Tunnelbau 2015
Tunnelbau 2015
ISBN 978-3-433-03099-8
9 783433 030998
www.ernst-und-sohn.de
238vc_Umschlag_d.indd 1
17.09.2014 09:25:12
.indd indd VI
Inhalt Geotechnische Untersuchungen I.
Vortrieb eines Autobahntunnels unter einem Flusstal ....1 Patricia Wittke-Gattermann, Ralf Druffel
1 2 3 4 5 6
Einleitung....................................................................................2 Untergrund- und Grundwasserverhältnisse ...............................3 Modellvorstellungen ...................................................................4 Pumpversuche ........................................................................10 Grundwasserabsenkung durch Brunnen .................................17 Vortriebskonzept ......................................................................23
Konventioneller Tunnelbau I.
Herstellung und Tragwirkung von Schirmgewölbesicherungen ..............................................25 Jochen Fillibeck 1 2 3 4 5 6
II.
Einleitung..................................................................................26 Rohrschirm...............................................................................26 Injektionsschirm .......................................................................37 Düsenstrahlschirm ...................................................................45 Vereisungsschirm .....................................................................60 Zusammenfassung und Wertung ............................................72
NÖT-Vortriebe in den pleistozänen Dünensanden von Tel Aviv, Israel ................................................................75 Marcus Scholz, Sebastian Schwaiger
2 Geologie ...................................................................................83 3 Hydrogeologie ..........................................................................85 VI
23.09.2014 07:08:42
.indd indd VII
THE POWER OF INNOVATIVE TUNNELLING
23.09.2014 07:08:42
.indd indd VIII
Inhalt
4 Einschätzung des Gebirgsverhaltens.......................................86 5 Wasserhaltung..........................................................................88 6 Planung der eingleisigen Streckentunnel und der Querschläge.......................................................................90 7 Planung der Weichenkavernen ................................................92 8 Querung bestehender Infrastruktur/Genehmigungsprozess....94 9 Schlussbemerkung...................................................................95
III. Abdichtungssysteme mit Kunststoffdichtungsbahnen für Tunnel ohne Dränage ....................................................97 Marc Meissner, Sebastian Schwaiger, Roland Herr
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Einführung in das Thema .........................................................98 Übersicht der Abdichtungssysteme.........................................99 Wahl des richtigen Abdichtungssystems .................................99 Abdichtungssystem Kunststoffdichtungsbahn ......................102 Anforderungen an die Kunststoffdichtungsbahn und deren Verlegung .....................................................................105 Probleme erkennen, Ursachen analysieren, Lösungen finden .....................................................................................112 Regelausbildung und bisherige Erfahrungen .........................117 Weiterentwicklung des kombinierten Kontroll- und Injektionssystems...................................................................124 Erfahrungen mit dem Prüf- und Injektionssystem/ der Blockhinterlegung ............................................................129 Zusammenfassung.................................................................130
Maschineller Tunnelbau I.
Einsatz von Informationssystemen im maschinellen Tunnelbau ..................................................132 Peter-Michael Mayer, Janosch Stascheit Ulrich Maidl
1 Einleitung................................................................................134 2 IRIS.tunnel – Integriertes Risiko- und Informationssystem für den Tunnelbau ..................................................................136 VIII
23.09.2014 07:08:43
.indd indd IX
SPEZIALVERMESSUNGSZUBEHÖR FÜR DEN TUNNELBAU direkt ab Hersteller Bireflex-Targets Mini-Prismen Konvergenzbolzen Sprengschutzringe Vortriebslaser Instrumentenkonsolen Monitoringmaterial
Mini-Aufstecklaser für KV-Bolzen
Bitte fordern Sie unseren aktuellen Tunnelkatalog TK 5 an, den wir Ihnen gern kostenlos zusenden.
GOECKE GmbH & Co. KG Ruhrstraße 38 D-58332 Schwelm Tel. +49 (0) 2336 4790-0 Fax +49 (0) 2336 4790-10 www.goecke.de info@goecke.de
23.09.2014 07:08:43
.indd indd X
Inhalt
3 Prozessdatenerfassung und -analyse mit dem Programmsystem PROCON...................................................157 4 Fazit und Ausblick ..................................................................176
Maschinen und Geräte I.
Variable-Density-Maschine: Eine hybride Schildmaschine aus Erddruck- und Flüssigkeitsschild ...............................................................181 Werner Burger, Michael Sträßer, Britta Schößer 1 2 3 4 5
Grundlagen.............................................................................182 Praktische Ausführungen der Multi-Mode-Technologie.........185 Das Variable-Density-Konzept ...............................................197 Entwicklung der High-Density-Suspension............................202 Einsatzerfahrungen mit Variable-Density-Maschinen beim Klang-Valley-MRT-Projekt (KVMRT) in Kuala Lumpur ...........207 6 Zusammenfassung.................................................................227
Baustoffe und Bauteile I.
Nachgiebiger Ausbau für druckhaftes Gebirge ...........230 Eckart Schneider, Markus Spiegl 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Einleitung................................................................................232 Druckhaftes Gebirge ..............................................................233 Geotechnische Grundlagen ...................................................234 Nachgiebiger Ausbau für konventionelle Vortriebe...................236 Nachgiebiger Ausbau für Vortriebe mit Gripper-TBM (TBM-O)............................................................241 Nachgiebiger Ausbau mit Tübbingen.....................................243 Stauchelemente .....................................................................245 Compex-Support-System......................................................251 Zusammenfassung.................................................................254
X
23.09.2014 07:08:45
.indd indd XI
www.heintzmann.eu
Tunnelsperranlagen gemäß RABT - In Anlehnung an RPS - Elektrohydraulisch horizontal schwenkbar - Bis 20.000 m
Tunnelsperranlagen gemäß RABT - In Anlehnung an RSA - Elektrohydraulisch horizontal schwenkbar - Bis 10.000 m
Tunnelsperranlagen gemäß RABT - In Anlehnung an RSA - hydraulisch vertikal schwenkbar, bis 11 m - Doppelschrankenanlage
Notüberfahrt - Manuell / horizontal schwenkbar - Aufhaltestufe H2 - gemäß DIN EN 1317 - 2 - CE
DUO-GATE ® single
Mittelüberfahrt, Feuerwerüberfahrt - vollautomatisch, Durchfahrtsbreite > 8 m - vertikal schwenkbar (auch stromlos) - Aufhaltestufe H2; W3 - gemäß DIN EN 1317 - 2 - CE
DUO-GATE ® double
Mittelüberfahrt, Feuerwehrüberfahrt - vollautomatisch, Durchfahrtsbreite > 2 x 2 m - 2 x vertikal schwenkbar (auch stromlos) - Aufhaltestufe H2; W3 - gemäß DIN EN 1317 - 2 - CE
Straßenausstattungen Bessemerstr. 80 . 44793 Bochum Tel.: + 49 (0)234 - 9144 - 0
Bahnhofstr. 35 . 66564 Ottweiler Tel.: + 49 (0)6824 3080
23.09.2014 07:08:45
.indd indd XII
Inhalt
II.
Stahlfaserbeton oder konventionelle Bewehrung für Tübbinge – ein Vergleich der Anwendung ...............257
Benno Ring, Ulrich Maidl 1 2 3 4 5 6
Einleitung................................................................................258 Materialverhalten ...................................................................258 Statische Berechnungen ........................................................269 Nachweise .............................................................................274 Planungshinweise .................................................................285 Schlussfolgerungen ...............................................................286
III. Zementfreier Ringspaltmörtel – Eigenschaften, Anforderungen und Anwendungsgrenzen .........................................................288 Christian Thienert, Matthias Pulsfort
1 Einführung ..............................................................................289 3 Eigenschaften des drainierten Mörtelmaterials......................310 4 Anforderungen und Zusammenfassung.................................314
Forschung und Entwicklung I.
Präventives Schädigungsmanagement im Tunnelbau – Schutz der oberirdischen Bebauung ..........318 Pia Neugebauer, Steffen Schindler, Ingo Pähler, Andrea Blome, Peter Mark 1 2 3 4 5
Einleitung................................................................................319 Stand der Forschung bzw. der Technik..................................323 Konzept für das präventive Schädigungsmanagement .........332 Praxisbeispiel Wehrhahn-Linie in Düsseldorf .........................350 Schlussfolgerung und Ausblick..............................................357 Danksagung ...........................................................................361
XII
23.09.2014 07:08:46
.indd indd XIII
DIE BESTE VERBINDUNG UM »BERGE ZU VERSETZEN«:
RUD-KETTENSYSTEME! Unendliche Anwendungsvielfalt – EHB – VIP-STARGehänge!
Sicherheits-Weltmeister der »Anschlagpunkte«!
RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH u. Co. KG • 73428 Aalen/Germany Telefon +49 7361 504-1370/-1350 • Fax +49 7361 504-1171 · sling@rud.com · www.rud.com
23.09.2014 07:08:46
.indd indd XIV
Inhalt
Vertragswesen und betriebswirtschaftliche Aspekte I.
Anwendung des holistischen Chancen-RisikenManagements beim Brenner Basistunnel .....................362 Konrad Bergmeister 1 2 3 4 5
Einleitung................................................................................364 Strukturierung der Risiken und Chancen ...............................366 Vorgehensweise beim Chancen-Risiken-Management .........368 Beschreibung des Brenner Basistunnels ...............................378 Holistisches Chancen-Risiken-Management beim Brenner Basistunnel ......................................................384 6 Zusammenfassung und Ausblick ...........................................402
Tunnelbaubedarf Nach Warenuntergruppen gegliedertes Lieferantenverzeichnis ...........................................................407
Inserentenverzeichnis Alphabetisches Verzeichnis der Inserenten ...........................421
Autorenverzeichnis
............................................................... 429
XIV
23.09.2014 07:08:47
Geotechnische Untersuchungen I.
Vortrieb eines Autobahntunnels unter einem Flusstal
Die Röhren des Tunnels Hirschhagen der BAB A44 unterfahren in der Nähe der Ortschaft Hessisch Lichtenau die Bundesstraße B7, eine eingleisige Bahnstrecke und das Tal der Losse. Der Baugrund besteht aus Buntsandstein und tertiären Tonen und Sanden. Es ist geplant, den Vortrieb im Schutz einer Grundwasserhaltung durchzuführen. Die Grundwasserabsenkung soll mithilfe einer Großbrunnenanlage durchgeführt werden. Zur Bemessung dieser Anlage wurden zwei Pumpversuche durchgeführt, die mit numerischen Berechnungen ausgewertet wurden. In dem dazu erarbeiteten großräumigen Modell werden die trennflächenbedingte Anisotropie des Buntsandsteins und der Einfluss benachbarter gering durchlässiger Störungen berücksichtigt. Excavation of highway tunnel underneath a river valley In Eschenstruth near Hessisch-Lichtenau, Germany, the two tubes of the tunnel Hirschhagen of the BAB A44 are driven underneath of the federal road B7, a rail track and the valley of river Losse. The tunnel is located in the Buntsandstein which consists of an alternating layer of Sandstones and Claystones and in a Tertiary formation, which consists of Clay and Sand. It is planned to lower the groundwater level by means of a number of large scale pumping wells before the tunnel is excavated. In order to achieve the necessary data for the design of the wells, two pumping tests were carried out and evaluated by means of numerical analyses. Two Autoren: Dr.-Ing. Patricia Wittke-Gattermann, Dipl.-Ing. Ralf Druffel, WBI GmbH, Weinheim 1
c1.indd 1
23.09.2014 06:55:56
Konventioneller Tunnelbau I.
Herstellung und Tragwirkung von Schirmgewölbesicherungen
Im Spritzbetontunnelbau werden Schirmgewölbesicherungen häufig eingesetzt, um entweder einen sicheren Vortrieb zu ermöglichen oder umliegende Bauwerke vor Beeinflussungen wie Setzungsdifferenzen zu schützen. Je nach projektspezifischen Gegebenheiten eignen sich hierzu Rohrschirme, Injektionsschirme, Düsenstrahlschirme oder aber Vereisungsschirme. Im Rahmen vorliegender Veröffentlichung wird auf diese häufig eingesetzten Schirmgewölbesicherungen eingegangen. Zunächst werden die Herstellung und grundsätzliche Eigenheiten dieser Verfahren beschrieben. Im Anschluss daran werden Projektanwendungen mit den daraus resultierenden Erkenntnissen vorgestellt und schließlich die Wirksamkeit sowie die Anwendungsgrenzen der einzelnen Verfahren zusammenfassend dargestellt. Construction and load carrying effects of umbrella archings For shotcrete excavations umbrella arching methods are often used either to ensure a safe excavation or to protect surrounding constructions from influences such as differential settlements. Therefore, depending on the in situ situation, pipe roofs, injection support, jetgrouting support or ground freezing are suitable. In the following, these methods will be focused. At first the installation process and basic properties will be described. FurtherAutor: Dr.-Ing. habil. Jochen Fillibeck, Technische Universität München, Zentrum Geotechnik, Lehrstuhl und Prüfamt für Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau 25
c2.indd 25
23.09.2014 06:56:42
II.
NÖT-Vortriebe in den pleistozänen Dünensanden von Tel Aviv, Israel
Im Zuge der Stadtentwicklung von Tel Aviv wird derzeit die Red Line als erste Stadtbahnlinie geplant. Etwa 12 der 23 km langen Strecke werden unterirdisch verlaufen, wobei 10,5 km Tunnelstrecke mittels Erddruckschilden aufzufahren sind und 1,5 km als NÖT-Vortriebe erstellt werden sollen. Das Ingenieurbüro Müller + Hereth ist mit der Ausschreibungsplanung, der Ausschreibung und mit der Erwirkung aller erforderlichen Genehmigungen für die NÖT-Vortriebe beauftragt. Die NÖT-Abschnitte umfassen sowohl eingleisige Streckentunnel als auch drei Weichenkavernen. Die Überlagerung über Firste variiert je nach Gradiente und Geometrie der Tunnel zwischen 4 und 15 m. Einige der eingleisigen Streckentunnel und die drei Weichenkavernen liegen in den pleistozänen Dünensanden der Kurkar-Formation. Die Dünensande sind bereichsweise lose und bereichsweise unterschiedlich stark kalzitisch verkittet. Der Grundwasserspiegel liegt etwa 10 m unter GOK, sodass die NÖT-Tunnel teilweise bzw. vollständig im Grundwasser liegen. Sand und Wasser sind für NÖT-Vortriebe eine große Herausforderung. Daher wurden verschiedene Methoden der Wasserhaltung (Druckluft, Vereisung, Injektion und Grundwasserabsenkung) erörtert. Letztlich wurde die Methode der Grundwasserabsenkung für die Erwirkung der Genehmigungen und für die Ausschreibung gewählt. Entsprechend der wechselhaften Baugrundverhältnisse wurden für die eingleisigen Streckentunnel fünf Ausbruchklassen mit unterschiedlichen Mitteln zur Voraussicherung geplant. Die Innenschalenstärke der Streckentunnel beträgt 40 cm. Die Abdichtung Autoren: Dipl.-Geol. Dr. Marcus Scholz, Müller + Hereth, Ingenieurbüro für Tunnel- und Felsbau GmbH, Dipl.-Ing. Sebastian Schwaiger, Müller + Hereth, Ingenieurbüro für Tunnel- und Felsbau GmbH 75
c3.indd 75
23.09.2014 06:57:35
.indd 76
Konventioneller Tunnelbau
erfolgt mittels Membran. Neben den eingleisigen Streckentunneln sind drei Weichenkavernen in den Sanden der Kurkar-Formation zu bauen. Dies geht bei der bereichsweise sehr geringen Überlagerung von etwa 4 m und bei sehr geringem Abstand zweier Kavernen zueinander nur mit exzessiven Maßnahmen der Baugrundverbesserung mittels DSV. Die Innenschalenstärke der Kavernen beträgt 70 bzw. 80 cm. Auch hier erfolgt die Abdichtung mittels Membran. Neben den technischen Herausforderungen des innerstädtischen Tunnelbaus ergaben sich enorme Schwierigkeiten bei den Arbeiten zur Erlangung der Genehmigung. Da ein derartiges Projekt in Tel Aviv noch nie zuvor einen Genehmigungsprozess erfolgreich durchlaufen hat, herrscht in diesem Punkt ein gewisses Tohuwabohu. Dieses Tohuwabohu wird nun durch die seit kurzem eingeschalteten Projektsteuerer aus England zudem vergrößert. NATM Tunneling in Tel AviNATM Tunneling in Pleistocene Dune Sands in Tel Aviv, Israel The Metropolitan Mass Transit System for the central Israel Dan Region is getting developed recently. The first line to be executed is the "Red-Line", running from the cities of Bat Yam and Tel Aviv in the West to the city of Petah Tikva in the East. Some 12 km of the 23 km alignment will be tunnels. Most of the running tunnels of the Red Line will be constructed by means of TBM. But in the north-eastern section of the alignment approx. 1536 m of single track tunnels and three (3) bifurcation chambers (each of 82 m to 105 m in length) will be constructed by means of NATM (New Austrian Tunnelling Method). The NATM tunnels are located in Pleistocene sands and carbonate cemented sandstones of Kurkar-Formation partly underneath the groundwater table. Extensive dewatering measures are required. The dewatering alternatives that were considered include: compressed air, sealing by means of injection (synthetic resin), sealing by means of freezing and dewatering by means of wells. The last option was selected in order to design the dewatering 76
23.09.2014 06:57:35
III. Abdichtungssysteme mit Kunststoffdichtungsbahnen für Tunnel ohne Dränage Um die Funktionsfähigkeit eines auf 100 Jahre Lebensdauer ausgelegten Tunnels sicherstellen zu können, ist das Eindringen von Bergwasser in den Verkehrsraum dauerhaft zu vermeiden und die tragende Konstruktion des Tunnels vor Bergwasser zu schützen. Voraussetzung hierfür ist eine fachgerechte und ausgereifte Abdichtungstechnik. Der Beitrag sensibilisiert für das Thema Abdichtungstechnik, vertieft die Bedeutung und erläutert die Anforderungen bei der Wahl des richtigen Abdichtungssystems, hilft mögliche Probleme zu erkennen und Lösungen zu finden, zeigt neue Entwicklungsmöglichkeiten auf und gibt schlussendlich einige interessante Erfahrungen bei realisierten Bauvorhaben weiter. Betrachtet werden druckdichte, bergmännisch erstellte Tunnelbauwerke mit einer Abdichtung aus Kunststoffdichtungsbahnen (KDB). Nicht behandelt werden die Abdichtungskonstruktionen von dränierten Tunnelbauwerken, Tunneln in offener Bauweise und maschinell hergestellten Tunneln. Waterproofing systems with plastic membranes for tunnels without drainage In order to ensure the functionality of a tunnel designed for a lifetime of 100 years, the penetration of groundwater into the traffic space has to be permanently avoided and the structure of the tunnel has to be protected against groundwater. The precondition for this is technically correct and proven waterproofing technology. The article raises awareness of the subject of waterproofing technology, details the significance and explains the requirements for the selection of the appropriate waterproofing system, provides Autoren: Dipl.-Ing. Marc Meissner, M.BC., Arbeitskreis Tunnelabdichtung e. V., Dipl.-Ing. Sebastian Schwaiger, Müller + Hereth, Ingenieurbüro für Tunnel- und Felsbau GmbH, Dipl.-Ing. Roland Herr, Freier Journalist und Autor 97
c4.indd 97
23.09.2014 06:58:19
.indd 132
Maschineller Tunnelbau I.
Einsatz von Informationssystemen im maschinellen Tunnelbau
Für die sichere Abwicklung von maschinellen Tunnelvortrieben ist die kontinuierliche Aufzeichnung, Auswertung und Verarbeitung der anfallenden Daten zur Projektsteuerung nötig, um den Projektfortschritt und die Kostenentwicklung zu dokumentieren. Die Bewältigung dieser Aufgabe inklusive der damit verbundenen Datenflut entwickelt sich zu einer der Hauptaufgaben des Managements. Webbasierte, modular aufgebaute, und daher frei konfigurierbare Softwarelösungen bieten die Möglichkeit, die zuvor größtenteils isoliert betriebenen Datenauswertungen in einer zusammenführenden Plattform zu bündeln. Die vorgestellten Systeme zum webbasierten Echtzeit-Prozess-Controlling erlauben die rechnergestützte Verknüpfung, Analyse und Visualisierung aller beim Schildvortrieb anfallenden Daten. Dadurch können zunächst alle Schlüsselprozesse des Vortriebs überwacht und allen Beteiligten unverzüglich bereitgestellt werden. Die integrierten Analysemethoden ermöglichen es jedoch auch, weniger offensichtliche Mechanismen und Zusammenhänge zu identifizieren und aus den laufenden wie auch aus vergangenen Projekten Wissen zu generieren und so wichtige Ansätze für eine Verbesserung der Leistung und der Sicherheit zu gewinnen.
Autoren: Dr. Peter-Michael Mayer, ITC Engineering GmbH & Co. KG, Stuttgart, Dr.-Ing. Janosch Stascheit, mtc GmbH, Duisburg, Dr.-Ing. Ulrich Maidl, mtc GmbH, München 132
23.09.2014 06:59:03
Maschinen und Geräte I.
Variable-Density-Maschine: Eine hybride Schildmaschine aus Erddruck- und Flüssigkeitsschild
Klassische Vortriebsschilde können bei geologisch variantenreich aufgebauten Tunneltrassen an technische aber auch wirtschaftliche Grenzen stoßen. So kann eine Tunneltrasse längere Passagen standfestes Gebirge enthalten, das in weiche, wasserführende Lockerböden wechselt sowie umgekehrt. Derartige Streckenverläufe gehören zu den anspruchsvollsten Anforderungen im Tunnelbau. Sie stellen immer öfter eine Herausforderung dar, da wichtige Infrastrukturen in solchen Formationen gebaut werden. Die Herrenknecht AG hat speziell für solche Baugründe und Projekthintergründe sogenannte Multi-Mode-Tunnelbohrmaschinen entwickelt. Es handelt sich hier um hybrid aufgebaute Vortriebsmaschinen, die höchstmögliche Sicherheit und Flexibilität bei der Wahl des Stütz- und Abbauverfahrens bieten, also eine in Hinsicht auf den Streckenverlauf anpassungsfähige und möglichst optimale Vortriebsstrategie ermöglichen. Einen nächsten Schritt hin zu einer universellen Vortriebsmaschine für Lockergestein stellt nun die Entwicklung und Einführung der Variable-Density-TBM dar. Die folgenden Abschnitte beschreiben die Funktionsweisen der bekannten Multi-Mode-TBM sowie die Entwicklungsaktivitäten hin zur Variable-Density-TBM. Zudem geht der Beitrag auf erste Einsatzerfahrungen mit dieser neuen Maschinentechnologie ein.
Autoren: Werner Burger, Leiter Konstruktion Business Unit Traffic Tunnelling, Herrenknecht AG, Schwanau, Michael Sträßer, Projektleiter Business Unit Traffic Tunnelling, Herrenknecht AG, Schwanau, Dr.-Ing. Britta Schößer, Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb, Ruhr-Universität Bochum 181
c6.indd 181
23.09.2014 06:59:58
.indd 230
Baustoffe und Bauteile I.
Nachgiebiger Ausbau für druckhaftes Gebirge
Beim Ausbau des transeuropäischen Schienennetzes werden vermehrt lange, tiefliegende Tunnel errichtet. Dabei sind nicht nur bei alpenquerenden Tunneln, wie z. B. dem Brenner Basistunnel, sondern auch im Deutschen Mittelgebirge sowie im Schweizer und Französischen Jura lange Abschnitte mit druckhaften Gebirgsverhältnissen zu durchörtern. Dem Stand der Technik entsprechend werden lange Tunnel heute soweit wie möglich mit TBM aufgefahren. Dabei ist ein eindeutiger Trend zu eingleisigen Röhren mit Richtungsverkehr festzustellen. Die dafür erforderlichen Ausbruchdurchmesser von rund 10 m begünstigen den Einsatz von Schildmaschinen mit nachfolgendem Tübbingausbau. Die Anwendung von Ausbausystemen mit Stahlbetontübbingen hat jedoch Grenzen, weil diese einen steifen Ausbau bilden, der bei druckhaften Gebirgsverhältnissen sehr bald an die Grenzen seines Tragvermögens stößt. Deshalb gibt es seit langem Bemühungen, das Prinzip des nachgiebigen Ausbaus, das sich im konventionellen Tunnelbau bei druckhaften Gebirgsverhältnissen bestens bewährt hat, auf den maschinellen Vortrieb mit nachfolgendem Tübbingausbau anzuwenden. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit diesem Thema und stellt nach einem kurzen historischen Rückblick den aktuellen Stand der Technik dar. Am Schluss wird eine vielversprechende Neuentwicklung vorgestellt.
Autoren: em. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Eckart Schneider, Dipl.-Ing. Dr. techn. Markus Spiegl, SSP BauConsult GmbH – Ingenieurbüro für Baubetrieb und Bauwirtschaft, Innsbruck, Östereich 230
23.09.2014 07:02:32
II.
Stahlfaserbeton oder konventionelle Bewehrung für Tübbinge – ein Vergleich der Anwendung
Tübbinge werden insbesondere in internationalen Projekten zunehmend mit Stahlfasern bewehrt. Dabei weist Stahlfaserbewehrung gegenüber konventioneller Bewehrung sowohl Vorteile als auch Nachteile auf. Für eine Gegenüberstellung der beiden Bewehrungsarten werden zunächst die zugrunde liegenden Normen aufgeführt und das jeweilige Materialverhalten dargestellt. Es wird ein FE-Modell für die statische Berechnung vorgestellt, das eine wirtschaftliche Planung von stahlfaserbewehrten Tübbingen ermöglicht. Des Weiteren werden die für Tübbinge zu erbringenden Nachweise für beide Bewehrungen miteinander verglichen und Hinweise für die optimierte Planung von stahlfaserbewehrten Tübbingen gegeben. Conventional reinforcement or steel fibers – a design comparison for segmental lining Especially in international projects, segmental lining is increasingly produced from steel fibre reinforced concrete, which has both advantages and disadvantages over the use of conventional reinforcement. For a comparison of the two types of reinforcement the underlying standards are listed and the particular material behaviour is illustrated. A finite element model for structural analysis is presented, which enables economic planning of steel fibre reinforced segmental lining. Furthermore, the necessary verifications are compared for both reinforcements and consideration is given to the optimized planning of steel fibre reinforced segments.
Autoren: Dr.-Ing. Benno Ring, Dr.-Ing. Ulrich Maidl, mtc Maidl Tunnelconsultants GmbH & Co. KG 257
c8.indd 257
23.09.2014 07:03:16
.indd 288
III. Zementfreier Ringspaltmörtel – Eigenschaften, Anforderungen und Anwendungsgrenzen Zementfreie Ringspaltmörtel können in ausreichend wasserdurchlässigen Böden mitunter deutlich früher einen Scherwiderstand gegen Aufschwimmen im fließfähigen Mörtel sowie eine steife Bettung für die Tübbinge aktivieren als konventioneller Zementmörtel. Im vorliegenden Beitrag wird aufgezeigt, welche Einflüsse bei maschinellen Tunnelvortrieben mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust im Zuge des zur Festigkeitsentwicklung erforderlichen Drainierungsvorgangs zu berücksichtigen sind und wie diese im Rahmen der Prognose der erforderlichen Drainierungsdauer rechnerisch erfasst werden können. Des Weiteren werden beispielhafte Materialeigenschaften und Möglichkeiten zu deren Ermittlung vorgestellt sowie zusammenfassend konkrete Anwendungsgrenzen und Mindestanforderungen formuliert. Entsprechende Erkenntnisse sind auch auf Zementmörtel im jungen Alter übertragbar. Cement-free annular gap grout – Properties, requirements and application limits Cement-free grouts for filling the annular gap can, in sufficiently permeable soils, sometimes activate a shear resistance against floating in flowing grout and also provide stiff bedding for the segments much earlier than conventional cement grouts. The current article identifies the factors influencing the drainage process necessary for strength development that have to be considered in mechanised tunnelling with slurry-supported face, and how these factors can be calculated in the course of forecasting the required drainage duration. Examples of material properties and ways of
Autoren: Dr.-Ing. Christian Thienert, STUVA e. V., Köln, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Matthias Pulsfort, LuFG Geotechnik, Bergische Universität Wuppertal 288
23.09.2014 07:04:03
0.indd 318
Forschung und Entwicklung I.
Präventives Schädigungsmanagement im Tunnelbau – Schutz der oberirdischen Bebauung
Bestandsbauwerke vor Schädigung zu schützen, ist eine zentrale Aufgabe im Tunnelbau. Zugleich sind Zwang erzeugende Setzungen und Umlagerungen im Boden unvermeidbar. Es gilt daher, Schutzziele und Zwangswirkungen verträglich und ökonomisch zusammenzuführen, was nur durch ein hochwertiges und umfassendes Schädigungsmanagement möglich ist. Der Beitrag stellt einen ganzheitlichen Ansatz mit neuen Elementen zum Schutz oberirdischer Bauwerke im Einflussbereich von Tunneltrassen vor. Dabei wird auf maschinelle Tunnelvortriebe Bezug genommen. Der Ansatz umfasst das Monitoring der Bauwerke mithilfe von terrestrischen und satellitengestützten Verformungsbestimmungen, die Schädigungsbewertung der eingeprägten Verformungen mit verschiedenen Methoden für Bauwerke und die Gegenmaßnahmen durch aktive und passive Kompensationen. Ergebnis ist eine praxistaugliche Strategie zur Bewertung und zum Entwurf geeigneter Maßnahmen – je nach Qualitätsanforderung und Genauigkeit der rechnerischen Untersuchungen. Die Anwendung wird am Beispiel der U-Bahnbaustelle Wehrhahn-Linie in Düsseldorf gezeigt.
Autoren: Pia Neugebauer, M. Sc., Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau, Dipl.-Ing. Steffen Schindler, Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau, Dipl.-Ing. Ingo Pähler, Landeshauptstadt Düsseldorf, Amt für Verkehrsmanagement, Dipl.-Ing. Andrea Blome, Landeshauptstadt Düsseldorf, Amt für Verkehrsmanagement, Prof. Dr.-Ing. Peter Mark, Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau 318
23.09.2014 07:04:52
1.indd 362
Vertragswesen und betriebswirtschaftliche Aspekte I.
Anwendung des holistischen ChancenRisiken-Managements beim Brenner Basistunnel
Das Risiken- und Chancenmanagement ist neben dem Kostenmanagement ein ganz wichtiges Begleitinstrument bei der Realisierung von Tunnel- und Infrastrukturprojekten. Bereits im Rahmen des Vorprojekts sollten die Kosten, Risiken und Chancen eines Projekts mitbetrachtet und periodisch, basierend auf der aktuellen Projektentwicklung, neu bewertet werden. Alle Bauprojekte, besonders komplexe Infrastrukturprojekte, die eine Planungs-, Genehmigungs- und Realisierungszeit von vielen Jahren haben, können von außergewöhnlichen, nicht vorhersehbaren Ereignissen betroffen werden. In diesem Beitrag werden neben den bekannten Methoden des Risikenmanagements auch mögliche extreme Risiken mitbetrachtet und deren Identifikation und Bewertung behandelt. Durch einen holistischen (ganzheitlichen) Ansatz werden die Methoden zur Identifikation und Bewertung der Chancen und Risiken während der Projektrealisierung am Brenner Basistunnel dargestellt (wissend, dass dies nur teilweise bei den identifizierbaren Chancen und Risiken gelingt) und einige wichtige Agenden des Monitorings und der Kommunikation aufgezeigt. Das Chancen-Risiken-Management erfordert ein strukturiertes und systematisches Vorgehen. Je einfacher und klarer strukturiert Autor: Prof. Dr. Konrad Bergmeister, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Universität für Bodenkultur Wien 362
23.09.2014 07:06:39
1.indd 363
I. Anwendung des holistischen Chancen-Risiken-Managements
der Analyse- und Bewertungsprozess gehandhabt wird, umso effizienter gelingt das Monitoring und die mögliche Reduktion der Auswirkungen von Risiken. Jedes Management von Chancen und Risiken muss von den Projektverantwortlichen möglichst auf allen Hierarchiestufen mitgetragen und proaktiv durch Kommunikation und Maßnahmen während der gesamten Projektrealisierung gestaltet werden. Application of a holistic approach to opportunity and risk management in the Brenner Base Tunnel Project Risk and opportunity management, along with cost management, is a very important tool in carrying out tunnel and infrastructure projects. Starting with the preliminary project, the risks and opportunities of a project should be taken into account and reassessed periodically on the basis of the most recent project developments. Every construction project, especially complex infrastructure projects where planning, approval and construction phases can take many years, can be affected by exceptional and unforeseeable events. In addition to the known methods of risk management, this paper will also consider possible extreme risks and discuss identification and assessment of such risks. The methods for the identification and the assessment of opportunities and risks during the construction of the Brenner Base Tunnel project will be shown using a holistic approach (in the awareness that this approach is only partially effective with identifiable risks and opportunities) and some important aspects of monitoring and communication activities will be presented. Opportunity and risk management requires a structured and systematic approach. A simple and clearly structured analysis and evaluation process will lead to efficient monitoring and the possible reduction of risk impacts. Any form of management of opportunities and risks needs to be supported by the project managers at each level of the organization and pursued through proactive communication and measures during the entire construction period. 363
23.09.2014 07:06:40
BESTELLSCHEIN Stück
Bestell-Nr.:
Titel
Preis* €
978-3-433-03099-8
Taschenbuch für den Tunnelbau 2015 - Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V.
39,90
906954 bitte ankreuzen Liefer- und Rechnungsanschrift:
Gesamtverzeichnis Ernst & Sohn 2013/2014
kostenlos
Monatlicher E-Mail-Newsletter
kostenlos
privat
geschäftlich
Firma
Ansprechpartner
Telefon
UST-ID Nr. / VAT-ID No.
Fax
Straße//Nr.
Land
-
PLZ
Ort
Vertrauensgarantie: Dieser Auftrag kann innerhalb von zwei Wochen beim Verlag Ernst & Sohn, Wiley-VCH, Boschstr. 12, D69469 Weinheim, schriftlich widerrufen werden. Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße 21, 10245 Berlin Deutschland www.ernst-und-sohn.de
Datum / Unterschrift *€-Preise gelten ausschließlich in Deutschland. Alle Preise enthalten die gesetzliche Mehrwertsteuer. Die Lieferung erfolgt zuzüglich Versandkosten. Es gelten die Lieferungs- und Zahlungsbedingungen des Verlages. Irrtum und Änderungen vorbehalten. Stand: Oktober 2014 (homepage_Probekapitel)