Schneefeldsprengungen zum Schutz vor Lawinen
August 1998
Mit weiter zunehmendem Wintertourismus werden immer mehr Menschen mit der Lawinengefahr in unseren Bergen konfrontiert. Talregionen und Hänge, die früher wegen der drohenden Lawinengefahr von der einheimischen Bevölkerung gemieden wurden, werden heute zur Ausübung des alpinen Wintersports gezielt aufgesucht.
Zum Schutz vor Lawinen wurden weltweit zahlreiche Verfahren erprobt und entwickelt. Sie reichen vom grenzüberschreitenden Lawinenwarndienst über Lawinenverbaumaßnahmen bis hin zur künstlichen Auslösung von Lawinen durch Sprengen oder durch Beschießen der Schneefelder.
In der Schweiz und in den USA werden seit Jahrzehnten durch Beschießen der gefährdeten Zonen mit Granaten oder Raketen Lawinen und Schneebretter zum Abgleiten gebracht.
Wegen großer Streuung der Geschosse,des Auftretens von Blindgängern und der Dämmwirkung der Schneedecke liegt die Erfolgsquote jedoch bei diesem Verfahren nur bei etwa 30 Prozent.
Schneefeldsprengungen
Aufgrund dieser Erfahrungen wurde mit Unterstützung der Aufsichtsbehörde von den bayerischen Seilbahnunternehmen versucht, Lawinen mit gewerblichem Sprengstoff künstlich auszulösen.
Erste Versuche auf der Zugspitze, bei denen Sprengstoff auf Stangen oder mit kleinen Seilzügen über die Schneefelder gebracht wurde, zeigten, daß mit guten Erfolgen gerechnet werden kann, wenn der Sprengstoff etwa 1,5 bis 3 m über der Schneedecke je nach Geländeart zur Detonation kommt.
Hieraus entwickelten sich in Deutschland vier verschiedene Methoden, den Sprengstoff zur künstlichen Auslösung von Schneebrettern zu bringen:
- Sprengseilbahnen,
- Sprengstangen,
- Gratausleger (Sprenggalgen, Sprengruten),
- Sprengstangen, die aus Hubschraubern gesetzt werden.
Sprengladungen für das Stangensprengen werden mit zwei Pulverzündschnüren (mit Abreißzündern) versehen, die mindestens zwei Meter lang sind. Die Sprengmannschaft hat vier Minuten Zeit bis zur Detonation, um sich in Sicherheit zu bringen.
Sprengseilbahnen
Mit einer Sprengseilbahn wird eine an einem Förderseil aufgehängte Sprengladung zu der Sprengstelle in den Bereich der Anrißzone der Schneedecke gebracht. Bei entsprechender Seilführung über Rollen und Stützen ist es möglich, die optimalen Auslösepunkte zu erreichen.
So ist es mit der Sprengseilbahn möglich, auch bei schlechten Sichtverhältnissen bei Tag und Nacht von einem sicheren Standort aus Sprengungen durchzuführen. Mit Hilfe von Anzeigevorrichtungen oder Seilmarkierungen kann die Ladung über den vorgesehenen Auslösepunkt gesteuert werden. Die Entwicklung der Sprengseilbahn begann mit kleinen handbetriebenen Seilzügen, mit denen Schneefelder bis zu 450 m Breite überbrückt werden konnten. Wegen der guten Sprengerfolge und der geringen Herstellkosten fand diese Anlagenart rasch im gesamten Alpengebiet Anwendung. Nach der Fertigstellung der Karwendelbahn, die dem Skifahrer für den gesamten Winter die Dammkarabfahrt eröffnete, wurde der Bau einer großen kraftbetriebenen Sprengseilbahn in Angriff genommen.
Das umlaufende Seil mit einer Länge von etwa 2500 m wird ringförmig über zwei Umlenkstationen geführt, die auf Felsköpfen hoch über dem Dammkar angeordnet sind. Die Antriebsstation befindet sich in einer Schutzhütte auf 2100 m Höhe. Ein Dieselmotor mit einer Nennleistung von 9,2 PS treibt die Bahn an. Mit dem Bau dieser ersten kraftbetriebenen, großen Sprengseilbahn wurden Möglichkeiten aufgezeigt, wie in einem großräumigen und unwegsamen Gelände mit Hilfe der Seilbahntechnik auch bei schlechter Witterung zuverlässig und sicher die Gefahr von zufälligen Lawinenabgängen beseitigt werden kann.
Im gesamten Alpengebiet wurden zahlreiche kraftbetriebene Sprengseilbahnen errichtet, einige mit Seillängen bis zu 10 km Länge.
Arbeitsschutz bei Sprengseilbahnen
Die Unfallverhütungsvorschrift »Seilschwebebahnen und Schlepplifte«(VBG 11c) gilt auch für Sprengseilbahnen. Ebenso wie bei Seilschwebebahnen und Schleppliften sind demnach bei Sprengseilbahnen zur Durchführung von Instandhaltungsarbeiten auf Stützen und Stationen Arbeitsbühnen oder Arbeitspodeste erforderlich. An den Umlenkstützen und Zwischenstützen genügen dabei ortsfeste Arbeitspodeste, die im allgemeinen eine kleinere Standfläche und kein Geländer haben. Zum Schutz gegen Absturz bei diesen Arbeiten müssen die Beschäftigten Auffanggurte nach DIN EN 361 mit einem Verbindungsmittel (Sicherheitsseil) nach DIN EN 354 einschließlich Falldämpfer nach DIN EN 355 verwenden.
Arbeitsbühnen mit einer ausreichend großen Standfläche und einem Geländer als Absturzsicherung sind grundsätzlich bei den Antriebsstationen bzw.am Steuerstand der Sprengseilbahn erforderlich. Beim Herrichten der Sprengladung, beim Betätigen der Anlage oder zum schnellen Verlassen der Station im Gefahrfall muß sich die Sprengmannschaft möglichst ungehindert bewegen können. Stützen und Stationen müssen über sichere Aufstiege erreicht werden können.
Bau von Sprengseilbahnen
Vor dem Bau von Sprengseilbahnen empfiehlt es sich zu prüfen, inwieweit für die jeweilige Anlage eine Baugenehmigung der örtlich zuständigen Baubehörde erforderlich ist.
Mit Anlagen dieser Art begann die Entwicklung: Seilzüge mit Handkurbelantrieb wurden aus Seilbahnteilen zusammengebaut. Eiskratzer und Entgleisungsschutz sind wichtige Bestandteile einer sicheren Sprengbahn.
Die Erfahrungen der letzten Jahre haben gezeigt, daß dies in der Regel der Fall ist. Auch bei handbetriebenen Sprengseilbahnen ist im Hinblick auf naturschutzrechtliche Belange häufig eine Baugenehmigung erforderlich. Im übrigen wird hier daran erinnert, daß bei der Planung von Sprengseilbahnen alle in Betracht kommenden Unfallverhütungsvorschriften zu berücksichtigen sind, also z. B. auch die UVV »Kraftbetriebene Arbeitsmittel«(VBG 5), die UVV »Winden, Hub- und Zuggeräte« (VBG 8), die UVV »Elektrische Anlagen und Betriebsmittel« (VBG 4), die UVV »Leitern und Tritte« (VBG 74).
Unabhängig vom Genehmigungsverfahren ist das Bestehen sowie der Beginn des Errichtens oder das Abbauen von Freileitungen, Seilbahnen o. ä. Anlagen, die in einer Länge von mehr als 75 m Täler oder Schluchten überspannen oder Steilhängen folgen und dabei die Höhe von 20 m über der Erdoberfläche überschreiten, gemäß § 16a Luftverkehrsgesetz (LuftVG) der Bundesanstalt für Flugsicherung, Zentralstelle, Opernplatz 14, 60313 Frankfurt am Main, anzuzeigen. Parallel zu dieser Anzeige sind die Anlagen dem Lufttransportgeschwader 61, Flugbetriebsstaffel, Abteilung Alpenhinderniszentrale, Fliegerhorst, 86929 Penzing, zu melden.
Absenkgerät für Sprengladungen
Bei Schneefeldsprengungen kann nur dann mit einem Erfolg gerechnet werden, wenn die Ladung im richtigen Abstand über der Schneedecke zur Detonation gebracht wird und zur Vermeidung von Versagern stets zwei Zündschnüre und zwei Zünder verwendet werden. Dies bedeutet, daß bei einer Seilführung hoch über Grund die Ladung bereits an der Antriebsstation an einem langen Chemiefaserseil befestigt werden muß, damit der erforderliche Abstand zwischen Ladung und Schneedecke am Sprengort eingehalten wird. Ferner muß sichergestellt sein, daß die Ladung während des Transportes über längere Strecken nicht über sperrige Felsen oder durch bewachsene Hänge gezogen wird, weil sonst die Gefahr besteht, daß sie sich vom Gehänge löst oder die Zündschnüre herausgerissen werden und verlorengehen oder daß die Ladung in Bereichen detoniert, wo Menschen oder Objekte gefährdet werden.
Um ein Hängenbleiben der Ladung bei Sprengseilbahnen, deren Förderseil unterschiedlich hoch über Grund geführt ist, zu vermeiden, wurden sogenannte Absenkgeräte für den Transport von Sprengladungen entwickelt.
Die Sprengladung hängt am Absenkgerät. Damit sie während des Transports nicht irgendwo hängen bleibt, wird sie erst am Sprengort auf die richtige Höhe heruntergelassen.
An einer im Gerät aufgewickelten Schnur hängt die Sprengladung. Über eine einstellbare Zeituhr wird ein Elektromotor in Gang gesetzt, der die Sprengladung durch Abwickeln der Schnur am Sprengort bis auf die Schneeoberfläche absenkt. Durch die Entlastung des Seiles beim Aufsetzen der Ladung wird durch einen Schlaffseilschalter der Elektromotor umgeschaltet und die Ladung auf die vorher eingestellte Höhe über der Schneedecke wieder angehoben. Nach Entlastung durch die Detonation oder nach einer vorgegebenen Zeit wird die freihängende Schnur aufgewickelt. Im Falle eines Versagers erfolgt das Aufziehen der Ladung nach einer einstellbaren Sicherheitszeit von 10 bis 15 Minuten. Dadurch wird die Rückfahrt des Gerätes mit Ladung ermöglicht, ohne daß sie an Hindernissen hängenbleiben kann.
Leider zeigt die Praxis, daß diese für den Sprengeinsatz an Sprengseilbahnen so idealen Geräte bei widrigen Witterungsverhältnissen durch technische Mängel oder durch Bedienungs- und Wartungsfehler eine relativ hohe Ausfallquote haben. Wiederholt konnten notwendige Sprengungen mit Hilfe von Absenkgeräten nicht durchgeführt werden. Die Folge waren Sperrungen von Skipisten und Straßen oder aufwendige Ersatzsprengungen vom Hubschrauber aus. Wichtige sicherheitstechnische Forderungen und Verhaltensregeln sind im Merkblatt »Absenkgeräte für Schneefeldsprengungen« zusammengefaßt, das bei der Berufsgenossenschaft angefordert werden kann. Das Merkblatt richtet sich sowohl an Hersteller von Absenkgeräten als auch an Betreiber.
Sprengladung an Stangen
Bei der Verwendung von Sprengstangen, meist als Stangensprengen bezeichnet, muß der Sprengberechtigte zum Setzen der Sprengladung, die an einer ca. 2 bis 2,5 m langen Holzstange befestigt ist, in die Anrißzone der Schneedecke einsteigen, um den gewünschten Sprengerfolg zu erzielen. Bei dieser Tätigkeit ist es unerläßlich, daß der Sprengberechtigte von seinen Helfern mit einem Seil gesichert wird. Selbst bei vorsichtigem Vorgehen der Sprengmannschaften, die bei derartigen Einsätzen häufig stundenlang bei stürmischem Wetter unterwegs sind, ist eine Gefährdung durch Abstürzen oder abgehende Lawinen auf dem Weg zu den Sprengstellen oder bei der Sprengung selbst nicht auszuschließen.
In Hinblick auf diese Gefahrensituationen sollten Stangensprengungen nur dort durchgeführt werden, wo gelegentlich durch außergewöhnliche Schneelage eine Lawinengefahr beseitigt werden muß und andere Maßnahmen nicht angewendet werden können.
Sprengladung am Ausleger
Gratausleger bestehen meist aus einer teleskopartigen zusammenschiebbaren Rohrkonstruktion mit einer Ausladung bis zu 7 m, die horizontal schwenkbar gelagert ist. Sie trägt eine Rollenführung für das Seil, mit dem die Ladung abgesenkt werden kann. Durch das Hereinschwenken des Auslegers auf den Grat ist es möglich, die Sprengladung von einem sicheren Standplatz aus am Seil zu befestigen.
Gratausleger lassen sich nur dort anwenden, wo das Gelände zugänglich ist. Bei günstigen Standorten werden mit dieser Sprengmethode meist gute Sprengergebnisse bei geringem Aufwand erzielt.
Wo Steilhänge vom Grat des Berges aus gut zugänglich sind, wird die Ladung von Gratauslegern, auch Sprengruten genannt, über die Abrißzone der Lawine gebracht, wie hier im Rauschberggebiet.
Absetzen von Sprengladungen aus Hubschraubern
Der Einsatz von Hubschraubern zum Auslösen von Lawinen wird in unserer Alpenregion, insbesondere im Allgäu, seit vielen Jahren praktiziert. Da das Sprengen aus Hubschraubern mit einem erhöhten Sicherheitsrisiko verbunden ist, darf dieses Verfahren nur angewendet werden, wenn andere Sprengverfahren undurchführbar und die Sprengungen zur Abwendung einer drohenden Gefahr erforderlich sind. Bei Hubschraubereinsätzen wird mit einer speziellen Absenkvorrichtung eine vorgefertigte Ladung an einem ca. 2,5 m langen Papprohr mit Holzspitze in die Anrißzone des Schneefeldes abgesetzt und mit Hilfe von Pulverzündschnüren gezündet. Durch die Länge des Papprohres ist gewährleistet, daß die Detonation über der Schneedecke erfolgt und somit zu einem guten Sprengergebnis führt. Aufgrund des erhöhten Sicherheitsrisikos bei diesem Sprengverfahren und im Hinblick auf die besondere Rechtssituation beim Einsatz von Luftfahrzeugen für Sprengarbeiten wurden inzwischen Grundsätze für sicherheitstechnische Regeln für das vorsorgliche, beabsichtigte Auslösen von Schneeabgängen durch Sprengen von Hubschraubern aus erarbeitet.
In diesen Grundsätzen wurden nebenden sprengstoffrechtlichen und sicherheitstechnischen Belangen auch die erforderlichen fachlichen und körperlichen Voraussetzungen des Sprengpersonals geregelt.
In Sonderfällen müssen bei Schneefeldsprengungen Hubschrauber eingesetzt werden, mit denen die Sprengladung vor Ort gebracht wird. Die Ladung im Papprohr wird an einem Seil hängend im Schneefeld abgesetzt.
Sprengstoffe, Zündmittel
In Deutschland wird der Sprengstoff Sytex 2 ohne TNT-Anteil verwendet. Er ist sicher zu handhaben und nur gering wasserbeständig. Damit ist gewährleistet, daß sich Blindgänger, die nicht mehr aufgefunden werden, durch Feuchtigkeit in unschädliche Bestandteile zersetzen.
In der Regel wird, außer bei Reihensprengungen, mit Zündkapsel und Pulverzündschnur gezündet. Die Länge der Zündschnur und damit die Brenndauer richtet sich nach der Zeit, die das Sprengpersonal für das Anbringen oder Ausfahren (Sprengseilbahn) der Ladung oder für die Rückkehr zu einem sicheren Warteplatz bei Stangensprengungen benötigt. Pulverzündschnüre müssen mindestens 2 m lang sein, was einer Brenndauer von 4 Minuten entspricht. Je nach Schneeart, Schneedeckenaufbau, Größe und Neigung des zu entladenden Hanges beträgt die Sprengstoffmenge je Ladung 2,5 kg bis 10 kg.
Das Verwenden von Sprengstoffen und Zündmitteln ist in der Unfallverhütungsvorschrift »Sprengarbeiten« (VBG 46)geregelt. Im Sprengstoffgesetz ist neben dem Verwenden, das Herstellen, Bearbeiten, Wiedergewinnen, Aufbewahren, Vernichten, Befördern sowie Überlassen und Empfangen von explosionsgefährlichen Stoffen und Zündmitteln festgelegt.
Künstliche Lawinenauslösung
Für eine künstliche Lawinenauslösung gilt es, die Schneeoberfläche in einem möglichst großen Umkreis zu belasten. Je ausgedehnter die flächenmäßige Druckwirkung einer Sprengung, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß die anfälligste Stelle des Schneegefüges von den sich vom Detonationspunkt ausbreitenden Druckwellen erfaßt und damit der erste Anstoß für den Bruch der Schneedecke herbeigeführt wird. Eine Detonationsstelle auf oder besser noch über der Schneeoberfläche erfüllt diese Forderung am besten.
Bei lockerem Neuschnee oder Triebschnee ist der Erfolg einer Sprengung weitaus größer als bei gesetztem oder durchfeuchtetem Schnee. Es kommt also darauf an, daß die Sprengladung möglichst noch während des Vorganges der Schneeablagerung oder kurz danach gezündet wird. Wie die Erfahrung gezeigt hat, sind Lawinenabgänge nur bei einem Sprengzeitpunkt im Anfangsstadium der sogenannten abbauenden Schneekristallumwandlung zu erreichen, also bevor eine stärkere Setzung und Verfestigung der Schneedecke eingetreten ist. Bei mildem Wetter kann bereits wenige Stunden nach Schneefallende eine Sprengung erfolglos, d. h. ohne nennenswerten Schneeabgang, sein. Bei starkem Frost, insbesondere bei Lufttemperaturen unter minus 10 Grad Celsius, wird die abbauende Kristallumwandlung verzögert, so daß sich der Zeitraum für günstige Sprengbedingungen im allgemeinen auf ein bis zwei Tage nach Schneefallende ausdehnt.
Am aussichtsreichsten ist es, wenn der Sprengstoff oberhalb der sogenannten Zug- oder Anreißzone der Schneedecke, das ist bei einheitlichen Gefälle- und Rauhigkeitsverhältnissen im oberen Hangdrittel, gezündet wird. Die Praxis vieler Jahre hat gezeigt, daß Sprengungen bei 30 cm Neuschnee guten Erfolg versprechen. Die Ladung wird im Regelfall 1,5 m, bei steilen Hängen bis zu 3 m, über der Schneedecke gezündet.
Detonationswirkung auf die Schneedecke
Die durch die Detonation hervorgerufenen Druckschwankungen dringen in das Porensystem einer trockenen Schneedecke ein und pflanzen sich dort fort. Als Folge wird das Eisgefüge durch die Reibung der in den Porenkanälen strömenden Luft in Schwingungen versetzt. Durch die Luftdruckschwankungen in der Schneedecke werden die Kristalle aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Die entstehenden sogenannten Verschiebungswellen, die sich je nach Feuchtigkeitsgehalt der Schneedecke und Abstand von der Sprengstelle mit einer Geschwindigkeit von 750 m/s bis 1000 m/s fortpflanzen, verursachen im Eisskelett der Schneedecke zusätzliche Spannungen. Dadurch entstehen Gefügebrüche, die zur gewünschten Festigkeitsabnahme in der Schneedecke und damit zum Lawinenabgang führen.
Rechtliche Voraussetzungen für Sprengarbeiten
Der Umgang, Verkehr und die Beförderung von explosionsgefährlichen Stoffen ist im Gesetz über explosionsgefährliche Stoffe (Sprengstoffgesetz-SprengG) geregelt. Wer gewerbsmäßig, selbständig im Rahmen einer wirtschaftlichen Unternehmung Umgang, Verkehr oder Beförderung mit explosionsgefährlichen Stoffen betreibt, benötigt eine Erlaubnis, also auch Seilbahnunternehmen, die Schneefeldsprengungen durchführen. Wer unselbständig, d. h. wer in einem Arbeitsverhältnis stehend mit explosionsgefährlichen Stoffen Umgang, Verkehr oder Beförderung betreibt, benötigt einen Befähigungsschein. Der Befähigungsschein ist an die Person gebunden, er wird auf 5 Jahre befristet ausgestellt. Dies betrifft die Sprengberechtigten.
Erwerb eines Befähigungsscheines
- Zuverlässigkeit
Die Zuverlässigkeit wird durch eine Unbedenklichkeitsbescheinigung nachgewiesen, die bei dem für den Wohnsitz zuständigen Gewerbeaufsichtsamt beantragt werden muß. Die Zuverlässigkeit bezieht sich auf die gesamte persönliche Sphäre des Befähigungsscheinerwerbers. - Erforderliche Fachkunde
Die erforderliche Fachkunde hat nachgewiesen, wer gemäß § 301. Sprengverordnung eine Prüfung vor einem Vertreter der zuständigen Behörde (Gewerbeaufsichtsamt) abgelegt hat. In aller Regel erhält der Prüfling nach der Teilnahme an einem Grundlehrgang und erfolgreicher Prüfung ein Zeugnis vom Lehrgangsträger (Berufsgenossenschaft), mit dem er dann den Befähigungsschein beantragen kann. Dieser Befähigungsschein berechtigt den Besitzer, »Allgemeine Sprengarbeiten« durchzuführen. Sprengberechtigte für Schneefeldsprengungen müssen eine zusätzliche Fachkunde durch Prüfung nach der Teilnahme an einem Sonderlehrgang nachweisen. - Körperliche Eignung
Der Bewerber muß Seh- und Hörfähigkeit, sowie Farbtüchtigkeit nachweisen. Er muß frei sein von schweren Sprachfehlern und braucht eine gute Beweglichkeit des Körpers. - Alter
Bewerber für einen Befähigungsschein müssen mindestens 21 Jahre alt sein.
Sonderlehrgang für Schneefeldsprengungen
Die zusätzliche Fachkunde für Schneefeldsprengungen kann ein Sprengberechtigter in einem Sonderlehrgang erwerben. Lehrgangsträger ist die Berufsgenossenschaft der Straßen-, U-Bahnen und Eisenbahnen. Der Teilnehmer erhält nach bestandener Prüfung ein Zeugnis zum Nachweis seiner Fachkunde. Mit diesem Zeugnis kann er dann bei dem für seinen Wohnsitz zuständigen Gewerbeaufsichtsamt die Erweiterung in seinem Befähigungsschein auf das Sprengen von Schneefeldern beantragen.
Auslösen von Lawinen mittels Flüssiggas
In Deutschland werden Lawinen auch mit »GasEx-Anlagen« künstlich ausgelöst. Bei diesem Verfahren werden von einer Zentrale aus durch festinstallierte Rohrleitungen Flüssiggas und Sauerstoff zu »Explosionsrohren« geführt, dort im Verhältnis 1:5 gemischt und elektrisch gezündet. Die Explosionsrohre, die fest mit dem Gelände verbunden sind, haben eine Länge von 5 m, einen Durchmesser von 0,8 m und sind so angeordnet, daß die Ausblasöffnung auf die Schneedecke gerichtet ist.
Durch die Druckwelle der Explosion wird die Festigkeitsstruktur der Schneedecke beeinträchtigt. Ist diese labil, kommt es zum Anriß der Schneedecke und somit zum Abgang einer Lawine. Da der Zündvorgang ferngesteuert wird, kann das künstliche Auslösen von Lawinen unabhängig von Witterung und Tageszeit erfolgen und zwar dann, wenn die Abwehr einer drohenden Lawinengefahr dies erfordert, auch mehrmals hintereinander. Vorteilhaft ist ferner, daß Sprengberechtigte sich zur Durchführung der Sprengung nicht in lawinengefährdete Bereiche begeben müssen. Der Sprengbereich ist lediglich darauf zu kontrollieren, ob sich Personen, z. B. Skifahrer, dort aufhalten.
