Bauverfahren

• sämtliche Arbeiten, Einrichtungen und Massnahmen, welche dazu dienen, das im Aushub auftretende Wasser zu entfernen oder von der Baugrube fernzuhalten und die Sohle trocken zu halten
• Neben Grundwasser sind auch Meteor- und Betriebswässer zu berücksichtigen

Vorteile:

• Einrichtung offener Wasserhaltung weniger kostenintesiv
• effiziente Methode bei wenig durchlässigen Böden und/oder wenig anstehendem Grundwasser

Nachteile:

• vollkommen trockene Baugrube nur schwer zu erreichen
• bei sehr gut durchlässigen Grundwasserleitern sind sehr grosse Mengen an Grundwasser abzupumpen
• Überschreitung Einleitegrenzwerte → hohe Kosten für Einleitung in Kanalisation möglich
• Verfrachtung wassergefährdender Stoffe aus oberflächennahen Altlasten
• signifikante Grundwasserabsenkungen im Umfeld der Baumassnahmen → Setzungs- und Vegetationsschäden

Vorteile:

• Baugrube kann i.d.R. trocken gehalten werden
• rascher Aushub der Baugrube möglich
• umweltfreundlich aufgrund von Rückversickerungsanlagen, die i.d.R. durch das AWEL gefordert sind

Nachteile

• kostenintesiv
• aufwändige Herstellung → Brunnen sind zu bohren und i.d.R. ist eine Rückversickerungsanlage notwendig
• Vakuumverfahren braucht Zeit bis sich Strömung / Gradient einstellt

• Einbindung in wasserundurchlässige Bodenschicht - hydraulischer Grundbruch
• rückverankerte Unwasserbetonsohle - hydraulischer Grundbruch, Auftrieb
• Injektionssohle / HDI-Sohle - hydraulischer Grundbruch, Auftrieb

Vorteile:

• gute Rammfähigkeit
• hohe Elastizität
• relativ unempfindlich gegen aggressives Grundwasser
• leicht zu behandeln und abzuschneiden
• hohe Lebensdauer unter Wasser
• relativ preiswert

Nachteile:

• schnelle Zerstörung durch Fäulnis bei Luftzutritt
• in harten Boden nicht rammbar
• Tragfähigkeit und Länge begrenzt

Verfahren zum Betonieren unter Wasser, wobei der frische Beton durch einen ortsfesten Trichter und ein Trichterrohr, das in bereits geschütteten Beton hineinreicht, eingefüllt wird, sodass er nicht mit dem Wasser in Berührung kommt und dabei entmischt werden kann

1. Ansetzen der Bohrung
2. Abbohren
3. Abbohren auf Endtiefe
4. Ziehen der Endlosschnecke bei gleichzeitigem Betonieren
5. Einbauen der Pfahlbewehrung

Vorteile:

• hohe Leistungen, kürzere Bauzeit
• elektronische Qualitätsnachweise - gleichbleibende Qualität
• Bohren mit Wasserauflast bzw. - überdruck entfällt
• reduzierte Bohrgutmenge wegen verdrängender Wirkung der durchgehenden Bohrschnecke

Nachteile:

• Betonmehrverbrauch ca. 20%
• Verfahren nur in bestimmten Böden anwendbar
• anfällig für Behinderungen und Störungen
• Risiko: Bauablauf und Betonlogistik

Vorteile:

• überschnittene Bohrpfahlwand nahezu wasserdicht
• Herstellug ohne grosse Lärmbelästigung und praktisch erschütterungsfrei
• Ausführung in nicht oder nur schwer rammbaren Böden möglich
• verformungsarm und daher auch unmittelbar neben bestehender Verbauung möglich
• minimale Bodenbewegung hinter der Wand
• keine Begrenzung in der Tiefe
• Gleichgewichtszustand des Bodens wird kaum gestört, sodass es nicht zu Setzungen in der Umgebung des Bohrlochs kommt
• Aufnahme von Horizontallasten und hohen Vertikallasten

Nachteile:

• wesentlich höhere Kosten gegenüber Spund- und Rühlwänden
• nicht wiedergewinnbar
• wirtschaftlich nur vertretbar, wenn Bohrpfahlwand in das Bauwerk einbezogen werden kann
• viele Fugen sind Schwachstellen für möglichen Wasserdurchtritt

• Ortbetonschlitzwand: Wand aus unbewehrtem oder bewehrtem Ortbeton, die in einem im Baugrund ausgehobenen Schlitz hergestellt wird
• Tonbetonschlitzwand: Wand aus Tonbeton, die in einem im Baugrund ausgehobenen Schlitz hergestellt wird
• Fertigteilschlitzwand: Wand aus Fertigteilen, die in einen im Baugrund ausgehobenen Schlitz, der eine selbst-erhärtende Suspension enthält, abgesenkt wird

• kontinuierliches Verfahren (Endlosschlitz): Lamellen werden koninuierlich hintereinander ausgeführt - alle Läuferlamellen haben die gleichen Abmessungen

• Pilgerschrittverfahren: Nach Herstellung der Anfängerlamelle (Primärlamelle) wird zuerst die übernächste Lamelle ausgeführt. Anschliessend folgt die dazwischenliegenden Schliesserlamelle (Sekundärlamelle) - Primär- und Sekundärlamellen haben unterschiedliche Abmessungen aufgrund der Fugenelemente

1. Aushub der Anfängerlamelle
2. Einbau Bewehrungskörbe und Betonieren im Kontraktorverfahren
3. Aushub der Läuferlamelle
4. Einbau Bewehrungskörbe und Betonieren im Kontraktorverfahren
5. Fertige Lamellen

1. Herstellung der Leitwände
2. Aushub Schlitzelement, Stützung der Schlitzwandung durch Bentonitsuspension
3. Einbau Abschalelemnte resp. Fertigteilelemente und Einbringen Bewehrungskorb
4. Betonage im Kontraktorverfahren und gleichzeitiges Abpumpen der Bentonitsuspension

Vorteile:

• wasserundurchlässiger Baugrubenabschluss
• Herstellung bis in grosse Tiefen möglich (bis 100m)
• i.d.R. erschütterungs- und lärmarmes Herstellungsverfahren
• Bentonitstützung - vorteilhafter Baugrubenabschluss bei naheliegender Nachbarbebauung hinsichtlich Setzungsverhalten → innerstädtischer Einsatz gut realisierbar
• keine Abhängigkeit von Bodenverhältnissen
• Schlitzwand kann in Bauwerk integriert werden

Nachteile:

• Antreffen von Hindernissen könnte zu grösseren Problemen führen (evtl. "Umschlitzen" des Hindernisses nötig)
• aufwändige, teure und grossflächige Installationen erforderlich → logistische Herausforderungen bei innerstädtischen Baugruben
• aufwändige und teure Aufbereitung und Entsorgung der Bentonitsuspension
• geometrische Flexibilität ist gegenüber einer Bohrpfahlwand nicht gegeben

Vorteile:

• wirtschaftliches Verfahren: grosse Tagesleistungen, geringer Materialverbrauch
• besonders gut geeignet bei geringen hydraulischen Druckdifferenzen

Nachteile:

• Tiefenbegrenzung (aufgrund einzuhaltender Überlappung / Kontinuität der Wand)
• begrenzte Einsatzgebiete: Boden muss rammbar sein
• Einsatz in fliessgefährdeten Böden problematisch - Fehlstellen in der Wand möglich

Vorteile:

• direkter Lastübertrag von Fundament auf Injektionskörper
• steile Spriessplatte
• erschütterungsarme Herstellung
• geringe vertikale und horizontale Verformung
• Auftriebssicherung / evtl. Kombination mit temporärer und dauerhafter Abdichtung
• Einsatz von kleinem Gerät möglich
• im Grundwasser einsetzbar
• Festigkeitseigenschaften variabel einstellbar

Nachteile:

• Überwüchse, die vom Sollquerschnitt abstehen, müssen entfernt werden
• kostenintensiv
• nicht bis in beliebige Tiefen anwendbar
• im Wesentlichen in kiesigen Böden anwendbar
• bei Wänden beschränkte Höhe (da nicht armiert)

• Ein in regelmässigen Abständen gelochtes Injektionsrohr ermöglicht wiederholtes Einbringen des Injektionsgutes
• Lochungen werden aussen von verformbaren Manschetten abgedeckt, welche als Rückschlagventile wirken
• Packer dichten Teile des Bohrloches gegeneinander ab - Einbringung des Injektionsgutes wird auf Packerlänge eingegrenzt

Preventer oder Blowout-Preventer (BOP) ist eine Sicherheitsvorrichtung zur Absperrung des Bohrloches in jeder Betriebsphase, um unkontrolliertes Austreten von Wasser oder Gas aus der Bohrung zu verhindern

• WIE Gebirge auf Ausbruch reagiert wird mit Gefährdungsbildern beschrieben
• WANN das Gebirge in Bezug auf Nachbruch reagiert wird durch die Stehzeit des Gebirges beschrieben
• WAS an Sicherung und Ausbau erforderlich ist, wird durch Einordnen der Ausbruchsicherung und der Ausbaumassnahmen beschrieben

Voraussetzung:

• ausreichende Standfestigkeit der Ortsbrust und teilweise der Leibung oder
• vorauseilende Sicherung erforderlich

Abbaufähigkeit:

• Boden muss baggerfähig sein

Störbereiche:

• Findlinge mit Abbauhammer lösen
• feste Einlagerungen schrämen oder mit Abbauhammer lösen

Tunnellänge:

• geringere Tunnellängen oft in Kombination mit Sprengvortrieb bei Störzonen im Felsgestein

Tunnelquerschnitt:

• flexibel bei Querschnittsänderungen

• leicht brennbare Kohlenstoffverbindungen mit Sauerstoffträgern, die bei der Zündung schlagartig verbrennen (Zündung durch kleine Explosion erzeugt)
• Sprengstoffe entwickeln bei Detonation 
  • scherende Deformationsleistung (Zermalmung des Gebirges in unmittelbarer Nähe und Aufreissen in weiterer Entfernung)
  • grosses Gasvolumen (wirkt im aufgerissenen Gebirge und treibt es noch weiter auseinander)

Hilfsmittel zum Auslösen einer Sprengung:

• sind erforderlich, weil Sprengstoffe so handhabungssicher sind
• für eine Zündung ist eine Primär- und eine Sekundärladung nötig

• pyrotechnische Zündung (nichtelektrisch)
• elektrische Zündung
• elektronische Zündung

• richtige Dimensionierung und Realisierung der Baulüftung ist aus arbeitshygienischer, wirtschaftlicher und technischer Sicht von Bedeutung
• ungenügende Baulüftung führt zu:
  • Erhöhung der Unfallgefahr
  • Ausfall technischer Anlagen → Verminderung Vortriebsleistung
  • Behinderung und Mehrkosten des Vortriebs
  • Erhöhung Energiekosten
  • Erhöhung Wärmeproduktion im Tunnel
  • unannehmbare Sicherheitsrisiken

• Frischluftversorgung
• Verdünnung bzw. Ableitung der Schadstoffe während Vortrieb und Ausbauarbeiten (Sprengschwaden, Dieselmotoremissionen, Staub, Erdgas)
• Ableitung von Wärme und Feuchtigkeit
• eventuellen Brandfall berücksichtigen

• MAK-Wert: höchstzulässige Durchschnittskonzentration eines gas-, dampf- oder staubförmigen Schadstoffs in der Luft, die bei Einwirkung während einer Arbeitszeit von 8 Stunden täglich und bis zu 42 Stunden pro Woche über längere Perioden die Gesundheit der am Arbeitsplatz Beschäftigten nicht gefährdet
• Kurzzeitgrenzwert KZG: Definition der zeitlichen Begrenzung, d.h. der Häufigkeit und der Dauer in Minuten pro Schicht, welcher Beschäftigte bestimmten Stoffen ausgesetzt sein dürfen

• blasende Lüftung (drückende Lüftung)
• Umluftsysteme

möglich, aber aus baubetrieblichen und wirtschaftlichen Gründen weniger angewandt:

• saugende Lüftung mit Zusatzlüftung vor Ort
• reversierbare Lüftung mit Zusatzlüftung vor Ort
• Sauglüftung mit Ventilator vor Ort

• Frischluft wird über Lutte vor Ort eingeblasen
• schadstoffhaltige Luft strömt im freien Profil zum Portal

Einsatz sinnvoll, wenn:

• Belegschaft vor Ort nach Sprengung Tunnel verlässt bis Schwade vorbeiströmt
• Staub beim mechanischen Vortrieb mit TSM und TBM vor Ort erfasst und mit geeigneten Entstaubungsanlagen ausgeschieden wird
• Erdgase aus Gebirge ausströmen
• Dieselmotor-Fahrzeuge eingesetzt werden

• für lange Tunnel anzustreben
• verlustfreie Luftführung
• grosse Luftmengen sind wirtschaftlich umwälzbar
• verschiedene Umluftsystem in Kombination mit Luttenlüftungen ausserhalb der eigentlichen Umluft sind möglich
• Voraussetzung: genügende Abdichtung der Querschläge und Schleusen

• stark zerklüfteter Fels
• Sandstein und Tongesteine mit geringer Standfestigkeit
• NICHT einsetzbar im rieselfähigen Lockergestein
• Minimierung der Setzungen und Schiefstellungen an der Geländeoberfläche
• geringstmögliche Beeinträchtigung an der Geländeoberfläche durch den Baubetrieb

• Vorteil: nach Beendigung der temporären Bauhilfsmassnahmen gelangen keine fremden und permanenten Stoffe in den Boden und ins Grundwasser
• Nachteil: erheblicher baubetrieblicher Aufwand und entsprechend hohe Kosten