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The construction of the Tauern Tunnel in the early 1970s was a milestone in the development of the New Austrian Tunnelling Method (NATM). The experience gained then formed the basis for the development of new technologies, which made tunnelling more efficient and safer and were applied consistently in the de- sign and construction of the second tube. The present article de- scribes the geological conditions, compares the geology with the original tunnel and then explains the starting points for the geo- mechanical design framework. The basic considerations for the planning of the tunnelling work are described, particularly for squeezing rock behaviour. Then there is a discussion of the geot- echnical monitoring and implementation of the design during the excavation of the tunnel, with particular consideration of the problem of long-duration creep deformation and the difficulties in the project-specific determination of warning values. Finally, the conditions encountered along the new tube are summarised and compared with the design and geotechnical conditions of the first tube. This includes a description of the extremely complex and difficult tunnelling conditions in incompetent rock when passing through the approx. 300m long section in slope debris. 1 Introduction The A10 Tauern autobahn connects the cities of Salzburg and Villach in the Austrian transport network. The stretch of road also has an international significance in the Euro- pean transport network; as the European E55, the A10 is one of the most important crossings of the Alps and con- nects Scandinavia with Italy and Greece. Because of this European significance, the improvement of the A10 Tauern Tunnel to provide one tube for each direction is one of the milestones in European long-distance trans- port. The opening of the second tube represented a great step into the future for Europe. 2 Geological documentation of the second tube The rock passed through can be categorised into three sections from the petrographical and tectonic points of view. From north to south, these are a section in loose rock, a phyllite section of uncertain stratigraphic classifi- cation and the penninic schist mantle. The loose rock sec- Der Bau der ersten Röhre des Tauerntunnels in den frühen 70er Jahren des letzten Jahrhunderts stellte einen Meilenstein in der Entwicklung der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise (NÖT) dar. Die damals gewonnenen Erfahrungen bildeten die Grundlage für die Entwicklung neuer Technologien, die den Tunnelbau effi- zienter und sicherer machten und bei Planung und Bau der 2. Röhre konsequent angewendet wurden. Vorliegender Beitrag erläutert nach einer Vorstellung der geologischen Rahmenbedin- gungen und einem Vergleich mit der Geologie der ersten Röhre die Ausgangspunkte für die geomechanische Rahmenplanung. Die grundsätzlichen Überlegungen bei der Vortriebsplanung, ins- besondere für druckhaftes Gebirgsverhalten, werden dargestellt. In weiterer Folge wird auf die geotechnische Überwachung und Umsetzung der Planung während der Vortriebsarbeiten einge- gangen, wobei besonders die Problematik von langanhaltenden Kriechverformungen und die Schwierigkeiten bei der projektspe- zifischen Festlegung von Warnwerten betrachtet werden. Ab- schließend werden die im Zuge des Vortriebs angetroffenen Ver- hältnisse zusammengefasst und eine Gegenüberstellung mit der Planung und den geotechnischen Verhältnissen der ersten Röhre durchgeführt. Dabei werden auch die äußerst komplexen und schwierigen Vortriebsbedingungen im Lockergestein bei der Durchörterung der ca. 300 m langen Hangschuttstrecke be- handelt. 1 Einleitung Die A10 Tauernautobahn stellt im innerösterreichischen Verkehrsnetz die Verbindung der Städte Salzburg und Vil- lach dar. Dieser Straßenzug hat darüber hinaus internatio- nale Bedeutung im europäischen Verkehrsnetz. Als Euro- pastraße E55 ist die A10 einer der bedeutendsten Alpen- übergänge und verbindet überregional Skandinavien mit Italien und Griechenland. Aufgrund dieser Bedeutung im europäischen Straßennetz ist der Vollausbau des A10 Tau- erntunnels im Richtungsverkehr einer der Meilensteine im europäischen Fernverkehr. Mit der Eröffnung der zweiten Röhre wurde innereuropäisch ein großer Schritt in die Zu- kunft gesetzt. Topics Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube Geotechnik, Vortrieb und Stützung der zweiten Röhre des Tauerntunnels und Vergleich mit der ersten Röhre Bernhard Kohlböck Andreas Mayer Robert Schnabl Ralf Vergeiner DOI: 10.1002/geot.201000028 343 © 2010 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Geomechanics and Tunnelling 3 (2010), No. 4
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Geotechnics, Tunnelling

Sep 27, 2015

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Mohamed Mekkawy

Geotechnics, Tunnelling
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  • The construction of the Tauern Tunnel in the early 1970s was amilestone in the development of the New Austrian TunnellingMethod (NATM). The experience gained then formed the basis forthe development of new technologies, which made tunnellingmore efficient and safer and were applied consistently in the de-sign and construction of the second tube. The present article de-scribes the geological conditions, compares the geology with theoriginal tunnel and then explains the starting points for the geo-mechanical design framework. The basic considerations for theplanning of the tunnelling work are described, particularly forsqueezing rock behaviour. Then there is a discussion of the geot-echnical monitoring and implementation of the design during theexcavation of the tunnel, with particular consideration of theproblem of long-duration creep deformation and the difficulties inthe project-specific determination of warning values. Finally, theconditions encountered along the new tube are summarised andcompared with the design and geotechnical conditions of the firsttube. This includes a description of the extremely complex anddifficult tunnelling conditions in incompetent rock when passingthrough the approx. 300m long section in slope debris.

    1 Introduction

    The A10 Tauern autobahn connects the cities of Salzburgand Villach in the Austrian transport network. The stretchof road also has an international significance in the Euro-pean transport network; as the European E55, the A10 isone of the most important crossings of the Alps and con-nects Scandinavia with Italy and Greece. Because of thisEuropean significance, the improvement of the A10Tauern Tunnel to provide one tube for each direction isone of the milestones in European long-distance trans-port. The opening of the second tube represented a greatstep into the future for Europe.

    2 Geological documentation of the second tube

    The rock passed through can be categorised into threesections from the petrographical and tectonic points ofview. From north to south, these are a section in looserock, a phyllite section of uncertain stratigraphic classifi-cation and the penninic schist mantle. The loose rock sec-

    Der Bau der ersten Rhre des Tauerntunnels in den frhen 70erJahren des letzten Jahrhunderts stellte einen Meilenstein in derEntwicklung der Neuen sterreichischen Tunnelbauweise (NT)dar. Die damals gewonnenen Erfahrungen bildeten die Grundlagefr die Entwicklung neuer Technologien, die den Tunnelbau effi-zienter und sicherer machten und bei Planung und Bau der2. Rhre konsequent angewendet wurden. Vorliegender Beitragerlutert nach einer Vorstellung der geologischen Rahmenbedin-gungen und einem Vergleich mit der Geologie der ersten Rhredie Ausgangspunkte fr die geomechanische Rahmenplanung.Die grundstzlichen berlegungen bei der Vortriebsplanung, ins-besondere fr druckhaftes Gebirgsverhalten, werden dargestellt.In weiterer Folge wird auf die geotechnische berwachung undUmsetzung der Planung whrend der Vortriebsarbeiten einge-gangen, wobei besonders die Problematik von langanhaltendenKriechverformungen und die Schwierigkeiten bei der projektspe-zifischen Festlegung von Warnwerten betrachtet werden. Ab-schlieend werden die im Zuge des Vortriebs angetroffenen Ver-hltnisse zusammengefasst und eine Gegenberstellung mit derPlanung und den geotechnischen Verhltnissen der ersten Rhredurchgefhrt. Dabei werden auch die uerst komplexen undschwierigen Vortriebsbedingungen im Lockergestein bei derDurchrterung der ca. 300 m langen Hangschuttstrecke be-handelt.

    1 Einleitung

    Die A10 Tauernautobahn stellt im innersterreichischenVerkehrsnetz die Verbindung der Stdte Salzburg und Vil-lach dar. Dieser Straenzug hat darber hinaus internatio-nale Bedeutung im europischen Verkehrsnetz. Als Euro-pastrae E55 ist die A10 einer der bedeutendsten Alpen-bergnge und verbindet berregional Skandinavien mitItalien und Griechenland. Aufgrund dieser Bedeutung imeuropischen Straennetz ist der Vollausbau des A10 Tau-erntunnels im Richtungsverkehr einer der Meilensteine imeuropischen Fernverkehr. Mit der Erffnung der zweitenRhre wurde innereuropisch ein groer Schritt in die Zu-kunft gesetzt.

    Topics

    Geotechnics, tunnelling and support of the secondtube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    Geotechnik, Vortrieb und Sttzung der zweiten Rhredes Tauerntunnels und Vergleich mit der ersten Rhre

    Bernhard KohlbckAndreas MayerRobert SchnablRalf Vergeiner

    DOI: 10.1002/geot.201000028

    343 2010 Ernst & Sohn Verlag fr Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin Geomechanics and Tunnelling 3 (2010), No. 4

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    tion is about 300 m long and is dominated by slope andmud debris with East Alpine carbonate blocks of up toseveral m3 volume, a mixture with a high content of finematerial. Near the rock line, particularly fine-grained, con-solidated deposits of possibly glacial origin were encoun-tered. The following 820 m of tunnel passed through achanging sequence of diverse phyllites (chlorite, sericite,quartz phyllite and variegated phyllite), which showed in-creasingly tectonic overprinting as the tunnel proceeded.At about km 82+055, this tectonisation, which can be seenas the result of the East Alpine thrusting over the Pen-ninicum, reached its maximum. This was associated withan increased tendency to rockfall due to unfavourablejointing conditions and formation of cacirites. On accountof the high degree of tectonic activity affecting the rockmass and the resulting characteristics, high rock pressureswere experienced in places, with the corresponding defor-mations.

    Demmer [7] assumed the tectonic boundary betweenthe East Alpine and the Penninicum to occur at the varie-gated phyllite (approx. km 82+155 in the second tube), al-though in the opinion of the author, the gradual lithologi-cal transitions between the sericite, quartz phyllites andchlorite phyllites on the one hand and the variegated phyl-lites on the other hand refute this interpretation. Theboundary in question may thus lie above the tunnel, aswas assumed by Brandecker [8] and Pchhacker [9]. Thetransition to a marble at km 82+299 meant that the pen-ninic schist mantle had been reached for certain. This wasshown by the change from diverse phyllites (green, greyand black phyllites) with limestone and dolomite marble,anhydrite and anhydrite-bearing phyllite, gypsum,quartzite and talc schist. This section of the tunnel wasdominated by various phyllites, although in some sectionsanhydrite or anhydrite-bearing phyllite was more signifi-cant (km 86+948 to 86+863, 85+131 to 84+443), lime-stone (km 82+299 to 82+486) or dolomite marble (km84+443 to 84+309).

    The geological structure is therefore equivalent over-all to the first tube, but shows clear deviations locally. Forexample, no serpentinite was encountered in the secondtube and the south drive had a considerably greater pro-portion of dolomite marble than the first tube. The ser-pentinite, intercalated as lenses in the phyllite, was en-countered in the first tube at about tunnel metre 1,800 m,but appears to dive underneath the second tube and so isnot found, apart from a few lenses of only a few decime-tres thickness near the crosscut FQ North. The dolomitemarble in the south drive, which in the first tube was onlya few tens of metres thick, extends to over 130 m in thesecond tube. This seems to be a lens, which the originaltunnel only passed through the edge of.

    The groundwater ingress was low overall, and wasconcentrated in three areas: Firstly, the slope debris section showed a quantity of wa-

    ter dependent on the time of year and the precipitation.As the tunnel neared the rock line, the water quantity in-creased, which is mostly the result of the damming effectof the fine-grained and possibly glacial deposits in thissection. The quantity of single occurrences reached upto 1.5 l/s. On reaching the rock line, the conditions be-came increasingly dry.

    2 Geologische Dokumentation der zweiten Rhre

    Das durchrterte Gebirge kann auf petrographischer undtektonischer Basis in drei Teilbereiche untergliedert wer-den. Von Nord nach Sd eine Lockergesteinsstrecke, einePhyllitstrecke von nicht gesicherter stratigraphischer Zu-ordnung und die penninische Schieferhlle. Die etwa300 m lange Lockergesteinsstrecke wurde durch fein-kornreichen Hang- und Murenschutt mit ostalpinen Kar-bonatblcken mit bis zu mehreren m3 Volumen domi-niert. Im Nahbereich der Felslinie wurden besondersfeinkornreiche, konsolidierte Ablagerungen von mg-licherweise glazialem Ursprung angetroffen. Auf den da-rauf folgenden 820 Vortriebsmetern wurde eine Wechsel-folge diverser Phyllite (Chlorit-, Serizit-, Quarz- undBuntphyllit) durchrtert, die eine im Vortriebsverlauf zu-nehmende tektonische berprgung aufwiesen. Etwa beikm 82+055 erreichte diese Tektonisierung, die als Folgeder berschiebung des Ostalpins ber das Penninikum zusehen ist, ihr Maximum. Damit einher ging eine erhhteNachbrchigkeit, die durch ungnstige Trennflchenver-schnitte und Kakiritbildung hervorgerufen wurde. Auf-grund dieser hohen Tektonisierung des Gebirges und derdamit einhergehenden Ausprgung kam es zu zum Teilhohen Gebirgsdrcken mit den entsprechenden Verfor-mungen.

    Von Demmer [7] wurde die tektonische Grenze zwi-schen Ostalpin und Penninikum mit dem Auftreten derBuntphyllite angenommen (ca. km 82+155 in der zweitenRhre), wobei die graduellen lithologischen bergngezwischen den Serizit-, Quarz- und Chloritphylliten einer-seits und den Buntphylliten andererseits aus Sicht derVerfasser gegen diese Interpretation sprechen. Die fragli-che Grenze drfte daher oberhalb des Tunnels verlaufen,wie dies von Brandecker [8] und Pchhacker [9] ange-nommen wurde. Mit dem bergang in einen Marmor beikm 82+299 wurde die penninische Schieferhlle gesicherterreicht. Diese zeichnete sich durch einen Wechsel von di-versen Phylliten (Grn-, Grau- und Schwarzphyllit) mitKalk- und Dolomitmarmor, Anhydrit und anhydritfhren-dem Phyllit, Gips, Quarzit und Talkschiefer aus. DieserVortriebsabschnitt wurde von den diversen Phylliten do-miniert, in Teilabschnitten berwog jedoch Anhydrit bzw.anhydritfhrender Phyllit (km 86+948 bis 86+863,85+131 bis 84+443), Kalk- (km 82+299 bis 82+486) oderDolomitmarmor (km 84+443 bis 84+309).

    Der geologische Aufbau ist damit insgesamt quiva-lent zur ersten Rhre, zeigt aber lokal deutliche Abwei-chungen. Beispielhaft sind das Fehlen von Serpentinit inder zweiten Rhre und der erheblich grere Anteil anDolomitmarmor im Sdvortrieb gegenber der erstenRhre zu nennen. Der linsig in den Phyllit eingeschalteteSerpentinit, der in der ersten Rhre etwa bei Tunnelmeter1.800 angetroffen wurde, taucht offensichtlich unter diezweiten Rhre ab, sodass er dort fehlt abgesehen verein-zelter Linsen mit wenigen Dezimetern Mchtigkeit im Be-reich des Querschlags FQ Nord. Der Dolomitmarmor imSdvortrieb, der in der ersten Rhre lediglich wenige Zeh-nermeter mchtig ist, erstreckt sich in der zweiten Rhreber 130 m. Offensichtlich handelt es sich auch dabei umeine Linse, die in der ersten Rhre nur im Randbereichdurchrtert wurde.

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    Secondly, the rock mass was always aquiferous near se-ries containing anhydrite and gypsum. This was stronglymineralised water, which is aggressive to concrete withsulphate contents between 417 and 11,800 mg/l SO4.The quantity from single occurrences was normally un-der 0.5 l/s.

    Thirdly, water was encountered in the shallow parts ofthe south drive (to approx. km 86+856) with the lowquantities (maximum 0.3 l/s) often being associatedwith jointing elements or lithological boundaries.

    Despite the lower number of occurrences of water ingresscompared to the original tunnel, there was no noticeabledifference in the total quantity of water between the twotubes. It can generally be assumed that no drainage of therock mass had been induced by the original tunnel, al-though a statistical verification of this would be difficulton account of the generally low quantities of formationwater.

    3 Geomechanical design according to the OEGG guideline3.1 Starting point for the design

    An almost complete documentation, Geology and Exca-vation from Kaiser and Kunz [10] is available about theconstruction of the original Tauern Tunnel, and this wasthe most important background data for the geomechani-cal design. In addition to this, the results of deformationand convergence measurements were available for somesections, but only covered a very short stretch, particularlyin the southern section. There were also the results ofrock mechanical investigations from the construction ofthe first tube and various papers in the relevant literature.

    For the implementation of the geomechanical designaccording to the OEGG guideline [6], an additional test-ing programme was carried out with uniaxial and triaxialcompression tests, shear tests and dilatometer tests. Min-eralogical analyses, abrasiveness tests and borehole scanswere also carried out.

    The analysis of the rock mechanical parametersshowed that the shear parameters for the phyllite deter-mined in the 1970s lay clearly below the newly gained re-sults, with particularly the cohesion showing much lowervalues. For the geomechanical design, the results deter-mined in the more recent extensive testing programme

    Der Bergwasserandrang war insgesamt gering undkonzentrierte sich auf drei Bereiche: Erstens zeigte die Hangschuttstrecke ein jahreszeitlich

    schwankendes und vom Niederschlag abhngiges Aus-ma an Bergwasserzutritten. Mit zunehmenderAnnhe-rung an die Felslinie nahm derWasserandrang zu, wobeidies in erster Linie auf die stauende Wirkung der fein-teilreichen, mglicherweisen glazigenen Ablagerungenin diesem Abschnitt zurckzufhren ist. Die Schttungeinzelner Zutritte erreichte bis zu 1,5 l/s. Mit dem Errei-chen der Felslinie wurden zunehmend trockene Verhlt-nisse angetroffen.

    Zweitens trat Wasserfhrung immer im Nahbereich vonanhydrit- und gipsfhrenden Serien auf. Es handeltesich dabei um stark mineralisierte, betonaggressive Ws-ser, die Sulfatgehalte zwischen 417 und 11.800 mg/l SO4aufwiesen. Die Schttung einzelnerWasserzutritte lag inder Regel unter 0,5 l/s.

    Drittens wurde Wasserfhrung in den tagnahen Berei-chen des Sdvortriebs (bis ca. km 86+856) beobachtet,wobei die gering schttenden Zutritte (maximal 0,3 l/s)oft an Gefgeelemente oder lithologische Grenzen ge-bunden waren.

    Trotz der im Vergleich zur ersten Rhre geringeren Anzahlan Wasserzutritten konnte hinsichtlich der Gesamtscht-tung kein nennenswerter Unterschied zwischen den bei-den Rhren festgestellt werden. Grundstzlich kann da-her angenommen werden, dass eine durch die ersten Rh-re Tauerntunnel induzierte Drnage des Gebirges nichtstattgefunden hat, wenngleich ein diesbezglich statistischgefhrter Nachweis aufgrund der generell geringen Mengean Bergwasser schwierig ist.

    3 Geomechanische Planung gem GG-Richtlinie3.1 Ausgangspunkte der Planung

    Vom Bau der ersten Rhre des Tauerntunnels liegt einefast vollstndige Dokumentation Geologie und Aus-bruch von Kaiser und Kunz [10] vor, welche die wichtigs-te Grundlage fr die geomechanische Planung bildete. Zu-stzlich waren in einigen Abschnitten die Ergebnisse vonVerschiebungs- und Konvergenzmessungen vorhanden,die jedoch vor allem im sdlichen Abschnitt nur ber ei-nen sehr kurzen Bereich vorlagen. Weitere Informationen

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    were used. The derivation of the rock mass parametersfrom the rock parameters was performed according toHoek-Brown [11]. Altogether nine rock types were laiddown for the rock section.

    3.2 Checking of the rock mass parameters through back-calculation

    To check the derived rock mass parameters, a number ofcross-sections through the first tube, for which the geolog-ical conditions, the structure and the results of deforma-tion measurements were available, were checked using theconvergence confinement method. Specifically, theYoungs modulus was varied so that the documented sup-port measures and the ground characteristic curve were inequilibrium at the time of the documented deformations.In this regard, it should be pointed out that consideringthe working conditions in the 1970s, the documented datawas always set as the lower limit, because the monitoring-sections were installed later than is normal today and itcan be assumed that the deformations, which actually oc-curred, were greater than documented. The back-calcula-tion does, however, permit a check of the range of the rockmass parameters and was still helpful for the formation ofthe geomechanical model and design of the second tube.

    3.3 Determination of the rock mass behaviour type and checking of the system behaviour

    The rock mass behaviour types (GVT) were categorisedaccording to the plane of cleavage dipping to the northand separately for the north and south drives. The deci-sive parameters for the classification to a rock mass behav-iour type were the failure zone depth estimated throughthe convergence confinement method and the maximumdeformations occurring, with the limits for the TauernTunnel being selected according to Table 1. On account ofthe various known reports of long-duration, creeping de-formation of the rock mass, rather low limits were set forradial deformation for the classification of the rock massbehaviour types.

    For the construction of the first tube, shotcrete thick-nesses of 15 cm and anchors 4 to 6 m long were consid-ered sufficient, but for the construction of the second tube,shotcrete up to 25 cm thick was specified from the startwith systematic installation of anchors 6 to 9 m long and amaximum anchor density of 380 running metres of anchorper running metre of tunnel (overall cross-section). The

    bildeten die Ergebnisse von felsmechanischen Versuchenvom Bau der ersten Rhre sowie diverse Verffentlichun-gen in der einschlgigen Fachliteratur.

    Zur Umsetzung der geomechanischen Planung ge-m GG-Richtlinie [6] wurde ein zustzliches Erkun-dungsprogramm mit einachsialen und dreiachsialenDruckversuchen, Scherversuchen und Dilatometerversu-chen durchgefhrt. Mineralogische Analysen, Abrasivi-ttstests und Bohrlochscans wurden ebenfalls durchge-fhrt.

    Bei der Analyse der felsmechanischen Kennwertezeigte sich, dass die in den 1970-er Jahren ermitteltenScherparameter bei den Phylliten deutlich unter den neugewonnen Ergebnissen lagen, wobei insbesondere die Ko-hsion viel niedrigere Werte aufwies. In der geomechani-schen Planung wurden aufgrund der fortgeschrittenenVersuchstechnik die mit dem umfangreicheren und aktu-elleren Versuchsprogramm erhaltenen Ergebnisse berck-sichtigt. Die Ableitung der Gebirgskennwerten aus denGesteinskennwerten erfolgte nach Hoek-Brown [11]. Ins-gesamt wurden fr die Felsstrecke neun Gebirgsarten aus-gewiesen.

    3.2 berprfung der Gebirgskennwerte durch Rckrechnungen

    Zur berprfung der abgeleiteten Gebirgskennwerte wur-den mehrere Querschnitte der ersten Rhre, an denen diegeologischen Verhltnisse, der Ausbau und die Ergebnisseder Verschiebungsmessungen vorliegen, mit dem Kenn-linienverfahren rechnerisch berprft. Dabei wurde ins-besondere der E-Modul so variiert, dass der dokumentier-te Ausbau und die Gebirgskennlinie einen Gleichge-wichtszustand zum Zeitpunkt der dokumentierten Ver-schiebungen bilden. Diesbezglich muss angemerktwerden, dass unter Bercksichtigung der damaligen Ar-beitsverhltnisse die dokumentierten Messergebnisse je-weils als untere Grenze angesetzt wurden, da die Mess-querschnitte spter als heute blich eingebaut wordensind und davon auszugehen ist, dass die tatschlich einge-tretenen Verschiebungen noch etwas grer sind als do-kumentiert worden ist. Die Rckrechnung erlaubte jedocheine berprfung der Bandbreiten der Gebirgsparameterund war damit hilfreich fr die geomechanische Modell-bildung und Planung der zweiten Rhre.

    3.3 Festlegung der Gebirgsverhaltenstypen und berprfungdes Systemverhaltens

    Die Gebirgsverhaltenstypen (GVT) wurden aufgrund dergegen Norden einfallenden Schieferungsflchen getrenntfr den Nord- und Sdvortrieb ermittelt. Ausschlaggebendfr die Zuordnung zu den GVT waren die aus dem Kenn-linienverfahren abgeschtzte Bruchzonentiefe sowie diemaximal auftretenden Verschiebungen, wobei fr denTauerntunnel die Grenzen gem Tabelle 1 gewhlt wor-den sind. Aufgrund der aus diversen Berichten bekanntenlanganhaltenden kriechenden Gebirgsverformungen wur-den fr die Einteilung der GVT eher geringe Grenzen frdie Radialverschiebung angesetzt.

    Whrend bei der ersten Rhre ber weite Bereichenur Spritzbetonstrken von 15 cm und Ankervon 4 bis 6 m

    Table 1. Criteria for the classification of rock mass behav-iour types according to failure zone depth (BZT), radialdeformation (r) and tunnel radius (R)Tabelle 1. Kriterien zur Zuordnung der Gebirgsverhaltens-typen entsprechend Bruchzonentiefe (BZT), Radialverschie-bung (r) und Tunnelradius (R)

    Rock mass behaviour type Main criterion Secondary criterion

    2 r < 5 cm (BZT < 2.5)

    3 r < 1015 cm BZT < R

    4 BZT > R r > 1015 cm

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    maximum specified anchor length was limited to 12 m,even when the failure zone depth estimated by the conver-gence confinement method extended up to about 15 m in-to the rock mass.

    The decision about support measures and the check-ing of system behaviour were also carried out in accor-dance with the convergence confinement method, withthe occurrence of a state of equilibrium between supportcharacteristic curve and rock mass being checked. Withregard to the deformation-allowance, a maximum of60 cm was specified in accordance with the results fromthe convergence confinement method, although deforma-tions of 1.3 m had been recorded during the constructionof the first tube (Figure 1). This resulted from the back-calculation of the first tube, where a state of equilibriumwas just reached with 60 cm radial deformation and apractical support resistance.

    According to the tunnel radius of 5.6 m and a maxi-mum shotcrete strain of 2%, the shotcrete can, however,only absorb about 12 cm of radial deformation. Larger de-formations were assigned to the yielding elements in-stalled in the shotcrete lining. In this manner, altogethersix tunnelling classes were classified for the tunnel, whichspecified up to six rows of yielding elements.

    In the slope debris section, a similar tunnelling con-cept was intended to that of the original tunnel. The topheading, driven as a partial-face excavation in advance,was equipped with a temporary invert arch and planks,rock bolts and face anchors were intended as pre-supportmeasures.

    4 Support and geomechanical monitoring of the second tubeof the Tauern Tunnel

    The 6,500 m long Tauern Tunnel passes through the mostvaried rock formations. After starting at the northern endin loose material, the slope debris section, the tunnel thenenters relatively stable green phyllite, until after about800 m the strongly squeezing behaviour of the series con-sisting mostly of black phyllite becomes noticeable. Thesqueezing sections were often interrupted by stable mar-ble inclusions. The further the tunnel went southward, themore favourable were the rock conditions.

    4.1 Slope debris section

    The section in slope debris at the northern end with alength of 330 m consists mostly of non-cohesive sphericalgravels, which are interrupted in sections by coarse-grad-ed sand banks, representing a major challenge for the min-ing crews at the start of the tunnel.

    For pre-support in the crown, steel forepoling boards2.5 to 3 m long, 220 mm wide and 6 mm thick were most-ly used. The forepoling boards could be rammed easily in-to the gravel matrix and thus provide adequate head pro-tection for the next round. This method was problematicwhere large boulders were bedded in the normally rela-tively homogeneous gravel matrix, as the planks could notbe driven through the boulders, which in places led togaps in the otherwise closed steel screen. This problemhad to be overcome by drilling spiles into the boulders andthen blasting to loosen them (Figure 2).

    Lnge vorgesehen waren, wurden bei der Planung derzweiten Rhre generell grere Spritzbetonstrken bis25 cm und eine Systemankerung mit 6 bis 9 m langen An-kern und einer maximalen Ankerdichte von 380 Lauf-meter Anker pro Laufmeter Tunnel (Gesamtquerschnitt)von vorneherein vorgesehen. Die maximal vorgesehenenAnkerlngen wurden aus baupraktischen Grnden auf12 m begrenzt, auch wenn die aus dem Kennlinienverfah-ren abgeschtzten Bruchzonentiefen bis zu ca. 15 m tief indas Gebirge ragten.

    Die Festlegung der Sttzmittel und die berprfungdes Systemverhaltens wurden wiederum nach dem Kenn-linienverfahren durchgefhrt, wobei das Eintreten einesGleichgewichtszustands zwischen Kennlinie von Ausbauund Gebirge berprft wurde. Hinsichtlich des berma-es wurden in der Ausschreibung gem den Ergebnissenaus dem Kennlinienverfahren maximal 60 cm vorgesehen,obwohl aus dem Bau der Bergrhre Verschiebungen von1,3 m bekannt waren (Bild 1). Dies ergab sich aus denRckrechnungen der ersten Rhre, wo mit 60 cm Radial-verschiebung und einem praktikablen Ausbauwiderstandein Gleichgewichtszustand gerade noch erreichbar war.

    Entsprechend dem Tunnelradius von 5,6 m und einermaximalen Spritzbetonstauchung von 2% kann derSpritzbeton jedoch nur rund 1 cm Radialverschiebungaufnehmen. Grere Verschiebungen wurden den in derSpritzbetonschale eingebauten Stauchelementen zugewie-sen. Auf diese Art und Weise wurden insgesamt sechs Vor-triebsklassen fr den Tunnel vorgesehen, die bis zu sechsReihen mit Stauchelementen vorsahen.

    In der Hangschuttstrecke wurde ein hnliches Vor-triebskonzept wie beim Bau der ersten Rhre vorgesehen.Die im Teilflchenausbruch vorauseilende Kalotte wurdemit einem temporren Kalottensohlgewlbe versehen, alsvorauseilende Sttzmanahmen wurden Dielen, Spiee,und Brustanker vorgesehen.

    4 Ausbau und geomechanische berwachung der zweitenRhre des Tauerntunnels

    Der ca. 6.500 m lange Tauerntunnel durchrterte ver-schiedenste Gesteinsformationen. Nach einer im Norden

    Fig. 1. Settlement of the crown by 1.3 m during the con-struction of the original tunnel [1]Bild 1. Firstsetzungen von 1,3 m beim Bau der ersten Rhre[1]

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    Much greater problems were experienced with the ex-cavation of the face. The face in the top heading had to beexcavated in up to 25 sections because of the unstablegravel layers. The average number of sections during theadvance of the top heading was about 12 to 13 per round.Each section had to be supported immediately after exca-vation with construction mesh and shotcrete and alsosupported with face anchors before the next section couldbe opened (Figure 3). In addition, the gravel formations infront of the face were grouted with cement where possible,which led to considerable stabilisation. Despite the veryelaborate support measures (including temporary invert inthe top heading), it still proved possible to achieve an av-erage advance rate of approx. 2 m in the top headingthrough the slope debris.

    The excavation of the bench and invert were per-formed under the protection of pre-support in the sidewalls. Tubular spiles with a length of 3 to 4 m were drilledinto the ground at a spacing of about 1 metre and injectedwith cement grout. This procedure led to sufficient stabil-isation of the ground so that no more problems were en-countered during excavation.

    beginnenden aus Lockergestein bestehenden Hangschutt-strecke tauchte der Vortrieb in noch relativ stabileGrnphyllite ein, bis sich nach ca. 800 m Vortrieb dasstark druckhafte Gebirgsverhalten in den aus berwie-gend Schwarzphyllit bestehenden Gebirgsabfolgen be-merkbar machte. Die druckhaften Bereiche wurden im-mer wieder von stabilen Marmoreinschaltungen unterbro-chen. Je weiter der Vortrieb Richtung Sden verlief, destogutmtiger entwickelte sich das Gebirgsverhalten.

    4.1 Hangschuttstrecke

    Die ca. 330 m lange Hangschuttstrecke im Norden be-stehend aus vorwiegend kohsionslosen Rollkiesen, dieabschnittsweise mit grob abgestuften Sandbnken unter-brochen waren, stellte fr die Vortriebsmannschaften dieerste groe Herausforderung am Beginn der Vortriebs-arbeiten dar.

    Als vorauseilende Sicherung im Firstbereich kamenhauptschlich Stahldielen mit 2,5 bis 3 m Lnge, 220 mmBreite und 6 mm Dicke zum Einsatz. Die Dielen lieensich leicht in die Kiesmatrix einrammen und dadurchkonnte ein ausreichender Kopfschutz fr die jeweilsnchsten Abschlge erzielt werden. Problematisch wurdediese Methode, wenn in der sonst relativ homogenen Kies-matrix grere Findlinge eingenistet waren. Durch Find-linge konnten die Dielen nicht durchgetrieben werden,was teilweise zu Fehlstellen im sonst geschlossenen Stahl-schirm fhrte. Diesen Nachteil konnte man durch dasEinbohren von Spieen in die Findlinge und anschlieen-des Sprengen der Gesteinskrper (Lockerungssprengun-gen) neutralisieren (Bild 2).

    Wesentlich grere Probleme bereitete der Ausbruchan der Ortsbrust. Die Kalottenortsbrust musste aufgrundder instabilen Kieslagen in bis zu 25 Teilflchen geffnetwerden. Die durchschnittliche Anzahl an Teilflchen wh-rend des Kalottenvortriebs in der Lockergesteinsstreckelag bei ca. 12 bis 13 je Abschlag. Jede Teilflche musste so-fort nach dem ffnen mit Baustahlgitter und Spritzbetonund gegebenenfalls mit Ortsbrustanker gesichert werden,bevor die nchste Teilflche geffnet werden durfte(Bild 3). Zustzlich wurden nach Mglichkeit die Kiesfor-mationen vor der Ortsbrust gezielt mit Zementinjektionverpresst, was zu einer deutlichen Stabilisierung fhrte.Trotz der sehr aufwndigen Sttzmanahmen (einschlie-lich temporre Kalottensohle) konnte in der Hangschutt-strecke eine durchschnittliche Vortriebsleistung von ca.2 m in der Kalotte erzielt werden.

    Die Vortriebsarbeiten in der Strosse und Sohle erfolg-ten im Schutz einer Voraussicherung im Ulmenbereich.Hier wurden im Abstand von einem Meter Injektionsbohr-spiee mit einer Lnge von 3 bis 4 m in den Baugrund ge-bohrt und mit Zementmrtel verpresst. Diese Vorgehens-weise fhrte zu einer ausreichenden Stabilisierung des Bo-dens, sodass es whrend der Ausbruchsarbeiten zu keinenProblemen gekommen ist.

    4.2 Felsstrecke

    Die Vortriebsarbeiten im Festgestein wurden im Spreng-verfahren gem der Neuen sterreichischen Tunnelbau-weise gestaltet, wobei neben den Standardsttzmitteln fr

    Fig. 2. Pre-support in the slope debris section Bild 2. Vorauseilende Sicherung in der Hangschuttstrecke

    Fig. 3. Partial face-excavation in the slope debris sectionBild 3. Teilflchenausbruch in der Hangschuttstrecke

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    4.2 Rock section

    The tunnelling works in solid rock were performed bydrilling and blasting according to the new Austrian Tun-nelling Method, and the standard support measures weresupplemented in the squeezing section with deformationslots, yielding elements and face anchors for solid rock(grouted continuously threaded rebars).

    The scheduled use of yielding elements with con-trolled deformation during the construction of the secondtube made a particular contribution to overcoming thelarge deformations. Experience rapidly made clear that insqueezing conditions with deformations of 14 cm in placesover the first 10 days, long-duration deformation wasrecorded, which in this case then led to the failure of theshotcrete lining unless yielding elements were used wherethe overall deformation exceeded just 16 cm (Figures 4and 5).

    It is not possible just from the geological features ofthe face to recognise whether the tunnel is passingthrough squeezing rock. Only in very squeezing rock wasthe rock exposed at the face tectonically stressed to suchan extent that the fault zone could be recognised optically,leading to an expectation of squeezing conditions. In thiscase, however, the slightly squeezing start of the fault zonewould already have been passed. In slightly squeezing ar-eas with low initial deformation values, it was only possi-ble to notice the damage to the shotcrete lining weeks lat-er, resulting in extensive repair works.

    The advance geotechnical interpretation of the defor-mation measurements poses similar problems [3]. Massivefault zones could be recognised from the alteration of thedirection of the longitudinal deformation vector (Fig-ure 6). In slightly squeezing areas, where the shotcrete lin-ing would eventually fail under slight but long-durationdeformation, the failure then resulted in an acceleration ofthe deformations. It was not possible to recognise such ar-eas using this method.

    On account of the unsatisfactory prediction accuracyin squeezing sections, the initial deformation of the shot-crete lining in the first 24 hours was taken as the basis forthe decision whether to use further yielding elements, ac-cording to the following project-specific scheme: from 3 cm of initial deformation, two rows of deforma-

    tion slots with yielding elements (deformation al-lowance = 20 to 30 cm) installed.

    from 6 cm initial deformation, four rows (deformationallowance = 40 cm) installed (Figure 7).

    above 12 cm initial deformation in the first 24 hours, sixrows of yielding elements (deformation allowance =50 cm) would be installed, although this case never actu-ally occurred.

    The appropriate application of these criteria enabled theshotcrete lining to remain stable and intact over the entirelength of the tunnel.

    5 Comparison with the original tunnel

    The comparison of the support measures for the first andsecond tubes [3] showed that the second tube in a typi-cal rock section required less support measures and per-

    die druckhaften Gebirgsbereiche auch Verformungsschlit-ze, Stauchelemente und Ortsbrustanker fr Festgestein(SN-Mrtelanker mit durchgehendem Gewinde) zum Ein-satz kamen.

    Insbesondere kamen beim Bau der zweiten Rhrekontrolliert deformierbare Stauchelemente gezielt zumEinsatz, um die groen Verformungen beherrschen zuknnen. Die Praxis zeigte rasch, dass in druckhaften Ver-hltnissen bei Verschiebungen von beispielsweise 14 cm inden ersten 10 Tagen ein langanhaltendes Verschiebungs-verhalten feststellbar war, was dann im konkreten Fall oh-ne Einsatz von Stauchelementen bereits bei 16 cm Ge-samtverschiebung zum Bruch der Spritzbetonschale fhr-te (Bilder 4 und 5).

    Rein durch das geologische Ortsbrustbild kann nichterkannt werden, ob sich der Tunnelvortrieb im druckhaf-ten Gebirge bewegt. Nur in sehr stark druckhaften Berei-chen war das Gebirge an der Ortsbrust tektonisch so be-ansprucht, dass die Strungszone optisch zu erkennenwar und druckhafte Gebirgsverhltnisse erwarten lie. Ineinem solchen Fall hatte man jedoch den leicht druckhaf-ten Beginn der Strungszone bereits verpasst. In leicht

    Fig. 4. Shear failure in the shotcrete lining at TM 782 (with-out yielding elements)Bild 4. Scherbruch in der Spritzbetonschale TM 782 (ohneStauchelemente)

    Fig. 5. Settlement curve against time at TM 782Bild 5. Zeit-Setzungskurve TM 782

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    mitted longer round lengths at the same time. During theconstruction of the second tube, the yielding elementsinstalled in the longitudinal slots produced a significantsupport resistance as the deformation occurred. In com-parison to the open deformation slots in the constructionof the original tunnel, this produced much lower defor-mations. While during the north drive of the originaltunnel, extra height of 60 to 80 cm had to be laid down, it proved possible to overcome the squeezing con-ditions during the construction of the second tube with amaximum specified deformation allowance of 30 to40 cm.

    As with the construction of the original tunnel, thelargest deformations during the construction of the sec-ond tube occurred in an area where no yielding elementshad been installed and large deformations occurred afterthe failure of the shotcrete lining. The largest deforma-tions measured in the second tube of 43 cm (Figure 8)cannot, however, be compared with the 1.3 m documentedin the first tube (see Figure 1).

    The area of the infamous station TM 1848, where itwas only possible to stop the deformations in the old tun-nel by installing a 2 m thick inner lining at the FQ North,was passed through by the second tube without problems,partially due to the fact that hardly any serpentinite wasencountered this time.

    Working from the south portal, the deformations inboth tunnels were less than from the north portal. While

    druckhaften Bereichen konnte bei geringen Anfangsver-schiebungsmesswerten der Schaden in der Spritzbeton-schale erst nach Wochen erkannt werden, was umfangrei-che Sanierungsarbeiten zur Folge hatte.

    hnliches gilt fr die geotechnischen Vorausinterpre-tationen aus Verschiebungsmessungen [3]. Massive St-rungszonen konnten anhand der Richtungsnderung desLngsverschiebungsvektors (Bild 6) erkannt werden. Inleicht druckhaften Bereichen, in denen bei geringen aberlang anhaltenden Verformungen des Gebirges die Spritz-betonschale letztlich versagte, kam es in Folge des Ver-sagens wiederum zu einer Beschleunigung der Verschie-bungen. Solche Bereiche konnten mit dieser Methodenicht erkannt werden.

    Aufgrund der unbefriedigenden Vorhersagegenauig-keit fr druckhafte Gebirgsbereiche wurde fr die Fest-legung des weiteren Einsatzes von Stauchelementen dieErstverschiebung der Spritzbetonschale in den ersten24 Stunden nach folgendem projektspezifischem Schemaherangezogen: Ab 3 cm Erstverformung wurden im Kalottenquer-

    schnitt zwei Reihen Verformungsschlitze mit Stauchele-menten (m = 20 bis 30 cm) eingebaut.

    Ab 6 cm Erstverformung vier Reihen (m = 40 cm) ein-gebaut (Bild 7).

    Ab 12 cm Erstverformung in den ersten 24 Stunden wa-ren sechs Reihen Stauchelemente (m = 50 cm) vorge-sehen, wobei dieser Fall nie eingetreten ist.

    Fig. 6. Vertical deformations (top) and deformations along the tunnel (bottom) in fault zonesBild 6. Vertikalverschiebungen (oben) und Verschiebungen in Tunnellngsrichtung (unten) bei Strungszonen

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    crown settlements of 22 cm were measured during theconstruction of the first tube, no more than 10 cm oc-curred during the south drive of the second tube. The de-formations were generally under 5 cm.

    6 Summary

    In summary, it can be said that the construction of thesecond tube in rock sections turned out to be much lessproblematic than the first tube. This improvement is notjust due to the experience gained in the original tunnel butabove all due to the enormous technical progress in tun-nelling and the thorough application of further develop-ments in tunnelling technology. Powerful drilling jumbosand concrete spraying machines make it possible to installhigh-quality support measures rapidly and more efficient-ly. Further developments in shotcrete technology and theuse of long anchors with newly developed rib geometry[4] counter the loosening of the rock mass very effectively.The use of yielding elements is considered particularly sig-nificant, because these enable a higher support resistancewhile still permitting deformation, in contrast to the openslots used in the original tunnel. The regulations andguidelines available today [5] [6] regulate decisions moreclearly and could therefore be implemented more quicklyin the second tube. The deformations, which occurredduring the excavation of the rock section of the secondtube, were therefore less than 50% of those during theconstruction of the first tube.

    Bei entsprechender Anwendung dieser Kriterien konntedie Spritzbetonschale ber die gesamte Vortriebslnge sta-bil und intakt gehalten werden.

    5 Vergleich mit der ersten Rhre

    Beim Vergleich der Sttzmittelzahlen der ersten und zweitenRhre [3] ergab sich, dass die zweite Rhre bei einem typi-schen Felsbereich geringere Sttzmittelzahlen bei gleich-zeitig hherer Abschlagslnge aufwies. Beim Bau der zwei-ten Rhre konnte durch die in den Lngsschlitzen eingebau-ten Stauchelemente unmittelbar mit Einsetzen der Verfor-mung ein mageblicher Ausbauwiderstand erzielt werden.Im Vergleich mit den offenen Lngsschlitzen beim Bau derersten Rhre resultierten daraus deutlich geringere Ver-schiebungen. Whrend im Nordvortrieb der ersten Rhreber weite Bereiche berhhungen von 60 bis 80 cm an-geordnet worden sind, konnten die druckhaften Vortriebs-abschnitte beim Bau der zweiten Rhre mit einem angeord-neten berma von maximal 30 bis 40 cm bewltigt werden.

    Wie schon beim Bau der ersten Rhre traten diegrten Verschiebungen bei der zweiten Rhre ebenfallsin einem Bereich auf, in dem keine Stauchelemente einge-baut waren und in dem es daher nach Bruch der Spritz-betonschale zu groen Verschiebungen gekommen ist.Die maximal gemessenen Verschiebungen von 43 cm beider zweiten Rhre (Bild 8) stehen jedoch in keiner Rela-tion zu den dokumentierten 1,3 m, die bei der ersten Rh-re aufgetreten waren (vgl. Bild 1).

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    In some localised areas, the geological conditions al-so contributed to more favourable ground behaviour, par-ticularly the absence of serpentininte near the FQ Northat TM 1848 or the increased presence of marble in thesouthern drive.

    In the slope debris section, the situation is not soclear despite technological progress. The globular slopedebris still results in a tedious advance as it did then, witha variable number of partial excavations. The technicalprogress in this case results in a reduced number of minersworking in increased safety due to the use of shotcrete ro-bots and drilling jumbos for setting forepoling boards andspiles.

    References

    [1] Rabcewicz, L.v. & Pacher, F.: Die neue sterreichische Tun-nelbauweise und ihre Anwendung beim Tauern- undKatschbergtunnel (The New Austrian Tunnelling Methodand its application in the Tauern and Katschberg Tunnels).Sonderdruck aus Tauernautobahn, 1976.

    [2] Steindorfer, A.: Short Term Prediction of Rock Mass Behav-iour in Tunnelling by Advanced Analysis of DisplacementMonitoring Data. Dissertation, Graz University of Technolo-gy, 1998.

    [3] Ayaydin, N. & Leitner, A.: Tauern tunnel first and secondtubes from the consultants viewpoint. Geomechanics andTunnelling 2 (2009), No. 1, pp. 1423.

    [4] FSV: Technische Vertragsbestimmungen zur Leistungs-beschreibung Tunnelbau (Technical contract conditions forthe description of tunnelling works). 2003.

    [5] Norm B 2203-1: Untertagebauarbeiten Werkver-tragsnorm, Teil 1: Zyklischer Vortrieb (Underground con-struction standard contract, Part 1: sequential advance).sterreichisches Normungsinstitut, Vienna, 2001.

    [6] OeGG: Richtlinie fr die geotechnische Planung von Un-tertagebauten mit zyklischem Vortrieb (Guideline for the geo-technical design of underground works with sequential ad-vance). sterreichische Gesellschaft fr Geomechanik,Salzburg, 2008.

    Der Bereich der bekannten Station TM 1848, wo dieVerschiebungen in der Bergrhre nur durch den Einbaueiner 2 m dicken Innenschale im FQ Nord gestoppt wer-den konnten, wurde bei der zweiten Rhre problemlosdurchfahren unter anderem da hier kaum mehr Serpen-tinit angetroffen wurde.

    Im Sdvortrieb waren die Verschiebungen bei beidenRhren geringer als im Nordvortrieb. Whrend jedoch beider ersten Rhre Firstsetzungen bis 22 cm dokumentiertwurden, traten beim Sdvortrieb der Talrhre kaum mehrals 10 cm Firstsetzung auf. berwiegend lagen die Ver-schiebungen sogar unter 5 cm.

    6 Zusammenfassung

    Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass der Fels-vortrieb in der zweiten Rhre deutlich unproblematischerausgefhrt werden konnte als bei der ersten Rhre. DieserUmstand ist neben den Erkenntnissen vom Bau der erstenRhre vor allem auf den enormen technischen Fortschrittim Tunnelbau und die konsequente Anwendung der wei-terentwickelten Regeln der Tunnelbautechnik zurckzu-fhren. Durch leistungsfhige Bohrgerte und Spritzmo-bile konnten qualitativ hherwertige Sttzmittel rascherund effizienter eingebaut werden. Weiterentwicklungen inder Spritzbetontechnologie und der Einsatz von langenAnkern mit neu entwickelter Rippengeometrie [4] wirkender Entfestigung des Gebirges massiv entgegen. Als beson-ders wesentlich wird auch der Einsatz von Stauchelemen-ten erachtet, die im Gegensatz zu den offenen Schlitzenvom Bau der ersten Rhre einen hheren Ausbauwider-stand bei gleichzeitigem Zulassen von Deformationen er-mglichten. Auerdem sind durch die heute vorhandenenRegelwerke [5] [6] Entscheidungen klarer geregelt undkonnten daher beim Bau der zweiten Rhre dementspre-chend schneller umgesetzt werden. Die beim Vortrieb derFelsstrecke der zweiten Rhre aufgetretenen Verschiebun-gen betrugen daher berwiegend weniger als 50% ver-glichen mit dem Bau der ersten Rhre.

    Fig. 7. Advance with four rows of yielding elementsBild 7. Vortrieb mit vier Reihen Stauchelementen

    Fig. 8. Changeover to yielding elementsBild 8. Umstellung auf Stauchelemente

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    B. Kohlbck/A. Mayer/R. Schnabl/R. Vergeiner Geotechnics, tunnelling and support of the second tube of the Tauern Tunnel and comparison with the first tube

    [7] Demmer, W.: Die geologische Bearbeitung des Tauerntun-nels. Tauernautobahn, Salzburg 1976.

    [8] Brandecker, H.: Tauerntunnel, Geotechnisches Gutachten.Unverffentlichtes Gutachten. Salzburg, 1969.

    [9] Pchhacker, H.: Moderner Tunnelvortrieb in sehr starkdruckhaftem Gebirge. PORR-Nachrichten, Heft 57/58. Wien,1974.

    [10] Kaiser & Kunz: Tauerntunnel Bergrhre. Tunneldoku-mentation Geologie und Ausbruch (Tauern Tunnel mountaintube, tunnel documentation of geology and excavation),19701973.

    [11] Hoek, E., Carranza-Torres, C. & Corkum, B.: Hoek-Brownfailure criterion 2002 edition. Proc. NARMS-TAC Confer-ence, Toronto, 2002.

    Mag. Andreas Mayerbf:gh Bro fr Geologie und Hydrogeologie ZT GmbHCarl-Zuckmayer-Strae 15020 [email protected]

    Dipl.-Ing. Bernhard KohlbckIGT Geotechnik und Tunnelbau ZT GmbHMauracherstrae 95020 [email protected]

    In rtlichen Teilbereichen haben auch die geologi-schen Bedingungen zu einem gnstigeren Gebirgsverhaltenbeigetragen. Hier ist vor allem das Fehlen von Serpentinitim Bereich des FQ Nord bei TM 1848 oder das vermehrteAuftreten von Marmor im Sdvortrieb zu erwhnen.

    In der Hangschuttstrecke stellt sich die Situationtrotz des Fortschritts der Technologie nicht so deutlichdar. Der rollige Hangschutt bedingte heute wie damalseinen mhsamen Vortrieb mit einer stark variierendenAnzahl an Teilflchen. Der technische Fortschritt uertesich hier vor allem in der deutlich reduzierten Anzahl derMineure bei gleichzeitiger Erhhung der Sicherheit fr dieVortriebsmannschaft durch den Einsatz von Spritzroboternund Bohrjumbos fr das Setzen von Dielen und Spieen.

    Dipl.-Ing. Ralf VergeinerSPP Spirk & Partner ZT GmbHBayerhamerstrae 145020 [email protected]

    Dipl.-HTL-Ing. Robert SchnablAsfinag Bau Management GmbHOberweiburg 1245582 St. [email protected]

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    A W i l e y C o m p a n y

    QEine Offenbarung ber das Ende des Bauens wird mit dieser Apokalypse Bau nicht vorgelegt, es sind aber die Kassandrarufe eines mit Verstand und Herz Sehenden und die Enthllung einer Zeitenwende, welche sich nicht in der europisch harmonisierten Umstellung unserer Normen erschpft. Wer dies meint, dem ffnen die Karikaturen von Klaus Stiglat die Augen fr das Ausma der Zeitenwende, die uns Bauingenieure im ge-sellschaftlichen Kontext ereilt und deren apokalyptische Reiter Karrierismus, Kritiklosigkeit und Brokratie heien knnten. Sind die Tugenden des Ingenieurs Vernunft,

    Kreativitt, und Pragmatismus nicht mehr zeitgem? Klaus Stiglats Aufruf an die Berufskollegen: Bewahren wir uns doch Selbstkritik, Selbstironie und ein wenig Bescheidenheit und vergessen wir nicht, dass zu detaillier-te Regelungen ein falsches Bild von uns zeichnen, die Fantasie tten und die Gerichte belasten! Er hilft uns dabei in bekannter und geschtzter Weise mit spitzer Feder und Humor, in Wort und Bild, auf die Sprnge.

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