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Beim Bau der Widerlager, des Dichtelements und der Übergangsschichten des Versiegelungs­bauwerks ist in der Interaktion mit dem Gebirge mit unterschiedlichen Gefährdungsbildern zu rechnen.

In Tab. 5‑1 sind die Gefährdungsbilder, die beim Bau der Versiegelungsbauwerke auftreten können, beschrieben, und es werden entsprechende Massnahmen zu deren Vermeidung vor­geschlagen. Die letzten drei Spalten ordnen das Gefährdungsbild den jeweiligen Elementen des Versiegelungs­bauwerks zu.

Tab. 5‑1:Übersicht bautechnischer Gefährdungsbilder entlang der Versiegelungsbauwerke beim Bau der Widerlager (W), des Dichtelements (D) und der Übergangsschichten (Ü)

Nr.

Name

Beschreibung

Annahme/Massnahme

W

D30

Ü31

1

Steinfall

Gefährdung der Beleg­schaft durch Ablösen von Gesteins­teilen im First­bereich (Grösse einige dm3).

Reinigen der durch das Rauben der Ausbruchsicherung bzw. des Ausbaus freigelegten Gesteins­fläche und Arbeiten nur aus gesicherten Bereichen heraus.

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×

 

2

Auflockerung im Firstbereich

Überbeanspruchung der Ausbruchsicherung infolge Auflockerungsdruck. Durch die Entlastung entsteht ein aufgelockerter Bereich, welcher zu einem Auf­lockerungs­­druck im Firstbereich auf den Ausbau führt.

Je nach vorliegender Stand­festigkeit des Gebirges müssen beim Rauben der Ausbruch­sicherung Teile der bestehen­den Ausbruch­sicherung bei­behalten werden. Zusätzlich müssen ggf. neue Sicherungsmittel wie z. B. Anker oder Stahl­bögen ein­gebaut werden, damit die verbleibende Ausbruch­sicherung nicht überbean­sprucht wird bzw. damit keine Ablösungen niederbrechen.

Die Arbeiten erfolgen nur aus gesicherten Bereichen heraus.

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×

 

3

Ablösungen und Niederbruch

Gefährdung der Beleg­schaft und von Maschinen durch gravitations- oder spannungs­bedingte Ablösungen entlang von Trennflächen oder Brüchen im First, Kämpfer oder in den Paramenten.

 

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4

Ausbildung einer starken Auflockerung mit weit offenen und verbundenen Rissen

Potenziell unzulässige Erhöhung der Gebirgs­durch­lässigkeit infolge der Bildung einer ausbruchsnahen Auf­locke­rungs­zone mit nicht-selbstabdichtenden offenen Rissen. Durch das Auffahren der Tunnel kommt es zu Span­nungs­umlagerungen, welche das umliegende Gebirge durch Volumenvergrösserung auf­lockern.

Teilentfernen (Einschnitte) der ausbruchsnahen Auf­lockerungs­­zone zur Ver­minderung von hydraulischen Fliess­wegen.

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5

Unzulässige Deformationen infolge druck­haftem Gebirge

Entlastung und spannungs­induzierte Bruchvorgänge infolge Überschreitens der Gebirgsfestigkeiten führen zu unzulässigen Tunnel­konver­genzen.

Um unzulässige Deforma­tionen zu vermeiden, wird in druckhaften Tunnelabschnitten die bestehende Ausbruch­sicherung bzw. der Ausbau nicht über die gesamte Dicht­elementstrecke entfernt. Der verbleibende Ausbau ist so aus­zulegen, dass er die Lasten aus den geraubten Strecken aufnehmen kann. In den geraubten Abschnitten werden systematische radiale Anker oder Stahlbögen verbaut32 (siehe auch Gefährdungsbild 2 und 3).

Je grösser die Druckhaftigkeit des Gebirges, umso kleiner dürfen die zu raubenden Abschnitte sein.

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6

Über­bean­spruchung des Ausbaus infolge druckhaftem Gebirge

Durch den echten Gebirgs­druck kann die Ausbruch­sicherung bzw. der Ausbau überbean­sprucht und be­schädigt werden.

 

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7

Zeitabhängige Deformation (resp. Zunahme Gebirgsdruck

Bei gesättigtem Opalinuston kommt es infolge der aufgetretenen Volumen­vergrösserung in der plastischen Zone zu langandauernden Spannungsumlager­ungen infolge des Abbaus der Poren­wasserüberdrücke. Diese führen zu zeitabhängigen Verformungen oder Gebirgsdruck­zunahmen

Keine Massnahmen nötig.

Die Zunahme des Gebirgs­drucks hat für den kurzen Bauzustand der Versiegelungs­bauwerke keine Relevanz. Nach dem erfolgten Einbau der Versiegelung und vor der voll­ständigen Sättigung des Dichtelements führt ein Ver­sagen des Aus­baus zu keiner Beeinträchtigung der Funk­tions­tüchtigkeit der Ver­sie­gelung. Das satt eingebaute Dichtelement wird lediglich durch die Konver­genzen weiter kompaktiert. Eine Vergrösse­rung der auf­lockerungs­bedingten Rissbildung ist langfristig aufgrund der selbst­ab­dichtenden Wirkung des Wirtgesteins zu ver­nach­lässigen.

Langfristig stellt sich ein Gleichgewicht zwischen dem Gebirgsdruck und dem Quell­druck des Dichtelements bei einer geringen Konvergenz ein.

 

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8

Bergschlag in hochbelastetem, sprödem Gebirge

Gefährdung der Belegschaft durch plötzliche, schlagartige Ablösungen am Ausbruchs­rand.

Anker in First, Kämpfer und Paramenten.

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9

Quellhebung

Unzulässige Sohlhebung (Ver­letzung des für den Bau der Versiegelung erforderlichen Lichtraums) durch Tonquellen.

Zur Verhinderung von Quell­hebungen muss darauf geachtet werden, dass während der Bau­phase dem Opalinus­ton kein Wasser zugeführt wird. Im Falle einer Quellhebung vor dem Einbau der Versiegelungen ist die Sohle nachzuschneiden, um das erforderliche Licht­raum­profil wiederherzustellen.

Nach dem erfolgten Einbau der Versiegelung und vor der voll­ständigen Sättigung des Dicht­elements führen Quell­hebungen zu keiner Beein­träch­tigung der Funktions­tüchtigkeit der Versiegelung. Das satt eingebaute Dicht­element wird lediglich durch die Hebungen kompaktiert.

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10

Erhöhte Durch­lässigkeit für Gas und Wasser infolge ver­blei­bender Aus­bau­elemente

Die Entfernung des bestehen­den Ausbaus dient dazu, die ggf. vorhandene Fliesspfade zwischen Tunnel­ausbau und Wirtgestein zu unter­brechen. Muss der be­stehende Ausbau aufgrund einer geringen Stand­festigkeit im Tunnel ver­bleiben, werden diese Fliess­pfade strecken­weise nicht unter­brochen, wodurch die Gesamtdurch­lässigkeit der Versiegelungs­bauwerke erhöht sein kann.

Die Durchlässigkeiten der Ver­siegelungs­bauwerke sind für eine bestimmte Länge, über welche das Dichtelement in form- und kraftschlüssigem Kontakt mit dem Wirtgestein ist, dimensioniert. Daraus resultiert, dass im Fall von einem verbleibenden Ausbau die Gesamtlänge des Dicht­elements erhöht werden muss, um die erforderliche Strecke, über welche der form- und kraft­schlüssige Kontakt zwischen Dichtelement und Wirt­gestein benötigt wird, sicher­zustellen.

 

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Hier wird auch die Übergangsschicht inkludiert, die sich innerhalb der Widerlager unmittelbar am Dichtelement selbst befinden. Hier ist ein Rauben der Ausbruchsicherung wie beim Dichtelement notwendig. ↩

Hier werden nur die Übergangsschichten, die sich ausserhalb der beiden Widerlager zur Abgrenzung der anlie­genden Verfüllung befinden, berücksichtigt. Hier kann i.d.R. auf ein Rauben der Ausbruchsicherung verzichtet werden. ↩

Ausbau mit Stahlbögen gilt hier nur für den Bereich des Dichtelements. Im Bereich des Widerlagers sind nur punktuelle Ausbruchsicherungen mit temporär-helfenden Konstruktionselementen wie z. B. «Verzugs­matten» vorgesehen. ↩