Das Kennlinienverfahren als Hilfsmittel fuer die Bemessung von tiefliegenden Tunnelbauwerken / The convergence confinement method as an aid in the design of deep tunnels

Das Kennlinienverfahren zur Berechnung von Tunneln wird erlaeutert und die Grenzen seiner Anwendung werden aufgezeigt. Das Kennlinienverfahren ist ein anschauliches und schnelles Hilfsmittel zur groben Einschaetzung des Gebirgs- und Systemverhaltens im Tunnelbau, mit dessen Hilfe in erster Naeherung auf grundlegende Anforderungen an die Stuetzmassnahmen geschlossen werden kann. Das Verfahren beruht auf der Kombination von Gebirgskennlinie und Ausbaukennlinie, die zusammen in einem Diagramm dargestellt werden. Am Schnittpunkt von Gebirgskennlinie und Ausbaukennlinie besteht Gleichgewicht zwischen den Einwirkungen aus dem Gebirge und den Widerstaenden des stuetzenden Ausbaus. Die Gebirgskennlinie liefert die Abhaengigkeit der radialen Hohlraumverschiebung vom inneren Stuetzdruck. Die Ausbaukennlinie kann mathematisch durch Materialparameter wie Steifigkeit, maximal aufnehmbare Spannung und Dehnung dargestellt werden. In diese Kennlinie gehen auch der Ausbauwiderstand des Spritzbetons und der Anker ein. Sowohl die Gebirgskennlinie als auch die Ausbaukennlinie sind zeitabhaengig, so dass auch die Kennlinie selbst von der Zeit abhaengt. Aus diesem Grund muss der Bauablauf, insbesondere die Vortriebsgeschwindigkeit, in die Betrachtung mit einfliessen. Bedingt durch die zu treffenden Annahmen und zu beachtenden Randbedingungen hat das Kennlinienverfahren einen eingeschraenkten Anwendungsbereich. Typische Anwendungsbereiche sind tiefliegende Tunnel und Tunnel mit Gebirgsverhaltenstypen, bei denen Deformationen eine grosse Rolle spielen. Beim Auftreten ploetzlicher Bruchvorgaenge, bei seichtliegenden Tunneln und bei Tunneln im Lockergestein sollte das Verfahren nicht angewendet werden. ABSTRACT IN ENGLISH: The convergence confinement method is used in its original form for the analytic or graphical description of the ground and system behaviour of underground excavations. The purpose of the method is to derive the support measures required from the combination of the ground characteristic curve, a model of the development of the radial deformations of the excavation surface in the axial direction of the tunnel, the support characteristic curve and the installation time and location of the support measures. The convergence confinement method is mostly used in the preliminary design of underground structures. Typical applications of the convergence confinement method are deep tunnels and tunnels with ground behaviour types where displacements play a major role. If sudden ruptures occur, in shallow tunnelling and in loose ground, this method is not to be recommended. An absolute precondition for the correct use is an understanding of the theory of the convergence confinement method and the course of failure mechanisms in the rock mass and their effects on the system behaviour. (A)