Koralm Tunnel as a Case Study for Sinter Formation in Drainage Systems – Precipitation Mechanisms and Retaliatory Action

The drainage systems of several tunnels in Austria are heavily clogged with calcite precipitates. Cleaning and water conditioning are cost-intensive for the operating company. The results of the case study Koralm tunnel show that the dissolved calcium in the drainage solutions derives from the ground water and especially from the dissolution of portlandite at the shotcrete. Accordingly, the drainage solutions are often strongly alkaline and as sufficient supersaturation with respect to calcite is reached, calcite precipitates. The carbonate in the calcite sinter is obtained from the ground water or from the absorption of atmospheric CO 2 . Extensive chemical, mineralogical, and isotopic analyses as well as hydrogeochemical modelling permit to decipher the effective parameters in order to develop recommendations for retaliatory action. In-situ experiments in the Koralm tunnel simulate the conditions for the designed drainage system, which should provide an appropriate evaluation of the sinter formation in the drainage and the application of inhibitors. Sinter formation will be reduced by using tailored construction materials. Koralmtunnel als Fallbeispiel fur Versinterungen in Dranagesystemen ‐ Ablagerungsmechanismen und Gegenmasnahmen In den Dranagesystemen mehrer Tunnel in Osterreich werden enorme Mengen an Kalzit abgelagert. Die Reinigung und Wasserkonditionierung sind fur den Betreiber mit erheblichen Kosten verbunden. In dieser Arbeit konnte anhand der Fallstudie Koralmtunnel gezeigt werden, dass das geloste Kalzium in dem Dranagewasser aus dem Bergwasser selbst und insbesondere aus der Auflosung von Portlandit im Spritzbeton bereitgestellt wird. Die so erhaltenen Losungen sind haufig stark alkalisch. Hierdurch kommt es zu einer Ubersattigung an Kalzit, wodurch in weiterer Folge die Abscheidung von Kalzit eingeleitet werden kann. Das Karbonat im Kalksinter kann entweder aus dem Grundwasser oder aus der Absorption von atmospharischem CO2 erhalten werden. Durch umfangreiche chemische, mineralogische und isotopenchemische Analysen sowie hydrogeochemische Modellierungen wurden die jeweils wirksamen Faktoren identifiziert, um auf deren Basis Ansatze fur Gegenmasnahmen entwickeln zu konnen. In-situ-Experimente im Koralmtunnel simulieren die Bedingungen in der geplanten Dranage. Hieruber soll eine Beurteilung der Versinterungen im Dranagesystem und der Anwendung von Inhibitoren ermoglicht werden. Versinterungen werden auch durch den Einsatz masgeschneiderter Baustoffe verringert werden.