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

Duesenstrahlverfahren im Tunnelbau / Jet grouting in tunnelling

Das Duesenstrahlverfahren (DSV) wird im Spezialtiefbau und im Tunnelbau in vielfaeltiger Weise angewendet. Es werden Einsatzmoeglichkeiten des DSV vorgestellt, bei denen die Duesenstrahlkoerper aus dem Tunnel heraus erstellt werden. Einige Einsatzbereiche sind: horizontale Duesenstrahlschirme, Verstaerkung des Ulmengewoelbes, Baugrundverfestigung, Abdichtung der Tunnelsohle und Stabilisierung des Gebirges fuer das Auffahren eines Querschlags. Duesenstrahlarbeiten, die nicht aus dem Tunnel heraus hergestellt werden, wie Start- und Zielbloecke fuer das Ein- und Ausfahren von Tunnelvortriebsmaschinen (TBM), Dichtsohlen und Dichtwaende sind nicht Gegenstand der Darstellung. Beim Duesenstrahlverfahren wird nach Abteufen der Bohrung mit einem Fluessigkeitsstrahl, meist einer Suspension, der Boden erodiert. Dabei wird die Bodenstruktur aufgeloest und der geloeste Boden mit der Suspension vermischt. Im Tunnelbau verlaufen die Bohrungen fuer das Duesenstrahlverfahren meist horizontal oder bis zu 45 Grad geneigt. Auch diese Duesenstrahlelemente werden trotz ihrer mehr oder weniger horizontalen Lage als Duesenstrahlsaeulen bezeichnet. Beim Vortrieb im Lockergestein wird das DSV haeufig zur Herstellung eines Schirmes im Firstbereich angewendet, der eine bessere Gewoelbetragwirkung fuer den Tunnelvortrieb bewirkt. In aehnlicher Weise wirken DSV-Koerper zur Verstaerkung im Ulmenbereich. Weitere Einsatzgebiete sind Abdichtung des Sohlgewoelbes gegen Grundwasser und Verfestigung von Lockergestein beim Uebergang von einer Festgesteinstrecke in eine Lockergesteinsstrecke, damit das Lockergestein beim Vortrieb nicht abgleitet oder nachfaellt. Die Planung von Arbeiten mit dem DSV erfordert genaue Kenntnis des Baugrundaufbaus und der Bodenzusammensetzung sowie der Geometrie des aufzufahrenden Tunnels. Um die Herstellparameter von DSV-Koerpern zu ermitteln oder anzupassen bietet es sich an, Probekoerper herzustellen. Beim DSV werden in der Regel Zementsuspensionen mit einem Wasser-Zement-Wert zwischen 0,8 und 1,2 eingesetzt. Im Gegensatz zu Duesenstrahlarbeiten vom Gelaende aus sind beim Tunnelbau einige besondere Randbedingungen zu beachten. Duesenarbeiten aus dem Tunnel werden im Allgemeinen abwechselnd mit den Vortriebsarbeiten durchgefuehrt. Wie bei allen Arbeiten ist auch bei Duesenstrahlarbeiten eine Qualitaetssicherung entsprechend den einschlaegigen Regelwerken erforderlich. Das DSV wird zu anderen Verfahren abgegrenzt, wie Rohrschirme, Vereisung, Ortsbruststabilisierung mit Ankern und Injektionen. Die unterschiedliche Anwendung des DSV wird an sieben ausgefuehrten Projekten demonstriert. Bei dem Projekt U-Bahn am Wiener Karlsplatz handelt es sich um die Verstaerkung und Unterfangungen von Fundamenten. Zur Sicherung der Vortriebsarbeiten wurden bei den Projekten Zammer Tunnel und Eyholz Tunnel horizontale Duesenstrahlschirme hergestellt. Der Ceneri-Basistunnel unterquert die Autobahn A2 mit einer minimalen Ueberdeckung von 8 Metern im Lockergestein. Bei diesem Projekt wurden mit Duesenstrahlsaeulen gesicherte Tunnel in den Kaempferbereichen des Haupttunnels aufgefahren, die als Auflager fuer den anschliessend hergestellten Duesenstrahlschirm dienten. Ferner wurde auch die Ortsbrust durch Duesenstrahlsaeulen gesichert. Bei der Baustelle Vedaggio - Cassarate fuehrte man Duesenstrahlsaeulen zur Firstsicherung im Portalbereich aus und fuer den Kalottenvortrieb erstellte man Duesenstrahlschirme. Der Tunnelvortrieb im Bereich des Bahnhof Fritzens der Brennerzulaufstrecke erforderte erstmals die Herstellung von Duesenstrahlschirmen aus einem Druckluftvortrieb heraus. Beim Bau des Fernbahntunnels zum Frankfurter Flughafen wurde das Sohlgewoelbe gegen das anstehende Grundwasser mit Duesenstrahlsaeulen gesichert. ABSTRACT IN ENGLISH: In tunnelling, jet grouting may be used for excavation support ahead of the tunnel face in situations presenting scarce overburden or insufficient rock stability. The article discusses jet grouting (JG) applications in which the jet grouted elements are produced from within the tunnel. Exhaustive data on soil composition is a necessary condition for choosing the most suitable method, dimensioning and planning. Common applications are horizontal JG umbrella arches, JG columns reinforcing the side walls and waterproof inverts. Production sequence, column diameter, choice of tools, quality assurance and logistics must be matched to the specific boundary conditions for the execution of JG works from inside the tunnel. The range of possible solutions is shown here by presenting previous JG projects. (A)

Language

  • German
  • English

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01491218
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 3 2013 12:13PM