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ENSI Erfahrungs- und Forschungsbericht 2011

Projektziele des Berichtsjahres und

wichtige Ergebnisse

Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten lag

2011 auf der Fortführung und Auswertung des

RC-Experimentes (Rock Mass Characterisation-

Experiment), welches von der Ingenieurgeologie

der ETH Zürich im Rahmen einer Dissertationsar-

beit durchgeführt wird. Zielsetzung dieses vierjäh-

rigen Experimentes ist einerseits die Untersuchung

der durch den Bau der Galerie-08 (Ausbruchquer-

schnitt von 22 m

) infolge von Spannungsumlage-

rungen hervorgerufenen Deformationen im Opa-

linuston (Entstehung der sogenannten Auflocke-

rungszone in unmittelbarer Umgebung des Stol-

lens). Andererseits geht es um die Erfassung der

sehr langsam ablaufenden, langfristigen Verfor-

mungen im Gebirge (Konsolidation, Kriech- und

Quellprozesse) mittels verschiedener Bohrloch-

Monitoring- Systeme. Ergänzt werden diese Unter-

suchungen durch umfangreiche felsmechanische

Laborversuche an der ETH Zürich, mit welchen die

felsmechanischen Kennwerte des Opalinustons er-

hoben und für die Rechensimulationen verfügbar

gemacht werden. Am RC-Experiment beteiligen

sich neben dem ENSI und der ETH die deutsche

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Roh-

stoffe BGR (geophysikalische Messungen) und die

Swisstopo (geodätische Messungen).

Neben dem RC-Experiment beteiligt sich das ENSI

weiterhin an zwei kleineren Experimenten. Das Cy-

clic Deformation-Experiment untersucht das zy k-

lische Austrocknungsverhalten der Stollenwand in

Abhängigkeit des Stollenklimas (Temperatur, Luft-

feuchtigkeit). Mit dem Evaporation Logging-Expe-

riment evaluiert das ENSI zusammen mit der Swiss-

topo eine neue Methode der Durchlässigkeitsbe-

stimmung in Bohrungen.

Die Auswertungen zum RC-Experiment sind be-

reits weit fortgeschritten und umfassten in der Be-

richtsperiode folgende Arbeitspakete:

❚ Auswertung des Verformungsverhaltens des

Opalinustons im Sohlenbereich der Galerie-08,

gemessen in der vertikalen Bohrung BRC-1 wäh-

rend und nach dem Ausbruch der Galerie-08

(Abbildung 14): Die Orientierung und Längen

der gemessenen Verschiebungsvektoren weisen

auf ein unterschiedliches zeitabhängiges Ver-

formungsverhalten entlang der vertikalen Boh-

rung hin. Für die Periode des Ausbruchs der Ga-

lerie-08 zeigen die meisten Messungen Verfor-

mungsvektoren senkrecht zur Schichtung. Dem-

gegenüber weisen die Verformungsmessungen

näher zur Tunnelsohle bzw. in Bereichen stär-

kerer tektonisierter Zonen flacher liegende Ver-

schiebungsvektoren auf, wobei in der späteren

Ausbruchphase höhere Verschiebungsbeträge

zu beobachten sind. Für die Periode nach Aus-

bruch der Galerie-08 (post-excavation phase I

mit 199 Tagen und post-excavation phase II mit

270 Tagen) konzentrieren sich die Verformungen

auf die oberen 4 m der Bohrung, mit kumulierten

vertikalen Hebungskomponenten aller vier obe-

ren Bewegungsvektoren von 4.9 bzw. 5.3 mm.

Aus diesen Ergebnissen können folgende vorläu-

fige Schlussfolgerungen gezogen werden:

a) Das Verformungsbild im Sohlenbereich der

Galerie-08 entlang der vertikalen Bohrung

BRC-1 ist zeitlich und räumlich heterogen.

b) Die durch den Ausbruch der Galerie-08 in-

duzierten Spannungsumlagerungen haben

zu Verformungen bis zur Endteufe der Boh-

rungen von 7 m geführt.

c) Nach dem Ausbruch sind wesentliche Ver-

formungen (90 % der kumulierten Verfor-

Abbildung 14:

Darstellung der kumu-

lierten longitudinalen

Verformungsbeiträge an

7 Messpunkten entlang

der vertikalen Bohrung

BRC-1 während und

nach Ausbruch der

Galerie-08.

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