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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Einrichtungen zur Vorauserkundung und vorauseilenden Gebirgsbehandlung auf einer TBM / Equipment for advance probing and for advance treatment of the ground from the TBM

Vorgestellt werden besondere Arten der Vorauserkundung des Gebirges und Moeglichkeiten zur vorauseilenden Verbesserung des Gebirges bei Einsatz einer Tunnelbohrmaschine (TBM). Das Verfahren mit dem Namen ISIS wurde im Rahmen einer Kooperation zwischen einer einschlaegigen Firma und einem Geo-Forschungszentrum entwickelt. Das System besteht aus den drei wesentlichen Hauptkomponenten Schlaghaemmer zur Anregung des Gebirges, Datenempfaenger und Rechnereinheit mit Steuerungs-, Kontroll- und Auswerte-Software. Durch die Anregung der Tunnelwand werden Wellen erzeugt, die von den Empfaengern aufgenommen werden. Die entscheidende physikalische Groesse ist dabei die seismische Impedanz (Schallhaerte oder Wellenwiderstand). Das Messprinzip, die Schlaganregung, die Empfaenger sowie die Datenaufnahme und die Rechnereinheit werden im Einzelnen beschrieben. Mit dem System koennen geologische Anomalien wie Stoerzonen, Kluefte und Karsthohlraeume detektiert werden; es laesst aber auch die Bestimmung der Gesteinshaerte, des Klueftungsgrads und des Auftretens von Bergwasser zu. In Vortriebsrichtung liegt die aussagekraeftigste Erkundungsreichweite zwischen 50 und 100 m, aber auch Maximallaengen bis zu 150 m sind moeglich. Die Lagegenauigkeit der detektierten geologischen Strukturen liegt bei 5 bis 10 m. Das gesamte Vorerkundungssystem ist auf der Tunnelbohrmaschine installiert. Zu Testzwecken wurde das Vorauserkundungssystem ISIS bisher bei verschiedenen Tunnelbauvorhaben eingesetzt. Ausserhalb des Systems ISIS ist auch eine konventionelle Vorauserkundung moeglich, die an der TBM vorhandene Bohrausruestungen nutzt. Wie dann vorgegangen wird, wird am Beispiel des Gotthard-Basistunnels in der Schweiz gezeigt. Prinzipiell erfolgt die Vorauserkundung bei dieser Bohrloch-Radar-Technologie mittels des Geo-Radar-Verfahrens. Erfolgreich wurde das Bohrloch-Radar bisher beim Katzenbergtunnel in Deutschland zur vortriebsbegleitenden Karsterkundung eingesetzt. Im Weiteren werden die Einrichtungen zur Gebirgsbehandlung auf einer TBM behandelt. Es handelt sich dabei um Einrichtungen fuer Vorausbohrungen, fuer Gebirgsinjektionen und zur Herstellung von Rohrschirmen. Die Anwendungen dieser Einrichtungen werden an verschiedenen Praxisbeispielen verdeutlicht. ABSTRACT IN ENGLISH: In the planning phase of a tunnel project, site investigations are carried out, geotechnical data is collected and analyses produced. A favourable and practical tunnel alignment is determined and the geological units to be bored through are described, classified and the risks for tunnelling are estimated. Nonetheless, the ground passed through will always have surprises in store, in mechanised as in conventional tunnelling, in hard rock and in loose ground. Rock type, hardness and strength, degree of jointing, occurrence and formation of fault zones and karst features, formation water ingress etc. can all deviate from the forecast information. This article is concerned with the subject of mechanised tunnel driving in hard rock, in particular with the equipment for advance probing integrated into the machine and methods of advance treatment of geologically conditioned disruptions and deviations to ensure that mechanised boring can continue in safety. This includes details of the advance probing methods used from drilling, through radar technology, to seismic applications and their possible combinations. The advance treatment of the ground that follows or is directly linked to the investigation is described through concepts and practical examples (e.g. grouting, advance drilling and pipe screens). (A)

Language

  • German
  • English

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01449362
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 18 2012 11:19AM