ABSTRACT:

Expected geological situation enforces to change the position of a valve cavern during construction of a pressure tunnel. With the help of the finite element method a predesign of permanent, support is carried out. During construction stage a different geological situation leads to unforecasted displacements. However, a certain change of the model input parameter confirms measured data and the designed permanent support.

RESUME:

Lors de la construction d"une galerie d"amenee les conditions geologiques auxquelles on s"attend necessitent le deplacement de la galerie des vannes. La methode des elements finis permet un premier dimensionnement du blindage. La realisation des travaux reivèle des conditions geologiques qui s"ecartent des previsions ainsi que des deformations fortement diferantes en grandeur absolue. La verification du calcul sur la base des conditions geologiques rencontrees montre une bonne coincidence avec les valeurs mesurees.

ZUSAMMENFASSUNG:

Zu erwartende geologische Verhaltnisse erzwingen die Verlegung einer Schieberkaverne bei der Errichtung eines, Triebwasserstollens. Mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente wird eine Vordimensionierung deso,Ausbauwiderstandes durchgefuehrt. Die Bauausfuehrung zeigt von der Prognose abweichende geologische Verhaltnisse und in der absoluten Gröβe stark abweichende Verschiebungen. Die Nachrechnung mit angetroffenen geologischen Verhaltnissen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Meβwerten.

EINLEITUNG - PROJEKTSBESCHREIBUNG

Im Rahmen der Erneuerung eines Triebwasserstollens fuer das Kraftwerk Gerlos wird vor dem Übergang yom Druckstollen zum Druckschacht eine Schieber- und Montagekaverne angeordnet (18x14x12[m]). Das Kraftwerk liegt am Nordrand der westlichen Hohen Tauern und erfaßt im wesentlichen den unteren Teil des Gerlostals bis zu seiner Einmuendung in das Zillertal. Die Schieber-kaverne liegt im Bereich des Innsbrucker Quarzphyllites.

Zur Erkundung des Bereiches der Schieber-kammer und des Wasserschlosses wurden drei 100m lange Sondierbohrungen abgeteuft. Alle drei Bohrungen ließen einen ahnlichen Gebirgsaufbau wie im Sondierstollen mit steil stehenden, schleifend angeordneten Trennflachen und bis zu Meter dicke Mylonite erkennen. Die felsmechanischen Kennwerte fuer die numerische Analyse werden aus den Untersuchungen, die im Sondierstollen Gerlos-Rohrberg durchgefuehrt, wurden ent-nommen. Aufgrund der Erkundungen aus dem Zugangsstollen war zu erwarten, daß mit massiven geologisch, bedingten Schwierigkeiten beim Ausbruch des Druckstollens und der Schieberkammer zu rechnen sein wuerde. Dies, erforderte eine Parallelverlegung der Trasse des Stollens und der Schieberkaverne um ca. 30m.

Die Bemessung der Systemankerung und der Spritzbetonschale erfolgt mit den prognostizierten geologischen Verhaltnissen und wird durch Veranderung der Anker, and die angetroffenen geologischen Verhaltnisse modifiziert.

NUMERISCHE ANALYSE

Fuer Parameterstudien wird eine Berechnung nach der Methode der Finiten Elemente (Swoboda, 1990) in einem 2-dimensionalen Modell im ebenen Verzerrungszustand unter homogenen isotropen Materialeigenschaften durchgefuehrt. Die nichtlineare Lastumlagerung wird mit Hilfe des Bruchkriteriums nach Mohr-Coulomb beschrieben.

Untersucht wird der Einfluß der Ausbruchsfolge, die Auswirkungen der Änderung der geologischen Situation im begrenzten Rahmen und der Einfluß der Streuung der Material-kennwerte relativ, zueinander.

Der Primarspannungszustand wird aus der Überlagerungshöhe (110m) und einem Spannungsverha- ltnis der Vertikal- zu Horizontalspannung von 0.5 aus Erfahrung, fuer dieses Gebiet angenommen. Die Modellierung der Spritzbetonschale erfolgt durch jeweils eine zeitlich versetzte Änderung des Elastizitatsmoduls in Korrelation zum Ausbruchsfortschritt (Pöttler,1985). Die Wirkung der schlaffen Anker wird durch Eine, entsprechend der Austeilung angesetzte Erhöhung der Materialkennwerte gleichmaßig verteilt ueber die betroffenen Elementreihen beruecksichtigt.

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