Erkenntnisse aus dem Versuchsfeld Untersammelsdorf fuer die Gestaltung der Vortriebsmassnahmen / Results from the Untersammelsdorf test field for the planning of tunnel work

Die Tunnel der Tunnelkette St. Kanzian im Westteil der neuen Koralm-Eisenbahnhochgeschwindigkeitsstrecke muessen groesstenteils in glazialen Stillwassersedimenten (Seetone) in seichter Lage aufgefahren werden. Der Beitrag behandelt die Untersuchungen zur Eignung von Spezialtiefbauverfahren zum Tunnelvortrieb in diesen geologisch unguenstigen Schichten. Betroffen sind davon die Tunnel Srejach und Untersammersdorf. Im Vordergrund der Untersuchungen standen Versuche zur Anwendung des Duesenstrahlverfahrens (DSV), die auf einem Versuchsfeld im Seeton durchgefuehrt wurden. Der Tunnel Untersammersdorf ist 665 m lang und weist eine Ueberlagerung von maximal 25 m auf. Nach dem Herstellen von aufgeloesten Bohrpfahlwaenden sollen in der Firste ein circa 3 m maechtiges DSV-Dach und einzelne DSV-Saeulen in der Ortsbrust hergestellt werden. Der in offener Bauweise erstellte Tunnel Srejach soll DSV-Koerper unter der Sohle erhalten. Beim Duesenstrahlverfahren wird Boden oder maessig festes Gestein in seine Bestandteile zerlegt und mit einer zementhaltigen Mischung versetzt oder gaenzlich ersetzt. Bei diesem Verfahren wird zunaechst das Duesengestaenge bis zur Endtiefe abgeteuft und dann mit dem rotierenden Bohrgestaenge der Boden erodiert und gleichzeitig die Zementmischung injiziert. Mit den im Vorfeld der Bauarbeiten durchgefuehrten Versuche im Versuchsfeld sollte die technische Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im Seeton untersucht werden. Dabei wurden folgende Parameter variiert: erzielbarer Durchmesser, Druckfestigkeit der DSV-Saeulen, Bohrlochabweichungen sowie Qualitaet und Quantitaet des Materialruecklaufs beim Bohren und Injizieren. Das Versuchsprogramm und der Ablauf der Versuche werden im Beitrag dargestellt. Zum Versuchsprogramm gehoerten auch Versuche, mittels Vakuumbrunnen die schluffigen Seetone zu entwaessern. Die Versuchsergebnisse zur Herstellung der DSV-Saeulen zeigen, dass Saeulendurchmesser zwischen circa 0,7 m und 2,1 m errreicht werden koennen. Aus den Versuchen konnten letztlich alle wesentlichen Schlussfolgerungen fuer die DSV-Arbeiten an beiden Tunneln gezogen werden. Zusaetzlich zu den positiv verlaufenen Versuchen wurde im Seeton auch ein Tunnelvortrieb mit vier Abschlaegen simuliert, der zeigte, dass mit den geplanten vorauseilenden Sicherungsmassnahmen durch DSV-Schirme und DSV-Saeulen ein gesicherter Tunnelvortrieb im trockenen Seeton moeglich ist. Werden lokal wasserfuehrende Bereiche angetroffen, sind diese dem Vortrieb vorauseilend zu entwaessern. ABSTRACT IN ENGLISH: In the western part of the Koralmbahn railway line, tests were carried out as part of planned specialised civil engineering works in silty to sandy still water sediments in order to find out about the interaction of jet grouting and dewatering measures with this ground, which is considered to be as geotechnically relatively unfavourable. Small-scale tunnelling work was also carried out to gain experience for the later tunnel construction work in this area. The most important discoveries were: the jet grouting trials achieved jet grout columns with a diameter of 1.5 m within the still water sediments; and the simulation of a tunnel drive was able to demonstrate that stable conditions at the face can be achieved with the chosen advance support measures. The evaluated results made it possible to optimise the design of the tunnel structures and the forecast performance rates for the grouting works. (A)