Gotthard-Achse im Fokus - tunnel
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12 Schweiz Switzerland Tunnel 4/2009
Gotthard-Achse im Focus on the Gotthard
Fokus Axis
Dr. R. Simoni Dr. R. Simoni
Die Arbeiten an der neuen Gotthard-Linie befin- Work on the new Gotthard Line is forging ahead
den sich im Zeitplan. Das Jahr 2008 wird sowohl according to plan. 2008 has been assessed
vom Bundesamt für Verkehr als Besteller als both by the Bundesamt für Verkehr (BAV) as cli-
auch von der NEAT-Aufsichtsdelegation der ent as well as the NEAT supervisory delegation
Eidgenössischen Räte als ein sehr erfolgreiches from the Swiss authorities as a highly success-
Jahr beurteilt. Nebst den erzielten Fortschritten ful year. In addition to the progress made in
bei den Bauarbeiten führen vor allem auch die construction the clearly defined new political
seit dem Herbst 2008 klar definierten neuen marginal conditions applied since the autumn
politischen Randbedingungen zu dieser of 2008 have led to this appraisal. As things are
Beurteilung. Einer Eröffnung des Gotthard- at present nothing is standing in the way of
Basistunnels 2017 und des Ceneri-Basistunnels opening the Gotthard Base Tunnel in 2017 and
2019 steht aus heutiger Sicht nichts im Weg. the Ceneri Base Tunnel in 2019.
Seit dem 16. September Gotthard-Basistunnel Since September 16 , 2008
th
tions in the Erstfeld part-section
2008 ist der vom Parlament the new total credit for NEAT and thanks to the considerably
verabschiedete neue NEAT- Nachdem im Jahr 2007 (Trans-Alpine routes) passed by improved rates of advance due
Gesamtkredit in Kraft, welcher nur 4.901 m Tunnelröhren er- parliament has been in force. to more favourable subsurface
unter anderem die Finanzie- stellt wurden, waren es im Among other things it assures conditions in the Faido part-
rung des Gotthard-Basistun- Jahr 2008 total 16.958 m. the financing of the Gotthard section.
nels, des Ceneri-Basistunnels Diese markante Steigerung ist Base Tunnel, the Ceneri Base An even better performance
und der zugehörigen übertägi- auf die Leistungsvortriebe im Tunnel and related new routes was prevented by the fact that
gen Neubaustrecken sicher- Teilabschnitt Erstfeld und die running on the surface. Thanks as from May 2008 up till the end
stellt. Dank eines umfassen- dank günstigerer Baugrund- to comprehensive, systematic of the year an extensive fault
den, systematischen Risiko- verhältnisse erheblich verbes- risk management the issue of zone was encountered in the
managements konnte in der serten Vortriebsleistungen im the likely final costs and the re- Sedrun part-section. As a conse-
Frage der mutmaßlichen End- Teilabschnitt Faido zurückzu- maining risks could be resolved quence only 126 m of tunnel
kosten und der verbleibenden führen. between the client and the was driven in the eastern tube,
Risiken Einigkeit zwischen dem Eine noch bessere Leistung AlpTransit Gotthard AG as con- something corresponding to a
Besteller und der AlpTransit wurde dadurch verhindert, tractor. month’s progress given undis-
Gotthard AG als Erstellerin ge- dass im Teilabschnitt Sedrun The agreed superordinated turbed conditions. In the follow-
funden werden. ab Mai 2008 bis zum cost and scheduling targets as ing the driving operations for
Die vereinbarten überge- Jahresende eine ausgedehnte so-called focal targets are the the various part-sections are ex-
ordneten Kosten- und Termin- Störzone angefahren wurde. guideline for all those involved amined at length.
ziele sind als sogenannte Deshalb konnten in der Ost- in the project, also applying to Up till April 1 , 2009, 129.3 km
st
Fokusziele die Richtschnur für röhre nur noch 126 m Tunnel day-to-day business (Fig. 1). of tunnels, galleries and shafts,
alle Projektbeteiligten, auch im vorgetrieben werden, was had been driven for the Gotthard
Tagesgeschäft (Bild 1). etwa der Leistung eines Monats Base Tunnel. In other words
bei ungestörten Verhältnissen
Gotthard Base Tunnel
entspricht. Nachfolgend wer- After only 4,901 m of tunnel
den die Vortriebsarbeiten der was completed in 2007 no
Dr. Renzo Simoni, Dr. sc. techn., einzelnen Teilabschnitte ge- less than 16,958 m was pro- Dr. Renzo Simoni, Dr. sc. techn.,
Dipl.-Bauing. ETH, Vorsitzender nauer beschrieben. duced in 2008. This striking in- Dipl.-Bauing. ETH ,
der Geschäftsleitung, AlpTransit Am Gotthard-Basistunnel crease resulted from the start of CEO AlpTransit Gotthard AG,
Gotthard AG, Luzern/CH wurden bis zum 1. April 2009 the high-performance excava- Lucerne/CH
14 Focus on the Gotthard Axis Tunnel 4/2009
129,3 km Tunnel, Stollen und to element such as doors and
Schächte ausgebrochen. Damit gates (Fig. 3), ventilation sys-
sind 84 % des Gesamtaus- tems, double floors etc. Work on
bruchs von 153,3 km getätigt. installing these elements began
Nebst den Vortriebsarbeiten in autumn 2008 in the Bodio
laufen die Betonarbeiten für and Amsteg part-sections and
das Innengewölbe programm- is due to start shortly in the
gemäß. Die Einspurröhren in Sedrun part-section (Fig. 4).
den Teilabschnitten Amsteg
und Bodio sind praktisch fertig
gestellt. Ab Ende 2009 sollen
Ceneri Base Tunnel
diese Bauobjekte in die Obhut In the meantime construc-
des nachfolgenden Bahntech- tion is forging ahead on the
nikunternehmers übergehen 1 Fokusziele der AlpTransit Gotthard AG: 11,7 Mrd. CHF Endkosten Ceneri Base Tunnel at all 3 main
(Bild 2). Der Bahntechnikein- Inbetriebnahme des Gotthard-Basistunnels 2017 und des Ceneri- sites, namely at the south portal
bau kann jedoch nur dann ein- Basistunnels 2019 in Vezia, the intermediate point
wandfrei erfolgen, wenn auch 1 Focal points for the AlpTransit AG: Final costs of CHF 11.7 bill. of attack at Sigirino and at the
die sogenannte Rohbau-Aus- Opening of the Gotthard Base Tunnel 2017 and the Ceneri Base Tunnel 2019 north portal in Vigana. All 3 con-
rüstung des Tunnels vorgängig struction sites represent special
montiert ist. Dabei handelt es challenges. The south portal is
sich um Elemente wie Türen weisen spezielle Herausforde- 84 % of the total excavation of constricted in a built-up and
und Tore (Bild 3), Lüftungs- ungen auf. Das Südportal ist 153.3 km has been executed. susceptible district on the sub-
einrichtungen, Doppelböden eingezwängt in eine bebaute In addition to the driving op- urbs of Lugano. Furthermore a
etc. Der Einbau dieser Elemente und empfindliche Umgebung erations the concreting work for road tunnel has to be crossed
startete in den Teilabschnitten in den Vororten von Lugano. the inner vault are running ac- with only a few metres of over-
Bodio und Amsteg im Herbst Zudem wird ein Straßentunnel cording to schedule. The single- burden to spare.
2008 und beginnt in Kürze im mit wenigen Metern Über- track tubes in the Amsteg and In Sigirino the access tunnel
Teilabschnitt Sedrun (Bild 4). deckung überquert. Bodio part-sections have almost has been completely excavat-
In Sigirino ist der Zugangs- been completed. As from the ed. As far as the main drives are
stollen vollständig ausgebro- end of 2009 these sections will concerned, which are sched-
Ceneri-Basistunnel chen. Im Hinblick auf die be handed over to the contrac- uled to start in 2010 from the
Am Ceneri-Basistunnel lau- Hauptvortriebe, welche ab tors responsible for the rail tech- bottom point of the tunnel to-
fen die Bauarbeiten mittler- 2010 vom Fußpunkt des nology (Fig. 2). However, the rail wards the north and south, the
weile an allen 3 Hauptarbeits- Stollens aus in nördlicher und technology can only be proper- chambers needed for the un-
stellen, nämlich am Südportal in südlicher Richtung starten ly installed providing that the derground installations are cur-
in Vezia, beim Zwischenangriff sollen, werden derzeit die not- tunnel’s so-called roughwork rently being excavated. In addi-
in Sigirino und am Nordportal wendigen Kavernen für die un- furnishing has been accom- tion the systems for logistics,
in Vigana. Alle 3 Baustellen tertägigen Installationen aus- plished beforehand. This applies material preparation and stor-
2 Stand der Arbeiten am Gotthard-Basistunnel
2 Stage reached by work at the Gotthard Base Tunnel
16 Schweiz Switzerland Tunnel 4/2009
gebrochen. Im Weiteren be- few metres of overburden cre-
finden sich hier die Anlagen für ated when the motorway was
Logistik, Materialaufbereitung being built has to be penetrat-
sowie -ablagerung im Aufbau. ed by mining means (Fig. 5).
Am Nordportal haben die
Arbeiten zur Unterquerung der
Autobahn A2 begonnen. Auch
Deadlines
hier handelt es sich um äus- The Gotthard Base Tunnel is
serst anspruchsvolle Arbeiten, scheduled to open at the end of
da eine beim Autobahnbau er- 2017. At the end of 2006 and
stellte Schüttung mit wenigen 2008 the AlpTransit Gotthard
Metern Überdeckung berg- AG had the scenarios for the
männisch durchfahren werden main breakthrough at the
muss (Bild 5). Gotthard Base Tunnel exten-
sively analysed by the Inge-
nieurgemeinschaft Gotthard-
Termine 3 Einbau der Querschlagstüren im Abschnitt Amsteg
Basistunnel Süd (Fig. 6).
Die Inbetriebsetzung des 3 Installing the cross-passage doors in the Amsteg contract section Thanks to the elimination of
Gotthard-Basistunnels wird substantial residual risks pertain-
per Ende 2017 prognostiziert. ing to the subsurface the accura-
Ende 2006 und Ende 2008 hat cy of the prognosis considerably
die AlpTransit Gotthard AG die increased at the end of 2008. At
Szenarien des Hauptdurch- the end of 2006 the main break-
schlags am Gotthard-Basis- through was predicted for August
tunnel von der Ingenieurge- 2011 at km 128.9. The range of the
meinschaft Gotthard-Basis- prognosis amounted to roughly
tunnel Süd eingehend analy- +/–2.2 km in distance and –18 to
sieren lassen (Bild 6). +32 months with respect to the
Dank dem Wegfall erheb- point in time for the break-
licher Restrisiken aus dem through.
Baugrund hat sich die The study at the end of 2008
Prognosegenauigkeit per Ende forecasts the final break-
2008 erheblich erhöht. Per through to occur in February
Ende 2006 wurde der 2011 at km 127.5 in other words
4 Innenausbau der Tunnelverzweigung in der Multifunktionsstelle Sedrun
Hauptdurchschlag auf August 1.4 km further to the north than
2011 bei km 128,9 prognosti- 4 Inner furnishing of the tunnel fork in the Sedrun Multi-Function Station determined 2 years previously.
ziert. Die Prognosebandbreite The spread diminished to
betrug ca. +/–2,2 km in der –0.7/+1.4 km regarding dis-
Distanz und –18 bzw. +32 tance and to –4/+9 months
Monate bezogen auf den with respect to the deadline
Durchschlagszeitpunkt. (Fig. 7).
Die Studie per Ende 2008 The reason for these correc-
prognostiziert den letzten tions relates to the updated as-
Durchschlag per Februar 2011 sessment of the subsurface risks
bei km 127,5, also rd. 1,4 km as well as changes affecting or-
weiter nördlich als vor 2 Jahren ders in the Faido part-section,
ermittelt. Die Streubreite which have led to the TBM
schrumpfte auf –0,7/+1,4 km drives being speeded up (re-
in der Distanz und auf -–4/+9 5 Unterquerung der Autobahn A2 in Vigana, Voreinschnitt duction of the advance explora-
Monate bezogen auf den 5 Undercutting the A2 motorway at Vigana, approach cutting tory measures in the time-
Termin (Bild 7). bound second tunnel tube).
Ursache für diese Verschie- triebs führen (Reduktion age are also being set up The main construction work
bungen sind die aktualisierte der Voraussondierungsmaß- here. for the Ceneri Base Tunnel is to
Beurteilung der Baugrundri- nahmen in der zeitkritischen At the north portal the work be awarded in summer 2009 so
siken, aber auch Bestellungs- zweiten Tunnelröhre). designed to undercut the A2 that driving operations can
änderungen im Teilabschnitt Am Ceneri-Basistunnel sol- motorway has started. This also commence in mid-2010. The
Faido, welche zu einer Be- len die Hauptarbeiten im Som- represents an extremely tricky tunnel is due to be opened at
schleunigung des TBM-Vor- mer 2009 vergeben werden operation as a slope with only a the end of 2019.
18 Schweiz Switzerland Tunnel 4/2009 6 Terminprogramm Gotthard-Basistunnel 6 Scheduling programme for the Gotthard Base Tunnel 7 Vergleich der Prognosen des Hauptdurchschlags am Gotthard-Basistunnel per Ende 2006 und per Ende 2008 (inkl. Streubreiten) 7 Comparison of the forecasts for the main breakthrough at the Gotthard Base Tunnel at the end of 2006 and end of 2008 (incl. spreads)
Tunnel 4/2009 Gotthard-Achse im Fokus 19
um mit den Vortriebsarbeiten axis on a quarterly basis. In sum-
ab Mitte 2010 zu starten. Die mer 2007 the probable project
Inbetriebsetzung ist per Ende costs amounted to CHF 11.8 bill.
2019 prognostiziert. (Gotthard Axis, price basis 1998)
on the basis of a comprehensive
new assessment. The sum of
Kosten quantifiable risks amounted to
Die Kosten- und Risikositu- CHF 2.7 bill.
ation wird von der AlpTransit At the end of 2008 the prob-
Gotthard AG quartalsweise able final costs were estimated
über die ganze Achse beurteilt. at around CHF 11.9 bill. In the
Die mutmaßlichen Projekt- meantime the quantifiable risks
kosten beliefen sich im Sommer could be reduced by CHF 0.3
2007 auf Basis einer umfas- bill. to CHF 2.4 bill. after the elim-
senden Neubeurteilung auf ination of substantial subsur-
8 Kostenentwicklung der Gotthard-Achse seit 2007
CHF 11,8 Mrd. (Achse Gott- face risks (Fig. 8).
hard, Preisbasis 1998). Die 8 Cost development for the Gotthard Axis since 2007
Summe der quantifizierten
Risiken betrug 2,7 Mrd. CHF. konnten wegen des Wegfalls Costs
Per Ende 2008 wurden die erheblicher Baugrundrisiken
mutmaßlichen Endkosten auf mittlerweile um 0,3 Mrd. CHF The cost and risk situation is
ca. 11,9 Mrd. CHF geschätzt. auf 2,4 Mrd. CHF reduziert assessed by the AlpTransit
Die quantifizierten Risiken werden (Bild 8). Gotthard AG along the entire
20 PS Erstfeld: Successful Excavation Tunnel 4/2009
Vortriebsarbeiten Driving Operations
Teilabschnitt Erstfeld: Erstfeld Part-Section: successful
Erfolgreicher Vortrieb Excavation
S. Gielchen S. Gielchen
Im April und Juni 2008 leistung von 17 m/AT bis Ende In April and June 2008 the by the end of March 2009 given
konnte die Installationsphase März 2009 4.700 m (66 %) installation phase for the tunnel an average daily rate of advance
für die Tunnelbohrmaschinen Vortrieb erreicht werden. Die boring machines (TBMs) was of 17 m/working day. The ex-
(TBM) abgeschlossen und die sehr guten Vortriebsleistun- concluded and the high-per- tremely good rates of progress,
Leistungsvortriebe in beiden gen, welche erheblich über formance drives started in the which are considerably in ex-
Röhren aufgenommen werden den Projektannahmen liegen, 2 tubes (Fig. 9). By the end of cess of the scheduled ones,
(Bild 9). Bis Ende März 2009 wurden trotz eines Bergwas- March 2009, 6,100 m (86 %) had were maintained in spite of in-
sind im Tunnel Ost rd. 6.100 m seranfalls von insgesamt über been driven in the eastern tun- gressing underground water of
(86 %) bei einer durchschnitt- 200 l/sec (aus beiden Röhren, nel given an average daily rate altogether more than 200 l/sec
lichen Tagesleistung von über gemessen am Portal, inkl. of advance of in excess of 18 m/ (from both tubes, measured at
18 m/AT aufgefahren worden. Prozesswasser) beibehalten. working day. The breakthrough the portal including process
Der Durchschlag zum benach- Der Ausbruch der Quer- into the neighbouring Amsteg water).
barten Teilabschnitt Amsteg schläge folgt dem Vortrieb der part-section is due to take place The excavation of the cross-
erfolgt noch vor dem Sommer- TBM kontinuierlich. Im März prior to the 2009 summer break passages continuously follow-
unterbruch 2009 (Bild 10). 2009 wurde mit dem Spreng- (Fig. 10). ed up the TBM drive. In March
Im Tunnel West konnten bei vortrieb des Verzweigungs- In the western tunnel 2009 drill+blast operations
einer durchschnittlichen Tages- bauwerkes Ost für die künf- 4,700 m (66 %) had been driven commenced on the eastern
9 Übersicht Erstfeld
Stefan Gielchen, Dipl.-Ing.
Bergbau, AlpTransit Gotthard 9 Overview Erstfeld
AG, Oberbauleiter Erstfeld/
Amsteg, CH
Tunnel 4/2009 TA Erstfeld: Erfolgreicher Vortrieb 21
10 TBM-Vortrieb Erstfeld 11 Erstfeld mit InfoCenter und Tagbautunnel im Hintergrund
10 Erstfeld TBM drive 11 Erstfeld with InfoCenter and cut-and-cover tunnel in the background
tige unterirdische Verbindung von 600 m und in der West- branch structure for the future concreted in the eastern tube
zum geplanten Axentunnel be- röhre 170 m von 558 m beto- underground link to the plan- and 170 of 558 m in the western
gonnen. niert. In einem Takt von ned Axen Tunnel. one. In a 2–3 week cycle, vault
Beim Tagbautunnel am 2–3 Wochen wurden Gewöl- With regard to the cut-and- elements were produced in-
Nordportal des Gotthard- beeinheiten mit Betonkuba- cover tunnel at the Gotthard volving volumes of concrete of
3
Basistunnels sind zwischen- turen bis zu 500 m erstellt Base Tunnel’s north portal in the up to 500 m3.
zeitlich in der Oströhre 220 m (Bild 11). interim 220 of 600 m has been22 PS Sedrun: Excavation in extensive Fault Zone Tunnel 4/2009
Teilabschnitt Sedrun: Vortrieb in Sedrun Part-Section: Excavation in
ausgedehnter Störzone – extensive Fault Zone – Advance
Vorauserkundungskonzept Exploration Concept
H. Höfle H. Höfle
Im Tunnelabschnitt zwi- Abschnitten geringer und es Currently the driving opera- tire more than 153 km long sys-
schen Faido und Sedrun laufen verbleiben dementsprechend tions for both tubes are running tem of tunnels.
gegenwärtig die Vortriebsar- höhere Restrisiken. to meet each other in the tun- The section between the
beiten beider Tunnelröhren – Ein Beispiel für das Auf- nel section between Faido and Piora Basin at the Faido side and
einerseits als TBM-Vortrieb treten eines solchen Restrisikos Sedrun – on the one hand as a the southern end of the Sedrun
von der Seite Faido, anderer- ist die im Mai 2009 in der TBM drive from the Faido side, Multi-Function Station possess-
seits als konventioneller Vor- Oströhre und später in der on the other as a conventional es massive rock overburdens of
trieb von der Seite Sedrun – Weströhre angetroffene Stör- excavation from the Sedrun up to a maximum of 2,470 m. As
aufeinander zu. zone. Etwa bei km 125,3 wur- side. a result it was not possible dur-
Gegen Ende des Jahres de gemäss der geologischen At the end of 2010 or the be- ing the project development
2010 bzw. Anfang des Jahres Prognose eine Störzone mit ginning of 2011 both drives are phase to undertake extensive
2011 sollen beide Vortriebe einer Ausdehnungslänge von scheduled to execute the main subsurface exploration in ad-
den Hauptdurchschlag des 5–10 m prognostiziert. Wie breakthrough for the Gotthard vance at an acceptable cost.
Gotthard-Basistunnels vollzie- sich nach der Durchörterung Base Tunnel. This milestone in Consequently the prognosis ac-
hen. Dieser Meilenstein im herausstellte, wies die the overall scheduling pro- curacy is lower than those for
Gesamtterminprogramm zur Störzone eine tatsächliche gramme for the realisation of the sections where exploratory
Verwirklichung des Tunnels Länge von etwa 150 m auf. the tunnel at the same time drilling was carried out so that
markiert gleichzeitig das Ende Deren für den Tunnelvortrieb marks the end of the excavation accordingly high residual risks
der Ausbruch- und Siche- ungünstiges Verhalten ent- and supporting work for the en- remain.
rungsarbeiten des gesamten
über 153 km langen Tunnel-
systems.
Der Abschnitt zwischen der
Piora-Mulde auf der Seite von
Faido und dem südlichen Ende
der Multifunktionsstelle Sedrun
weist hohe Gebirgsüberla-
gerungen bis zu maximal
2.470 m auf. Es war deshalb
in der Projektentwicklungs-
phase nicht möglich, mit wirt-
schaftlich vertretbarem Auf-
wand vorab eine umfassende
Baugrunderkundung durchzu-
führen. Damit ist die Progno-
segenauigkeit im Querver-
gleich zu den durch Sondier-
bohrungen aufgeschlossenen
12 Linienführung Sedrun
12 Sedrun route alignment
Hartmuth Höfle, Dipl.-Bauing. Dipl.-Bauing. Hartmut Höfle,
AlpTransit Gotthard AG, AlpTransit Gotthard AG,
Abschnittsleiter GBT Mitte, Section Manager, GBT Mitte,
Luzern/CH Lucerne/CHTunnel 4/2009 TA Sedrun: Vortrieb in ausgedehnter Störzone 23
wickelte sich erst etwa 20 m In order to facilitate a safe
hinter der Ortsbrust. Es zeigte drive in all situations regular and
sich, dass das Gebirge extrem complete advance exploration
zerschert sowie kakiritisiert of the subsurface in front of the
war und sich äusserst druck- face is essential.
haft verhielt. Der eingebrachte Between Sedrun and Faido
nachgiebige Sicherungsverbau the Val Napa and Santa Maria
bestand aus einschiebbaren arch dams are undercut laterally
Ausbaubögen im Längsabstand by the tunnel tubes in some
von 1 m, Selbstbohr-Injektions- cases only a short distance away.
ankern kombiniert mit starker Observations and earlier inci-
Ortsbrustsicherung aus Stahl- dents have shown that it is es-
faser-Spritzbeton, sich über- sential to minimise the effects
greifenden 12 m langen Hori- of tunnel drives on the under-
zontalankern und voraus- ground water conditions in the
eilenden Spiessschirmen in der 13 Bohreinrichtung in Sedrun mit Standrohr, Preventer und Absperrorgan proximity of dams. Rock water
Kalotte. Trotzdem traten radi- 13 Drilling unit in Sedrun with standpipe, preventer and shut-off valve pressures of up to 170 bar relax
ale Verformungen nach innen as a result of a tunnel excava-
von bis zu 90 cm auf. Nach birgsüberlagerungen zu mess- An example for the occur- tion. In conjunction with the in-
dem Abklingen der Verfor- baren Oberflächenverformun- rence of a residual risk of this na- evitable dewatering in the vi-
mungsgeschwindigkeit – etwa gen. Diese sind wegen der ge- ture is provided by the fault cinity of the tunnel tubes this
30 m hinter der Ortsbrust – nerellen Empfindlichkeit von zone, which was encountered leads to measurable surface de-
wurde der endgültige Siche- Bogenstaumauern gegenüber in the eastern tube in May 2009 formations in spite of the high
rungsspritzbeton in einer Dicke Bewegungen der Widerlager and subsequently in the west- rock overburdens that prevail.
von 25 cm aufgetragen. Damit zu begrenzen um Schäden an ern one. At roughly km 125.3 a These have to be restricted on
war zunächst das Gebirge im der Mauerstruktur zu vermei- fault zone some 5-10 m in ex- account of the general sensibil-
Nahbereich um den Tunnel den (Bild 12). tent was forecast in accordance ity of arch dams to movements
herum in ausreichendem Maße Für die Festlegung der ge- with the geological prognosis. of the abutments in order to
entspannt und die Hohlraum- eigneten Maßnahmen ist es so- As things emerged once this avoid damage to the wall struc-
verengung gestoppt. mit erforderlich, die Gebirgs- zone was penetrated its actual ture (Fig. 12).
Um in allen Situationen ei- und Bergwasserverhältnisse im length was roughly 150 m. Its As a result it is necessary for
nen sicheren Vortrieb zu er- Einflussbereich der Staumau- unfavourable effect on the tun- determining suitable measures
möglichen ist während der ern systematisch von der Orts- nel excavation first developed to explore the rock and ground-
Vortriebsarbeiten die regelmä- brust aus mittels Kernboh- some 20 m behind the face. It water conditions in the sphere
ßige und lückenlose Vorauser- rungen und nachfolgender was revealed that the rock was of influence of dams systemati-
kundung des vor der Ortsbrust Bohrlochtests zu erkunden. extremely broken up and worn cally from the face by means of
anstehenden Baugrundes un- Die Bohreinrichtungen für die- quite apart from revealing high- core drilling and follow-up drill-
abdingbar. sen Zweck sind mit Standrohr, ly squeezing behaviour. The in- hole tests. The drilling units used
Zwischen Sedrun und Faido Preventer und Absperrorgan stalled yielding safety supports for this purpose are equipped
werden die Bogenstaumauern versehen, um auch bei hohen consisted of retractable arches with standpipe, preventer and
Val Nalps und Santa Maria mit Wasserdrücken ein gefahrloses at 1 m gaps, automatic grouting shut-off valve in order to facili-
den Tunnelröhren in teilweise Verschliessen der Bohrrohre anchors combined with strong tate the drill holes to be closed
geringem seitlichem Abstand im Gefährdungsfall zu ermög- face supports comprising steel without any risk even in case of
unterfahren. Beobachtungen lichen. Die Länge des einze- fibre shotcrete, overlapping danger if high water pressures
und frühere Ereignisse haben mentierten Standrohres wird 12 m long horizontal anchors are prevalent. The length of the
gezeigt, dass es notwendig ist jeweils auf den zu erwartenden and advance pipe umbrellas in installed standpipe is always ad-
die Auswirkungen auf die Gebirgswasserdruck ange- the crown. Notwithstanding ra- justed to the anticipated rock
Bergwasserverhältnisse durch passt und mit dem Erfah- dial deformations of up to water pressure and determined
die Tunnelvortriebe im Ein- rungswert 12 bar Druckabbau 90 cm occurred towards the in- with the reference value of a
flussgebiet von Staumauern je laufenden Meter Standrohr side. After the speed of the de- 12 bar drop in pressure per run-
gering zu halten. Durch den bestimmt. Bei grösseren Was- formations dropped – roughly ning metre of standpipe. In the
Tunnelvortrieb entspannen sich serzuflüssen, die zu einer 30 m behind the face – the final case of larger amounts of in-
die Gebirgswasserdrücke von Störung des Bergwasserhaus- lining shotcrete was placed with flowing water, which lead to the
bis zu 170 bar. Verbunden mit halts führen, sind Maßnahmen a thickness of 25 cm. In this way underground water resources
der unvermeidbaren Entwäs- zur Abdichtung bzw. zur the rock surrounding the tunnel being disturbed, measures de-
serung in der Umgebung der Reduktion der Bergwasser- relaxed to a sufficient degree vised to seal or reduce the un-
Tunnelröhren führt dies trotz Durchlässigkeit mittels Ab- and constriction of the cavity derground water permeability
der vorhandenen hohen Ge- dichtungsinjektionen in der stopped. by means of grouting around24 PS Sedrun: Excavation in extensive Fault Zone Tunnel 4/2009
Umgebung des Tunnels vorge- 왎 Establishing influences on in-
sehen (Bild 13). dustrial safety on the spot
In weniger sensiblen Tun- 왎 Prior calculation of influenc-
nelbereichen sowie in der im es on the dam walls
Ausbruch räumlich jeweils nach- 왎 The correct selection and dis-
eilenden Tunnelröhre ist anstel- position of excavation geo-
le der Kernbohrungen eine Vo- metries and supporting means
rauserkundung mittels Schlag- 왎 Planning and preparation of
bohrung vorgesehen (Bild 14). necessary grouting campaigns
Bei beiden Bohrmethoden ist 왎 Composition of the drilled
immer die Gewährleistung der material regarding the usability
Arbeitssicherheit der im Tunnel of the excavated material
beschäftigten Mitarbeiter ein 왎 Determining construction
wichtiges Erkundungsziel; times.
grosse Wassereinbrüche müs- The execution time for ad-
sen durch rechtzeitiges Erken- 14 Vorauserkundung mittels Schlagbohrung im Teilabschnitt Sedrun vance exploration drilling in the
nen einer Gefährdung für 14 Advance exploration using percussion drilling in the Sedrun part-section form of core drilling beginning
Personen und Bauwerke ver- with the installation of the drill-
mieden werden. Dies ist bis 왎 Bauzeitermittlungen. the tunnel are foreseen ing unit on the spot, drilling and
zum heutigen Tag gelungen. Die Ausführungszeit einer (Fig. 13). cementing the standpipe, hy-
Die sich in Bohrrichtung je- Vorauserkundungsbohrung als In less sensitive tunnel sec- drostatic test, assembly of the
weils mit etwa 20 m überlap- Kernbohrung, beginnend mit tors as well as for the tunnel preventer, execution of the drill-
penden Bohrungen ergeben ei- der Installation des Bohrgerä- tube that is following up the ing with core sample, subse-
nen fortlaufenden Aufschluss, tes vor Ort, Bohren und Ze- other, advance exploration us- quent hydro tests, coast-down
der vom begleitenden Geo- mentieren des Standrohrs, Ab- ing percussion drilling is fore- tests and retrieval of the drilling
logen- und Geotechnikerteam pressversuch, Preventermon- seen rather than core drilling unit amounts on average to ap-
im Hinblick auf die zu erwar- tage, Durchführung der Boh- (!Fig. 14). Occupational safety of prox. 1 drilled metre per hour. In
tenden Risiken und Gefähr- rung mit Kerngewinn, ab- the labour force working in the other words an aspired explora-
dungsbilder fortlaufend inter- schliessenden Hydrotests, Aus- tunnel that has to be assured in tion length of around 250 m
pretiert wird und die ent- laufversuchen und Rückbau the case of both methods repre- thus requires a time period of
sprechenden Gegenmassnah- der Bohreinrichtung beträgt sents an essential exploratory 11 days, something which also
men auslöst. im Mittel ca.1 Bohrmeter je target; major inbursts of water denotes the drive standing still
Eine zuverlässige Vorauser- Stunde. Eine angestrebte Er- have to be avoided promptly by for 11 days.
kundung ist bei derart ungüns- kundungslänge von ca. 250 m identifying any danger for man Given lower requirements
tigen Baugrundverhältnissen erfordert somit einen Zeitauf- and machine. This has been suc- on the exploration quality per-
aus mehreren Gründen von er- wand von 11 Tagen, was cessful right up until the present. cussion drilling is applied, which
heblichem Interesse: gleichbedeutend mit 11 Tagen The drill holes that overlap by has an optimal attainable drill-
왎 Voraussage der zu erwarten- Vortriebsstillstand ist. some 20 m in the direction of ing length of some 80 running
den Gebirgswasserverhältnisse Bei geringeren Anforderun- drilling provide continuous metres. The overall amount of
bezüglich Mengen und Druck gen an die Erkundungsqualität data, which are constantly inter- time required for a 250 m explo-
왎 Voraussage über das zu er- kommt eine Schlagbohrung preted by the accompanying ration length only amounts to
wartende Gestein, dessen zur Anwendung, deren opti- team of geologists and geo- some 5 days. In other words it is
Trennflächengefüge und Was- mal erzielbare Bohrlänge etwa technicians with regard to the of considerable importance
serdurchlässigkeit und daraus 80 lfd. m beträgt. Der gesamte expected risks and danger pat- both for determining the con-
왎 Ermittlung von Einflüssen auf Zeitaufwand für eine Erkun- terns and trigger the appropri- struction time and costs that
die Arbeitssicherheit vor Ort dungslänge von 250 lfd. m be- ate countermeasures. the expected exploration result
왎 Vorausberechnung von Ein- trägt lediglich etwa 5 Tage. Reliable advance explora- is clearly determined prior to
flüssen auf die Staumauern Es ist also für Bauzeit- und tion is of considerable interest the execution of drilling.
왎 richtige Auswahl und Dispo- Kostenermittlung von wesent- for a number of reasons given
sition von Ausbruchgeometrien licher Bedeutung, dass das er- such unfavourable ground con-
und Sicherungsmitteln wartete Erkundungsergebnis ditions:
왎 Planung und Vorbereitung vor Ausführung einer Bohrung 왎 Prediction of the anticipated
notwendiger Injektionskam- klar festgelegt wird. rock water conditions relating
pagnen to amounts and pressure
왎 Zusammensetzung des Bohr- 왎 Prediction of the expected
guts im Hinblick auf die Ver- rock, its cleavage plane struc-
wertbarkeit des Ausbruchma- ture and water permeability
terials and in turnTunnel 4/2009 PS Faido: Penetration of the Piora Basin 25
Erfolgreiche Durchörterung der Successful Penetration of the Piora
Piora-Mulde im Teilabschnitt Faido Basic in the Faido Part-Section
S. Flury, A. Priller S. Flury, A. Priller
Nach Beendigung der Durchfahren der Chièra-Syn- After completion of blasting Following intensive prepara-
Sprengarbeiten in der Multi- form (einer Faltenachse) steht operations in the Faido Multi- tory measures the notorious
funktionsstelle (MFS) Faido die Schieferung steil, und das Function Station (MFS) the tun- Piora Basin was penetrated suc-
konnte im Juli 2007 die bautechnische Verhalten des nel boring machine East was cessfully without any major
Tunnelbohrmaschine Ost und Gebirges hat sich wesentlich able to begin driving from the problems in October 2008 and
im September 2007 die TBM verbessert. Seither erfolgt der Faido MFS towards Sedrun in in January 2009. A major mile-
West den Vortrieb ab der MFS Vortrieb mit mittleren Leistun- July 2007 with the same apply- stone in accomplishing the
Faido Richtung Sedrun auf- gen von 15 m pro Arbeitstag ing to the tunnel boring ma- Gotthard Base Tunnel was thus
nehmen. Seither wurden in der bei einer Gebirgsüberlagerung chine West in September of the successfully mastered.
Oströhre rd. 6.000 m und in von rd. 2.000 m und einer same year. Since then approx.
der Weströhre rd. 5.100 m Felstemperatur von 42 °C. 6,000 m of tunnel has been driv-
Prior Exploration of
Tunnel aufgefahren (Stand Nach intensiven Vorberei- en in the eastern tube and
Ende Mai 2009). Dies ent- tungsmaßnahmen konnte im approx. 5,100 m in the western
the Piora Basin
spricht mittleren Vortriebsleis- Oktober 2008 und im Januar one (as of end-May 2009). This For decades a dispute has
tungen von rd. 10 m pro Ar- 2009 die berühmt-berüch- corresponds to average rates of been rife among geologists and
beitstag. Diese für den TBM- tigte Piora-Mulde ohne grö- advance of roughly 10 m per engineers relating to the build-
Vortrieb niedrigen Werte ßere Probleme erfolgreich working day. These low values ing of the Gotthard Base Tunnel.
rühren daher, dass nach dem durchfahren werden. Ein for the TBM excavation can be Its accomplishment was ques-
Start der beiden TBM auf einer großer Meilenstein für die attributed to the fact that after tioned on account of fault zones
Länge von ca. 1.100 m hori- Realisierung des Gotthard- starting up, the 2 TBMs had to that could scarcely be mastered
zontal geschieferte Lucomag- Basistunnels wurde erfolg- pass through horizontally lay- – including the Clavaniev Zone
no-Gneise mit einem teilweise reich gemeistert. ered Lucomagno gneisses with in the Tavetsch Intermediate
hohen Glimmeranteil durch- an in part high proportion of Massif North, which today has
fahren werden mussten. Dieser Vorgängige mica over an approx. 1,100 m been successfully negotiated -
Felstyp neigte zu großen Erkundung der Piora- length. This type of rock tended and the Piora Basin.
Deformationen am Ausbruch- to produce large deformations During the period from 1993
rand, was einen entsprechend
Mulde on the periphery of the excava- to 1998 the Piora Basin was in-
hohen Sicherungsaufwand mit- Um den Bau des Gotthard- tion, something that called for a vestigated using an exploratory
tels Stahleinbau, Anker und Basistunnels bestand bereits high amount of supporting re- system. A 5.5 km long explora-
Spritzbeton zur Folge hatte. seit Jahrzehnten ein Experten- quiring the installation of steel, tory tunnel was excavated from
Dieser hohe Sicherungsauf- streit unter Geologen und anchors and shotcrete. This high Faido with a tunnel boring ma-
wand erlaubte sowohl in der Ingenieuren. Diese stellten degree of supporting meant chine, which was located some
Ost- wie auch in der Weströhre den Bau des Tunnels wegen that rates of only 6 m per day 350 m above the future Base
Leistungen von nur 6 m pro kaum zu bewältigender Stör- were possible both in the east- Tunnel. At the end of March
Tag (Bild 15). Nach dem zonen – unter anderem die ern as well as the western tube 1996 a core drilling for the
heute auch schon gemeisterte (Fig. 15). After passing through
Clavaniev-Zone im Tavetscher- the Chièra Synform (a fold axis)
Zwischenmassiv Nord und die the schistosity is steeply in-
Piora-Mulde – in Frage. clined and the technical behav-
Stefan Flury, Dipl.-Ing. ETH/SIA, Im Zeitraum von 1993 bis iour of the rock has considera-
AlpTransit Gotthard AG, 1998 wurde die Piora-Mulde bly improved in constructional
Abschnittsleiter GBT Süd, mittels eines Sondiersystems terms. Since then the drive has Dipl.-Ing. Stefan Flury, AlpTransit
Luzern/CH erkundet. Mit einer Tun- taken place with average rates Gotthard AG, Section Manager
Anton Priller, Dipl.-Ing., nelbohrmaschine wurde ab of progress amounting to 15 m GBT Süd, Lucerne/CH
AlpTransit Gotthard AG, Faido ein 5,5 km langer per working day given rock Dipl.-Ing. Anton Priller, AlpTransit
Oberbauleiter Faido/Bodio, Erkundungsstollen, der sich overburden of some 2,000 m Gotthard AG, Senior Manager
Faido/CH 350 m oberhalb des zukünf- and 42 °C rock temperature. Faido/Bodio, Faido/CH26 TA Faido: Durchörterung der Piora-Mulde Tunnel 4/2009
tigen Basistunnels befand, vor- tion system the advance TBM
getrieben. Ende März 1996 East was halted shortly before
traf eine Kernbohrung erst- the Piora Zone in September
mals auf die vermutete Piora- 2008 so that further investiga-
Mulde mit zuckerkörnigem tions could establish the exact
Dolomit unter hohem geological/geotechnical posi-
Wasserdruck. tion of the Piora Basin by means
Wegen einer fehlerhaften of a 284 m long core drilling. The
Manipulation an der Preven- superordinated target of this
teranlage flossen innerhalb drill hole was to provide de-
3
von 3 Stunden rd. 1.400 m tailed preparation in order to
zuckerkörnigem Dolomit und minimise the effects of possible
Wasser aus dem Bohrloch mit dangers as much as possible. A
einem Durchmesser von 10 cm category of measures was
in den Sondierstollen und ins drawn up months prior to the
15 Hoher Sicherungsaufwand in den Lucomagno-Gneisen
Freie. Die Tunnelbohrmaschine Piora Basin being reached. This
musste daraufhin demontiert 15 High degree of supporting in the Lucomagno Gneiss plan was designed to reduce
und aus dem Stollen transpor- the negative effects of out of
tiert werden. Auswirkung allfälliger Gefähr- first time encountered the the ordinary conditions on the
Vom Sondierstollen aus dungen möglichst klein zu hal- Piora Basin with sugar-like construction time and costs as
wurden anschliessend insge- ten. Schon Monate vor dem Dolomite subject to high water much as possible quite apart
samt 19 Sondierbohrungen Erreichen der Piora-Mulde pressure. from contributing towards in-
von total 7.000 m Länge in die wurde ein Maßnahmenplan On account of faulty opera- dustrial safety.
Piora-Mulde abgeteuft (Bild erarbeitet. Dieser Maßnah- tion of the preventer unit some
16). Davon reichten 5 Boh- menplan sollte neben der 1,400 m3 of sugar-form Dolomite
rungen bis auf das Niveau Personensicherheit dazu bei- and water flowed out of the 10
Geological Conditions
des Basistunnels. Zur Über- tragen, die negativen Auswir- cm diameter drill hole into the The core drilling applied in
raschung aller bestand das kungen von ausserordentli- exploratory tunnel and out into September 2008 at an incline of
Gestein auf Niveau des chen Verhältnissen auf Bauzeit the open within the space of 3 roughly 10° above the cutter-
Basistunnels aus hartem und Baukosten zu minimieren. h. Subsequently the tunnel bor- head confirmed the results of
Dolomit-Anhydrit ohne Wasser. ing machine was dismantled the exploration campaign car-
Umfangreiche Laboruntersu- and removed from the tunnel. ried out during the 1990s. At
Geologische
chungen der Bohrkerne erga- Thereafter a total of 19 ex- tunnel level the rock possesses
ben, dass es sich bei der ge-
Verhältnisse ploratory drillings with a total a solid state and no water is to
fundenen karbonatisch-sulfa- Die im September 2008 mit length of 7,000 m were under- be encountered. The following
tischen Trias um ein Gestein etwa 10° Grad Steigung über taken from the tunnel into the geological setup was the out-
mit relativ guten felsmecha- dem Bohrkopf angesetzte Piora Basin (Fig. 16). Five of these come of the exploratory drilling
nischen Kennwerten handelt. Kernbohrung bestätigte die drill holes extended down to executed for the Piora Basin at
Die Erkenntnisse aus den Ergebnisse aus der Sondier- the depth of the Base Tunnel. To tunnel level:
damaligen Sondierungen flos- kampagne der 1990er Jahre. everyone’s surprise the rock at 1: Approx. 10 m long Quarten
sen in das Bauprojekt 1999 Auf Tunnelniveau ist der Fels in Base Tunnel level consisted of series, which can possess the
des Gotthard-Basistunnels und einem festen Zustand und es hard Dolomite anhydrite with- character of a fault zone
damit auch in den Werkvertrag ist kein Wasser anzutreffen. out water. Extensive lab tests of 2: This is followed by the approx.
für das Baulos Faido ein. Aus den Sondierbohrungen er- the core samples revealed that 120 m long carbonatic-sulphatic
Trotz der guten Erkennt- gab sich folgender geolo- the carbonatic-sulphatic Trias Trias, which consists of intermit-
nisse aus dem Sondiersystem gischer Aufbau der Piora-Zone that had been discovered repre- tent bedding of solid Dolomite
wurde im September 2008 die auf Tunnelniveau: sented a rock with relatively anhydrite rocks. Roughly 250 m
vorauseilende TBM Ost kurz 1. ca. 10 m lange Quartense- good rock mechanical proper- above tunnel level this zone
vor der Piora-Zone angehal- rie, welche den Charakter ei- ties. comprises the feared water-sat-
ten, um mittels einer 284 m ner Störzone aufweisen kann The findings gained from the urated sugar-form Dolomite. So-
langen Kernbohrung weitere 2. Daran anschliessend folgt explorations executed at that called cap rock seals off the rock
Erkenntnisse zur genauen die ca. 120 m lange karbona- time were incorporated in the so that dry conditions prevail at
Bestimmung der Lage der geo- tisch-sulfatische Trias, die aus Gotthard Base Tunnel project in tunnel level.
logischen/geotechnischen Aus- einer Wechsellagerung von 1999 and in turn in the works 3: The roughly 10 m long
bildung der Piora-Mulde zu festen Dolomit-Anhydrit-Ge- contract for the Faido contract Corandoni Zone joins up fur-
gewinnen. Übergeordnetes Ziel steinen besteht. Ca. 250 m section. ther to the north, which also
dieser Bohrung war eine de- über Tunnelniveau besteht die- In spite of these good find- possesses the character of a
taillierte Vorbereitung, um die se Zone aus dem gefürchteten ings obtained from the explora- fault zone.Tunnel 4/2009 PS Faido: Penetration of the Piora Basin 27
wassergesättigten zuckerkör- exploratory drilling at the time
nigen Dolomit. Ein sogenann- and the fact that no under-
ter Gipshut dichtet das Gebirge ground water circulation was to
ab, so dass auf Tunnelniveau be expected, the feasibility of a
trockene Verhältnisse vorhan- TBM excavation for negotiating
den sind. the Piora Basin was assessed.
3. Weiter nördlich schliesst The main danger, which
die ca. 10 m lange Corandoni- could hinder successful tunnel-
Zone an, welche wiederum den ling, was primarily the risk that
Charakter einer Störzone auf- the machine could become
weist. stuck as a result of large rock de-
Nördlich der Corandoni-Zo- formations. In order to effective-
ne schliesst dann der Medelser- ly counter this major obstacle
Granit des Gotthard-Massivs an. the following technical meas-
ures for construction were
16 Sondiersystem Piora defined (Fig. 17):
Bautechnische
16 Piora exploration system 왎 Avoidance of disaggrega-
Umsetzung
tions resulting from a rigid exca-
Auf Grund der bereits 1998 vation support (placing steel)
angetroffenen Felsverhältnisse installed directly behind the
im Sondiersystem Piora, cutterhead
den Untersuchungsergebnis- 왎 Penetration of the Piora Basin
sen aus den damaligen Erkun- in continuous operation with-
dungsbohrungen und der Tat- out interruption if possible, min-
sache, dass keine Bergwas- imisation of the risks of stand-
serzirkulation zu erwarten war, still
wurde die Machbarkeit eines 왎 Excavation with a maximum
Vortriebs mit TBM zur machine diameter of 9.50 m in
Durchquerung der Piora- order to assure as high a
Mulde als gegeben beurteilt. degree of deformation area as
Als wesentlichste Gefahr, possible.
welche einen erfolgreichen This procedure resulted in
Tunnelbau verhindern könnte, the foreseen for penetrating the
wurde primär die Gefahr des Piora Basin being subjected to
Einklemmens der Maschine als modifications for TBM East in
Folge von großen Gebirgsde- August 2008 and for TBM West
formationen erkannt. Um der in the christmas-break 2008/
Hauptgefahr des Verklemmens 2009. In this way the danger of
wirksam zu begegnen wurden a standstill resulting from the
folgende bautechnische Maß- machine was to be minimised.
nahmen definiert (Bild 17): Steel rings (TH profiles) were
왎 Vermeidung von Auflocke- installed directly behind the
rungen durch eine direkt hin- cutterhead at 1 m gaps as sup-
ter dem Bohrkopf einge- porting measures and a shot-
brachte steife Ausbruch- crete seal placed to protect the
sicherung (Stahleinbau) surface of the excavation.
왎 Durchörterung der Piora- Roughly 25 m behind the cut-
Mulde im Durchlaufbetrieb terhead a shotcrete ring alto-
17 Ausbruchsicherung während der Durchquerung der Piora-Mulde
möglichst ohne Unterbruch, gether 30 cm thick was pro-
Minimierung der Stillstands- 17 Securing the excavation while penetrating the Piora Basin duced in order to complete the
risiken rigid support ring.
왎 Vortrieb mit dem maschinen- Ost im August 2008 und die Technical Execution of Thanks to these measures
technisch maximalen Durch- TBM West in der Weih- Construction the Piora Zone was successfully
messer von 9,50 m, um ein nachtspause 2008/2009 vor penetrated with the TBM East in
Höchstmaß an Deformations- der Durchquerung der Piora- Based on the rock conditions October 2008 and with the TBM
raum zu garantieren. Mulde einer Revision unterzo- encountered in the Piora explo- West in January 2009 within the
Diese Vorgehensplanung gen wurden. Dadurch sollte ration system back in 1998, the space of 14 days. In spite of
hatte zur Folge, dass die TBM die Gefahr eines maschinenbe- investigation results from the heavy excavation supports av-28 TA Faido: Durchörterung der Piora-Mulde Tunnel 4/2009
dingten Stillstandes minimiert nördlich der Piora-Mulde weist erage rates of advance of 10 m sufficient safety gap exists vis-à-
werden. eine Länge von 5,0 km auf, per working day were attained. vis a possible fault zone. Should
Als Stützmaßnahmen wur- während von Sedrun her noch No water was encountered. The major inflows of water be estab-
den direkt hinter dem Bohrkopf ca. 1,7 km bis zur aktuellen rock proved to be stable and the lished during the drilling pro-
Stahlringe (TH-Profile) in Losgrenze bei km 127,5 auf- deformations that occurred gramme more extensive ad-
einem Abstand von 1 m einge- zufahren sind. amounted to no more than a vance investigations with
baut und eine Spritzbetonver- Diese Strecke zwischen few cm. preventer protection and tests
siegelung zum Schutz der Sedrun und Faido ist jene Zone Through successfully pass- to determine the hydrogeologi-
Ausbruchoberfläche einge- des Gotthard-Basistunnels, wo ing through the Piora Basin with cal conditions are essential.
bracht. Ca. 25 m hinter dem die höchsten Überlagerungen the 2 TBMs the residual risk When the results of these
Bohrkopf wurde dann ein und mit über 50° C die höchs- amounting to more than CHF additional investigations are
Spritzbetonring von total ten Gebirgstemperaturen auf- 100 mill. allocated to this sec- known the issue of how to pro-
30 cm Dicke erstellt, womit treten. Wegen der schlechten tion was eliminated. ceed further will be determined
der steife Ausbauring fertig Zugänglichkeit und den hohen based on a catalogue of meas-
gestellt war. Überlagerungen musste sich Outlook/Driving to the ures such as e.g. undertaking
Mit diesen Maßnahmen die geologische Prognose in North of the Piora grouting, drainage measures or
konnte die Piora-Zone mit der erster Linie auf die Aufschlüsse a bypass tunnel. Such measures
TBM Ost im Oktober 2008 und an der Oberfläche und deren
Basin should they have to be carried
mit der TBM West im Januar Projektion auf das Tunnel- The geological prognosis out cost both time and money
2009 innerhalb von je 14 niveau beschränken. Die Prog- foresees the transition into the as experience has shown.
Tagen erfolgreich durchfahren nosegenauigkeit ist deshalb Gotthard Massif gneisses after Corresponding costs have been
werden. Trotz schwerer gegenüber dem Gebiet der encountering Medelser granite. taken into account in the risk
Ausbruchsicherung konnten Piora-Mulde geringer. Should the forecast and the potentials.
mittlere Vortriebsleistungen Um dieser Unsicherheit zu findings for this section corre-
von 10 m pro Arbeitstag er- begegnen wird der Baugrund spond the breakthrough to
reicht werden. Es wurde kein aus dem Vortrieb heraus mit- Sedrun cane be reckoned with
Wasser angetroffen. Das Ge- tels ca. 100 m langer Bohrun- at the end of 2010/start of
birge verhielt sich stabil und gen erkundet. Die Bohrungen 2011.
die eingetretenen Deformatio- überlappen sich, so dass ein At present some 6.7 km of
nen lagen im Bereich von weni- genügender Sicherheitsab- rock has still to be penetrated
gen Zentimetern. stand gegenüber einer allfäl- until the breakthrough to
Mit der erfolgreichen ligen Störzone besteht. Sollten Sedrun occurs. The part to the
Durchörterung der Piora- in der Sondierbohrung größe- north of the Piora Basin located
Mulde mit beiden TBM konnte re Wasserzutritte festgestellt in the Faido part-section is 5.0
der diesem Bereich zugeord- werden, sind erweiterte Vo- km in length whereas approx,
nete Restrisikobetrag von über rauserkundungen mit Preven- 1.7 km has to be driven from
100 Mio. CHF eliminiert wer- terschutz und Tests zur Be- Sedrun to the actual boundary
den. stimmung der hydrogeolo- mark at km 127.5.
gischen Verhältnisse nötig. This section between Sedrun
Ausblick/Vortrieb In Kenntnis der Resultate and Faido is the zone of the
nördlich der Piora- dieser zusätzlichen Untersu- Gotthard Base Tunnel where the
chungen wird das weitere highest overburdens and the
Mulde Vorgehen gemäss Maßnah- greatest rock temperatures oc-
Die geologische Prognose menplan festgelegt, wie z.B. cur – at more than 50 °C. On ac-
sieht nach dem Medelser- das Ausführen von Injektionen, count of the poor accessibility
Granit den Übergang in die Drainagemaßnahmen oder and the high overburdens the
Streifengneise des Gotthard- eines Umgehungsstollens. Sol- geological forecast was forced
massivs vor. Falls Prognose che Maßnahmen sind im Aus- to depend mainly on surface in-
und Befund für diese Strecke führungsfall erfahrungsgemäß vestigations and their projec-
übereinstimmen, kann mit zeit- und kostenintensiv. Ent- tion down to tunnel level. As a
dem Durchschlag nach Sedrun sprechende Kosten sind in den result their accuracy is less relia-
Ende 2010/Anfang 2011 ge- Risikopotenzialen berücksich- ble as compared with the Piora
rechnet werden. tigt. Basin section.
Bis zum Durchschlag nach In order to counter these un-
Sedrun sind derzeit insgesamt certainties the subsurface is in-
noch ca. 6,7 km Gebirge zu vestigated from the drive using
durchörtern. Der im Teilab- approx. 100 m long drill holes.
schnitt Faido liegende Teil These drillings overlap so that aTunnel 4/2009 Inner Furnishing of the MFS Faido 29
Innenausbau der Inner Furnishing of the Faido Multi-
Multifunktionsstelle Faido Function Station
S. Flury S. Flury
Im Juni 2008 erreichte die strecke im Teilabschnitt Bodio In June 2008 the second and the formwork converted for
zweite ca. 600 m lange die Losgrenze Bodio/Faido. roughly 600 m long bridge the larger profile in the Faido
Brücken-Konstruktion zur Her- Nach dem Einfahren in die structure designed to produce part-section. Apart from the
stellung des Innengewölbes Tunnelverzweigung Süd der the inner vault (known as the modification work carried out
(„Wurm“ genannt) nach einer Multifunktionsstelle (MFS) “Worm”) reached the boundary the installations for the air-con-
rd. 15 km langen Betonier- Faido wurden die Betonarbei- between Bodio and Faido after ditioning systems were convert-
ten für das Innengewölbe für an approx. 15 km long section
ca. 4 Monate eingestellt und where concrete was placed.
die Schalungen auf das größe- After the entering the southern
Stefan Flury, Dipl.-Ing. ETH/SIA, re Profil im Teilabschnitt Faido tunnel fork of the Faido Multi- Dipl.-Ing. Stefan Flury,
AlpTransit Gotthard AG, umgebaut. Nebst den Revi- Function Station (MFS) the con- AlpTransit Gotthard AG, Section
Abschnittsleiter GBT Süd, sionsarbeiten wurden die In- creting work on the inner vault Manager GBT Süd,
Luzern/CH stallationen für die Kühlein- ceased for roughly 4 months Lucerne/CH30 Innenausbau der MFS Faido Tunnel 4/2009
richtungen auf eine stärkere the MFS, work started in con-
Kapazität umgerüstet, da im creting the exhaust air shafts for
TA Faido wegen Überlagerun- the waste air system for the
gen bis 2500 m Felsursprungs- emergency halt West in March
temperaturen bis über 50° C 2009. The inner furnishing of the
erwartet werden. Nach Be- exhaust air shafts is taking place
endigung dieser Arbeiten in the proximity of the running
konnte die Erstellung des surface with an insulation layer
Innengewölbes in der MFS and an in situ concrete inner
Richtung Norden fortgesetzt vault. The suction heading lead-
werden. Der Wurm Ost befin- ing to the exhaust air shafts and
det sich derzeit am nördlichen the exhaust air headings them-
Ende der MFS. selves are lined with fire-resist-
In der Weströhre ist das ant shotcrete (Fig. 18).
Innengewölbe bis zur Quer- 18 Innenausbau der Abluftschächte in der MFS Faido
On account of major rock
kaverne der Multifunktions- deformations at the beginning
stelle fertig betoniert. 18 Inner furnishing for the exhaust air shafts in the Faido MFS of the Faido-Sedrun TBM sec-
Parallel zu den Beton- tion to the north of the MFS the
arbeiten des Innengewölbes in tunnel cross-section has to be
der MFS wurde im März 2009 reworked in both tubes over a
mit den Betonarbeiten an den length of some 300 m and the
Abluftschächten des Abluft- floor of the structure in part
systems der Nothaltestelle completely replaced. These re-
West begonnen. Der Innen- profiling operations began in
ausbau der Abluftschächte er- the eastern tube in March 2009.
folgt im Bereich des Fahr- The entire train traffic for sup-
raumes mit einer Isolations- plying the 2 TBM drives as well
schicht und einem Ortbeton- as the construction site for the
innengewölbe. Die Ansaug- cross-passages has to be run
stollen zu den Abluftschächten over the western tube. Two fur-
und der Abluftstollen selber ther logistical cross-passages
werden mit einem brandbe- had to be excavated to maintain
ständigen Spritzbeton ausge- 19 Nachprofilierung im Lucomagno-Gneis traffic. After completion of the
kleidet (Bild 18). reprofiling operations in the
19 Reworking in the Lucomagno Gneiss
Auf Grund von zu großen eastern tube the entire flow of
Gebirgsdeformationen zu Be- traffic will be rerouted and the
ginn der TBM Strecke Faido– den 2 weitere baulogistische ed for a larger capacity as the western tube redeveloped. The
Sedrun nördlich der MFS muss Querschläge ausgebrochen. original temperatures for the reprofiling operations for both
das Tunnelprofil auf einer Nach Fertigstellung der Nach- rock in excess of 50 °C was ex- tunnel tubes are likely to take
Länge von ca. 300 m in bei- profilierungsarbeiten in der pected on account of overbur- about one year (Fig. 19).
den Tunnelröhren nachprofi- Oströhre wird der gesamte dens of up to 2,500 m. After this On account of the reprofil-
liert und die Bauwerkssohle Verkehr umgelegt, und die work was completed the pro- ing operations the inner fur-
zum Teil komplett ausge- Weströhre saniert. Die Dauer duction of the inner vault in the nishing sites will presumably
tauscht werden. Mit die- der Nachprofilierungsarbeiten MFS in a northern direction be held up for several
sen Nachprofilierungsarbeiten beider Tunnelröhren wird in could be continued. The “Worm month.
wurde in der Oströhre im März etwa ein Jahr in Anspruch neh- East” is currently located at the
2009 begonnen. Der gesamte men (Bild 19). northern end of the MFS.
Zugverkehr für die Versorgung Auf Grund dieser Nachpro- In the western tube the in-
der beiden TBM-Vortriebe so- filierungsarbeiten müssen die ner vault has been concreted
wie der Querschlagbaustelle Innengewölbebaustellen vo- up to the cross-chamber of the
muss über die Weströhre ge- raussichtlich einige Monate an- Multi-Function Station.
führt werden. Zur Aufrecht- gehalten werden. Parallel to the concreting op-
erhaltung des Verkehrs wur- erations for the inner vault in
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