Bauverfahren

1. Rammen der Spundwände (beidseitig)
2. Versetzen der Longarinen und Ankerstangen (über + unter Wasser)
3. Einbringen der Kastenfüllung
4. Abpumpen der Baugrue
5. Einbringen der prov. Drainage

• Geologie / Einbindung (Statik)
• Unterströmung
• Hochwasser / Wellenschlag / Schwemmholz
• QS-Verengung in Flüssen (Schifffahrt)

Verdichtung:

- Oberflächenverdichtung:

• statisch (bindige Böden): Schaffuss-, Gitterradwalze, ...
• dynamisch (nichtbindig): Vibrationswalze, -platte, ...

- Tiefenverdichtung:

• statisch (bindig): Vorbelastung / Konsolidation, GW-Absenkung / Entwässerung
• dynamisch (nichtbindig): Impulsverdichtung, Rütteldruckverdichtung, Rüttelstopfverdichtung, Beton-/Mörtelstopfsäulen, dynamische Intensivverdichtung

Bodenaustausch:

- im Trockenen:

• Vollaustausch: Ersatz bis zur tragfähigen Schicht, lagenweiser Einbau & Verdichtung
• Teilaustausch (Polstergründung)

- im Nassen:

• Vollaustausch: Lösen unter Wasser
• Verdrängung: Erzeugen eines Grundbruchs durch Auflast

Verfestigung:

- Oberflächenverfestigung:

• chemisch / hydraulisch: Kalk-, Zementstabilisierung

- Tiefenverfestigung:

• thermisch: Gefrierverfahren, Hitze
• statisch: Geotextilien, Bodennägel, Anker, ...
• chemisch / hydraulisch: Injektionen

= dynamisches Tiefenverdichtungsverfahren

• Sande und Kiese, gut abgestuft
• tiefe Rüttlerfrequenz
• T bis 50 m
• Materialzugabe von oben
• Kornumlagerung: Verbesserung der Lagerungsdichte

= dynamisches Tiefenverdichtungsverfahren

• gemischt- und feinkörnige Böden
• grobkörnige Auffüllungen (Bauschutt und Schlacke)
• T bis 20 m
• Materialzugabe durch Rüttler bei Rüttlerhub, anschl. angedrückt und verdichtet = Rüttelstopfsäulen
• Materialersatz (lokal)

• T bis 6 m
• plötzliche Erhöhung des Porenwasserdrucks von feinkörnigen, bindigen Böden im GW, langsamer Abfluss
• grobkörnige, nichtbindige Böden: vollständige Verdichtungswirkung sofort nach Aufschlag

• Vorerkundung des Gebirges: Karten, Oberflächenerkundung, Sondierungen
• Beschreibung des Gebirges
• Beurteilung des Gebirgsverhaltens: Gefährdungsbilder, Risikoanalyse
• Vortriebsklassifizierung
• Ausschreibung

• Niederbrechen von Steinen
• Niederbrechen von Kluftkörpern
• Echter Gebirgsdruck
• Quelldruck durch Anhydrite
• Wassereinbruch durch offene Klüfte
• Gasaustritt

• Lockermaterialeinbruch
• Ortsbrustinstabilität --> vorauseilende Massnahmen
• Tagbruch
• Setzungen
• Sandlinsen
• Grundbruch Kalottenfuss
• Strossenabbau

abhängig von:

• Schadensausmass
• Eintretenswahrscheinlichkeit

• Fakten
• unerwünschte Ereignisse
• Auslöser / Mechanismen
• Massnahmen: Regel-, Zusatz-, Sondermassnahmen
• zugehörige Dokumente

Klassifizierung der Ausbruchsicherung nach Art, Menge und Einbauort der Massnahmen

SK1: unbedeutende Behinderung des Vortriebs

SK 2: leichte Behinderung

SK3: erhebliche Behinderung

SK4: starke Behinderung (sofortige Sicherung nach jedem Abschlag)

SK5: sehr starke Behinderung, sofortige Stützung der Brust oder Bauhilfsmassnahmen

SKT: Tübbingen

• Auflockerungsdruck
• echter Gebirgsdruck
• Quelldruck
• hydrostatischer und hydrodynamischer Druck

konventioneller Vortrieb:

• SPV - Sprengvortrieb im Fels
• MUF - maschinenunterstützter Vortrieb im Fels: Baggern mit Reisszahn, Abbauhammer oder Schrämkopf, mit Teilschnittmaschinen (TSM) usw.
• MUL - maschinenunterstützter Vortrieb im LG

maschineller Vortrieb:

• TBM - Tunnelbohrmaschinen-Vortrieb im Fels
• SM - Schildmaschinenvortrieb im LG: Schneidrad im Schutze eines Schildes

3 W

1. Wie: Gefährdungsbilder
2. Wann: Stehzeit des Gebirges
3. Was: Sicherung und Ausbau

• Gebirgsfestigkeit
• Schichtung und Klüftung
• Wasser und Gas
• freie Stützweite im Quer- und Längsschnitt
• Grösse und Richtung des primären Gebirgsdrucks
• zeitliches Verhalten des Gebirges
• Form des QS
• Vortriebs- und Anisotropie-Richtung
• Überlagerungshöhe

-->Gefährdungsbilder

• Vollausbruch (ggf. Sohle)
• Kalottenausbruch (Kalotte, Strosse, Sohle)
• Kalottenausbruch unterteilt (Firststollen, Ausweitung Kalotte; Strosse, Sohle)
• Paramentstollen (Paramentstollen; Kalotte, Kern, Sohle)

Vortrieb:

• ohne oder mit mitlaufender Stützvorrichtung (Messerschild)
• ohne oder mit nur sporadischen Bauhilfsmassnahmen
• mit systematischen Bauhilfsmassnahmen

Abbau des Gebirges:

• Abbauhammer
• Baggerlöffel
• Reisszahl
• TSM/Schrämkopf
• ev. Lockerungssprengungen

Brustbereich

Vortriebsbereich (Ausbruchsicherung)

rückwärtiger Bereich

• Brustkeil oder abgestufte Ortsbrust
• Brustplatten/Brustverbau
• Anker
• Brustpfähle (Jetsäulen)
• Spritzbeton
• Bewehrungsnetze
• Injektionen
• Drainagen

Voraussetzung:

• ausreichende Standfestigkeit der Ortsbrust
• sonst vorauseilende Sicherung

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 QS-Änderungen

• bei kurzen Vortrieben (TSM unwirtschaftlich)
• Profilierungsarbeiten

Achtung: hohe Staubentwicklung --> Lüftung

• Abbau der Ortsbrust (Lösen des Materials) mittels Schrämkopf
• Aufnehmen des gelösten Materials mittels Ladeeinrichtung
• Fördern des aufgenommenen Materials mittels Stetigförderung zur direkten Beladung von Transportfahrzeugen oder sekundären Stetigförderanlagen

• mittlere Gesteinsfestigkeit
• kurze - mittellange Tunnel im Weichgestein, L<3km
• variabler QS
• kurze Installationszeit --> schneller Starttermin
• wenn keine hohen Erschütterungen erlaubt (SPV) und zu kurz für TBM

"Querschneidkopf: In Vortriebsrichtung"

"Länggschneidkopf: um eigene Achse"

= vorauseilende Massnahmen

• Spiesse (Spiesschirm)
• Rohrschirm
• Jetting (HDI-Sicherung)
• Injektionen / Injektionsschirm
• Gefrierverfahren
• Ortsbrustsicherung, u.a. Lange Brustanker / Drainagen

• Anker
• Netze
• Spritzbeton
• Stahleinbau und Verzug
• Tübbinge

• stark zerklüfteter Fels
• Sandstein und Tongesteie mit geringer Standfestigkeit

Achtung: Nicht einsetzbar in rieselfähigem Lockergestein

1. Herstellung des Jetschirmes im Pilgerschnitt
2. Ortsbruststabilisierung
3. Vortrieb

in Querrichtung durch Ausbildung eines Druckgewölbes

• kurzfristige, örtliche und sofort ausführbare Vereisungen: bei feuchten Zonen im Brustbereich, Injektionslanzen mittels Flüssigstickstoffkühlung
• langfristig tragfähige, zusammenhängende Gefrierkörper: Vereisung durch gebohrtes Rohrsystem, permanente Pumpung der Kühlflüssigkeit

geschlossener Kreislauf: Solevereisung

offener Kreislauf: Stickstoffvereisung (Gas entweicht)

Zusatzmassnahmen zum Schliessen von ungefrorenen Strömungsgassen:

• Injektionen: k nimmt ab
• Dichtwände: k nimmt ab, Erhöhung Wassersättigung
• Vorkühlen des GW: schnelleres Wachsen des Gefrierkörpers

• mechanische Anker: Spreizhülsenanker, Verkeilung
• Verbundanker: Mörtelverbund-, Litzen-, Selbstbohr-, Klebeanker
• Reibungsanker: Swellex-, Split-Set-Anker