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TBM support in squeezing rock - A convergence-compatible segmental lining system

Vigl, A.

Der Bau tiefliegender Tunnel, wo überwiegend eine durch Spannungsumlagerung bedingte Überbeanspruchung der Tunnelleibung und bereichsweise auch der Tunnelbrust den Vortrieb begleitet, verlangt bei einem logistisch und wirtschaftlich vertretbarem Ausbau das kontrollierte Zulassen entsprechend großer Deformationen. Der Vortrieb mittels TBM bei festem Ausbruchsdurchmesser und der Ausbau mit Tübbingen scheint im Widerspruch zu den Deformations-Ansprüchen im tiefliegenden Tunnelbau zu stehen. Aber gerade solche Technologien kommen aufgrund ihrer Universalität und enormen Leistungsfähigkeit vorteilhaft beim Vortrieb langer, tiefliegender Tunnel zum Einsatz, wo zudem der geologische Aufschluss meist die größten Unsicherheiten aufweist. Mit 'CO-CO', einem konvergenzkompatiblem Fertigteilsystem mit außen liegenden Stützrippen und dazwischen liegenden Entspannungsräumen wird ein Auskleidungssystem vorgestellt, das bei festem Innendurchmesser eine kontrollierte radiale Gebirgsdeformation zulässt und letztendlich begrenzt. Das System ist mit den übrigen Tübbingtypen des jeweiligen Auskleidungssystems voll kombinierbar und kann mit den herkömmlichen Dichtsystemen gedichtet werden.

The construction of tunnels with high overburden, where overstressing of the tunnel walls might lead to squeezing phenomena over certain ranges, generally require controlled permitting of adequlate deformations. TBM excavation offering a constant excavation diameter combined with precast segmental lining systems seems to be in contradiction with the requirements for adequate deformations. Due to its universality and enormous efficiency the technology of double shield TBM and segmental linings is most favourably applied in long tunnel with high overburden, where geological investigation usually exhibits the largest uncertainties. With 'CO-CO', a convergence-compatible segmental lining system is presented, showing outside supporting ribs with areas in between where the rock mass is allowed to expand to a certain degree until deformation is fully balanced by the supporting lining system. The convergence-compatible segments are fully compatible to all other segments of each segmental lining system chosen to be applied in the tunnel. In addition every common sealing system based on gaskets or on sealing membrane can be applied without restrictions.