Auslösung von

Mitteilungen

des Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung

Dezember 1957 Nr.13

MELCHIOR SCHILD

Sprengfelder

zur Auslösung von Lawinen

Sonderdruck aus «Bulletin fiir die zh·ile Sprengpraxis~, Effretikon. Heft 4, 1957 l nach Originaltext der Neuen Zürcher Zeitung•, Technik, Nr. 2564 mm 11. September 1957)

Diese ;\litteilung kann durch das Eidgenössische Institut für Schnee- und Lawinenforschung zum Preise , on Fr. 2.- bezogen werden

Sprengfelder zur Auslösung von Lawinen

Melchior Schild, Davos

Die Lawinenwinter 1951 und 1954,, die vor allem in den Schweizer Alpen und in Oesterreich zahlreiche Opfer an Menschenleben - 131 in der Schweiz, 278 in Oesterreich - und gewaltige materielle Schäden gefordert haben wirk- ten sich konsequenterweise auf viele Probleme des Lawinenschutzes aus. Die finanziellen Fragen, denen für die notwendige Sicherung lawinengefährdeter Siedlungen und Kommunikationen in der Folge größte Bedeutung zukommen mußte, fanden in der Schweiz eine sehr rasche und großzügige Lösung. Darüber hinaus machten sich aber auch Forderungen narh neuen Methoden, nach einer verbesserten Technik geltend. Sehr bedeutende Fortschritte konnten vor allem auf dem Gebiet der Anrißverbauungen erzielt werden, und es ist zu hoffen, daß die gefährdeten Lawinengebiete damit den erwarteten sicheren und dauernden Schutz erhalten haben. Auch der lawinenwamdienst erfuhr einen we entliehen Ausbau und gilt in andern Alpenländern weiterhin als Vorbild.

Abb. 1 Staublawine am Daubenhorn, 2941,7 m Photo Engelberger, Stans

Viele neue Vorschläge befaßten sich mit dem Problem der künstlichen Aus- lösung von Lawinen oder mit der Unschädlichmachung abstürzender Schnee- massen durch Sprengungen. Dieses Thema ließ dem Erfindergeist großen Spiel- raum, und es ist bemerkenswert, wie zahlreich diesbezügliche Anregungen auch von Bewohnern des Flachlandes bei den zuständigen Stellen einliefen. Leider fehlte den meisten Initianten in der Regel die richtige Vorstellung von den schneetechnischen Voraussetzungen zur Auslösung von Lawinen und von den Ausmaßen und der Gewalt bewegter Schneemassen. Grundsätzlich Neues und für die Praxis Brauchbares resultierte aus den vielen Vorschlägen nicht. Immer-

hin dürfen in diesem Zusammenhang die verschiedenen in letzter Zeit ent- wickelten Formen zur präventiven Auslösung von Lawinen erwähnt werden;

den konventionellen Mitteln (Minenwerfer und Handsprengung) versuchten die Erfinder Raketen, Lawinenmörser u. a. zur Seite zu stellen. Wie weit es sich dabei um Brauchbares handelt, soll im Rahmen einer umfassenden Uebersicht aller bekannten Methoden in einer späteren Veröffentlichung untersucht werden.

An dieser Stelle beschränken wir uns auf die Sprengfelder nach Ing. A. Messerli, weil dieses Mittel reelle Aussichten hat, sich in der Praxis durchzusetzen.

Ahh. 2 Anriß einer Sehneehrettlawine Photo M. Scl1il<l

Das Sprengfeldverfahren

Das grundsätzlich Neue am Sprengfeldverfahren besteht darin, daß die Sprengkörper, denen die lawinenauslösende Wirkung zugedacht ist, nicht - wiP.

bei allen übrigen Systemen - im Zeitpunkt der Lawinengefahr auf größere oder kleinere Distanz in das Anrißgebiet geschossen oder geworfen, sondern vor Winterbeginn dort eingebaut werden.

Im Lawinenhang, an dem zur Sicherung irgend eines Objektes, von Ski- routen o. a. eine künstliche Loslösung der Schneemassen erfolgen soll, wird das Anrißgebiet abgegrenzt. Diese Zone ist abhängig von der Geländekonfiguration sowie den Schneeablagerungsbedingungen; sie zieht sich als ein in seinen Aus- maßen und seinem Verlauf unregelmäßiger Streifen durch die obern Hang- partien und ist in der Regel durch einen Fachmann zuverlässig zu bestimmen.

In dieser Anrißzone werden im Spätherbst die Sprengkörper eingebaut. Ihre Anzahl richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten, wobei mit einem seitlichen Abstand von je 20 bis 60 m gerechnet werden muß. Die Sprengstellen werden nicht linear, sondern gestaffelt angeordnet. Als Sprengstoff wird das hochbrisante Trotyl in standardisierten Prismen von 600 g oder 1 kg (Ordonnanzmodell) verwendet. Zum Schutz vor kriechendem oder gleitendem Schnee werden die Sprengladungen in kleine hergerichtete Bodenvertiefungen gelegt. Als Zünd- mittel dienen je zwei elektrische Sprengkapseln, die mit Schnellverbindern an die Zündleitung angeschlossen sind. Letztere Yerläuft als verdrilltes Doppelkabel von der Zündstelle über den nächstgelegenen bis zum entferntesten Sprengkörper.

Sie wird an mehreren fixen Punkten - Pflöcken, Steinen, Gebüsch - befestigt oder in Rinnen gelegt und damit vor dem Abgleiten durch kriechenden oder gleitenden Schnee geschützt. Mit dem Ohmmeter kann der Anschluß sämtlicher Zünder kontrolliert. eventuell auch ein Unterbruch festgestellt werden.

Da praktisch immer für mehrere Lawinensituationen vorgesorgt werden muß, bedingt dies eine entsprechende Zahl von Serien. Diese werden in analoger Weise angelegt, wobei die Sprengkörper schachbrettartig versetzt anzuordnen sind.

Die einzelnen Serien überschneiden sich demzufolge; der Abstand der Spreng- körper von solchen einer andern Spreng5erie ist - ohne natürliche Deckung - vorläufig mit 5 m anzunehmen. Aus verschiedenen Gründen ist zu empfehlen, die Zündleitungen aller Serien über längere Strecken gemeinsam zu führen und sie durch verschiedene Farben zu kennzeichnen. - Die Zündstelle muß bei La- winengefahr ohne Risiko zugänglich sein und auch Schutz gegen die Sprengungs- wirkungen bieten.

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Es ist selbstverständlich, daß die künstliche Auslösung von Lawinen nur dort zur Anwendung kommen kann, wo ein fachmännisches Urteil dieses Mittel als tauglich und zuverlässig erachtet hat und zweckdienliche Sicherheitsmaßnahmen gegen mögliche Gefahren getroffen werden können. Das Urteil über die zu ver- wendende Methode wird nach einem strengen Maßstab gefällt werden müssen.

Nur wenn bestimmte Erfordernisse grundsätzlicher Natur erfüllt sind, kann ein Abwehrmittel in der Praxis Verwendung finden. Hiermit sollen Opfer und Schäden nach menschlichem Ermessen vermieden werden; darüber hinaus aber gilt es, Mißerfolge zu verhindern, weil solche den präventiven Lawinenschutz für die Zukunft überhaupt in Frage stellen könnten.

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_ ..,. SERIE 1 -SERIE 2

Abb.3

o SERIE J

---x SERIE 4

Sd1ema der Zündanlage

Z• ZÜNOSTELLE l • ZÜNOLEITUNS

Die Forderung nach Sicherheit der Bedienungsmannscha/t erscheint selbst- verständlich, und ein Hinweis darauf sollte überflüssig sein. Leider zeigt die jüngste Erfahrung, daß diesem Problem nicht durchweg die gebührende Be- achtung und Sorgfalt geschenkt wird. formell darf die Sicherheit dann als ge- nügend bezeichnet werden, wenn ein eventueller Schaden durch die Suval ge- deckt ist. Bei den Sprengfeldern kann diese Gefahr sowohl bei der Herrichtung.

bei der Zündung - gefahrloser Zugang und Deckung gegen Sprengstellen vor- ausgesetzt - wie auch bei einem notwendigen spätem Ausbau der Sprengkörper als belanglos gelten. Es sei darauf hingewiesen, daß Trotyl schlag- und feuer- sicher ist, und auch die Sprengkapseln nur auf elektrischem Wege mit Hilf<' eines entsprechenden Ziindapparates gezündet werden können, im übrigen aber gegen andere Einflüsse, wie Schlag, Alterung, Feuchtigkeit usw., als unemp- findlich gelten dürfen.

Entscheidende Bedeutung kommt der Sprengwirkung auf die Schneedecke zu.

Von ihr hängt Erfolg oder Mißerfolg ab, wobei allerdings der Erfolg nicht un- bedingt dem Entstehen einer Lawine gleichzusetzen ist. Ein Schießen oder Sprengen kann ohne lawinenauslöscnde Wirkung ebenfalls erfolgreich sein, so- fern die Gewißheit besteht, daß die Schneedecke in nächster Zukunft auch nicht durch andere Einflüsse subjektiver oder objektiver Art sich in Bewegung setzen wird. Es stellt sich in diesem Falle die Frage, ob die Sprengwirkung bzw. die Störung ausreichend war, um die Schneedecke entscheidend auf ihre Stabilität zu priifen, und demzufolge die momentane Sicherheit des Hanges bejaht werden darf. Die Antwort auf diese Frage kann als entscheidendes Kriterium des Wertes jeder neuen Methode gelten.

Abb. 4 Der Haupterkopf im Parsenngebiet. An dem im Schatten liegenden Steilhang wurde im Winter 1956/57 der erste Versuch mit Spreng-

feldern durchgeführt. Photo M. Schild

Die Sprengwirkung ist im wesentlichen eine Resultierende von drei Einzel· faktoren: Treffsicherheit, Geschoßzündung und Explosionsenergie. Diese drei Faktoren stehen in einer gewissen Wechselbeziehung zueinander, indem zum Beispiel große Treffsicherheit eine gewisse Herabsetzung der Explosionsenergie und einfachere Zünder zuläßt. (Beispiel: Handsprengung.) Andererseits ver- langen größere Waffen- und Geschoßstreuungen um so wirksamere Spreng- ladungen und empfindlichere Zünder. - Der Treffsicherheit kommt deshalb größte Bedeutung zu, weil es darum geht, den Sprengkörper innerhalb oder doch in unmittelbarer Nähe der Anriß- oder Zugzone zu placieren. In dieser Beziehung liegen die Voraussetzungen beim Sprengfeld ähnlich günstig wie bei der Handsprengung; von den verschiedenen Sprengkörpern einer Sprengserie werden sicher mehrere, wenn nicht gar alle, in dieser Hangzone liegen. Ebenso günstig liegen die Verhältnisse bezüglich der Explosionsenergie: Einmal kommt ein hochbrisanter Sprengstoff zur Anwendung, der den bei der Handsprengung und in Raketengeschossen bisheriger Ausführung verwendeten sogenannten Zi- vilsprengstoffen stark überlegen ist. Zudem ist die Dotation sehr reichlich, sie liegt in der Größenordnung einer Minenwerfergranate. Oertlich günstige Lage und große Explosionsenergie der Sprengkörper erlauben die Verwendung vo11 einfachen Zündern. Bei allen Geschossen ist wegen der Waffen- bzw. Geschoß streuung ein feinansprechender Momentanzünder, der die Explosion auf oder unmittelbar über der Schneedecke auslöst, erforderlich. Beim Sprengfeld wie auch bei der Handsprengung ist eine solche streuungkorrigierende Wirkung aus

den angeführten Gründen nicht notwendig. Dazu kommt, daß die direkt auf dem Boden detonierenden Sprengkörper und ihre kumulierte Explosionswirkung in manchen Fällen allein durch die Bodenerschütterung lawinenauslösend sein können.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Sprengwirkung einer

«Sprengserie» infolge flächenmäßig richtiger Lage, Verwendung von brisantem Sprengstoff, großer Ladungen und gleichzeitiger Explosion mehrerer Spreng- körper als optimal angesprochen werden darf.

Der Versuch im Parsenngebiet im Winter 1956/57

In Zusammenarbeit mit dem Patentinhaber, Ingenieur A. Messerli, Feld- meilen, wurde die Methode durch das Eidgenössische Institut für Schnee- und Lawinenforschung, \Veißfluhjoch-Davos, im Winter 1956/57 praktisch aus- probiert. Es standen dabei weniger Fragen grundsätzlicher Art als solche über technische Eignung und Materialprobleme im Vordergrund. Als Versuchsgebiet wurde der relativ kleine Hang am sogenannten Haupterkopf im Parsenngebiet, etwa 2500 Meter über Meer, gewählt. Der eigenartige Charakter des Winters war dem Unternehmen allerdings nicht besonders günstig gesinnt, indem durch das sehr frühe Einschneien der Einbau des Feldes am 26. Oktober und 14,. No- vember bei einer beträchtlichen Schneedecke erfolgen mußte und demzufolge nicht mit der gewünschten Anpassung an das Gelände vor sich gehen konnte.

Zudem war der Winter sehr schnee- und lawinenarm.

Der Versuch umfaßte ein Sprengfeld von drei Serien, die folgende Daten aufwiesen:

Serie 1: 6 Sprengkörper

a

600 g, 12 Zündkapseln, etwa 105 m Zündkabel (30 Q).

Serie 2: 5 Sprengkörper

a

1 kg, 10 Zündkapseln, etwa 95 m Zündkabel (25 Q).

Serie 3: 4, Sprengkörper

a

600 g, 2 Sprengkörper

a

1 kg, 12 Zündkapseln, etwa 130 m Zündkabel (29 Q).

Die Zündleitungen kamen sowohl - und zur Hauptsache - in gut isoliertem Doppelkabel als auch mit billigem Gefechtsdraht, in Isolierrohr verlegt, zur Ausführung.

Die erste Sprengung erfolgte am 13. Februar 1957 bei nur wenig Schnee.

Technisch gelang der Versuch vollständig, und die übrigen Serien blieben intakt.

Die Schneedecke wurde stark zerrissen, doch waren die Zugkräfte zur Bildung einer Lawine offenbar zu gering. - Durch die relativ großen Schneefälle Ende Februar mit anschließendem Regen bildete sich auch am Haupterkopf eine akute Lawinensituation, und die Schneemassen glitten von selbst zu Tal; eine Nach- kontrolle ergab, daß das Sprengfeld keinen Schaden genommen hatte. - Die zweite Sprengung erfolgte als Demonstration am 18. April. In einem Teil des Einzugsgebietes entstand eine kleinere Lawine. Wiederum zeigten sich keine

technischen Mängel, und die dritte Serie blieb unberührt. - Die letzte Spreng- serie sollte bis nach der Schneeschmelze belassen werden, damit die Fragen der Materialresistenz und die Ausbaumöglichkeit abgeklärt werden konnten. Am 13. Juli wurden je zwei Sprengkörper und Zündkapseln demontiert und mit Proben der Zündleitung zur Prüfung an die zuständigen Stellen eingesandt. Die restliche Serie wurde programmgemäß gesprengt. Der Versuch war damit über Erwarten günstig ausgefallen. Sowohl in technischer Hinsicht wie in Material- fragen hat er gute Resultate ergeben.

Abb. 5

Einzelladung einer Sprengserie. Rerhts ist die Zündleitung sichtbar.

Photo M. Schild

Abb. 6

Zündstelle auf dem Gipfel des Haupter- kopfes. Hinten die drei Zündleitungen; links Gefechtsdrnht in Isolierrohr, in der l\Iitte und rechts in \'erdrilltem Doppelkahel. Photo M. Sdiild

Als besonders vorteilhaft darf bei der Sprengfeldmethode gelten, daß zu ihrer Dedienung keine Spezialisten ( wie zum Beispiel beim Minenwerfer) notwendig sind, daß dieses Mittel in keiner Weise witterungsabhängig ist und ohne Nach- teil auch bei Nacht, Sturm und Nebel angewendet werden kann, und schließlich, daß Fehler durch menschliches Versagen praktisch ausgeschlossen sind. Auch die Bedenken in bezug auf elektrische Entladungen in der Atmosphäre scheinen unbegründet zu sein; trotz den vielen Gewittern des Frühsommers im Versuchs- gebiet - eine in der Nähe verlaufende Telephonleitung wurde durch Blitzschlag dreimal beschädigt - blieb die dritte noch vorhandene Serie unversehrt. Nach- teilig mag erscheinen, daß die Anzahl der Sprengungen durch den Bau des Sprengfeldes festgelegt und begrenzt ist; immerhin kann hier nötigenfalls da- durch eine Korrektur erfolgen, daß nach einer Sprengung ohne Lawinennieder- gang das betreffende Feld nochmals geladen wird. Dies muß allerdings gesche- hen, bevor Neuschnee oder Verwehungen die Anschlußstellen der Zündleitung zudecken. Gewisse Grenzen dürften auch der Distanz Zündstelle-Sprengfeld ge- setzt sein, es sei denn, die Zündleitungen erhalten zum Beispiel durch Verlegung in r:,chützende Röhren permanenten Charakter.

Abb. 7

Einrichten der Zündstelle Photo A. Messerli

Die Kosten des Sprengfeldverfahrens

Abb. 8 Verlegte, an Pflöcken be-

festigte Zündleitung Photo M. Schild

Wenn auch bei Lawinenschutzmaßnahmen die Kosten grundsätzlich eine untergeordnete Rolle spielen sollten - zumal diese immer in einem günstigen Verhältnis zum geschützten Objekt stehen dürften -, [allen sie in der Praxis doch stark ins Gewicht. Dies gilt \'or allem für die künstliche Auslösung, weil hier einerseits eine Deckung der finanziellen Aufwendungen durch Mittel der All gemeinheit nicht die Regel ist und anderseits die Häufigkeit der Anwendung durch hohe Kosten nicht zu stark gedrosselt werden darf. Es sei deshalb noch kurz untersucht, wie hoch sich die approximativen Kosten für die Sicherung eines Hanges durch das Sprengfeldverfahren stellen; das Resultat soll zudem mit den Verhältnissen bei der Verwendung des l\Iinenwerfers verglichen werden.

Als Betriebsdauer sei eine Zeit von fünf Jahren - zum Beispiel für eine Kraft- werkbaustelle - angenommen; die künstliche Auslösung soll im Mille) auf fünf Sprengungen pro Winter festgelegt und das Anrißgebiet auf 200 m Breite be- grenzt werden. Die Entfernung der Zündstelle vom Sprengfeld betrage 300 m.

Unberücksichtigt lassen wir dabei die Kosten der Begutachtung und Beratung ( sie dürften für beide Fälle identisch sein), Spesen und Löhne für die Bedie- nungsmannschaft sowie die Lizenzgebühr für die Anwendung der Sprengfeld- methode. Selbstverständlich kann es sich bei den angegebenen Zahlen nur um Richtpreise handeln; im konkreten Einzelfall sind wesentliche Abweichungen denkbar.

Kosten Sprengfeldverfahren: Zündleitungen (Anteil pro Jahr) 250 Fr., Sprengkörper ( 10

a

1 kg, 15

a

600 g) 250 Fr., Schnellverbinder, Zündkapseln, Pflöckli, Miete eines Ohmmeters und des Zündapparates 100 Fr.; Total 600 Fr.

Kosten des Minenwerferschießens: Miete und Transportspesen pro Jahr 200 Fr .. Einschießen (Anteil pro Jahr) 50 Fr.. fünf Schießen

a

^,j bis 5 Schuß 650 Fr.; Total 900 Fr.

Die Zusammenstellung zeigt, daß beide Methoden Yerhältnismäßig preiswert sind. C nter Mitberücksichtigung der nichtmateriellen Aufwendungen dürften die Verfahrenskosten in der selben Größenordnung liegen. Die Methode der Sprengfelder erweist sich damit auch in dieser Beziehung als konkurrenzfähig.

*

Das neue Verfahren zur künstlichen Auslösung von Lawinen durch Spreng- felder beschränkt sich auf stationär zu lösende Probleme. Fachgemäßer Einbau der Sprengserien in die Zugzonen des Lawinenhanges rnrausgesetzt. bietet sie auch dann den gefährdeten Gebieten sicheren Schutz. wenn die Sprengung ohne lawinenauslösende Wirkung bleibt. Die Bedienung ist einfach und prak- tisch gefahrlos, der Zeitpunkt der Anwendung unabhängig von Tageszeit und meteorologischen Einflüssen. Die Kosten des Verfahrens sind niedrig und liegen in der gleichen Größenordnung wie bei der Verwendung \"On Minenwerfern. Dir neue Methode dürfte im praktischen Lawinenschutz sehr bald angewendet wer- den, vor allem, weil sie die oftmals schwer zu überbrückende Lücke zwischen Minenwerfer und Handsprengung erfolgreich geschlossen hat.

Ahh. 9 :\lal!'rial zur Erstellung , on Sprengfeldern: , erdrilltes Doppelkuhei, Sprengstoff Trotyl (600 g Biichse), Zünd- kapsel, isolierende Schnellverbinder Ausfiihrung A (klein) und B (groß) Photo H. Holliger

Abb. 10 Die Hilfsgeräte zur Kontrolle und Sprengung einer Sprengserie: Ohmmeter und Ziindapparat

Photo H. Holliger

Als Mitteilungen sind bisher erschienen:

Nr. 1 Das Eidgenössische Institut für Schnee- und Lawinenforschung (Eröffnungsschrift) Oktober 1946, Preis Fr. 2.-.

Nr. 2 Diskussionsbeitrag zum Lawinenverbau. Von Edwin Bucher.

Januar 1947 (vergriffen).

Nr. 3 Schnee und Lawinen im Winter 1945/46. Bearbeitung von Edwin Bucher und Melchior Schild. Miirz 1947, Preis Fr. 1.-.

Nr. 4 Reflexions techniques au sujet du probleme de la formation des avalanches par Edwin Bucher. Juillet 1947, Prix Fr. 1.-.

Nr. 5 Considerazioni tecniche sulla formazione delle valanghe. Di Ing. E. Bucher. Febbraio 1948. Prezzo Fr. 1.-.

Nr. 6 Das Korngefüge von Schnee. Korngrößenanalyse von Altschnee durch Sedimentation. Von Dr. M. de Quervain. Mai 1948, Preis Fr. 1.-.

Nr. 7 Nomenklatur der Lawinen. Von Edwin Bucher. - Zur Frage der Beobachtung und Registrierung niedergegangener Lawinen durch Forstpersonal. Von Melchior Schild. - Zur Vermeidung von Lawinenunfällen. Von Melchior Schild. Mai 1949 (ver- griffen).

Nr. 8 Die außergewöhnlichen Schneefälle vom Januar und Februar 1951 in den Schweizer Alpen und ihre Folgen. Von Dr. M. de Quervain und Dr. Th. Zingg. Dezember 1952 (vergriffen).

Nr. 9 Der Lawinenverbau. Von A. J. Schlatter, E. Bucher, R. Haefeli, H. R. in der Gand, R. Figilister. September 1951, Preis Fr. 5.20.

Nr. 10 Verzeichnis der Fachausdrücke für Lawinenverbauungen. Schwei- zerische Kommission für Schnee- und Lawinenforschung. No- vember 1953, Preis Fr. 2.-.

Nr. 11 Nomenclature des termes techniques pour les travaux defense contre les avalanches. Com. suisse pour l'etude de Ja neige et des avalanches. Janvier 1954, Prix Fr. 2.-.

Nr. 12 Bestimmung der klimatischen Schneegrenze auf klimatologische1 Grundlage. Von Dr. Th. Zingg, September 1954, Preis Fr. 2.-.

Nr. 13 Sprengfelder zur Auslösung von Lawinen. Von Melchior Schild.

Dezember 1957, Preis Fr. 2.-.