Understanding tunnel failures during excavation: Causes, limitations, and recommendations

Tunnelausbruchsversagen bleibt trotz Fortschritten in den Tunnelbauverfahren und Risikomanagementsystemen eine bedeutende Herausforderung in der Geotechnik. Diese Arbeit untersucht die wiederkehrenden Mechanismen von Tunnelversagen, analysiert die Einschränkungen aktueller Tunnelbaumethoden und stellt eine Methodik zur Minderung von Versagen vor. Basierend auf vier Fallstudien betont die Analyse den entscheidenden Einfluss menschlicher Faktoren, den unvollständigen Umgang mit Unsicherheiten sowie die begrenzte Vorhersagefähigkeit bestehender Methoden. Die Arbeit schließt mit Empfehlungen zur Erhöhung der Robustheit in der Planung, indem die Klassifizierung des Gebirgsverhaltens mit der beobachteten Stützleistung kombiniert und die Planung sowie Risikoanalyse an den Versagensmechanismen ausgerichtet werden.

Tunnel excavation failures remain a significant challenge in geotechnical engineering, despite advancements in tunneling processes and risk management frameworks. This article explores the recurring mechanisms of tunnel failures, examines the limitations of current tunneling practices, and presents a methodology to mitigate failures. Drawing on four case histories, the analysis underscores the critical influence of human factors, the incomplete handling of uncertainty, and the limited predictive capacity of existing methods. The article concludes with recommendations to improve robustness in design by integrating ground behavior classification with observed support performance and aligning design and risk analysis with failure mechanisms.