Durability of double shell tunnels focusing on sheet membranes / Dauerhaftigkeit von zweischaligen Tunnelbauwerken mit dem Fokus auf die Kunststoffabdichtung

Tests were performed on lining materials, which enable conclusions about the long-term stability of tunnels. For this purpose, laboratory tests were carried out on lining elements, which had been in use in existing tunnels for 20 to 40 years. To examine the effective forces and load transfer between tunnel lining layers, experiments were performed with sheet membranes in combination with shotcrete and in-situ concrete. The investigations show the influence of the surface roughness of sprayed concrete on the sheet membrane and the shear behaviour of the waterproofing system. The sheet membrane shows various types of damage, like indentations and scratches to the surface. The tests reveal that the requirements of the valid guideline are sufficient for uniaxial loading, but combination with shear stresses could lead to damage to the sheet membrane. The results provide information about the bonding behaviour of double-layer tunnel constructions.
Durch Untersuchungen an Ausbaumaterialien können Rückschlüsse auf die Langzeitstabilität von Tunnelbauwerken gezogen werden. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden Laborversuche an Stützmitteln durchgeführt, die in bestehenden Tunnelbauwerken ca. 20 bis 40 Jahre im Einsatz waren. Um die wirkenden Kräfte zwischen den Tunnelschalen zu untersuchen, wurden Experimente mit Kunststoffdichtungsbahnen im Verbund mit Spritzbeton- und Ortbeton durchgeführt. Die durchgeführten Versuche zeigen den Einfluss der Oberflächenrauigkeit von Spritzbeton auf die mechanische Beständigkeit und auf das Scherverhalten des Abdichtungssystems. Die Dichtungsbahnen weisen in Abhängigkeit von der einwirkenden Belastung unterschiedliche Schadensbilder in Form von Eindrücken und Kratzern an der Oberfläche auf. Die Untersuchungen zeigen, dass die Anforderungen laut gültiger Richtlinie bei rein axialer Belastung ausreichend sind, dass es bei zusätzlicher Scherbeanspruchung aber zu Schädigungen in der Abdichtung kommen kann. Die dargestellten Erkenntnisse geben Auskunft über das Verbundverhalten von zweischaligen Tunnelausbauten.