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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 1
Geologische Untersuchungen an
der Neubaustrecke Dresden-Prag
Schriftenreihe, Heft 4/2021

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 2
Geologische Untersuchungen an der
Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden-Prag
(2011-2020)
M.Sc. Lisa Thiele, Dipl.-Ing. Sabine Kulikov, Dr. Ottomar Krentz, M.Sc. Gabriel Unger, Dr. Elisabeth Seidel,
M.Sc. Johannes Köhler, M.Sc. Lutz Sonnabend
Petr Kycl, Ph.D Vladislav Rapprich, Ph.D. Jan Franěk
(Česká geologická služba Tschechischer geologischer Dienst)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 3
Der vorliegende Bericht ist eine Zusammenstellung sämtlicher Ergebnisse des Staatlichen Geologischen Dienstes
Sachsen aus den Jahren 2011-2020. Die Bearbeitungshistorie wird in Kapitel 1 beschrieben. Auf die einzelnen Berichte
wird in der Schriftenreihe Bezug genommen. Sie sind im Literaturverzeichnis aufgeführt.
Den Hauptteil der Schriftenreihe bilden die Ergebnisse des INTERREG Va-Projektes, welche gemeinsam mit den
Kollegen des Tschechischen Geologischen Dienstes erarbeitet wurden. Außerdem wird sich im Kapitel Geologie auf die
Erläuterungen zu den geologischen Karten bezogen, die durch das LfULG herausgegeben wurden.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 4
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung ..................................................................................................................................................... 10
1.1
Historie der Einbeziehung des Geologischen Dienstes Sachsen im NBS-Projekt ..................................... 11
2
Geografie ..................................................................................................................................................... 20
3
Geologie ...................................................................................................................................................... 22
3.1
Geologische Entwicklung ............................................................................................................................ 22
3.2
Regionale Geologie und Hydrogeologie ..................................................................................................... 23
3.3
Petrographie auf sächsischer Seite ............................................................................................................ 30
3.4
Tektonik ....................................................................................................................................................... 31
4
Literaturauswertung ..................................................................................................................................... 35
5
Graphisches Datenmanagement mit ArcGIS .............................................................................................. 36
6
Grenzüberschreitende geologische Karte ................................................................................................... 38
6.1
Methodik ...................................................................................................................................................... 38
6.2
Ergebnis ...................................................................................................................................................... 43
7
Kartierung .................................................................................................................................................... 46
7.1
Gebietsauswahl/Vorgehensweise ............................................................................................................... 46
7.2
Ergebnisse................................................................................................................................................... 47
8
Hydrogeologische Untersuchungen ............................................................................................................ 53
8.1
Methodik ...................................................................................................................................................... 53
8.2
Ergebnisse................................................................................................................................................... 54
9
Geophysik.................................................................................................................................................... 60
9.1
Methodik ...................................................................................................................................................... 60
9.2
Ergebnisse................................................................................................................................................... 65
10
Geotechnische Risikofaktoren..................................................................................................................... 83
10.1
Störungen als Risikobereiche für die Gebirgsstabilität ............................................................................... 83
10.2
Analyse potentieller Geogefahrenbereiche bzw. geotechnischer Problemzonen
im Untersuchungsgebiet .............................................................................................................................. 87
10.3
Anisotropie der Abrasivität und Petrographie von Gneisen ........................................................................ 94
10.4
Ingenieurgeologische Charakteristik der Gesteine im Untersuchungsgebiet ............................................. 97
11
Geologische Trassenbänder ..................................................................................................................... 105
12
3D-Modellierung ........................................................................................................................................ 107
12.1
Einleitung ................................................................................................................................................... 107
12.2
Einheiten und Strukturen des 3D Modells ................................................................................................. 108
12.3
Daten und Datenaufbereitung ................................................................................................................... 108
12.4
Modellierte Objekte und Modellierungsmethoden ..................................................................................... 110
12.5
Modellierungsregeln .................................................................................................................................. 110
12.6
Modellannahmen ....................................................................................................................................... 111
12.7
Präsentation und Validierung der Modellierungsergebnisse ..................................................................... 111
12.8
Modellunsicherheiten ................................................................................................................................ 111
13
Ergebnisbetrachtung ................................................................................................................................. 113
13.1
Nutzen der Arbeit des Geologischen Dienstes Sachsen für die aktuellen Planungen ............................. 114
13.2
Ausblick ..................................................................................................................................................... 116
14
Literaturverzeichnis ................................................................................................................................... 118
Anlagenband ............................................................................................................................................................. 121

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 5
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Der Orient/East-Med Korridor. Rechts: Streckenverlauf der Bestandsstrecke durch das Elbtal........ 10
Abbildung 2: Erste Ausweisung von Bereichen mit komplizierten geologischen Verhältnissen im Verlauf der
geplanten Tunneltrasse der Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden-Prag............................................. 12
Abbildung 3: Zwei Wismut Bohrungen von 1966, in denen kretazische Sedimente innerhalb der
proterozoischen Gneise des Osterzgebirges angetroffen worden sind.............................................. 13
Abbildung 4: a) Geologisches 3-D-Modell im Betrachtungskorridor mit 3D-Modell der Struktur Börnersdorf.
b), c) Der ehemals geplante Trassenverlauf nach Westen................................................................. 14
Abbildung 5: Logos des INTERREG Va-Projektes.................................................................................................. 15
Abbildung 6: Logos der Projektpartner..................................................................................................................... 15
Abbildung 7: Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes.......................................................................... 16
Abbildung 8: Lage des Untersuchungsgebietes des INTERREG Va-Projektes und der verschiedenen
Trassenvarianten aus dem Raumordnungsverfahren von Heidenau bis Chlumec ............................ 19
Abbildung 9: Geografie im Untersuchungsgebiet mit den Varianten des Raumordnungsverfahrens
INTERREG Va-Projekt. ....................................................................................................................... 21
Abbildung 10: Regionalgeologische Einheiten des Erzgebirges und benachbarter Einheiten. Der blaue
Rahmen zeigt die ungefähre Lage des Trassenkorridors für die NBS Dresden-Prag. ....................... 22
Abbildung 11: Quartäre Einheiten der dig. Geologischen Karte GK50 Blatt Pirna und Trassenverläufe. ................. 24
Abbildung 12 Geologischen Karte der Kreideablagerungen und Trassenverläufe. .................................................. 25
Abbildung 13: Normalprofil der Oberkreide und Grundwasserleiter.......................................................................... 26
Abbildung 14: Geologische Karte GK50 Erzgebirge/Vogtland und Geologische Karte Dresden-Prag ..................... 29
Abbildung 15: Karte der aktiven Störungen im Umfeld der Neubaustrecke Dresden-Prag....................................... 32
Abbildung 16: Störungen im Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes ................................................... 34
Abbildung 17: Literaturrecherche............................................................................................................................... 35
Abbildung 18: Vorteile des graphischen Datenmanagements mittels GIS-Software. Links: Ordnen nach
Themengruppen und separate Aktivierung der einzelnen Layer. Rechts: Überlagerung von
Daten durch Transparentfunktion....................................................................................................... 37
Abbildung 19: Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes vor der geologischen Karte im Maßstab
1 : 50.000 ............................................................................................................................................ 39
Abbildung 20: Archivunterlagen der geologischen Dienste von Sachsen................................................................. 39
Abbildung 21: Geländebegehung der deutschen und tschechischen Geologen zur Harmonisierung der
Geologie im Untersuchungsgebiet. ..................................................................................................... 40
Abbildung 22: Untersuchungsprogramm für die geoelektrischen Messungen zur Validierung vermuteter
Störungsmuster. .................................................................................................................................. 41
Abbildung 23: Harmonisierung der Kreidestratigraphie. ............................................................................................ 42
Abbildung 24: Erster Entwurf der grenzüberschreitenden geologischen Karte im Maßstab 1 : 50.000.................... 43
Abbildung 25: Endfertigung der grenzüberschreitenden geologischen Karte des Untersuchungsgebietes.............. 44
Abbildung 26: Lage der Kartierungspunkte ................................................................................................................ 46
Abbildung 27: Übersichtskarte der Kartierungspunkte im Untersuchungsgebiet....................................................... 47
Abbildung 28: Aufschluss Stop 4 am Westufer der Talsperre Gottleuba ................................................................... 48
Abbildung 29: Aufschluss BP 7 an der Staumauer der Talsperre Gottleuba ............................................................. 48
Abbildung 30: Ausrichtung der gemessenen Foliationen mit Fallwinkel.................................................................... 49
Abbildung 31: Stereographische Projektion der Lineation und Störungen. Mineralstreckungslineare...................... 50
Abbildung 32: Dichteverteilung aller im Untersuchungsgebiet eingemessener Klüfte .............................................. 50
Abbildung 33: Darstellung der Kluftverteilung in den einzelnen Messgebieten ......................................................... 51
Abbildung 34: Darstellung aller im Untersuchungsgebiet bekannten Störungen ...................................................... 52
Abbildung 35: Winkeltreue Projektion von Störungsflächen. ..................................................................................... 52
Abbildung 36: Messpunkte der hydrogeologischen Kartierung. ................................................................................. 54
Abbildung 37: Übersichtskarte der kartierten Feucht- und Quellgebiete und Störungen im Untersuchungsgebiet......... 55
Abbildung 38: a) Nassstelle am Stop 22 nördlich der Ortschaft Breitenau. b) Bachlauf Stop 38 südlich von
Breitenau. c) Flechten und Moos am Aufschluss BP 7 an der Staumauer der Talsperre
Gottleuba............................................................................................................................................. 56

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 6
Abbildung 39: Durchflussmessung der Gottleuba am Zuflusspegel „TS Gottleuba 1“ für das hydrologische
Jahr 2017/2018 ................................................................................................................................... 57
Abbildung 40: Trockenwetterlinie und MAILLET-Wert der Gottleuba am Zuflusspegel „TS Gottleuba 1“ für
das hydrologische Jahr 2017/2018..................................................................................................... 57
Abbildung 41: Links: Vibroseis Fahrzeug der TU Bergakademie Freiberg. Rechts: Auslage der Geophone........... 60
Abbildung 42: Elektroden-Auslage für die Geoelektrik-Messung............................................................................... 61
Abbildung 43: Lage der geophysikalischen Messprofile der vier Untersuchungsetappen. ....................................... 65
Abbildung 44: Stratigraphie der Kreidesedimente der Struktur Börnersdorf oben: Stratigraphische Abfolge
mit der tatsächlichen Lage der Mergel von Börnersdorf. Unten: Modellierte Grenzen der
Struktur Börnersdorf............................................................................................................................ 66
Abbildung 45: Horizontalgradient und Vertikalgradient der regionalen Bouger-Anomalie. ........................................ 67
Abbildung 46: 3D-Modell der Struktur Börnersdorf im Ergebnis der geophysikalischen Untersuchungen
zwischen 2011 und 2014 mit Darstellung markanter Störungen und der Empfehlung für die
geänderte Streckenführung................................................................................................................. 68
Abbildung 47: Interpretation der Daten des E-W verlaufenden Profils...................................................................... 68
Abbildung 48: Lage der Struktur Börnersdorf in der Verlängerung der Karsdorfer Störung...................................... 69
Abbildung 49: Schematische Darstellung der tektonischen Bildung durch (a, b) ein pull-apart-Becken,
(c) antithetische Abschiebung und (d) synthetische Abschiebung. .................................................... 69
Abbildung 50: Schematischer Aufbau eines Maar Diatrems...................................................................................... 70
Abbildung 51: Lage der seismischen Profile von 2018 südlich von Breitenau und Gottleubatal sowie der
geoelektrischen Profile zur Erfassung der Störungszone Petrovice Döbra. ....................................... 71
Abbildung 52: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 1/2018............................................................... 71
Abbildung 53: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 2/2018............................................................... 72
Abbildung 54: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 3/2018 ............................................................... 73
Abbildung 55: Lage des Profils Gottl1 im Gottleubatal entlang des Seismischen Profils 2/2019 .............................. 74
Abbildung 56: Vergleich der geoelektrischen Messungen Profil Gottl1 mit dem seismischen Profi 2/2019 ............. 74
Abbildung 57: Geoelektrisches Profil Gottl1a nach der Wenner-Schlumberger-Methode als Verlängerung
des Profils Gottl 1 ................................................................................................................................ 75
Abbildung 58: Geoelektrisches Profil Tis08 nach der Wenner-Schlumberger-Methode im Gottleubatal.................. 75
Abbildung 59: Geoelektrisches Profil Gottl 2 nach der Wenner-Schlumberger-Methode südlich von Breitenau......... 76
Abbildung 60: Lage der seismischen Profile zwischen der Struktur Börnersdorf und der Ortschaft Breitenau......... 76
Abbildung 61: Ergebnis der Fresnel- Volumen-Tiefenmigration für Profil 1/2014 ...................................................... 77
Abbildung 62: Geschwindigkeitsmodell und Seismogrammsektion an Schusspunkt2041 für Profil 2/2017 mit
der Kennzeichnung potentieller Störungszonen................................................................................. 77
Abbildung 63: Ausstrichbereiche der Störungszonen aus den seismischen Profilen von 2014 und 2016
sowie den seismischen und gravimetrischen Messungen von 2017.................................................. 78
Abbildung 64: Isolinienkarte der Bouguer-Anomalie, die Lage der Messprofile und Interpretation. .......................... 78
Abbildung 65: W-E Profile L5, L0 und L4 mit Angabe der Anomaliebereiche........................................................... 79
Abbildung 66: Profil L1 (SW-NE) und Profil L2 (NW-SE) mit Angabe der Auflockerungsbereiche im Umfeld
der Struktur Börnersdorf...................................................................................................................... 79
Abbildung 67: Kohärenzbasierte Fresnel-Volumen-Tiefenmigration für Profil 1/2019 80
Abbildung 68: Kohärenzbasierte Fresnel-Volumen-Tiefenmigration für Profil 2/2019............................................... 81
Abbildung 69: Übersicht über die Lage der beiden Profile bei der Ortschaft Breitenau sowie die potentiellen Be-
reiche der Oberflächenausbisse der beiden markantesten Reflektoren in den jeweiligen Profilen.......... 81
Abbildung 70: a) Störungsindikatoren aller geoelektrischen und seismischen Profile im Bereich der
Störungszone Petrovice-Döbra b) modellierte Einzelstörungen der Petrovice-Döbra Zone.............. 82
Abbildung 71: Ungewöhnliche Wuchsform von Bäumen im Umfeld des Špičák....................................................... 84
Abbildung 72: Schematische Beziehungen zwischen den Deformationsbedingungen und der Bezeichnung
der Störungszonen nach Schneider .................................................................................................... 85
Abbildung 73: Schematischer Schnitt durch eine Störungszone............................................................................... 85
Abbildung 74: Verlauf von Störungszonen aus unterschiedlichen Kartenwerken mit verschiedenem Alter,
Maßstab und Lagebezugssystem am Beispiel des Sächsischen Granulitgebirges ........................... 87
Abbildung 75: Herangehen an die Ausweisung von geotechnischen Problemzonen............................................... 88

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 7
Abbildung 76: Evaluierung der Daten und Geometrien der Ampelkarte der geotechnischen Problemzonen im
sächsischen INTERREG Va-Untersuchungsgebiet. ........................................................................... 89
Abbildung 77: Detailausschnitt der Karte der geotechnischen Problemzonen im Bereich der Strukturen
Börnersdorf und Petrovice-Döbra. ...................................................................................................... 92
Abbildung 78: Ampelkarte der geotechnischen Problemzonen über den gesamten Verlauf der Trasse. ................. 93
Abbildung 79: Übersichtskarte der Aufschlusspunkte BP 1 - BP 10 ......................................................................... 94
Abbildung 80: Probenwürfel....................................................................................................................................... 95
Abbildung 81: Cerchar-Gerät an der TU Bergakademie Freiberg. ............................................................................ 95
Abbildung 82: Ergebnisse der Cerchar-Abrasivitätsversuche.................................................................................... 96
Abbildung 83: Ausgangssituation Dichter Gneis ........................................................................................................ 97
Abbildung 84: Verteilung der Lockergesteine.......................................................................................................... 104
Abbildung 85: Ausschnitt des geologischen Längsschnittes Variante F.................................................................. 106
Abbildung 86: Struktur Börnersdorf.......................................................................................................................... 106
Abbildung 87: Projektion der Struktur Börnersdorf am Beispiel der Variante F. ...................................................... 107
Abbildung 88: Lage und Ausdehnung des 3D-strukturellen - geologischen Modells ............................................... 108
Abbildung 89: Strukturgeologisches 3D-Modell der Gesteinsumgebung ................................................................ 111
Abbildung 90: Modellierte Störungen der Struktur Börnersdorf ............................................................................... 112
Abbildung 91: 3D-Workshop für die DB AG und Planungsbüros............................................................................. 114
Abbildung 92: Ehemalige Eisenbahnstrecke Lovosice - Teplice. ............................................................................ 115
Abbildung 93: Abschlusskonferenz des INTERREG Va-Projektes in Freiberg 01/2020. ........................................ 115
Abbildung 94: Roll ups des EVTZ in Zusammenarbeit mit dem LfULG................................................................... 117
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1:
Übersicht über die Aktivitäten des Staatlichen Geologischen Dienstes (SGD) des LfULG im
Zusammenhang mit der Eisenbahnneubaustrecke Dresden – Prag..................................................... 11
Tabelle 2:
Arbeitspakete der Arbeitsgruppe Geologie im INTERREG Va-Projekt. ................................................. 17
Tabelle 3:
Auslaufkoeffizienten ............................................................................................................................... 58
Tabelle 4:
Mögliche Interpretation zur Wasserführung ausgewählter Störungen im Untersuchungsgebiet ........... 58
Tabelle 5:
Kurzbeschreibung der geophysikalischen Messverfahren.................................................................... 60
Tabelle 6:
Erkundungsziel der geophysikalischen Messverfahren......................................................................... 62
Tabelle 7:
Tiefenwirkung der geophysikalischen Messverfahren........................................................................... 62
Tabelle 8:
Messaufwand der geophysikalischen Messverfahren........................................................................... 62
Tabelle 9:
Auflösungsvermögen und Unsicherheiten der geophysikalischen Messverfahren............................... 63
Tabelle 10: Kombinierbarkeit der geophysikalischen Messverfahren....................................................................... 63
Tabelle 11: Geophysikalische Untersuchungsmethoden zwischen 2011 und 2019 im Trassenkorridor der
geplanten Neubaustrecke Dresden-Prag. .............................................................................................. 64
Tabelle 12: Merkmale einer mineralisierten Störungszone ....................................................................................... 86
Tabelle 13: Ingenieurgeologische Einheiten deutscher Nomenklatur ....................................................................... 98

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 8
Abkürzungsverzeichnis
3D
dreidimensional
AG
Arbeitsgruppe
BAF
Bergakademie Freiberg
BIM
Building Information Modeling
BMVI
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
bspw.
beispielsweise
bzgl.
bezüglich
bzw.
beziehungsweise
ca.
circa
ČGS
Tschechischer Geologischer Dienst
CZ
Tschechische Republik
d.h.
das heißt
DB
Deutsche Bahn
DEMP
Dipol-elektromagnetische Profile
dig.
digital
DGM
Digitales Geländemodell
DSI
Discrete Smooth Interpolation
EBA
Eisenbahn-Bundesamt
ehem.
ehemals
ERTMS
European Rail Traffic Management System
etc.
et cetera
EU
Europäische Union
EVTZ
Europäischer Verbund für territoriale Zusammenarbeit
FuE
Forschung und Entwicklung
GIS
Geoinformationssystem
GmbH
Gesellschaft mit beschränkter Haftung
GOK
Geländeoberkante
GPS
Global Positioning System
HT
Hochtemperatur
LEP
Landesentwicklungsplan
LfULG
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
LiDAR
Light detection and ranging
LTV
Landestalsperrenverwaltung
max.
maximal
mdl. Mitt.
mündliche Mitteilung
Mio.
Millionen
MSS
Mittelsächsische Störung(szone)
NBS
Neubaustrecke
PDZ
Petrovice–Döbra Zone
ROV
Raumordnungsverfahren
SAB
Sächsische Aufbaubank
SGD
Staatlicher Geologischer Dienst
SMWA
Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
SN
Freistaat Sachsen
TEN-V
Transeuropäisches Verkehrsnetz
TIN
Triangulated Irregular Network
tlw.
teilweise
TOC
gesamtorganischer Kohlenstoff
TS
Talsperre

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 9
TU
Technische Universität
TWSZ
Trinkwasserschutzzonen
ü. NHN
über Normalhöhennull
ü. NN
über Normalnull
u.a.
unter anderem
vgl.
vergleiche
z.B.
zum Beispiel
z.T.
zum Teil

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 10
1 Einleitung
Die Eisenbahnneubaustrecke zwischen Dresden und Prag ist Teil des Orient/East-Med Korridors, der zu den neun
Kernnetzkorridoren des Transeuropäischen Verkehrsnetzes (TEN-V) gehört und Mitteleuropa mit den maritimen
Schnittstellen – Nord- und Ostsee als auch Schwarzes Meer und Mittelmeer – verbinden soll. Er integriert auch die
Schienengüterverkehrskorridore 7 und 8 sowie den ERTMS-Korridor E. Im Abschnitt zwischen Pirna und Ústí nad
Labem verläuft der Eisenbahnverkehr aktuell im Elbtal, das ein Nadelöhr in diesem wichtigen Verbindungskorridor
(Abbildung 1) darstellt.
Quelle: SWMA
Abbildung 1: Links: Der Orient/East-Med Korridor. Rechts: Streckenverlauf der Bestandsstrecke durch das
Elbtal (schwarz) und einer Variante der Neubaustrecke mit Lage des INTERREG Va-Untersuchungsgebietes
(blauer Rahmen).
2017 wurde der Vorschlag der Sächsischen Staatsregierung zu einer alternativen Trassenführung als Tunnel durch das
Osterzgebirge in den vordringlichen Bedarf des deutschen Bundesverkehrswegeplans aufgenommen (SMWA, 2020).
Die Herausforderung dieses grenzüberschreitenden Projektes ist ein abgestimmtes Vorgehen der beiden Länder
Tschechien und Deutschland in allen Fachbereichen. Erste Erfahrungen diesbezüglich konnten im Rahmen des bis
Januar 2020 gelaufenen INTERREG Va- Projektes „Grenzüberschreitende Zusammenarbeit zur Entwicklung des
Eisenbahnverkehrs Sachsen– Tschechien“ gesammelt werden, welches am 23.01.2020 mit einer international be-
suchten Konferenz und einem geowissenschaftlichen Fachkolloquium zu Ende ging.
Da es sich bei dem Tunnel um ein Kernelement der Strecke handelt, sind geologische Belange von ganz besonders
hoher Bedeutung. Die Region durch die die Trasse führen soll, ist geologisch und tektonisch hoch komplex. Die Trasse
durchfährt in ihrem Verlauf, z.T. auf engem Raum, zahlreiche Gesteine mit unterschiedlichen petrographischen und
geotechnischen Parametern. Des Weiteren werden einige regional bedeutende Störungszonen gequert, was enorme
Auswirkungen auf den Bau und Unterhalt des Tunnels haben kann. Im Vorfeld sind ein hoher Erkundungsaufwand und
eine intensive Archivrecherche erforderlich. Vor Aufnahme der Infrastrukturmaßnahme in den Bundesverkehrs-
wegeplan arbeitete deshalb seit 2011 der Staatliche Geologische Dienst (SGD) des Landesamtes für Umwelt,
Landwirtschaft und Geologie (LfULG) in Amtshilfe für das Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA)
im Rahmen der Grundlagenermittlung sowie in EU-finanzierten Projekten. Nähere Angaben zu den Aktivitäten des
Freistaates Sachsen können unter
http://www.nbs.sachsen.de
abgerufen werden.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 11
1.1
Historie der Einbeziehung des Geologischen Dienstes Sachsen im
NBS-Projekt
Um den zukünftig mit der geologischen Grundlagenermittlung Beauftragten der DB Netz AG den Einstieg in bisherigen
umfänglichen geologischen Untersuchungen zu erleichtern, wird in der vorliegenden Schriftenreihe ein Überblick über
die Gesamtheit der zwischen 2011 und 2020 stattgefundenen Untersuchungen und deren Ergebnisse gegeben.
Tabelle 1: Übersicht über die Aktivitäten des Staatlichen Geologischen Dienstes (SGD) des LfULG im
Zusammenhang mit der Eisenbahnneubaustrecke Dresden – Prag.
Jahr
Aktivitäten
2011
Untersuchungsarbeiten zur Kreidestruktur Börnersdorf im Rahmen der hydrogeologischen
Spezialkartierung
2012
Übergabe fachlich relevanter Informationen aus dem Bereich Geologie im Rahmen der
vorbereitenden Untersuchungen zum Projekt an die Schüßler-Plan gmbH
(Variantenuntersuchung) und erste Expertise zur geologischen Situation im Auftrag des SMWA
2014-2015
Mitarbeit an der EU-Studie „Planungsdienstleistungen für die Neubau-
Hochgeschwindigkeitsbahnstrecke Dresden-Prag“ des SMWA im Rahmen eines FuE-Projektes
(EUKOM-Studie); geophysikalische und geotechnische Untersuchungen sowie die Erarbeitung
eines geologischen 3D-Modells in Zusammenarbeit mit der TU BAF
2016-2019
Geophysikalische Untersuchungen an der Struktur Börnersdorf im Rahmen der geologischen
Grundlagenermittlung für das SMWA (in Zusammenarbeit mit der TU BAF)
2017-2020
Partner im INTERREG Va-Projekt „Grenzüberschreitende Zusammenarbeit zur Entwicklung des
Eisenbahnverkehrs Sachsen–Tschechien“; Erarbeitung einer grenzüberschreitenden
geologischen Karte und eines geologischen 3D-Modells in Zusammenarbeit mit dem
Tschechischen Geologischen Dienst (ČGS)
2019-2020
Beratende Unterstützung bei der Erstellung der Unterlagen zum Raumordnungsverfahren und
der Erkundungsplanung der DB Netz AG
Datenrecherche und erste Expertise zur geologischen Situation (2012)
Im Rahmen der Zuarbeit fachlich relevanter Informationen aus dem Bereich Geologie für die vorbereitenden
Untersuchungen durch die Schüßler-Plan IgmbH erfolgte 2012 eine erste geologische Übersichtsdarstellung für den
damals betrachteten Trassenkorridor (Abbildung 2, weiß schraffiert). Dabei wurden erstmals drei Bereiche mit
komplizierten geologischen Verhältnissen für den Tunnelbau ausgewiesen, in denen mit Wasserzuflüssen und wenig
stabilen Gebirgsverhältnissen zu rechnen ist (Abbildung 2). Diese Bereiche wurden näher beschrieben und auf einen
erhöhten Erkundungsbedarf und notwendige Untersuchungen hingewiesen.
Bereich 1:
Elbtalschiefergebirge
Bereich 2:
Struktur Börnersdorf
Bereich 3:
Erzgebirgsabbruch (auf tschechischer Seite)
Die Expertise erfolgte auf der Grundlage von 2D-Daten (Karten und Schnitte) und regionalen Kenntnissen. Eben-
falls betrachtet wurden rohstoffgeologische Aspekte.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 12
Abbildung 2: Erste Ausweisung von Bereichen mit komplizierten geologischen Verhältnissen im Verlauf
der geplanten Tunneltrasse der Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden-Prag (Stand 2012).
Geologische und geophysikalische Untersuchungen an der Struktur
Börnersdorf im Rahmen der geologischen Grundlagenermittlung für das SMWA
(2011, 2014-2019)
Im Zuge der landesweiten hydrogeologischen Kartierung wurden alle verfügbaren Bohrungen bis 200 m Teufe
aufgearbeitet. Dabei wurden im Osterzgebirge zwischen den Ortschaften Bad Gottleuba und Börnersdorf drei Wismut-
Bohrungen von 1966 gefunden (Abbildung 3), die mächtige kretazische Mergel und teilweise auch Sandsteine
innerhalb der proterozoischen Gneise angetroffen hatten. Aus geologischen Karten waren in diesem Gebiet keine
Kreidevorkommen bekannt und auch Geländebegehungen ergaben keine Hinweise auf eine Kreideverbreitung.
Geologische Profillinie
Trassenverlauf 2012
Bereiche mit komplizierten
geologischen Verhältnissen
Untersuchungsbereich
Trassenumfeld (+/- 2,5 km)

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 13
Abbildung 3: Zwei Wismut-Bohrungen von 1966, in denen kretazische Sedimente innerhalb der
proterozoischen Gneise des Osterzgebirges angetroffen worden sind.
Zur Klärung der geologischen Entstehung dieser Struktur wurden seit 2011 mehrere Untersuchungsetappen mit
unterschiedlichen Erkundungsmethoden veranlasst. Mit Rammkernsondierungen und verschiedenen begleitenden
geophysikalischen Untersuchungen innerhalb und außerhalb der Struktur wurden neue Erkenntnisse gewonnen. Die
Struktur hat einen Durchmesser von ca. 500 x 600 m und ist etwa 250-300 m tief. Sie wird durch mehrere zum Zentrum
einfallende Störungen begrenzt. Diese sind mit geophysikalischen Methoden erfasst und bereits in KRENTZ, et al.
(2015) ausführlich beschrieben worden. 2016 bis 2019 wurden im Rahmen der geologischen Grundlagenermittlung für
das SMWA (in Zusammenarbeit mit der TU BAF) weitere tiefenseismische Untersuchungen im Umfeld der Struktur
durchgeführt, um Hinweise auf deren Genese und die Lage der begleitenden Störungen zu erhalten. Ausführlich wird
im Rahmen der Schriftenreihe unter Kapitel 9.2.1 auf die Struktur und die bisher durchgeführten Untersuchungen
eingegangen.
EU-Studie „Planungsdienstleistungen für die Neubau-Hochgeschwindigkeits-
bahnstrecke Dresden-Prag“ des SMWA (2014-2015)
Für die EU-Studie „Planungsdienstleistungen für die Neubau-Hochgeschwindigkeitsbahnstrecke Dresden-Prag“ des
SMWA (2014-2015) wurde ein FuE-Projekt initiiert und vom SMWA über EU-Mittel finanziert. Inhalt dieser Projekt-
arbeiten, die durch die TU Bergakademie Freiberg erfolgten, begleitet und betreut durch das LfULG, waren:
umfangreiche geophysikalische Untersuchungen an der als geotechnisch kompliziert eingestuften Struktur
Börnersdorf (Kapitel 9.2.1),
Gefährdungen durch Massenbewegungen/unterirdische Hohlräume,
Untersuchungen zu rohstoffgeologischen Nutzungskonflikten und materialwirtschaftliche Betrachtungen zur
Nutzung bestehender Tagebaue für eine Deponierung von Massenüberschüssen,

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 14
Literaturrecherche zu Gesteinskennwerten und erste geomechanische Laboruntersuchungen an ausgewählten
Gesteinen im Korridorbereich,
Erarbeitung eines geologischen 3D-Modells auf der Grundlage von Bohrungsdaten, geologischen Karten und
Schnitten.
Durch die intensive Einbeziehung des LfULG und die permanente interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen allen
Akteuren (SMWA, Planer, LfULG, TU BAF) konnten die Ergebnisse der gesamten geowissenschaftlichen Unter-
suchungen sowie die Erkenntnisse aus dem geologischen 3D-Modell entlang des Trassenkorridors (Abbildung 4a) in
den laufenden Planungsprozess einbezogen und die Trassenführung entsprechend der Empfehlung des Geologischen
Dienstes in Lage und Höhe angepasst werden (Abbildung 4b, c). Dadurch wurde ein wertvoller Beitrag geleistet, um die
Aufnahme in den Bundesverkehrswegeplan zu ermöglichen. Der Abschlussbericht des FuE-Projektes von 2015 kann
auf der Internetseite der Neubaustrecke Dresden-Prag eingesehen werden:
https://www.nbs.sachsen.de/download/
neubaustrecke/Geophysik_und_3D_Modellierung_im_Osterzgebirge.pdf
Abbildung 4: a) Geologisches 3-D-Modell im Betrachtungskorridor mit 3D-Modell der Struktur Börnersdorf.
b, c) Der ehemals geplante Trassenverlauf (blaue Linie) wurde auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse
des FuE-Projektes 2015 allen Beteiligten nach Westen verlegt, so dass die Struktur Börnersdorf umgangen
wird (rote Linie) (KRENTZ, et al., 2015).
a)
b)
c)

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 15
INTERREG Va-Projekt "Grenzüberschreitende Zusammenarbeit bei der Entwicklung
des Eisenbahnverkehrs Sachsen – Tschechiens" (2017-2020)
In Anbetracht der Interessensbekundung Sachsens und Tschechiens durch die Gründung des EVTZ (Europäischer
Verbund für territoriale Zusammenarbeit) an dem Infrastrukturprojekt Eisenbahnneubaustrecke Dresden–Prag
festzuhalten, wurde im Anschluss an die EU-Studie von 2014/2015 das INTERREG Va-Projekt (Grenzüberschreitende
Zusammenarbeit zur Entwicklung des Eisenbahnverkehrs Sachsen-Tschechien) bei der Sächsischen Aufbaubank
(SAB) beantragt, an dem auch die geologischen Dienste von Sachsen und Tschechien beteiligt wurden.
Abbildung 5: Logos des INTERREG Va-Projektes.
Kooperationspartner
Im Rahmen des INTERREG Va-Projektes wurden die Themen Verkehr, Sozioökonomie und Geologie durch die
fünf Projektpartner untersucht.
LEAD-Partner:
Tschechische Staatsbahn (Správa Železnic)
Projektpartner 1:
Tschechischer Geologischer Dienst (Česká Geologická Služba)
Projektpartner 2:
Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
Projektpartner 3:
Universität Jana Evangelisty Ústí nad Labem
Projektpartner 4:
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Abbildung 6: Logos der Projektpartner.
Untersuchungsgebiet
Das gemeinsame Untersuchungsgebiet beschränkte sich auf den grenznahen Raum, um insbesondere geologische und
tektonische Strukturen grenzüberschreitend betrachten zu können. Auf der sächsischen Seite beginnt der Betrachtungs-
raum südlich des Elbtalschiefergebirges, die Talsperre Bad Gottleuba einschließend und verläuft nach Querung der
Grenze in südliche Richtung, den Vulkan Špičák einbeziehend, über den Erzgebirgsabbruch nach Chlumec in den
Egergraben bis kurz vor Usti nad Labem.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 16
Abbildung 7: Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes.
Aufgabenstellung der Arbeitsgruppe Geologie
Zielstellung der Arbeitsgruppe Geologie war es, mittels geologischer und geophysikalischer Methoden eine Erweiterung
des Kenntnisstands zur geologischen Situation zu ermöglichen, wobei der Schwerpunkt auf dem Erkennen möglicher
geologischer/geotechnischer Problembereiche im Untersuchungsgebiet lag.
Durch die Kombination unterschiedlicher geophysikalischer Untersuchungsmethoden gekoppelt mit Kartierungsarbeiten
sollte eine abgestimmte, vereinheitlichte Darstellung der tektonischen Situation im Grenzgebiet erreicht werden und die
neuen Erkenntnisse in das auf sächsischer Seite bereits bestehende geologische 3D-Modell eingepflegt werden.
Zusätzlich war dieses für das festgelegte grenzüberschreitende Untersuchungsgebiet bis zum Tunnelportal auf
tschechischer Seite zu erweitern.
Die grenzübergreifende Abstimmung zum Vorgehen bei der Grundlagenermittlung sollte zu einer harmonisierten
Visualisierung der Ergebnisse als Grundlage für die zukünftigen Planungen der Vorhabenträger führen.
Für die Umsetzung dieser Zielstellung waren im Projektantrag verschiedene Arbeitspakete festgeschrieben (Tabelle 2),
deren zeitliche Realisierung über den Projektzeitraum von drei Jahren aufgeteilt war. Die Arbeitspakete 2 und 3
befassten sich mit den Themen Verkehr und Sozioökonomie und wurden von den anderen Projektpartnern bearbeitet.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 17
Tabelle 2: Arbeitspakete der Arbeitsgruppe Geologie im INTERREG Va-Projekt.
Arbeitspakete
Aufgaben
Arbeitspaket 1
Erarbeitung einer Methodik zur Vereinheitlichung der sächsisch-tschechischen Untersuchungen und Analysen
1a
Entwicklung einer einheitlichen deutsch-tschechischen Methodik zur Datenerhebung, -analyse
und -auswertung unter Berücksichtigung der Datenstruktur, sowie des Wissenstransfers zur
geologischen Situation im Grenzbereich inklusive der Erarbeitung eines konzeptionellen
geologischen Modells im Ergebnis der Datenerfassung und -auswertung sowie Erstellung
einer grenzüberschreitenden geologischen Karte für das Untersuchungsgebiet
Arbeitspaket 4
Analyse und Bewertung der geologischen Aspekte der Hochgeschwindigkeitsstrecke und grenzüberschreitende
Betrachtung geologischer Störzonen zur Erweiterung des geologischen Kenntnisstandes im Vorhabensgebiet
4g
Analyse potentieller Geogefahrenbereiche im Trassenuntersuchungsgebiet – tektonisch
beeinflusste sowie instabile Bereiche im geologischen Untergrund, Rutschungen, ehemalige
Bergbaugebiete
4h
Kenntnisstandsanalyse zur geologischen Situation sowie zur Verbreitung der
Hauptgesteinsarten im Trassenkorridor der NBS
4i
Erstellung eines grenzüberschreitenden geologischen 3D-Modells für das
Untersuchungsgebiet, für die Visualisierung geologischer Sachverhalte und die graphische
Datenhaltung mit Augenmerk auf die Charakterisierung überregionaler, grenzüberschreitender
bedeutsamer geologischer Störungszonen (z.B. Petrovice-Döbra, Krásný Les) auf der
Grundlage geophysikalischer Untersuchungen und ingenieurgeologischer/hydrogeologischer
Geländekartierungen tektonisch beeinflusster Bereiche
Arbeitspaket 5
Bewertung der Chancen für die Nutzung der Projektergebnisse in der weiteren Planung
5j
Darstellung der Nutzung der Ergebnisse im Raumordnungsverfahren, in der
Grundlagenermittlung/Erkundungsplanung, im Wissenstransfer, in der Öffentlichkeitsarbeit
Diese Arbeitspakte waren mit Detailaufgaben untersetzt und in den folgenden Zeithorizonten, den sogenannten Meilen-
steinen, umzusetzen. Beim Meilenstein 2 ergab sich im Laufe der Bearbeitung die Möglichkeit, das Aufgabenspektrum
durch die Vergabe von Masterarbeiten zu erweitern und im Zuge der Erstellung des 3D-Modells Längsschnitte für die
Unterlagen des ROV für alle Trassenvarianten bereitzustellen.
Meilenstein 1 (02/2017–09/2017)
Literatur-/Archivrecherche
Geländearbeiten/Exkursionen mit dem Tschechischen Geologischen Dienst (ČGS)
Geophysikalische Untersuchungen an der Struktur Börnersdorf
Erstellung der grenzüberschreitenden geologischen Karte mit dem ČGS

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 18
Meilenstein 2 (09/2017-09/2019)
Geophysikalische Untersuchungen an der Petrovice–Döbra Zone und im Gottleubatal
Klippen- und Nassstellenkartierung
Geländearbeiten/Exkursionen mit ČGS
Aushaltung geotechnischer Problemzonen und Erstellung einer grenzüberschreitenden Karte mit Darstellung
dieser Bereiche nach dem Ampelprinzip
Erstellung von geologischen Längsprofilen im Trassenverlauf der Varianten A-G
Erarbeitung von geologischen Querprofilen zwischen der Struktur Börnersdorf und der Staatsgrenze
Erstellung und laufende Präzisierung des grenzüberschreitenden geologischen 3D-Modells
Betreuung von Masterarbeiten (Abrasivität von Gneisen, Hydrogeologie)
Meilenstein 3 (10/2019–01/2020)
Abschlussexkursion mit allen Projektpartnern
Projektabschlusskonferenz mit anschließendem geowissenschaftlichen Fachkolloquium in Freiberg
(23.01.2020)
Ergebnisse der Arbeitsgruppe (AG) Geologie
Die vorliegende Schriftenreihe enthält alle maßgeblichen Ergebnisse des SGD des LfULG aus dem INTERREG-
Projekt, die ursprünglich in zwei Teilberichten (Methodik und Ergebnisse) an die SAB übergeben wurden. Die gemein-
same Kommunikation innerhalb der AG Geologie erfolgte auf Englisch. Berichte, die nur den tschechischen Teil
betreffen sind teilweise auf Tschechisch, teilweise auf Deutsch oder Englisch in den Anlagen enthalten. Für die weitere
Planung kann es deshalb erforderlich sein, Übersetzungen zu veranlassen.
Für einige der grenzüberschreitenden geologischen Geländearbeiten/Exkursionen wurden detaillierte Exkursionsführer
erarbeitet, die teilweise auf der Internetseite des EVTZ einzusehen sind
(http://www.nbs.sachsen.de).
Auf Anfrage
können diese durch den SGD zur Verfügung gestellt werden.
Raumordnungsverfahren (2019-2020)
Mit Aufnahme des Projektes in den vordringlichen Bedarf der Schieneninfrastrukturplanung und der Bedarfsplan-
umsetzungsvereinbarung zwischen der Deutschen Bahn und dem Bund vom Januar 2018 wurden die Leistungsphasen 1
und 2 des Projektes 2-045-V01 - Neubaustrecke Dresden – Prag durch die DB Netz AG im Auftrag des BMVI ausgelöst.
Im Zuge des Raumordnungsverfahrens (ROV) wurden sieben Trassenvarianten (Abbildung 8) auf ihre Vereinbarkeit mit
den Zielen, Grundsätzen und sonstigen Erfordernissen der Raumordnung geprüft. Die Grundlagen für die geologischen
Unterlagen zum Verfahren basieren auf den Ergebnissen des INTERREG Va-Projektes und wurden vom LfULG zur
Verfügung gestellt (Kapitel 11).
Kriterien dafür sind unter anderem die Auswirkungen auf Mensch, Landschaft, Natur, Lärm, Geologie sowie Topografie.
Für die Durchführung des ROV werden Einzelgutachten erstellt sowie Sachverständige, Umweltbehörden, Bürger-
initiativen und Träger öffentlicher Belange einbezogen. Die zuständige Behörde im Freistaat Sachsen ist die
Landesdirektion Sachsen. Die DB Netz AG tritt als Antragstellerin und Vorhabenträgerin auf.
Im ROV erfolgt keine streckengenaue und parzellenscharfe Beurteilung. Die DB Netz AG wird auf der Grundlage der
raumordnerischen Beurteilung die Vorplanung beginnen. Diese wird im Rahmen eines späteren Planfeststellungs-
verfahrens detailliert geprüft. Die Öffentlichkeit wird daran erneut umfassend beteiligt. Zuständige Behörde für das
Planfeststellungsverfahren ist dann das Eisenbahn-Bundesamt (EBA). Das ROV wird voraussichtlich 2020 abge-
schlossen. Ab ca. 2025 wird mit der Behandlung des Projektes in den tschechischen und deutschen Parlamenten

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 19
gerechnet. Danach erfolgt die Erstellung der Genehmigungsplanung. Die eigentliche Bauphase beginnt nach Abschluss
des Planfeststellungsverfahrens. In diesem Verfahren geht es u.a. um die Beurteilung der technischen, sozialen,
ökologischen und geologisch/geotechnischen Aspekte durch den Bau und die Nutzung der geplanten Eisenbahntrasse.
Abbildung 8: Lage des Untersuchungsgebietes des INTERREG Va-Projektes (hellblau) und der ver-
schiedenen Trassenvarianten aus dem Raumordnungsverfahren (Stand 12/2019) von Heidenau bis
Chlumec (CZ).
Pirna
Bad Gottleuba -
Berggießhübel
Heidenau
Ústí nad
Labem
Variante A
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G
SN
CZ
Chlumec

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 20
2 Geografie
Die Neubaustrecke Dresden-Prag verläuft annähernd Nord-Süd zwischen Heidenau (D) und Chlumec (CZ). Das Gebiet
wird im Westen von der Müglitz und im Osten durch die Gottleuba begrenzt. Im Norden beginnt die Trasse im Elbtal auf
ca. 118 m ü. NN. Das Gelände ist hügelig und steigt bis zum Erzgebirgskamm stetig an. Zwischen Meusegast und
Zehista über- bzw. unterqueren die Trassenvarianten des Raumordnungsverfahrens die Seidewitz. Südlich der Seide-
witz gibt es verschiedene aktive und auflässige Tagebaue. Die Variante G führt etwa 1,5 km westlich an der rund 390 m
hohen Basaltkuppe des Cottaer Spitzberges vorbei.
Die Untersuchungen im INTERREG Va-Projekt erfolgten ausschließlich im grenznahen Bereich der Schienenneubau-
strecke Dresden-Prag. Das Gebiet wurde für vertiefende Untersuchungen ausgewählt, da auf der Grundlage der
vorangegangenen Untersuchungen zwei geologisch komplizierte Strukturen detektiert wurden, die von allen sieben
Trassenvarianten, die 2019 in das Raumordnungsverfahren (ROV) eingegangen sind, tangiert bzw. durchfahren
werden.
Das sächsische Teilgebiet (Abbildung 9) erstreckt sich vom Kurort Bad Gottleuba bis zur Deutsch-Tschechischen
Grenze südöstlich der Ortschaft Fürstenwalde über 10 km Länge. Von Börnersdorf im Westen bis Bärhau/Hellendorf im
Osten hat es eine Ausdehnung von 6 km. Es wird vom Gottleubatal von SW nach NE gequert. Auf tschechischer Seite
erstreckt sich das Projektgebiet über Krásný Les bis nach Chlumec.
Die Gottleuba, die sich im Projektgebiet morphologisch ins Gelände einschnitt, entspringt im Gebiet der Harthe als
Zusammenfluss mehrerer Bäche, sowohl auf deutscher, als auch auf tschechischer Seite (bei Krásný Les). Der Fluss
entwässert das Gebiet Richtung NNE und wird südwestlich des Kurortes Bad Gottleuba in einem etwa 13 Mio. m³
großen Talsperrenbecken gestaut.
Auf deutscher Seite stellt der Pfarrberg bei Breitenau (606 m ü. NN), westlich des Gottleubatals, die höchste Erhebung
dar. Von Breitenau aus fällt das Gelände nach Norden auf ca. 400 m ü. NN bei Wingendorf ab. In Tschechien sind der
Rudný vrch (796 m ü. NN), nördlich von Chlumec, und der Špičák (Sattelberg, 723 m ü. NN) bei Krásný Les an der
deutsch-tschechischen Grenze die höchsten Erhebungen. Das Gelände fällt am Erzgebirgsabbruch steil nach Südosten
hin ab. Die Stadt Chlumec befindet sich im Egergraben auf etwa 235 m ü. NN.
Im Egergraben liegen einige Kohleabbaugebiete.

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Abbildung 9: Geografie im Untersuchungsgebiet mit den Varianten des Raumordnungsverfahrens
(12/2019-08/2020). Blauer Rahmen = INTERREG Va-Projekt.
Elbe
Heidenau
Chlumec
Bad Gottleuba-
Berggießhübel
Liebstadt
SN
CZ
Cottaer
Spitzberg
Špičák
Krásný Les
Ústí nad
Labem
Talsperre
Gottleuba
Fürstenwalde
Pirna
Variante A
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 22
3 Geologie
3.1
Geologische Entwicklung
Die von Nord nach Süd verlaufende Neubaustrecke Dresden–Prag durchläuft verschiedene regionalgeologische
Einheiten (Abbildung 14). Sie beginnt bei Heidenau–Pirna–Dohma im Bereich der Granodiorite des
Lausitzer Massivs
,
das von den Sandsteinen und Mergeln der
Sächsischen Kreidesenke
überlagert wird. Anschließend durchfährt sie die
Schiefer, Tuffe und Diabase des
Elbtalschiefergebirges
, welches im Norden durch die Westlausitzer (Weesensteiner)
Störung und im Süden durch die Mittelsächsische Störung (MSS) begrenzt wird. Bei dem Elbtalschiefergebirge handelt
es sich um eine komplexe geologische Einheit, die aus vielen kleinräumig auftretenden und unterschiedlich stark
deformierten Gesteinsarten besteht. Südwestlich von Bad Gottleuba ist der Turmalingranit des Elbtalschiefergebirges
anstehend. Südlich der MSS verläuft die Trasse bis zum Erzgebirgsabbruch auf tschechischer Seite durch die Gneise
des
Osterzgebirgskristallins
. Auf tschechischer Seite liegt das Tunnelportal der NBS in den tertiären Gesteinen des
Egergrabens
.
Das Erzgebirge ist eine nach NW geneigte asymmetrisch herausgehobene Pultscholle. Die dadurch entstandene Hoch-
fläche wird von einigen, hauptsächlich NW-SE-streichenden Flusstälern durchzogen. Das Erzgebirge wird nach Süden
durch den Erzgebirgsabbruch und nach Norden durch die Vorerzgebirgssenke begrenzt (Abbildung 10). Im Westen trennt
die Flöha-Zone das Ost- und Westerzgebirge voneinander. Geologisch betrachtet, liegt das Untersuchungsgebiet im
östlichen Teil des Osterzgebirges und ist der Fichtelgebirgisch-Erzgebirgischen Antiklinalzone, bzw. dem metamorphen
Sockel des Freiberg-Fürstenwalder Blocks des Saxothuringikums zuzuordnen (BERGMÜLLER, 1978).
Abbildung 10: Regionalgeologische Einheiten des Erzgebirges und benachbarter Einheiten (SEBASTIAN,
2013). Der blaue Rahmen zeigt die ungefähre Lage des Trassenkorridors für die NBS Dresden-Prag.
Heute beschäftigt sich maßgeblich die Arbeitsgruppe um KRONER aus Freiberg ( (KRONER & GÖRZ, 2010) (KRONER &
ROMER, 2010) (KRONER, et al., 2010)) mit der komplexen geologischen Entwicklung des Saxothuringikums. Die
Forschungsergebnisse sind in dem von LINNEMANN & ROMER (2010) herausgegebenen Werk enthalten und von
SEBASTIAN (2013) zusammengefasst.
Die geologische Entwicklung des Untersuchungsgebietes begann im Neoproterozoikum. Mit dem Zerfall des Super-
kontinents Rodinia vor etwa 700 Ma kam es am Nordrand von Gondwana durch einen aktiven Inselbogen (Back-Arc) zu
gebirgsbildenden Prozessen. Dadurch entstanden unter anderem Grauwacken (ca. 570 Ma) und Granodiorite (ca. 540 Ma).

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 23
Im Altpaläozoikum entstand durch Dehnungs- und Riftingprozesse am Nordrand Gondwanas unterschiedlich mächtige
kontinentale Kruste. Dadurch bildeten sich ein breiter Schelfbereich. (WALTER & DORN, 1995)
Im Unterdevon (ca. 410-380 Ma) begann die Schließung des Rheischen Ozeans, da Gondwana in Richtung Laurussia
driftete. Der äußere Schelfbereich Gondwanas wurde subduziert. Dies war der Beginn der variszischen Gebirgsbildung. Die
Subduktion setzte sich solange fort, bis der Armorikanische Sporn, der aus nicht subduzierbarer, dicker Kruste besteht, in die
Subduktionszone geriet. Dadurch sprang die Subduktionszone nach Süden hinter den Armorikanischen Sporn. Die
variszische Gebirgsbildung erreichte ihren Höhepunkt vor ca. 340 Ma. In dieser Phase entstanden (Ultra-)Hochdruck-
Gesteine, da kontinentale Kruste bis in Manteltiefen subduziert wurde. Die anschließende extrem schnelle Exhumierung
führte zur Krustenstapelung. (KRONER & ROMER, 2013)
Durch die Krustenstapelung entstanden granitische Schmelzen. Dazu gehören die variszischen Granite und Gang-
granite (u.a. Granitporphyr), sowie die Vulkanite der Osterzgebirgischen Calderen von Tharandt, Altenberg/ Teplice und
des Meißner Massivs. Durch anschließende Heraushebung kam es zu Erosion des Gebirges und Sedimentation in
Molassebecken.
In der Zeit des Jura und der Kreide spielte die Tektonik vor dem Hintergrund der Alpenorogenese und der Atlantik-
öffnung eine Rolle. Während Jura und Unterkreide gab es NE-SW gerichtete Dehnungserscheinungen. Durch die
Öffnung des Südatlantiks und die Kollision der afrikanischen mit der eurasischen Platte wurde dieses Störungsmuster
reaktiviert und es kam zu einer Inversionstektonik.
Während der Oberkreide lagerten sich marine Sedimente in die Nordböhmische Kreidesenke ab. Im Bereich der Pforte
zwischen der Westsudetischen Insel und der Zentraleuropäischen Insel kam es zu mergeligen und sandigen Ab-
lagerungen. Im frühen Känozoikum wurde die eingeebnete Fläche des Erzgebirges als Pultscholle deutlich angehoben
und nach Nordwesten schräggestellt. Die finale Hebung fand laut KRENTZ (mdl. Mitt.) vor rund 15 Ma statt. Durch das
beginnende Rifting des Egergrabens im Oligozän mit einer N-S- und NW-SE-Dehnung kam es zu einem intensiven
basischen Vulkanismus. Die känozoischen Vulkanite des Erzgebirges, wie z.B. der Berg Špičák südlich von Oelsen,
und der Lausitz sind demnach deren Ausläufer.
3.2
Regionale Geologie und Hydrogeologie
Für die zukünftigen Erkundungsarbeiten an der Eisenbahnneubaustrecke wird in diesem Kapitel die Regionale
Geologie von Heidenau bis zur sächsisch- tschechischen Grenze beschrieben.
Quartäre Lockergesteine
Die quartären Schichten werden durch hauptsächlich pleistozäne Lockergesteine unterschiedlicher Entstehung und
Mächtigkeit repräsentiert (Abbildung 11). Im nördlichen Bereich bei Heidenau–Pirna sind sie am Talrand des Elbtals
relativ geringmächtig, während sie auf den südlich angrenzenden Hochflächen Mächtigkeiten von bis zu 30 m
erreichen. Oberflächennah stehen vor allem weichselkaltzeitliche Lössablagerungen und solifluidale Hanglehme an, die
die Flusskiese der Elbe sowie elsterglaziale Schmelzwasser- und Flusskiese, Beckenbildungen und Grundmoränen
überlagern. Die Mächtigkeit der holozänen Auenlehme und -kiese der Elbe und ihrer Nebenflüsse (Müglitz, Gottleuba,
etc.) übersteigt 10 m nicht.
Aufgrund ähnlicher Eigenschaften wurden quartäre Einheiten in den geologischen Schnitten (Anlage 1) in durchlässige,
wasserleitende Lockergesteine (Grundwasserleiter) und geringdurchlässige, wasserstauende Lockergesteine (Grund-
wasserstauer) zusammengefasst. Eine detaillierte Unterteilung wäre aufgrund des Übersichtscharakters des Trassen-
schnittes, des Maßstabes und der 3D-Modellierung in diesem Stadium nicht zielführend gewesen.
Mächtige Grundwasserleiter sind beispielsweise die elsterkaltzeitlichen Müglitzschotter, die bis zu 10 m Mächtigkeit
erreichen können und sowohl Richtung Elbtal nach Norden, als auch Richtung Seidewitz nach Osten entwässern.
Mächtige Grundwasserstauer sind die elsterkaltzeitlichen Geschiebelehme auf der Hochfläche südlich von Heidenau.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 24
Abbildung 11: Quartäre Einheiten der dig. Geologischen Karte GK50 Blatt Pirna (KRENTZ, et al., 2008) und
Trassenverläufe.
Kreideablagerungen
Die kretazischen Sedimente (Cenoman-Turon) im Bereich von Pirna sind durch einen starken faziellen Wechsel
gekennzeichnet. Nördlich von Pirna herrscht eine merglige Entwicklung vor (sogenannte Pläner), die nach Süden in
eine sandige Fazies übergeht. (Abbildung 12, Abbildung 13). Die unterste Einheit bilden die Unterquader und plenus-
Pläner der Dölzschen-Schichten. Diese werden von labiatus-Pläner bzw. -Sandstein der Briessnitz- und Schmilka-
Schichten überlagert. Die obersten im Trassenverlauf aufgeschlossenen Einheiten bilden der Untere Grünsandstein
und der lamarcki-Pläner der Postelwitz-Schichten. Die Kreide ist in TRÖGER (1997) detailliert beschrieben.
Am Nordhang des Seidewitztales wird der plenus-Pläner von Erosionsresten des labiatus-Pläner überlagert. Nach
Osten ist mit einer abnehmenden Mächtigkeit des plenus-Pläner zu rechnen. Hier dominiert der labiatus Pläner. Am
östlichen Seidewitzhang liegt der plenus-Pläner über dem Unterquadersandstein. Die diskordant auf den Granodioriten
und Grauwacken aufliegenden Kreidesedimente keilen nach Süden hin aus. Die Mächtigkeit der Kreideüberdeckung
entlang der Trasse reicht von teilweise wenigen Metern bis 50 m im Süden.
Sedimentgesteine der
Kreide
Granodiorit
Anthropogene
Ablagerungen
Löß/Lößlehm
(solifluidale
Ablagerungen)
Grundmoräne
Schmelzwassersande/-
kiese
Bändertone/-schluffe
Fluviatile Ablagerungen
der Elbe/ Seidewitz/
Müglitz
Elbe
Heidenau
Pirna
Variante A
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G
gQE2
aQh
eQW
glQE2
gfQE2
fQh
dfQh
pKt1-2Brs
fQEfs
IfQWh
fQWfs
sKt2PowG1
sKc3Obs
dQW
aQh
eQW, dQW
gQE2
gfQE2
glQE2
fQh, fQEfs,
lfQWh, fQWfs

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 25
Abbildung 12 Geologischen Karte der Kreideablagerungen (KRENTZ, et al., 2008) und Trassenverläufe.
Sedimentgesteine der
Kreide
Granodiorit
Unterer Grünsandstein
(Postelwitz-Schichten)
lamarcki-Pläner
(Postelwitz-Schichten)
labiatus-Pläner
(Briessnitz-Schichten)
labiatus-Sandstein
(Schmilka-Schichten)
plenus-Pläner
(Dölzschen-Schichten)
Unterquader
(Dölzschen-Schichten)
Elbe
Heidenau
Pirna
Variante A
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G
pKt1-2
sKt2G1
sKc3
pKc3
sKt1-2
pKt2
pKc3
sKt2G1
sKt1-2
pKc3
sKt2G1
pKt2
pKt1-2
sKt1-2
pKc3
sKc3

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 26
Abbildung 13: Normalprofil der Oberkreide und Grundwasserleiter (ALEXOWSKY, et al., 1996).
Der Übergang von der tonig-kalkigen Fazies im Dresdner Raum zur sandigen mit überwiegend kiesligem Bindemittel im
Ostteil des Elbsandsteingebirges vollzieht sich unterschiedlich und flächenhaft zwischen Pirna und Königstein. Dadurch
entsteht aus der Wechselfolge zwischen Grundwasserleitern (Sandsteinen) und Grundwassernichtleitern/Geringleitern
(Pläner) ein differenzierter Stockwerksbau (Grundwasserleiter 1 - 4). Grundsätzlich sind die Sandsteine und mit deutlich
eingeschränkter Wirksamkeit die Pläner in der schluffig-kalkigen Ausbildung Kluftgrundwasserleiter. Lokal poröse bis
kavernöse Sandsteine besonders in den Oberhäslicher Schichten haben keinen Einfluss auf die großflächige Hydro-
dynamik. Der Porenraum des Sandsteines ist jedoch bei der Untersuchung von Migrationsproblemen und Speicher-
betrachtungen zu berücksichtigen (Begriff der "Doppel-porosität", Kluft-Poren-Grundwasserleiter). Die mittlere Gebirgs-
durchlässigkeit der Sandsteine beträgt kf = 0,50 E-4 m/s (MIBUS, 1991). Die Gesteinsdurchlässigkeit liegt ein bis drei
Zehnerpotenzen unter der Gebirgsdurchlässigkeit. Die Gebirgsdurchlässigkeit der Pläner wurde bislang durch Tests
nicht ermittelt. Wegen fazieller Differenzierung ist mit einer größeren Schwankung zu rechnen (im Mittel zwischen 1 E-6
bis 1E-8 m/s. Für den darunter folgenden Grundwasserleiter ergibt sich daraus eine entsprechende Hangendspeisung.
Aus dem vorliegenden Datenmaterial ist eine stratigraphische und regionale Differenzierung der Werte nicht ableitbar.
(WILKE, 1997)
1. Grundwasserleiter
2. Grundwasserleiter
3. Grundwasserleiter
4. Grundwasserleiter

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 27
Durch den Tunnelbau wären die Grundwasserleiter 2 bis 4 betroffen (Abbildung 13). Diese sind nach WILKE (1997) wie
folgt charakterisiert:
Die Postelwitz-Schichten umfassen den 2. Grundwasserleiter. Die Grundwassersohle wird vom lamarcki-Pläner
gebildet, Grundwasserleiter ist der Mittlere Grünsandstein. Es wird indirekt in die Elbe entwässert. Am rechten
Gottleubahang ist ein schmales Entwässerungsband über Quellen sehr geringer bis ausbleibender Schüttung.
Unterturon und unteres Mittelturon (Schmilka-Schichten) bilden in ihrer sandigen Fazies den 3.
Grundwasserleiter. Die unterturonen Sandsteine liegen konkordant auf dem hydraulisch deutlich trennenden
unterturonen Pläner als Grundwassersohle. Südlich der Linie Goes ist der 3. Grundwasserleiter unbedeckt und
hat hydraulische Verbindung zur Gottleuba. Der Wechsel von der kalkig-tonigen in die sandige Fazies ist
westlich Pirna im Wesentlichen abgeschlossen. Dieser Übergangsbereich bildet allgemein die Westgrenze des
Grundwasserleiters. Ab hier liegt er ostwärts flächendeckend vor. Die Hydrodynamik ist analog zum 4. Grund-
wasserleiter, wobei die Beeinflussung durch die bergbauliche Wasserhaltung kaum noch nachweisbar ist.
Der 4., unterste Grundwasserleiter (Pirnaer Becken) wird aus den Sandsteinen der Oberhäslich- und den
Dölzschen-Schichten (hauptsächlich marines Cenoman, d. h. Unterquader und untergeordnet plenus-Pläner)
gebildet. Nur lokal sind Bereiche der unterlagernden Niederschöna-Schichten beteiligt. Bedingt durch die
diskordante Auflagerung auf dem kristallinen Sockel und auftretender Randfazies ergeben sich größere
Differenzen in der Mächtigkeit und Durchlässigkeit. Die Grundwasserneubildung erfolgt in den höhergelegenen
Ausbissen. Dadurch und wegen des mächtigen unterturonen Hangendstauers ist das Grundwasser, von einem
oberen schmalen Bereich abgesehen, gespannt, im Elbtal und den unteren Abschnitten der Seitentäler
artesisch. Das Grundwasser besitzt keine freie Vorflut. Die Entlastung erfolgt im Bereich von Störungen in den
3. Grundwasserleiter und direkt durch Nutzung über Brunnen. Dabei zeichnet sich das Elbtal als großräumige
Druckentlastungslinie ab. Deshalb ist die Grundwasserfließrichtung linkselbisch etwa NNE. Derzeit beeinflusst
die bergbauliche Wasserhaltung der Grube Königstein die Hydrodynamik.
Das Grundwasser ist allgemein von mittlerer Mineralisation. Dabei ist eine Zunahme vom Speisungs- zum Entlastungs-
gebiet zu verzeichnen. Weiterhin wird die Mineralisation durch die Faziesdifferenzierung und durch unterschiedliche
Austauschbedingungen infolge unterschiedlicher Hangendbedeckung der Grundwasserleiter bestimmt. Nach der
Typisierung von SCUKAREV sind die Grundwässer vom Ca-HCO
3
Typ (Einfluss der kalkigen Bindemittel) bis zum
Ca-Na-HCO
3
-SO
4
Typ. Der Sulfatanteil entstammt der Pyritverwitterung. (WILKE, 1997)
Lausitzer Massiv
Die Granodiorite und Grauwacken in der Lausitz und der Elbezone sind die ältesten Gesteine im Untersuchungsgebiet.
Sie entstanden an einem aktiven Inselbogen im Zuge der cadomischen Orogenese und bilden die Unterlage der
erzgebirgischen Decken.
Am südlichen Rand des Elbtals lagern die quartären Kiese und Schotter der Elbe z.T. direkt auf dem Festgestein
(Granodiorit) auf. Der obere Bereich des Granodiorits kann mitunter bis zu 10 m sandig, grusig verwittert sein und
besitzt dann Lockergesteinscharakter mit grundwasserleitenden Eigenschaften. Somit handelt es sich hier um einen
komplexen Grundwasserleiter, bestehend aus quartären Lockersedimenten und der sandigen Verwitterungsschicht des
Granodiorits, der eine hydraulische Verbindung zwischen beiden grundwasserleitenden Schichten erwarten lässt. In
einer östlich der Trassenführung gelegenen Grundwassermessstelle des Landesmessnetzes Sachsen wurde im
Hochwasserjahr 2013 ein Grundwasserstand von ca. 114 m HN gemessen (Grundwasserflurabstand von 5 m), was als
flurnah zu bewerten ist.
Wie oben beschrieben, lagern nach Süden hin kreidezeitliche Mergelsteine auf der Verwitterungskruste des Grano-
diorits auf. Diese besitzen wasserstauende Eigenschaften und werden außerhalb des Elbtals von den grundwasser-
leitenden Müglitzschottern (bis 10 m mächtig) überlagert.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 28
Elbtalschiefergebirge
Die Gesteine des Elbtalschiefergebirges wurden während der variszischen Orogenese intensiv tektonisch beansprucht,
die Deformation verteilte sich allerdings räumlich heterogen über den Gesteinskomplex. Dies führt zum Vorkommen
von sehr unterschiedlichen Gesteinsarten. Hierdurch kommen Gesteine in enger Nachbarschaft vor, die unter-
schiedliche geologische Alter und Metamorphosegrade aufweisen. (WEBER & Thiele, 2020)
Die ordovizischen bis unterkarbonen petrografisch sehr heterogenen Einheiten sind sowohl durch NW-SE-streichende
schieferungsparallele als auch NE-SW-streichende Querstörungen stark gestört und intern häufig gefaltet. Im NE liegen
die bis max. 900 m mächtigen, kontaktmetamorphen Metabasite, Tonschiefer und Grauwacken der Bahre- und Donner-
bergformation. Danach folgt eine bis zu 500 m mächtige Abfolge von unterkarbonen Konglomeraten, Grauwacken und
Tonschiefern. Nach SW schließt sich eine 300 bis 500 m mächtige oberdevonische Diabas-Kalkstein-Abfolge mit
tektonischen Einschaltungen von silurischen Kiesel- und Alaunschiefern sowie Tonschiefern an. Die Kalksteinlager
können lokal bis über 100 m Mächtigkeit erreichen. Die südwestlichste Einheit des Elbtalschiefergebirges bildet eine bis zu
1.000 m mächtige Abfolge von Phylliten, Quarzphylliten und Quarziten sowie Metabasiten und deren Tuffe der ordo-
vizischen Mühlbach-Nossener Gruppe. Eingelagert sind ein weitaushaltender, bis zu 300 m mächtiger Chloritgneis-
Horizont und Vorkommen von Turmalingranit an der Basis dieser Gruppe. Sowohl der Chloritgneis als auch der Turmalin-
granit sind tektonisch stark überprägt und z. T. mylonitisiert. (KRENTZ, et al., 2015)
Die Seidewitz quert das Elbtalschiefergebirge von NE nach SW nahezu senkrecht zu dessen Streichen und folgt in
ihrem Verlauf wahrscheinlich einem tektonischen Störungssystem. Die Tiefenlage dieser Störungen, deren exakte Lage
im Raum hinsichtlich ihres Einfallens sowie ihre geohydraulischen Eigenschaften bzgl. möglicher Wasserwegsamkeiten
sind nicht bekannt. Bei der Unterquerung der Seidewitz mittels eines Tunnelbauwerkes sollte auf den Flussverlauf
geachtet werden, da besonders mehrfache Richtungswechsel des Flusses gestaffelte Störungssysteme vermuten
lassen, deren Tiefenwirkung nicht bekannt ist und mit geotechnischen und geohydraulischen Erschwernissen ver-
bunden sein kann.
Die Gesteine des Elbtalschiefergebirges führen in ihren Klüften nur wenig Grundwasser. Ihre tonig-schluffig-steinige
Verwitterungsdecke bewirkt einen überwiegend oberirdischen Abfluss der Niederschläge. Der hypodermische Abfluss
in der Verwitterungsdecke ist gering. Die Grundwasserneubildung liegt bei < 2 l/s km
2
. (WILKE, 1997)

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Abbildung 14: Geologische Karte GK50 Erzgebirge/Vogtland (KRENTZ, et al., 2008) und Ausschnitt der
grenzüberschreitenden geologischen Karte ohne Quartär der Neubaustrecke Dresden-Prag (ČECH, et al.,
2017) mit den regionalgeologischen Bezeichnungen und Störungen (rot - übergeordnet, blau -
untergeordnet, grün - morphologisch).
Osterzgebirgskristallin
Auf deutscher Seite wird das Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes hauptsächlich aus massiven, mittel-
grobkörnigen, schuppigen und kalifeldspatführenden Orthogneisen aufgebaut. Lediglich im Nordosten sind zwei bis zu
600 m breite Zonen aus feinkörnigem, häufig schiefrigem, plagioklasführendem Zweiglimmerparagneis aufgeschlossen.
Die Gneisgebiete sind insbesondere im Bereich der Mittelsächsischen Störung deformiert. Die Strukturen Börnersdorf und
Petrovice-Döbra liegen innerhalb des Osterzgebirgskristallins und werden in den Kapiteln 3.4 (Tektonik), 8.2.2 (Hydro-
geologie) und Kapitel 9 (Geophysik) ausführlich beschrieben.
Das kristalline Osterzgebirge ist geprägt durch Störungen. Hohlräume sind ausschließlich Klüfte, die oberflächennah
durch die Verwitterung geweitet oder verkarstet sind. Das Gebiet besteht hauptsächlich aus Kluftgrundwasserleitern.
Grundwasserleiter können sich demnach nur in Klüften und in Senken der Verwitterungs- und Auflockerungszone
ausbilden. Die Grundwasserleiter-Mächtigkeiten sind stark faziesabhängig. Die Klüfte sind in der Regel bis in eine Tiefe
von 60 m unter GOK geweitet. In größeren Störungssystemen können auch vereinzelt tiefer geweitete Klüfte auftreten
(> 60 m unter GOK). Die Durchlässigkeit ist stark wechselnd und richtungsabhängig. Ebenso hängt diese stark von der
Variante A
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G
Kreidebedeckung
über Lausitzer
Massiv
Lausitzer
Massiv
Elbtalschiefer-
gebirge
Osterzgebirgs-
kristallin
SN
CZ
Struktur
Börnersdorf
Elbtalschiefer-
gebirge
Osterzgebirgs-
kristallin
Kreidebedeckung
über Lausitzer
Massiv
Trassenvarianten im
Raumordnungsverfahren
2019/2020

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 30
Kluftfüllung ab. Tonminerale oder sekundäre Minerale, wie Limonit und Calcit, können die Durchlässigkeit stark
verringern. Diese nimmt aber auch mit der Tiefe, aufgrund des steigenden Gebirgsdruckes, ab. Im Allgemeinen beträgt
die Durchlässigkeit (kf-Wert) der Gneise > 7E-9 bis 1E-7 m/s. Stellenweise können Durchlässigkeiten von > 1E-7 bis
1E-5 m/s erreicht werden. Im Untersuchungsgebiet können besonders in gestörten Bereichen höhere kf-Werte erwartet
werden. (KÖHLER, 2019)
3.3
Petrographie auf sächsischer Seite
Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Petrographie der auf sächsischer Seite im Trassenverlauf zu erwartenden
Gesteine. Die Beschreibung der Gesteine auf der tschechischen Seite (Egergraben und Böhmisches Mittelgebirge)
kann der Anlage 2 entnommen werden. Da während des INTERREG Va-Projektes nur der grenznahe Bereich kartiert
worden ist, gibt es an dieser Stelle keine Beschreibung der Gesteine des Elbtalschiefergebirges, der Kreideab-
lagerungen oder quartären Lockergesteine. In Kapitel 10.4.2 sind die Fest- und Lockergesteine unter ingenieur-
geologischen/geotechnischen Gesichtspunkten beschrieben.
Paläogen-Neogen
Olivinbasalt, kompakt
Die känozoischen alkalischen Gesteine sind meist basaltische Gesteine. Sie bilden Laven, Gänge und Kanäle.
Olivinbasalte sind aphanitisch und feinporphyrisch mit in die Gesteinsmatrix eingeschlossenen Phenokristallen von
Olivin und Klinopyroxen, die aus Plagioklas, Klinopyroxen, Olivin, Magnetit, Nephelin, Glas und örtlich anteilig auch aus
Amphibol, Phlogopit und Apatit bestehen.
Mesozoikum
Struktur Börnersdorf (Kreide)
Die Struktur Börnersdorf ist durch kretazische Mergel und teilweise auch Sandsteine innerhalb der proterozoischen
Gneise gekennzeichnet. Die Entdeckung und die Besonderheiten dieser außergewöhnlichen Struktur, deren Genese
noch nicht abschließend geklärt ist, sind im Kapitel 9.2.1 beschrieben.
Oberflächennah stehen graue, plastische Mergel des unteren bis mittleren Coniacs an. Zum Alter und zur Ausbildung
der die Mergel unterlagernden Sandsteine liegen noch keine Erkundungsergebnisse vor. Dass es sich um Sandsteine
handeln muss, geht bisher nur aus dem Geschwindigkeitsmodell der seismischen Untersuchungen hervor.
Paläozoikum
Turmalingranit
Der Turmalingranit bildet entlang der Mittelsächsischen Störungszone mehrere ca. 3 km lange und bis zu 1 km breite
linsenförmige Körper. Das Gestein ist mittel- bis grobkörnig, nach NE hin feinkörniger und ist häufig tektonisch sehr
stark beansprucht. Die Randbereiche der Gesteinskörper sind mylonitisiert. Diese Zonen haben unterschiedliche
Mächtigkeiten. Die zentralen Bereiche zeigen kataklastische Gefüge (RAUCHE, 1992). Es handelt sich um glimmerfreie
turmalinführende Granite aus fleischfarbenen Orthoklas, weißlichem Plagioklas und Quarz. Der Turmalingranit ist
häufig zerklüftet und in diesen Bereichen stark verwittert (PIETZSCH, 1919).
Rhyolithgänge (veraltet: Quarzporphyr)
Das Elbtalschiefergebirge und das Osterzgebirgskristallin werden immer wieder von 1-10 m mächtigen Rhyolithgängen
durchzogen. Im Untersuchungsgebiet sind diese vor allem im NW, am Rückhaltebecken Liebstadt, aufgeschlossen,
aber auf Grund des geringen Vorkommens im INTERREG Va-Projekt nicht näher untersucht worden. Die Rhyolithe
setzten sich aus einer sehr feinkörnigen bis dichten Grundmasse mit zahlreichen Einsprenglingen von Quarz und
Feldspat zusammen. (PIETZSCH, 1919)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 31
Altpaläozoikum-Proterozoikum
Gneise
Der größte Teil des Untersuchungsgebietes wird von Gneis gebildet. Dabei ist der Orthogneis das dominierende
Gestein.
Orthogneis
Die Orthogneise sind ein mittelkörniger Metamorphit mit flasrigem, porphyroklastischem Gefüge. Sie bestehen aus
Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat und Biotit. Das Gestein ist entlang der Gottleuba und im Heidenholz, an der Straße von
Börnersdorf nach Hartmannsdorf, in Klippen aufgeschlossen.
Die Schieferung ändert sich im Projektgebiet mehrfach. An der Staumauer der Talsperre Gottleuba fällt sie flach nach
NW-N ein, im Oberlauf der Talsperre fallen die Gneise steiler nach SW ein. Im Heidenholz steht der Orthogneis senk-
recht und streicht SW-NE. Westlich der Autobahn A 17 geht aus der geologischen Karte eine flache, fast horizontale
Lagerung der Gneise hervor.
Zweiglimmerparagneis
Die Zweiglimmerparagneise sind klein- bis mittelkörnige kalifeldspatfreie Biotit-Muskovitgneise mit porphyroblastischem
Gefüge. Stellenweise sind geringmächtige Bereiche sehr feinkörniger bis dichter, gleichkörniger Gneise und Chlorit-
gneise eingeschaltet. Wegen der geringen Mächtigkeit werden diese in der grenzüberschreitenden geologischen Karte
und im 3D-Modell nicht separat ausgehalten. Die Zweiglimmerparagneise fallen steil nach N-NE ein.
Amphibolit
Der Amphibolit ist feinkörnig ausgebildet, manchmal mit feinkörnigem Granat. Bildet seltene Boudins in Orthogneisen.
3.4
Tektonik
Die Beschreibung der Tektonik erfolgte im Wesentlichen nach KRENTZ, et al. (2015), Beratungsprotokoll (2019)
und STANEK (2016).
Generelles Störungsmuster
Die tektonische Entwicklung Sachsens kann nach STANEK (2016) in vier geotektonisch abgrenzbare Zeiträume
gegliedert werden. Während der variszischen Orogenese bildeten sich NW-SE-streichende transregionale dextrale
Blattverschiebungen aus. Zu diesen zählen die Westlausitzer und die Mittelsächsische Störung (Anlage 3).
Die paläozoisch-mesozoische Tektonik im Oberkarbon bis Jura ist geprägt durch Abschiebungen. In der Kreide kam es
zur Inversion des tektonischen Spannungsfeldes. Es bildeten sich NW-streichende NE- bzw. SW-vergente Auf-
schiebungen, wie die Lausitzer Überschiebung, und NE-streichende sinistrale Blattverschiebungen (z.B. Borsberg-
Störung) aus. Die größte, transregionale Störung der känozoischen Tektonik im Neogen bis Quartär bildet der
Erzgebirgsabbruch.
Wie in den Abbildung 15 und Abbildung 16 erkennbar ist, streichen die Störungen NW-SE, SW-NE und N-S. Die NW-
SE-streichenden Störungen verlaufen parallel zu den Hauptstörungen (MSS und Petrovice–Döbra Zone). Die N-S-
streichenden Störungen sind vor allem aus der Morphologie erkennbar. Nach SEBASTIAN (2013) sind diese N-S-
Strukturen das Ergebnis einer späten N-S-Einengung.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 32
Abbildung 15: Karte der aktiven Störungen im Umfeld der Neubaustrecke Dresden-Prag. Das
Untersuchungsgebiet ist mit dem blauen Rahmen markiert.
Regionale Bedeutung der Störungen
Nach STANEK (2016) werden die Störungen in Sachsen unterteilt in die Kategorien
Transregional (> 100 km)
Regional (20-100 km)
Lokal (< 20 km)
Für die im Trassenkorridor zu querenden Störungen liegt nur für einige eine regionale Charakterisierung vor (Anlage 3).
Für den Bereich der Eisenbahnneubaustrecke kann die nachfolgende Zuordnung vorgenommen werden, wobei bisher
nicht alle Störungen durch STANEK (2016) charakterisiert wurden.
Transregional: Westlausitzer Störung und Erzgebirgsabbruch
Regional: Mittelsächsische Störung
Lokal: Petrovice-Döbra Zone, Donnerber und Winterleithe Verwerfung, Struktur Börnersdorf
MSS
Mittelsächsische Störung
WLS
Westlausitzer Störung

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 33
Hauptstörungen
Als Hauptstörungen werden in der vorliegenden Arbeit Störungen bezeichnet, die mehrere Meter breit und voraus-
sichtlich hydraulisch wirksam sind.
Westlausitzer (Weesensteiner) Störung
Die NW-SE streichende Westlausitzer Störung bildet die Grenze zwischen den Granodioriten des Lausitzer Massivs
und den altpaläozoischen Schiefern des Elbtalschiefergebirges. Es handelt sich um eine variszisch angelegte duktile
Seitenverschiebung mit dextralem Bewegungssinn (STANEK, 2016), die wahrscheinlich senkrecht einfällt. Die
Störungszone ist mehrere zehner bis wenige hundert Meter mächtig (KRENTZ, et al., 2015). Es können bisher keine
Aussagen zur hydraulischen Wirksamkeit getroffen werden.
Mittelsächsische Störung (MSS)
Im Nordosten des Untersuchungsgebietes streicht die Mittelsächsische Störung NW-SE und besitzt ein nach NE
gerichtetes Einfallen zwischen 50 bis 80° (RAUCHE, 1992). Sie bildet die Grenze zwischen dem Elbtalschiefergebirge
und dem Osterzgebirgskristallin. Bei der Mittelsächsischen Störung handelt es sich um eine variszische Hoch-
temperatur (HT) Scherzone. Nach BANKWITZ (1968) sind Teile der MSS und deren Parallelstörungen wahrscheinlich
an rezenten Bewegungen beteiligt. Im Untersuchungsgebiet sind Turmalingranite aufgeschlossen, welche im Bereich
der Mittelsächsischen Störung intrudierten. Südlich der MSS stehen die Gneise des Osterzgebirges an.
Alle bisher betrachteten Trassenvarianten/-korridore queren diese Störung je nach Verlauf in unterschiedlichen
Bereichen. Die Störung ist in ihrem Verlauf nicht homogen ausgeprägt. Bereichsweise liegen nur geringe Defor-
mationen vor, während an anderer Stelle über hunderte Meter eine intensive Entfestigung und/oder Mineralumbildung
stattgefunden hat, so dass die Gebirgsstabilität im Umfeld der Störung als heterogen einzustufen ist.
Petrovice–Döbra Zone
Die Struktur Petrovice–Döbra ist eine bis zu 1000 m breite NW-SE streichende Störungszone im südwestlichen Bereich
des Untersuchungsgebietes, die nach seismischen Untersuchungen mit ca. 50-60° nach NE einfällt. Auf tschechischer
Seite ist sie durch zahlreiche Bohrungen aufgeschlossen. Innerhalb der Struktur konnten durch geophysikalische
Messungen mehrere Einzelstörungen nachgewiesen werden (Kapitel 0). Charakteristisch sind Auflockerungszonen mit
lokaler Quarz-Fluorit- und Barytmineralisation. Innerhalb der brekziierten Bereiche kann von einer guten Wasserführung
ausgegangen werden (siehe dazu auch Kapitel 8.2.2). Die Petrovice-Döbra Zone kann in Verbindung mit der Struktur
Schlottwitz-Krasny Les gesehen werden und bildet möglicherweise deren SE- Fortsetzung (SMWA, 2008).
Gottleubatal
Das Gottleubatal ist nach aktuellem Kenntnisstand ein Störungseinflussbereich. Dabei ist bisher keine durchgehende
Störungszone nachweisbar. Es handelt sich vielmehr um einen Bereich aus vielen gestaffelten Einzelstörungen
unterschiedlichen Alters (Oberkreide bis Post-Eozän). Die einzelnen Störungen streichen NW-SE, N-S und E-W.
Deshalb erfolgte bisher keine Zuordnung der regionalen Bedeutung.
Die N-S und E-W-streichenden Störungen sind aus der Morphologie ableitbar. Sie sind jünger, als die NW-SE-
streichenden Störungen, welche meist durch geophysikalische Messungen nachgewiesen worden sind. Bis auf den
Bereich der Talsperre konnten im Gottleubatal bisher an den oberflächennahen Klippen bei den Kartierungsarbeiten
keine Hinweise auf dominante Störungen gefunden werden.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 34
Untergeordnete Störungen
Parallel zur Mittelsächsischen Störung gibt es weitere Störungen, welche entsprechend den Kartierungsergebnissen
nach Westen einfallen (Kapitel 7.2.3). Außerdem wird an der Struktur Börnersdorf eine SW-NE-streichende Störung
angenommen, welche durch die Geomorphologie über die gesamte Breite des Untersuchungsgebietes verfolgt werden
kann. Diese Störung verläuft parallel zum Erzgebirgsabbruch und ist wahrscheinlich im Känozoikum entstanden.
Donnerberg und Winterleithe Verwerfung
Bei den beiden Störungen handelt es sich um Hauptelemente des Elbtalschiefergebirges. Die dextralen Auf-
schiebungen streichen schieferungsparallel NW-SE und fallen nach NE ein (Anlage 3). Sie sind mitverantwortlich für
den Schuppenbau des Elbtalschiefergebirges (KRENTZ, et al., 2015). Bisher können keine Aussagen zur hydrau-
lischen Wirksamkeit getroffen werden.
Börnersdorf
Die tektonische Charakteristik konnte mittels indirekter Erkundungsmethoden bisher noch nicht abgeschlossen werden.
Kennzeichnend für die Struktur Börnersdorf ist die Vielzahl begleitender Störungen, die maßgeblich NNW - SSE und
SW - NE streichen. Eine tektonische Analyse auf der Grundlage der umfangreichen geophysikalischen Untersuchungen
ist in Kapitel 9.2.1 enthalten. Eine hydrogeologische Charakterisierung der Struktur ist im Kapitel 8.2.2 erfolgt.
Morphologische Lineamente
Die morphologischen Lineamente gehen aus der Analyse des Digitalen Geländemodells und von Luftbildern hervor.
Es handelt sich um Taleinschnitte, die sich vermutlich entlang jüngerer Störungen gebildet haben. Die morphologischen
Lineamente sind jedoch nicht durch Geländekartierungen oder geophysikalische Untersuchungen belegt. Daher können
auch keine weiteren Aussagen über deren Charakter getroffen werden.
Die geomorphologische Analyse erfolgte bisher nur im Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes.
Abbildung 16: Störungen im Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes (blauer Rahmen).
Hauptstörungen
untergeordnete Störungen
morphologische Lineamente
Gottleubatal
SN
CZ
Breitenau
Bad Gottleuba-
Berggießhübel
Börnersdorf

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 35
4 Literaturauswertung
Im Rahmen des INTERREG Va-Projektes wurde gemäß Arbeitspaket 1 und Meilenstein 1 eine umfangreiche Literatur-
recherche durchgeführt. Die Auswahl der gesichteten Unterlagen beruht auf einer intensiven Datenakquise, deren
Ergebnisse in einer Übersichtstabelle (Anlage 4) zusammengefasst und bewertet wurden. In der Tabelle finden sich
u.a. Angaben zur Verfügbarkeit, zum Fundort, zur Archivbenennung und eine Charakterisierung nach maßgeblichen
geologischen Inhalten anhand von Kurzbezeichnungen zum schnelleren Wiederfinden sowie eine Wichtung nach
Schwerpunktthemen. Die erarbeitete Übersicht stellt für die folgende Erkundungsplanung- und Auswertung eine solide
Grundlage an Archivmaterialien dar, die im Zuge der künftig zu erstellenden geotechnischen Berichte berücksichtigt
werden sollte. Bei den recherchierten Unterlagen handelt es sich um Gutachten, Berichte, Kartenmaterial, studentische
Abschlussarbeiten und publizierte Literatur. Sie stammen aus der Bibliothek der TU Bergakademie Freiberg sowie aus
der Bibliothek und dem geologischen Archiv des LfULG am Standort Freiberg. Die Gutachten zur Talsperre Gottleuba
liegen bei der LTV. Die Daten zu raumordnerischen Nutzungskonflikten waren bereits im Rahmen des FuE-Projektes
sowie des Raumordnungsverfahrens erhoben, analysiert und graphisch dargestellt worden (KRENTZ, et al., 2015).
Abbildung 17: Literaturrecherche
Geoelektrikprofil
Petrovice Döbra (1978)
Links: geologische Karte (1973)
Rechts: Gutachten zum
Vorkommen Petrovice-Oelsen
Beratung
Foto: LfULG, Sabine Kulikov

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 36
5 Graphisches Datenmanagement mit ArcGIS
Das graphische Datenmanagement mittels Geoinformationssystem (GIS) ist für die Verarbeitung von 1D- und 2D-
Daten hervorragend geeignet, um Inhalte thematisch zu strukturieren. Das erfolgt über sogenannte Gruppenlayer
(Abbildung 18 links). Graphische Daten, die zu einer Themengruppe gehören, können auf diese Weise geordnet
werden und je nach Bearbeitungserfordernis separat sichtbar oder unsichtbar geschaltet werden. Dadurch wird eine
Anpassung der Informationsdichte möglich und eine Überfrachtung hinsichtlich der sichtbaren Inhalte vermieden.
Durch Kombination von graphischen Daten verschiedener Themenkomplexe können Zusammenhänge oder auch
Nutzungskonflikte sichtbar gemacht werden. Ein hervorragendes Werkzeug ist dabei die Transparentfunktion bei sich
überlagernden Daten (Abbildung 18 rechts). Komfortabel ist auch das Erzeugen neuer georeferenzierter Daten durch
einfache Umwandlung von Zeichnungen oder Markierungen in Vektordaten (Shapefile). Auf diese Weise können die
Punkt-, Linien- und Flächendaten angepasst werden, sobald neue Erkenntnisse vorliegen. Unterschiedliche Wissens-
stände können separat abgespeichert und abgelegt werden, sodass auch eine nachvollziehbare Projekthistorie
ermöglicht wird. So z. B. für die Entwicklung der Erkenntnisse zu Störungsverläufen oder Risikobereichen, die mit
fortlaufendem Projektfortschritt angepasst wurden.
Für alle Phasen des NBS-Projektes wurden die relevanten Geodaten (Vektor- und Rasterdaten) mit einem Geo-
informationssystem (Esri ArcGIS Version 10.5.1) verarbeitet und verwaltet. Dazu gehören sowohl Geoinformationen zur
Geologie, Hydrogeologie, Morphologie, Tektonik und Karten aus vorangegangenen Projekten und Untersuchungen
sowie aus Archivberichten. Zusätzlich können fortlaufend neue Informationen eingepflegt und berücksichtigt werden,
sodass das GIS-Projekt immer auf dem neuesten Kenntnisstand ist.
Da es sich um ein grenzüberschreitendes Projekt handelt, wurde ein internationales Koordinatensystem für Mitteleuropa -
ETRS 1989 – UTM, Zone 33N (WKID: 25833) ausgewählt. Karten, die in anderen Koordinatensystemen vorlagen,
mussten transformiert werden. Die Auswahl des Höhensystems war etwas schwieriger, da sich das deutsche System
DHHN2016 auf die Ostsee/Nordsee bezieht, das tschechische Höhensystem jedoch auf das Mittelmeer. Daher waren
Transformationen/Umrechnungen notwendig, um eklatante Abweichungen in den Höhen und Verzerrungen im digitalen
Höhenmodell zu vermeiden.
Es sind folgende Daten im Vektor- und Rasterformat in das GIS-Projekt eingeflossen:
Digitale Geländemodelle,
Topographische Karten, Datendienste (WMS-Server),
Geologische Karten,
Tektonische Karten,
Hydrogeologische Karten,
Rohstoffgeologische Karten,
Bohrungsdaten,
Geophysikalische Ergebnisse (Profile, Messwerte),
Trassenverläufe,
Luftbilder.
Auch Daten aus der Raumordnung wie Schutzgebiete und Gebiete mit eingeschränkter Nutzbarkeit (Altlasten und
Hohlraumgebiete) können im Datenmanagement mitberücksichtigt und sichtbar gemacht werden.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 37
Abbildung 18: Vorteile des graphischen Datenmanagements mittels GIS-Software. Links: Ordnen nach
Themengruppen und separate Aktivierung der einzelnen Layer. Rechts: Überlagerung von Daten durch
Transparentfunktion (hier: DGM, Topografie, geologische Karte, gescannte und georeferenzierte
Störungskarte von (KUSCHKA, 1994), digitalisierte Störungen und eine Trassenvariante).
Wichtige Arbeitsgrundlage war die Datenhaltung mit GIS vor allem für die:
Darstellung/Auswertung/Interpretation/Strukturierung und Archivierung der im Projekt erzielten Ergebnisse,
Verifizierung von Störungsverläufen,
Erstellung der geologischen Längsprofile entlang der Trassenverläufe,
Erarbeitung der grenzüberschreitenden geologischen Karte sowie der Karte der geologischen/geotechnischen
Problemzonen,
Grundlage zur Erstellung des geologischen 3D-Modells.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 38
6 Grenzüberschreitende geologische Karte
Die Erstellung der grenzüberschreitenden geologischen Karte war Ziel des Meilensteins 1 des INTERREG Va-Projektes
(2017-2020).
6.1
Methodik
Zielstellung der grenzüberschreitenden geologischen Karte
Die erarbeitete geologische Karte stellt die Grundlage für das gemeinsame 3D-Modell dar. Für die sächsische Seite
existierte bereits ein 3D-Modell entlang des in den Verkehrswegeplan eingereichten Korridors der Variante G. Ergebnis
der gemeinsamen Arbeit sollte daher ein grenzübergreifendes 3D-Modell für den gesamten Tunnelbereich sein.
Herangehen an die Kartenerstellung
In vielen gemeinsamen Treffen der deutschen und tschechischen Geologen sowie auf der Grundlage von
Geländebegehungen erfolgte eine Abstimmung:
zu den Karteninhalten und zum Detaillierungsgrad,
zur Charakterisierung der Gesteinseinheiten nach Stratigraphie, Petrographie und Lithologie auf der Grundlage
eines Abgleiches der Generallegenden beider geologischer Dienste,
zur Harmonisierung der Stratigraphie der kreidezeitlichen Gesteine,
zur Benennung der Gesteinseinheiten in beiden Sprachen,
zur Strukturierung der darzustellenden Inhalte,
zu den Geometrien der darzustellenden Flächen,
zum Verlauf und der Darstellung der tektonischen Strukturen und deren Charakterisierung.
Mittels graphischem Datenmanagement über ein GIS-Projekt erfolgte die Zusammenstellung der verfügbaren Daten.
Durch Digitalisierung der in den Archiven beider geologischen Dienste vorhandenen Kartenunterlagen wurde eine Vielzahl
geologischer Wissensstände aus unterschiedlichen Zeiträumen zusammengetragen. Basis für die Geometrien der
gemeinsamen Karte waren auf deutscher Seite die GK 25, GK 50 dig. (Abbildung 19) sowie Archivkartenunterlagen
(Abbildung 20) unterschiedlicher Maßstäbe und Kartierzeiträume, wodurch Abweichungen in der Flächengenauigkeit
bedingt waren. Weitere geologische Grundlagen waren kartierungsseitig nicht erfasste Flächen, wie die Struktur Börners-
dorf sowie geophysikalische Archivdaten. Auf der Grundlage der Größe des Untersuchungsgebietes und der geplanten
darzustellenden Inhalte wurde der Kartenmaßstab von 1 : 50.000 festgelegt.
Das GIS-Projekt wurde anfänglich beim ČGS geführt, der auch für die Erstellung der Druckversion der Karte veran-
twortlich war.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 39
Abbildung 19: Untersuchungsgebiet des INTERREG Va-Projektes vor der geologischen Karte im Maßstab
1 : 50.000 (GK50 Erzgebirge/Vogtland) (Stand 2008) (KRENTZ, et al., 2008).
Abbildung 20: Archivunterlagen der geologischen Dienste von Sachsen.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 40
Geländearbeiten und Abstimmungen
In Auswertung der Kartenunterlagen sowie auf der Grundlage mehrerer gemeinsamer Geländebegehungen (Abbildung
21) wurden der voraussichtliche Verlauf der lithologischen Grenzen festgelegt und die lithostratigraphische
Abfolge definiert, welche die Grundlage für die Erstellung der gemeinsamen, vereinheitlichten Kartenlegende
darstellen. Nur in der vergleichenden Betrachtung der Gesteinstypen und –varietäten beiderseits der Grenze war es
möglich, Entscheidungen hinsichtlich der Vereinfachung und Zusammenfassung zu treffen.
Foto: LfULG, Sabine Kulikov
Abbildung 21: Geländebegehung der deutschen und tschechischen Geologen zur Harmonisierung der
Geologie im Untersuchungsgebiet.
Tektonische Strukturen
Ein Aufgabenschwerpunkt war die Auswahl der darzustellenden Störungen, wobei der Fokus insbesondere auf
grenzübergreifenden Strukturen regionaler bzw. transregionaler Bedeutung/Ausprägung lag. Unter Zuhilfenahme des
digitalen Geländemodells erfolgte eine gemeinsame Analyse der geomorphologischen Situation. Dadurch konnten
Untersuchungsbereiche festgelegt werden, in denen eine Störungsdetektion mittels geophysikalischer Untersuchungen
erforderlich schien, um die Klärung grenzüberschreitender Störungsverläufe zu ermöglichen.
Geophysikalische Untersuchungen (Geoelektrik)
Die Untersuchungen erfolgten mittels geoelektrischer Messungen. Die Entscheidung über die Lage der jeweiligen
Messprofile wurde häufig kurzfristig nach Bedarf bei Indizien aus dem Kartenmaterial und der geomorphologischen
Analyse sowie in Auswertung vorhergehender Messergebnisse getroffen. Gemessen wurde an insgesamt sechs
Profilen, davon zwei auf deutscher und vier auf tschechischer Seite (Abbildung 22). Es existiert eine Dokumentation
und Auswertung dieser Geländearbeiten (Meilensteinbericht Q2 2017).

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 41
Abbildung 22: Untersuchungsprogramm für die geoelektrischen Messungen zur Validierung vermuteter
Störungsmuster.
Festlegungen zum Detaillierungsgrad
Da die Größe des Bearbeitungsgebietes eine Detailgenauigkeit nicht ermöglichte, wurde eine Vereinfachung hinsichtlich
der Erarbeitung der lithostratigraphischen Abfolge, der Abgrenzung sowie Benennung und Beschreibung der einzelnen
Gesteinskörper/-einheiten vorgenommen. Das heißt, dass Gesteine mit ähnlichen geotechnischen/ geomechanischen und
hydraulischen Eigenschaften zu einer lithostratigraphischen Einheit zusammengefasst wurden. Dadurch konnte die
Darstellung in der Karte vereinfacht und auf eine zu detaillierte Ausweisung von Gesteinsvarietäten verzichtet werden. So
wurden beispielsweise kleinere linsenförmige Vorkommen, die keine Bedeutung für die weiteren ingenieurgeologischen
Projektarbeiten haben, vernachlässigt bzw. zusammengefasst. Außerdem wurden lokal komplizierte lithologische Grenzen
angepasst.
In einem ersten Schritt wurde sich den Gesteinen des Osterzgebirgskristallins gewidmet, das aus verschiedenen
Gneisvarietäten aufgebaut ist und auf tschechischer Seite auch Vorkommen von Metagranodiorit aufweist (Kapitel 3).
Die altpaläozoischen-proterozoischen Gesteine dominieren im Tunnelverlauf des Untersuchungsgebietes. In Aus-
wertung der wissenschaftlichen Arbeit von THIELE (2019) zur Abrasivität der Gneise konnte abgeleitet werden, dass
eine Zusammenfassung der lithologischen Einheit der Gneise aufgrund ähnlicher Eigenschaften möglich ist. Denkbar
wäre unter Zuhilfenahme des GIS-Projektes eine neue Darstellungsebene speziell zum Thema Abrasivität zu schaffen,
die dann die Grundlage für eine neue Kartendarstellung liefert.
Die Einigung auf eine Kreidestratigraphie basiert auf Ergebnissen vorheriger grenzüberschreitender Projekte. Der
Entwurf für eine harmonisierte Stratigraphie und Legende kam maßgeblich von den tschechischen Kollegen und bildete
die Basis für die vereinfachte, zusammengefasste Darstellung der kreidezeitlichen Sedimentgesteine (Abbildung 23)
und deren Beschreibung.
Die Gesteine des Neogens sind im Untersuchungsgebiet nur auf tschechischer Seite verbreitet. Für diese bedurfte es
nur einer Einigung hinsichtlich der Benennung. Die deutsche Bezeichnung ist auf der Karte allerdings nicht korrekt, wie
sich im Nachhinein herausstellte, da es sich nur um eine Übersetzung, aber keine stratigraphische Zuordnung handelt.
Eine Korrektur erfolgte mit Projektabschluss in der Tabelle zur Legende (Anlage 2).
Störungen
Geoelektrisches
Messprofil
Trasse
SN
CZ

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 42
Auch zu den känozoischen Gesteinen erfolgten Abstimmungen, wobei nur die Gesteinseinheiten im Untersuchungs-
gebiet des INTERREG Va-Projektes betrachtet wurden. Die eiszeitlichen Bildungen auf sächsischer Seite fanden in der
gemeinsamen Legende keine Berücksichtigung. Sie sind aber unter Kapitel 3.2 und 10.4.2 ausführlich beschrieben.
Grafik: ČGS, Stanislav Čech
Abbildung 23: Harmonisierung der Kreidestratigraphie.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 43
Fortwährende Abstimmungen und Datenaustausch
Während der Treffen und unter Einbeziehung verschiedener Fachexperten erfolgte ein permanenter Austausch
aktueller Geometrien (Flächen und Linien) und die Übersetzung der lithostratigraphischen Einheiten in Anlehnung an
nationale Benennungen. Bei diesen Treffen wurde auch das Kartenlayout gestaltet (Abbildung 24).
Abbildung 24: Erster Entwurf der grenzüberschreitenden geologischen Karte im Maßstab 1 : 50.000
(Arbeitsgruppe Geologie des INTERREG Va-Projektes).
6.2
Ergebnis
Die vereinfachte geologische Karte mit einheitlicher zweisprachiger lithostratigraphischer Legende im Maßstab
1 : 50.000 enthält Angaben zu den einzelnen Gesteinsarten, die entlang des vorgeschlagenen Verlaufs des Trassen-
korridors und seiner Umgebung auftreten (Anlage 5).
Erstmalig erfolgten eine Darstellung der Kreidestruktur von Börnersdorf und eine deutliche Erweiterung der Angaben zu
tektonischen Strukturen gegenüber der ursprünglich in der GK 50 dargestellten Störungssituation (Abbildung 25). So
sind alle durch die umfangreiche Datenrecherche, geomorphologische Geländeanalyse und Geophysik ermittelten
Störungen eingezeichnet, darunter auch der Verlauf der Petrovice-Döbra Zone. Jedoch waren zum Zeitpunkt der
Veröffentlichung der grenzüberschreitenden geologischen Karte die Mächtigkeit und Komplexität der Petrovice-Döbra
Zone noch nicht bekannt, so dass diese nur als Einzelstörung in der Karte abgebildet ist. Im weiteren Projektverlauf
kamen durch die Auswertung der geophysikalischen Untersuchungen bis zu vier Parallelstörungen hinzu (Kapitel 9), die
in das geologische 3D-Modell mit einflossen.
Die erarbeitete Legende enthält Angaben zum Alter, zur zeitlichen Abfolge sowie zur Entstehung der Gesteine.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 44
Abbildung 25: Endfertigung der grenzüberschreitenden geologischen Karte des Untersuchungsgebietes
(Stand 2017). Die Karte ist zweisprachig (tschechisch/deutsch) (ČECH, et al., 2017).

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 45
Fehlerbetrachtung und Ausblick
Durch den permanenten Erkenntniszuwachs über die gesamte Projektlaufzeit wurden immer wieder Veränderungen an
den Geometrien der tektonischen Strukturen (Störungen) erforderlich, was dazu führte, dass die Druckversion der Karte
aus dem Jahr 2017 (Ende des 1. Meilensteins) zum Abschluss des Projektes bereits wieder veraltet war und einer
Aktualisierung hinsichtlich der Anzahl und Geometrien der Störungsverläufe, des Trassenkorridors und auch der
Darstellung der Struktur Börnersdorf bedarf. Außerdem wäre die Struktur Petrovice-Döbra zu erweitern.
Bedingt durch den Projektzeitplan war dieser Meilenstein bereits sechs Monate nach Projektbeginn im September 2017
abzuschließen, wodurch ein hoher Zeitdruck für die Erstellung der Karten und aller damit verbundenen Arbeiten
bestand. Es war festgelegt, dass die Karte einmalig als Druckversion zu erstellen war. Änderungen, die sich aus dem
Erkenntnisfortschritt während der Projektlaufzeit ergeben haben, sind nur digital erfasst, in der Druckversion jedoch
nicht dargestellt. Dadurch bedingt sind Fehler und Ungenauigkeiten in der Druckversion enthalten. Bereits im August
2017 lag die erste Version der Karte vor, die von der Druckerei des ČGS umgesetzt wurde.
Die strukturierte graphische Datenhaltung über das GIS-Projekt ermöglicht eine ständige Aktualisierung der Karten-
inhalte, die an den jeweiligen Erkundungsfortschritt angepasst werden können (siehe dazu auch Kapitel 5). Dadurch ist
es möglich, bei Bedarf zukünftig eine aktualisierte, dem jeweiligen Erkenntnisstand angepasste Karte als Druckversion
zu erzeugen.
Aktualisierungsbedarf besteht auch hinsichtlich der Legende im Vorfeld der Erarbeitung eines baugeologischen bzw.
Baugrundmodells für das Bauvorhaben. Hierfür bedarf es weiterer Abstimmungen zwischen den geologischen Diensten
beider Länder auf der Grundlage der geltenden nationalen und europäischen Normen für die Erarbeitung eines Doku-
mentationsschlüssels unter Bezugnahme auf die Ingenieurgeologischen Einheiten, die noch nicht abschließend
harmonisiert werden konnten.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 46
7 Kartierung
Ziel der Kartierungsarbeiten, die im Rahmen des INTERREG Va-Projektes im Meilenstein 2 erfolgten, war die Aufnahme
der geologischen, hydrogeologischen und tektonischen Situation im Untersuchungsgebiet zur Analyse potentieller Geo-
gefahrenbereiche im Trassenverlauf.
7.1
Gebietsauswahl/Vorgehensweise
Das Kartiergebiet entspricht dem im Projektantrag ausgewiesenen Untersuchungsgebiet zwischen Liebstadt, Bad
Gottleuba-Berggießhübel, Oelsen und Liebenau (Abbildung 26). Die Kartierungspunkte orientieren sich an den in der
geologischen Karte M 1 : 25.000, Blatt Berggießhübel eingezeichneten Klippen, welche vor allem im Gottleubatal und
im Bahretal zu finden sind. Neben der Gesteinsansprache wurden auch die wichtigsten tektonischen Strukturen
(Foliation, Lineation, Klüfte, Störungen) aufgenommen und beschrieben. Für die Beschreibung der hydrogeologischen
Situation wurden Nassstellen an Hand von Quellaustritten und Zeigerpflanzen kartiert. Die Kartierungsarbeiten erfolgten
im Juli und August 2018 nach langer Trockenheit.
Abbildung 26: Lage der Kartierungspunkte (rot). Der blaue Rahmen
bildet die Grenzen des Untersuchungsgebietes.
SN
CZ
Bad Gottleuba-
Berggießhübel
Börnersdorf

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 47
Zur Sicherstellung einer einheitlichen Dokumentation der einzelnen Aufschlusspunkte wurde ein Protokoll ent-
wickelt, das folgende Informationen enthält:
Lokalität (geographische Lage, GPS-Koordinaten),
Beschreibung der Aufschlusssituation,
geologische Bezeichnung nach 3 Kartengrundlagen (GK25 Blatt 102 Berggießhübel, GK50 dig. Blatt L5148
Pirna/L5149 Altenberg, grenzüberschreitende geologische Karte NBS),
Gesteinsansprache (Mineralbestand, Gefüge),
Messwerte (Klüfte, Foliation, Lineation, Störungen),
Interpretation,
Aufnahme von Nassstellen,
Vegetation,
Fotodokumentation.
7.2
Ergebnisse
Die Messergebnisse der Kartierung sind in Anlage 6 und 7 aufgeführt.
Es wurde größtenteils (Ortho-) Gneis kartiert (Abbildung 27). Lokal treten auch andere Gesteine auf, wie Rhyolith
(Stop 23) oder Grauwacke (Stop 9).
Besonderheiten konnten an Stop 4 und BP 7 aufgenommen werden. Der Aufschluss an Stop 4 zeigt SC-Strukturen
(Abbildung 28). Die Schieferungsflächen (S) sind durch Scherbahnen (C) deformiert und/oder versetzt worden. Der
Schersinn ist sinistral. Demnach erfolgte die Bewegung nach links (nach Westen). Am Punkt BP 7 konnten
Scherbänder im Orthogneis beobachtet werden, welche eine dextrale Bewegung nach E anzeigen (Abbildung 29).
(THIELE, 2019)
Abbildung 27: Übersichtskarte der Kartierungspunkte im Untersuchungsgebiet (blauer Rahmen).
Die Symbolisierung der geologischen Einheiten der grenzüberschreitenden geologischen Karte
weicht teilweise von der GK 50 ab.
Bad Gottleuba-
Berggießhübel
Breitenau
Börnersdorf
SN
CZ
kartierter Aufschluss

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 48
Fotos: LfULG, Elisabeth Seidel
Abbildung 28: Aufschluss Stop 4 am Westufer der Talsperre Gottleuba (siehe Abbildung 27).
Die Scherbahnen zeigen einen sinistralen Bewegungssinn an.
Foto: Lisa Thiele
Abbildung 29: Aufschluss BP 7 an der Staumauer der Talsperre Gottleuba (siehe Abbildung 27).
Die Scherbänder im Gneis zeigen einen dextralen Bewegungssinn an. (THIELE, 2019)
C
S
Aufschlussformend
N-S
Klüfte
W
Fläche
mit SC-Strukturen
E
W
E
Scherband

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 49
Foliation
Die Gneise liegen im Allgemeinen relativ flach (Abbildung 30). Nördlich der Staumauer der Talsperre Gottleuba fällt die
Foliation mit ca. 20° nach NW bis NE ein. Südlich von Hartmannsbach fällt die Foliation Richtung Süden ein (SW bis SE).
Im Heidenholz nördlich der Struktur Börnersdorf steht die Foliation sehr steil. Nördlich der Ortschaft Breitenau ist die
Foliation der Gneise fast horizontal.
Abbildung 30: Ausrichtung der gemessenen Foliationen mit Fallwinkel.
Es gibt zwei unterschiedliche Arten von Lineationen. Mineralstreckungslineare entstehen durch die Streckung von
ursprünglich meist runden Mineralen oder Mineralaggregaten während der Deformation. Sie fallen im Projektgebiet
überwiegend nach E ein (Abbildung 31). Die anderen im Kartiergebiet eingemessenen Lineationen sind störungs-
gebunden. Es handelt sich um Striemungen oder Harnische, die während der Bewegung zweier gegenläufiger
Gesteinsblöcke entstehen. Diese Lineare zeigen die Bewegung in westlicher Richtung an (Abbildung 31).
18
87
85
15
42
28
40
30
25
10
09
Heidenholz
Breitenau
TS Gottleuba
SN
CZ
kartierter Aufschluss
(Legende)

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 50
Abbildung 31: Stereographische Projektion der Lineation (Rauten) und Störungen (Linien).
Mineralstreckungslineare (n = 15) – rot; störungsgebundene Lineare (n = 15) – auf Störungs-
flächen überwiegend nach W einfallend.
Klüfte
Die Ergebnisse der Kluftmessungen zeigen, dass das Hauptkluftsystem genauso streicht, wie die Hauptstörungen
(Mittelsächsische Störung, Petrovice–Döbra Zone), nämlich NW-SE (Abbildung 32).
Abbildung 32: Dichteverteilung aller im Untersuchungsgebiet eingemessener Klüfte (Flächenpole).
rot = Maximum; blau = Minimum. Anzahl der gemessenen Werte: n = 87.
Regional gibt es einige Unterschiede (Abbildung 33):
Im Gottleubatal dominiert die SW-NE-Streichrichtung, dieselbe Richtung, in der sich das Tal ausgebildet hat. Im Bereich
der Talsperre Gottleuba gibt es zwei Kluftrichtungen, die nahezu senkrecht zueinander stehen: N-S-streichend und
N
W
S
E
Lineation: n = 15
Störungen: n = 15
Messgebiete
Heidenholz
Westufer TS Gottleuba
Ostufer TS Gottleuba
Gottleubatal
Nördlich Breitenau
Mineralstreckungslinear
Anzahl der Messwerte

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 51
WSW-ENE-streichend. Letztere sind parallel zum Gottleubatal. Im Heidenholz dominiert die NW- SE-Richtung. Diese
ist parallel zur Mittelsächsischen Störung und zur Petrovice-Döbra Zone. Untergeordnet treten WNW-ESE-streichende
und SSW-NNE-streichende Klüfte auf. Am Eisengrund bei Börnersdorf konnten ebenfalls NW-SE-streichende Klüfte
gemessen werden. Außerdem gibt es einige SW-NE-streichende Klüfte.
Abbildung 33: Darstellung der Kluftverteilung (Flächenpole) in den einzelnen Messgebieten. Weiße Linien =
Streichrichtung. Die dominante Richtung ist durchgezogen, die untergeordnete Richtung ist gestrichelt.
Roter Kasten = Aufschlüsse, an denen Kluftflächen gemessen wurden. n = 87 Messwerte an 17
Aufschlüssen.
Störungen
Es konnten bei der Kartierung nur in vier Bereichen Störungen gemessen werden. Darunter zählen:
das Heidenholz (nördlich der Struktur Börnersdorf)
das Westufer der Talsperre Gottleuba
das Ostufer der Talsperre Gottleuba
das Gottleubatal
Die Messwerte bestätigen die in der geologischen Karte (Abbildung 34) dargestellten bekannten Störungen. In allen
Bereichen ist das generelle Störungsmuster erkennbar. Die Störungen streichen größtenteils NW-SE und SW-NE
(Abbildung 35, Abbildung 34). Das Einfallen beträgt ca. 40° mit Ausnahme der Störungen am Stop 4 (15°) und am
Stop 10 (~85°) am südlichen Ende der Talsperre Gottleuba. Die eingemessenen Störungen fallen in westliche Richtung
ein (NW, WNW, SW).
Die aus der morphologischen Analyse abgeleiteten N-S streichenden Störungen konnten durch die Kartierung nicht
bestätigt werden. Allerdings wurden, wie man der Abbildung 34 (grüne Linien) entnehmen kann, auch keine Klippen in
Heidenholz: n = 32
TS Gottleuba: n = 23
Gottleubatal: n = 16
Nördlich der Ortschaft
Breitenau: n = 16
SN
CZ
kartierter Aufschluss

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 52
unmittelbarer Nähe solcher vermuteten Störungen kartiert. Um Aussagen über die jungen morphologischen Lineamente
treffen zu können, müssen weitere Untersuchungen (Kartierung, Geophysik) durchgeführt werden.
Abbildung 34: Darstellung aller im Untersuchungsgebiet bekannten Störungen in der geologischen Karte.
rot – Hauptstörungen, blau – untergeordnete Störungen, grün – morphologische Lineamente.
Abbildung 35: Winkeltreue Projektion von Störungsflächen. Es gibt zwei dominante Streichrichtungen, die
nahezu senkrecht zueinander stehen: NW-SE und SW-NE. Anzahl der gemessenen Werte: n = 15.
Hauptstörungen
untergeordnete
Störungen
morphologische
Lineamente
(Legende)
kartierter Aufschluss
(Legende)
Heidenholz
TS Gottleuba
Breitenau
SN
CZ
Messgebiete
Heidenholz (n = 6)
Westufer TS Gottleuba (n= 1)
Ostufer TS Gottleuba (n= 3)
Gottleubatal (n = 3)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 53
8 Hydrogeologische Untersuchungen
8.1
Methodik
Die Erfassung der hydrogeologischen Situation des Untersuchungsgebietes erfolgte durch Feld- und Laborarbeiten im
Zuge einer Masterarbeit an der TU Bergakademie Freiberg (KÖHLER, 2019). Die Ergebnisse der hydrogeologischen
Untersuchungen in Tschechien sind in der Anlage 8 zusammengefasst. Eine Nassstellenkartierung erfolgte nur in dem
sächsischen Teilgebiet des INTERREG Va-Projektes.
Die Kartierung der Feucht- und Quellstellen erfolgte visuell. Dabei spielt die Vegetation eine wichtige Rolle. Spezielle
Pflanzen, welche feuchte bis nasse Standorte bevorzugen, können Hinweise auf Nassstellen sein. Darunter zählen u.a.
Binsengewächse, Schilf, Seggen und ein erhöhter und saftigerer Grasbewuchs. Suhlen, welche insbesondere durch
Rot- und Schwarzwild genutzt werden, sind im bewaldeten Bereich wichtige Indikatoren für Nassstellen.
Die Wasserproben stammen aus Fließgewässern (Abbildung 36). Dafür wurden an jedem Messpunkt drei Proben
genommen. Für die Anionen- und Kationenbestimmung wurden zwei gefilterte Proben in 10-ml-Behältern kühl und
lichtgeschützt aufbewahrt und für die Bestimmung der Kationenkonzentration zusätzlich mit wenigen Tropfen 30%iger
Salpetersäure angesäuert. Zur Bestimmung des TOC-Gehaltes (gesamtorganischer Kohlenstoff) wurden 25 ml
Behälter genutzt. Durchflussmessungen waren aufgrund der anhaltenden Trockenheit im Sommer 2019 nicht möglich.
Feldarbeit
Vor Ort wurden erste und wichtige Eigenschaften der Wässer bestimmt, insbesondere Parameter, die sich bei längerer
Lagerung verändern können, wodurch die ursprünglichen Eigenschaften der Gewässer verfälscht werden. Dazu zählen
Leitfähigkeit, Temperatur, pH-Wert, Trübe, Redoxpotential, Karbonat- und Gesamthärte, sowie der Chloridgehalt.
Die Ermittlung von Leitfähigkeit, Temperatur, pH und Redoxpotential erfolgte mittels HQ40d Multimeter der Firma
HACH. Die Trübe wurde mittels „2100Q IS“ der Firma HACH bestimmt und in NTU angegeben. Karbonathärte,
Gesamthärte und der Chloridgehalt wurden mit titrimetrischen Schnelltests der Firma MERCK untersucht.
Laborarbeit
Für die Bestimmung von Anionen und Kationen kam die Ionenaustauschchromatographie zur Anwendung. Diese
Methode beruht auf der Verteilung eines Stoffes zwischen einer mobilen und einer stationären Phase (JENSEN, 2013).
Dabei werden Anionen und Kationen in Verbindung mit Leitfähigkeitsdetektoren an der stationären Phase getrennt. Die
Trennung erfolgt grundsätzlich nach Größe und Ladung der Ionen. Um die Nachweisempfindlichkeit deutlich zu
erhöhen, wurden chemische Supressoren eingesetzt (KLAMERTH, 2017). Es wurden die Retentionszeit und die
Signalstärke (hier: Leitfähigkeit uS/cm) gemessen. Daraus konnten die Peakfläche und die Konzentration des je-
weiligen Ions berechnet werden.
Der Eisengehalt wurde photometrisch mithilfe eines tragbaren Colorimeters „DR/890“ der Firma HACH untersucht. Die
Bestimmung basiert auf dem Lambert-Beerschen Gesetz, welches die Abschwächung der Intensität einer Strahlung
beim Durchgang durch ein Medium mit absorbierender Substanz beschreibt.
Um den TOC zu bestimmen, wurden die Gewässerproben mithilfe des Analysesystems „Multi N/C 2100“ untersucht.
Die Analyse beruht auf der thermischen Oxidation der im Wasser vorhandenen Kohlenstoffverbindungen und der
spektrometrischen Untersuchung des entstandenen CO
2
.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 54
Abbildung 36: Messpunkte (blaue Rauten) der hydrogeologischen Kartierung.
8.2
Ergebnisse
Nassstellenkartierung und hydrochemisches Monitoring
Die Ergebnisse der hydrogeologischen Untersuchungen sind aus KÖHLER (2019) entnommen.
Das Einzugsgebiet der Talsperre Gottleuba hat eine Größe von ca. 35 km
2
, wovon rund 16 km
2
auf tschechischem
Gebiet liegen. Hydrogeologisch befindet sich das Gebiet im Bereich der metamorphen Gesteine des Osterzgebirges.
Diese zählen zu den Kluftgrundwasserleitern. Aufgrund der kompakten fein- bis mittelkörnigen Struktur der Zwei-
glimmerpara- und der Biotitorthogneise sind die Gesteine Grundwasserhemmer. Eine Wasserführung ist deshalb nur in
offenen Klüften und Störungen, sowie in der Verwitterungszone möglich.
Damit ist ein direkter Zusammenhang zwischen offenen Wasseraustritten (Quellen) und verdeckten Wasseraustritten
(Nassstellen) einerseits und tektonischen Bruchstrukturen andererseits gegeben. Eine genaue Kartierung der Nass-
stellen ermöglicht demnach eine Karte des mutmaßlichen Störungsnetzes der oberflächig hydraulisch wirksamen
Störungen.
Bei der Nassstellenkartierung gab es an einigen Stellen Hinweise auf Wasseraustritte (Abbildung 37). Im Quellgebiet
des Bahrebaches können Feuchtwiesen beobachtet werden (Abbildung 38a). Flussabwärts an der Straße zwischen
Börnersdorf und Hartmannsbach befindet sich ein sumpfiges Gebiet. Südlich von Breitenau liegen in morphologischen
Senken temporäre Bachläufe.
Zur Zeit der Kartierung im August 2018 waren diese Zuflüsse zur Gottleuba beinahe trocken (Abbildung 38b). Um die
gefundenen Nassstellen hinsichtlich ihrer Sicherheit und Relevanz zu überprüfen, wurde 2019 eine Masterarbeit zu
dem Thema "Erstellung eines Hydrogeologischen Modells im Umfeld des Trassenkorridors des Erzgebirgsbasistunnels
der Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden-Prag" vergeben. Bei den Feldarbeiten im Zuge dieser Masterarbeit konnten im
Juli 2019 die Nassstellen aus dem Vorjahr bestätigt und weitere Nassstellen im Gebiet zwischen der Struktur Börners-
dorf und der Ortschaft Breitenau ergänzt werden. Der Bewuchs der Aufschlüsse mit Flechten und Moosen in der Nähe
von Klüften spricht ebenfalls für eine temporäre Wasserführung. Dies kann z.B. in der Nähe der Staumauer der Tal-
sperre Gottleuba beobachtet werden (Abbildung 38c). Ein weiterer Hinweis auf die Wasserführung des Untergrundes
sind Drainagen zum Entwässern der Wiesen und Felder.
Untersuchungsgebiet
Messpunkt Hydrogeologie

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 55
Abbildung 37: Übersichtskarte der kartierten Feucht- und Quellgebiete und Störungen im Untersuchungs-
gebiet. Datengrundlage: KÖHLER (2019) und PETERS (2019).
Hauptstörungen
untergeordnete Störungen
morphologische Störungen
Nassstelle
Breitenau
Börnersdorf
Bad Gottleuba-
Berggießhübel
SN
CZ

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 56
Fotos a/b: LfULG, Elisabeth Seidel; Foto c: Lisa Thiele
Abbildung 38: a) Nassstelle am Stop 22 nördlich der Ortschaft Breitenau. b) Bachlauf Stop 38 südlich
von Breitenau. c) Flechten und Moos am Aufschluss BP 7 an der Staumauer der Talsperre Gottleuba
(THIELE, 2019).
Das anfallende Regenwasser sammelt sich in der oberflächigen Auflockerungs- und Zersatzzone, welche nur wenige
Dezimeter bis mehrere Meter mächtig ist. Stellenweise werden jedoch Mächtigkeiten von bis zu 9 m erreicht. Die
Zersatzzone des Gneises besteht aus drei Schichten, in denen das Wasser zirkulieren kann. Unmittelbar über dem
Anstehenden ist der Gneis in Blöcke aufgelöst. Diese Zone geht in körnigen Grus und danach in mit Gesteinsfrag-
menten durchzogenen Verwitterungslehm über. Zum Teil gibt es noch eine geringmächtige humose Bodenschicht. Im
Bereich des Flusses Gottleuba besteht die Auflockerungszone aus schluffigen Sanden und Schotter. In der Ver-
witterungszone sowie in den quartären Sedimenten fließt ein Großteil des Sickerwassers lateral und zeitlich verzögert
als hypodermischer Abfluss in die Gottleuba oder deren Vorflutern.
In Bereichen von Mulden und Vorflutern kann neben dem Zwischenabfluss auch oberflächennahes Grundwasser vor-
handen sein, welches beim Übergang in die von Auelehmen überlagerten groben, aber lehmigen Schotter der Bäche
mit dem Bachwasser in enge hydraulische Beziehung tritt.
Aufgrund der anhaltenden Trockenheit in den Sommermonaten der Trockenjahre 2018 und 2019 sind die Durchflüsse
der meisten Vorfluter im deutschen Untersuchungsgebiet kaum messbar. Lediglich der Fluss „Gottleuba“ führt in
solchen Zeiten noch geringe Mengen Wasser. Durchflüsse von 40 l/s und weniger sind die Folgen. So wurde am Zu-
flusspegel „TS Gottleuba 1“ am 28.06.2019 ein Durchfluss von 16 l/s gemessen (LTV, 2019). Der mittlere Gesamt-
abfluss des hydrologischen Jahres 2017/2018 (01.11.2017-31.10.2018) am Zuflusspegel „TS Gottleuba 1“ beträgt
280 l/s (Abbildung 39, Abbildung 40).
a)
b)
Flechten
c)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 57
Unterstützt werden die Beobachtungen durch den ermittelten Auslaufkoeffizienten für das Jahr 2018. Der Auslauf-
koeffizient gibt Auskunft über das Retentions- und Speichervermögen des Einzugsgebietes. Ist dieser hoch, so weist
der daraus resultierende kleinere nutzbare Hohlraumanteil auf ein geringes Retentions- und Speichervermögen hin.
Der ermittelte Auslaufkoeffizient von α = 0,091 [d-1] ist sehr hoch. Je höher der Wert ist, desto geringer ist das
Speichervermögen der Gesteine. Eine lange Verweildauer des infiltrierten Wassers ist daher nicht möglich.
Abbildung 39: Durchflussmessung der Gottleuba am Zuflusspegel „TS Gottleuba 1“ für das
hydrologische Jahr 2017/2018. Daten: (LTV, 2019).
Abbildung 40: Trockenwetterlinie und MAILLET-Wert der Gottleuba am Zuflusspegel
„TS Gottleuba 1“ für das hydrologische Jahr 2017/2018. Daten: (LTV, 2019).
Hydrochemische Messungen der Oberflächengewässer, insbesondere der Gottleuba und des Nasenbaches, weisen
auf geringmineralisierte weiche Grundwässer hin. Die elektrischen Leitfähigkeiten zwischen 150 und 220
/
unter-
streichen die Messergebnisse. Einflüsse durch tiefere und stärker mineralisierte Kluftgrundwässer konnten nicht
nachgewiesen werden. Die hydrochemischen Messwerte können der Anlage 9 entnommen werden.
Dem hydrogeochemischen Monitoring sollte in nachfolgenden Untersuchungsetappen eine größere Aufmerksamkeit
gewidmet werden.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Q [l/s]
t [d]
Durchflussmessung der Gottleuba
y = 1475,1e
-0,091x
0
500
1000
1500
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Q [l/s]
t [d]
Trockenwetterlinie und MAILLET-Wert der
Gottleuba

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 58
Tabelle 3: Auslaufkoeffizienten nach (RICHTER & LILLICH, 1975) und (HÖLTING & COLDEWEY, 2013)
Geologie
Auslaufkoeffizient
[d-1]
Para-/Orthogneise Einzugsgebiet Gottleuba
0,096
klüftige Kalke
0,0025 bis 0,05
wenig geklüftete Sandsteine
0,001 bis 0,0024
verkarstete Zechsteinkalke
0,00124
Die Wasserführung der tektonischen Trennflächen hängt stark von deren Beschaffenheit ab. So können Störungen
oberflächennah wirksam sein, aber mit steigender Tiefe geschlossen werden, wodurch sich die Durchlässigkeit stark
verringert. Ursache ist der lithostatische Druck. Ebenfalls kann sich die Durchlässigkeit durch sekundäre Minerale-/
Mineralgemische, wie Quarz, Calcit, Limonit oder Störungsletten stark verringern. Besonders beim Bau der Talsperre
Gottleuba wurden in den aufgeschlossenen Klüften an der linkseitigen Störungszone sekundäre Minerale gefunden.
Die potentielle Wirksamkeit ausgewählter Störungen ist in Tabelle 4 dargestellt. Die Festlegung der hydraulischen
Eigenschaften aller Störungen ist zum derzeitigen Standpunkt noch nicht möglich.
Tabelle 4: Mögliche Interpretation zur Wasserführung ausgewählter Störungen im Untersuchungsgebiet
Bezeichnung
Streichen
Wasserführung/Wirksamkeit/Anmerkungen
Mittelsächsische Störung
NW-SE
teilweise wirksam
Struktur Börnersdorf
NW-SE;
NE-SW;
N-S
Mergel sind Grundwassergeringleiter/Grundwasserstauer,
begrenzende Störungen können hydraulisch wirksam sein
Störungseinflussbereich
Gottleubatal
SW-NE;
N-S;
W-E
mögliche Wirksamkeit
Petrovice-Döbra-Zone
NW-SE
wirksam
Linksseitige Störungszone
Talsperre Gottleuba
NE-SW
wirksam
Betrachtungen zur Wasserwegsamkeit bekannter Störungszonen
Struktur Börnersdorf
Aufgrund der Morphologie besitzt die Senke um die Struktur Börnersdorf oberflächig eine Trichterfunktion. Anfallendes
Sickerwasser sammelt sich in diesem Bereich und fließt weiter in die Bahre. Die Struktur wird von verlagerten lehmigen
Verwitterungsprodukten des Gneises überlagert. Die darunterliegenden Mergel sind sehr schwach durchlässig bis
nahezu völlig wasserundurchlässig. Ihre stauende Funktion zeigt sich in oberflächigen Feuchtstellen wieder. Labor-
messungen der Oberflächenwässer lassen einen eventuellen Einfluss der Mergel erkennen. Die gemessenen Gesamt-
und Karbonathärten der Bahre sind im Vergleich zur Gottleuba leicht erhöht (Anlage 9). Eine hydraulische Wirksamkeit
der strukturbegrenzenden Störungen ist anzunehmen, wodurch die darunterliegenden Sandsteine wassergesättigt sein
können.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 59
Struktur Petrovice-Döbra
Niederschlags und Oberflächenwässer versickern über den Verwitterungshorizont in die Gangstruktur und in das
Kluftsystem des Nebengesteins. Einheitlich ausgebildete durchgängige Grundwasserleiter sind nicht vorhanden, jedoch
ist eine Wasserführung bis in mehrere hundert Meter unter GOK anzunehmen. Nach den bei BERGMÜLLER (1978)
aufgeführten Ergebnissen sollen im Rahmen hydrochemischer Untersuchungen anomale Fluorgehalte im Wasser
nachgewiesen worden sein. Neuste Laboruntersuchungen von KÖHLER (2019) und die dauerhaften hydrochemischen
Untersuchungen der LTV im Bereich der Talsperre können jedoch keine anomalen Fluorgehalte nachweisen. Die
oberflächennahe Wirksamkeit einzelner Störungen ist anhand von Nassstellen nachgewiesen. Das Vorkommen liegt im
bergmännisch unverritzten Gebirge. Es besteht keine Wasserhaltung.
Störungseinflussbereich Gottleubatal
Der Störungseinflussbereich Gottleubatal ist gleichzeitig der Bereich des Flusslaufes der Gottleuba. Aufgrund des
vermuteten Strike-Slip-Störungstypes muss angenommen werden, dass die Störungen ein Mosaik bilden. Die einzelnen
Abschnitte werden in zwei Kategorien unterteilt. SW-NE und W-E verlaufende Störungen sind in der Regel wasser-
undurchlässig. Von den N-S-Störungen hingegen wird eine gute Durchlässigkeit angenommen. Die Strike-Slip-Störung
begünstigt eine senkrechte Wasserführung. Vergleichbare Störungen im Seidewitz- und Weißeritztal haben Kluftweiten
bis zu 10 cm. Eine ähnliche Wasserführung im Freiberger Raum führt jedoch zur schnellen Versinterung. Die Störungen
im Gottleubatal werden von Auelehmen über groben, aber lehmigen Schottern überdeckt. Hydrochemische Unter-
suchungen entlang des Gewässers weisen auf keine Einflüsse durch tiefere Kluftgrundwässer hin.
Mittelsächsische Störung
Die Mittelsächsische Störung besitzt in Bereichen der Hochtemperatur-Mylonite eine schlechte Durchlässigkeit. Jedoch
können in Auflockerungszonen höhere Durchlässigkeiten erreicht werden. Eine hydraulische Wirksamkeit der Störung
sollte deshalb nicht ausgeschlossen werden.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 60
9 Geophysik
9.1
Methodik
Die geophysikalischen Untersuchungen wurden in mehreren Etappen durch die TU Bergakademie Freiberg (TU BAF),
den tschechischen Geologischen Dienst (ČGS), die TU Berlin, und Geophysik GGD Gesellschaft für Geowissen-
schaftliche Dienste m.b.H. (Geophysik GGD Leipzig) durchgeführt.
Abriss zu den verwendeten geophysikalischen Messverfahren
In den folgenden Tabellen (Tabelle 5 bis Tabelle 10) sind die geophysikalischen Messverfahren hinsichtlich ihrer
Methodik, Erkundungsziel, Messaufwand, Kombinierbarkeit und mehr beschrieben.
Tabelle 5: Kurzbeschreibung der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Kurzbeschreibung des Verfahrens
Seismik
Für seismische Untersuchungen werden Erschütterungen, welche von einer künstlichen
Quelle (z.B. Hammer) angeregt werden, durch hochempfindliche Sensoren (Geophone)
aufgezeichnet. Aus der Messung von Laufzeitunterschieden des Wellenfeldes vom
Schusspunkt zu verschiedenen Empfängern können Rückschlüsse auf die Verteilung
von seismischen Geschwindigkeiten im Untergrund gezogen werden. Grundsätzlich wird
in Refraktionsseismik und Reflexionsseismik unterschieden. Es ist möglich und zum Teil
üblich beide Verfahren mit ein und derselben Versuchsanordnung zu messen.
Abbildung 41: Links: Vibroseis Fahrzeug der TU Bergakademie Freiberg (BUSKE
& BÜTTNER, 2019). Rechts: Auslage der Geophone (BUSKE, et al., 2014).
Reflexionsseismik
Die Reflexionsseismik untersucht Teile des durch die Geophone aufgezeichneten
Wellenfeldes, welche im Untergrund an Grenzflächen reflektiert wurden. Aus der
Messung der Laufzeit, welche das Wellenfeld von der Quelle zum Reflektor und
zurück zum Empfänger an der Oberfläche benötigt, kann die Tiefenlage des Reflektors
bestimmt werden. Die angewendeten Verfahren ähneln dem von Schiffen bekannten
Echolot. Je genauer die Geschwindigkeitsverteilung im Untergrund bekannt ist, desto
genauer kann der Reflektor lokalisiert werden.
Refraktionsseismik
Durch das „Snelliussche Brechungsgesetz“ wird auch die Brechung (Refraktion)
seismischer Wellen beschrieben. Aus dieser Gesetzmäßigkeit, kann abgeleitet
werden, dass seismische Wellen, bei zunehmender seismischer Geschwindigkeit mit
zunehmender Tiefe zurück an die Oberfläche gebrochen werden. Die Laufzeit dieser
sogenannten Tauchwellen kann für eine Geschwindigkeitstomografie genutzt werden,
um die Geschwindigkeitsstrukturen im Untergrund aufzulösen. Diese Informationen
sind wiederum für die Reflexionsseismik wichtig.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 61
Gravimetrie
Massen ziehen sich immer gegenseitig an. Die Kraft/Schwereanziehung, welche dabei
wirkt, ist proportional zur Masse der beiden Körper und deren Abstand. Ist die Masse
eines Prüfkörpers genau bekannt, kann über die Messung der „Schwere“ dieses Prüf-
körpers die Masse des anderen anziehenden Körpers bestimmt werden. Dieses Mess-
prinzip wird in sogenannten Gravimetern verwirklicht. Mit diesen Messgeräten kann die
Anziehungskraft auf einen Prüfkörper mit sehr hoher Genauigkeit bestimmt werden. Da
die Entfernungsabhängigkeit im Gravitationsgesetz nicht linear, sondern quadratisch ist,
ist es möglich trotz der dominierenden „Hintergrundanziehung“ der Erde kleinräumige
lokale Dichte- /Massedifferenzen zu messen.
Geomagnetik
Verschiedene Minerale (z.B. Magnetit) sind magnetisch wirksam. Diese Minerale sind
sehr unterschiedlich in der Erdkruste verteilt und ein charakteristisches Merkmal für
einige Gesteinstypen. Diese magnetische Wirkung führt zu lokalen Veränderungen des
Erdmagnetfeldes. Im täglichen Leben sind diese Veränderungen nicht relevant, können
aber sehr gut gemessen werden. Dadurch können z.B. basaltische Gesteine im Unter-
grund sehr gut kartiert werden.
Geoelektrik –
Elektrische
Wiederstands
Tomografie (ERT)
Der elektrische Widerstand des Untergrundes kann durch eine sogenannte Vierpunkt-
anordnung bestimmt werden. Dazu wird an zwei Stromelektroden (A und B) ein
schwacher Strom in den Untergrund eingespeist. Dadurch bildet sich im Untergrund
ein von Untergrundeigenschaften abhängiges Potentialfeld aus. An zwei weiteren
Elektroden (M und N) wird eine Potentialdifferenz bestimmt. Wie groß diese Differenz
ist, hängt vom Untergrund ab. Verschiedene Anordnungen und Abstände der Elektroden
ermöglichen es Rückschlüsse auf Materialeigenschaften in verschiedenen Tiefenlagen
zu ziehen. Durch die Verwendung einer computergesteuerten Multielektrodenanordnung
(z.B. 100 Elektroden) ist es möglich schnell viele dieser Kombinationen zu messen.
Dazu werden die Elektroden in festgelegtem Abstand in den Boden eingesteckt und
anschließend je nach aktuell gewünschter Konfiguration vier Elektroden gleichzeitig
gemessen.
Fotos: LfULG, Sabine Kulikov
Abbildung 42: Elektroden-Auslage für die Geoelektrik-Messung.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 62
Tabelle 6: Erkundungsziel der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Erkundungsziele
Seismik
Eigenschaften der Verteilung von seismischen Geschwindigkeiten des Untergrundes
Reflexionsseismik
Strukturabbildung: Scharfe abrupte Kontraste der akustischen Impedanz, z.B. durch
Gesteinswechsel (Granit/Sandstein) oder an Störungen (durch Brekzien) und Klüften
(Wasser) hervorgerufen
Refraktionsseismik
Bestimmung der flächenhaften/volumetrischen Verteilung seismischer
Geschwindigkeiten im Untergrund
Gravimetrie
Dichteunterschiede des Untergrundes, z.B. Gneis (sehr kompakt, dicht, „schwer“)
gegen Sandstein (porös, weniger dicht, „leichter“)
Geomagnetik
Lokalisierung von magnetisch wirksamen Gesteinsmassen mit hohem Anteil an
Eisenmineralen wie Magnetit z.B. verdeckte Metabasite
Geoelektrik
Bestimmung der Leitfähigkeitsverteilung im Untergrund. Feuchte und tonhaltige Erden,
Brekzien und Kluftfüllungen sind deutlich leitfähiger als kompakte Gesteinsmassen
Tabelle 7: Tiefenwirkung der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Tiefenwirkung
Seismik
Von 0 m bis 35 km je nach Anwendungsfall und Verfahren. Abhängig von der Länge der
Auslage (mehr ist besser), der Anregungsenergie (mehr ist besser).
Reflexionsseismik
Richtwerte für Kristallin: Hammerschlag < 200 m, Fallgewicht (400 kg) < 2 km,
Vibroseismik < 3,5 km
Refraktionsseismik
Zusätzliche starke Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsgradienten im Untergrund.
Je schneller die Geschwindigkeit mit der Tiefe zunimmt (großer Gradient), desto
schlechter die Tiefenwirkung. Richtwerte f. Kristallin: Hammerschlag < 30 m, Fallgewicht
< 300 m, Vibroseismik < 500 m (min. 3 km Auslage)
Gravimetrie
Äquipotenzialprinzip: Kleine oberflächennahe Störungen können genauso gut gemessen
werden wie große tiefe Störungen.
Geomagnetik
2-5 m, stark abhängig von der Objektgröße
Geoelektrik
Eindringtiefe in homogenen Halbraum 1/6 bis 1/5 der Auslagenlänge.
Tabelle 8: Messaufwand der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Messaufwand (MA) / Auswertungsaufwand (AA)
Seismik
MA: hoch (Tage bis Wochen)
Reflexionsseismik
AA: sehr hoch (Wochen bis Monate je nach Auswertungsverfahren)
Refraktionsseismik
AA: normal (Tage)
Gravimetrie
MA: gering (Tag(e)) AA: normal (Tage)
Geomagnetik
MA: gering, AA: gering
Geoelektrik
MA: normal (Tag(e)) AA: normal (Tag(e))

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 63
Tabelle 9: Auflösungsvermögen und Unsicherheiten der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Auflösungsvermögen und Unsicherheiten
Seismik
Auflösungsvermögen abhängig von der angeregten Wellenlänge und Tiefe.
Re-
flexions-
seismik
Zwei Reflektoren müssen weiter als die Wellenlänge des Signals voneinander entfernt sein, um
abgebildet werden zu können, z.B. 50 m bei 100 Hz Signal und 5.000 m/s Gesteinsgeschwindigkeit.
Unsicherheit der Lage des Reflektors skaliert linear mit dem Fehler des Geschwindigkeitsmodells. 5 %
Fehler Geschwindigkeit = 5 % Verschiebung in der Tiefenlage. Bei 1 km Tiefe = 50 m.
Reflektorneigung kann zu flach sein, wenn der Reflektor nicht senkrecht geschnitten wird.
Keine Aussage zum Streichen aus einem 2D-Profil möglich.
Re-
fraktions-
seismik
Die kleinste auflösbare Struktur an der Oberfläche entspricht dem Abstand der Geophone. Tiefenauflösung
hängt wesentlich von der Verteilung und Anzahl der Schusspunkte ab (mehr ist besser, gleichmäßig verteilt
ist besser). Auflösung mit der Tiefe nimmt meist ab, da die maximale Eindringtiefe nur von weit entfernten
Schuss-Empfänger-Abständen beleuchtet werden kann. Deshalb stehen wenige Messwerte für die
Inversion zur Verfügung. Sind ausreichend Schüsse vorhanden und wurde das Modell anhand der
Strahlüberdeckung beschnitten, sind die Ergebnisse sehr verlässlich.
Gravi-
metrie
Profillänge und Messpunktabstand definieren die horizontale und vertikale Auflösung. Wurde eine
Anomalie vollständig gemessen (Anomaliewert wieder auf 0 abgesunken) sind gute Aussagen über
die Natur einer Störung möglich. Breite der Anomalie gibt Aufschluss über die Tiefenlange. Keine
definitive Aussage über Größe und Stärke der Anomalie möglich. Eine kleine sehr starke Störung
erzielt exakt die gleiche Anomalie (Messsignal) wie eine große schwache Störung (Äquipotential-
prinzip).
Geo-
magnetik
Lage der Anomalie kann genau kartiert werden.
Geo-
elektrik
Das Auflösungsvermögen nimmt exponentiell mit der Tiefe ab. Die kleinste auflösbare Einheit
entspricht dem Elektrodenabstand. Kleine, starke, tiefe Störungen „verschmieren“ in der Abbildung.
Horizontales und vertikales Auflösungsvermögen abhängig von der verwendeten Messanordnung. Für
die Auswertung der 2D-Geoelektrik (Standard) wird eine „unendlich“ ausgedehnte 2D Struktur (z.B.
Störung) angenommen. Deshalb ist das Verfahren empfindlich gegenüber 3D-Strukturen (z.B. Fluss
parallel zum Messprofil).
Tabelle 10: Kombinierbarkeit der geophysikalischen Messverfahren.
Methode
Kombinierbarkeit mit anderen Methoden und sinnvolle Anwendungsszenarien
Allgemein
Mehr Kombinationen sind immer besser. Wirtschaftlicher Mehraufwand im Verhältnis zum
Erkenntnisgewinn aber nicht in jedem Fall gewährleistet.
Seismik
Mittel der Wahl zur Kartierung von Strukturen (scharfe Gesteinsgrenzen, Störungen, etc.)
Re-
flexions-
seismik
Bildet Strukturen auch in großer Tiefe scharf ab. Auflösungsprobleme an der Oberfläche. Kombination
mit Geoelektrik für „Oberflächenanschluss“ sehr sinnvoll. Geoelektrik kann Aufschluss über Wasser-
sättigung einer seismisch kartierten Störung geben.
Re-
fraktions-
seismik
Sollte immer Grundlage für die Reflexionsseismik darstellen. Je besser das Geschwindigkeitsmodell, desto
besser die Tiefenlokalisierung. Gute Synergien mit Geoelektrik, z.B. eine langsame (aufgelockerte) Zone
mit guter Leitfähigkeit enthält Wasser. Ist die Zone schlecht leitfähig, ist kein Wasser vorhanden.
Gravi-
metrie
Hilfreich zur genaueren Bestimmung vieler geologischer Strukturen. Durch die Dichtebestimmung
können zum Teil Materialien ausgeschlossen werden. z.B. haben Tonstein und Sandstein fast
identische seismische Geschwindigkeiten, aber signifikant unterschiedliche Dichten. Kostengünstige
Methode um große Strukturen für spätere Detailerkundung zu detektieren.
Geo-
magnetik
Kann eisenmineralhaltige Vulkanite wie Basalt exzellent detektieren und z.B. von Rhyolith
differenzieren. Sollte in jedem Gebiet mit potenziellen Vulkaniten eingesetzt werden. Kann in
Kombination mit Gravimetrie dazu dienen, tektonische Strukturen (Becken) von vulkanischen
Strukturen (z.B. Maaren) zu unterscheiden.
Geo-
elektrik
Universalwerkzeug zur Detektion von oberflächennahen Fluiden. Ideal zur oberflächennahen
Detektion von Störungen, da die Methode sehr empfindlich auf eventuelle Störungswässer ist.
Entsprechend starke Synergien in Kombination mit Seismik.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 64
Chronologie der geophysikalischen Untersuchungen
Im Rahmen der Grundlagenermittlung zur Streckenführung der Neubaustrecke Dresden-Prag wurden zwischen 2011
und 2019 umfangreiche geophysikalische Untersuchungen in vier Etappen durchgeführt (Abbildung 43). Die Ziel-
stellung und verwendete Methoden der einzelnen Etappen sind in Tabelle 11 zusammengefasst. Ausführliche Be-
schreibungen der Messkampagnen können dem jeweiligen Ergebnisbericht entnommen werden.
Tabelle 11:Geophysikalische Untersuchungsmethoden zwischen 2011 und 2019 im Trassenkorridor der
geplanten Neubaustrecke Dresden-Prag.
Untersuchungs-
etappe
Lokalität
Methode
Ziel
Quelle
2011
Börnersdorf „innerhalb
der Struktur“
Reflexions- und
Refraktionsseismik mit
Fallgewicht und
"SISSY"
Abbildung der vermuteten
Beckenstruktur
(HORNA, et
al., 2011)
2014-2017
Börnersdorf „außerhalb
der Struktur“
Geoelektrik,
Gravimetrie, Magnetik,
Seismik, 3D-Seismik
erweiterte Untersuchungen
im Umfeld der Struktur,
Schlussfolgerungen zur
Entstehung der Struktur;
Bestimmung der Tiefe und
Randflächen der Struktur
(BUSKE, et
al., 2014),
(BUSKE, et
al., 2017)
2017-2018
Petrovice-Döbra,
Gottleubatal
Geoelektrik, Reflexions-
und Refraktionsseismik
mit Fallgewicht und
"SISSY"
Erkundung Struktur
Petrovice-Döbra; Detektion
von Störungen im
Gottleubatal;
(BAUER &
HENNING,
2018), ČGS
(Anlage 10),
(SIEMEGAP,
et al., 2018)
Zwischenbereich
Börnersdorf – Petrovice-
Döbra
Seismik
Verbindung zwischen der
Struktur Börnersdorf und
der Petrovice-Döbra Zone
(BUSKE, et
al., 2018)
2019
Zwischenbereich
Börnersdorf – Petrovice-
Döbra
Seismik mit Vibroseis-
Fahrzeug
Verbindung zwischen der
Struktur Börnersdorf und
der Petrovice-Döbra Zone;
Breite der Petrovice-Döbra
Zone
(BUSKE &
BÜTTNER,
2019)

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 65
Abbildung 43: Lage der geophysikalischen Messprofile der vier Untersuchungsetappen.
9.2
Ergebnisse
In diesem Kapitel sind die Ergebnisse aller geophysikalischen Untersuchungsetappen im Trassenkorridor der NBS seit
2011 zusammengefasst, um einen Gesamtüberblick vor allem für eine spätere Weiternutzung der Untersuchungs-
ergebnisse zu erhalten. In Abbildung 43 ist die Lage der Messprofile eingezeichnet. Die Ergebnisse zu den ersten
beiden Untersuchungsetappen im Umfeld der Struktur Börnersdorf sind dem Abschlussbericht zur EUKOM-Studie
(KRENTZ, et al., 2015) entnommen. Die Ergebnisse der Geoelektrik-Messprofile auf tschechischer Seite sind in
englischer Sprache im Anlage 10 enthalten.
Struktur Börnersdorf
Wie bereits in Kapitel 1.1.2 beschrieben, hat die Struktur, durch Kleinrammbohrungen und geophysikalische Unter-
suchungen belegt, einen Durchmesser von ca. 500 x 600 m und ist etwa 250-300 m tief. Sie wird durch mehrere zum
Zentrum einfallende Störungen begrenzt. Es handelt sich um NW-SE, NE-SW sowie N-S-streichende Störungen, die
sich im Bereich Börnersdorf kreuzen. Die Struktur ist mit grauen, plastischen Mergeln verfüllt.
Die Mergel wurden paläontologisch untersucht. Es wurden Foraminiferen des unteren bis mittleren Coniacs gefunden. In
unmittelbarer Nähe zur Struktur liegen Sandsteine des Cenomans und Unterturon auf den Proterozoischen Gneisen. Da
die Mergel von Börnersdorf jünger sind, als die Sandsteine, müssten sie auf den Sandsteinen aufliegen (Abbildung 44).
Betrachtet man jedoch die topografische Lage der Mergel, so liegen sie unterhalb der Sandsteine. Das bedeutet bei der
Struktur Börnersdorf handelt es sich um eine kleinräumige Einbruchstruktur.
2011
2014-2017
2017-2018
2019
SN
CZ
Breitenau
TS Gottleuba
Börnersdorf
A 17
2016
2011
2018

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 66
Abbildung 44: Stratigraphie der Kreidesedimente der Struktur Börnersdorf oben: Stratigraphische Abfolge
mit der tatsächlichen Lage der Mergel von Börnersdorf ca. 225 m unterhalb der stratigraphischen Lage
(ca. 700 m HN). Unten: Modellierte Grenzen der Struktur Börnersdorf mit trichterförmiger Einbruchstruktur,
da die Mergel von Börnersdorf auf ca. 500 m HN liegen.
Innerhalb der Struktur
Die Ergebnisse der ersten Untersuchungsetappe sowie der 3D-Modellierung wurden bereits in KRENTZ, et al. (2015)
eingehend diskutiert. Dabei wurde eine Struktur identifiziert, die annähernd rund und mit relativ steil einfallenden
Grenzflächen in allen bis dato abgeleiteten geophysikalischen Ergebnissen erschien (HORNA, et al., 2011). Die Neu-
berechnungen der regionalen und lokalen Bouger-Anomalie gaben Hinweise auf eine mehr eckige Form der Anomalie,
was auf eine Störungsbegrenzung hinweisen würde (Abbildung 45).
Tatsächliche Lage
Stratigraphische Lage

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 67
Abbildung 45: Horizontalgradient (links) und Vertikalgradient (rechts) der regionalen Bouger-Anomalie
(KRENTZ, et al., 2015).
Insbesondere im nordwestlichen und südwestlichen Teil erscheinen die Grenzflächen nicht rund, sondern als zwei
separate, annähernd gerade Teilflächen, die in einem zur Struktur hin gewandten Innenwinkel von ca. 90° - 100°
zueinander stehen (Abbildung 45 links).
Aus diesem Grund wurde 2015 eine 3D-Seismik im Bereich der westlichen Grenzfläche durchgeführt, aus deren
Auswertung die räumliche Lage dieser Grenzflächen gut bestimmbar sein sollte. Insgesamt konnten acht Auslagen mit
teils überlappenden Quellpunkten realisiert werden, sodass in Summe ein Datensatz mit insgesamt ca. 3.500 ver-
schiedenen Empfängerpunkten und ca. 300 verschiedenen Quellpunkten generiert wurde.
Aus dem so erhaltenen 3D-Seismik-Cube wurde bereits eine erste geometrische 3D-Interpretation angefertigt, die die
Lage der Hauptreflektoren im Raum deutlich erkennen lässt und die komplexe 3D-Geometrie der Börnersdorf-Struktur
mit einem Wechselspiel von steilen und flacheren Flanken, im Wesentlichen horizontal gelagerten Sedimenten und
einer „eckigen“ Außenform widerspiegelt. Dieses 3D-Modell konnte dazu genutzt werden, eine Empfehlung über die
Verlegung der Trassenführung herauszugeben, sodass die Struktur Börnersdorf nun umfahren wird (Abbildung 46).

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 68
Abbildung 46: 3D-Modell der Struktur Börnersdorf im Ergebnis der geophysikalischen Untersuchungen
zwischen 2011 und 2014 mit Darstellung markanter Störungen und der Empfehlung für die geänderte
Streckenführung, die westlich um die Struktur herumführt (rot) (KRENTZ, et al., 2015).
Außerhalb der Struktur
Die zur Erkennung von markanten Störungszonen in unmittelbarer Umgebung der Struktur Börnesdorf durchgeführten
geophysikalischen Arbeiten lieferten Daten, die direkte Hinweise auf regionale Störungszonen gaben. Insbesondere die
vergleichende Interpretation der Gravimetrie- und Geoelektrik-Daten sowie der entsprechend hochauflösenden Form
mit großer Tiefenreichweite der Seismik-Daten erbrachte übereinstimmende Ergebnisse. So ist für das Ost-West
verlaufende
Profil 1/2014
(Abbildung 43) neben der oberflächennahen Störungszone (x = 350 m), die sowohl in den
Gravimetrie-, Geoelektrik- als auch den Seismik-Daten deutlich zu erkennen ist, insbesondere der tief liegende und
dominante Reflektor in demselben Profil zu nennen (Abbildung 47). Letzterer deutet aufgrund seiner Ausprägung auf
eine übergeordnete und eher großskalige Störungszone hin, deren potenzieller Oberflächenausbiss auf der westlichen
Seite der das Untersuchungsgebiet begrenzenden Autobahn allerdings nur extrapoliert werden kann, da die Profile auf
der östlichen Seite der Autobahn liegen.
Abbildung 47: Interpretation der Daten des E-W verlaufenden Profils (KRENTZ, et al., 2015).
Die Bouger-Anomalie-Übersichtskarte (Abbildung 45) zeigt in diesem potenziellen Ausbissbereich eine SW-NE ver-
laufende, längliche negative Anomalie, die mit der angenommenen Streichrichtung dieses Reflektors und seines
potenziellen Oberflächenausbisses korreliert werden könnte.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 69
Genesemodelle
Die Genese der Struktur ist noch ungeklärt. Sowohl die Entstehung durch ein Pull-apart Becken (HORNA, et al., 2011)
als auch durch ein Maar (HORNA, et al., 2015) kommen in Betracht.
Die Struktur Börnersdorf befindet sich in der Verlängerung der Karsdorfer Störung südwestlich von Kreischa (Abbildung 48).
Diese Störung versetzt die Kreide gegen das Proterozoikum um bis zu 300 m. Sie wird außerdem von jüngeren NE-SW-
streichenden Störungen versetzt. Dadurch könnte sich ein kleinräumiges pull-apart-Becken (Abbildung 49 a, b) gebildet
haben. Auch die Bildung durch synthetische oder antithetische Abschiebung (Abbildung 49 c, d) im Zuge der Hebung des
Erzgebirges, wäre eine mögliche Theorie. Jedoch ist es schwierig die Tiefe von mind. 250 m auf so kleinem Raum
(500 x 600 m) durch Tektonik zu erzeugen.
Abbildung 48: Lage der Struktur Börnersdorf (blaues Rechteck) in der Verlängerung der Karsdorfer
Störung. (HORNA, et al., 2015)
Abbildung 49: Schematische Darstellung der tektonischen Bildung durch (a, b) ein pull-apart-Becken,
(c) antithetische Abschiebung und (d) synthetische Abschiebung. (GeoDZ.com, 2020)
Daher wird auch eine vulkanische Entstehung der Kreidestruktur in Betracht gezogen. Die nahezu runde Geometrie der
Struktur, die durch steil zum Zentrum hin einfallende Störungen begrenzt wird, spricht für die Entstehung durch ein
Maar. Außerdem liegt das Schwereminimum deckungsgleich mit dem Maximum der Geomagnetik, was auf einen
Intrusionskörper unterhalb der Kreidesedimente in einer Tiefe von ca. 225 m hindeutet. In Sachsen sind einige Maare
bekannt (z.B. bei Guttau in der Lausitz). Ein Maar entsteht im terrestrischen Bereich, wenn das aufsteigende Magma
mit dem Grundwasser in Kontakt gerät. Die schlagartige Abkühlung des Magmas führt zu einer thermo-hydraulischen
Explosion, wodurch ein Krater entsteht (Abbildung 50). Dieser Krater wird anschließend über einen längeren Zeitraum
mit Sedimenten verfüllt. Bei den Sedimenten in der Struktur Börnersdorf handelt es sich um homogene, feinkörnige
marine Sedimente, was für ein Maar jedoch untypisch ist.
Beide Entstehungsmodelle der Struktur sind mit Unsicherheiten behaftet und bedürfen weiterer Untersuchungen.
c
d

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 70
Abbildung 50: Schematischer Aufbau eines Maar Diatrems (SUHR, et al., 2006).
Petrovice-Döbra und Gottleubatal
Südlich der Ortschaft Breitenau wurden seismische Untersuchungen durch die Firma Geophysik GGD Leipzig sowie
geoelektrische Messungen durch die TU Berlin und den Tschechischen Geologischen Dienst durchgeführt, um den
Charakter der Störungszone Petrovice-Döbra besser einschätzen zu können. Die Lage der seismischen und geo-
elektrischen Profile südlich von Breitenau kann der Abbildung 51 entnommen werden.
Profil
1/2018
verlief entlang des Postmeilenweges südlich von Breitenau über eine Länge von 1.435 m. Profil
2/2018
wurde entlang des Gottleubatals auf einer Länge von 1.735 m vermessen und Profil
3/2018
mit einer Länge von 704 m
kreuzte das Gottleubatal (sowie Profil 2/2018) an der Brücke auf Höhe des Holzplatzes, ca. 1,2 km südlich der Straßen-
brücke Breitenau–Oelsen.
Als seismische Quelle wurde ein Fallgewicht EWG III (9,8 kJ) bzw. eine Treibkartusche „Sissy“ verwendet. Der An-
regungsabstand lag bei 10 m bzw. 8 m (Profil 3/2018) und der Messpunktabstand bei 5 m bzw. 4 m (Profil 3/2018)
(BAUER & HENNING, 2018). Der Teufenbereich des Zielhorizontes lag wiederum bei 300-500 m.
An allen drei Profilen wurden refraktionsseismische Messungen zur Ermittlung der Laufzeiten der seismischen Wellen,
Tauchwellentomographie zur Ermittlung einer detaillierten und kontinuierlichen Verteilung der seismischen Ge-
schwindigkeiten im oberflächennahen Bereich sowie reflexionsseismische Untersuchungen zur strukturellen Dar-
stellung der geologischen Verhältnisse durchgeführt. Danach erfolgte die Migration der Daten, um eine Tiefenaussage
zu erhalten.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 71
Abbildung 51: Lage der seismischen Profile (violett) von 2018 südlich von Breitenau und Gottleubatal
sowie der geoelektrischen Profile (gelb) zur Erfassung der Störungszone Petrovice Döbra.
Im
Profil 1/2018
sind im reflexionsseismischen Bild deutlich mehrere nach NE einfallende Strukturen bis in eine Teufe
von ca. 300 m erkennbar, die an den Schusspunkten 1.300-1.350, 1.450 und 1.600-1.650 scheinbar ausstreichen
(Abbildung 52). Diese Reflexionen entsprechen wahrscheinlich Einzelstörungen der Störungszone Petrovice-Döbra, die
auf einer Strecke von fast 1.000 m an der Oberfläche nachzuweisen sind. Diese Ergebnisse korrespondieren gut mit
den geoelektrischen Messungen von 1978 (BERGMÜLLER, 1978). Ebenso weist die Tauchwellentomographie am
Schusspunkt 1.290-1.350 auf eine Zone mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten hin (grüner Bereich beim gelben Pfeil),
was die Annahme einer Störung unterstützt.
Abbildung 52: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 1/2018. Die Pfeile kennzeichnen die
angenommenen Störungsbereiche. Die farbigen Bereiche stellen die Ergebnisse der Tomographie dar
(BAUER & HENNING, 2018).
Varianten B-G
Variante A
CZ
SN
1/2018
2/2018
3/2018
2/2019
Gottl1
Gottl1a
Gottl2
Längsprofil,
Querprofil
Tis08
Tis09
Krus06
Krus08
Seismik
Seismik
Seismik
Seismik
Geoelektrik
Geoelektrik
Geoelektrik
Geoelektrik,
Seismik
Geoelektrik
Geoelektrik
Geoelektrik
Geoelektrik
GGD Leipzig
GGD Leipzig
GGD Leipzig
TU BAF
ČGS
ČGS
ČGS
TU Berlin
ČGS
ČGS
ČGS
ČGS
1.600
1.500
1.400
1.300
1.200
0
200
400
m ü. NN
600
NE
SW

image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 72
Im
Profil 2/2018
sind vergleichbare Strukturen wie im Profil 1/2018 zu erkennen. Am markantesten ist die Störung am
Schusspunkt 4.500 (gelber Pfeil), die wahrscheinlich die NE-Begrenzung der Störungszone Petrovice-Döbra bildet und
mit der Störung aus Profil 1/2018 korreliert (Abbildung 52, Abbildung 53). Sie ist hier bis in eine Teufe von 500 m
verfolgbar. Eine weitere deutliche Reflexion ist am Schusspunkt 4.300 erkennbar (blauer Pfeil). Bemerkenswert ist die
kesselförmige Reflexionsdarstellung zwischen Schusspunkt 4.700 und 4.800 (roter Pfeil). Es ist genau der Bereich, in
dem das Profil 3/2018 kreuzt.
Genauso wie im Profil 1/2018 weist die Tauchwellentomographie im Bereich der Störungszonen auf geringere Ge-
schwindigkeiten in Oberflächennähe (grüne Flächen) und damit auf Auflockerungszonen hin.
Abbildung 53: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 2/2018. Die Pfeile kennzeichnen die an-
genommenen Störungsbereiche. Interessant ist die schüsselartige Struktur im Kreuzungsbereich mit Profil
3/2018 (roter Pfeil). (BAUER & HENNING, 2018)
Das
Profil 3/2018
kreuzt das Gottleubatal auf Höhe des Holzplatzes in NW-SE-Richtung. Die Anregung im Bereich der
steilen Hänge des Gottleubatals erfolgte mit der Treibkartusche „Sissy“. Ziel war es, Aussagen zum möglichen Störungs-
charakter des Gottleubatals zu erhalten.
Es zeichnen sich wieder schüsselförmige Reflexionen mit sich kreuzenden Unterbrechungen ab, vergleichbar mit dem
Bild in Profil 2/2018 (Abbildung 54). Es ist wahrscheinlich, dass es sich um einen Störungsbereich handelt, der derzeit
jedoch nicht näher charakterisiert werden kann. Es kann sich sowohl um die Gottleubatal Störung als auch eine jüngere
Querstörung handeln.
4.300
4.400
4.500
4.600
4.700
0
200
400
m ü. NN
600
4.800
SW
NE

image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 73
Abbildung 54: Reflexions- und Refraktionsauswertung des Profils 3/2018. Die Pfeile kennzeichnen die an-
genommenen Störungsbereiche. Interessant ist die analoge schüsselartige Struktur wie in Profil 2/2018.
(BAUER & HENNING, 2018)
Die seismischen Untersuchungen wurden durch geoelektrische Messungen unterstützt, die durch den Tschechischen
Geologischen Dienst (ČGS) im April, Mai und Juli 2018 durchgeführt wurden (vgl. Abbildung 51).
Das Profil Gottl1 mit einer Länge von 835 m wurde im April 2018 im Gottleubatal entlang des Seismischen Profils
2/2019 geschossen (Abbildung 55). Die Teufenreichweite beträgt 50-60 m. Es zeigt deutliche Maxima (braun) mit
hohem Widerstand, die als Festgestein gedeutet und geradlinige Minima (blau) mit geringem Widerstand, die als
Auflockerungszone (bzw. Störung) interpretiert werden. Die Minima entsprechen auch den im Gelände erwarteten Aus-
strichbereichen der Störung Petrovice-Döbra. In Abbildung 56 ist sehr gut die Übereinstimmung mit den Reflexionen
aus dem seismischen Profil zu erkennen.
6.500
6.400
6.300
0
200
400
m ü. NN
600
NW
SE

image
image
image
image
image
image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 74
Abbildung 55: Links: Lage des Profils Gottl1 im Gottleubatal entlang des Seismischen Profils 2/2019 mit
Kennzeichnung der Minima und Maxima. Rechts: Geoelektrisches Profil Gottl1 (gelb) nach der Wenner-
Schlumberger-Methode mit deutlichen Maxima (grün) und Minima (gelb).
Abbildung 56: Vergleich der geoelektrischen Messungen Profil Gottl1 mit dem seismischen Profil 2/2019
(BAUER & HENNING, 2018).
Das Profil Gottl1 wurde im Bereich des Kreuzungspunktes mit dem Seismik-Profil 3/2018 durch das ERT
Profil Gottl1a
verlängert. Es bestätigt nachdrücklich den Ausstrich einer nördlichen Auflockerungszone des Profils Gottl 1 (blau), die
im Profil Gottl 1a zwischen Profilpunkt 150-180 an der Oberfläche ausstreicht (Abbildung 57). Der abgeleitete Ein-
fallwinkel nach NE ist abhängig von dem Winkel, in dem die Auflockerungszone das Profil schneidet und kann somit
auch steiler ausfallen.
Variante A
Varianten B-G
SN
CZ
SW
NE
SW
NE

image
image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 75
Abbildung 57: Geoelektrisches Profil Gottl1a nach der Wenner-Schlumberger-Methode als Verlängerung
des Profils Gottl 1. Deutlich erkennbar ist die nach NE abtauchende Auflockerungszone (blau).
Etwa 1.000 m nördlich des Profils Gottl 1a wurde im April 2018 im Gottleubatal das ERT-
Profil Tis 08
auf einer Länge
von 275 m senkrecht zum Verlauf des Gottleubatals nach der Wenner-Schlumberger und Dipol-Dipol Methode
vermessen. Hinweise auf Störungen gibt es zwischen den Profilpunkten 45-60 m und 190-210 m (Abbildung 58).
Allerdings waren die Messbedingungen auf Grund der steilen Hanglage, der Trockenheit und der teilweise geringen
Bodenbedeckung nicht optimal, so dass weitere Messungen erforderlich wären. Interessant ist jedoch, dass die Hin-
weise auf Störungen an den Talhängen sich durchaus mit den Anzeichen aus dem seismischen Profil 3/2018
(Abbildung 54) decken.
Abbildung 58: Geoelektrisches Profil Tis08 nach der Wenner-Schlumberger-Methode im Gottleubatal.
Hinweise auf potentielle Störungen befinden sich besonders an den Hängen.
Das ERT-
Profil Gottl 2
wurde südlich der Ortschaft Breitenau auf dem Postmeilenweg parallel zum seismischen Profil
1/2018 mit der Wenner-Schlumberger Methode vermessen. Es hat eine Länge von 1.075 m. Bis zum Profilpunkt 400 m
wurden zwei Minima bei 110-160 m und 260–390 m nachgewiesen, die auf Störungszonen zurückgeführt werden
könnten (Abbildung 59). Diese Störungszonen würden auch mit den in der Seismik nachgewiesenen Störungen korres-
pondieren. Allerdings zeigen die restlichen Daten von Profilpunkt 400–1.070 m auf Grund der Trockenheit und dem
steinigen Boden einen großen Fehler und sind daher nicht interpretierbar.
SW
NE
N
SE

image
image
image
image
image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 76
Abbildung 59: Geoelektrisches Profil Gottl 2 nach der Wenner-Schlumberger-Methode südlich von
Breitenau. Auf Grund schlechter Messbedingungen sind die Daten zwischen Profilpunkt 400-1.070 m nicht
interpretierbar.
Bereich zwischen der Struktur Börnersdorf und Petrovice-Döbra
Die Lage der seismischen Profile südlich der Struktur Börnersdorf ist in Abbildung 60 verzeichnet.
Abbildung 60: Lage der seismischen Profile zwischen der Struktur Börnersdorf und der Ortschaft
Breitenau im Bereich des ursprünglich geplanten Zwischenangriffs. Die Profile 1/2019 und 2/2019 stellen
die Verbindung zur Struktur Petrovice-Döbra dar.
Auf dem
Profil 1/2014
konnten mehrere Störungszonen detektiert werden. Für das geplante Tunnelprojekt ist eine
Störung (S1), die bis zum Oberflächenausbiss bei ca. Profilmeter 350 kartiert werden konnte, von besonderem Inter-
esse (Abbildung 61). Zwei weitere Störung (S2, S3) streichen etwa am Schusspunkt 0 im Bereich der Autobahn und
ca. 400 m westlich des Schusspunktes 0 an der Oberfläche aus (BUSKE, et al., 2017).
Diese Hinweise auf Störungen konnten in den Profilen 3, 4 und 5 der Messkampagne von 2016 prinzipiell bestätigt
werden (BUSKE, et al., 2017).
SW
NE
2016
Variante A
Varianten B-G
1/2014
2016
1/2017
2/2017
1/2019
2/2019
Tis08
TU BAF
TU BAF
TU BAF
TU BAF
TU BAF
TU BAF
ČGS
Seismik
Seismik
Seismik
Seismik
Seismik
Seismik
Geoelektrik

image
image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 77
Abbildung 61: Ergebnis der Fresnel- Volumen-Tiefenmigration für Profil 1/2014; Störung S1 in grün,
Störung S2 in blau und S3 in Rot dargestellt (BUSKE, et al., 2017).
In den
Profilen 1/2017
und
2/2017
wurde versucht, diese Störungen zu verifizieren. Jedoch beeinflussten die Witterungs-
verhältnisse (Wind, Regen) die Messergebnisse negativ, so dass nur undeutliche Störungssignale abgeleitet werden
konnten. Daher wurde versucht, über die Geschwindigkeitsmodelle Hinweise auf Störungen abzuleiten. In beiden Profilen
konnten bei Profilmeter 200-300 m und 650-850 m Geschwindigkeitsanomalien festgestellt werden, auf die auch ein
Sprung der Ersteinsatzzeiten in den Seismogramm-Sektionen hinweist (Abbildung 62) und die auch in der Morphologie
sichtbar sind (Abbildung 63) (BUSKE, et al., 2018).
Abbildung 62: Geschwindigkeitsmodell (oben) und Seismogrammsektion an Schusspunkt2041 für Profil
2/2017 mit der Kennzeichnung potentieller Störungszonen (BUSKE, et al., 2018).
N
S

image
image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 78
Abbildung 63: Ausstrichbereiche der Störungszonen aus den seismischen Profilen (violett) von 2014 und
2016 (rot) sowie den seismischen und gravimetrischen Messungen von 2017 (gelb).
Zusätzlich zu den seismischen Profilen wurden während der Messkampagne 2016 auch gravimetrische Profile ver-
messen, um Hinweise auf mögliche Störungszonen oder Auflockerungsbereiche zu erhalten (Abbildung 64). Zur
Strukturerkundung der Kreidemulde dienten 8 Profile (P1 – P8), während zum Nachweis von Randstörungen weitere 6
Profile (L0, L0a, L1, L2, L4, L5) vermessen wurden. Dabei kam das Gravimeter Autograv CG-5 zum Einsatz. Der
Punktabstand betrug auf allen Profilen 20 m (BUSKE, et al., 2017).
Abbildung 64: Isolinienkarte der Bouguer-Anomalie (Abstand: 0.05 mGal), die Lage der Messprofile und
Interpretation (BUSKE, et al., 2017).
Das
Profil L0
verläuft etwa 200 m südlich der Kreidemulde von der Autobahn bis zur Talsperre Gottleuba. Dargestellt
ist nur der westliche Teil bis nach dem Taleinschnitt (Abbildung 65). Am Profilanfang wurden zwei Anomalien im Lokal-
feld bei x = 90 m und x = 340 m detektiert. Ihre Amplituden von – (0,09-0,13) mGal sind gering und die Breite der
Anomalien beträgt etwa 100 m.
Seismik
2011
2016

image
image
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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 79
Tiefreichende Störungszonen sind unwahrscheinlich, vielmehr werden hier oberflächennahe Massendefizite vermutet.
Das Minimum von x = 720-1.040 m westlich des Taleinschnittes ist breiter und besitzt eine Amplitude von – 0,15 mGal.
Abbildung 65: W-E Profile L5, L0 und L4 mit Angabe der Anomaliebereiche (BUSKE, et al., 2017).
Die
Profile L1
(SW-NE) und
L2
(NW-SE) liegen im unmittelbaren Randbereich der Kreidestruktur, deren Wirkung den
gravimetrischen Profilverlauf dominiert. Hinweise auf lokale Randstörungen sind deshalb nicht ableitbar. Bemerkenswert
in beiden Profilverläufen ist das Absinken des Lokalfeldes der Bouguer-Anomalie (L1: x = 120 m, L2: x = 100 m), bevor die
Wirkung der Kreide zu einem starken Abfall führt (Abbildung 66). Ursache könnte ein oberflächennah gestörter Gneis sein,
der saumförmig um die Kreidemulde bei ihrer Bildung entstanden ist (BUSKE, et al., 2017).
Abbildung 66: Profil L1 (SW-NE) und Profil L2 (NW-SE) mit Angabe der Auflockerungsbereiche im Umfeld
der Struktur Börnersdorf (BUSKE, et al., 2017).
E
SE
NE

image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 80
Nachfolgend werden die Ergebnisse aus der 4. Etappe der seismischen Untersuchung der Struktur Petrovice-Döbra der
TU Bergakademie Freiberg beschrieben.
Im Zeitraum 11.-15.3.2019 wurden zwei seismische Profile mit einer Länge von ca. 1,4 km und 2 km durch die TU Berg-
akademie Freiberg vermessen. Diese wurden so platziert, dass sie möglichst orthogonal zu den damals vermuteten E-W
streichenden Störungen verliefen:
1. Profil im Westen (Profil1/2019/ Eisengrund), Länge ca. 1.400 m, SW nach NE verlaufend
2. Profil im Osten (Profil2/2019/ Alter Mühlsteig), Länge ca. 1.400 m nördlich Breitenau sowie 500 m südlich von
Breitenau, SW nach NE verlaufend
Als seismische Quelle wurde das Vibroseis-Fahrzeug der TU Bergakademie Freiberg genutzt. Es hat eine Masse von
32 t und eine Peak-Force von 267 kN. Der Quellpunktabstand betrug 10-20 m und der Geophonabstand 5 m.
Im
Profil 1/201
9 erkennt man deutlich mehrere steil nach NE einfallende Reflektoren (Abbildung 67). Der mit roten
Pfeilen markierte Reflektor schneidet die Profilauslage ca. 100-200 m jenseits des SW Ende des Profils und würde
somit dort einen Oberflächenausbiss haben. Die weiteren mit blauen und grünen Pfeilen markierten Reflektoren stellen
in der Summe mehrere sub-parallele Reflektoren mit ähnlichem Einfallswinkel in der migrierten Sektion dar. Darüber
hinaus erscheint ein weiterer steil einfallender Reflektor (gelber Pfeil) bei x = 300 m.
Für die Interpretation wurde das Untergrundmodell für die Migration bewusst nach SW über die Geophonauslage
hinaus vergrößert, um mögliche steil einfallende Reflektoren auch noch ausreichend gut in ihrer Tiefenerstreckung
abbilden zu können (Abbildung 67).
Abbildung 67: Kohärenzbasierte Fresnel-Volumen-Tiefenmigration für Profil 1/2019 (konstante Migrations-
geschwindigkeit 5 km/s). Die schwarze Linie entlang des oberen Modellrandes markiert die Geophonaus-
lage. Die farbigen Pfeile markieren deutliche Reflexionen, die Störungszonen zugeordnet werden können
(BUSKE & BÜTTNER, 2019).
In analoger Weise wurde das
Profil 2/2019
bearbeitet. Das Ergebnis der kohärenzbasierten Fresnel-Volumen-Migration
unter Verwendung aller entlang dieses Profils akquirierten Daten ist in Abbildung 68 zu sehen. Die Geophonauslage er-
streckt sich hier von x = 0 (Position des am weitesten SW gelegenen Geophons) bis ca. x = 1.400 m (Position des am
weitesten NE gelegenen Geophons) einschließlich einer Lücke im Profil innerhalb der Ortschaft Breitenau. Auch hier
wurde das Untergrundmodell für die Migration bewusst nach SW über die Geophonauslage hinaus vergrößert.
Man erkennt auch hier deutlich einen sehr markanten steil nach NE einfallenden Reflektor, welcher der in Abbildung 68
mit roten Pfeilen markierten Reflexion entspricht, die die Profilauslage ca. 200-300 m jenseits des SW Endes des
Profils schneidet und somit dort einen Oberflächenausbiss hat. Darüber hinaus erscheint ein weiterer steil einfallender
Reflektor (gelber Pfeil) bei x = 300 m.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 81
Abbildung 68: Kohärenzbasierte Fresnel-Volumen-Tiefenmigration für Profil 2/2019 (konstante Migrations-
geschwindigkeit 5 km/s). Die schwarze Linie entlang des oberen Modellrandes markiert die Geophonaus-
lage. Die farbigen Pfeile markieren deutliche Reflexionen, die Störungszonen zugeordnet werden können
und wahrscheinlich mit den Zonen in Profil1/2019 korrelieren (BUSKE & BÜTTNER, 2019).
In beiden Profilen, 1/2019 und 2/2019, konnte ein sehr markanter nach NE einfallender Reflektor abgebildet werden,
dessen Oberflächenausbiss bei linearer Extrapolation zur Erdoberfläche etwa 100-200 m (1/2019) bzw. 200-300 m
(2/2019) jenseits des jeweiligen SW Ende des Profils liegt (Abbildung 69). Es lässt sich nicht eindeutig sagen, ob es
sich bei den beiden Reflektoren um jeweils die gleiche Störung als Ursache der Reflexion handelt. Ein struktur-
geologischer Zusammenhang zwischen beiden Reflektoren ist aber aufgrund ihrer Größe, ihres Einfallens und ihrer
Ausprägung sehr wahrscheinlich und weist bei direkter linearer Verbindung auf eine sehr gut ausgeprägte NNW-SSE
verlaufende Störungszone hin.
Abbildung 69: Übersicht über die Lage der beiden Profile bei der Ortschaft Breitenau sowie die potentiellen
Bereiche der Oberflächenausbisse der beiden markantesten Reflektoren in den jeweiligen Profilen (gelbe
Ellipsen) (BUSKE & BÜTTNER, 2019).

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 82
Zusammenfassende Auswertung der Geophysik
Die geophysikalischen Untersuchungen des INTERREG Va-Projektes konzentrierten sich auf die Abgrenzung der
Störungszone Petrovice-Döbra und auf die potentielle Gottleubatal Störungszone. Obwohl die Auswertung von fünf
seismischen Profilen sowie vier geoelektrischen Profilen zahlreiche Hinweise ergab, können die Störungen jedoch nicht
immer eindeutig miteinander korreliert werden, da seismische Daten in der Tiefe erhoben und zur Erdoberfläche
extrapoliert werden.
In den in der Störungszone Petrovice-Döbra gemessenen Profilen waren ähnliche Reflektoren zu sehen, welche aber
durch einen geometrischen Sprung versetzt wurden. Fallwinkel und Streichen der Scherkörper sind nur lokal bekannt
und können variieren. Die Ergebnisse der neuesten geophysikalischen Untersuchungen zeigen, dass das Einfallen der
PDZ auf sächsischer Seite flacher ist, als bisher angenommen. Auf tschechischer Seite sind aus Bohrungen jedoch
70°Einfallen bekannt. Außerdem können Störungskörper als diskrete Linsen ausgebildet sein.
Abbildung 70: a) Störungsindikatoren aller geoelektrischen und seismischen Profile im Bereich der
Störungszone Petrovice-Döbra (weiße Punkte). b) modellierte Einzelstörungen der Petrovice-Döbra Zone
(rote Linien).
Es wurden mehrere Störungen nachgewiesen, die aber derzeit nicht sicher miteinander verbunden werden können. Ein
möglicher Verlauf der einzelnen Störungen ist in Abbildung 70b dargestellt. Die Störungsmarker aus der Geophysik
wurden so miteinander verbunden, dass die Einzelstörungen dem NW-SE-Streichen der Petrovice-Döbra Zone folgen.
Außerdem wurden bei dieser Interpretation die Geoelektrik-Daten von 1978 (BERGMÜLLER, 1978) mitberücksichtigt.
Sobald der endgültige Trassenverlauf feststeht, sollten weitere seismische Untersuchungen durchgeführt werden, die
die vorliegenden Profile miteinander verbinden.
Variante A
Varianten B-G
Variante A
Varianten B-G
Seismik
Geoelektrik
Störungsmarker
Hauptstörung
Untergeordnete Störung
Morphologische Störung
a)
b)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 83
10 Geotechnische Risikofaktoren
Die Beurteilung von Geogefahrenbereichen war eine Aufgabe des Meilensteins 2 des INTERREG Va-Projektes. Als
Geogefahren waren dabei maßgeblich seismische Aktivitäten und instabile Böschungsverhältnisse (z.B. Hangkriechen,
Rutschungen), vornehmlich durch die Kollegen des ČGS, zu bearbeiten. Das betraf insbesondere das südliche Tunnel-
portal am Fuße des Erzgebirgsabbruchs wegen den dort beobachteten ausgedehnten Rutschungen sowie der Nähe zu
ehemaligen Kohleabbaugebieten.
Da für den Tunnelbau der möglichst reibungslose, schadensfreie Vortrieb und die Kenntnis geotechnischer Parameter
zur Kalkulation und zur Wahl der Vortriebsmethode und des Ausbaus von entscheidender Bedeutung sind, wurde sich
auf der sächsischen Seite in der Grundlagenermittlung auf die Analyse und Ausweisung von geotechnischen Problem-
bereichen fokussiert. Das bezog sich zum einen auf die Detektion von Störungen und zum anderen auf die Analyse der
zu durchfahrenden Gebirgsbereiche/regionalgeologischen Einheiten hinsichtlich ihrer Gebirgsintegrität und aus geo-
mechanischer Sicht zu erwartender Probleme.
Vor dem Hintergrund des vorzubereitenden Raumordnungsverfahrens, kam der Erstellung einer Karte der geo-
technischen Problemzonen eine besondere planerische Bedeutung zu.
Zusätzlich wurde dem wichtigen Kostenfaktor der Gesteinsabrasivität eine Forschungsarbeit gewidmet.
10.1 Störungen als Risikobereiche für die Gebirgsstabilität
Bedeutung von Störungen
Aus geomechanischer Sicht sind Störungszonen Bereiche, die häufig von Instabilitäten des Gebirges begleitet werden.
Im Vorfeld der geomechanischen Untersuchung kommt deren Erkundung deshalb ein besonderer Stellenwert zu. Die
Beurteilung von Störungen ist schwierig, da sie als Mehrphasensystem betrachtet werden können, das sich aus unter-
schiedlichen Gesteinen, Trennflächensystemen, flüssigen und gasförmigen Bestandteilen zusammensetzt. Hinzu-
kommt, dass die Eigenschaften diskontinuierlich richtungs-, zeit- und raumabhängig sind. Ausführlich wird auf die
Besonderheiten der Gebirgseigenschaften im Zusammenhang mit Störungen und Diskontinuitäten unter anderem im
Leitfaden zur Ermittlung geologisch-geotechnischer Grundlagen für die Planung tiefliegender Tunnel eingegangen
(ÖGG, 2017).
Erkundung tektonischer Strukturen
Die Erkundung erfolgt in mehreren Stufen.
Begonnen wird in der Regel mit einer Spezialkartierung, in die auch Ergebnisse aus der Fernerkundung und Luftbild-
analyse (LIDAR-Scan) sowie die Auswertung der Geländemorphologie anhand digitaler Geländemodelle (DGM) mit
einfließen. In einer nächsten Stufe folgen indirekte Erkundungen mittels Geophysik und gasochemischem und Grund-
wasser-Monitoring. Eine erhöhte Gasführung bzw. Mineralisation des Grundwassers ist häufig ein Indiz für tiefgreifende
Störungszonen (PRINZ & STRAUß, 2018).
Diesem Ansatz folgend wurde auch in der Grundlagenermittlung zur Schienenneubaustrecke aufbauend auf historischen
und aktuellen Untersuchungen zur Tektonik (Kapitel 3.4 sowie Anlage 3) vorgegangen, wobei das Hauptaugenmerk auf
regionalen und transregionalen Strukturen lag.
Fernerkundung/Luftbildanalyse/Auswertung der Geländemorphologie
Fernerkundungsdaten wurden im Rahmen der projektbezogenen Untersuchungen bisher nur in geringem Maß
einbezogen. Untersuchungsgegenstand waren hauptsächlich die Auswertung der Geländemorphologie (Karten und
DGM) und vorhandener Orthofotos in Kombination mit geologischen Karten verschiedener Kartierungszeiträume.

image
Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 84
Erkundung mittels Geophysik
Für die Erkundung wurden bereits vorhandene Archivunterlagen (geophysikalische Karten, frühere geophysikalische
Erkundungen) genutzt. Durch die Kombination verschiedener geophysikalischer Erkundungsmethoden wurde eine
hohe Datendichte erzeugt. Außerdem konnten die Ergebnisse der unterschiedlichen Verfahren validiert werden (siehe
Kapitel 9).
Erkundung mittels Geländekartierung
Im Untersuchungsgebiet wurden eine Klippenkartierung im Umfeld der Struktur Börnersdorf, im Gottleubatal sowie im
Bereich der Talsperre Gottleuba (siehe Kapitel 7) und Nassstellenkartierungen in den Jahren 2018 und 2019 (siehe
Kapitel 8) durchgeführt.
Monitoring
Im Rahmen einer Masterarbeit von KÖHLER (2019) wurden erste Ergebnisse eines hydrochemischen Monitorings
erhoben (siehe Kapitel 8). Hinweise für die Relevanz eines gasochemischen Monitorings ergeben sich anhand der
Wuchsformen der Bäume im Umfeld des Špičák auf tschechischer Seite (Abbildung 71). Wegen Anzeichen für eine
erhöhte Mineralisation des Verwitterungsbodens durch auffällige Rotfärbung (Randbereich der Störungszone Petrovice
–Döbra im Gottleubatal) wird geochemisches Bodenmonitoring empfohlen.
Foto: LfULG, Sabine Kulikov
Abbildung 71: Ungewöhnliche Wuchsform von Bäumen im Umfeld des Špičák.

image
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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 85
Charakterisierung von Störungen
Die Charakterisierung der bekannten Störungen gemäß Abbildung 72 erfolgte bisher nur für transregionale und einige
regionale Störungen im Untersuchungsgebiet (Anlage 3).
Die anderen Störungen sind im Zuge der nachfolgenden Erkundungsarbeiten und einer geologisch-geotechnischen
Risikoanalyse zu charakterisieren.
Abbildung 72: Schematische Beziehungen zwischen den Deformationsbedingungen und der Bezeichnung
der Störungszonen nach Schneider (PRINZ & STRAUß, 2018)
Prinzipiell kann sich die Ausprägung der Störungszonen auf kurze Entfernungen ändern. Teilweise spalten sich Störungs-
zonen auch in mehrere Bewegungsbahnen auf. Vermutungen diesbezüglich bestehen bspw. bei der Struktur Petrovice-
Döbra. Außerdem wurde beobachtet, dass Störungszonen häufig von unterschiedlich breiten Randzonen mit Gebirgs-
zerlegung begleitet werden. In Kapitel 3.4 wurde das generelle Störungsmuster im Vorhabensgebiet der geplanten Bau-
maßnahme beschrieben und unter Kapitel 10.1 wurde dargestellt, mit welchen Methoden bisher bei der Erkundung der
tektonischen Strukturen vorgegangen wurde. Kapitel 7 bis 9 gehen detailliert auf die Ergebnisse aus Kartierung, hydrogeo-
logischen und geophysikalischen Untersuchungen ein, in denen sich ausführlich den Strukturen Börnersdorf und
Petrovice-Döbra gewidmet wird. Zur Erkundung der transregionalen Störungen, die das Elbtalschiefergebirge begleiten,
sind in der Vorplanung weitere indirekte und auch direkte Erkundungen vorgesehen. Im Juni 2020 wurde mit den ersten
direkten Erkundungsbohrungen durch die DB Netz AG begonnen, die sich speziell auch der Charakterisierung dieser
Störungszonen widmen.
Zum besseren Verständnis des Aufbaus einer mineralisierten Störungszone soll dieser hier an einer schematischen
Darstellung (Abbildung 73, Tabelle 12) veranschaulicht werden.
Abbildung 73: Schematischer Schnitt durch eine Störungszone (nach (KUSCHKA, 1994)).
5
4
3b
3a
2
1
2
3a
3b
4
5

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 86
Tabelle 12: Merkmale einer mineralisierten Störungszone (nach (KUSCHKA, 1994))
1
2
3a
3b
4
5
Deformationszone
(Störungs-)
Lettenzone
Schermylonit-
zone
Bereich der
Feinstzer-
scherung
Bereich der
feinen bis
mittelgroben
Zerscherung
Grobzer-
scherungs-
zone mit
Klüftung
Klüftungs-
zone
Deformationsart
plastisch
plastisch
plastisch
plastisch und
spröde
plastisch und
spröde
spröde
Deformationsintensität
im Neben-
gestein
totale Defor-
mation und
Gesteins-
umwandlung
zu zäh-
plastischer
Tonsubstanz
Übergang von
lettiger zu
körniger
oder scher-
lamellen-
artiger,
schiefer-
tonartiger
Konsistenz
totale Feinst-
zerscherung,
Lamellen im
Linsenmantel,
Brekziierung
bzw. sandige
Zerreibung
im Linsen-
kern
wie bei 3a, nur
größer,
Linsenkerne
fester
Linsenmäntel
störungsartig,
dünn, feine
Scherla-
mellen,
Linsenkerne
groß, grob-
klüftig
enge bis weite
Klüftung, ein-
zelne Scher-
flächen
im Quarz-
und Fluorit-
gang
Feinsand, mit
Tonmineralen
verknetet
meist sandig
zerrrieben
grobgrusig
bis feinklüftig
engklüftig,
einzelne
lettige Scher-
flächen
wie 3b, aber
weitere Ab-
stände der
Deformation
klüftig,
einzelne
Klein-
störungen
im Baryt-
gang
Feinsand, mit
Tonmineralen
verknetet
mittelkörnig-
sandig mit
Lettenbelegen
grobgrusig
bis feinklüftig
engklüftig,
einzelne
lettige Scher-
flächen
ähnlich 3b,
größere
Scherlinsen
erkennbar
klüftig,
einzelne
Klein-
störungen
Struktur
der Deformations-
körper
angedeutete
flache Scher-
linsen oder
-lamellen, fein-
körnig bis
linsig-flaserig
angedeutete
bis ausge-
prägte
Scherlinsen,
fein- bis
grobkörnig,
brekziös bis
feinlinsig-
flaserig
gewellte
flache bis
dick-
bauchige
Scherlinsen,
linsig-
flaserige
Textur
wellige flache
bis dick-
bauchige
Scherlinsen,
typische
Linsentextur
wellige oder
unregel-
mäßige
flache bis
bauchige
angedeutete
Linsen
klotzartige,
unregel-
mäßige
Kluftkörper,
zuweilen
angedeutete
Scherlinsen
Größenordnung der
Deformationskörper
mm-Bereich
mm-Bereich
mm- bis cm-
Bereich
mm- bis m-
Bereich
m- bis 10m-
Bereich
m- bis 100m-
Bereich
Zusätzliche hydro-
thermale
Übergänge
hydrothermal zersetzt, von 1 bis
3b abnehmende Entfestigung,
gebleicht und/oder gerötet
kaum bis stark zersetzt
unbeeinflusst
Deformationszonen
breite
1 mm bis
10 cm
1 cm bis 1 m
10 cm bis
10 m
1 m bis 30 m
10 m bis
50 m
Übergang zur
regionalen
Klüftung
Aufgeprägtes
gesteins-
mechanisches
Verhalten
wie Ton
tonartig, tonig-
bröckelig bis
weich-schiefrig
wie milder
turbulent-
zerglittener
Schiefer
tonschiefer-
bis phyllitartig
phyllitartig
und fest
Verhalten
entsprechend
unver-
ändertem
Ausgangs-
gestein, kaum
spezifisch
aufgeprägtes
Verhalten
Durchlässigkeitsbei
wert Kf in m/s
(KUSCHKA & HAHN,
1996)
1*10
-4
…10
-5
1*10
-2
…10
-3
1*10
-3
…10
-4
1*10
-4
…10
-5
1*10
-4
…10
-6

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 87
10.2 Analyse potentieller Geogefahrenbereiche bzw. geotechnischer Problem-
zonen im Untersuchungsgebiet
Für die Ausweisung potentieller Geogefahrenbereiche bzw. geotechnischer Problemzonen wurde sich hauptsächlich auf
der Detektion von Störungen sowie auf vorhandene geologische/geotechnische Daten und indirekte Untersuchungen
gestützt. Für einen bestmöglichen Erkenntnisgewinn wurde stufenweise vorgegangen und verschiedene Untersuchungs-
methoden miteinander kombiniert.
Erstellung einer Karte der geotechnischen Problemzonen/Risikobereiche
Unterlagen, Herangehen und Fehlerquellen
In einem ersten Schritt erfolgte die Recherche nach vorhandenen Kartendaten, die Hinweise auf tektonische Strukturen
enthielten. Diese Unterlagen wurden ausgewertet, gescannt, georeferenziert und in das angelegte GIS-Projekt ein-
gefügt, um eine kombinierte Visualisierung und Auswertung der unterschiedlichen Daten zu ermöglichen.
Aufgrund der Verwendung von Unterlagen unterschiedlichen Alters und Maßstabes ergaben sich Abweichungen in der
Lagegenauigkeit, die erst bei der gleichzeitigen Visualisierung der übereinandergelegten Dokumente deutlich wurden
(Abbildung 74). Ursache für die Ungenauigkeiten bei der Projektion können zum einen die unterschiedlichen Koordi-
natensysteme sein, auf denen diese basieren, zum anderen sind als Fehlerquellen Verzerrungen durch das Scannen
und Georeferenzieren und nicht zuletzt der Bearbeiter als der subjektive Faktor Mensch zu benennen.
Abbildung 74: Verlauf von Störungszonen aus unterschiedlichen Kartenwerken mit verschiedenem
Alter, Maßstab und Lagebezugssystem am Beispiel des Sächsischen Granulitgebirges (KRONER &
MÜLLER, 2018).
Nach einer ersten Auswertung der nationalen Unterlagen bei den geologischen Diensten in Sachsen und Tschechien
wurde in einem weiteren Schritt in Zusammenarbeit mit den tschechischen Kollegen geprüft, wo bekannte grenz-
überschreitende tektonische Strukturen vorhanden waren und, sofern Störungen an der Grenze endeten, eine Ver-
längerung über die Grenze hinaus anhand von Hinweisen aus der Geländemorphologie abgeleitet.
Vorläufige Risikobetrachtung anhand tektonischer Strukturen
Auf der Grundlage der Charakterisierung der Störungen gemäß Anlage 3 und unter Berücksichtigung des Kenntnis-
standes zu bisher wenig bekannten Strukturen erfolgte die erste Wichtung eines angenommenen geotechnischen
Risikos.
Besonders im Fokus standen die Bereiche des Untersuchungsgebietes zwischen der Mittelsächsischen Störung und
der Grenze zu Tschechien durch die Konzentration der betrachteten Trassenvarianten ab Börnersdorf auf einen
Korridor. Durch die Vielzahl an Daten und Ergebnissen der fortschreitenden Literatur- und Archivauswertung sowie
durch den ständigen Erkenntnisgewinn auf der Grundlage der interdisziplinären Untersuchungen, war eine konti-

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 88
nuierliche Evaluierung und Anpassung an die aktuelle Datenlage möglich (Abbildung 75). Eine besondere Rolle spielten
dabei die Erkenntnisse aus der Geophysik (Kapitel 9).
Im Zuge der Datenrecherche zur Tektonik, wurde auch die Neotektonik mit einbezogen, um abschätzen zu können,
inwiefern neotektonische Aktivitäten (Bewegungsvorgänge im Gebirge) eine Gefahr für die dauerhafte Gebrauchs-
tauglichkeit und Stabilität des geplanten Bauwerkes sein können. Zur Thematik aktiver Störungszonen wurde durch
STANEK (2016) für ganz Sachsen eine Charakterisierung der bekannten großen Störungen erarbeitet, deren Ergeb-
nisse in den vorliegenden Bericht mit eingeflossen sind (Kapitel 3.4).
Graphische Datenhaltung und Fortschreibung der Karte
Die Visualisierung der Problemzonen erfolgte mittels Flächen (Polygonen) im GIS, die in einem Layer abgelegt und
über eine Attributtabelle mit Eigenschaften versehen wurden, so dass jederzeit für Dritte die Informationen zu den
Flächen abrufbar sind. Um die Ausweisung der Problemzonen nachzuvollziehen, wurden die unterschiedlichen Arbeits-
stände, die sich aus dem laufenden Projekt- und Erkenntnisfortschritt ergaben (z. B. aus Geländekartierung und
Geophysik), archiviert. Sie können jederzeit in einem GIS-Projekt dargestellt werden. Die Geometrien der Flächen sind
für eine Fortschreibung einzeln bearbeitbar und können entsprechend des laufenden Erkenntnisfortschrittes angepasst
werden.
Abbildung 75: Herangehen an die Ausweisung von geotechnischen Problemzonen.
Überlagerung sämtlicher
vorhandener Störungsdaten
Einpflegen neuer Ergebnisse
der Geophysik
Ausweisen von Risikozonen
entlang von Störungen bzw.
in deren Umfeld

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 89
Charakterisierung der geotechnischen Problemzonen
Für die Erstellung der Karte war es notwendig, die drei Risikokategorien (grün, gelb, rot) näher zu qualifizieren, um eine
sachliche und räumliche Zuordnung zu ermöglichen. Daher wurde im Hinblick auf das Raumordnungsverfahren und die
dafür notwendige geologisch/geotechnische Beurteilung der zu erwartende geotechnische Aufwand die folgende
Kategorisierungsgrundlage gewählt:
erhöhter geotechnischer Aufwand
stark erhöhter geotechnischer Aufwand
geotechnischer Risikobereich
Der geotechnische Risikobereich (rot) lässt dabei sehr komplexe geologische, hydrogeologische und geotechnische
Verhältnisse erwarten, z.B. Störungskreuze, und soll auf einen sehr hohen Erkundungsbedarf für die Gewährleistung
der Gebrauchstauglichkeit des Bauwerkes hinweisen. Die anderen beiden Kategorien sind dementsprechend abgestuft
zu betrachten.
Auswahl der Risikobereiche
Ausweisung von Störungseinflussbereichen
Aufgrund der oben beschriebenen Ungenauigkeiten aus der Verarbeitung von Archivunterlagen konnten Störungs-
verläufe nicht immer eindeutig festgelegt werden. Mitunter lagen nach der Digitalisierung verschiedener Karten mehrere
Linien parallel nebeneinander. Daher wurden anstelle linearer Strukturen flächige Störungseinflussbereiche (Puffer)
ausgehalten (Abbildung 76). Auf diese Weise wurden Bereiche mit mehreren nachgewiesenen Störungen intuitiv zu
einer Zone zusammengefasst. Die Störungseinflussbereiche wurden für die zeichnerische Generierung der geo-
technischen Problembereiche mit einbezogen.
Abbildung 76: Evaluierung der Daten und Geometrien der Ampelkarte der geotechnischen Problemzonen
im sächsischen INTERREG Va-Untersuchungsgebiet.
Struktur
Börnersdorf
Struktur
Petrovice-
Döbra
Gottleubat
alzone
Vorläufige
Störungs
einflussb
ereiche

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 90
Regionalgeologische Einheiten (RE) als geotechnische Problembereiche
Neben den Störungen und den Störungseinflussbereichen wurden auch die regionalgeologischen Einheiten in die
Risikobetrachtung einbezogen. Das betraf anfänglich nur das INTERREG-Untersuchungsgebiet und das angrenzende
Elbtalschiefergebirge und wurde später, im Zuge der Bereitstellung von Unterlagen für das ROV, wie unter 10.2.4
beschrieben, auf den gesamten Trassenverlauf ausgeweitet.
Grundlage für die Risikobewertung war die Auswertung vorhandener Angaben zu den geotechnischen Eigenschaften
(Kapitel 10.4) der zu durchfahrenden Gebirgsbereiche/regionalgeologischen Einheiten hinsichtlich ihrer Gebirgs-
integrität und aus geomechanischer Sicht zu erwartender Probleme.
Ausgehend von der unter Kapitel 3.2 beschriebenen Komplexität wurde auch das Elbtalschiefergebirge als geo-
technische Problemzone grün (erhöhter geotechnischer Aufwand) eingestuft. Die Entscheidung wurde auf Grund der
folgenden Merkmale getroffen:
kleinräumig (teilweise im Meterbereich) wechselnde Gesteinsabfolgen im Streichen der RE mit teilweise sehr
stark differierenden geotechnischen/geomechanischen Eigenschaften unmittelbar benachbart anstehender
Mitglieder
unterschiedlicher Metamorphosegrad und tektonische Beanspruchung/Überprägung der einzelnen litho-
stratigraphischen Gesteinseinheiten
unregelmäßig vorkommende linsenartige Einschlüsse lokal auftretender karstanfälliger Gesteine (Kalke)
starke Gestörtheit der gesamten regionalgeologischen Einheit infolge einer Vielzahl von Störungen (teils
transregional) parallel und senkrecht zum Streichen des Elbtalschiefergebirges
Rohstoffabbauflächen
Ein wichtiges Kriterium für die Beurteilung des Geotechnischen Aufwandes war auch die Nähe zu den Rohstoff-
vorranggebieten und bergrechtlich genehmigten Abbaubereichen. Für Abbaubetriebe, die hinsichtlich genehmigter Ab-
baufläche und Tiefenlage im unmittelbaren Einflussbereich der Tunneltrassen lagen, wurde die Kategorie rot (geo-
technischer Risikobereich) festgelegt.
Bruchzonen und rutschungsgefährdete Bereiche
Dieses Auswahlkriterium lag nur auf der tschechischen Seite für den Erzgebirgsabbruch vor. Aufgrund von Indizien auf
instabile Hangböschungen (Vermutung von Hangkriechen), die durch geophysikalische Untersuchungen belegt wurden
sowie Hangrutschungen im Zusammenhang mit dem Kohleabbau im Böhmischen Becken erfolgte eine Einstufung in
die Kategorie rot (geotechnischer Risikobereich).
Fortschreibung der Risikofaktoren und der Kategorisierung der geotechnischen
Problemzonen
Die Auswahl der Risikofaktoren und-bereiche wurde im Projektverlauf fortlaufend angepasst und im Rahmen der
Zuarbeit zum Raumordnungsverfahren auf das gesamte Verfahrensgebiet mit allen sieben zu betrachtenden Varianten
ausgeweitet. Grundlage für die Risikobetrachtung außerhalb des INTERREG Va-Gebietes waren das geologische 3D-
Modell der Variante G sowie verschiedene geologische Karten (siehe Kapitel 11) und Detailschnitte des Quartärs
zwischen Heidenau und dem Seidewitztal, die für die Konstruktion der geologischen Längsschnitte entlang der sieben
Trassen verwendet wurden. Eine wesentliche Grundlage bildeten auch die Höhenpläne der Trassenvarianten des
Raumordnungsverfahrens, um beurteilen zu können, welche Gesteinseinheiten in welcher Tiefe durchfahren werden
und welche Konsequenzen sich aus geotechnischer Sicht daraus ergeben können.
Eine detaillierte Beschreibung der jeweiligen geologischen Situation, Bau-km bezogen entlang der Trasse kann in
Anlage 1.9 eingesehen werden.
Da die Trassenverläufe zwischen Heidenau und der Seidewitz ähnlich sind, wird die geologische Situation hier ver-
allgemeinernd beschrieben und die Gründe für die Einstufung in die Risikokategorien erläutert.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 91
Der genannte Bereich ist gekennzeichnet durch eine Hochfläche aus quartären Lockergesteinen über unterlagerndem
Festgestein (Sedimentgesteine und Granodiorit). Bei Heidenau grenzen die Trassenkorridore an das ausgewiesene
Überschwemmungsgebiet der Elbe, was im Hochwasserfall der Elbe stark erhöhte Grundwasserstände, verbunden mit
einem möglichen Rück- und Einstau in grundwasserleitende Horizonte, zur Folge haben kann. Inwieweit sich dadurch
Beeinträchtigungen der geotechnischen Eigenschaften der Locker- und Festgesteine mit nachteiligen Auswirkungen auf
das zukünftige Bauwerk ergeben, muss durch geologisch/hydro-geologische Erkundungsmaßnahmen (Durchführung
von Erkundungsbohrungen, Errichten von Grundwasser-messstellen) geklärt werden. Aufgrund dieser Tatsache sowie
teilweise offener Bauweise, geringer Tunnelüberdeckung und einem Tunnelverlauf im Grenzbereich zwischen Locker-
und Festgestein bei zu erwartender Grundwasserführung wurden Bereiche dieser Regionalgeologischen Einheit als
potentielle geotechnische Problemzonen in die Kategorien gelb (stark erhöhter geotechnischer Aufwand) sowie teil-
weise rot (geotechnischer Risikobereich) eingestuft.
Es besteht ein hoher geologischer bzw. geophysikalischer Erkundungsbedarf zur Klärung der offenen Fragen im
Korridorbereich sowie die Notwendigkeit der Erstellung eines hydrogeologischen Modells, um Beeinträchtigungen des
Barockgartens Großsedlitz zu vermeiden.
In Auswertung der geophysikalischen Untersuchungsergebnisse und deren Implementierung in das GIS-Projekt ergab
sich die Notwendigkeit, weitere Risikokategorien einzuführen, um eine bessere Erkundungsplanung zu ermöglichen.
So wurden zwei zusätzlichen Kategorie für Bereiche eingeführt, in denen die Vermutung besteht, dass die jeweils
höhere Kategorie zu erwarten ist, bisher aber noch keine oder ungenügende Kenntnisse vorliegen. Das betrifft insbe-
sondere das westliche Umfeld der Struktur Petrovice-Döbra (Abbildung 77) sowie die Regionalgeologische Einheit
Elbtalschiefergebirge.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 92
geotechnischer Risikobereich
geotechnischer Risikobereich (vermutet)
stark erhöhter geotechnischer Aufwand
stark erhöhter geotechnischer Aufwand (vermutet)
erhöhter geotechnischer Aufwand
Abbildung 77: Detailausschnitt der Karte der geotechnischen Problemzonen im Bereich der Strukturen
Börnersdorf und Petrovice-Döbra.
Im Rahmen ergänzender Beurteilungen zum ROV sowie der fachlichen Begleitung der Erkundungsplanung wurde es
erforderlich, sich eingehender mit den sehr komplexen geologischen Verhältnissen des Elbtalschiefergebirges zu be-
fassen, so dass eine deutlich detailliertere Beschreibung (Kapitel 3.2.4) gegenüber früheren Darstellungen erarbeitet
werden konnte. Aufgrund der dabei gewonnen Erkenntnisse und wegen des bisher noch unzureichenden Kenntnis-
standes zu den geomechanischen Eigenschaften des Elbtalschiefergebirges erfolgte eine Neubetrachtung des Risikos.
Die erneute Abschätzung der sich für die Erkundung und Auffahrung eines Tunnels möglicherweise ergebenden geo-
technischen Aufwendungen, insbesondere im Hinblick auf die Vielzahl der begleitenden Störungen, veranlasste eine
Umstufung in die Kategorie "stark erhöhter geotechnischer Aufwand (vermutet)". (Abbildung 78).
stark erhöhter
geotechnischer
Aufwand
erhöhter
geotechnischer
Aufwand
geotechnischer
Risikobereich

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 93
Abbildung 78: Ampelkarte der geotechnischen Problemzonen über den gesamten Verlauf der Trasse von
Heidenau bis Chlumec (CZ).
Elbtalschiefergebirge
Erzgebirgsabbruch
Mittelsächsische Störung
Westlausitzer Störung und
Festgesteinstagebau Friedrichwalde -
Ottendorf
Struktur Börnersdorf
Struktur Petrovice-Döbra
Unterquerung der
Seidewitz bei geringer
Überdeckung
Festgesteinstagebau
Lohmgrund

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 94
10.3 Anisotropie der Abrasivität und Petrographie von Gneisen
Im Rahmen der Masterarbeit "Anisotropie der Abrasivität und Petrographie von Gneisen im Umfeld des geplanten
Erzgebirgsbasistunnels der Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden – Prag" an der TU Bergakademie Freiberg in Zu-
sammenarbeit mit dem LfULG (THIELE, 2019) wurden drei Gneisvarietäten im Umfeld der Eisenbahn-Neubaustrecke
Dresden–Prag auf ihre Abrasivität hin untersucht. Die Abrasivität ist ein wichtiges Maß für den Werkzeugverschleiß. An
den Aufschlüssen BP 1-6 im Bahretal bei Wingendorf und BP 7-10 an der Talsperre Gottleuba (Abbildung 79) wurden
für jede der drei anstehenden Gneisvarietäten (Paragneis, Dichter Gneis und Orthogneis) jeweils drei Proben ge-
nommen, welche in Würfel mit 7 cm Kantenlänge gesägt worden sind. Die Würfelflächen sollten dabei im Idealfall den
drei strukturgeologischen Raumebenen xy, yz und xz entsprechen (Abbildung 80). Bei der xy-Ebene handelt es sich um
die Foliationsfläche. Geht man von einer ursprünglich kugeligen Form der Minerale aus, wurden diese bei der Defor-
mation in x-Richtung am stärksten gelängt. Im Gegensatz dazu fand in z-Richtung eine Stauchung statt.
Abweichungen von den idealen Schnittebenen sind möglich, da das Mineralstreckungslinear auf den Lesesteinproben
nicht immer deutlich erkennbar war. Anschließend wurden in allen drei Raumebenen Abrasivitätsversuche mit einem
Cerchar-Gerät (Abbildung 81) durchgeführt.
Bei dem Versuch ritzt ein angespitzter Stahlstift (Rockwell-Härte HRC 54-56 (KÄSLING & THURO, 2010)) mit einer
Kraft von 70 N über eine Strecke von 10 mm über die Oberfläche einer Festgesteinsprobe. Dabei entsteht sowohl auf
der Gesteinsoberfläche als auch am Prüfstift ein Materialabrieb. Der Materialabtrag am Prüfstift wird ausgemessen und
in den Cerchar-Abrasivitätsindex (CAI) umgerechnet. Die Ritzversuche erfolgten senkrecht zur Foliation und Lineation
(Abbildung 80b).
Zusätzlich wurden Dünnschliffe unter dem Polarisationsmikroskop auf ihren Mineralbestand und das Gefüge unter-
sucht. Auch diese Untersuchungen fanden in den drei strukturgeologischen Raumebenen statt.
Abbildung 79: Übersichtskarte der Aufschlusspunkte BP 1 - BP 10 (rot).
BP 1
BP 2
BP 4
BP 5
BP 6
BP 7
A 17
BP 10
TS Gottleuba
Gersdorf
Börnersdorf

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 95
Fotos: Lisa Thiele
Abbildung 80: a) Probenwürfel. Die xy-Ebene ist die Foliationsebene, auf welcher man die Mineral-
streckungslineare erkennen kann. b) Skizze der Probenwürfel. Die Würfelkanten sind parallel zur
Foliation (durchgezogenen Linien) und zum Mineralstreckungslinear (gestrichelte Linie).
Die Ritzversuche erfolgten senkrecht zur Foliation und Lineation.
Verändert nach (TU BERGAKADEMIE FREIBERG, Stand 2019)
Abbildung 81: Cerchar-Gerät an der TU Bergakademie Freiberg.
Die Ergebnisse der geotechnischen Untersuchungen sind in THIELE (2019) ausführlich beschrieben.
a)
b)
Paragneis
Dichter Gneis
Orthogneis

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 96
Die ermittelten Cerchar-Abrasivitätswerte (CAI) für die drei untersuchten Gneisvarietäten Orthogneis, Paragneis und
Dichter Gneis variieren zwischen 2,0 und 5,0 (Anlage 11). Die Gneise sind somit als mittel bis extrem hoch abrasiv ein-
zustufen. Dem Diagramm (Abbildung 82) kann entnommen werden, dass der Dichte Gneis geringere CAI-Werte hat als
die Para- und Orthogneise. Insgesamt konnte keine eindeutige Richtungsabhängigkeit festgestellt werden.
Die Simulation des Tunnelvortriebes durch die Cerchar-Abrasivitätsversuche an den Probenwürfeln in drei Richtungen
zeigte, dass die Raumlage der Gneise bei der Planung des Trassenverlaufs in Hinblick auf den Werkzeugverschleiß
nicht berücksichtigt werden muss, da die Abrasivität in allen drei Richtungen gleich hoch ist.
Abbildung 82: Ergebnisse der Cerchar-Abrasivitätsversuche. Klassifizierung
nach (KÄSLING & PLINNINGER, 2016).
Um den Zusammenhang zwischen der richtungsgebundenen Petrographie und der Abrasivität herzustellen, wurden der
Quarzgehalt, die Korngröße der Rekristallisate und die Anzahl der Wechsel von Glimmerlagen zu Quarz-Feldspatlagen
in allen drei Raumlagen ermittelt.
Die Untersuchungen zeigten, dass der Quarzgehalt und die Korngröße der Rekristallisate keinen Einfluss auf den
Cerchar-Abrasivitätsindex haben. Die Abrasivität ist jedoch von der Anzahl der Lagenwechsel und der Mächtigkeit der
einzelnen Lagen beeinflusst (Abbildung 83). Der Dichte Gneis hat viele Lagenwechsel, weil die einzelnen Lagen sehr
dünn sind. Dagegen kommen im Orthogneis mächtige Lagen und deutlich weniger Wechsel von weichen Glimmerlagen
zu harten Quarz-Feldspatlagen vor. Es wird angenommen, dass der größte Werkzeugverschleiß beim Auftreffen auf
eine harte Lage entsteht. Bei den Dichten Gneisen sind die weichen Glimmerlagen jedoch so schmal, dass der Prüfstift
darüber hinweggleiten kann (Abbildung 83, 1b). In den Para- und Orthogneisen sind die Glimmerlagen hingegen
mächtig genug, sodass der Prüfstift in diese eindringt (Abbildung 83, 2b & c). Im weiteren Versuchsverlauf trifft er
gegen die harten Quarz- und Feldspatkörner und verschleißt stark. Deshalb sind Gesteine mit einer engständigen
Foliation weniger abrasiv als solche mit einem weiteren Abstand der Foliationsflächen.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 97
Abbildung 83: 1a) Ausgangssituation Dichter Gneis. 1b) Der Stift gleitet über die schmalen Glimmerlagen
hinweg, ohne einzutauchen. Rechts: 2a) Ausgangssituation Para- und Orthogneis. 2b) Der Prüfstift sinkt
in die weichere Glimmerlage ein. 2c) Anschließend trifft er auf die Kante der härteren Quarz-Feldspatlage.
Dort scheint der größte Verschleiß zu entstehen. (THIELE, 2019)
10.4 Ingenieurgeologische Charakteristik der Gesteine im Untersuchungsgebiet
Die ingenieurgeologischen Verhältnisse von Gesteinen werden maßgeblich von den lithologischen/petrografischen, den
regionaltektonischen und hydrogeologischen Verhältnissen sowie ihrem Verwitterungsverhalten geprägt. Bei der
ingenieurgeologischen Beschreibung wurde zwischen Fest- und Lockergesteinen unterschieden. Gesteine mit ähnlichen
ingenieurgeologischen Eigenschaften wurden dabei zu Einheiten zusammengefasst und beschrieben. Auf der Grundlage
von Eigenschaftsbetrachtungen hinsichtlich Homogenität oder Ähnlichkeit in der lithologischen Zusammensetzung und
Genese ist es möglich eine lithologisch-genetische sowie eigenschaftsbasierte Klassifikation vorzunehmen.
Bei der Beschreibung der potentiellen Baugrundschichten werden in der geotechnischen Praxis Normen verwendet, um
für die Angaben zu den Gesteinseigenschaften eine Vergleichbarkeit in der Klassifizierung/Charakterisierung zu ermög-
lichen. Dazu zählen unterschiedliche nationale und europäische Normen (SN EN, SN EN ISO / DIN EN ISO u. a.).
Manche nationalen Normen haben europäische Äquivalente, andere nicht.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der geotechnischen Eigenschaften der Gesteine wird sich auf diese bestehenden
Normen bezogen.
Übersicht der ingenieurgeologischen/geotechnischen Klassifizierung
Wie unter Kapitel 6.2 beschrieben, konnte in der Kürze der Zeit für die Erstellung der grenzüberschreitenden geo-
logischen Karte bisher keine abschließende Harmonisierung der Einteilung nach Eigenschaften für die ingenieur-
geologische Ansprache zwischen beiden geologischen Diensten erfolgen. Das ist im Rahmen einer nachfolgenden
Zusammenarbeit vorzunehmen. Eine Einigung hinsichtlich der Benennung in der Legende erfolgte vorrangig nach
genetischen Aspekten bzw. nach dem Sprachgebrauch des Partnerlandes, in dem die jeweiligen ingenieurgeologischen
Einheiten vordergründig auftreten (z. B. sfQh = splachy = Abschwemmböden). In der Tabelle enthalten sind daher nur
Ingenieurgeologische Einheiten, die in der Kartenlegende aus Kapitel 6 enthalten sind. Die ingenieurgeologische
Beschreibung von Gesteinen außerhalb des gemeinsamen Bearbeitungsgebietes geht auf die GK 25 Blatt Pirna,
Dresden-Ost, sowie Freital zurück (z. B. für die eiszeitlichen Ablagerungen).
Für die tschechische Seite ist die Einteilung in Anlage 12 enthalten.
Die in Tabelle 13 vorgenommene Einteilung enthält eine orientierende Zuordnung der in der gemeinsamen geo-
logischen Karte enthaltenen Locker- und Festgesteine nach DIN EN ISO 14688-1 und DIN 18196 (Lockergesteine) und

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 98
DIN EN ISO 14689-1 (Festgesteine) wobei die Lockergesteine einiger lithostratigraphischer Einheiten auch mehreren
Kategorien zuordenbar sind (siehe Kapitel 10.4.2).
Tabelle 13: Ingenieurgeologische Einheiten deutscher Nomenklatur
Ingenieurgeologischen Einheiten
Geologische Benennung
laut Karte
Gesteinsart In Deutschland
Fest-
gesteine
Magmatite
(Erstarrungs-
gesteine)
MA
Einheit der verwitterungs-
beständigen Festgesteine
Metamorphite
(Umwandlungs-
gesteine)
ME/QU
Einheit der verwitterungs-
beständigen Festgesteine
Sedimentite
(Ablagerungs-
gesteine)
SF / KA
Einheit der verwitterungs-
empfindlichen Festgesteine
(veränderlich feste Ton-
und Schluffsteine)
SG
Einheit der
verwitterungsbeständigen
Festgesteine
(Sandsteine und
Konglomerate)
Locker-
gesteine
Grobkörnige Böden
(mit geringem
Feinkornanteil)
GE/GW
SE/SW
Einheit der pleistozänen
sandig-kiesigen Fluss-
sedimente (Terrassen)
Gemischtkörnige bis
feinkörnige Böden
GU/GU*S
U/SU*
TL/UL
TM/UM
Einheit der alluvialen
Sedimente der kleinen
Täler
Einheit der deluvial-
fluviativen Sedimente
Feinkörnige bis
bindig
gemischtkörnige
Böden
TL/UL
TM/UM
GT*/ST*
GU*/SU*
Einheit der solifluidalen
Sedimente (Hangab-
lagerungen)
Organogene
Ablagerungen
OH
Einheit der organischen
Sedimente
Anthropogene
Ablagerungen
A
Auffüllungen

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 99
Beschreibung der ingenieurgeologischen Einheiten auf sächsischer Seite
Je nach Aufgabenstellung sind für spezifische Vorhaben/Bauaufgaben auch weitere Klassifikationen (z. B. Ausweisung
von Homogenbereichen zur Ausschreibung nach VOB/C) heranzuziehen, die zielgerichtet Ähnlichkeiten von
Eigenschaften und Verhaltensmerkmale bei der Bildung von Klassen berücksichtigen.
Festgesteine
Festgesteine sind durch einen festen Kornverband infolge primärer Kornbindung oder durch Verkittung mittels eines
Bindemittels charakterisiert. Zu dieser Gruppe zählen in der Geotechnik sämtliche Magmatite, Metamorphite und
Sedimentite.
Die ingenieurgeologischen Verhältnisse der Festgesteine werden sehr stark von der Ausbildung des Trennflächen-
inventars (Schichtflächen und Klüfte sowie deren Abstand und Orientierung) und des Verwitterungsverhaltens
(Festigkeit, Härte, Kornbindung, Petrographie) bestimmt. Hierzu liegen häufig nur punktuelle Daten aus erfolgten
Erkundungen vor, die keine flächenhafte Interpretation ermöglichen. Insbesondere der Grenzbereich zwischen Locker-
und Festgestein kann aufgrund der verschiedenen die Verwitterung beeinflussenden Faktoren nicht pauschal
beschrieben werden. Kennzeichnend ist für diesen Bereich, dass das Festgestein mit zunehmender Verwitterung in ein
Lockergestein übergeht, wobei die Festigkeit ab- und die Setzungsempfindlichkeit zunimmt. Schematische Ver-
witterungsprofile für unterschiedliche Gesteinsarten sind unter Berücksichtigung der Verwitterungsstufen W0 bis W5 in
HEITFELD (1985) dargestellt und beschrieben.
Die Festgesteine lassen sich aufgrund ihres Mineralbestandes, der Art der Kornbindung, des Kornbindemittels, der
Entstehung, der tektonischen Beanspruchung sowie des Verhaltens gegenüber Wasser in verwitterungsbeständige und
verwitterungsempfindliche Festgesteine unterscheiden (KLENGEL & WAGENBRETH, 1989). Innerhalb der ver-
witterungsempfindlichen Festgesteine können die veränderlich festen Gesteine als Sondergruppe betrachtet werden.
Verwitterungsbeständige Festgesteine
Diese Gruppe, deren Vertreter hauptsächlich Magmatite, hochmetamorphe Gesteine sowie Sedimentite mit vorrangig
silikatischem Bindemittel sind, zeichnet sich durch eine primäre Kornbindung (Verwachsung), ein beständiges Binde-
mittel (z. B. silikatisch), einen beständigen Kornverband innerhalb menschlicher Zeiträume sowie eine hohe Wider-
standsfähigkeit gegenüber Verwitterungsagenzien und Frost aus. Porosität und Wasseraufnahmefähigkeit sind gering,
die einaxiale Druckfestigkeit ist hoch. (fest bis extrem fest nach IAEG-Empfehlung).
Die Recherche, Aufbereitung und Zusammenfassung der wesentlichen geomechanischen Eigenschaften der im Umfeld
der Trasse vorkommenden Gesteine erfolgte in einer wissenschaftlichen Arbeit der TU Bergakademie durch GAMBKE
(2015). Die Ergebnisse dieser Arbeit sind in Anlage 13 einzusehen.
Im frischen bis schwach verwitterten Zustand stellen die Gesteine dieser Gruppe einen gut bis sehr gut tragfähigen
Baugrund dar. Sie sind frostunveränderlich und Setzungen/Setzungsdifferenzen sind zu vernachlässigen.
Die autochthon und allochthon anstehenden Verwitterungsprodukte weisen meist eine grob- bis gemischtkörnige Korn-
matrix, bei fortgeschrittener Mineralumbildung in Abhängigkeit vom Ausgangsmineralbestand teilweise auch eine
gemischt- bis feinkörnige Matrix (Granodiorit, Granit, Gneise, Grauwacke) auf.
Zu den Gesteinen dieser Gruppe sind im Bereich der Trassenkorridore folgende zu nennen:
Magmatite (MA):
Biotitgranodiorit und Zweiglimmergranodiorit (Metatexite), Turmalingranit, „Basalt“, „Diabas“
sowie Ganggesteine (hauptsächlich Rhyolith, Granitporphyr)
Metamorphite (ME / QU):
Metagrauwacke, Metabasite, Paragneise, Orthogneise; Amphibolith, Hornfels, Phyllit
Sedimentite (SG):
Konglomerate, Sandsteine
Für sehr gute geomechanische Eigenschaften der Festgesteine im Trassenverlauf werden an dieser Stelle die kristal-
linen Schiefer, Hornfelse und Basalte/Metabasite genannt, die auch als Baurohstoffe abgebaut werden. Außerdem sind
die Metagrauwacken zu nennen, welche aufgrund ihres pelitischen Ursprungs, hohen Alters und der metamorphen
Überprägung eine hohe Festigkeit aufweisen.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 100
Die Phyllite werden mitunter bei niedrigem Metamorphosegrad und hoher tektonischer Beanspruchung auch den ver-
witterungsempfindlichen Gesteinen zugeordnet.
Eine teilweise tiefgründige Verwitterung kann häufig entlang von Störungszonen mit erhöhter Wasserführung oder tek-
tonisch stark beanspruchten Bereichen sowie aufgrund entwicklungsgeschichtlich bedingter Zeiten mit intensiver
Verwitterung (warmes, feuchtes Klima) beobachtet werden.
Die Gesteins- und Gebirgsfestigkeit ist allerdings kein Garant für die Standsicherheit einer Böschung. Letztere wird in
entscheidendem Maße durch das Trennflächengefüge, den Habitus der Kluftwandungen, die Kluftfüllungen und ihre
Wasserführung bestimmt. An steilen Felshängen und -böschungen muss bei ungünstigen Bedingungen insbesondere
im Winterhalbjahr oder bei Hanganschnitten mit Steinschlag und mitunter mit Felsstürzen gerechnet werden.
Verwitterungsempfindliche Festgesteine
Die Gesteine dieser Gruppe, zu denen hauptsächlich Sedimentite und schwachmetamorphe Gesteine zählen, sind
durch eine schwache Kornbindung, ein unbeständiges Bindemittel, den atmospheriell bedingten Verlust des Korn-
zusammenhaltes in kurzer Zeit (Tage/Monate) sowie die daraus folgende irreversible Umwandlung in Lockergesteine
gekennzeichnet. Die Porosität und die Wasseraufnahmefähigkeit sind gegenüber den verwitterungsbeständigen Fest-
gesteinen deutlich erhöht, während die einaxiale Druckfestigkeit sehr stark verringert ist. Dabei ist eine klare Abhängig-
keit zwischen zunehmender Porosität/Wasseraufnahmefähigkeit und abnehmender Druckfestigkeit erkennbar.
Die autochthon und allochthon anstehenden Verwitterungsprodukte weisen meist eine gemischtkörnige Kornmatrix und
bei fortgeschrittener Mineralumbildung eine weitgehend feinkörnige Matrix (Ton- und Schluffsteine, Tonschiefer,
Mergel) auf.
Im Bearbeitungsgebiet zählen hierzu:
Magmatite (MA
): Tuffe, Tuffite, Hyaloklastite (nur auf tschechischer Seite)
Metamorphite (ME):
Tonschiefer
Sedimentite (SF / KA
): Schluff- und Tonsteine, Schiefertone, Pelite, alle kreidezeitlichen Mergel, Pläner (Ton-/
Schluffsteine) und Sandsteine, die nicht unter den verwitterungsbeständigen Gesteinen genannt sind
Eine Sonderstellung unter den verwitterungsempfindlichen Gesteinen nehmen die veränderlich festen Gesteine ein.
Diese frostveränderlichen Festgesteine weisen in frischem Zustand eine mäßige bis feste Gesteinsdruckfestigkeit
(IAEG-Empfehlung) auf, verwittern der Atmosphäre ausgesetzt jedoch innerhalb von Wochen bis Monaten zu einem
tonig-schluffigen Gesteinsschutt. Infolge höherer Porosität, Wasseraufnahme und des Vorhandenseins reaktivierbarer
Tonminerale verwittern sie dann schnell zu einem schluffigen Ton, wobei bei erhöhten Anteilen an quellfähigen Ton-
mineralen Quell- und Schrumpfverformungen auftreten können.
Die Besonderheit bei den Kreidesedimenten des Turons besteht in der Wechselfolge von Mergeln und Sandsteinen, die
kleinlagig wechseln können. Oberhalb ausgedehnter Sandsteinschichten bilden sich häufig Schichtquellen, die zu
weitreichender lateraler Zersetzung des Festgesteins bzw. Umwandlung in ein Lockergestein führen können. Bei der
Anlage von Böschungen in derartigen Schichtenfolgen können solcherart zersetzte und aufgeweichte Schichten-
horizonte potentielle Gleitflächen und damit komplizierte Baugrundverhältnisse darstellen.
Auf tschechischer Seite sind besonders die sehr wasserempfindlichen Hyaloklastite zu nennen, die bei Wasser-
sättigung zum Fließen neigen und einen besonderen geotechnischen Problembereich darstellen. Sie wurden im
tschechischen Bericht für den LEAD-Partner (Mai 2020, Anlage 9) eingehend beschrieben.
Kennwertdaten zu den Festgesteinen
Für die Literaturrecherche wurden von GAMBKE (2015) drei aussagekräftige Werke ausgewählt. Die Ergebnisse der
Recherche sind in Anlage 13 detailliert tabellarisch aufgelistet.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 101
Lockergesteine
Lockergesteine weisen im Gegensatz zu den Festgesteinen keinen Gebirgsverband auf. Sie bestehen aus einer
Vielzahl von Teilchen, die sich vorwiegend punktförmig berühren und je nach Bildungsbedingungen eine einheitlich
oder auch differenziert (unterschiedliche Korngrößen) gepackte Masse darstellen. Diese verhält sich nur bei allseitig
wirkendem Druck wie ein Körper und wird in ihren Eigenschaften durch die zwischen den Körnern befindlichen
gasförmigen und flüssigen Phasen beeinflusst.
Für die Klassifizierung der Lockergesteine existieren in Abhängigkeit von der geplanten Anwendung verschiedene
Normen. Gemäß DIN 4022 stellen die Korngröße und das plastische Verhalten eines Bodens das Einteilungskriterium
für die Benennung einer Bodenart dar. Einen Schritt weiter geht die DIN 18196 (Bodenklassifikation für bautechnische
Zwecke), die die Lockergesteine auf der Grundlage der DIN EN ISO 14688- 1- 2011 in Bodengruppen zusammenfasst,
die unter baubetrieblichen Gesichtspunkten ausgewählt wurden und an die Erfordernisse des Erdbaus angepasst sind.
Da die DIN 18196 als Grundlage für eine Reihe weiterer eigenschaftsbezogener Zuordnungen dient, wurde sie als
Kriterium für die Einteilung der auf Blatt Dresden-Ost im Baueinflussbereich vorkommenden Lockergesteine gewählt.
Die Zuordnung zu den einzelnen Bodengruppen beruht dabei auf den Beschreibungen der Lockergesteine, örtlichen
Erfahrungen und, soweit vorhanden, auf der Auswertung von Korngrößenanalysen. Eine genaue Zuordnung ist nur
durch eine Korngrößenanalyse (DIN 18123) bzw. eine Bestimmung der Konsistenzgrenzen (DIN 18122-1) möglich.
Die nachfolgenden Beschreibungen basieren auf Erfahrungen und sind verallgemeinerte Angaben, die keine Bau-
grunduntersuchung ersetzen können.
Grobkörnige Böden
Die grobkörnigen Böden zählen zu den rolligen, nicht bindigen, nicht frostempfindlichen Böden und stellen im Allge-
meinen einen gut tragfähigen, gering zusammendrückbaren Baugrund dar. Dieser Gruppe können auf der Grundlage
vorhandener Kornverteilungen bzw. ihrer Ablagerungsbedingungen Sedimente unterschiedlicher Entstehungsart
und -zeit zugewiesen werden.
Dieser Gruppe werden beispielsweise die pleistozänen sandig-kiesigen Flussniederterrassen der Elsterkaltzeit und der
Saalekaltzeit zugeordnet.
Entstehungsbedingt sind mitunter allerdings deutlich mehr als 5 % Feinkornanteil enthalten, sodass bereichsweise eine
Zuordnung in die Gruppe der gemischtkörnigen Böden erfolgen muss, wofür dann konkret Korngrößenanalysen
durchgeführt werden müssen.
Gemischtkörnige Böden
Die gemischtkörnigen Böden werden je nach ihrem Feinkornanteil und den plastischen Eigenschaften in bindige und
nicht bindige Böden unterteilt. In Abhängigkeit vom Feinkornanteil sind sie mittel- bis stark frostempfindlich (F2–F3)
sowie wasserempfindlich. Bindige gemischtkörnige Böden neigen bei Wasserzutritt infolge Konsistenzänderung zum
Aufweichen, was zu Tragfähigkeitsverlusten und erhöhten Aufwendungen für die Baugrundverbesserung führt.
Die Standsicherheit von Böschungen ist sehr differenziert zu betrachten. Sie hängt wesentlich von den lokalen hydro-
geologischen Verhältnissen, der Standzeit und von möglichen Feinkorneinlagerungen ab.
Den gemischtkörnigen bindigen Böden sind auch die glazigenen Bildungen der Grundmoräne (Geschiebelehm)
zuzuordnen, die südlich von Heidenau angetroffen werden, oft jedoch von Schmelzwassersanden oder Löß/Lößlehmen
bzw. Solifluktionsbildungen überdeckt sind, wie beispielsweise in den Schnitten der GK 25 Blatt Pirna deutlich wird. Der
Geschiebelehm kann als „stark sandiger, kiesiger bis schwach kiesiger Schluff, häufig auch als stark schluffig bis
toniger, kiesiger Sand“ beschrieben werden.
Die Zusammensetzung kann in vertikaler und horizontaler Richtung teilweise rasch wechseln. Mitunter überwiegen
auch die Eigenschaften eines feinkörnigen Bodens, sodass der Geschiebelehm dann als leicht- bis mittelplastischer
Ton einzustufen ist. Allgemein besitzt er aufgrund seiner Kornzusammensetzung und der eiszeitlichen Vor-
konsolidierung eine mittlere bis gute Tragfähigkeit mit geringem Setzungspotenzial.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 102
Ebenfalls zu den gemischtkörnigen bindigen Böden gehören die Wander-/ bzw. Hangschuttdecken, die genetisch zu
den Solifluktionsbildungen zu zählen sind. Sie bestehen meist aus den gering transportierten Bruchstücken der sie
unterlagernden Festgesteine und treten entweder direkt über dem anstehenden Festgestein bzw. dessen autochthonen
Verwitterungs- oder Zersatzbildungen oberflächennah auf oder werden von Gehängelehm überlagert. Vornehmlich sind
diese Verwitterungsprodukte bis zur Korngröße von Kiesen, Sanden und Steinen zerfallen und können je nach Löss-
beeinflussung und Verwitterungsgrad wechselnde feinkörnige Anteile (z. B. „verlehmter Hangschutt“) aufweisen. Grob-
klastische Schuttdecken sind aufgrund ihres geringeren Feinkornanteils im Allgemeinen als günstiger Baugrund mit
guter Tragfähigkeit und hoher Belastbarkeit zu charakterisieren. Ihre Frostempfindlichkeit richtet sich nach dem Fein-
kornanteil. Temporär können sie Wasser führen, wobei die Wasserführung in Abhängigkeit von der Jahreszeit und den
Niederschlägen starken Schwankungen unterliegt.
Die deluvial-fluviatilen Sedimente der kleinen Täler sind häufig sandig-kiesig und oberflächennah schluffig ausgebildet
oder enthalten dünne sandig-kiesige Lagen sowie humose Anteile. Aufgrund der ablagerungsbedingten Inhomogenität
und Wassersättigung sind sie häufig nur gering tragfähig und stellen einen ungünstigen Baugrund dar.
Feinkörnige Böden
Als feinkörnige Böden werden jene Lockergesteine bezeichnet, deren Ton- und Schluffanteil > 40 % und damit
eigenschaftsbestimmend ist. Zur Bestimmung geotechnischer Eigenschaften werden für diese Böden nicht die
Kornverteilung (DIN 18123), sondern die Konsistenzgrenzen (DIN 18122-1) verwendet. Kennzeichnend für alle
feinkörnigen Böden ist ihre Wasser- und Witterungsempfindlichkeit. Sie sind frostempfindlich (F3) und bei Wasserzutritt
aufweichungsgefährdet, weshalb der Sohl- und Planumsbereich von Bauwerken und Trassen immer geschützt und
entwässert werden muss. In der Regel sind diese Böden stark zusammendrückbar und es muss beim Aufbringen von
Lasten mit großen, ungleichmäßigen und ggf. langanhaltenden Setzungen und Setzungsunterschieden gerechnet
werden. Häufig (in Abhängigkeit von der Bauaufgabe) ist keine ausreichende Tragfähigkeit vorhanden, sodass ent-
sprechende Maßnahmen notwendig werden.
Bei den fluviatilen Auensedimenten ist der Auenlehm als feinkörniger Boden zu nennen, der im Wesentlichen als
sandiger Schluff, mitunter als toniger Schluff ausgebildet ist. Mitunter können die Auenlehme aufgrund eines hohen
Sandanteils auch den gemischtkörnigen bindigen Böden zugeordnet werden. Dazu sind immer die entsprechenden
geomechanischen Laboruntersuchungen durchzuführen.
Die Auenlehme überlagern im Allgemeinen unmittelbar die sandig-kiesigen Fluss- und Bachablagerungen oder
Schotterterrassen. Sie liegen häufig im Einflussbereich des Grundwassers und im Hochwasserüberflutungsbereich,
sodass die Konsistenz von weich bis halbfest schwankt. Es muss deshalb mit großen Setzungen und Setzungs-
unterschieden gerechnet werden. Der Auenlehm bildet einen flächenhaft ausgebildeten Grundwasserhemmer/-
geringleiter, der, sofern ungestörte Verhältnisse vorliegen, gespannte Grundwasserverhältnisse bedingen kann. Durch
die intensive Bebauung der Haupttäler wurde der Auenlehm teilweise ausgeräumt bzw. ersetzt, sodass er stellenweise
nur noch reliktisch vorhanden ist. Aufgrund der schlechten Tragfähigkeit ist er als Baugrund oftmals nicht bzw. nur sehr
eingeschränkt geeignet, weshalb er bei Gründungen fast immer durchteuft oder durch andere geeignete Erdstoffe
ersetzt werden muss.
Lösslehm wird den Solifluktionsbildungen zugeordnet, da er meist umgelagert wurde und sich oft nicht zweifelsfrei von
den Hanglehmen/Gehängelehmen unterscheiden lässt. Bei diesen lössbasierten Solifluktionsböden handelt es sich um
meist schwach feinsandige, z. T. tonige Schluffe mit geringer Plastizität. Die ebenfalls zu den Solifluktionsbildung
zählenden Gehängelehme sind häufig an Hängen im Umfeld von Taleinschnitten verbreitet. Sie unterscheiden sich je
nach Ausgangsmaterial (Verwitterungsprodukte der Festgesteine, Lösslehme etc.), Hangneigung und Komplexität der
Umlagerungsprozesse in ihrer Zusammensetzung und Schichtung. Die Übergänge zwischen gemischt- und
feinkörnigen Ausprägungen sind fließend, so dass ohne Laborversuch hier keine klare Grenze gezogen werden kann.
Ablagerungsbedingt treten teilweise hangparallele Feinschichtungen von feinkörnigen und gemischtkörnigen Boden-
arten auf, die in Verbindung mit einer temporären Wasserführung bzw. Wassersättigung vorgegebene Gleitflächen
darstellen können. Zum Liegenden erfolgt häufig ein Übergang in gröberklastische Schuttdecken (Solifluktions- oder

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 103
Hangschutt). Bodenmechanisch handelt es sich bei den Gehängelehmen meist um stark schluffige Sande/Kiese und
sandige, tonige Schluffe. Diese Lockergesteine besitzen im Regelfall eine hohe Frost- und Wasserempfindlichkeit,
sodass sie bei Wasserzutritt schnell aufweichen und Tragfähigkeitsverluste zu verzeichnen sind. Sie stellen nur mäßig
belastbaren Baugrund dar und sind stark erosionsgefährdet. Rutschungsgefahren bestehen bei steilen, tiefen Ein- oder
Anschnitten. Für Baustandorte in Hanglagen ergeben sich häufig auch ungleiche tal- und hangseitige Baugrund-
verhältnisse. Bei setzungsempfindlichen Bauwerken ist deshalb auf einen einheitlichen Baugrund zu achten.
Autochthone Verwitterungsbildungen
Bei diesen Zersatz- und Verwitterungshorizonten der Festgesteine handelt es sich um Lockersedimente, bei denen der
innere mineralische Zusammenhang des Festgesteins noch vorhanden ist, durch fortgeschrittene Verwitterungs-
prozesse signifikante Festgesteinseigenschaften jedoch verloren gingen und die bereits Lockergesteinscharakter
tragen. In der Karte werden die autochthonen Verwitterungsbildungen nicht separat ausgehalten und den ent-
sprechenden Festgesteinen zugeordnet. In Abhängigkeit von Ausgangsgestein und Verwitterungsprozess können unter
bodenmechanischen Aspekten feinkörnige, gemischtkörnige oder grobkörnige Böden untergliedert werden. Für die
geotechnische Beurteilung ist jedoch zu berücksichtigen, dass neben den allgemeinen bodenmechanischen Eigen-
schaften der Lockergesteine auch das Trennflächengefüge des ursprünglichen Festgesteins erhebliche Relevanz
besitzt. So können Kluft-, Schicht- und Schieferungsflächen vorgegebene Gleitflächen darstellen und der Ver-
witterungsgrad im Bereich von Trennflächen fortgeschrittener sein.
Anthropogene Veränderungsbereiche
Veränderungen der natürlichen Geländeoberfläche durch anthropogene Ablagerungen (Auffüllungen, Aufschüttungen/
Aufhaldungen) treten im Bereich von Heidenau, südwestlich des Kohlberges im Schützengrund und häufig im bebauten
Bereich der Flusstäler und ihrer Nebenflüsse auf. Nähere Auskünfte über Altablagerungen können über das Sächsische
Altlastenkataster (SALKA) beim LfULG oder den Unteren Abfallbehörden der Landkreise eingeholt werden. Darin
enthalten sind neben Größe und Erkundungsstatus Angaben zum Deponieinventar und soweit vorhanden zur Art und
zum Grad der Kontamination.
Die genannten anthropogen veränderten Gebiete setzen sich zumeist heterogen aus unterschiedlichen Materialien
zusammen, weshalb die Angabe von allgemein kennzeichnenden bodenmechanischen Eigenschaften nicht sinnvoll ist.
Werden Baumaßnahmen im Bereich anthropogener Auffüllungen geplant, ist in jedem Fall die Untere Abfallbehörde
einzubeziehen. In der Regel sind für Auffüllungen, unabhängig von der Einbautechnologie und vom Inventar (Material
und Art der Kontamination) erhöhte Aufwendung für die Entsorgung oder für besondere Gründungsmaßnahmen
(Bodenaustausch, Tiefergründung, Intensivverdichtung) notwendig. Baugrunduntersuchungen mit umfangreicher
Recherche sind bei einer geplanten Bebauung anthropogener Veränderungsbereiche unerlässlich.

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 104
Abbildung 84: Verteilung der Lockergesteine. Die Übersichtskarte enthält vereinfachte Legenden-
angaben aus der grenzübergreifenden geologischen Karte auf der Grundlage der GK 25 Pirna unter
Berücksichtigung einer Zuordnung zu den ingenieurgeologischen Einheiten mit Ausnahme der
glazigenen Ablagerungen, die sich an der Legende der GK 25 Pirna orientieren.
Sedimentgesteine
der Kreide
Granodiorit
Anthropogene
Ablagerungen
aQh
Löß/Lößlehm/
Solifluktionsdecken
sQ
Grundmoräne
gQE
Flussterrassen
(von Lehm über-
lagert)
tQ
tQ*
Auensedimente
fQh
deluvial-fluviatile
Sedimente
sfQ
Elbe
Heidenau
Pirna
gQE
aQh
sQ
fQh
sfQh
tQ*
sQ
fQh
sQ
gQE
gQE
sQ
sfQh
sfQh

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 105
11 Geologische Trassenbänder
Es wurden sechs geologische Längsschnitte entlang der Trassenverläufe Variante A-F auf Basis der geologischen
Karten und Kartierungsergebnisse angefertigt. Das bestehende Profil der Variante G wurde inhaltlich überarbeitet und
auf die gleiche Weise wie die anderen Schnitte neu erzeugt. Die Profilschnitte sowie deren Legende sind in Anlage 1
enthalten. Die geologischen Längsschnitte dienten zusammen mit einem jeweiligen Erläuterungstext als Anlage im
Raumordnungsverfahren zur Ausweisung des Trassenkorridors. Außerdem wurden sie für das geologische 3D-Modell
verwendet.
Bei der Erstellung der geologischen Längsschnitte sind folgende Unterlagen eingeflossen:
Lagepläne der Trassenvarianten A-G (KREBS+KIEFER INGENIEURE GMBH, 2019) (Stand: 07.2019)
Höhenpläne der Trassenvarianten A-G im horizontalen und vertikalen Maßstab 1 : 10.000 (KREBS+KIEFER
INGENIEURE GMBH, 2019) (Stand: 07.2019)
Digitales Geländemodell (DGM)
geologische Karten: L5148 Pirna, L5348 Altenberg, grenzüberschreitende geologische Karte NBS
geologischer Schnitt Variante DB5 (Stand: 11.2015) – jetzt Variante G
Bohrdaten
Strukturgeologische Daten/Kartierungsergebnisse
Störungsverläufe aus geophysikalischen Untersuchungen
Karte der Störungseinflussbereiche
Karte der geotechnischen Risikobereiche
Tabelle Bauwerke + Geologie (Anlage 14)
Bericht zum Projekt „Kenntnisstandsanalyse zum tektonischen Bau von Sachsen“ (STANEK, 2016)
Jedes Profil enthält die folgenden Informationen:
Länge (Startpunkt bis Landesgrenze)
Geländeoberkante
Trassenkilometrierung
horizontalen und vertikalen Maßstab 1 : 10.000
Höhenlage der Trasse
Geologische Einheiten
Störungen
Regionalgeologische und geotektonische Einheiten
Geotechnische Risikobereiche
Geländeeinschnitte über mehrere Kilometer

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 106
Abbildung 85: Ausschnitt des geologischen Längsschnittes Variante F.
Die geologischen Einheiten wurden mittels PowerPoint als Polygone in den Höhenplan von Krebs+Kiefer gezeichnet.
Das Einfallen basiert auf strukturgeologischen Messwerten. Sind keine Daten vorhanden, wurden die Gesteinsgrenzen
und Störungen vertikal eingezeichnet. Da aufgrund fehlender Bohrungsdaten keine genauen Aussagen für die Tiefe
getroffen werden können, wurden die Flächen bis auf 0 m über NHN linear extrapoliert.
Die Struktur Börnersdorf und die dazugehörigen Randstörungen wurden bei allen Längsschnitten um ca. 300 m auf die
Profillinie projiziert (Abbildung 86, Abbildung 87). Alle Trassenvarianten führen jedoch an der Struktur Börnersdorf
vorbei.
Abbildung 86: Struktur Börnersdorf. Der Bereich zwischen den gelben, gestrichelten Linien wurde auf
die Trasse projiziert. Die Kartengrundlage bildet die grenzüberschreitende geologische Karte (ČECH,
et al., 2017)
Legende Geotechnische Problemzonen
stark erhöhter geotechnischer Aufwand
Geotechnischer Risikobereich
Trasse 2012
Variante B
Variante C
Variante D
Variante E
Variante F
Variante G

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 107
Abbildung 87: Projektion der Struktur Börnersdorf am Beispiel der Variante F.
Die geologischen Längsprofile sind lediglich Modelle und keine detailgetreue Abbildung der geologischen Verhältnisse
im Untergrund. Sie basieren auf verfügbaren Kartendaten, Messwerten an der Oberfläche und der Interpretation
geophysikalischer Messmethoden. Die Werte wurden linear in die Tiefe extrapoliert. Bohrungsdaten spielen nur eine
untergeordnete Rolle, da im Trassenverlauf nur wenige Bohrung mit ausreichender Tiefe vorhanden sind. Die meisten
Bohrungen im Umfeld der Trassenverläufe sind nur oberflächennah. Weitere Ungenauigkeiten sind durch den Maßstab
und die Randbedingungen der Software bedingt. So sind Schichtmächtigkeiten < 50 m kaum darstellbar. Linien von
1 mm Breite (z.B. Störungen) würden in der Realität 10 m entsprechen.
12 3D-Modellierung
12.1 Einleitung
Ziel des Modells ist die einheitliche Visualisierung der Geologie und Störungen unter der Oberfläche in Korrelation mit
den geplanten Eisenbahnrouten.
Der größte Teil der modellierten Flächen befindet sich in den kristallinen Gesteinen des Erzgebirges, die zur saxo-
thüringischen Einheit gehören (Abbildung 88). Das modellierte Gebiet ist in einen tschechischen und einen deutschen
Teil untergliedert. Beide wurden getrennt modelliert und am Ende zusammengeführt. Auf deutscher Seite wurde das
bereits bestehende 3D-Modell von 2015 erweitert. Die aktuelle Ausdehnung basiert auf den verschiedenen alternativen
Routen der geplanten Hochgeschwindigkeitsstrecke, wie sie von der tschechischen und der deutschen Eisenbahn-
verwaltungsorganisation festgelegt wurden. Die genaue Lage und Ausdehnung des Modelliergebietes wurde nach
folgenden zu erfüllenden Kriterien, entschieden:
Die geplante Eisenbahnstrecke befindet sich ungefähr in der Mitte.
Das Modelliergebiet deckt wichtige Teile der interessierenden Gesteinsmassive ab, einschließlich deren
Kontakte mit den umgebenden Gesteinen.
Legende Geotechnische Problemzonen
stark erhöhter geotechnischer Aufwand
Geotechnischer Risikobereich

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 108
Abbildung 88: a) Lage und Ausdehnung des 3D-strukturellen - geologischen Modells (hellblau)
und der entsprechenden Route der geplanten Eisenbahnstrecke (blau) auf der geologischen Karte
der Tschechischen Republik 1 : 500.000 (CGS, 2007). Legende: gelb - tertiäre Sedimente, Violett - Vulkane,
grün - mesozoische Sedimente, rot - magmatische Gesteine, rosa - kristalline Gesteine Osterzgebirge.
b) Darstellung der Ausdehnung der saxothüringischen Einheit innerhalb Deutschlands einschließlich
der Lage (roter Stern) des Modellgebiets (modifiziert nach (WALTER & DORN, 1995)).
12.2 Einheiten und Strukturen des 3D Modells
Das modellierte Gebiet besteht hauptsächlich aus variszischem kristallinem Grundgebirge, welches im südlichen Teil
von kreidezeitlichen Sedimenten bedeckt ist, die wiederum von tertiären (hauptsächlich oligozänen) vulkanischen
Ablagerungen und Sedimenten des Most-Beckens überlagert sind.
Das Most-Becken entwickelte sich zusammen mit anderen Becken im Krušné hory/Erzgebirge-Becken als Teil des
nordöstlichen Ohře/Eger-Graben vom späten Oligozän bis zum mittleren Miozän. Die geologische Entwicklung ist
detailliert beschrieben in RAJCHL, et al. (2008) und RAJCHL, et al. (2009).
Aufgrund der großen Bedeutung von Störungen für ein Tunnelbauprojekt wurden alle signifikanten Störungen, die in
Archivmaterialien und/oder durch neue Felduntersuchungen aufgezeigt wurden, im geologischen 3D-Modell aus-
gehalten. Darüber hinaus zeigt das 3D-Modell auch Gebiete mit höheren geotechnischen Risiken auf, welche für
weitere geplante Untersuchungen; die Auswahl der Bahntrasse und am Ende für den Tunnelbau, relevant sind.
12.3 Daten und Datenaufbereitung
Das Modell wurde auf Grundlage folgender Daten erstellt:
Standardisierte geologische Legende
Die für die Modellierung verwendete geologische Legende wurde nach Abstimmung mit tschechischen und
deutschen Experten der Quartärgeologie, der Tertiärsedimentologie und der Kristallingeologie der gesamten
Region erstellt. Die lithostratigraphischen Einheiten wurden zunächst in der Anfangsphase des Projekts auf
der Grundlage regionaler geologischer Kenntnisse sowie petrographischer und stratigraphischer Argumente
vorgeschlagen. Bei der Zusammenstellung und Neuinterpretation aller verfügbaren geowissenschaftlichen
Daten stellte sich heraus, dass nicht alle vorgeschlagenen Einheiten in der gesamten modellierten Region
auf Grund unzureichender Datengrundlagen eindeutig unterschieden werden können. Aus diesem Grund
wurden nicht alle geplanten Einheiten in der endgültigen gemeinsamen geologischen Karte und im geo-
logischen 3D- Modell verwendet. Insgesamt besteht das Modell aus 22 lithostratigraphischen Einheiten.
a)
b)

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 109
Einheitliche digitale geologische Karte des Bereichs des 3D-Modells (vgl. Kapitel 6)
Zur Erstellung des geologischen 3D-Modells wurde die kompilierte digitale geologische Karte verwendet.
Bohrlochdaten
Im tschechischen Teil des Modells wurden Bohrlochdaten entsprechend der Dichte der Bohrlöcher und ihrer
Tiefe (> 2 m) ausgewählt. Die geologischen Profile der Bohrlöcher wurden gemäß den lithostratigraphischen
Modelleinheiten mit einer Mindestmächtigkeit von 2 m neu klassifiziert. Schichten mit geringerer Mächtigkeit
wurden mit einer geeigneten benachbarten Einheit zusammengeführt. Im deutschen Teil des Modells wurden
Bohrlöcher entlang der neu erstellten geologischen Quer- und Längsschnitte ausgewählt und ebenfalls in die
lithostratigraphischen Modelleinheiten umklassifiziert.
Geologische Profile
Die vorhandenen archivierten und neu erstellten vertikalen geologischen Schnitte wurden in Form von Raster-
bildern verwendet. Im deutschen Teil wurden vier archivierte und neun neu erstellte geologische Profile (vgl.
Kapitel 11) zur Verbesserung des geologischen Modells genutzt. Sie wurden während der Modellierung be-
rücksichtigt, um das Modell in Bereichen, in denen weniger Bohrlochdaten verfügbar waren, zu optimieren.
Archivierte geophysikalische Daten
Zur Bestätigung und Verbesserung der Lage der Struktur Börnersdorf sowie zur besseren Bestimmung der
Mächtigkeit und Orientierung der Erzgebirgs- und Petrovice–Döbra- Störungszone wurden lokale gravimet-
rische, geomagnetische, geoelektrische, DEMP (Dipol-Elektromagnetische Profile) und seismische Profile
verwendet. Diese Daten wurden zur Korrektur des Störungsnetzwerkes in bestimmten Bereichen des 3D-
Modells verwendet.
Neu gemessene geophysikalische Daten
In Fällen, in denen keine geophysikalischen Profile verfügbar waren, die Störungsindikatoren jedoch genauer
spezifiziert werden mussten, wurden im Rahmen dieses Projekts neue geophysikalische Arbeiten durchgeführt
(Kapitel 9). Diese neuen geophysikalischen Profile wurden in Form von Rasterbildern in die Modellierungssoft-
ware importiert. Diese Daten wurden verwendet, um die Position und die Orientierung der aufgezeigten Stö-
rungen, insbesondere der Störungszone Petrovice-Döbra, zu spezifizieren.
Strukturgeologische Daten
Für das geologische 3D-Modell war es erforderlich, archivierte strukturgeologische Daten von Karten
tabellarisch zu digitalisieren. Die resultierende Tabelle wurde in die 3D-Modellierungssoftware importiert.
Die einzelnen Messungen wurden in Bezug auf ihre angegebene Orientierung (Fallrichtung/Fallwinkel)
visualisiert und für den Bau metamorpher Gesteinsmassen verwendet. Die archivierten strukturgeologischen
Daten umfassten hauptsächlich Foliationsflächen. Neue strukturgeologische Daten, die während der Feld-
arbeiten gewonnen wurden, wurden zur Validierung der archivierten strukturgeologischen Daten und zur
Erstellung des Modells verwendet.
Störungsnetzwerk
Alle Störungen wurden in Bezug auf ihre Streichrichtung gruppiert, da diese vermutlich auf einen genetischen
und geometrischen Zusammenhang hinweist. Zusätzlich wurden die Störungen in Hauptstörungen (rot),
untergeordnete Störungen (blau) und morphologische Lineamente (grün) unterteilt. Insgesamt wurden
34 Störungen im tschechischen Teil und 46 Störungen im sächsischen Teil des 3D-Modells modelliert.
Des Weiteren wurden Störungszonen definiert, was Zonen mit einem erhöhten Auftreten von Störungen
innerhalb einer geringen Distanz sind. Im Modell unterscheiden wir die Erzgebirgs-, die Petrovice–Döbra-
und die Gottleubatal-Störungszone. Diese Bereiche sind von höchster Bedeutung für das Tunnelbauprojekt.
Im nördlichen Teil des modellierten Gebiets stammen die Störungsdaten aus geologischen Karten (z.B.
L5148 Pirna, L5149 Freiberg), aus geophysikalischen Untersuchungen, Beobachtungen / Kartierungs-
ergebnissen und der einheitlichen geologischen Karte des Untersuchungsgebietes.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 110
Geotechnische Problemzonen
Für die Darstellung der geotechnischen Problemzonen wurden die Geometrien und Risikokategorien aus der unter
Kapitel 10.2 beschriebenen Karte der geotechnischen Problemzonen übernommen und in die Tiefe extrapoliert.
Für die Störungseinflussbereiche geben sie deren vermutete Ausdehnung an.
Alle oben beschriebenen Daten wurden in die 3D-Software als:
Shapefile-Format (.shp) für Linien und Polygone,
Geo-TIFF-Dateiformat,
JPEG-Format für Rasterbilder (insbesondere gescannte geologische und geophysikalische vertikale Profile,
strukturiertes TXT-Dateiformat für Bohrlochdaten (Bohrlochpositionen und -profile),
strukturgeologische Daten (Foliationen etc.)
importiert.
12.4 Modellierte Objekte und Modellierungsmethoden
Für den 3D-Modellbau wurde vom Tschechischen Geologischen Dienst (ČGS) die Software MOVE verwendet, das
LfULG verwendete GoCAD für die 3D-Modellierung. Die Modellierungsoftware MOVE (MidlandValey) nutzt haupt-
sächlich eine lineare Interpolationsmethode, während GoCAD (Emerson) die Methode der Discrete Smooth Inter-
polation (DSI) verwendet. Technisch gesehen besteht das geologische 3D-Modell aus vermaschten Netzen, d.h. TINs
(Triangulated Irregular Network), die zwei Arten von geologischen Objekten darstellen - lithostratigraphische Grenzen
und Störungsflächen. Die Oberseite des Modells stellt das DGM-Raster mit einer Auflösung von 15 x 15 m dar,
basierend auf 5G LIDAR-Daten. Die Seiten des Modells wurden vertikal modelliert und die Basis des Modells wurde in
einer Tiefe von 0 m erstellt.
Die 3D-Modellkonstruktion basierte auf der digitalen Verarbeitung und Interpretation der verfügbaren geologischen
Daten, einschließlich der folgenden Elemente: geologische Karten in verschiedenen Maßstäben, interpretierte
geophysikalische Karten und Profile, Bohrlochdaten, vertikale geologische Schnitte, strukturgeologische Daten zur
Foliationsorientierung und Orientierung von Störungsflächen.
12.5 Modellierungsregeln
Während des gesamten Modellierungsprozesses wurde eine allgemeine geologische Regel für lithologische Grenzen
angewendet: Jüngere lithostratigraphische Einheiten kreuzen ältere Einheiten. Was die Störungen anbelangt, so
konnten die übergreifenden Beziehungen aufgrund der wiederholten Reaktivierung einzelner Störungspopulationen in
der langen Geschichte der spröden Tektonik in diesem Gebiet − von der spätvariszischen Zeit (ca. 340 Ma) über das
Mesozoikum bis zum Känozoikum − nicht angewendet werden. Das Störungsnetzwerk wurde durch Extrapolation der
Kartenspur der Störung gemäß des für jede Störung angenommenen Fallwertes in die Tiefe modelliert. Das modellierte
Störungsnetzwerk wurde dann als Begrenzung beim Modellieren benachbarter lithologischer Körper verwendet. Die
Modellierung geologischer Körper erfolgte nach drei prinzipiell unterschiedlichen Ansätzen:
1. Tertiäre Vulkanschlote wurden als subvertikale lokalisierte zylindrische Strukturen modelliert, die alle anderen
Gesteine durchdringen.
2. Kreide- und Tertiärsedimente sowie Vulkanoklasten des Mostbeckens wurden in MOVE und auch in ArcMap
unter Verwendung von Tiefeninformationen aus neu interpretierten Bohrlöchern und oberflächigen Ausstrichen
der entsprechenden Einheiten als subhorizontale Oberflächen modelliert.
3. Kristalline Einheiten stellen lithologisch monotone, schwach bis stark deformierte Orthogneis-Einheiten,
Paragneis-Einheiten und Granit-Intrusionen dar. Die Grenzen dieser geologischen Körper wurden manuell
und individuell modelliert, basierend auf einer Expertenbewertung der geologischen Position und struktur-
geologischen Daten aus der Umgebung jedes Körpers. Unter Berücksichtigung dessen wurde der nördliche
Teil des Modells an die Grenzen der geologischen Einheiten des 3D-Modells von 2015 angepasst.

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12.6 Modellannahmen
Aufgrund unzureichend flächendeckender Datendichte mussten mehrere Annahmen getroffen werden, um den tieferen
Untergrund des Modells fertigzustellen. Zuerst wurden Störungen gruppiert und jeder Gruppe ein konstanter Fallwinkel
zugeordnet, basierend auf einem bekannten Fallwinkel einer Störung in der Gruppe oder durch Schätzung des Fall-
winkels basierend auf einer regionalen wichtigen Störung mit derselben Fallrichtung in der Nähe des modellierten
Bereichs. Wenn keine dieser Schätzungen möglich war, wurde die Störungsfläche als vertikal modelliert. Danach
wurden kleine Körper aus metamorphen Gesteinen (z.B. Amphibolite) als Linsen modelliert, wobei die größte Aus-
dehnung an der Erdoberfläche liegt und nach unten hin kleiner wird. Die Gänge von porphyrischen Granitgesteinen
wurden als vertikale Extrusion ihrer Oberflächenausdehnung bis zur Modellbasis modelliert.
12.7 Präsentation und Validierung der Modellierungsergebnisse
Das resultierende 3D-Modell ist in Abbildung 89 dargestellt, einschließlich aller für seine Konstruktion verwendeten
räumlichen Daten. Das Modell des tschechischen Teils des Gebiets wurde in MOVE erstellt und anschließend mit dem
Modell des deutschen Teils des in GOCAD erstellten Pilotgebiets zusammengeführt. Die resultierenden TINs werden
für technische Zwecke im Zusammenhang mit der Konstruktion des Hochgeschwindigkeits-Eisenbahntunnels sowie für
die Webpräsentation des Modells für ein breites Publikum verwendet. Zu diesem Zweck werden beide Arten von
Objekten verwendet, die das Modell bilden – die Grenzen der lithostratigrafischen Einheiten und die Störungsflächen.
Die Validierung des Modells kann mithilfe von technischen Arbeiten wie Bohrungen, geophysikalischen Unter-
suchungen und Explorationen oder einer detaillierten geologischen Kartierung wesentlicher Bereiche des modellierten
Projektgebiets erfolgen. Wenn die neu erfassten Daten nicht mehr in das aktuelle Modell passen, muss es angepasst
werden.
Abbildung 89: Strukturgeologisches 3D-Modell der Gesteinsumgebung in der Nähe der geplanten
Erzgebirgstunnelvarianten (Stand 2020).
12.8 Modellunsicherheiten
Geologische 3D-Modelle werden häufig aus mehrdeutigen und unsicheren Daten erstellt, die während der Daten-
erfassung und -interpretation einer Fehlerfortpflanzung unterliegen. Darüber hinaus sind die Daten häufig nicht flächen-
deckend und heterogen vorhanden, so dass der Modellierer eine modellbasierte Interpretation für das Untersuchungs-
gebiet annimmt, z.B. die Annahme eines bestimmten tektonischen Regimes oder Verformungsstils. Abgesehen von
kleinen Modellen der Bergbauindustrie werden diese Unsicherheiten häufig weder bewertet noch den Anwendern und
Interessenträgern gezeigt, da es derzeit noch keinen standardisierten und veröffentlichten Ansatz gibt, um die Un-
sicherheiten für solche komplexen und groß angelegten Fälle zu quantifizieren.
Eine mögliche Visualisierung der Unsicherheiten von 3D Modellen und den darin verwendeten Daten wurde an den
modellierten Störungen der Struktur Börnersdorf vollzogen, da hier eine hohe Datendichte vorhanden ist. Die Abbildung
90 links zeigt die hohe Datendichte der Struktur Börnersdorf mit ihren vermuteten Störungen (rote Flächen) und
geologischen Horizonten (triangulierte Flächen) im Untergrund. Die hohe Datendichte wurde verwendet um die
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Zuverlässigkeit der modellierten Störungen mittels einer kategoriellen Klassifikation darzustellen. Die Eingangsdaten
wurden hierzu gewichtet und anschließend in numerische Kategorien eingeteilt. Das Endergebnis sind farbkodierte
Voxel (3D Volumenkörper), die die Aussagekraft der Daten bzw. die Datenzuverlässigkeit wiederspiegeln (vgl.
Abbildung 90 rechts). So entsprechen rote Voxel, Daten mit einer hohen Zuverlässigkeit/Sicherheit wogegen blaue
Voxel, Daten mit einer geringen Zuverlässigkeit widerspiegeln.
Abbildung 90: Links: Modellierte Störungen (rote Flächen) der Struktur Börnersdorf, inklusive der
verwendeten Eingangsdaten (Weiße Linien: Verläufe von Störungen aus geologischen Karten, gelbe
Punkte: strukturgeologische Messpunkte). Rechts: Farbcodierte Voxel-Darstellung (3D Volumenkörper)
der Störungen der Struktur Börnersdorf). Farbcode spiegelt die gewichteten Eingangsdaten wieder;
Rot bedeutet hohe Zuverlässigkeit/Sicherheit, Blau bedeutet geringe Zuverlässigkeit/ Sicherheit der
Daten. In beiden Abbildungen sind die Trassenverläufe der Variante C (orange Linie) und G (rote Linie)
dargestellt.
Im vorliegenden Fall wurden die Modellunsicherheiten durch Datenfehler, Datenmangel und der angewendeten
Modellierungsmethode verursacht. Diese Datenfehler stehen im Zusammenhang mit verschiedenen Verarbeitungs-
maßstäben, Projektionsfehlern und Digitalisierungsfehlern von geologischen Karten. Darüber hinaus wurden diese
Karten von verschiedenen Geologen erstellt, die unterschiedliche Meinungen zur geologischen Entstehung des
interessierenden Gebiets hatten.
Die Überprüfung von lithologischen Grenzen oder des Störungsnetzwerkes durch Feldbegehung bzw. Validierung
durch die Ergebnisse der geplanten Erkundungsbohrungen über das gesamte modellierte Gebiet steht noch aus.
Die Ungenauigkeiten der lithologischen Modelleinheiten hängen auch mit der Ungenauigkeit des Störungsnetz-
werkes zusammen. Das verwendete Störungsnetzwerk wurde als Zusammenstellung aller verfügbaren tektonischen
Interpretationen und Karten erstellt. Auch hier hatten die Autoren unterschiedliche Ansichten und einen anderen
Verarbeitungsmaßstab für das Störungsnetzwerk. Daher stimmen ältere strukturgeologische Karten mit aktuelleren
nicht vollständig überein. Im Rahmen dieses Projekts konnten nur die Störungen der Petrovice-Döbra Zone und der
Struktur Börnersdorf durch die neu realisierten geophysikalischen Profile verifiziert werden. Der Fallwinkel oder der
Bewegungssinn konnte bei vielen Störungen nicht festgestellt werden.
Trotz bestehender Unsicherheiten wurden den Bohrungsdaten und der geologischen Karte die höchste Glaub-
würdigkeit zugesprochen. Für das geologische 3-D-Modell werden Lageungenauigkeiten von 100 bis 150 m an-
genommen.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 113
13 Ergebnisbetrachtung
Mit der internationalen Abschlusskonferenz des INTERREG Va-Projektes im Januar 2020 in Freiberg-fanden die bisher
von den staatlichen Geologen des LfULG im Projekt Eisenbahnneubaustrecke Dresden – Prag durchgeführten bzw.
betreuten geowissenschaftlichen Untersuchungen aus unterschiedlichen Einzelprojekten ihren Abschluss. Sie sind in
dieser Schriftenreihe dokumentiert.
Seit 2011 besteht eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen dem SMWA und dem LfULG bei der Unterstützung dieses
Infrastrukturvorhabens von europäischer Bedeutung. Das betrifft sowohl bilaterale Aktivitäten als auch die gemeinsame
Beteiligung an mehreren interdisziplinären Forschungs- und EU-Projekten sowie in Vorbereitung des Raumordnungs-
verfahrens.
Die Ergebnisbilanz markiert einen Meilenstein in der geowissenschaftlichen Grundlagenermittlung für das
Eisenbahnprojekt auf mehreren Ebenen. Nur durch die zwischenstaatliche und interinstitutionelle Zusammenarbeit der
beteiligten Akteure – geologische Dienste von Sachsen und Tschechien, Ministerien, Infrastrukturunternehmen, Uni-
versitäten und Forschungseinrichtungen, Ingenieurbüros - sowie deren interdisziplinäres Wirken wurde es möglich, in
kurzer Zeit wesentliche geologische Grundlagen zu schaffen, auf die die nachfolgenden Planungsetappen aufbauen
können.
In dieser Etappe der indirekten (ohne Eingriffe in den Untergrund) Untersuchungen wurden nach intensiver
methodischer Archivrecherche Schwerpunktbereiche festgelegt. Dort erfolgten vertiefte Untersuchungen, so dass durch
die Kombination unterschiedlicher geophysikalischer Untersuchungsmethoden, gekoppelt mit Kartierungsarbeiten, eine
abgestimmte, vereinheitlichte Darstellung der geologischen und tektonischen Situation im Grenzgebiet möglich wurde.
In Auswertung der vorhandenen Da-en konnte die komplexe, grenzüberschreitende Störungszone von Petrovice-Döbra
näher klassifiziert und beschrieben werden. Diese bis zu 1.000 m breite Zone aus parallel verlaufenden Einzel-
störungen im unmittelbaren Grenzbereich konnte als einer der zukünftigen Untersuchungsschwerpunkte ausgewiesen
werden.
Das von den geologischen Diensten von Sachsen und Tschechien gemeinsam erarbeitete konzeptionelle geologische
Modell, die geologische Karte des grenznahen Bereiches sowie das länderüber-schreitende geologische 3D-Modell
sind eine wesentliche Voraussetzung für die Visualisierung geologischer Sachverhalte und die graphische Daten-
haltung.
Als Ergebnis von besonderer Bedeutung für die zukünftige Zusammenarbeit bei der Planung und Erkundung des
Erzgebirgsbasistunnels ist die im Rahmen des INTERREG Va-Projektes erarbeitete Karte der geotechnischen
Problem-/Risikozonen. Auf deren Grundlage konnte im laufenden Raumordnungsverfahren der Betrachtungskorridor
erweitert werden und die Festlegung der ersten tiefen Erkundungsbohrungen im Rahmen der vertieften Korridor-
betrachtung im Zuge der Vorplanung erfolgen.
Die bisherige geologische Grundlagenarbeit hat gezeigt, dass eine komplexe digitale graphische Datenhaltung über ein
geographisches Informationssystem und ein 3D-Modell unverzichtbare Werkzeuge der Dokumentation sind, da alle
Grundlagendaten und Untersuchungsergebnisse enthalten sind und fortgeschrieben werden können. Damit wurde die
Basis für ein zukünftiges digitales transparentes Datenmanagement in den weiteren Planungsstufen gelegt.

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13.1 Nutzen der Arbeit des Geologischen Dienstes Sachsen für die aktuellen
Planungen
Bereitstellung der geologischen Unterlagen aus dem INTERREG Va-Projekt für den aktuellen Planungsprozess
(Raumordnungsverfahren, Unterlage Teil D)
Konsultation der Vorhabensträgerin Deutsche Bahn AG, die im Auftrag des Bundes das Infrastrukturobjekt plant,
bei der Erkundungsplanung im Rahmen der Grundlagenermittlung
Nutzung des geologischen 3D-Modells,
z.B. für die Planung der Bohransatzpunkte (Abbildung 91)
Abbildung 91: Links: 3D-Workshop für die DB AG und Planungsbüros. Mitte: Geologische Karte mit Bohr-
ansatzpunkten. Rechts: Karte der geotechnischen Problemzonen mit Bohransatzpunkten.
Graphisches Datenmanagement mittels GIS und dadurch permanente Verfügbarkeit wichtiger geologischer
Grundlagen
Mit der Präzisierung des bestehenden 3D-Modells im Trassenbereich wird ein Beitrag zur besseren digitalen
Verfügbarkeit raumbezogener geologischer Daten in Sachsen geleistet
Ampelkarte zu den geotechnischen Risikozonen, auf deren Grundlage weitere Untersuchungen geplant werden
können
Interdisziplinäre Vernetzung mit universitären Einrichtungen und Fachleuten für die Initiierung und Betreuung
von planungsbegleitenden Forschungen aufgrund der diesbezüglichen Erfahrungen und Erfolge aus dem
INTERREG-Projekt
Durchführung von geologischen Exkursionen mit den Projektpartnern und der Deutschen Bahn zur
Sensibilisierung für die geologischen Besonderheiten im Untersuchungsraum (Abbildung 92)
B 1
B 8
B 7
B 5
B 6
B 4
B 3
B 2
B 1
B 8
B 7
B 5
B 6
B 4
B 3
B 2
Foto: LfULG, Lisa Thiele

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Foto: ČGS
Abbildung 92: Ehemalige Eisenbahnstrecke Lovosice - Teplice. Abschlussexkursion mit allen
Projektpartnern 10/2019.
Organisation von Fachveranstaltungen für einen Wissenstransfer auch zu anderen staatlichen Behörden
(z. B. LTV für Ausweisung Trinkwasserschutzzonen (TWSZ)), Geowissenschaftliche Kolloquium zu den
Projektergebnissen mit Podiumsdiskussion)
Öffentlichkeitsarbeit durch Vorträge auf nationalen und internationalen geowissenschaftlichen Fachveran-
staltungen sowie die Gestaltung von Postern und Roll-ups und die Veröffentlichung von Berichten und
Dokumentationen im Internet (Abbildung 93)
Foto: LfULG, Burkhard Lehmann
Abbildung 93: Abschlusskonferenz des INTERREG Va-Projektes in Freiberg 01/2020.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 116
13.2 Ausblick
Mit Vorlage der Raumordnerischen Beurteilung, die Ergebnis des Raumordnungsverfahrens ist
(https://www.nbs.
sachsen.de/15084.html),
sind die Weichen für die vertiefenden Untersuchungen im Rahmen der Vorplanung gestellt. Es
werden zwei Korridore im Rahmen der geologischen Grundlagenermittlung untersucht, innerhalb derer eine Vor-
zugsvariante zu ermitteln ist. Die guten Erfahrungen der bisherigen intensiven Zusammenarbeit zwischen DB Netz AG
und dem LfULG werden durch den Abschluss einer Absichtserklärung zur Zusammenarbeit unterstrichen.
Auch mit dem Europäischen Verbund für Territoriale Zusammenarbeit besteht seit April 2020 eine Kooperations-
vereinbarung. Hauptschwerpunkt der weiteren Zusammenarbeit wird die Öffentlichkeitsarbeit und die geologische
Fachbegleitung sein. Dazu sind auch weitere themenbezogene Forschungsaktivitäten mit universitären Einrichtungen
geplant, wie bspw. der TU BAF, die bisher an vielen geophysikalischen und geotechnischen Untersuchungen im
Umfeld der Struktur Börnersdorf beteiligt war. Es soll auch an den guten Erfahrungen bei der Vergabe von praxis-
bezogenen Themen für wissenschaftliche studentische Abschlussarbeiten festgehalten werden, die einen großen
Nutzen für das INTERREG Va-Projekt hatten.
Die Realisierung der ersten Erkundungsbohrungen zur Ermittlung der geotechnischen, petrophysikalischen, hydro-
chemischen und hydraulischen Gegebenheiten des Untergrundes innerhalb der Trassenkorridore soll im Sommer 2021
abgeschlossen sein. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Charakterisierung diverser Störungszonen, welche
als potentielle Risikobereiche der Bahntrasse gelten. Darunter zählen u.a. die Mittelsächsische Störung, die Struktur
Börnersdorf und die Struktur Petrovice-Döbra.
Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen wird durch das LfULG empfohlen, die Zusammenarbeit mit dem
tschechischen geologischen Dienst fortzusetzen. Dafür wurden Empfehlungen für weiterführende Arbeiten und
Untersuchungen zusammengestellt
Fortschreibung des GIS-Projektes und des geologischen 3D-Modells.
Die permanente Verfügbarkeit und Laufendhaltung wichtiger geologischer Grundlagen ist notwendig für den
laufenden Planungsprozess. Des Weiteren sollte die Überführung sämtlicher Geo-Daten ins Geoarchiv
gewährleistet werden.
Ausarbeitung eines einheitlichen grenzüberschreitenden Dokumentationsschlüssels zur Aufnahme von
Aufschlüssen und Bohrungen.
Dadurch kann eine kontinuierliche, widerspruchsfreie und vollständige Dokumentation von Geodaten für alle
Planungsetappen auch bei Bearbeiterwechsel sichergestellt werden.
Rasterbasierte Untersuchung und Bewertung der geotechnischen Kennwerte (Abrasivität, Trennflächengefüge,
Gebirgsfestigkeit, Vortriebsrate, Durchlässigkeit, etc.) im Trassenkorridor (nach dem Vorbild des
Koralmtunnels).
Konzeptionelle Vorbereitung der 1D, 2D und 3D Geodaten auf die BIM-Fähigkeit (BIM = Building Information
Modeling) für eine Übernahme in ein zukünftiges körperbasiertes geomechanisches Kennwertmodell
Initiierung und Betreuung von Forschungsvorhaben für spezielle geowissenschaftliche Fragestellungen in geo-
logischen/geotechnischen Problembereichen (z. B. interdisziplinäre, integrierte Detailerkundung im
Elbtalschiefergebirge mit unterschiedlichen Erkundungsmethoden)
Bohrkerndokumentation und Bohrlochgeophysik an den bereits geplanten sowie an weiteren notwendigen
Erkundungsbohrungen
Detailerkundung im Gottleubatal (strukturgeologische Kartierung, geophysikalische Erkundung)
Fortlaufende grenzüberschreitende Erkundung der Petrovice-Döbra Zone zur Validierung der Einzelstörungen
(Schurf, Erkundungsstollen, Kartierung)
Gasochemische Untersuchungen an ausgewählten Bereichen, z.B. im Umfeld des Špičák
Intensive Öffentlichkeitsarbeit in Zusammenarbeit mit dem EVTZ und der DB AG

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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 117
Abbildung 94: Roll-ups des EVTZ in Zusammenarbeit mit dem LfULG.

Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 118
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Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021 | 121
Anlagenband
(gesonderte Ausgabe)
Anlage 1
Geologische Längsschnitte
Anlage 1.1
Komplexlegende
Anlage 1.2
Geologischer Schnitt Variante A
Anlage 1.3
Geologischer Schnitt Variante B
Anlage 1.4
Geologischer Schnitt Variante C
Anlage 1.5
Geologischer Schnitt Variante D
Anlage 1.6
Geologischer Schnitt Variante E
Anlage 1.7
Geologischer Schnitt Variante F
Anlage 1.8
Geologischer Schnitt Variante G
Anlage 1.9
Erläuterungen der geologischen Schnitte
Anlage 2
Legende der grenzüberschreitenden geologischen Karte
Anlage 3
Störungskataster
Anlage 4
Übersichtstabelle der Literaturrecherche
Anlage 5
grenzüberschreitende geologische Karte
Anlage 6
Kartierungsprotokolle
Anlage 7
Ergebnisse der Kartierungsarbeiten
Anlage 8
Bericht des ČGS für den LEADpartner (Tschechisch)
Anlage 9
Messergebnisse Hydrogeologie/-chemie
Anlage 10
Ergebnisse der Messprofile des ČGS (Englisch)
Anlage 11
Messergebnisse Cerchar-Abrasivitätsindex
Anlage 12
Ingenieurgeologische Charakteristik in Tschechien
Anlage 13
Kennwertdaten Festgestein
Anlage 14
Übersicht der Bauwerke, Geologie und Risikozonen

image
Herausgeber:
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG)
Pillnitzer Platz 3, 01326 Dresden
Telefon: + 49 351 2612-0
Telefax: + 49 351 2612-1099
E-
Mail:
lfulg@smul.sachsen.de
www.lfulg.sachsen.de
Autoren:
Lisa Thiele, Sabine Kulikov, Gabriel Unger, Dr. Ottomar Krentz, Lutz Sonnabend,
Johannes Köhler, Elisabeth Seidel
LfULG, Abteilung Geologie
Halsbrücker Str. 31a, 09599 Freiberg
E-Mail:
lisa.thiele@smul.sachsen.de;
sabine.kulikov@smul.sachsen.de;
gabriel.unger@smul.sachsen.de
Petr Kycl, Vladislav Rapprich, Jan Franěk
Czech Geological Survey
Klárov 131/3, 118 21 Praha 1
E-Mail:
petr.kycl@geology.cz
Redaktion:
Lisa Thiele, Sabine Kulikov, Gabriel Unger, Dr. Ines Görz
LfULG, Abteilung Geologie
Referat Ingenieurgeologie
Halsbrücker Str. 31a, 09599 Freiberg
Telefon: + 49 3731 294-1310
Telefax: + 49 3731 294-1099
E-Mail:
lisa.thiele@smul.sachsen.de;
sabine.kulikov@smul.sachsen.de
Abbildungen:
Titelbild: L. Thiele
Topografie
(Abb. 18, 27, 30, 33, 34, 37, 76, 77, 91): GeoSN
(Abb. 7, 8, 11, 12, 16, 19, 36, 43, 78, 79, 84): OpenStreetMap
(Abb. 22): ČÚZK
Luftbilder
(Abb. 9, 26, 51, 55, 60, 63, 70): GeoSN
(Abb. 9, 51, 55, 70): ČÚZK
Reliefdarstellungen (Abb. 2, 7, 8, 9, 11, 15, 16, 18, 22, 27, 30, 33, 34, 36, 37, 43, 76,
77, 79, 84, 91): Daten: GeoSN & CENIA, Bearbeitung: LfULG
Geolog. Karten
(Abb. 2, 11, 12, 14, 18, 19, 27, 76, 84, 91): (KRENTZ, et al.,
2008)
(Abb. 14, 16, 27, 30, 33, 34, 91): (ČECH, et al., 2017)
Redaktionsschluss:
28.08.2020
ISSN:
1867-2868
Hinweis:
Die Broschüre steht nicht als Printmedium zur Verfügung, kann aber als PDF-Datei
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