Bodenvereisung für den Suburban Rail Loop in Melbourne 

Im östlichen Abschnitt der Suburban Rail Loop, dem sogenannten Suburban Rail Loop East, wird die Strecke vollständig unterirdisch als Metro realisiert. Dort entstehen zwei parallel verlaufende Tunnelröhren, die in regelmäßigen Abständen durch Querschläge miteinander verbunden werden. Diese Querschläge dienen unter anderem als Rettungswege. Aufgrund der anspruchsvollen Baugrundverhältnisse müssen diese Verbindungen gesichert hergestellt werden. Hier kommt die Bodenvereisung zum Einsatz. Sie ermöglicht es, den Baugrund temporär zu stabilisieren und das Eindringen von Grundwasser zu verhindern – und das ausschließlich von den bestehenden Tunnelröhren aus, ohne Eingriffe an der Oberfläche. CDM Smith ist in diesem Projekt für die Planung und das Design der Bodenvereisung verantwortlich und begleitet die Maßnahme fachlich während der Ausführung. Ursprünglich war die Vereisung nur für einen Querschlag vorgesehen. Aufgrund der überzeugenden Vorteile wurde das Konzept jedoch auf insgesamt 29 Querschläge ausgeweitet.

Im Projektgebiet liegen überwiegend wasserführende Lockergesteine vor. Diese Kombination aus wenig tragfähigem Boden und anstehendem Grundwasser stellt beim Bau der Querschläge eine erhebliche Herausforderung dar. Durch die Bodenvereisung kann der Baugrund gezielt verfestigt und gleichzeitig wasserdicht gemacht werden, indem das im Boden enthaltene Wasser gefroren wird. Die Vereisung erfolgt dabei aus den bereits bestehenden Tunnelröhren heraus. Zwischen den beiden Röhren bildet sich ein stabiler Frostkörper, in dessen Schutz der Querschlag sicher aufgefahren werden kann. Der entscheidende Vorteil: Es sind keine Eingriffe an der Oberfläche notwendig. Verkehr, Bebauung und das öffentliche Leben bleiben unbeeinträchtigt.

Die Bodenvereisung kommt ohne dauerhafte Eingriffe in Boden und Grundwasser aus. Es werden keine Stoffe injiziert und keine zusätzlichen Baugruben oder Installationen an der Oberfläche benötigt. Nach Abschluss der Arbeiten taut der Boden wieder auf, das Grundwasser kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück und im Untergrund verbleiben lediglich die Stahlrohre der Vereisungsanlage. Das System arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf: Der Kälteträger zirkuliert kontinuierlich und wird nicht verbraucht oder nachgefüllt. Der wesentliche Energieeinsatz besteht aus elektrischem Strom für die Gefrieranlagen. Abhängig vom lokalen Energiemix kann die Maßnahme entsprechend klimafreundlich betrieben werden. Darüber hinaus ermöglicht die frühzeitige Integration der Bodenvereisung eine Optimierung der Bauwerke und Prozesse. Dies führt zu einem geringeren Materialeinsatz, insbesondere bei Beton, und damit zu einer deutlichen Reduktion der CO₂-Emissionen.

Bei „World First“ geht es um eine Akkreditierung der Nachhaltigkeit eines Projekts. Das ISGF (International Symposium on Ground Freezing) hat die Anforderungen dafür bestätigt. Primär geht es darum, dass der CO₂-Fußabdruck des Gesamtprojekts durch eine frühzeitige Optimierung der Bauwerke und Prozesse minimiert wird. Bei der Vereisung ist das beispielsweise der Stromverbrauch der Gefrieranlagen oder die Optimierung des Designs.