Unterirdisches Bauen: Tunnel

• Herstellung der Schlitzwände

• Aushub bis UK Decke

• Schalen, Bewehren und Betonieren der Decke

• Verfüllen der Baugrube und Wiederherstellen der überirdischen Anlagen

• Tunnelaushub unter der Decke

• Betonieren der Sohle

• Innenausbau

• verhältnismäßig leichte, gut rammbare Böden

• Verwendung der Baugrubenwand äußere Schalung, kein bes. Arbeitsraum erforderlich

• Bauwerk wird direkt gegen die Isolierung betoniert

Geschlossene Tunnelbauweise

1. Bergmännischer Tunnelvortrieb

• Kölner Verbau -> Lockergestein

• Messervortrieb -> Lockergestein

• NÖT -> Locker-, Festgestein

• entwickelte sich aus klassischem Holzverbau

• sogenannte Vorpfänddielen (Tunnelbleche), die übereinandergreifen und somit auch bei Feinböden einen dichten Verbau ergeben, werden über Führungsbögen schräg nach vorne getrieben (Länge bis 18 m)

• die Pfändungen, d.h. die Spannungen, die die Dielen gegen das Gebirge drückt, erhalten die Dielen durch das Einschlagen der Pfandkeile

• Für nicht oder wenig standfeste, hauptsächlich rollige, feinkörnige Böden, nicht aber grobkörnige

• gewisse (Eigen-) Standfestigkeit des Gebirges

  -> Festgestein, bindige böden

• Injektionen, Gefrierverfahren

Grundsätze der NÖT!

• Standfestigkeit des Gebirges (Gebirge ist der eigentliche Baustoff)

• Auskleidung unterstützt die Tragfähigkeit

• gezielte Entspannung des Gebirges

• Sicherung des Gebirges mit Spritzbetonschale durch flächigen Kraftschluss

• rechtzeitige Sicherung der Ausbruchfläche

• rascher Ringschluss (kreisförmig oder oval)

• da die Tragfähigkeit des Gebirges ausgenutzt wird

• sie dienen fast nur der Ausbruchsicherung

• Ausbruch - Regeltiefe: ca. 1m

• Sofortsicherung mit Spritzbetonversiegelung (wenige cm)

• Bewehrung einbauen

• evtl. Steckenbögen und Anker einbringen (Sicherung in Querschnittsrichtung)

• endgültige Spritzbetonschale einbringen

• Einsatz in grob durchlässigen Kiesböden ohne zusätzliche Maßnahmen nicht möglich.

• Betonitsuspension dringt weit in den Boden ein und kann die Ortsbrust nicht mehr stützen.

2. Schildvortrieb

-> hauptsächlich in nicht standfesten Boden

• teilmechanisiertes Schild

• vollmechanisiertes Schild

• Messerschild

• Hydro- oder Betonitschild

• Erdruckschild

• elastisch gebettetes Rohr

• in der First ein Dreieck von 100° ungebettet

Berechnungsannahmen:

• ebenes Problem

• Schalendicke << Tunnelradius

• flächiger Kontakt zwischen Schale und gebirge

• keine statische Bettung im Firstbereich

• Entspannung des Bodens

• Verformung des Schildkörpers

• zu große Bodenentnahme

• Verdichtung des Bodens

• Verformung der Tunnelauskleidung

• Rüttelwirkung

• Nachfall des Bodens

• Bruch durch Überschreiten der Druckfestigkeit (Auskleidung)

• Scherbruch

• und Betrachtung der Bruchbelastung für den Gebrauchs-, und Bruchzustand

• Abgesenkter Zustand:

  • Wasserdruck, Überschüttung, Eigengewicht

  • Wasserdruck, Sohldruck

  • seitlicher Erddruck, horizontaler Wasserdruck

  • Setzungslastfall

  • Überballast zur Auftriebssicherung

• Einschwimmen:

  • Schwimmstabilität

  • Auftrieb

• -> Schildvortrieb, da während der Arbeiten gestützt werden muss

• Stützung des Gebirges

• Schutz der Mannschaft

• Abbau des Bodens

• Einbau der Auskleidung

1. Bohren und Besatz mit Sprengstoff

2. Sprengen

3. Bewässern

4. Schuttieren

Umfang:

• Fürste

• Ulme

• Sohle

Querschnitt:

• Kalotte

• Kern

• Strosse

• Unterirdische Halle, durch Zugangsstollen erschlossen

• 200 kN/m^2

• Konvergenz

• Extensometer

• Nivellements

• Betondruck

  
  

  -> zur Kontrolle der Standsicherheit

• Über dem Tunnelfirst und auch seitlich neben einer Tunnelröhre

• Sie dient der Erfassung der Setzung im Boden zwischen Tunnelfirst und Geländeoberkante

• Hoher Seitendruckbeiwert

• um eine möglichst geringe Momentenbeanspruchung der Tunnelschale zu haben. Die Lasten werden hauptsächlich über Normalkräfte abgetragen.

• Vertikal : γ * h

• Horizontal: γ * h * k ah

• k= 1,0 und k= 2,0

• kleinerer Steifemodul des Bodens

  -> größere Momente in der Schale

• wasserundurchlässiger Beton

• bituminöse Abdichtung; Kunstoffabdichtung; Metallabdichtung

• D = Pa * r

  = 120 * 6

  = 720 kN/m

• Pa = h

  = 6,0 * 20

  = 120