Tunnelling in swelling rock - a solved problem? / Vortrieb in quellendem Gebirge - ein gelöstes Problem?

Bei einigen Sedimentgesteinen ereignet sich bei Wasserzutritt eine Volumenzunahme, die eine Folge der chemischen Umwandlung von Anhydrit in Gips (Schwellen) oder der physikalischen Anlagerung von Wasser an bestimmte Tonminerale (Quellen) ist. Diese Volumenzunahme führt zu starken Beanspruchungen der Tunnelauskleidung und hatte bei einigen Bauwerken bedeutende Schäden zur Folge. Darüber hinaus führt ein möglicher Sulfatangriff auf den Auskleidungsbeton zur Entfestigung durch Ettringitbildung. Diese Schäden können Scherbrüche, Abplatzungen und Biegezugrisse sein. Ort und Art der Schäden in Abhängigkeit vom Ort der quellenden bzw. schwellenden Gebirgsbereiche werden anhand einiger Beispiele aufgezeigt. Mittels numerischer Untersuchungen wird ein Einblick in die Lastumlagerungen gegeben, die zu den genannten Phänomenen führen. In neuerer Zeit wurde versucht, den Schäden einerseits durch eine Verstärkung der Auskleidung (Widerstandsprinzip) und andererseits durch nachgiebige Zonen zwischen Gebirge und Ausbau (Nachgiebigkeitsprinzip) zu begegnen. Die Entwurfsgrundsätze für diese Prinzipien werden dargelegt.