Vortrieb von vier Tunneln in wechselnder Geologie Dipl.-Ing. Bernd Raderbauer MBA

Transkript

1 Vortrieb von vier Tunneln in wechselnder Dipl.-Ing. MBA

2 Bauhilfsmaßnahmen Tischbrücke Design TVM Betriebszustände TVM Transfer der gesamten TVM / Zusammenfassung

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6 Zwei zweiröhrige Tunnel Büttenberg, 2x m Längholz, 2x m Durchmesser: 12,60 m Multimode-Schildmaschine Festgesteins- und Erddruckvortrieb Tübbingausbau und Innenschale Tischbrücke zur SBB-Unterquerung 11 Querschläge Tagbautunnel im Bereich der Tunnelportale Freilandstrecke 420 m

7 Auftraggeber: Tiefbauamt des Kantons Bern Auftragnehmer: ATUBO, Arge Tunnels Umfahrung : Porr Technobau und Umwelt AG (A-Wien) Porr Suisse AG (CH-Altdorf) Walo Bertschinger AG (CH-Zürich) Specogna Bau AG (CH-Zürich) Gesamtauftragsvol.: 363 Mio. CHF (ca. 269 Mio. ) Baubeginn: November 2007 Bauende: vs. Dezember 2015

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9 Herausforderungen: Schwierige, wechselnde geringe Überdeckungen Durchzug TVM offene Strecke Unterquerung der SBB Stammlinie anspruchsvolle Bauhilfsmassnahmen, wie Tischbrücke tiefe Baugruben im Grundwasser Querschläge, inkl. befahrbarer QS im Lockermaterial Bodenverbesserungen Gefrierverfahren

10 Büttenberg Orpund Bözingenfeld Portalbereich Closed Mode Festgestein (Molasse) Open / Semi-Closed Mode Sandsteine Mergel und Sandsteine Deckmoräne Portalbereich Closed Mode Wechsellagerung von Sand-, Silt- und Mergelsteinen der unteren Süßwassermolasse geringe Durchlässigkeit

11 Längholz Brüggmoos Orpund Lockergestein Closed Mode Kiessande Tonig-siltige Kiese Silt-Ton mit Kies Festgestein (Molasse) Open / Semi-Closed Mode Sandsteine Sandsteine, Siltsteine Bereich Seite Orpund (Nord): Wechsellagerung von Sand-, Silt- und Mergelsteine der Oberen Meeres- und der Oberen Süßwassermolasse Bereich Seite Brüggmoos (Süd): Lockergestein, äußerst heterogener, stark wechselhafter Aufbau, im GW liegend

12 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Tischbeine: Schlitzwandelemente D=1,0m, L>28m Tischplatte: 42 Stahlrohre, D=1,4m, L=19,5m; Stahlbetondecke Querträger: Stahlbeton (Zusammenkopplung Stahlrohre)

13 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Horizontales Einrammen der direkt nebeneinander liegenden Stahlrohre mittels Hydroramme

14 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Entfernung des in den Rohren befindlichen Dammschüttmaterials mittels Bohrpressanlage mit Endlosschnecke

15 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Einbringen der vorgefertigten Spiralbewehrung sowie eines Hüllrohres für die spätere Vorspannung Verfüllung Rohre mit selbstverdichtendem Beton und Verpressung Firstspalt

16 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Unternehmervariante Tischbrücke, erreichte Ziele und positive Aspekte: Gewährleistung der Sicherheit der Bahnstrecke nicht durch die Tübbinge, sondern in allen Phasen durch die Tischbrücke sämtliche Lasten aus Bahnbetrieb, Erdüberdeckung und Eigengewicht werden durch die Tischkonstruktion in den tiefer liegenden Fels geführt

17 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke

18 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke Durchfahrt TVM (nicht konventionell erst durch Tischbrücke möglich) unter SBB-Gleisen ohne Störung des Bahnbetriebes trotz geringer Überdeckung (4m) Geringes Setzungs- und Hebungsrisiko für SBB-Gleise beschränkte Wasserhaltung

19 Bauhilfsmaßnahme Tischbrücke rascher Baufortschritt Einheitliches Abdichtungssystem im Tunnel, ohne Systemübergänge

20 Tunnelvortriebsmaschine (TVM) Erddruckschildmaschine (Unternehmervariante, gem. Ausschreibung Hydro- und Hartgesteins TVM) Hersteller: Herrenknecht AG, Schwanau, D Durchmesser Schneidrad: 12,60m Länge der Vortriebsanlage: 110m TVM-Gewicht: 2'500to Elektrische Gesamtleistung ca. 6'600kW Leistung Drehantrieb: 4'200kW (= ca. 5'700PS) Drehzahl: 0 4 U/min Antriebsart: elektrisch

21 TVM Schneidrad Diskenanzahl: 42Stk Einfachdisken 18" 10Stk Doppeldisken 18" 4Stk Zentrumsdisken 17" Spacing: ca. 100mm Schälmesser: 256Stk Räumer: 16Stk Schaumlanzen: 8Stk große Öffnungen am Schneidrad Korngrößenbegrenzer

22 TVM Betriebszustände Die äußerst komplexe und schwierige von erfordert die Möglichkeit des Wechsels zwischen verschiedenen Vortriebsmodi. Die Wahl des eingesetzten Vortriebsmodus ist nicht nur abhängig von der sondern auch vom Gesamtvortriebs- und Sicherungskonzept und hat Auswirkungen auf Kosten und Vortriebsleistung. Open, Semi-Closed und Closed Mode zu bedenken: Gesteinstyp / Festigkeit / Standfestigkeit Ortsbrust Verhältnisse in Abbaukammer (atmosphärisch, DL, eingestaut) Abraumförderung mittels Förderband oder Schnecke Möglichkeit Einstiege Ringspaltverfüllung: Perlkies und/oder Mörtel Vortriebsleistungen Konditionierung (Deponieaspekte)

23 TVM Teleskopförderschnecke Durchmesser: 1,4m Leistung: 1.200kW max. Förderleistung: 2.400m 3 /h Drehzahl: 0 24 U/min Wendelsteigung: 800mm

24 TVM Teleskopförderschnecke Entscheidung alle Vortriebsmodi mit Förderschnecke: Vorteile: Hohes Sicherheitsniveau, da Wechsel zw. Vortriebsmodi ohne Einstieg und ohne Umbauarbeiten in der Abbaukammer möglich Maximale Flexibilität, da auch bei unerwarteten Ortsbrustproblemen Wechsel der Vortriebsmodi jederzeit und sehr schnell möglich Nachteile: hoher Invest hohes nötiges Antriebsmoment hoher Energieverbrauch geringere Vortriebsleistung ggü. Förderband Erhöhter Verschleiss am Schneidrad durch ständigen Einstau des Sohlbereichs in der Abbaukammer

25 Mit einem neu entwickelten System wurde die gesamte TVM inkl. deren Nachläufer ohne Demontagearbeiten auf einer Strecke von 631m (Steigung 2,5%, Gefälle 3,7%) verschoben.

26 Bauhilfsmaßnahmen Tischbrücke Gesamte TVM inkl. NL bewegte sich auf Verschubbahn durch Wechselspiel aus Hebe- und Ziehvorgängen vorwärts Ziehvorgang mittels VSL Litzen-Systems Verschubbahn für NL: 12to Betonknochen (auf Tunnelradius abgestimmte Fertigteile => kein Umbau der NL), immer wieder von hinten unter die Fahrwerke der TVM-NL nach vorne hohe Verschubleistung

27 Durchschlag Längholztunnel Rücktransport TVM im Herbst 2010 zum Portal Büttenbergtunnel Auffahren der zweiten Röhren Büttenberg- und Längholztunnel

28 Zusammenfassung schwierig und wechselnd (Locker- / Festgestein) Unternehmervariante Tischbrücke hat sich bewährt Unternehmervariante EPB-Maschine hat sich auf Grund der hohen Flexibilität (Betriebsmodi, Förderschnecke) bewährt Transfer der gesamten TVM mittels Betonknochen hat sich bewährt

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