Prediction of fault zones based on geological-geotechnical observations during excavation

Gerold Lenz, Alexander Kluckner, Robert Holzer, Thomas Stadlmann, Tobias Schachinger, Gerhard Gobiet

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference contributionResearch

Abstract

Im Zuge des Vortriebes des Semmering-Basistunnels wurden im Baulos SBT1.1 bisher mehrere Störungszonen in der Grauwackenzone durchörtert. Wie im Gebirgstunnelbau mit größeren Überlagerungen üblich, war die metergenaue Lage dieser Störungszonen auf Tunnelniveau nicht bekannt. Die Vorauserkundung während des Vortriebs durch Vorausbohren stellte sich nicht immer als zuverlässig heraus. Diese Umstände wurden als Anlass genommen, die Möglichkeiten einer Kurzzeitprognose von Störungszonen zu evaluieren. Im gegenständlichen Beitrag werden anhand ausgewählter Fallbeispiele die Auswirkungen von Störungszonen unterschiedlicher Ausprägung auf das Systemverhalten des Tunnels bei der Durchörterung analysiert und aufgezeigt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die frühzeitige Erkennung der Störungszonen auf Basis von geologischen und geotechnischen Beobachtungen gelegt. Die systematische Analyse der geotechnischen Messdaten bildet hierzu eine elementare Grundlage, führt aber alleine nicht immer zum Ziel. Anhand der Erfahrungen beim Baulos SBT1.1 wird gezeigt, dass auch eine systematische Auswertung ausgewählter geologischer Parameter und – teilweise schwer quantifizierbare – geotechnische Beobachtungen beim Vortrieb wichtige Grundlagen für eine zuverlässige Kurzzeitprognose bilden können. Die Entwicklung des Gefüges (Trennflächenabstände, -orientierung, Beschaffenheit der Trennflächen etc.) und der geotechnischen Eigenschaften des Gebirges an der Ortsbrust (Gesteins- und Verbandsfestigkeit, Stabilität des offenen Abschlages, Verhalten des Gebirges beim Lösen etc.) im Nahbereich von Störungszonen wird analysiert und mit den Ergebnissen der geotechnischen Messungen korreliert. Des Weiteren fließen Informationen über die Bergwasserverhältnisse und die Entwicklung der Stützmittel-Auslastung in diese Betrachtungen ein. Auf Basis der Erkenntnisse aus diesen Fallbeispielen soll im Zuge des weiteren Vortriebs eine Systematik erarbeitet werden, um die Entwicklung der oben beschriebenen qualitativen bzw. semiquantitativen Beobachtungen verstärkt in die geotechnische Kurzzeitprognose vor Ort einfließen zu lassen. Die Kombination mit dem Stand der Technik der Messdatenauswertung soll ein frühzeitiges Erkennen von Änderungen in den geotechnischen Verhältnissen, insbesondere von Störungszonen, im Vortrieb erleichtern.
Translated title of the contributionPrediction of fault zones based on geological-geotechnical observations during excavation
LanguageGerman
Title of host publicationTunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung
EditorsWulf Schubert, Alexander Kluckner
PublisherInstitute of Rock Mechanics and Tunnelling
Pages63-75
Number of pages13
Volume1
Edition1
StatusPublished - 25 Nov 2016

ASJC Scopus subject areas

  • Geotechnical Engineering and Engineering Geology
  • Geology

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Cite this

Lenz, G., Kluckner, A., Holzer, R., Stadlmann, T., Schachinger, T., & Gobiet, G. (2016). Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb. In W. Schubert, & A. Kluckner (Eds.), Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung (1 ed., Vol. 1, pp. 63-75). Institute of Rock Mechanics and Tunnelling.

Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb. / Lenz, Gerold; Kluckner, Alexander; Holzer, Robert; Stadlmann, Thomas; Schachinger, Tobias; Gobiet, Gerhard.

Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung. ed. / Wulf Schubert; Alexander Kluckner. Vol. 1 1. ed. Institute of Rock Mechanics and Tunnelling, 2016. p. 63-75.

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference contributionResearch

Lenz, G, Kluckner, A, Holzer, R, Stadlmann, T, Schachinger, T & Gobiet, G 2016, Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb. in W Schubert & A Kluckner (eds), Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung. 1 edn, vol. 1, Institute of Rock Mechanics and Tunnelling, pp. 63-75.
Lenz G, Kluckner A, Holzer R, Stadlmann T, Schachinger T, Gobiet G. Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb. In Schubert W, Kluckner A, editors, Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung. 1 ed. Vol. 1. Institute of Rock Mechanics and Tunnelling. 2016. p. 63-75
Lenz, Gerold ; Kluckner, Alexander ; Holzer, Robert ; Stadlmann, Thomas ; Schachinger, Tobias ; Gobiet, Gerhard. / Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb. Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung. editor / Wulf Schubert ; Alexander Kluckner. Vol. 1 1. ed. Institute of Rock Mechanics and Tunnelling, 2016. pp. 63-75
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author = "Gerold Lenz and Alexander Kluckner and Robert Holzer and Thomas Stadlmann and Tobias Schachinger and Gerhard Gobiet",
year = "2016",
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day = "25",
language = "deutsch",
volume = "1",
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editor = "Wulf Schubert and Alexander Kluckner",
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}

TY - GEN

T1 - Prognose von Störungszonen auf Basis geologisch-geotechnischer Beobachtungen im Vortrieb

AU - Lenz, Gerold

AU - Kluckner, Alexander

AU - Holzer, Robert

AU - Stadlmann, Thomas

AU - Schachinger, Tobias

AU - Gobiet, Gerhard

PY - 2016/11/25

Y1 - 2016/11/25

N2 - Im Zuge des Vortriebes des Semmering-Basistunnels wurden im Baulos SBT1.1 bisher mehrere Störungszonen in der Grauwackenzone durchörtert. Wie im Gebirgstunnelbau mit größeren Überlagerungen üblich, war die metergenaue Lage dieser Störungszonen auf Tunnelniveau nicht bekannt. Die Vorauserkundung während des Vortriebs durch Vorausbohren stellte sich nicht immer als zuverlässig heraus. Diese Umstände wurden als Anlass genommen, die Möglichkeiten einer Kurzzeitprognose von Störungszonen zu evaluieren. Im gegenständlichen Beitrag werden anhand ausgewählter Fallbeispiele die Auswirkungen von Störungszonen unterschiedlicher Ausprägung auf das Systemverhalten des Tunnels bei der Durchörterung analysiert und aufgezeigt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die frühzeitige Erkennung der Störungszonen auf Basis von geologischen und geotechnischen Beobachtungen gelegt. Die systematische Analyse der geotechnischen Messdaten bildet hierzu eine elementare Grundlage, führt aber alleine nicht immer zum Ziel. Anhand der Erfahrungen beim Baulos SBT1.1 wird gezeigt, dass auch eine systematische Auswertung ausgewählter geologischer Parameter und – teilweise schwer quantifizierbare – geotechnische Beobachtungen beim Vortrieb wichtige Grundlagen für eine zuverlässige Kurzzeitprognose bilden können. Die Entwicklung des Gefüges (Trennflächenabstände, -orientierung, Beschaffenheit der Trennflächen etc.) und der geotechnischen Eigenschaften des Gebirges an der Ortsbrust (Gesteins- und Verbandsfestigkeit, Stabilität des offenen Abschlages, Verhalten des Gebirges beim Lösen etc.) im Nahbereich von Störungszonen wird analysiert und mit den Ergebnissen der geotechnischen Messungen korreliert. Des Weiteren fließen Informationen über die Bergwasserverhältnisse und die Entwicklung der Stützmittel-Auslastung in diese Betrachtungen ein. Auf Basis der Erkenntnisse aus diesen Fallbeispielen soll im Zuge des weiteren Vortriebs eine Systematik erarbeitet werden, um die Entwicklung der oben beschriebenen qualitativen bzw. semiquantitativen Beobachtungen verstärkt in die geotechnische Kurzzeitprognose vor Ort einfließen zu lassen. Die Kombination mit dem Stand der Technik der Messdatenauswertung soll ein frühzeitiges Erkennen von Änderungen in den geotechnischen Verhältnissen, insbesondere von Störungszonen, im Vortrieb erleichtern.

AB - Im Zuge des Vortriebes des Semmering-Basistunnels wurden im Baulos SBT1.1 bisher mehrere Störungszonen in der Grauwackenzone durchörtert. Wie im Gebirgstunnelbau mit größeren Überlagerungen üblich, war die metergenaue Lage dieser Störungszonen auf Tunnelniveau nicht bekannt. Die Vorauserkundung während des Vortriebs durch Vorausbohren stellte sich nicht immer als zuverlässig heraus. Diese Umstände wurden als Anlass genommen, die Möglichkeiten einer Kurzzeitprognose von Störungszonen zu evaluieren. Im gegenständlichen Beitrag werden anhand ausgewählter Fallbeispiele die Auswirkungen von Störungszonen unterschiedlicher Ausprägung auf das Systemverhalten des Tunnels bei der Durchörterung analysiert und aufgezeigt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die frühzeitige Erkennung der Störungszonen auf Basis von geologischen und geotechnischen Beobachtungen gelegt. Die systematische Analyse der geotechnischen Messdaten bildet hierzu eine elementare Grundlage, führt aber alleine nicht immer zum Ziel. Anhand der Erfahrungen beim Baulos SBT1.1 wird gezeigt, dass auch eine systematische Auswertung ausgewählter geologischer Parameter und – teilweise schwer quantifizierbare – geotechnische Beobachtungen beim Vortrieb wichtige Grundlagen für eine zuverlässige Kurzzeitprognose bilden können. Die Entwicklung des Gefüges (Trennflächenabstände, -orientierung, Beschaffenheit der Trennflächen etc.) und der geotechnischen Eigenschaften des Gebirges an der Ortsbrust (Gesteins- und Verbandsfestigkeit, Stabilität des offenen Abschlages, Verhalten des Gebirges beim Lösen etc.) im Nahbereich von Störungszonen wird analysiert und mit den Ergebnissen der geotechnischen Messungen korreliert. Des Weiteren fließen Informationen über die Bergwasserverhältnisse und die Entwicklung der Stützmittel-Auslastung in diese Betrachtungen ein. Auf Basis der Erkenntnisse aus diesen Fallbeispielen soll im Zuge des weiteren Vortriebs eine Systematik erarbeitet werden, um die Entwicklung der oben beschriebenen qualitativen bzw. semiquantitativen Beobachtungen verstärkt in die geotechnische Kurzzeitprognose vor Ort einfließen zu lassen. Die Kombination mit dem Stand der Technik der Messdatenauswertung soll ein frühzeitiges Erkennen von Änderungen in den geotechnischen Verhältnissen, insbesondere von Störungszonen, im Vortrieb erleichtern.

M3 - Beitrag in einem Konferenzband

VL - 1

SP - 63

EP - 75

BT - Tunnelbau in Störungszonen - Eine Herausforderung

A2 - Schubert, Wulf

A2 - Kluckner, Alexander

PB - Institute of Rock Mechanics and Tunnelling

ER -