Die "Normalbauweise Tunnel" der Rhätischen Bahn

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Die "Normalbauweise Tunnel" der Rhätischen Bahn"

Liese Gärtner
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Die "Normalbauweise Tunnel" der Rhätischen Bahn Entwicklung vom Konzept zur Ausführungsreife Karl Grossauer, Flavio Modetta, Urs Tanner

2 Die Rhätische Bahn Privatbahn im Kanton Graubünden Bahnnetz mit total ca. 384 km (Schmalspur) Mitarbeiter 10 Mio. Personen / Jahr (Tourismus) 0.76 Mio. Tonnen / Jahr 0.50 Mio. Strassenfahrzeuge / Jahr 2

Die Rhätische Bahn 30% der RhB-Strecke > 1.500 m

3 Die Rhätische Bahn 30% der RhB-Strecke > m ü.m. 30% der RhB-Strecke UNESCO Welterbe 182 Mio. CHF/ Jahr Investition in Infrastruktur Kunstbauten 20% der Bahnstrecke 115 Bahntunnel (total ca. 59 km) erbaut zwischen 1901 bis 1914 Maximale Steigung 70 (Berninalinie) 3

Zustand der Tunnelbauwerke Einspurtunnel Grösstenteils mit einer Verkleidung aus Mauerwerk, in kompetenten Gebirgsbereichen auch unverkleidete Abschnitte Profil mit geraden, leicht nach innen

4 Zustand der Tunnelbauwerke Einspurtunnel Grösstenteils mit einer Verkleidung aus Mauerwerk, in kompetenten Gebirgsbereichen auch unverkleidete Abschnitte Profil mit geraden, leicht nach innen geneigten Paramenten Stellenweise erhebliche Schäden in der Tunnelstruktur Schäden sind grossteils zurückzuführen auf Nässe und Feuchtigkeit Schäden stellen ein wesentliches Gebrauchstauglichkeitsproblem dar 4

5 Zustand der Tunnelbauwerke Haupsächliche Schäden Schäden an MWK-Fugen infolge Durchnässung (S1) Schäden an Paramenten / Ausbauchungen infolge Wasser, Frost und Auflockerung des Gebirges (S2) Grösstenteils defekte Entwässerung (S3) Folgen Eisbildung Aufweichung der Sohle Deformationen im Paramentbereich Materialausbrüche führen zu kurzfristig notwendigen Interventionen Aufwendige Kontrollen, Fahren auf Sicht usw. Streckensperrungen 5

6 Zustand der Tunnelbauwerke Konsequenzen Aufgrund der Schadensbilder müssen mehr als 50% der Tunnel saniert werden (ca. 75 Tunnel, 26 km) Zeithorizont für Instandsetzung 50 Jahre, da kein oder unwesentliches Tragsicherheitsproblem Zielsetzung / Randbedingungen Instandsetzung unter Betrieb Einhaltung Anforderungen an normativen Regelungen (Lichtraumprofil, Fluchtweg, Beleuchtung) 6

7 Erste integrale Tunnelinstandsetzung Argenteritunnel, 2010 Charnadüratunnel, 2011 Klostertunnel, 2013 Erste Lösungsansätze in Hinblick auf eine Normalbauweise Konzept / Massnahmen Abdichtung mit 5 cm Spritzbeton und Entwässerungsschalen Paramentersatz (lokal) bei vorhandenen Ausbauchungen Entwässerung im Sohlbereich Schwachstellen Lichtraumprofil nur mit Sonderwerten eingehalten Schadensursachen nur zum Teil behoben Instandsetzung mit Spritzbetondünnschale nur «Erhaltungsmassnahme», Zeithorizont 25 bis 50 Jahre 7

8 Richtiges Mass der Instandsetzungstiefe «Sanfte Instandsetzung» für hohen Tunnelanteil am Bestand (26 km, 75 Tunnel) über eine kurzen Zietraum aus Sicht RhB nicht optimal Mehrmalige Instandsetzung innerhalb eines Betrachtungszeitraumes von 70 bis 100 Jahren Wiederholte Betriebsunterbrechungen und überproportionale Kosten Schlussfolgerung: «sanfte Instandsetzung» ist nicht zielführend Festlegung: Im Durchschnitt 1 bis 2 Tunnelinstandsetzungen pro Jahr Aufrechterhaltung des Bahnbetriebes Weitere Nutzungsperiode von 70 bis 100 Jahren Behebung der wesentlichen Schadensursachen 8

9 Normalbauweise 2012 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Zielsetzung Nutzungsperiode Jahren Systematische Schwachstelle des Tunnelquerschnitts mit geraden Paramenten soll beseitigt werden Einbau einer Sohle soll Hebungen und Aufweichungen verhindern Eine Erhöhung der Tunnelsicherheit soll erreicht werden Das Tunnelprofil soll den normativen Richtlinien des Lichtraumprofils entsprechen Instandsetzung unter Betrieb 9

Normalbauweise 2012 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Umsetzung Abbruch bestehendes MWK im Parament (Länge 20 bis 30 m) Einbringen Ausbruchsicherung Längsentwässerung Einbau

10 Normalbauweise 2012 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Umsetzung Abbruch bestehendes MWK im Parament (Länge 20 bis 30 m) Einbringen Ausbruchsicherung Längsentwässerung Einbau vorfabrizierte Fertigteilelmente Abdichtung im Firstbereich und Sicherung mit 15 cm SpB Gleisabsenkung ca. 70 cm Einbau Sohlplatte Ergebnis Hauptprobleme im Parmentbereich gelöst Massiver Eingriff in die bestehende Tragkonstruktion 10

Einbauversuche 1:1 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Ziel Verifizierung der Durchführbarkeit Analyse der Versetzzeiten Umsetzung (2013) Ausbruch neuer Teststollen L =

11 Einbauversuche 1:1 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Ziel Verifizierung der Durchführbarkeit Analyse der Versetzzeiten Umsetzung (2013) Ausbruch neuer Teststollen L = 40m im bestehenden Profil der RhB Zeitvorgaben 6 h 3 unterschiedliche Unternehmer mit verschiedenen Konzepten 12 Elemente (Parament & Ulmelement) Fertigteilelement mit bis zu 5.2 to 11

Einbauversuche 1:1 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Ergebnis Deutliche Unterschreitung der Zeitvorgaben Alle Elemente nach 120 150 Min.

12 Einbauversuche 1:1 Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Ergebnis Deutliche Unterschreitung der Zeitvorgaben Alle Elemente nach Min. versetzt Erkenntnisse Ersatz der Führungsschiene durch ein Sohlelemente sinnvoll (Versetzbasis) Einfügen eines Firstelements (Ringschluss) wurde von den Unternehmern als machbar eingestuft. 12

Anpassungsbedarf Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Übergang (Fertigelement - Spritzbeton) Statisch-konstruktive Sonderlösung Materialtechnologische Unstetigkeit Langzeitauswirkungen nicht

13 Anpassungsbedarf Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Übergang (Fertigelement - Spritzbeton) Statisch-konstruktive Sonderlösung Materialtechnologische Unstetigkeit Langzeitauswirkungen nicht genau quantifiziert Unterfangung des Mauerwerks Temporäre Sicherung auf einer Länge von 20 bis 30 m kritisch Gleisabsenkung Vor und nach Tunnelportalen Gleisabsenkung aufgrund von Zwangspunkten nicht durchführbar in Bereichen von Kunstbauten (z.b. Brücken) 13

Aufweitung nach oben anstelle einer Absenkung der Gleisachse (Zwangspunkte

14 Weiterentwicklung Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Weiterentwicklung im Zuge Projektierung und Ausführung Glatscherastunnel Aufweitung nach oben anstelle einer Absenkung der Gleisachse (Zwangspunkte aus Gleisabsenktung behoben Durchgehende neue Tunnelauskleidung mit zusätzlichem Firstelement 14

Bereich der Fahrleitung Umsetzung mit fahrbarem Schutztunnel Stützung Mauwerk

15 Schutztunnel Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Aufgrund Aufweitung im Firstbereich neues Konzept zum Arbeiten unter Betrieb im Bereich der Fahrleitung Umsetzung mit fahrbarem Schutztunnel Stützung Mauwerk im Firstbereich Teleskopierbare Fahrleitungschiene, Abbruch Firstbereich ohne Fahrleitung 15

16 Schutztunnel Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Schutztunnel unter Betrieb Abtrennung der Fahrleitung Unterstützung des Firstbereichs Ausbruchsetappe Verschiebung des Schutztunnels Ausgangsposition 16

17 Glatscherastunnel Normalbauweise, Studie 2012 Weiterentwicklung Erste Bauliche Umsetzung Zusätzliche Ringtypen (links, rechts, gerade) Neues Konzept Arbeiten unter Betrieb im Bereich Fahrleitung 17

18 Glatscherastunnel Umsetzung der Tunnelsanierung in Totalsperre Bahntechnische Anlieferung der Fertigelemente Versetzen der vorfabrizierten Parament-, Ulmen- und Firstelemente auf den Sohlelementen 18

19 Glatscherastunnel Befestigung der Fertigelemente mit Schraubverbindungen Anbringen der Dichtungselemente Hinterfüllung der Fertigelemente mit Perlkies 19

20 Zusammenfassung / Ausblick Auslegung Instandsetzung der 75 Tunneln in den nächsten 50 Jahren Erhöhung der Nutzungsdauer auf 70 bis 100 Jahre Normalbauweise ist am Glatscherastunnel und Sasslatschtunnel I umgesetzt (beide in Totalsperre) Aktuell in Planung bzw. in Ausführung sind der Mistailtunel und Bergünsteintunnel Konzeptstudie Berninalinie und Arosalinie Umsetzung soll unter Betrieb mit Einsatz des Schutztunnels erfolgen Herausforderung: Versetzen der Fertigelemente aufgrund der Steigung von bis zu 70 Einbau einer Festen Fahrbahn 20

21 Glück Auf! 21

Ähnliche Dokumente

Netzzustand und Erhaltungsstrategie der Rhätischen Bahn

Netzzustand und Erhaltungsstrategie der Rhätischen Bahn Bahnjournalisten Studienreise 2016 / Tunnel Christian Florin / Leiter Infrastruktur 11. Mai 2016 Die Rhätische Bahn (RhB) - Fakten 1889 Gründungsjahr