Numerische Untersuchungen fuer den Tunnelbau im verkarsteten Gebirge / Numerical analyses for tunnels in karstified rock

Numerische Untersuchungen der dauerhaften Stand- und Betriebssicherheit fuer Tunnel im verkarsteten Gebirge sind aufgrund der komplexen Randbedingungen besonders aufwaendig. Die Berechnungen lassen sich in zwei wesentliche Aufgaben unterteilen. Zunaechst gilt es festzulegen, welche Karststrukturen und Karsthohlraeume Auswirkungen auf die Standsicherheit der Tunnelroehren haben. Mit numerischen Methoden lassen sich diese als Funktion von Groesse und Abstand zum Tunnel definieren. Auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen muessen die Erkundungen aufbauen, die erforderlich sind, um Karststrukturen im Nahbereich der Tunnelroehre zu identifizieren. Werden groessere Karststrukturen im Einflussbereich der Tunnelroehre festgestellt, sind diese hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Auslegung der Innenschale im Einzelnen zu untersuchen. Damit werden die erforderlichen Massnahmen wie Verstaerkung der Innenschale durch erhoehte Bewehrung oder Verfuellen von Hohlraeumen, Einblasen eines Versatzes zur Abfederung von absturzgefaehrdeten Bloecken und andere festgelegt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Numerical analyses assessing both permanent stability and operating safety of final linings for tunnels in karstified rock tend to be extremely difficult due to complex boundary conditions. The respective computations comprise two major tasks. First of all, it is to be determined which karst cavities und karst structures are of structural relevance for the tunnel design. By use of numerical methods, these cavities and structures can be defined as a function of size und distance to the tunnel. The exploratory works, which are required to identify karst structures in the vicinity of the tunnel, are to be based on the results of these numerical analyses. Should karst structures be detected close to the tunnel, they have to be evaluated individually in order to determine their influence on the structural behaviour of the tunnel lining. Should special support measures - like filling cavities or blowing sand into gaps outside the lining - appear to be necessary in order to reduce the impact of falling blocks on the final lining, any such measure shall be designed based on numerical analyses. (A)