44 Ceneri-Basistunnel Ceneri Base Tunnel - Bauverlag

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Ceneri-Basistunnel
O. Pini, S. Skaanes
Der Ceneri-Basistunnel stellt
das zweitgrößte Tunnelprojekt
der AlpTransit Gotthard AG
dar. Das Bauwerk ermöglicht
im Zusammenhang mit dem
Gotthard-Basistunnel den Betrieb
einer Flachbahn auf der
Gotthard-Achse und attraktive
Anschlüsse des Personenverkehrs.
Der eigentliche Basistunnel
besteht aus zwei unabhängigen,
parallel verlaufenden einspurigen
Eisenbahnröhren mit
einer Steigung von Nord nach
Süd von ca. 6,5 ‰. Er erstreckt
sich vom Nordportal in
Camorino bei Bellinzona bis
zum Südportal in Vezia nahe
Lugano über eine Gesamtlänge
von 15,4 km. Die Gebirgsüberlagerung
beträgt im Norden
ca. 400 bis 800 m. Im Süden
werden Höhen von ca. 100 bis
300 m erreicht.
Der Achsabstand der beiden
Einspurtunnel ist ca. 40 m.
Etwa alle 325 m werden die
Bahnröhren mit Querschlägen
verbunden. Das Innengewölbe
des zweischaligen Ausbaus
wird mit einer Gewölbeabdichtung
versehen. Der Vortrieb
der Tunnelröhren erfolgt vorrangig
vom zentralen Zwischenangriff
Sigirino aus nach
beiden Richtungen (Bild 22).
Geologie
Die geologischen Verhältnisse
werden durch die voll-
Dipl.-Bauingenieur ETH Zürich
Olimpio Pini, Master in
Management of Technology,
Projektleiter Consorzio
d’ingegneri ITC ITECSA-
TOSCANO, Lugano/CH
Dipl.-Bauingenieur ETH Zürich
Stein Skaanes, Stv.Projektleiter
Consorzio d’ingegneri ITC
ITECSA-TOSCANO, Chur/CH
Gotthard and Ceneri Base Tunnels Tunnel 4/2006
ständige Lage des Tunnels im
kristallinen Grundgebirge der
Südalpen geprägt. Dabei handelt
es sich um eine komplexe
und heterogene Zone, welche
auf Grund von Überlagerungen
verschiedener geologischer
Gesteinsschichten entstanden
ist. Die Schichtung der
verschiedenen Gesteinsformationen
verläuft schief und geneigt
gegenüber der Tunnelachse.
Die geologischen Situationen
von Nord- und Südteil sind
stark differierend und bilden
verschiedene felsmechanische
Ceneri Base Tunnel
O. Pini, S. Skaanes
The Ceneri Base Tunnel represents
the AlpTransit Gotthard
AG’s second largest tunnel project.In
conjunction with the Gotthard
Base Tunnel the tunnel facilitates
the operation of a flat
trajectory railway on the Gotthard
axis and attractive connections
for passenger traffic.
The actual Base Tunnel consists
of 2 independent singletrack
rail tunnels running parallel
to each other with a gradient
of some 6.5 ‰ from north to
south. It runs from the northern
portal at Camorino near Bellinzona
to the southern one at
22 Ceneri-Basistunnel und künftige Fortsetzung Nord und Süd
22 Ceneri Base Tunnel and future continuation North and South
Vezia near Lugano over a total
length of 15.4 km.The rock overburden
amounts to some 400
to 800 m in the north and approx.100
to 300 m in the south.
The axis-centre distance of
the 2 single-track tunnels
amounts to approx. 40 m. Approx.
every 325 m, the tunnels
are linked by cross-passages.
The inner vault of the 2-shell
support is to be provided with a
vault seal. The tunnel tubes are
primarily driven from the central
intermediate point of attack
at Sigirino in both directions
(Fig.22).
Geology
The geological conditions
are characterised by the fact
that the tunnel is embedded in
the crystalline bedrock of the
Southern Alps. The zone in
question is complex and heterogeneous,
which consists of
various geological rock layers
on account of overlaying strata.
The schistosity of the different
rock formations runs at an inclined
angle to the tunnel axis.
The geological situations of
the north and south parts are
highly differentiated and take
the form of various rock mechanical
and construction technical
scenarios. In view of these
aspects and the fact that there
are few comparable tunnel references,
a large number of spe-
Dipl.-Bauingenieur ETH Zurich
Olimpio Pini, Master in Management
of Technology, Project
Manager Consorzio d’ingegneri
ITC ITECSA-TOSCANO,
Lugano/CH
Dipl.-Bauingenieur ETH Zurich
Stein Skaanes, deputy Project
Manager, Consorzio d’ingegneri
ITC ITECSA-TOSCANO,Chur/CH

Tunnel 4/2006
23 Geologie Ceneri-Basistunnel/Geology of Ceneri Base Tunnel
und bautechnische Szenarien.
In Anbetracht dieser Aspekte
und der wenigen vergleichbaren
Tunnelreferenzen wurden
zahlreiche Sondierbohrungen
im Laufe der letzten
12 Jahre durchgeführt. Der
Erkundungsstollen Sigirino lieferte
die bautechnisch relevanten
geologischen Erkenntnisse
(Bild 23).
Zwischenangriff
Sigirino
Der Zwischenangriff Sigirino
stellt die zentrale logistische
Basis für die Realisierung
des Tunnels dar. Er umfasst
insbesondere den Fensterstollen
Sigirino (2,3 km) und den
bestehenden Erkundungsstollen
Sigirino (2,9 km) sowie die
Ceneri Base Tunnel
cial drilling campaigns have
been undertaken in the course
of the past 12 years.The Sigirino
exploratory tunnel supplied the
relevant geological findings for
construction technology.
Sigirino Intermediate
Point of Attack
The Sigirino intermediate
point of attack represents the
central logistic base for producing
the tunnel. It mainly embraces
the Sigirino access tunnel
(2.3 km) and the existing
Sigirino exploratory tunnel
(2.9 km) as well as the installation
chambers located at the
foot of the access tunnel. They
function as an underground
construction site for driving the
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am Fuß des Fensterstollens gelegenen
Installationskavernen.
Sie fungieren als unterirdische
Baustelle für den Vortrieb der
beiden Einspurtunnel in nördliche
und südliche Richtung.
Die Anlagen in Sigirino werden
mit dem Baustellendorf,
Bauinstallationen, Logistikanlagen
der Hauptunternehmung
und einem provisorischen Werkgleis
ergänzt. Es werden neue
Zufahrten zum lokalen Straßennetz
und zur nahe gelegenen
Autobahn A2 realisiert.
Der Fensterstollen Sigirino
stellt in der Vortriebsphase die
Haupterschließung der Installationskavernen
dar. In der Betriebsphase
wird der Stollen
für die Ereignislüftung benutzt.
Die Ausführung der Installationskavernen
erfolgt angesichts
der großen Querschnitte
(bis 270 m 2 ) in Teilausbrüchen
mittels Sprengvortrieb.
Der Fensterstollen Sigirino
wird hingegen mit einer
offenen TBM aufgefahren.
Es ist vorgesehen, das wiederverwendbareTunnelausbruchmaterial
direkt in Sigirino
als Betonzuschlagstoff und
Dammschüttmaterial aufzubereiten.
Das restliche Ausbruchmaterial
wird in der definitiven
Ablagerung (Fassungsvermögen
3,7 Mio. m 3 ) neben dem
Portal des Fensterstollens deponiert.
Als ökologische Ausgleichsmaßnahme
wird eine
Wildtierpassage über die Kantonsstraße
beim „Dosso di Taverne“
errichtet (Bild 24).
Tunnelabschnitt
Ceneri Nord
Der Tunnelabschnitt Ceneri
Nord (ca. 8 km) wird von den
Installationskavernen Sigirino
aus im Sprengvortrieb erstellt.
Die beiden Tunnelröhren weisen
ein hufeisenförmiges Normalprofil
auf. Die Vortriebsarbeiten
in beiden Röhren erfolgen
parallel. Die Wahl des
Sprengvortriebs gewährleistet
größere Flexibilität und ein höheres
Anpassungsvermögen an
die Felsverhältnisse. Auf Grund
von Ergebnissen vertiefter geologischer
und felsmechanischer
Untersuchungen wird auf den
im Auflageprojekt geplanten
TBM-Vortrieb verzichtet. Diese
Ergebnisse gehen von neuen
bautechnisch relevanten Störzonen
entlang der Tunneltrasse
aus. In diesen Zonen besteht
auf Grund der schlechten Gebirgsverhältnisse
sowohl die Gefahr
von größeren Felsauflockerungen
mit Niederbrüchen als
auch die des Eintretens von
plastischen Verformungen, welche
insbesondere den TBM-
Vortrieb stark behindern können.
Tunnelabschnitt
Ceneri Süd
Gotthard and Ceneri Base Tunnels Tunnel 4/2006
Gleichzeitig mit den Bauarbeiten
im Tunnelabschnitt Ceneri
Nord wird der südliche
Abschnitt aufgefahren. Aus
den Logistikkavernen Sigirino
werden die Tunnelröhren für
ca. 2 km bis zur „Linea Val Colla“,
eine der geologisch anspruchsvollsten
Zonen des gesamten
Ceneri-Basistunnels, im
Sprengvortrieb ausgebrochen.
Der nachfolgende Teil wird mit
einer TBM vorgetrieben (ca.
4 km). Etwa 2 km vor dem
Südportal ist der Bau einer
Verzweigungskaverne vorgese-
24 Zwischenangriff Sigirino
24 Sigirino intermediate point of attack
2 single-track tunnels towards
the north and south.
The facilities in Sigirino are
rounded off by the site village,
installations, logistic equipment
belonging to the main contractor
and a provisional construction
track. New accesses to the
local road network and the
nearby A2 motorway are being
realised.
The Sigirino access tunnel
represents the main opening
for developing the installation
chambers during the driving
phase. In the operational phase,
the tunnel will be used for ventilation
purposes. The installation
chambers are produced in partsections
via drill + blast in view
of the major cross-sections (up
to 270 m 2 ). The Sigirino access
tunnel for its part is excavated
by means of an open TBM.
It is intended to prepare the
re-utilisable tunnel muck directly
at Sigirino in the form of concrete
aggregate and embankment
material. The residual
excavated material will be
deposited at the final dump
(3.7 mill.m 3 capacity) next to the
access tunnel portal. A passage
for game will be created across
the cantonal road at “Dosso di
Taverne” as an ecological compensation
measure (Fig.24).
Ceneri North Tunnel
Section
The Ceneri North tunnel section
(approx. 8 km) is to be produced
from the Sigirino installation
chambers by drill + blast.
The 2 tunnel tubes possess a
horseshoe shape standard profile.
Driving operations in both
tubes take place parallel to each
other. The choice of drill + blast
caters for greater flexibility and a
higher degree of adaptability to
rock conditions. Owing to the
results of thorough geological
and rock mechanical investigations
the TBM drive that was
originally planned was discarded.These
results also reveal new
technically relevant fault zones
along the tunnel route. Owing
to the poor rock conditions and
the danger of major rock disaggregations
in these zones there
is the danger of rock falls as well
as the occurrence of plastic deformations,
which can greatly
hamper the TBM drive in particular.
Ceneri South Tunnel
Section
The southern section will be
driven at the same time as construction
work is carried out in
the Ceneri North tunnel section.
The tunnel tubes will be excavated
by drill + blast from the Sigirino
logistics chambers over a
distance of some 2 km to the
“Linea Val Colla”, one of the geologically
most sophisticated
zones of the entire Ceneri Base
Tunnel. The following section
will be excavated by a TBM (approx.
4 km). The branch-off
chamber is to be set up some
2 km from the southern portal,
which provides the prerequisite
for a future extension of the Alp-
Transit line to the south of
Lugano.
Construction
Programme
The preliminary operations
have been in full swing since

Tunnel 4/2006
Am Bau Beteiligte –
Abschnitt Ceneri-Basistunnel
Bauherrschaft:
AlpTransit Gotthard AG, Luzern (www.alptransit.ch)
Projektverfasser/örtliche Bauleitung:
Consorzio d’ingegneri
ITC ITECSA – TOSCANO (info@itc.ing.ch)
ITECSA, Lugano
Edy Toscano AG, Chur
Ausführung:
Ausschreibungsphase
hen, welche die Voraussetzung
für eine zukünftige Verlängerung
der AlpTransit-Linie südlich
von Lugano schaffen wird.
Bauprogramm
Die Vorarbeiten sind seit
März 2006 im Gang. Die eigentlichen
Untertagbauarbeiten,
insbesondere der Bau des Fens-
terstollens Sigirino, beginnen ab
2007 und werden durch Vorlose
realisiert. Ab 2010 wird an
dem Hauptlos (Ceneri Abschnitt
Nord und Ceneri Abschnitt Süd)
gearbeitet. Die Gegenangriffe
an den Portalen Vezia und Vigana
starten in 2008. Der Beginn
der Inbetriebsetzungsphase
des Bahnverkehrs ist für Mitte
2018 vorgesehen.
Ceneri Base Tunnel
Parties involved in constructing the
Ceneri Base Tunnel Section
Client:
AlpTransit Gotthard AG, Lucerne (www.alptransit.ch)
Project and Construction Management:
Consorzio d’ingegneri
ITC ITECSA – TOSCANO (info@itc.ing.ch)
ITECSA, Lugano
Edy Toscano AG, Chur
Contractor:
Tendering phase
March 2006. The actual underground
work especially construction
of the Sigirino access
tunnel will start in 2007 and will
be accomplished in the form of
advance contract sections.Work
will begin on the main section
(Ceneri North and Ceneri South)
as from 2010. The counterdrives
at the Vezia and Vigana
portals will commence in 2008.
It is intended to start up trial
train services in mid-2018.
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