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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Gotthard Basistunnel - Tunnelbau im Einflussbereich von zwei Bogenmauern / Gotthard Base Tunnel - tunnelling in the influence zone of two concrete arch dams

Der Gotthard Basistunnel muss im Einflussbereich der Bogenstaumauern der Talsperren Nalps, Santa Maria und Curnera vorgetrieben werden. Es waren daher Massnahmen zu ergreifen, die einen sicheren Betrieb dieser Talsperren mit Unversehrtheit der Bogenmauern gewaehrleisten. Der Beitrag befasst sich mit den getroffenen Massnahmen und den Gruenden fuer deren Ausfuehrung. Tunnelvortriebe im wassergesaettigten, klueftigen Gebirge, wie es hier vorlag, beeinflussen den Bergwasserhaushalt, da Bergwasser ueber den Tunnel abfliesst. Dies kann zu messbaren Verformungen des Gebirges fuehren, die potenziell die Staumauern gefaehrden. Ein Vortrieb ohne unzulaessige Beeinflussung der Stauanlagen gehoerte daher zu den obersten Projektzielen. Im Laufe der Vor- und Hauptuntersuchungen stellte sich heraus, dass fuer die Stauanlagen Nalps und Santa Maria voellig unterschiedliche Massnahmen ergriffen werden mussten. Mittels Simulationsberechnungen des Tunnelvortriebs wurden bereits fruehzeitig erste Deformationsprognosen fuer die Talsperrenquerschnitte und die zulaessigen Deformationsgrenzwerte ermittelt. Wegen der grossen Naehe des Tunnelvortriebs zur Staumauer Nalps musste der Wasserzufluss zu den Tunnelhohlraeumen begrenzt werden. Hierzu wurde ein Grenzwert von 150.000 Kubikmeter Wasserzufluss zu beiden Roehren nach 60 Tagen festgelegt. Im Bereich einer angefahrenen Stoerzone mit zu hohem Wasserzutritt wurde der Wasserzufluss mittels Injektionen auf ein zulaessiges Mass reduziert. Die Oberflaechendeformation der Staumauer Nalps wurde staendig beobachtet. Die festgestellte Schliessung der Talflanken stabilisierte sich auf ein unbedenkliches Mass, das weit unter dem Warnwert lag. Umfangreiche Messungen erlaubten eine Kalibrierung der Berechnungsparameter, was die Zuverlaessigkeit der Berechnungsmodell deutlich verbessert hat. Die Staumauer Santa Maria liegt, im Gegensatz zur Staumauer Nalps, am Rande der durch den Vortrieb hervorgerufenen Setzungsmulde. Dies bedeutet, dass eher mit einer Talweitung als einer Talschliessung zu rechnen ist. Da fuer eine Prognose der Verformungen wesentliche felsmechanische und hydrogeologische Parameter fehlten und auch sonst Bedenken gegen das Konzept der Grenzwassermengen bestanden, wurde diese Konzept aufgegeben und durch die Beobachtung der Oberflaechenverformungen im Talsperrenquerschnitt ersetzt. Die geplanten Massnahmen zum Schutz der Staumauer verlagerten sich von Massnahmen im Tunnel zu Massnahmen, die direkt an der Staumauer durchgefuehrt werden sollten. Dies erfolgte in Abhaengigkeit von drei Risikostufen. Bisher konnte im Bereich der Staumauer Santa Maria kein Einfluss des Vortriebs auf die Oberflaechenverformungen festgestellt werden. ABSTRACT IN ENGLISH: The determination of the alignment of the Gotthard Base Tunnel made sure not to tunnel directly under the dams of the Vorderrhein AG power stations. The Gotthard Base Tunnel will, however, have to be driven through the zone, which could affect the three arch dams at Nalps, Santa Maria and Curnera. The Zeuzier dam in Wallis (Valais) suffered severe damage in 1978 as the result of drainage of the rock mass for an investigation tunnel being driven in the vicinity. The cracks in the dam led to years of operational limitations and required extensive repair works. A whole range of measures was undertaken for the Gotthard Base Tunnel in order to avoid a repetition. The construction of the tunnel near the dam was the subject of years of preparatory work. Since the end of 2005, the southward drive from Sedrun has been near the Nalps dam and since the middle of 2009, that from Faido has been within the zone influencing the Santa Maria dam. Long-term safe operation of both dams has to be ensured despite the near approach of the tunnelling works. Although the task is the same for both dams, completely different solutions were chosen. The paper at hand explains the reasons for this. (A)

Language

  • German
  • English

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01330271
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Feb 25 2011 11:09AM