Dabei werden auch zwei längere Abschnitte in Opalinuston-Schichten durchfahren. Hier bietet sich dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI die Gelegenheit für geologische Untersuchungen an.

Im Sanierungstunnel Belchen mit einer Länge von 3,2 km ist bereits eine erste Strecke im Opalinuston von rund 160 m Länge erbohrt worden. Gemäss geologischer Prognose wird noch eine zweite Strecke im Opalinuston von ca. 420 m Länge durchfahren werden. Die dafür eingesetzte Tunnelbohrmaschine (TBM) hat einen Ausbruchdurchmesser von rund 14 m und eine Länge von 75 m. Damit ist sie die grösste bisher in der Schweiz eingesetzte Tunnelbohrmaschine.

Der TBM-Vortrieb im Opalinuston im Belchen bietet die Möglichkeit für felsmechanische Untersuchungen, welche bisher nicht an anderen Orten, z. B. im Felslabor Mont Terri im Kanton Jura, durchgeführt werden konnten. Das ENSI hat die Chance wahrgenommen und führt gemeinsam mit einer Forschungsgruppe der Ingenieurgeologie der ETH Zürich ein felsmechanisches Untersuchungsprogramm durch.

• Folgende felsmechanische Aspekte sollen genauer untersucht und verstanden werden:

  1. Das Gebirgsverhalten des Opalinustons infolge des TBM-Vortriebs bei unterschiedlichen strukturgeologischen und hydrogeologischen Verhältnissen und Überlagerungen (1. Priorität): Dafür werden die Daten der TBM, angetroffenen Gebirgsstrukturen, In-situ-Spannungen und felsmechanischen Kennwerte benötigt.
  2. Das Quellverhalten des Opalinustons (2. Priorität): Wann und wo setzt der Quellprozess ein? Wo kommen allfällige Grundwässer her? Wie wirken sich Quelldrucke zeitlich und räumlich auf den Ausbau des Tunnels aus?

• Geplante geologische Erkundungen und felsmechanische Untersuchungen in den Tunnelstrecken im Opalinuston:

  1. Orientierte optische Bohrloch-Scans in Vorauserkundungsbohrungen (Länge jeweils max. 50 m) bzw. Fotografieren der Ausbruchsfläche (Ortsbrust) vor der TBM in beiden Opalinuston-Strecken.
  2. Zusätzliche Verformungsmessungen mittels Gleitmikrometer in der zweiten Opalinuston-Strecke.
  3. Messungen der radialen Gebirgsspannungen auf die Tunnel-Aussenschale.
  4. Aufsättigung und Initialisierung der Quellprozesse im Opalinuston in den untersuchten Gleitmikrometer-Querschnitten.
  5. Laboruntersuchungen zu Festigkeits- und Verformungseigenschaften an Opalinuston-Proben aus den Kernbohrungen.

Ein erdwissenschaftliches Forschungsteam der ETH Zürich unter der Leitung von Prof. Simon Löw wird diese Untersuchungen im Auftrag des ENSI im Rahmen eines bestehenden Forschungsvertrags ausführen. Das ENSI rechnet für das Untersuchungsprogramm im Belchen mit einem Budget von 175’000 Schweizer Franken. Das definitive Untersuchungsprogramm des ENSI wird im Verlauf der Vorbereitungen mit dem ASTRA und dem Bauunternehmer diskutiert und entsprechend den Vortriebsarbeiten optimiert. In der ersten Opalinuston-Strecke wurden bereits orientierte optische Bohrloch-Scans in Vorauserkundungsbohrungen ausgeführt.