des Rücklaufwassers als Indikatoren für mineralische Lösungsprozesse.
