Surface settlements caused by mechanised tunnelling in hard rock with heterogeneous tunnel face conditions - Empirical and numerical calculations using the example of Boßler Tunnel / Oberflächensetzungen bei maschinellen Tunnelvortrieben im Festgestein bei heterogener Ortsbrust - Empirische und numerische Berechnungen am Beispiel des Boßlertunnels

An empirical and a numerical calculation model were developed to predict the surface settlements due to EPB tunnelling in hard rock with heterogeneous face conditions. For this purpose, surface settlement and TBM driving data from Boßler Tunnel were considered. The TBM launching area characterised by a low overburden (z/D < 2) and a nature conservation area at surface was examined. The developed models were calibrated against the measured surface settlements of the first eastbound tube and were used to predict the surface settlements of the subsequent westbound tube. The prediction was then compared to the actual measured settlements during the excavation of the westbound tube. From this, findings for future settlement predictions in similar ground conditions were derived. It could be shown that both models are suitable for the application in the investigated subsoil conditions and can be used successfully in practice in different phases of the project development.
Zur Prognose der Oberflächensetzungen für EPB-Vortriebe in Festgestein bei heterogenen Ortsbrustverhältnissen wurde am Beispiel des Boßlertunnels ein empirisches und ein numerisches Berechnungsmodell aufgestellt. Dazu wurden die Setzungsdaten, die aus dem Vortrieb der zuerst aufgefahrenen Oströhre des Boßlertunnels vorlagen, sowie die Vortriebsdaten der Maschine berücksichtigt. Untersucht wurde speziell der Anfahrtsbereich mit einer geringen Überdeckung (z/D < 2). Oberhalb des Tunnels befindet sich in diesem Bereich ein Naturschutzgebiet. Basierend auf den gemessenen Setzungen oberhalb der Oströhre wurden die Modelle kalibriert. Mit beiden Modellen wurden dann die Setzungen oberhalb der Weströhre, die nach der Oströhre aufgefahren wurde, prognostiziert. Die tatsächlichen Setzungen wurden anschließend ausgewertet und den prognostizierten gegenübergestellt. Daraus wurden Erkenntnisse für zukünftige Setzungsprognosen in ähnlichem Baugrund abgeleitet. Es konnte gezeigt werden, dass beide Modelle für die Anwendung in dem untersuchten Baugrund geeignet sind und in unterschiedlichen Phasen der Projektbearbeitung in der Praxis angewendet werden können.