SBT – Excavation and investigation in swelling rock mass

Der Artikel beschreibt Vortriebs‐ und Erkundungsmaßnahmen im Semmering‐Basistunnel (SBT), die aufgrund des Auftretens von quell‐ und schwellfähigem Gebirge – insbesondere von Anhydrit – erforderlich wurden. Entscheidend für das Quellverhalten ist die spezifische Oberfläche des Anhydrits sowie dessen strukturelle Ausprägung. Massiger, wenig geklüfteter Anhydrit weist geringes Quellpotenzial auf, während zerrüttete Bereiche höhere Risiken bergen. Durch umfangreiche Vorauserkundungen, geologische Dokumentation und Laboranalysen wurden die Gebirgsverhältnisse detailliert bewertet. Darauf aufbauend erfolgte die Festlegung der Regelprofile, insbesondere der Sohlausbildung, sowie der bautechnischen Maßnahmen zum Schutz gegen Quelldrücke. Hierzu zählen die Vermeidung von Wassereinträgen, Abschottinjektionen zur Reduktion der Umläufigkeit des Bergwassers sowie die statische Bemessung von Außen‐ und Innenschale unter Berücksichtigung zeitabhängiger Schwelldrücke. Die komplexen geologischen Strukturen führten zu Unsicherheiten und situativen Anpassungen der Ausbauformen während des Vortriebs. Insgesamt zeigt der Beitrag, dass ein flexibles, geologisch fundiertes Vorgehen sowie eine enge Abstimmung zwischen Geologie, Planung und Ausführung notwendig sind, um Risiken durch anhydritführendes Gebirge effektiv zu beherrschen.

The article describes excavation and investigation measures for the Semmering Base Tunnel that became necessary due to the occurrence of swelling rock mass, particularly anhydrite. The swelling behaviour was primarily governed by the specific surface area of the anhydrite and its structural characteristics. Massive, scarcely jointed anhydrite exhibits low swelling potential, whereas fractured zones pose significantly higher risks. Extensive investigations during excavation, geological documentation, and laboratory analyses enabled a detailed assessment of the geological conditions. Based on these findings, the typical cross‐sections — especially the geometry of the base — as well as support measures to resist swelling pressures were defined. These measures include avoiding water ingress, applying sealing grouting to reduce the water flow into the tunnel, and designing the inner and outer linings to allow for time‐dependent swelling pressures. The complex geological structures resulted in uncertainties and required situational adjustments of the support systems during tunnelling. Overall, the article demonstrates that a flexible, geologically informed approach and close coordination between geology, tunnel design, and construction are essential to effectively manage the risks associated with anhydrite‐bearing ground.