Η εφαρμογή των γεωδαιτικών μεθόδων στη χάραξη και παρακολούθηση των υπογείων έργων ακολουθεί σε γενικές γραμμές μια συγκεκριμένη πρακτική η οποία όμως (1) δεν έχει τεκμηριωθεί ως προς την ακρίβεια και τα όρια εφαρμογής της, και (2) τα στοιχεία που συλλέγονται στα διάφορα έργα στη συντριπτική τους πλειοψηφία δεν αξιολογούνται ή αξιοποιούνται. Η παρούσα Διατριβή στοχεύει να συνεισφέρει στο διπλό αυτό στόχο και γι’ αυτό περιλαμβάνει δύο βασικές ενότητες: Η πρώτη ενότητα στοχεύει στην τεκμηρίωση της ακρίβεια της γεωδαιτικής μεθόδου με βάση αναλυτική και πειραματική προσέγγιση και διερευνάται η ποιότητα και η αξιοπιστία διαθέσιμων παρατηρήσεων από αριθμό υπογείων έργων. Ειδικότερα, υπολογίστηκε η ακρίβεια χάραξης σηράγγων, ανάλογη του κύβου του πλήθους στάσεων σκόπευσης. Στη συνέχεια εκτιμήθηκαν οι αναλυτικές ακρίβειες στον υπολογισμό των οριζοντίων και κατακορύφων μετακινήσεων και συγκλίσεων κατά την παρακολούθηση σηράγγων και πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μετρήσεις για την ακρίβεια των γεωδαιτικών οργάνων και μεθόδων που εφαρμόζονται. Με βάση τα αποτελέσματα η γεωδαιτική μέθοδος κρίνεται επαρκής και ακριβής για τη χάραξη και παρακολούθηση των συνήθων σηράγγων. Η δεύτερη ενότητα, βασισμένη σε παρατηρήσεις από διάφορες σήραγγες, στοχεύει στον έλεγχο της κινηματικής σημείων ή διατομών ελέγχου σηράγγων, τον έλεγχο των γεωμετρικών χαρακτηριστικών συγκλίσεων αλλά και της τυπολογίας της χρονικής εξέλιξης των μετακινήσεων. Αναλύθηκαν περιπτώσεις χωροχρονικής εξέλιξης μετακινήσεων που αποκλίνουν από την τυπική μορφή, με βασικό χαρακτηριστικό την εμφάνιση απότομων, ανεξήγητων μετακινήσεων. Ειδικότερα, η ανάλυση των διαθέσιμων στοιχείων από τις σήραγγες Τυμφρηστού, Καλλιδρόμου κ.α. οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η υπερβολική αύξηση των μετακινήσεων τοπικά σε μια περιοχή προκαλεί κάτω από ορισμένες συνθήκες αλυσιδωτά νέες μετακινήσεις σε γειτονικές, προσωρινά σταθεροποιημένες περιοχές του έργου. / Geodetic techniques are widely used for the guidance and monitoring of underground structures, but (1) their accuracy and efficiency are not tested and (2) deformation data, collected during tunnel excavation, are not further evaluated. A contribution towards the solution of both these problems is the aim of this dissertation, which consists of two parts. In the first part the applicability and accuracy of the geodetic techniques were assessed using analytical and experimental techniques. Three main conclusions were obtained. First, that the errors of coordinates along a tunnel are proportional to the cube of the number of stations. Second, it was found that non-prismatic reflectors have a non-linear response and contributes to significant errors (>1-2mm) in convergence measurements and third, that the noise of actual monitoring measurements from several tunnels is at maximum ±4mm. In the second part of this dissertation deformation data from a number of tunnels were analyzed. Analytical methodologies were introduced for the estimation of the geometrical pattern of tunnel section distortion and mathematical, function approximation techniques are followed to model the typical pattern of tunnel deformation. Studies of monitoring data from tunnels that faced instabilities and high deformation (as Tymfristos tunnel, Kallidromo tunnel etc.) revealed that high tunnel closure locally, may induce a new phase of deformation to other nearby, previously stabilized, sections.

Εξετάστηκαν κατ'αρχήν οι σχηματισμοί " σκληρά εδάφη-μαλακοί βράχοι" με βάση τη διεθνή και Ελληνική εμπειρία. Διερευνήθηκαν η γεωλογική σύσταση και δομή, σεισμικότητα, τεχνικογεωλογικοί χαρακτήρες και υδρογεωλογικό καθεστώς αυτών στο πλαίσιο του έργου της Ευρείας Παράκαμψης Πατρών (ΕΠΠ). Συντάχθηκε ο τεχνικογεωλογικός-γεωτεχνικός χάρτης της επριοχής έρευνας, σε κλίμακα 1:5000, αξιολογήθηκαν 170 γεωτρήσεις και διαχωρίστηκαν δύο γεωτεχνικές ενότητες των λεπτομερών αυτών ιζημάτων, Ανώτερη και Κατώτερη, οι οποίες αξιολογήθηκαν σε σχέση με τα υπόγεια τεχνικά έργα (σήραγγες). Οι ενότητες αυτές αποτυπώθηκαν σε μηκοτομές των δύο κλάδων του έργου της ΕΠΠ σε κλίμακα 1:5000/1:1000. Έγινε περαιτέρω τεκμηρίωση των ενοτήτων αυτών με βάση λεπτομερή μικροσκοπική μελέτη-ορυκτολογική ανάλυση, αξιολόγηση των εργαστηριακών και επιτόπου δοκιμών, καταγραφή παραμορφώσεων διατομής του έργου (συγκλίσεις), καθώς και ανάδρομες αναλύσεις. Η έρευνα αυτή αποτελεί χρήσιμο οδηγό διερεύνησης ανάλογων σχηματισμών για τον ασφαλή σχεδιασμό υπόγειων τεχνικών έργων. / The formations " hard soils-soft rocks" were firstly examined, based on the international and Greek territory experience. The geological composition and structure of the formations were investigated, as well as seismicity, engineering geological characteristics and hydrogeological regime of the wider area of Patras Ring Road. The engineering geological-geotechnical map of the examined area was drawn up, on a scale of 1:5000, 170 borehole logs were evaluated and two main geotechnical units in these fine sediments were distinguished, Upper and Lower, in relation to the underground works (tunnels). These Units were shown on sections along the two branches of the project, on a scale of 1:5000/1:1000. This discrimination was furthermore documented through detailed microscopic-mineralogical analysis, evaluation of the in situ and laboratory tests, as well as of the recorded deformations of the tunnels cross sections (convergenes) and finally the performance of back analysis. The investigation comprises a useful guide for the examination of such formations, concerning the safe design of underground works.