Geologie und Geotechnik der Basistunnels am Gotthard und am Lötschberg (DOI-Nr. 10.3218/3158-4)

Inhalt

Löschberg Profil

Vorwort

1. Geologische Risiken und Massnahmen

Die neue Gotthardbahn – Stand der Arbeiten

DER GOTTHARD-BASISTUNNEL

Stand der Arbeiten

DER CENERI-BASISTUNNEL

Geologie und Risikostreumass

Der Nutzen des Ceneri-Basistunnels

Geologische Risiken und Massnahmen im Tunnelbau

1 EINLEITUNG

2 DAS GEOLOGISCHE RISIKO

3 DIE GEOLOGISCHE PROGNOSE

4 THEORETISCH ZUR VERFÜGUNG STEHENDE HILFSMITTEL

5 PRAKTISCHE VERFÜGBARKEIT DER HILFSMITTEL

6 HÄUFIGSTE ABWEICHUNGEN

7 DIE BAU-PROGNOSE

8 DAS BAURISIKO

9 VERMINDERUNG DER „GEOLOGISCH BEDINGTEN RISIKEN“

10 SCHLUSSFOLGERUNGEN

Vorauserkundung im Karst der Doldenhorn-Decke

EINLEITUNG

VORAUSERKUNDUNGSKONZEPT

STARK WASSERFÜHRENDE KARSTZONE BEI KM 26.1

SCHLUSSFOLGERUNGEN

LITERATURVERZEICHNIS

Geologische Risiken und Massnahmenplanung am Beispiel des Teilabschnitts Sedrun

1 METHODIK DES RISIKOMANAGEMENTS BEI DER ATG

1.1 Ziele

1.2 Der Prozess des Risikomanagements

2 BEISPIELE AUS DEM TEILABSCHNITT SEDRUN

2.1 Kurzbeschrieb Teilabschnitt Sedrun

2.2 Beispiel 1: Baugrund im TZM Nord schlechter als prognostiziert

2.3 Beispiel 2: Nichterkennen von hochpermeablen Störzonen

2.4 Beispiel 3: Chance „Baugrund besser als erwartet“

3 SCHLUSSFOLGERUNGEN

REFERENZEN

Geodätische Überwachung Sedrun – Faido

1 EINLEITUNG

2 DAS GEFÄHRDUNGSBILD BEI DER UNTERQUERUNG DER STAUANLAGEN DER KVR

3 DIE MASSNAHMEN

4 KONZEPT DER GEODÄTISCHEN ÜBERWACHUNG

4.1 System zur Überwachung der Talquerschnitte

4.2 Nivellements zur Detektierung von grossräumigen Setzungen

4.3 Überwachung von Einzelpunkten mit GPS

5 AUFBAU DER ÜBERWACHUNGSSYSTEME

5.1 Nivellements

5.2 Talquerschnitte und Einzelpunkte

6 BISHERIGE ERKENNTNISSE - ERGEBNISSE

6.1 Nivellements

6.2 Talquerschnitte

6.3 GPS Einzelpunkte

7 SCHLUSSBEMERKUNGEN

Umsetzung der bautechnischen Massnahmen im Tavetscher Zwischenmassiv Nord

EINLEITUNG

PROJEKTIDEE, ANALYSE UND UMSETZUNG

Prognostizierte geologisch-geotechnische Verhältnisse

Ausbaukonzept in den druckhaften Zonen als Projektidee

Auftragsanalyse, Schlussfolgerungen

Die Spezialvortriebe

Vortriebsinstallationen

ERFAHRUNGEN

Tatsächliche Geologische Verhältnisse

Arbeitsabläufe und Geräteeinsatz

Vortriebsleistungen

AUSBLICK

Geologisch-geotechnische Erkundungen und Überwachung in der Multifunktionsstelle Faido

1 EINLEITUNG

2 GEOLOGIE

2.1 Allgemeines zur Entstehung

2.2 Geologische Prognose gemäss Werkvertrag

3 VORAUSERKUNDUNGEN

3.1 Seitenstollen West als Vorauserkundungsstollen

3.2 Kernbohrungen

3.3 Seismische Tomographie

3.4 Seismische Vorauserkundung mit TSP

3.5 Zerstörende Bohrungen

3.6 Auswertung und Visualisierung

4 MESSTECHNISCHE ÜBERWACHUNG

4.1 Überwachungskonzept

4.2 Optische 3D-Spiegel

4.3 Extensometer

4.4 Messanker und Ankerkraftmessdosen

4.5 Sondenextensometer

4.6 Tape-Extensometer

4.7 Druckmessdosen

4.8 Strain Gauge

4.9 Curvometer

4.10 Seismische Überwachung von Bergschlägen

5 AUSBLICK

REFERENZEN

2. Geologische Prognosen und Befund

Predicted and measured rock temperatures in the Gotthard Base Tunnel – a comparison

1 INTRODUCTION

2 RESULTS OF THE 1998 PREDICTION

3 ROCK TEMPERATURE MEASUREMENTS DURING TUNNEL CONSTRUCTION

4 THE REVISED PREDICTION

5 CONCLUSIONS, OUTLOOK

ACKNOWLEDGEMENTS

REFERENCES

Geologisch-geotechnische und hydrogeologische Verhältnisse im Vortrieb Amsteg: Vergleich zwischen Prognose und Befund

EINLEITUNG

GEOLOGISCHE PROGNOSE

GEOLOGISCH-GEOTECHNISCHE VERHÄLTNISSE IN DEN DURCHFAHRENEN GEBIRGSABSCHNITTEN

Altkristalline Einheiten

Spätvariszische Plutonite

Vulkanische und sedimentäre Bildungen des Karbons

ANGETROFFENE STÖRUNG A13 UND HYDROTHERMAL ZERSETZTES GEBIRGE

ANGETROFFENE HYDROGEOLOGISCHE VERHÄLTNISSE

SCHLUSSFOLGERUNGEN

Geologisch-geotechnische Verhältnisse

Hydrogeologische Verhältnisse

REFERENZEN

Vortrieb Gotthard-Basistunnel, Teilabschnitt Sedrun: geologisch-geotechnisch- hydrogeologische Verhältnisse im Tavetscher Zwischenmassiv und in der Urseren-Garvera-Zone

1 EINLEITUNG

1.1 Allgemeine Einführung zum Bauwerk

1.2 Regionaltektonische Übersicht

1.3 Bisherige Untersuchungen Sedrun

2 GEOLOGISCHE VERHÄLTNISSE

2.1 Tavetscher Zwischenmassiv

2.2 Urseren-Garvera-Zone

3 STRUKTURGEOLOGIE

3.1 Gefüge und Durchtrennung

3.2 Störzonen

4 HYDROGEOLOGISCHE VERHÄLTNISSE

5 GEOTECHNIK

5.1 Geotechnische Verhältnisse im Südlichen Tavetscher Zwischenmassiv und in der Urseren-Garvera-Zone

5.2 Geotechnische Verhältnisse im Nördlichen Tavetscher Zwischenmassiv

6 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN

REFERENZEN

Strukturgeologische Verhältnisse in der Multifunktionsstelle Faido

1 EINLEITUNG

2 STÖRZONEN IN DER MFS FAIDO

2.1 Kernbereich

2.2 Randzonen

3 STRUKTUREN

3.1 Schieferung

3.2 Klüfte

3.3 Kakirite

4 GENESE DER STÖRZONEN

VERDANKUNG

LITERATURVERZEICHNIS

Seismic tomography to investigate the tunnel surroundings of the Side Gallery West of the multifunctional station Faido

1 INTRODUCTION

1.1 Tunnelling status at the MFS Faido in 2002/2003

1.2 The seismic tomography principle

2 SEISMIC MEASUREMENTS

2.1 Field work

2.2 Data processing

3 RESULTS OF THE TOMOGRAPHIC INVERSION AND COMPARSION WITH THE MAPPED GEOLOGY

3.1 P-wave tomography

3.2 S-wave tomography

4 DISCUSSION

5 CONCLUSION

REFERENCES

Low angle fault zones and TBM excavation in Bodio section of Gotthard Base Tunnel

1 INTRODUCTION

2 GENERAL TECTONIC SITUATION

3 UNEXPECTED FLAT LYING BRITTLE FAULT ZONE

4 NEW INVESTIGATIONS AND POSSIBLE INTERPRETATION OF THE FLAT LYING TECTONIC

5 CONCLUSIONS

REFERENCES

Hydrogeologie Vortrieb Ferden

1 EINLEITUNG

2 GEOLOGISCH – HYDROGEOLOGISCHE SITUATION

2.1 Bereich Altkristallin

2.2 Bereich Jungfraukeil und der vorgelagerten Sedimenteinschuppungen

2.3 Bereich Übergangszone in den Gastern-Granit sowie Gastern-Granit

LITERATURVERZEICHNIS

3. Geologie, Gebirgseigenschaften und Vortriebsmethoden

Tunnel stability in highly stressed, brittle ground – rock mechanics considerations for Alpine tunnelling

1 INTRODUCTION

1.1 Predicting rockmass behaviour

1.2 Matching design and rockmass behaviour

1.3 „Robust engineering“ versus „observational approach“

1.4 Anticipating rock behaviour

2 UNDERSTANDING AND MODELLING BRITTLE FAILURE

2.1 Rockmass degradation

3 ANTICIPATING THE „UNEXPECTED“

3.1 Expected in-situ stress field

3.2 Expected depth of failure at tunnel wall

3.3 Expected tunnel convergence due to rockmass bulking

4 TUNNEL FACE STABILITY

4.1 Face degradation process

4.2 Influence of depth

5 EFFECT OF WEAKNESS ZONES

6 CONCLUSIONS

REFERENCES

Hard rock tunnel boring machines used for the excavation of the AlpTransit base tunnels

1 CHALLENGES AND CONDITIONS OF THE LÖTSCHBERG TUNNEL STEG/ RARON PROJECTS

1.1 Geological conditions on the „Steg“ section

1.2 TBM and cutterhead design

1.3 TBM parameters

1.4 Conclusion Lötschberg/Steg

2 THE GOTTHARD BASE TUNNEL – PART OF THE NEAT PROJECTS

2.1 General

2.2 Geological and hydrogeological conditions, Lot Amsteg

2.3 Geological and hydrological conditions, Lot Bodio

2.4 Tunnelling and machine design

2.5 Course of the project

3 LESSON LEARNED

Lötschberg-Basistunnel: Baulos Raron – Vergleich der Vortriebe TBM/ SPV

1 DIE PROJEKTÜBERSICHT

1.1 Das Portal Raron

1.2 Die Tunnelröhren

1.3 Die Geologie

2 DIE WAHL ZWISCHEN TBM UND SPV

3 DER VERGLEICH DER VORTRIEBE TBM UND SPV

3.1 Die Auswahl der Vergleichsstrecke

3.2 Vergleich der geologischen Prognose mit den reell durchfahrenen Formationen

3.3 Die Profiltypen-Verteilung

3.4 Die Kosten

3.5 Die Vortriebsgeschwindigkeiten

3.6 Die Materialbewirtschaftung

REFERENZEN

Geologie, Vortriebsmethoden und Bauhilfsmassnahmen in der Multifunktionstelle Faido

1 DIE MULTIFUNKTIONSSTELLE FAIDO

1.1 Aufbau

1.2 Prognostizierte Geologie

1.3 Angetroffene Geologie

1.4 Felstypenkonzept und Materialkennwerte

2 GEFÄHRDUNGSBILDER IN DER MFS FAIDO

2.1 Trennflächenbedingte Nachbrüche bzw. Niederbrüche von Kluftkörpern

2.2 Auflockerung

2.3 Druckhaftes Gebirgsverhalten

2.4 Bergschlag

3 VORTRIEBSMETHODEN UND BAUHILFSMASSNAHMEN

3.1 Vorgesehene Vortriebsmethoden und Bauhilfsmassnahmen

3.2 Dimensionierung der Ausbruchsicherung

3.3 Ausgeführte Vortriebsverfahren

4 AUSBLICK/FAZIT

Druckhafte Strecken im TZM Nord: Projekt und bisherige Erfahrungen

1 EINLEITUNG

2 GEOTECHNISCHE GRUNDLAGEN

3 PROJEKTIERUNGSGRUNDLAGEN

3.1 Zum Materialverhalten

3.2 Tunnelstatische Betrachtungen

3.3 Zum Vortriebskonzept

4 BEHERRSCHUNG DES GEBIRGSDRUCKS

5 GROSSVERSUCH STAHLBOGEN

6 BISHERIGE ERFAHRUNGEN

7 SCHLUSSBEMERKUNGEN

REFERENZEN

Status of the Cenery Base Tunnel project and outlook

1 SIGNIFICANCE OF THE CENERI BASE TUNNEL

2 A MODERN RAILWAY TUNNEL

3 CHALLENGING CONNECTIONS TO THE SFR MAIN LINE

4 CENTRAL SIGNIFICANCE OF THE GEOLOGICAL INVESTIGATIONS

5 DETERMINING THE ROUTE

6 REALIZATION CONCEPT FOR THE CENERI BASE TUNNEL

7 COSTS AND DATES

8 APPLIED BASIS

Lötschberg-Basistunnel: Querung des Trias Raron

1 EINLEITUNG

2 PROJEKTABLAUF

3 DER PILOTSTOLLEN

4 DIE VORBEREITUNGSARBEITEN

5 DAS VORTRIEBSKONZEPT TRIAS

6 DER VORTRIEB DURCH DEN TRIAS

7 DIE DURCHFÜHRUNG DER VORBEREITUNGSARBEITEN FÜR DIE TBM

8 SCHLUSSFOLGERUNGEN

Large size tunnels excavated full face in difficult conditions

1 INTRODUCTION

2 SQUEEZING ROCK BEHAVIOUR

3 FULL FACE METHOD

4 INTERACTIVE GEOTECHNICAL DESIGN

4.1 Theoretical predictive modelling

4.2 Performance monitoring

5 CASE STUDY

5.1 The clay shales formation

5.2 Monitoring during excavation and computational results

Tunnelling in fault zones – the importance of on-site engineering

1 CHARACTERISTICS OF BRITTLE FAULT ZONES

2 INFLUENCING FACTORS ON STRESSES AND DISPLACEMENTS

2.1 Rock mass strength relative to overburden pressure

2.2 Length of weak zones

3 PRACTICAL CONSEQUENCES

4 THE ROLE OF ON-SITE ENGINEERING

5 TOOLS TO ASSIST IN DECISION MAKING

5.1 Prediction of ground conditions

5.2 Prediction of displacements

5.3 Check of lining stresses

CONCLUSION

REFERENCES

Effects of mineralogy and tectonic deformation history on TBM advance in deep tunnelling

1 INTRODUCTION

2 GEOLOGICAL SETTING

3 MATERIALS SCIENCE AND TECTONICS

4 DATA COLLECTION

4.1 Field Investigation Program

4.2 Geological Data Collection Methodology

5 THIN SECTION ANALYSIS

5.1 Sample Selection and Thin Section Preparation

5.2 Thin Section Classification

6 PRELIMINARY RESULTS

7 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK

ACKNOWLEDGEMENTS

REFERENCES

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