Geological and multi-analytical investigations on the predictability of application scenarios for soft, clay-rich sedimentary rock for CERN's future subsurface infrastructure in the Geneva Basin (Switzerland-France)

Titel in Übersetzung: Geologische und multi-analytische Untersuchungen zur Vorhersage von Verwertungsszenarien für weiches, tonreiches Sedimentgestein für die zukünftige, unterirdische Infrastruktur des CERN im Genfer Becken (Schweiz-Frankreich)

Maximilian Haas

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN) führt derzeit eine Machbarkeitsstudie für den Bau eines zukünftigen Teilchenbeschleunigers mit dem Namen "Future Circular Collider" (FCC) durch. Der geplante FCC soll in einem kreisförmigen Tunnel mit einem Umfang von 90-100 km im Genfer Becken untergebracht werden, der sich durch die Westschweiz und das angrenzende Frankreich erstreckt. Rechtlich bedingt wird Aushubmaterial aus Tunneln als Abfall behandelt, jedoch der in dieser Studie präsentierte Ansatz zeigt, dass für die Ausbruchmaterialien des FCC nützliche Verwendungen gefunden werden können. Die vorliegende Studie liefert stratigraphische und lithotypische Analysen innerhalb des Genfer Beckens, um eine Gesteinsklassifizierung entlang der derzeit geplanten FCC Tunneltrasse zu erstellen. Die Gesteinsklassifizierung trägt dazu bei, geologische Gefahren zu identifizieren und Verwendungsmöglichkeiten des Aushubmaterials vorherzusagen. Die Gesteinscharakterisierung basiert auf einer gründlichen Recherche und Digitalisierung von archivierten Untergrunddaten sowie auf einer umfangreichen Reihe von neu gewonnenen Feld- und Laboranalysen. Diese geomechanischen, petrophysikalischen, mineralogischen, geochemischen und physikalisch-chemischen Analysen wurden an Gesteinsmaterial durchgeführt, das an Bohrlöchern und Aufschlüssen entlang des geplanten FCC-Tunnels entnommen und in Verbindung mit geophysikalischen Bohrlochdaten analysiert wurde, was zu einem Katalog von ingesamt 2'461 Proben führte. Der FCC-Tunnel wird 13 geologische Formationen durchqueren, die im Genfer Becken in 25 verschiedene Lithotypen unterteilt sind. Es wurden drei geologische Gefahren identifiziert, die den Tunnelbau beeinflussen könnten: (1) Karstintervalle in den mesozoischen Formationen Grand Essert, Neuchâtel Member, Vallorbe und Vuache, die überwiegend mit gebrochenem Kalkstein verbunden sind; (2) quellendes Gestein mit Anhydritgehalten von bis zu 13 Gew.\% in überwiegend tonhaltigen Gesteinen der Grès et Marnes Gris à gypse Formation im nördlichen Teil des Beckens und quellendes Gestein mit Smektitgehalten von bis zu 17.2 Gew.\% in der tonhaltigen Molasse Rouge Formation; sowie (3) Gestein, das Kohlenwasserstoffe und Schwermetalle enthält und entweder vor einer nutzbringenden Verwendung behandelt oder als gefährlicher Abfall entsorgt werden muss. Die Herstellung von Ziegeln und Fliesen wurde als geeignet Verwendungszeck des auszuhebenden Gesteinsmaterials identifiziert. Im Rahmen dieser Studie wurden die geologischen Formationen entlang der vorgeschlagenen Trasse für den FCC-Tunnel erfolgreich charakterisiert. Es wurden Analysemethoden und -schema getestet und entwickelt, die das Aushubmaterial für mögliche Verwertungsszenarien erfolgreich prognostizieren.
Titel in ÜbersetzungGeologische und multi-analytische Untersuchungen zur Vorhersage von Verwertungsszenarien für weiches, tonreiches Sedimentgestein für die zukünftige, unterirdische Infrastruktur des CERN im Genfer Becken (Schweiz-Frankreich)
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Thuro, Kurosch, Beurteiler A (extern), Externe Person
  • Galler, Robert, Betreuer (intern)
  • Villeneuve, Marlene, Beurteiler A (intern)
  • Benedikt, Michael, Mitbetreuer (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Aushub
  • Gesteinsmaterial
  • Verwendung
  • Genfer Becken
  • CERN
  • FCC

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