Bauverfahren

• Trockenspritzverfahren: 15 - 30%
• Nassspritzverfahren - Dichtstromförderung: < 10%
   
• Rückprall erhöht sich durch
  • Verwendung von Bewehrungsnetzen, Bögen, Blechen etc.
  • ungünstigen Spritzwinkel > oder < 90°

Vorteile:

• Vorfertigung
• sofortige Tragfähigkeit (hohe Normalkraft-Tragfähigkeit und hohe Biegesteifigkeit)
• hohe Duktilität
• flexible Anpassung des Ausbauwiderstandes (Bogenabstand)
• nachträgliche Erhöhung des Ausbauwiderstandes durch zusätzliche Bögen möglich
• Gleitverbindungen: kontrollierte Deformationen bei druckhaftem Gebirge ohne Beulen oder Knicken

Nachteile:

• schwere Profile
• schlecht handhabbar
• geringe Flexibilität bei Veränderungen des Ausbruchquerschnitts
• umfangreiche und aufwendige Anpassungen mit Spritzbeton bei Überprofil
• Bestell- und Lieferzeiten

in mässig standfestem, nachbrüchigem Gebirge oder teilweise rolligem Baugrund sofortige flächenhafte Abstützung durch Verzugsbleche im Zusammenwirken mit Ausbaubögen

• Radlader / Pneulader
• Seitenkipplader
• Fahrlader / Übersicht-Fahrlader
• Tunnel- oder Stollenbagger
• Universalladegeräte

• Förderbänder
• Gleisgebundener Transport
• Dumper, LKW, Fahrmischer, Traktoren
• Transport mittels Fahrlader bei kleinen Tunnellängen

• sehr wirtschaftliche Methode zur Förderung von Ausbruchmaterial bei sehr langen Stollen und Tunnel
• geringe Staubentwicklung und niedriger Energieverbrauch während des Transports
• kontinuierliche hohe Förderleistung
• Trennung des Materialflusses im Querschnitt möglich
• geringer Bedienungs- und Wartungsaufwand

• stationäre Förderbänder: Fördereinheiten mit konstanter Länge, nicht verlängerbar
• fahrbare Förderbänder: Fördereinheiten mit konstanter Länge, nicht verlängerbar
• verlängerbare Streckenbänder mit Bandspeichern
• Rohrgurtförderer

• Streckenband mit Bandspeicher und mobiler Umlenkstation - Tunneltransport
• Schleppbänder zur variablen Übergabe oder zur variablen Beladung von Zügen im Nachläuferbereich von TBM

• Konsolabstützung mit Befestigung der Konsolen an der seitlichen Tunnelwand
• Bandbrücken, die meist im Nachläuferbereich oder ausserhalb des Tunnels zur Zwischendeponie verwendet werden

• horizontaler Aufgabenbereich zur Übernahme des Fördermaterials, z.B. vom Streckenband
• Vertikalförderung von der Aufnahme bis zur Abwurfhöhe
• horizontaler Abwurfbereich

Vorteile:

• Verlängerung des Streckenbandes kann in den Vortriebsunterbrechungen des Wochenendes erfolgen
• räumliche Trennung des Materialflusses möglich
• geringe Anzahl von Arbeitskräften zur Bedienung und Wartung
• hohe kontinuierliche Förderleistung
• wartungsarm
• geräuscharm

Nachteile:

• hohe Investitionskosten

Vorteile:

• energiegünstig in Bezug auf die Tonnenleistung pro Kilometer
• relativ hohe Förderleistung pro Zug / geeignet bei zyklischen Vortrieben
• geringere Personalintensität in Bezug auf die Tonnenleistung pro Kilometer
• geringere Abgasbelastung der Tunnelluft
• geringerer Verschleiss

Nachteile:

• unflexibel durch die Ortsgebundenheit des Schienenbetriebs
• geringes Steigvermögen
• mögliche Behinderung des Baubetriebs durch die Gleise
• Einbau / Unterhalt der Gleistrasse relativ teuer
• spezielle Übergabe- und Ladeeinrichtungen erforderlich
• Wagen müssen gebremst werden / Sicherheit
• Ver- / Entsorgung durch unterschiedliche Züge \(\rightarrow \) Intervalle
• langsam

Vorteile:

• geringere Investitionskosten
• auch ausserhalb des Tunnelbaus einsetzbar, damit bessere Gesamtnutzung
• vielseitiger nicht ortsgebunder Einsatz
• flexible, optimale Platzierung zur Minimuerung der Drehbewegung des Ladegeräts
• gutes Steigvermögen
• keine speziellen Lade- und Abladeeinrichtungen erforderlich

Nachteile:

• höherer Energie- und Arbeitsaufwand pro Ladetonne
• Abgasbelastung der Tunnelluft, damit stärkere Lüftung nötig
• höhere Anforderungen an Tunnelsohle (Belastung)

• Gripper-TBM (ohne Schild)
• Aufweitungs-TBM (ohne Schild)
• Einfachschild-TBM (mit Schild)
• Doppelschild-TBM (mit Schild)

• Abbaubarkeit des Gesteins
• Verspannbarkeit der TBM-Gripper
• Standfestigkeit und Verformung des Gebirges

• Einsatz als Vollschnittmaschine im Felstunnelbau
• geeignet für alle Felsklassen, die eine Mindeststehzeit aufweisen (weitgehend standfest)
• Bohrkopf mit Bohrkopfmantel und Staubschild
• konventionelle Sicherung hinter dem Schildmantel mittels Bögen, Anker, Spritzbeton
• Schutterung mittels Schöpfeinrichtung, Leitblechen und Förderband in der Mitte des Bohrkopfes

in Längsrichtung:

• eine Verspannebene
• zwei Verspannebenen

in Querrichtung:

• Horizontalverspannung
• Kreuzverspannung

Logistische Einheiten:

• Träger der Felssicherungsinstallationen
• Träger der elektrischen und hydraulischen Installationen
• Steuerungs- und Kontrollkabine
• Träger der Materialübergabe und Speicher von Ausbruchmaterial
• Träger der Enstaubung und Ventilation

Funktionale Bereiche - Separation der Materialflüsse, Lager- und Arbeitsbereiche in:

• Vortriebsbereich TBM und primäre Felssicherung
• Infrastruktur- und Sicherungsinstallationsbereiche
• Sekundärer Felssicherungsbereich
• Abdichtungszone
• Sohleinbaustelle
• Materialübergabe

• in nachbrüchigem bis gebrächem Gebirge bei vielen erwarteten Stützmassnahmen direkt hinter dem Bohrkopf
• Vorteil einer Schild-TBM: geschlossener Ausbau im Schildmantel, ohne mit dem Gebirge in Kontakt zu kommen
• Innenausbau mit vorgefertigten Tübbingen
• Ringspaltverpressung mit Mörtel und Sand

• erfolgt mittels eines Förderbands, das im Bohrkopf über eine Zwangsbeschickung beladen wird
• Material wird im Übergangsbereich zwischen TBM und Nachläufer auf das Nachläuferband übergeben
• Übergabe an den gleisgebundenen Transport wie auch an den Dumpertransport direkt über ein Bandbeladegerät oder über einen Zwischenspeicher (Bunker)

• wirtschaftlich bei langem Tunnel (Richtwert ca. 3000m)
• kürzere Bauzeiten gegenüber Spreng- und TSM-Vortrieb
• Sicherheit
• Arbeitsplatzbelastung
• statisch günstiges Kreisprofil
• kaum Mehrausbruch und -beton durch Überprofil
• gebirgsschonender Abbau, geringe Erschütterungen

Nachteile:

• kreisförmige Querschnitte sind ca. 20 - 25% grösser als hufeisenförmige (Mehrausbruch). Zudem wird mehr Auskleidungsbeton für die Schale benötigt
• Störzonen sind bei Gripper-TBMs problematisch, da kein Schutz der Maschine gegen hereinbrechendes Material
• Bestell-/Montagezeit
• Platzverhältnisse Installationsplatz
• Bei Maschinen mit kleinen Durchmessern (3 - 4m) ist der Einbau von Ankern nur begrenzt möglich
• starke Wasserzutritte können zum Verschlammen der Maschine führen \(\Rightarrow\) Betriebsstörungen
• Variationen des Ausbruchquerschnitts sowie Aufweitungen sind nur nachträglich möglich
• sehr hohe Investitionskosten
• bei hochfesten, abrasiven Gesteinen entstehen hohe Werkzeugverschleisskosten sowie Enstaubungskosten (Quarz)

• Schrämkopf oder Baggereinrichtung mit Teleskoparm und evtl. Hydraulikhammer
• Am Umfang angeordnete hydraulische Vorschubpressen
• Einbau von Tübbingen im Schutz des Schildschwanzes
• Ladevorrichtung
  • Förder- oder Kratzband (nichtbindige Böden)
  • Förderschnecken (feuchte schluffige und tonhaltige Böden)

Evtl. Einbau von Bühnen

• In nicht standfesten Böden eingesetzt
• Für bindige Böden geeignet
• Nichtbindige Böden nur mit Konditionierung
• Sützmedium: Schneidrad und gelöster Boden (kein sekundäres Stützmedium nötig)
• Bedingungen für Boden als Stützmedium:
  • Breiig bis weiche Konsistenz
  • Geringe Wasserdurchlässigkeit
  • Evtl. Homogenisierung des Bodens mit Konditionierungsmitteln

• Bei setzungsarmen Vortrieben
• Fast alle Lockerböden – besonders sandig-mittel-kiesige Böden
• Stützmedium: sekundär, von aussen zugeführt; unter Druck stehende Suspension aus Wasser und Bentonit oder Ton
• Einsatz ideal im innerstädtischen Bereich mit geringer Überdeckung

• Verstopfen der Förderleitungen / Pumpen
• Anreicherung der Stützsuspension mit Abbaumaterial erfordert Separationsanlage
• Separierung und Deponierung
  • Platzbedarf für Speicherbehälter, Separationsanlage, Bentonitaufbereitung
  • Hoher Energiebedarf
  • Umweltbelastung

• Nachläufer
  • Ohne Sohlausbau
  • Mit Sohlausbau
• Bestehen aus einzelnen Portalwagen (Transport- und Montageeinheit)
• Tübbinge werden direkt befahren mit Gummibereifung oder auf Gleis-Konsolkonstruktionen
• Systemwahl abhängig von Förderart

• Leistungsversorgung der Vortriebsmaschine und der Nebenaggregate
• Trafos, E-Motoren, Hydraulik-Pumpen, Hydraulik-Öltanks
• Notstromaggregat
• Tübbingzufuhr
• Magazin und Werkstattcontainer
• Verpressmörtel- und Bentonitsuspensionsversorgung
• Frischluftlutte und Luttenspeicher

Infrastruktur der Entsorgung:

• Förderpumpe und Leitungen zum Abtransport des Erdstoff-Flüssigkeitsgemischs
• Versorgungsleitungstrommeln zum Verlängern von Elektro-, Wasser und Druckluftleitungen
• Teleskoprohre zum kontinuierlichen Vorfahren während des Vortriebs und zur abschnittsweisen Verlängerung der Förder- und Rücklaufleitung

Infrastruktur der Steuerung

• Steuerkabine
• IT-Kontrolleinrichtungen und Steuerungskreisläufe

• Abdichten des sich vorwärts bewegenden Schildes gegen die relativ steife Tübbingauskleidung
• Schutz gegen hineindrückendes Grundwasser, Boden und Verpressmörtel

• Geplante Kurven (Richrtung) fahren
• Richtungskorrekturen durchführen
• Notwendigen Anpressdruck für die Abbauwerkzeuge erzeugen
• Notwendige Stützdruckkräfte für die Ortsbruststützung aufbauen
• Neu eingebaute Tübbinge in Position halten

• Anwendung in fast allen Lockergesteinen mit oder ohne Grundwasser möglich
• Besonders geeignet sind sandige, kiesige, bindige (tonige) Böden
• Böden mit Findlingen erschweren den Vortrieb
• Hohe Reibungskräfte im Fels, auch mit Bentonit oder Gleitschlämme schwierig reduzierbar
• Grosse Setzungen in Fliessanden und Mooren, schwierige Steuerung; diese Bereiche durch Injektionen stabilisieren

Vorpresswiderstand übersteigt

• Rohrdruckfestigkeit
• Widerlagerwiderstand
• Presskraft der Hauptpressen