Bauverfahren Prüfung FS2021

• Bergmannsregel: "Beim Einbau der Sicherung muss man schneller sein als die Bildung des Nachbruchs" 
• Sind teilweise notwendig basierend auf den geologischen/hydrogeologischen Verhältnissen 
• Sie werden im Zuge des Vortriebes im Brustbereich ausgeführt und führen in der Regel zu Behinderungen und Unterbrüchen des Vortriebes 
• Bauhilfsmassnahmen können sporadische Einzelmassnahmen oder systematische Massnahmen sein 

• Spiesse werden als verlorene Stahlstäbe zu lokalen, kurzfristigen Stabilisierung der Kalotte und der Ortsbrust am Ausbruchrand angeordnet 
• Spiesse können entsprechend anstehendem Gebirge eingedrückt, eingerammt oder gebohrt werden 
• als Spiesse können auch Rohre mit seitlichen Austrittsöffnungen (z.B. Injektionsbohranker) verwendet werden, die nach erfolgter Injektion einen optimalen Verbund mit dem anderen Gebirge ergeben 
• Verwendung Spiesse zusammen mit Stahleinbau- konstruktive Regeln: 
  • Spiessen liegen auf dem vordersten Stahlbogen auf 
  • Länge der Spiesse beträgt mindestens die doppelte Länge der folgenden Arbeitsetappe 

• durch einen im Kalotten- und eventuell im Kämpferbereich angeordneten Rohrschirm wird eine Verbesserung der Standfestigkeit erreicht 
• Rohrschirm wird am Rand oder knapp ausserhalb des Ausbruchprofils platziert 
• Falls Raum zwischen Rohr und Gebirge zur Erhöhung der Verbundwirkung injiziert werden muss, sind Rohre mit seitlichen Austrittsöffnungen zu verwenden 
• Rohrschirme werden überlappen ausgebildet und etappenweise im Wechsel mit den Ausbruchs- und Sicherungsarbeiten erstellt.

Anwendungsbereich: 

• stark zerklüfteter Fels 
• Sandstein und Tonstein mit geringer Standfestigkeit 
• nicht einsetzbar in rieselfähigem Lockergestein 

Anforderungsschwerpunkte: 

• Minimierung der Setzungen und Schiefstellungen an der Geländeoberfläche 
• Geringstmögliche Beeinträchtigung an der Geländeoberfläche 

Für die Ausführung von Jetting Sicherungen werden unterschieden: 

• Horizontales Jetting (waagerechte oder leicht geneigte Bohrrichtung) 
• Vertikales Jetting (lotrechte oder stark nach unten geneigte Bohrrichtung), i.d.R. zur Unterfangung von Kalottenfüssen angewandt 

Zweck des Jettings:

• Verbesserung der Standfestigkeit des Gebirges duch ein- oder mehrlagigen horizontalen Jetschirm, der ausserhalb des Ausbruchquerschnittes überlappend in Etappen ausgeführt wird. 
• Verbesserung der Standfestigkeit der Ortsbrust durch einzelne horizontale Jetsäulen im kritischen Bereich der Ortsbrust, die in der Regel parallel zur Vortriebsrichtung angeordnet sind
•  

Unterteilung in Arbeitszyklen: 

1. Herstellung der Jetsäulen meist im Pilgerschrittverfahren 
2. Sequentieller Ausbruch in kleinen Abschnitten und nachfolgende Sicherung 
   1. Kalottenfusssicherung falls erforderlich 
   2. Nachführen der Spritzbetonschale bzw. Ausbau mittels Stahlbögen oder Gitterträgern 
3. Ringschluss mit temporärem oder permanetem Beton- oder Spritzbetonsohlgewölbe 

• In querrichtung durch Ausbildung eines Druckgewölbes 
• Zusammenwirken von Baugrund, Jetschirm und sicherung rechnerisch nur näherungsweise modellierbar 
• Eingangsparameter weisen eine relativ grosse lokale Streubreite auf: 
  • Baugrundeigenschaften 
  • Entwicklung der Festigkeits- und Verformungseigenschaften der Jetsäulen 
  • Querschnittstoleranzen, Form und räumliche Lage der Jetsäulen
• Anzahl der Säulen - abhängig von folgenden Parametern: 
  • Bogenlänge des Jetschirms 
  • Säulendurchmesser 
  • Überlappung der Säulen 

Dienen zur: 

• Füllung von Hohlräumen 
• Erhöhung der Festigkeit 
• Aufbrechen und Verdrängen des Gesteins
• zur Verringerung der Durchlässigkeit 

• Füllinjektionen (z.B. Firstspaltverpressung) 
• gebirgsverbessernden Injektionen 
• abdichtenden Injektionen 

jeweils mit bzw. ohne Baugrundverdrängung 

Unterscheidung zwischen kurz und langfristigen Vereisungen 

Nachteil: Erheblicher Baubetrieblicher Aufwand und entsprechend hohe Kosten 

Vorteil: Nach Beendigung der temporären Bauhilfsmassnahmen gelangen keine fremden und permanenten Stoffe in den Boden und ins Grundwasser 

Mechanisch (Spreizanker); Verbundanker, Reibungsanker (Swellex) 

Fünf-Stoffe System: 

• Bindemittel 
• Zuschlagstoffe 
• Wasser 
• Zusatzmittel 
• Zusatzstoffe (Hochoffenschlacke, Flugasche, Silikastaub, Puzzolane) 

Vergütung durch Fasern aus Stahl (Erhöhung Tragsicherheit, gleichmässigere Rissverteilung, höhere Duktilität) oder aus Kohlenstoff (Erhöhung Brandwiderstand, Rissbeschränkung) 

Gesamtheit aller baulichen Massnahmen, um den Ein- und Austritt von Flüssigkeit und/oder Feuchtigkeit zu verhindern. 

Abdichtungskonzept richtet sich nach: 

• Bauwerksnutzung 
• Hydrogeologische Bedingungen 
• Ökologische Bedingung 
• Klimatische Bedingungen 

Unterscheidung zwischen 

• Ableitkonzept 
  • Grund-/ Bergwasser werden mittels Drainage- und Entwässerungselementen zwischen Baugrund und Bauwerk gefasst, an tiefliegenden Ort geführt und abgeleitet 
  • Drainage- und Entwässerungselemente umfassen ganzen Bauwerksquerschnitt und müssen ausreichenden abflussquerschnitt aufweisen 
  • Nicht druckwasserhaltendes Abdichtungskonzept 
• Verdrängungskonzept 
  • Grund/Bergwasser wird nicht abgeleitet und es somit somit keine Drainage- und Entwässerungselemente anzuordnen 
  • Konzept ist auf gesamtes Bauwerk anzuwenden 
  • Druckwasserhaltendes Abdichtungskonzept 

Massnahme zum Fassen und Ableiten von Wasser und anderen Flüssigkeiten 

Entwässerung, um den Aufbau eines Wasserdruckes zu verhindern 

Laden und Transport des Ausbruchmaterials 

Ladegeräte für Schuttern: 

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

Fahrlader werden bei kurzen Tunneln für Schutteraufgaben und als Transportgerät eingesetzt

Fahrlader sind auch mit Knickgelenk ausgerüstet 

Nutzinhalt: ca 5 m3 

• Förderbänder
• gleisgebundener Transport 
• Dumper, LKW, Fahrmischer, Traktoren 

• TBM- Tunnelbohrmaschinen-Vortrieb im Fels 
• SM- Schildmaschinen- Vortrieb im lockergestein

Gerät zum mechanischen Abbau des Gebirges mit einem Bohrkopf, der bei jeder Umdrehung die ganze Ortsbrust bearbeitet. (Vollschnitt)

Stahlkonstruktion zur temporären Stützung des Gebirges bzw. zur Wahrung der Arbeitssicherheit. 

Es gibt Gripper TBM`s ohne Schild, mit Einfachschild und Gripper TBM`s mit Doppelschild. 

1. Maschinenebereich 
2. Nachläuferbereich 
3. rückwärtiger Berecih bis 200m hinter Nachläufer 

In jeden Berecihen gibt es kleinere Bereiche in denen die Ausbruchsischerungen montiert werden können. 

Die Gripper TBM kann in standfestem und störzonenfreiem Gebirge, mit Druckfestigkeiten bis zu 300MPa und einem RQD Wert von 50-100% angewendet werden. Die Sicherungskonzepte die beim Abbau mittels Gripper eingebaut werden können sind; Anker, Stahlbögen und Sprizbeton. 

Die Schild TBM kann in mittelgutem=nachbrüchigen bis gebräches Gebirge eingesetzt werden. Die Druckfestigkeit darf bis zu 250 MPa betragen. Der RQD befindet sich zwischen 40-60%. Sicherungskonzepte sind permanenter Tübbingeinbau und die Abdichtung der Tübbingfugen. 

• Disken/ Rollenmeisel (rotierend, abscherend) 
  • Penetration/ Eindringtiefe 
  • Abbauleistung 
  • Verschleiss 

Das Prinzip des Gesteinsabbau ist in der untere Grafik sichtbar.