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Tunnelbau in druckhaftem Gebirge - Falldarstellungen

Abstract:

Die Bezeichnung "druckhaftes Gebirge" stammt aus der Pionierzeit des Tunnelbaus in den Alpen. Die mannigfaltigen Äusserungen des Gebirgsdrucks gliederte man schon sehr früh in die drei Gruppen: Auflockerungsdruck. Quelldruck und echter Gebirgsdruck. Entsprechend beschrieb man das beobachtete Gebirgsverhalten durch Ausdrücke wie "nachbrüchiges", "blähendes" und "druckhaftes" Gebirge. Man war sich bereits im letzten Jahrhundert im klaren, dass hinter diesen drei Haupttypen des Gebirgsdrucks grundlegend verschiedene physikalische Mechanismen am Werke sind. Dass oft fliessende Übergänge von einer Gebirgsdruckart zur anderen vorkommen, oder diese gar in überlagerter Form auftreten können, leistet dem grossen, praktischen Wert dieser dreifachen Gliederung der Gebirgsdruckerscheinungen keinen Abbruch. Man spricht von druckhaftem Gebirge, wenn es nach Ausbruch des Hohlraumes die Tendenz zeigt, ihn zu schliessen. Die zeitliche Entwicklung der Hohlraumverengung wird als "Konvergenz" bezeichnet. Da der Einbau gegen die zunehmende Konvergenz Widerstand leistet, entsteht als Reaktion der Gebirgsdruck. Gebirgsdruck und Gebirgsverformung sind somit wesenhaft miteinander verknüpft. Kriechfähiges Gebirge ist eine Grundvoraussetzung für das Auftreten des echten Gebirgsdrucks. Auf den Ausbau bezogen bezeichnet man den Gebirgsdruck als Gewölbebelastung, auf das Gebirge bezogen als Ausbauwiderstand. Man bringt damit zwei Aspekte (Aktion und Reaktion) des gleichen Sachverhaltes zum Ausdruck. Überschreitet der Gebirgsdruck die Tragfähigkeit des Ausbaus, so wird dieser beschädigt oder gar zerstört und die Verengung des Hohlraumes schreitet weiter, bis ein neues Gleichgewicht erreicht wird. Bei der Verletzung des vorgesehenen Lichtraumprofiles des zeitweilig gesicherten Ausbruchs ist ein Nachnehmen des Gebirges unumgänglich. Solche Sanierungsarbeiten sind aber zeitaufwendig und mit hohem Kostenaufwand verbunden. Der vorliegende Bericht verfolgt das Ziel die in den letzten 25 Jahren weltweit gemachten Erfahrungen im Verkehrstunnelbau in druckhaften Gebirgszonen aufzuarbeiten und nach einheitlichen Gesichtspunkten darzustellen. Es geht hier um Fakten mit Verzicht auf Erklärungsversuche der beobachteten Rückschläge. Die Falldarstellungen sollen den Blick für die mannigfaltigen Äusserungen des echten Gebirgsdrucks schärfen. Da das Gebirgsverhalten untrennbar ist von den angewendeten Bau- und Betriebsweisen und der Art des zeitweiligen Ausbaus, ist es unerlässlich neben den Angaben über die geologischen Verhältnisse den jeweils durchgeführten Bauvorgang so präzise wie möglich zu beschreiben. Aus den insgesamt 17 Falldarstellungen drängt sich die Schlussfolgerung auf, dass die Entwicklung im modernen Tunnelbau dahingeht auch druckhafte Strecken möglichst grossflächig auszubrechen. Dies bedingt in der Regel die systematische Stabilisierung der Ortsbrust. Zwei Beispiele für Vortriebe mit Vollausbruch aus Italien konnten dank den ausführlichen Angaben von Prof. P. Lunardi in diesem Bericht vertieft erörtert werden.

Authors:

Kovári, Kalman and Staus, J.

Index Terms:

TunnelingGroup; Gebirgsdruck; Ortsbrust; Sanierung; Falldarstellungen; Kovari, Kalman; Staus, J.

Further Information:

Date published: 1996