The use of open tunnel boring machines in squeezing rock in the Gotthard Base Tunnel

Abstract

AbstractIn the Faido section of the Gotthard Base Tunnel (GBT), two open gripper tunnel boring machines (TBM) with a bored diameter of 9.4 m are each driving about 11 km of single‐track tunnel. No extensive fault zones were expected in the entire section except for the Piora‐Mulde. A special tunnel was driven to investigate the Piora‐Mulde, from which investigation boreholes were drilled down to tunnel level. Because of the finding of sugar‐grain dolomite, the tunnelling work was tendered by drilling and blasting as well as mechanically, but the tenders led to the award being based on TBM tunnelling.In the course of construction, a stretch some hundreds of metres long unexpectedly had to be bored through squeezing rock, where the temporary support was destroyed and the West TBM and backup almost became jammed. This article describes the experience from the mechanical tunnelling of the Faido section and then gives details about the intended support, the design of the TBM, the difficulties that arose and the experiences gained.Im Teilabschnitt Faido des Gotthard Basis Tunnels (GBT) fahren zwei offene Gripper Tunnelbohrmaschinen (TBM) mit einem Bohrdurchmesser von 9, 4 m und einem Achsabstand von 40 m eine Strecke von zweimal rund 11 km Einspurtunnel (EST) auf. Im gesamten Teilabschnitt wurden mit Ausnahme der Piora‐Mulde keine mächtigeren Störzonen erwartet. Zur Erkundung der Piora‐Mulde wurde ein eigener Stollen vorgetrieben, von dem aus Erkundungsbohrungen auf Tunnelniveau abgeteuft wurden. Aufgrund des Ausschlusses von zuckerkörnigem Dolomit wurde sowohl Sprengvortrieb als auch maschineller Tunnelvortrieb ausgeschrieben. Die Offerten führten zu einer Beauftragung des TBM‐Vortriebs.Im Zuge der Ausführung wurde unerwartet ein mehrere hundert Meter langer Bereich mit druckhaftem Gebirge aufgefahren, in dem die Außenschale zerstört wurde und es nahezu zum Verklemmen der TBM West und deren Nachläuferkonstruktion kam. Im vorliegenden Beitrag werden die Erfahrungen des bisherigen maschinellen Vortriebs im Teilabschnitt Faido beschrieben. Im Detail wird auf den vorgesehenen Ausbau, die Auslegung der TBM, die aufgetretenen Schwierigkeiten und auf die daraus gewonnenen Erfahrungen eingegangen.