Pre-stressed tunnel lining - pushing traditional concepts to new frontiers / Neue Grenzen für passiv vorgespannte Druckstollenauskleidungen

Druckstollen mit vorgespannter Betonauskleidung stellen einen anerkannten Stand der Technik dar. Für passiv vorgespannte Druckstollenauskleidungen liegt eine Vielzahl an langjährigen Erfahrungen für Durchmesser bis 6 m vor.

Dieser Beitrag erläutert anhand des Beispiels des Niagara Tunnel Facility Projects (NTFP), wie das Konzept der passiven Vorspannung auf geometrisch wie geotechnisch ungewöhnliche Rahmenbedingungen erweitert werden kann. Der Umleitungstunnel mit einem Ausbruchdurchmesser von 14,4 m wurde in einer horizontalen Wechselfolge von Sedimentgesteinen vorgetrieben, die eine große Bandbreite an Festigkeiten und anisotropen Steifigkeiten sowie ein ausgeprägtes zeitabhängiges Verformungsverhalten aufweisen. Das Primärspannungsfeld ist charakterisiert durch ungewöhnlich hohe Horizontalspannungen, die ein Vielfaches des Überlagerungsdrucks betragen. Es besteht ein ausgeprägtes Quellpotenzial sowie ein stark betonaggressives Milieu. Die Kombination aus schwierigen geotechnischen Verhältnissen mit ungewöhnlichen Bauwerksdimensionen, stellt den Entwurf der vorgespannten Innenschale vor eine bislang unbekannte Herausforderung hinsichtlich Dimensionierung und Planung der Verpressarbeiten. Das Langzeitverhalten wird mithilfe höherwertiger Kriech- und Schwindgesetze abgebildet, die anhand von Versuchen und Messungen kalibriert wurden.