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Forschungsprojekt

Staumauer Spitallamm am Grimselsee

Das Grossprojekt Laboruntersuchungen Sedimente im Staubecken Spitallamm konnte am IBU erfolgreich abgeschlossen werden.

Im Mittelpunkt stand die Frage, wie sich die Sedimente im Staubecken verhalten, wenn der Wasserspiegel schnell sinkt – ein Szenario, das generell für die Sicherheit von Anlagen von Alpinen Stauseen und Infrastruktur von grosser Bedeutung ist.

Im Rahmen der Sanierungsarbeiten der Staumauer Spitallamm des Grimselsees wurde der ältere der beiden bestehenden Umleitstollen entleert, um Instandsetzung arbeiten an der Schützenkammer ausführen zu können. Dazu wurde der Grimselsee bis im Dezember 2024 / Januar 2025 entleert. 
Der Umleitstollen wird über ein Einlaufbauwerk gespeist und ist mit der Einlaufschütze des zum Bau der alten Staumauer notwendigen Dammes verbunden. Die Einlaufschütze ist nicht mehr funktionsfähig, eventuell stark korrodiert und mit meterhohen Sedimentablagerungen durch die Verlandung überlagert. Die Einlaufschütze wurde letztmals 1976 im Zuge einer Seesentleerung dokumentiert. Es ist davon auszugehen, dass die Einlaufschütze lediglich für den Wasserdruck des alten Stausees bemessen wurde. Um die Instandsetzungsarbeiten an der Schützenkammer ausführen zu können sind die Auswirkungen durch ein allfälliges Versagen der Einlaufschütze infolge der Stollenentleerung zu untersuchen.

Die Laborversuche an den ungestörten Proben wurden durch die OST – Ostschweizer Fachhochschule, Institut für Bau und Umwelt (IBU), Rapperswil durchgeführt.

Die Sedimente im Bereich des Spitallammbeckens zeigen in den oberen Lagen ein kontraktives und verflüssigungsanfälliges Verhalten. In einer Tiefe zwischen zwei und sechs Metern tritt die kritischste Zone mit dem höchsten Verflüssigungspotenzial auf. Spätestens ab etwa sechs Metern Tiefe nimmt die Dichte deutlich zu, das Verhalten wird dilatant, und die Scherfestigkeit steigt deutlich an.

Das beobachtete Verhalten weist auf einen klaren vertikalen Übergang von weichen, instabilen zu dichten, stabilen Sedimenten hin. Diese Zweiteilung ist für die Stabilitätsanalyse der Sedimentkörper und der Bauwerke von zentraler Bedeutung. 

Was wir herausgefunden haben
Durch umfassende Untersuchungen im Geotechnik-Labor konnte das Team wichtige Erkenntnisse gewinnen:

  • Die oberen Sedimentschichten reagieren sehr empfindlich auf schnelle Veränderungen.
  • In bestimmten Tiefen zeigen die Ablagerungen ein Verhalten, das zu instabilen Zuständen führen kann.
  • Die Laborergebnisse bestätigten klar, was frühere Analysen bereits vermuten liessen.

Damit lieferte das Projekt einen wertvollen Beitrag zum Verständnis, wie alpine Stauseen auf Belastungen reagieren – und wie sie langfristig sicher betrieben werden können. Die Resultate werden in einer Publikation für einen internationalen Zeitschrift veröffentlicht. 

Das Geotechnik-Labor: Stark nachgefragt

Nach Abschluss von Spitallamm arbeitet das Geotechnik-Labor der OST bereits an weiteren bedeutenden Aufgaben, unter anderem:
Reusssanierung – Untersuchungen zur Unterstützung eines der wichtigsten Wasserbauprojekte der Schweiz
Tiefbahnhof Luzern – die OST ist hier das offizielle Geotechnik-Labor und begleitet das Projekt mit zentralen Prüfungen

Diese Aufträge zeigen: Die Expertise des Labors wird schweizweit geschätzt und trägt unmittelbar zur Weiterentwicklung bedeutender Infrastrukturprojekte bei.

Staumauer am Grimselpass Quelle: Kraftwerke Oberhasli
Grimselpass Quelle: Kraftwerke Oberhasli