Karavanke tunnel: Lessons learned during tunneling in extremely squeezing ground conditions

Der Karawankentunnel ist ein zweiröhriger, zweispuriger Autobahntunnel, der Slowenien und Österreich durch das Karawankenmassiv verbindet und stellenweise eine Überdeckung von bis zu 1 100 m aufweist. Auf der slowenischen Seite verläuft der Tunnel durch sehr unterschiedliche Gebirgsverhältnisse; als größte Herausforderung gilt ein etwa 1 km langer Abschnitt in weichen und hoch verformbaren permokarbonischen Ton‐, Silt‐ und Sandsteinen (PC) unter hoher Überdeckung. Der Vortrieb beider Tunnelröhren in diesem PC‐Abschnitt – die Weströhre in den 1980er‐Jahren und die Oströhre in jüngerer Zeit – war durch große Verformungen von bis zu 1,6 m und erhebliche Schäden an der Primärsicherung gekennzeichnet, die eine umfangreiche Sanierung der ursprünglich hergestellten Sicherung erforderlich machten, teilweise sogar mehrfach. Dieser Beitrag konzentriert sich ausschließlich auf den PC‐Abschnitt und beschreibt den Bau der Weströhre, die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse in die Planung der Oströhre, die Leistungsfähigkeit der bemessenen Primärsicherung in der Oströhre, die Entwicklung und Anwendung eines alternativen Ausbruch‐ und Sicherungskonzepts zur Beherrschung des druckhaften Gebirges sowie die Sanierung der Primärsicherung ausschließlich unter Verwendung von faserbewehrtem Spritzbeton.

The Karavanke tunnel is a double tube double lane motorway tunnel connecting Slovenia and Austria through the Karavanke massif with overburden up to 1100 m. On the Slovenian side, the tunnel runs through very diverse ground conditions, considering a 1 km long section in soft and highly deformable Permo‐Carboniferous claystones, siltstones, and sandstones (PC) under high overburden as the major challenge. Construction of both tunnel tubes in PC, the Western tube in  80 s and the Eastern tube recently, was characterized with large deformations up to 1.6 m and heavy damage of the primary lining requiring an extensive remediation of the initially installed lining, sometimes even several times. This article focuses solely on the Permo‐Carboniferous section and presents the construction of the Western tube, application of the lessons learned into the design of the Eastern tube, performance of the designed primary lining in the Eastern tube, development and application of an alternative excavation and support concept to cope with the extreme deformations, and remediation of the primary lining using solely fiber reinforced shotcrete (fibercrete).