SBT ‐ Excavation concept for managing extreme rock mass deformation

Ein Tunnelvortrieb durch eine Störungszone bei gleichzeitig hoher Überlagerung stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Hierbei hat sich die Ausführung eines duktilen Ausbaus in Verbindung mit Stauchelementen bewährt und entspricht im tief liegenden Felstunnelbau weitestgehend dem Stand der Technik. Für die Durchörterung des Grassberg‐Schlagl‐Störungssystems – einer Großstörung innerhalb des Bauloses SBT 1.1 des Semmering‐Basistunnels – wurde von vornherein diese Ausbaumethode gewählt. Anhand umfangreicher Untersuchungen in der Planungsphase wurden unterschiedliche Ausbautypen festgelegt, wobei die schwerste Ausführung den Einbau einer zusätzlichen nachlaufenden steifen Spritzbetonschale vorsieht. Mit diesem Planungsansatz konnten etwa 75 % der Störung erfolgreich aufgefahren werden. Der Übergang in einen etwa 600 m langen Abschnitt ohne sekundäre Verfestigung stellte alle Beteiligten vor große Herausforderungen und erforderte laufende Anpassungen des Vortriebs‐ und Ausbaukonzepts. Durch die Ausführung eines Pilotstollens und den Einsatz neuartiger HS‐EPS‐Stauchelemente konnte diese Zone schlussendlich erfolgreich durchörtert werden. Dieser Artikel spannt den Bogen von den ersten Ansätzen in der Planungsphase bis hin zu den laufenden Anpassungen des Ausbaukonzepts im Zuge der Ausführung, ohne Schwierigkeiten auszuklammern.

Tunnelling through a fault zone under high overburden presents significant challenges for all parties involved. The use of ductile shotcrete lining in combination with yielding elements has proven to be an effective and meanwhile is state of the art in deep rock tunnelling. This support concept was selected from the outset of the project for the excavation of the Grassberg‐Schlagl fault system—a major fault zone within Construction Lot SBT1.1 of the Semmering Base Tunnel (SBT). Based on extensive investigations conducted during the design phase, various support types were defined, with the most robust design including the installation of an additional rigid 2nd shotcrete lining. Using this approach, approximately 75% of the fault zone was successfully excavated. The transition to a roughly 600‐meter‐long section without re‐ consolidation posed significant challenges and required continuous adaptation of the tunnelling and support concept. Through the construction of a pilot tunnel and using innovative HS‐EPS yielding elements, this particularly demanding zone was ultimately traversed successfully. This article presents the development from the initial design approaches to the ongoing modifications of the support concept during execution, also accounting for the difficulties experienced during construction.