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Stauchelemente als innovative Stützmittel bei stark druckhaften Gebirgsverhältnissen

Stauchelemente als innovative Stützmittel bei
stark druckhaften Gebirgsverhältnissen

Der Tunnel Metsovo befindet sich an der Grenze der griechischen Verwaltungsbezirke Epirus und Westmakedonien südlich der gleichnamigen Ortschaft Metsovo im Pindosgebirge. Dieses Tunnelbauwerk ist Teil der Egnatia Autobahn A2 (E90 im internationalen Europastraßennetz), der Ost- West Hauptverkehrsverbindung in Griechenland.

Das mit Prioritätsstufe 1 eingestufte Projekt »Egnatia Motorway«, eines der größten Straßenbauprojekte Europas, hat eine Gesamtlänge von 670 km. Als modernes Gegenstück zur antiken Ost-West Verkehrsverbindung in Form der Via Egnatia zwischen Italien und  Byzanz soll diese Autobahn den reibungslosen und effizienten Transitverkehr zwischen der griechisch- türkischen Grenze und den adriatisch-ionischen Seehäfen gewährleisten. Experten zufolge wird sich die Fahrtzeit im Vergleich zu den bestehenden Straßenverbindungen annähernd halbieren. Gleichzeitig wird ein wirtschaftlicher Aufschwung für die angrenzenden Regionen Epirus, Makedonien und Thrakien erwartet, die durch die Anbindung an internationale Verkehrswege aus ihrer infrastrukturellen Isolation geführt werden sollen. Die Gesamt kosten für den Vollausbau der Autobahn A2  wurden mit rund 5 Mrd. Euro geschätzt.

Die Bauarbeiten der 74 zweiröhrigen Tunnelbauwerke der Egnatia Autobahn mit einer Gesamtlänge von rund 50 km erweisen sich, bedingt durch die teilweise überaus schwierigen Baugrundverhältnisse, als tunnelbautechnische Herausforderungen. Einer dieser Tunnels, die rund 7% der Gesamtlänge und 30% der Gesamtprojektkosten ausmachen, ist die zweite Röhre des Tunnels Metsovo. Der Vortrieb dieses 3,5 km langen Tunnels wird seit dem Jahr 2006 durch die ausführende Firma Aktor S.A. nach den Grundsätzen der Neuen Österreichischen Tunnelbaumethode (NÖT) durchgeführt. Im Zuge des konventionellen Vortriebs, der mittels Bohr- und Sprengarbeit oder Baggerausbruch erfolgt, wird der Ausbruch in mehrere Abschnitte (Kalotte, Strosse und, falls notwendig, eine Sohle) unterteilt.

Die geologischen Verhältnisse im Bereich des Tunnels Metsovo können kurz wie folgt charakterisiert werden: im Westen befindet sich eine große Störungszone, bestehend aus einer Abfolge von Störungsgesteinen mit geringer Festigkeit; der östliche Bereich setzt sich hauptsächlich aus magmatischen Gesteinen zusammen. Im Zuge der Errichtung der Innenschale des Tunnels, welche die sofortige Stützung des Gebirges nach dem Ausbruch gewährleisten soll, kommen folgende Stützmittel zum Einsatz: bewehrter Spritzbeton, Gitterträger und Ausbaubögen, Gebirgsanker und in kritischen Vortriebsbereichen AT-LSC-Elemente (Stauchelemente) als Stützmittel für stark druckhafte Gebirgsverhältnisse. Dieses patentrechtlich geschützte Stützmittel wurde durch das Institut für Felsmechanik und Tunnelbau der Technischen Universität Graz entwickelt und wird von DSI exklusiv weltweit vertrieben.

AT-LSC-Elemente werden in Tunnellängsrichtung verlaufende Fugen eingebaut und unterteilen somit die Innenschale in Segmente. Durch die eindeutig definierte Last-Verformungs-Charakteristik dieses Stützmittels können große Verschiebungen, die während des Vortriebs unter ungünstigen (druckhaften) Gebirgsverhältnissen auftreten, kontrolliert werden. Dadurch wird eine Überbelastung der Spritzbetonschale vermieden und eine optimale Ausnützung des Tragvermögens bzw. die Duktilität des Ausbaus gewährleistet. Eine weitere nennenswerte einzigartige Gebrauchseigenschaft der AT-LSC- Elemente ist die Möglichkeit der projektspezifischen Anpassung des Last-Verformungs- Verhaltens (Ausbaukennlinie), wodurch sowohl ein langsamer und kontrollierter Lastaufbau als  auch eine konstante Tragfähigkeit bis zum Erreichen des maximalen Stauchwegs ermöglicht wird.

Im Zuge von Tunnelbauarbeiten unter ähnlichen schwierigen Baugrundverhältnissen, bei denen keine Stauchelemente zum Einsatz kamen, traten mitunter Überbeanspruchungen der Innenschale auf – die Folge waren kostspielige Sanierungsmaßnahmen. Heutzutage steht Planern und Baufirmen in Form von AT-LSC-Elementen ein optimiertes und bewährtes Stützmittel für die oben erwähnten Gebirgsverhältnisse zur Verfügung, das im Zuge von zahlreichen Tunnelvortrieben erfolgreich eingesetzt worden ist.

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