CASE STUDY: THE INFLUENCE OF TUNNELLING ON SLOPE STABILITY

Nicholas Vlachopoulos, Ioannis Vazaios

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Landslides and Slope Stability I / Mouvements de terrain et stabilité des pentes I

ABSTRACT: Tunneling projects oftentimes involve the design and construction of two adjacent (twin) tunnels with respect to underground infrastructure projects for road, railway or subway systems within mountainous terrain. Currently, there is limited investigation associated with the interaction generated between the excavations of two adjacent tunnels, especially in conjunction with slope stability issues. One of the major drawbacks with regards to such inherently complex, 3D investigations (i.e. a precursor to design) is the increased computational cost required to model the detailed three-dimensional (3D) excavation process utilizing 3D numerical analysis tools. As such, the use of idealized two-dimensional simulation can be employed in order to draw selected preliminary results with respect to the impact of the interaction between twin tunnels constructed within or adjacent to slopes. Despite of being conservative, these slope stability problems can be satisfactorily simulated in two dimensions. In this particular paper, twin tunneling excavation interaction within slopes is investigated utilizing 2D numerical models for tunnels close to the ground surface within weak rockmasses. A case study of the S3 tunnel within the Egnatia Odos European Motorway is also incorporated in order to highlight the very real requirement to take such factors into consideration prior and during the twin tunnel design stage.

RÉSUMÉ: Projets de tunnels impliquent souvent la conception et la design de deux tunnels en parallèle (jumeaux) pour les projets d'infrastructure comme les systèmes routiers souterrains, les ferroviaires ou les métros dans les montagnes. Présentement, il ya des investigations limitée associée avec l'interaction des tunnels en parallèle, et en particulier, en conjonction avec des problèmes de stabilité de la inclinaison. Un des limitations avec ces études de trois dimensions (3D) est le coût associé avec les calculs nécessaire pour modéliser ces systèmes en trois dimensions (3D). En tant que tel, l'utilisation de la simulation en deux-dimensionnelle (2D) peut être utilisé afin d™obtenir des résultats préliminaires pour déterminer l'impact de l'interaction entre les deux tunnels construits à l'intérieur ou adjacentes aux inclinaisons. Avec les limitations, ces problèmes de stabilité de la pente peuvent être simulés de manière satisfaisante en deux dimensions. Dans cet article, l™interaction entre deux tunnels en parallèle adjacent d™inclination et à proximité de la surface est investiguée utilisant des modèles numériques de 2D dans les roches faibles. Une étude du tunnel S3 de l'autoroute Egnatia Odos (européenne) est incorporée avec le but de mettre en évidence les très réels résultats de comportment et les facteurs qu™on a besoin de considérer avant et pendant la phase de conception de deux tunnels en parallèle prés des inclinaisons.

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