Geologische Prognose mit bautechnischer Empfehlung für den Standort der Brennelementverpackungsanlage
Nagra (2024): Geologische Prognose mit bautechnischer Empfehlung für den Standort der Brennelementverpackungsanlage. Nagra Arbeitsbericht NAB 24-40.
Die Nagra reicht ein Rahmenbewilligungsgesuch (RBG) für eine Brennelementverpackungsanlage (BEVA) am Standort Zwilag (Würenlingen, Kt. AG) ein. In den Gesuchsunterlagen des RBG ist gemäss Kernenergieverordnung (KEV 2004) der Standort zu charakterisieren, wobei gemäss ENSI 33/649 (ENSI 2018) insbesondere die Baugrundverhältnisse für die BEVA und gegebenenfalls notwendige weitere Bauten im vorgesehenen Projektperimeter (Nagra 2025) zu beurteilen sind. Diesbezüglich werden im vorliegenden Bericht, basierend auf vorhandenen geologischen und hydrogeologischen Grundlagen und aktuellen Datenreihen, die Grundlagen für die weitere Projektierung im Sinne einer Voruntersuchung gemäss SIA 267, Ziffer 3.2.2.1 (SIA 2013b) erarbeitet. Diese umfassen insbesondere die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse im Projektperimeter sowie eine bautechnische Bewertung und Diskussion der Naturgefahren sowie der Meteorwasserversickerung für den Standort im Hinblick auf das Bauvorhaben. Da die vorhandene Datenlage aufgrund der benachbarten Anlagen für eine Voruntersuchung ausreichend ist, wurden im Rahmen des vorliegenden Berichts keine neuen Untersuchungen ausgeführt. Ergänzende Baugrunduntersuchungen sind im Hinblick auf die spezifische Ausführungsplanung bei Bedarf in späteren Projektierungsphasen vorzunehmen.
Der Projektperimeter liegt in der Talebene des unteren Aaretals, welches vom Gletscher in früheren Eiszeiten trogförmig in den Felsuntergrund des Tafeljuras eingetieft wurde. Der Felsuntergrund aus Kalken sowie Ton- und Kalkmergeln wurde in Sondierungen im nördlichen Projektperimeter in rund 22 - 25 m Tiefe erbohrt. Die Felsoberfläche fällt in Richtung Süden ab. Vom Gletscher wurde über dem Fels vorwiegend tonig-siltige, generell dicht bis sehr dicht gelagerte Moräne abgelagert, welche heute nur noch reliktisch vorhanden ist. Über der Moräne tritt im Projektperimeter ursprünglich rund 15 - 20 m mächtiger, sogenannter Niederterrassenschotter auf, welcher grösstenteils aus mitteldicht bis dicht gelagertem, sauberem Kies mit reichlich Sand sowie Steinen und Blöcken inklusive grosser Blöcke besteht. Darüber folgen geringmächtige, siltig-sandige, locker gelagerte Überschwemmungssedimente resp. natürliche Oberflächen-schichten. Im Zuge der baulichen Tätigkeiten wurden diese und stellenweise auch der Schotter abgetragen und teilweise durch künstliche Auffüllungen ersetzt. Zudem können im Untergrund verbliebene Bauhilfsmassnahmen (z.B. Lockergesteinsnägel) nicht ganz ausgeschlossen werden. Weiter sind im Projektverlauf bestehende Werkleitungen zu ermitteln und entsprechend zu sichern.
Die gut durchlässigen Schotter bilden den Grundwasserleiter für den ausgedehnten, mächtigen Grundwasserstrom des unteren Aaretals. Das Grundwasser fliesst in Richtung Nordosten ab. Im nördlichen-mittleren Bereich des Projektperimeters liegt der mittlere Grundwasserspiegel des Grundwasserstroms rund 11 m u.T. Der gesamte Projektperimeter ist gemäss der Gewässerschutzkarte dem Gewässerschutzbereich Au zugeordnet.
Die Lage und das Ausmass der einzelnen Baukörper innerhalb des Projektperimeters sind aktuell noch nicht bekannt. Es wird daher im Bericht von einer exemplarischen Projektumsetzung ausgegangen. Gemäss aktuellen Annahmen kommt der Baukörper der BEVA im nördlichen-mittleren Teil des Projektperimeters zu liegen. Die in der exemplarischen Umsetzung vorgesehene Fundationskote der BEVA liegt bei 326 m ü.M und somit über dem mittleren Grundwasserstand. Sollte in der weiteren Projektierung aus bautechnischer Sicht eine Absenkung der Fundationskote erforderlich werden, ist dies bis zum mittleren Grundwasserstand möglich, ohne dass eine gewässerschutzrechtliche Ausnahmebewilligung erforderlich ist (Anhang 4, Ziff. 211 GSchV 1998).
In Bezug auf die Fundation dürften die Bodenplatten grösstenteils in den Schotter, jedoch je nach räumlicher Lage teilweise auch in künstliche Auffüllungen zu liegen kommen. Zur Gewährleistung eines einheitlichen Tragfähigkeitsverhaltens mit möglichst kleinen Setzungen und vor allem Setzungsdifferenzen resp. Gebäudeverkippungen empfiehlt es sich, in Bereichen mit künstlichen Auffüllungen im Fundationsbereich die Gebäudelasten konsequent bis in den gut tragfähigen, wenig setzungsempfindlichen Schotter abzuleiten.
Der Projektperimeter ist nicht im Prüfperimeter für Bodenaushub des Kantons Aargau und auch nicht im Kataster der belasteten Standorte eingetragen. Allfällige dennoch vorhandene verschmutzte Aushubmaterialien (z.B. bauschutthaltige Auffüllungen) werden gesetzes- und vollzugskonform weiterverwendet oder entsorgt.
Bezüglich Naturgefahren kann eine Überflutung des Projektperimeters durch die Aare ausgeschlossen werden. Bei einem extremen Aare-Hochwasser (Häufigkeit 10-4 pro Jahr) müsste jedoch für den Projektperimeter ein Grundwassersspiegel von 328.7 m ü.M. angenommen werden. Der Baukörper der BEVA muss daher bezogen auf Einwirkungen durch das Grundwasser mindestens bis zu dieser Kote auf Dichtigkeit und Auftrieb dimensioniert werden. Gefährdungen durch Steinschlag, Fels- oder Bergsturz, permanente Rutschungen, Muren, Übersarung, Lawinen und Blitzfluten sind für den Projektperimeter nicht relevant. Lokale Hangmuren von feinkörnigeren, natürlichen Oberflächenschichten aus der Terrassenkante am östlichen Rand des Projektperimeters können bei extremen Niederschlägen aber nicht vollständig ausgeschlossen werden. Diese Gefahr ist jedoch mit einfachen baulichen Massnahmen zu beherrschen. Da der Untergrund im Bereich der erforderlichen Baugruben aus vergleichsweise dicht gelagertem Niederterrassenschotter mit ausreichender Mächtigkeit besteht, sind zudem kein Quellen des Untergrunds sowie keine Subrosionsprozesse zu erwarten. Der Schotter weist zudem keine Tendenz zu Bodenverflüssigung auf.
Die Versickerungsverhältnisse im Projektperimeter werden als günstig eingestuft (gut durchlässiger Schotter, tief liegender Grundwasserspiegel). Abhängig von der Belastungsklasse kann das anfallende Meteorwasser in genügendem Abstand zu bestehenden Gebäuden und in Bereichen mit durchlässigem Schotteruntergrund in einem unterirdischen Versickerungsschacht bzw. über humusierte Mulden zur Versickerung gebracht werden.
Basierend auf den im vorliegenden Bericht dargestellten geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse sowie der bautechnischen Bewertung resp. der Bewertung der Naturgefahren zeigt sich, dass der Standort hinsichtlich des Baugrunds und der möglichen Gefahren (im Sinne der SIA 267 (SIA 2013a)) als Projektperimeter für den Bau und den Betrieb einer BEVA geeignet ist.