Der Tunnelbau ist der Teilbereich des Tiefbaus, der sich mit der Herstellung unterirdischer Hohlräume (Tunnel, Stollen, Schächte, Kavernen u. Ä.) beschäftigt.
Es können zwei grundlegende Bauweisen unterschieden werden. Bei geringer Überdeckung kann die offene Bauweise angewandt werden. Bei großer Überdeckung erfolgt die bergmännische Ausführung im Untertagebau in geschlossener Bauweise, der teils auf Arbeitsweisen des Bergbaus beruht. Die heutigen modernen Formen des geschlossenen Tunnelbaus sind die Spritzbetonbauweise gemäß NÖT oder der Einsatz von offenen bzw. Schildvortriebs-Tunnelbohrmaschinen. Es werden aber auch noch Stollen vorgetrieben, die mit Stempeln und Verbau gesichert und dann ausgezimmert/-gemauert werden. Dabei sind Erfahrungen aus dem Bau von Tonnengewölben hilfreich.
Der Tunnelbau zählt zu den faszinierendsten, aber auch schwierigsten Aufgaben im Baubereich. Zwischen dem dauerhaften Tunnelbauwerk, dem Ausbruch des erforderlichen Tunnelhohlraums und dem zu durchquerenden Gebirge bestehen direkte Abhängigkeiten. Das umgebende Gebirge wird für die Tragwirkung mit genutzt, wird also zum Baustoff. Der Ausbruch des Tunnelhohlraums vollzieht sich meist in Gebirgsformationen, die auf Grund ihrer Entstehung unterschiedlich geschichtet, zudem gefaltet und in verschiedener Weise der Verwitterung und dem Wasserzutritt ausgesetzt sind. Der Bauuntergrund weist mit seinen Materialeigenschaften und deren Kennwerten große Streubreiten auf, denen die Bauverfahren und vor allem ihre Sicherungsmaßnahmen Rechnung tragen müssen.
Voraussetzung eines Tunnelbauvorhabens ist die genaue Kenntnis der geologischen Beschaffenheit und Festigkeit des Gebirges, der Gesteinsschichtung und -zusammensetzung und ihres Verlaufs sowie der Wasserführung der Gesteinsschichten, der auftretenden Drücke und die bodenmechanische Analyse. Umgrenzung des lichten Raumes, Stärke der Auskleidung, Abdichtung, Wasserführung und Belüftung werden im „Entwurfsquerschnitt“ beschrieben.
Im modernen Tunnelbau werden Brandschutzthemen in Form von Fluchtwegen, Notausstiegen, Brandmelde- und Sprinkleranlagen frühzeitig in die Planung mit einbezogen.
Vortrieb – Gesamtheit aller Maßnahmen, die das Fortschreiten des Tunnelbaues beschreiben. Im Wesentlichen: Ausbruch, Schuttern und Sichern.
Ausbruch – Entnahme von Boden oder Festgestein an der Ortsbrust.
Haufwerk / Hauwerk – Ausgebrochenes Material (in der Regel Boden oder Festgestein)
Schuttern – Entfernen des Haufwerkes aus dem Ortsbrustbereich
Sichern – Einbau von Stützmittel, um Verformungen des Tunnels zu verringern und das Nachfallen von Material zu verhindern.
Stützmittel – Tunnelschale meist aus Beton- oder Stahltübbingen (Fertigteile) oder Spritzbeton mit Bewehrung.
Nachfallen – Ungewollter Ausbruch von mehr Material als vorgesehen während eines Abschlages.
Im Tunnelbau werden Begriffe verwendet, die aus dem Bergbau stammen und daher nicht allgemeinverständlich sind. Die nebenstehende Grafik verdeutlicht die Bezeichnungen für den Tunnelquerschnitt.
Kalotte – oberes Drittel des Tunnelquerschnitts
Strosse – untere zwei Drittel des Tunnelquerschnitts
Kämpfer – Übergang zwischen Firste und Ulme
Beim Ausbruch des Tunnelhohlraums, also dem „Rohbau des Tunnels“, sind gebräuchlich:
Abschlag – Entnahme des Bodenmaterials aus der Ortsbrust im zyklischen Vortrieb. (Abschläge verlängern den Tunnel und stellen den eigentlichen Vortrieb dar.)