SBT – Experiences with tunnel support using yielding elements at construction lot SBT2.1

Der Einsatz von Stauchelementen ist im tief liegenden Felstunnelbau eine sehr effiziente Methode, um den Spritzbeton vor allem im jungen Alter vor Überbeanspruchung infolge hoher Gebirgslasten zu schützen. Durch den Einbau von mehreren Reihen Stauchelementen in Verformungsschlitzen wird ein nachgiebiger und duktiler Ausbau hergestellt. Durch das bewusste und kontrollierte Zulassen von Deformationen werden die Spannungen entsprechend den Grundlagen der NÖT in tiefere Gebirgsbereiche umgelagert. Die Arbeitslinie der Stauchelemente muss dabei an die zeitabhängigen Eigenschaften des Spritzbetons unter Berücksichtigung der Vortriebsgeschwindigkeit angepasst sein. Die Erfahrungen beim Baulos SBT2.1 des Semmering‐Basistunnels haben gezeigt, dass bei der Verwendung von Stauchelementen neben der genauen Lage der Elemente im Umfang auch die Positionierung innerhalb des Querschnitts der Schlüssel zum Erfolg ist. Wesentlich ist auch, den richtigen Zeitpunkt des Verschließens der Stauchelemente in Abhängigkeit von der aktuellen Verschiebungsgeschwindigkeit zu finden, um zeitgerecht einen kraftschlüssigen Ringschluss herzustellen und übermäßige Auflockerung im Gebirge zu vermeiden. Dabei sind ein vertieftes geotechnisches Monitoring und eine fortlaufende Beurteilung des beobachteten Systemverhaltens ausschlaggebend. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit positiven sowie negativen Erfahrungen und beschreibt Messmethoden und Vorgehensweisen mit dem Ziel, den Einsatz von Stauchelementen erfolgreich abzuwickeln.

The use of yielding elements is a highly effective method in deep rock tunnel construction for protecting the shotcrete, particularly in the early stages, from excessive stress caused by high rock loads. Installing multiple rows of yielding elements results in a ductile and flexible support. By deliberately allowing additional deformations, stresses are transferred into deeper rock regions in accordance with the NATM philosophy. Consequently, the stress‐strain relationship of the yielding elements must be adapted to the time‐dependent properties of the shotcrete in relation to the excavation rate. Experience at the SBT2.1 construction site has shown that, when using yielding elements, not only the precise location of the elements within the circumference but also their positioning within the cross‐section is key to success. It is also essential to determine the correct timing for closing the yielding elements in order to achieve a load‐bearing ring closure in a timely manner and avoid excessive loosening of the rock mass. Detailed geotechnical monitoring and continuous assessment of the observed system behaviour are crucial. This article discusses positive and negative experiences and describes measurement methods and procedures with the aim of successfully utilising yielding elements.