On the influence of geological conditions at the application of tunnel boring machines

Summary

The geology of two mechanically bored tunnels in Switzerland has been examined in detail: The “boreability” (rate of penetration of the machine) of micaschists, phyllonites, amphibolites and dacites in the sewer and cable tunnel near Lugano (Crespera — Gemmo) was high, because the rock was highly fissured and not affected by Alpine metamorphism. In the ventilation shaft of Motto di Dentro (St. Gotthard highway tunnel) the Alpine metamorphic hornblende schists and amphibolites showed very low penetration rates.

A high content of fissile minerals leads to high penetration rates. Texture and structure of the rocks and the orientation of the foliation (tunnel axis parallel to the foliation is the most unfavorable case) proved to have an important influence on the penetration rates.

Résumé

La géologie de deux tunnels en Suisse, forés en pleine section avec des tunneliers, a été examinée en détail: La forabilité des micaschists, phyllonites, amphibolites et dacites dans la galérie technique de Lugano (Crespera — Gemmo) était assez bonne, parce que les roches étaient fortement fissurées, mais pas affectées par le métamorphisme alpin. Dans le puits de ventilation de Motto di Dentro (tunnel routier St. Gotthard) les amphibolites et schistes à horneblende, métamorphisés pendant l’orogène alpin, ont montré des vitesses de pénétration très petites.

Les mineraux fissiles favorisent l’avancement mécanisé. La structure et la texture des roches et l’orientation de la schistosité (axe du tunnel parallel à la schistosité est le cas le moins favorable) exercent une influence importante sur la vitesse d’avancement des foreuses en pleine section.