Planung, Bau und Überwachung von Tunneln in quellfähigem Gipskeuper: Fid-Bau Portal

Planung, Bau und Überwachung von Tunneln in quellfähigem Gipskeuper

Wittke, E.H.Walter / Wittke, W.

Große Abschnitte der Tunnel des in Planung befindlichen Projekts Stuttgart 21 liegen im anhydritführenden quellfähigen Gipskeuper, der auch quellfähige Tonminerale enthält. Deshalb wird zunächst auf die Grundlagen des Quellverhaltens dieses Gesteins und seine rechnerische Erfassung eingegangen. Anschließend werden die Ausbauprinzipien für Tunnel im quellfähigen Fels, das Widerstands- und das Ausweichprinzip (VNS) erläutert. Anhand von Beispielrechnungen mit dem bei WBI entwickelten und kalibrierten FE-Programm wird gezeigt, dass das kostengünstigere Widerstandsprinzip verformungsarm ausführbar ist, wenn oberhalb der Tunnelfirste ein ausreichend dicker Riegel aus festem Fels als Widerlager für den Quelldruck zur Verfügung steht. Bei solchen Verhältnissen, wie sie beim Baulos 12 (Wendeschleife) der S-Bahn Stuttgart gegeben waren und beim Fildertunnel des Projekts Stuttgart 21 zu erwarten sind, ist das Widerstandsprinzip zu empfehlen. Es besteht darüber hinaus die Chance, dass es zur quellbedingten Selbstabdichtung des Gebirges um den Tunnel kommt und somit noch wirtschaftlichere Lösungen möglich sind. Steht unmittelbar oberhalb der Firste oder im oberen Teil des Querschnitts ausgelaugter Gipskeuper an, so ergeben sich nach den FE-Berechnungen und den Beobachtungen an den Tunneln Heslach II und Wagenburg bei Anwendung des Widerstandsprinzips Hebungen der Tunnelröhren, die bis zur Geländeoberfläche abstrahlen können. In solchen Fällen, wie sie örtlich im Tunnel nach Feuerbach auftreten können, ist das VNS-Prinzip zweckmäßig, wenn der Einbau einer festen Fahrbahn derartige Hebungen nicht erlaubt. Als Ausführungsbeispiele für das VNS-Prinzip werden der Freudensteintunnel und der Engelbergbasistunnel gezeigt. Außerdem werden Regeln erläutert, die beim Bau von Tunneln in quellfähigem Fels beachtet werden sollen.