Verformungen und Ortsbruststandsicherheit bei Tunnelvortrieben in gering durchlaessigen Boeden

Beim Auffahren eines Tunnels entspannt sich das Material vor der Ortsbrust in den Tunnel hinein. Dabei vergroessert sich der Porenraum und das darin befindliche Porenwasser erfaehrt einen Unterdruck. Dieser Porenwasserunterdruck traegt zur Stabilisierung der Ortsbrust und der frisch ausgebrochenen Tunnellaibung bei. In Abhaengigkeit von der Durchlaessigkeit des Bodens baut er sich aber ab und Grundwasser vor der Ortsbrust stroemt nach. Eine anfaengliche Standfestigkeit wird dabei zunehmend verloren gehen. In stark durchlaessigen Boeden wie Sand und Kies, die sehr schnell vollstaendig draenieren, ist ein entsprechender stabilisierender Effekt gar nicht nutzbar. In gering durchlaessigen feinkoernigen Boeden, die ohnehin eine Kohaesion aufweisen, traegt er aber erheblich zum Zeitraum bei, der zur Verfuegung steht, um frische Ausbruchflaechen, zum Beispiel durch Spritzbeton, zu sichern. Auch im maschinellen Tunnelbau kann eine derartig verlaengerte Standzeit, gegebenenfalls bei zurueckgezogenem Schneidrad fuer Inspektion und Werkzeugwechsel, mit genutzt werden. Die durch die beschriebenen Vorgaenge hervorgerufenen Verformungen und Beeinflussungen der Standsicherheit sind von der Geometrie des Tunnels, des anstehenden Bodens, der Vortriebsgeschwindigkeit und der Vortriebsmethode abhaengig. Der Autor hat sich der Aufgabe angenommen, die genannten Umstaende praezise zu klaeren und zu modellieren sowie die Sicherheitsrelevanz und die zugehoerigen Verformungen aufzuzeigen, damit die Ergebnisse quantitativ zutreffend fuer Simulationen von Tunnelvortrieben genutzt werden koennen. Dazu wird eine systematische numerische Untersuchung vorgenommen, bei der typische gering durchlaessige Boeden mit verschiedenen Durchlaessigkeiten und Scherparametern im Zusammenhang mit einem Tunnelprofil, wie es fuer eingleisige U-Bahn-Linien charakteristisch ist, bei Herstellung in verschiedenen Tiefen und Grundwasserstaenden in ihren Auswirkungen auf die Standsicherheit und Verformungen bei ueblichen Vortriebsgeschwindigkeiten verglichen werden. Fuer teildraenierte Verhaeltnisse kann danach generell die Aussage getroffen werden, dass Standsicherheit und Verformungen mit abnehmender Durchlaessigkeit beziehungsweise gleichberechtigt mit zunehmender Vortriebsgeschwindigkeit guenstiger beurteilt werden und mithilfe des vorgestellten Modells eindeutig quantifiziert werden koennen. (A)

  • Authors:
    • HOEFLE, R
  • Publication Date: 2013

Language

  • German

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Filing Info

  • Accession Number: 01535165
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Aug 26 2014 1:48PM