Tunnelbau

•  Trennung des Transportguts vom Transportmittel (Stützflüssigkeit)

• Sedimentation
• Filtration

bei hohem Feinkornanteil im Boden wird Vortriebsleitung durch Seperationsanlage begrenzt 

1. Hydroschild 
2. Erddruckschild
3. Offener Schild

-> je nach Anfordernungen ist wechsel möglich

• Umfangreiche Modifikationen einzelner Baugruppen
• Parallel integrierte Komponenten: Wechsel mit geringem Zeit- Arbeitsaufwand 

1. Offener Modus 
2. Erddruckmodus 
3. High-Density-Modus 
4. Hydroschild-Modus 

-> ohne großen Umbau zw. Modi wechseln 

1. Schälmesser
2. Schlitzmeißel/Rundschaftmeißel 
3. Schneidrollen (rollenmeißel, Disken)
4. Räumer 

• in tonigen Böden/Lockergestein
• Schneidendes Trennen des Bodens
• Alleiniges Abbauwerkzeug (oder Kombi mit Schlitzmeißeln/Disken, dann nach hinten versetzt)

• Harte Böden
• Mit austauschbarer Spitze

• Im Lockergestein effektivstes Werkzeug bei Steinen/Blöcken
• In konzentrischen Bahnen rotierende Hartgesteinwerkzeuge
• Wirtschaftliche Alternative zu Sprengvortrieb
• Empfindlicher als andere WZ  bei wechselnden Gebirgseigenschaften -> Blockierung 
• Spurabstand ca. 70-100mm

• im Außenbereich angeordnet 
• Fördern Material nach hinten
• Bei gemischtem Werkzeugbesatz (Disken+Schälmesser) im Kaliberbereich geringer Anteil an Löseleistung

durch „Abrasivität“ (=Eigenschaften) des Gesteins (Materialabtrag an Werkzeug/Förderinrichtungen)

1. aufgrund Höhe des Schildschwanzbleches und der Konstruktionshöhe der Schildschwanzdichtung 
2. aufgrund Konizität des Schildmantels 
3. aufgrund exzentrischem Überschnitt
4. aufgrund der Exzentrizität der Sicherung 
5. aufgrund der Verformung der Sicherung
6. aufgrund Bodenverdrängung bei Kurvenfahrt 

• -> Reduzierung der Auflockerung & Setzungen -> Sicherstellung kraftschlüssigen Bettung der Tunnelröhre 
• Ziel: natürlicher Spannungszustand des Bodens weitgehend erhalten -> Verpressdruck entsprechend Erd- und Wasserdruck 
• An mehrere Stellen über gesamten Umfang (automatisch bei vorgegebenem Verpressdruck)
• Bei Hydro- und Erddruckschild entscheidend für Setzungen 

• Gleisbetrieb (Grenze Steigung: 4%)
• Reifenfahrzeuge (wenn Gleisbetrieb nicht möglich)
• Bandanlagen (Förderbänder)
  • Nahezu immer verwendet
  • Kurvengängig
  • Bandspeicher mit Spann- und Antriebsstation
  • Evtl. Staubbenetzung erforderlich

• Tübbings = Betonfertigteile, mit denen maschinell erstellter Tunnel zusammengesetzt wird 
• Einzelner Ring keilförmig ausgebildet -> gerade Strecken und Kurven möglich

•  Produktion in Feldfabrik vor Ort/Fertigteilwerk mittels Umlaufanlage
• Einbau Dichtprofil zur Abdichtung Tunnel gegen Wasser einkleben oder durch Betonnage mit Tübbing verbinden -> Zusammendrücken bewirkt Dichtigkeit (Spaltweite für Dichtwirkung entscheidend, Toleranzen und Verformungen beachten!)
• Extrem geringe Toleranzen bei Tübbings zulässig

1. Zuführung Tübbings über Feeder
2. Einfahren der Vorschubpressen im Bereich des zu setzenden Tübbings
3. Anheben und einsetzen Tübbing mit Vakuumplatte des Erektors
4. Temporäres Verschrauben untereinander (Stabilisierung der Lage, Sicherstellung Dichtigkeit der Dichtprofile) 
5. Komplettierung des Rings mittels Schlussstein

• Vortriebsbeginn/-ende
• Schwanzluft, Pressenvorläufe
• Beschädigungen am Tübbingring beim Einbau
• Besonderheiten und Störungen

• Lichtraumprofil (Höhe/Breite) der Fahrzeuge -> unterschiedliche Durchmesser oder Querschnitte 
• Erforderliche Höhe (z.B wegen Oberleitung) -> Höhenlage des Notgehwegs unterschiedlich -> Auswirkungen auf Herstellung Querschlag (Übergang in anderen Tunnel bei Notfall) 
• Abgase im Straßentunnel -> Lüftung erforderlich -> Temperatur im Tunnel  
• Höheres Unfall-/Pannenrisiko im Straßentunnel -> z.B. Nothaltebucht erforderlich
• Unterschiedliche Vorschriften -> ZTV-ING Straßentunnel -> Ril 853 Bahntunnel 

Offene Sohle: Rechteck- o. Gewölbequerschnitt 

geschlossene Sohle: Rechteckquerschnitt o. Gewölbequerschnitt (mit tieferliegender o. horizontaler Sohle)

1. Lasten werden senkrecht durch den Boden geleitet
2. Hohlraum wird hergestellt
3. Lasten müssen um Hohlraum herumgeleitet werden -> Verformungen, Setzungen an  Oberfläche
4. Einbau Tunnelschale
5. Lasten lagern sich um

• • In Boden vor Ortsbrust
  • In bereits fertiggestellte Tunnelschale

       6. Tunnelschale leitet Last um Hohlraum herum 

•  Durch hohe vertikale Belastung verformt sich Tunnel z.B. zu liegendem Ei 
• Ulmen verformen sich in Richtung des Bodens -> Reaktion (als Kräfte aus den Tunnel) durch umgebenen Boden 
• Beanspruchung Tunnel abhängig von Bodenkennwerten 

•  
• Baugrund = Belastung für Tunnel, tragendes und stützendes Element
• Einfluss der Bodenkennwerte
• Baugrund variiert -> Belastung immer verschieden, Randbedingungen berücksichtigen

  =vordere Bereich beim Tunnelvortrieb, an dem der Abschlag des Gesteins und der Vortrieb des Tunnelhohlraumes erfolgt

• durch Lastumlagerung ändert sich Spannungszustand im Boden 
• Vor Ortsbrust herrscht eine erhöhte vertikale Spannung 
• Wie bei Verbauwand von Baugruben führt vertikale Spannungen im Boden auch zu horizontaler Spannung -> Belastung auf Ortsbrust 
• Je nach Baugrund und Belastung -> Sicherung erforderlich 

• Stollen 
• Tunnel
• Eisenbahn 
• Kaverne 

• entscheident für Klassifizierung des Gebirges & Bestimmung Ausbruchsklassen
• jede nicht erkannte Anomalie führt zu Störungen im Bablauf -> teurer und zeitintensiver als Vorerkundung 

• Magmatite -> entstanden aus Magma durch Erstarrung  
• Metamorphite -> entstanden durch Umwandlung aus anderen Gesteinen
• Sedimente (verfestigt/unverfestigt) -> enstanden durch Ablagerungen (organisch oder von durch Verwitterung zerstörtem Gestein) 

• Überlagerung (wie viel Material ist über Tunnel)
• Geländetopographie 
• Tiefenlage der Felsoberfläche 
• Primärspannungen 
• Orientierung der Trennfläche und Schichtgrenzen zur Tunnelachse 
• Vortriebsmethode 

• Ton -> Quellen 
• Moräne -> Heterogenität 
• Steinsalz -> Aggresivität des Wassers (-> Auswirkungen auf Dauerhaftigkeit)
• Anhydrit -> Quellen bei Wasserzutritt
• Gelöste Stoffe -> Kalkablagerungen in Leitungen -> Verschluss der Leitungen -> Wasserdruck im Tunnel -> Erhöhe Belastung des Tunnels 

• Bestehende Unterlagen (z.B. geologische Übersichtskarten, Erfahrungen aus benachbarten Projekten)
• Geophysikalische Untersuchungen
• Aufschlussbohrungen (Sondierstollen) -> Bohrverfahren kann Aussagekraft beeinflussen
• Bestimmung verschiedener Kennwerte an Versuchen im Bohrloch (z.B.  Schlagsondierung während Bohrarbeiten)
• Bestimmung verschiedener Kennwerte an Bohrproben im Labor (z.B. mechanische Kennwerte, Wasserdurchlässigkeit, chemische Belastung) 
• Beobachtung des Wasserstands über einen längeren Zeitraum (regelmäßige Messung per Kabellichtlot oder automatisch mit Datenlogger)
• Wasseranalyse (Aggressivität, Belastung von Böden mit Schadstoffen)
• Bohrerkundungen mit: (je nach Bohrtiefe und Baugrundeigenschaften) 
  • Rammsondierung 
  • Schneckenbohrverfahren 
  • Kernbohrverfahren 
  • Rammkernbohrverfahren 
  • Greiferbohrungen 

• Geologischer Längsschnitt 
• Geologisches Gutachten 
• Tunnelbautechnisches Gutachten 

1.  Herstellung der Baugrube, Wände stützen mit Bohrpfahlwänden
2. Evtl. Abdichtung Grubensohle gg. Wassereintritt (je nach GW-Stand) 
3. Erstellung des Tunnels in Ingenieurbauweise
4. Überschüttung des Tunnels, Verfüllen der Baugrube

Phase 1: Verkehrsumlegung und Bau von Schlitz- oder Bohrpfahlwänden als Baugrubenverbau/Wassererhaltung.

Phase 2: Abtrag der Oberfläche, Betonieren des Deckels (spätere Decke)

Phase 3: Überschüttung des Deckels, Erdarbeiten und Errichtung der tragenden Konstruktion.

Phase 4: Innenausbau und technische Ausstattung des Bauwerks.

reduzierte Verkehrsbelaustung da Verkehr während Bauarbeiten über Deckel fahren kann 

1. Aushub des Grabens („Schwimmender“ Löffel- oder Saugbagger)
2. Herstellung Tunnelblöcke im Trockendock in größeren Abschnitten (Schotts an Blockenden) 
3. Einschwimmen und Absenken des Tunnelblocks 
4. Ausrichten und Abdichten (Anschluss an Nachbarblock)
5. Überschütten des Tunnels 

Sprengen, Bagger, Teilschnittmaschine (TSM)