Um den bautechnischen Gefährdungsbildern (Abschnitt 5.1) zu begegnen, werden Massnahmenpakete vorgeschlagen. Der Bau des Dichtelements (inklusive Umgang mit dem bestehenden Ausbau) stellt beim Bau des Versiegelungsbauwerks die grösste Herausforderung dar, da dabei einerseits das Gebirge nach Möglichkeit geschont und andererseits ein direkter Kontakt zwischen dem Dichtelement und dem Gebirge hergestellt werden soll. Des Weiteren sollen, wenn die Gebirgsverhältnisse es erforderlich machen, Einschnitte in die Auflockerungszone realisiert werden.
Beim Bau der Widerlager33 und der Übergangsschichten sind im Untertagbau bekannte Gefährdungsbilder zu erwarten, welchen mit Massnahmen des Tunnelbaus bzw. der Tunnelsanierung begegnet werden kann. Aus diesem Grund wird im Folgenden lediglich auf Massnahmenpakte für den Bau des Dichtelements eingegangen.
In Tab. 5‑2 werden konzeptionelle bautechnische Massnahmenpakete für den Bau der Dichtelemente der Versiegelungsbauwerke vorgestellt, mit welchen den Gefährdungsbildern aus Tab. 5‑1 begegnet wird. Die Varianten umfassen den Umgang mit dem bestehenden Ausbau und der Auflockerungszone sowie die daraus resultierenden Änderungen der Versiegelungslängen.
Im Fall des partiellen Raubens des Ausbaus ist eine Verlängerung des Dichtelements gegenüber der Auslegung mit kompletter Entfernung des Ausbaus notwendig. Die Lage des Dichtelements hängt von der erforderlichen Länge der Kontaktfläche (Ltot), der Länge der verbleibenden Ausbruchsicherung (Ls_AS) und der Länge der geraubten Strecken (LR) ab. Die erforderliche Gesamtlänge eines Dichtelements (L) ergibt sich zu:
\( L = L_{\text{tot}} + L_{\text{s_AS}} \left( \frac{L_{\text{tot}}}{L_R} - 1 \right) \)
Tab. 5‑2:Übersicht Massnahmenpakete für den Bau der Dichtelemente
Die geometrischen Angaben sind exemplarischer Abmessungen und stellen keine Vorfestlegung dar.
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Massnahmenpaket |
Voraussetzung/ Auslöser |
Massnahmen |
Beschreibung |
Design-Parameter |
Beurteilung der Wirksamkeit |
Länge total (Ltot) direkter Kontakt Dichtelement – Wirtgestein |
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A (nur V1 SMA-Lager) |
Ermöglichen eines präferierten Gaspfads34 zur Erhöhung der Gaspermeabilität |
Ohne Rauben des Ausbaus |
Einbau des Dichtelements im lichten Profil des Tunnels ohne Rauben des Ausbaus |
Einbaudichte Dichtmaterial Länge L des Dichtelements |
Kein Kontakt zwischen Dichtelement und Gebirge und folglich erhöhte Permeabilität innerhalb des Ausbaus |
Ltot = 0 m |
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B |
Geringe Standfestigkeit des Gebirges |
Partielles Rauben des Ausbaus mit beschränkter Länge Ls_AS |
Schneiden und Entfernen des flächigen Ausbaus über eine Länge Ls_AS = 1 m ohne Ersatz des Ausbaus Längsabtragung des Gebirgsdrucks auf benachbarte intakte Ausbauabschnitte von 2 m Länge |
Einbaudichte Dichtmaterial Länge L Dichtelement Anzahl k Schlitze (k = ganze Zahl von L / (Ls_AS + 3 m)) |
Standfestigkeit Gebirge gewährleistet Kontakt Dichtelement mit Gebirge gewährleistet. |
Ltot = k × Ls_AS |
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C |
Geringe Standfestigkeit des Gebirges Starke Auflockerung im Tunnelnahfeld |
Partielles Rauben des Ausbaus und Nachschnitt Auflockerungszone mit beschränkter Länge Ls_AS |
Schneiden und Entfernen des flächigen Ausbaus und Nachschnitt der Auflockerungszone über eine Länge Ls_AS = 1 m ohne Ersatz des Ausbaus Längsabtragung des Gebirgsdrucks auf benachbarte intakte Ausbauabschnitte von 2 m Länge |
Einbaudichte Dichtmaterial Länge L Dichtelement Anzahl k Schlitze (k = ganze Zahl von L/(Ls_AS + 3 m)) Nachschnitttiefe dns |
Standfestigkeit Gebirge gewährleistet Kontakt Dichtelement mit Gebirge gewährleistet Entfernung stark durchlässiger Auflockerungszone |
Ltot = k × Ls_AS |
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D |
Sehr gute Standfestigkeit des Gebirges |
Durchgehendes Rauben des Ausbaus über Länge L35 |
Schrittweises Entfernen des flächigen Ausbaus und Nachschneiden über Längen von ca. 1 m und Ersatz des Ausbaus durch Systemankerung oder Stahlbögen und Netze (Arbeitssicherheit). |
Einbaudichte Dichtmaterial Länge L Dichtelement Steifigkeit/ Festigkeit (in Grenzen) Ersatzausbruchsicherung |
Standfestigkeit Gebirge gewährleistet Kontakt Dichtelement mit Gebirge gewährleistet Entfernung stark durchlässiger Auflockerungszone |
Ltot = L |
L = Länge Dichtelement, Ltot = Länge total Kontakt Dichtelement und Wirtgestein, Ls_AS = Länge Rauben AS
Im Falle des partiellen Raubens des bestehenden Ausbaus können allfällige Arbeiten immer aus den gesicherten Bereichen heraus durchgeführt werden. Damit der verbleibende Ausbau die zusätzlichen Lasten aus den geraubten Bereichen mittragen kann, muss dieser entsprechend ausgelegt sein.
Der Einschnitt in das Wirtgestein zur Errichtung des Widerlagers erfolgt schrittweise in 1-Meter-Intervallen. Dabei werden aufgrund der Arbeitssicherheit punktuelle Ausbruchsicherungen verwendet (z. B. Anker) und gegebenenfalls temporäre flächenhafte Sicherungselemente (z. B. Gittermatten). ↩
Innerhalb der Schnittstelle zwischen Ausbruchsicherung aus Spritzbeton und Wirtgestein. ↩
Es sind zusätzliche Nach- und Einschnitte in das Wirtgestein möglich, sofern ein nachgewiesener Mehrwert resultiert. ↩