Conceptual design process for deep level tunnels in South Africa

Evaluation of the performance of the current design process for support systems in deep level South African tunnels indicated the lack of a rational design methodology, particularly under conditions of highly discontinuous rock mass structures and dynamic loading. A more comprehensive mechanistic approach to the design of these support systems was investigated by means of in situ, laboratory and numerical evaluation. The results of this evaluation have given greater insight into the interaction of the components of a support system in a highly discontinuous and dynamic rock mass environment. This understanding has been incorporated into a design process to enable an estimation of the performance of reinforcement and support system in this environment. Kurzfassung Eine Evaluation aktueller Entwurfsverfahren für Stützsysteme in tiefliegenden Tunnels Süd Afrikas, wies besonders in Gesteinsmassen mit starken Diskontinuitäten und dynamischer Belastung eine ungenügend rationelle Entwurfsmethodik auf. Ein umfassenderes Verfahren wurde basierend auf In-situ-, Labor- und numerischen Auswertungen untersucht. Durch die Resultate konnten neue Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Komponenten des Stützsystems und dem Gestein gewonnen werden. Diese Erkenntnisse wurden in ein Entwurfsverfahren eingearbeitet, welches die Wirkungsabschätzung von Armierungsund Stützsystemen unter diesen Bedingungen erlaubt.