Planung und Bau Riederwaldtunnel

Transkript

1 A 66, Riederwaldtunnel Ein innerstädtisches Großprojekt im Osten von Frankfurt Planung und Bau Riederwaldtunnel Dezernat Riederwaldtunnel

2 Ablauf Uhr Vorträge zum Projektstand und zu den Bauaktivitäten, Verständnisfragen nach Themenblock (5 10 min) Projektübersicht Verkehrsführung während des Baus Baugrund und Verbau Bauausführung Proberammungen Lärm kurze Pause (5 Minuten) Uhr Uhr Weitere Fragen, Statements (jeweils max. 2 Minuten), Diskussion Ende der Veranstaltung 2

3 Agenda Projektübersicht Teilprojekte Bauzeitliche Verkehrsführung Baugrund und Verbau hydrogeologische Randbedingungen Wahl der Verbauart Einbringverfahren für Spundwände Einbringhilfen Bauausführung Bauablauf Tunnelbauwerk Regelablauf Tunnelbaugrube vorgesehene Gesamtbauzeit Proberammungen Standorte Messungen / Ergebnisse Aktionsbereiche Beweissicherung Lärm Verkehrslärm Baulärm (Vortrag Gutachter) 3

4 Projektübersicht- Teilprojekte 4

5 Verkehrsführung während der Herstellung des Tunnelbauwerks 5

6 Bauzeitliche Verkehrsführung Heutiger Zustand: 6

7 Bauzeitliche Verkehrsführung Bauzustand: Die Verkehrsbeziehungen bleiben während der Bauzeit erhalten. 7

8 Bauzeitliche Verkehrsführung Leistungsfähigkeit der Verkehrsführung: 8

9 Bauzeitliche Verkehrsführung Wichtigste Merkmale: Großer Ringverkehr am Rande der Bebauung: Alle Wegeverbindungen bleiben erhalten. Nur kleinräumige Anpassungen der Verkehrsführung während der Bauzeit. Der Baustellenverkehr wird weitestgehend über Baustraßen geführt. Die Leistungsfähigkeit der bauzeitlichen Verkehrsführung ist nachgewiesen. 9

10 Darstellung der hydrogeologischen Randbedingungen 10

11 Vorhandene hydrogeologische Situation Bodenüberdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwassersperrende Schicht <Norden Süden> 11

12 Umfließbarkeit des Tunnels im Endzustand vorhandene = zukünftige Geländeoberkante Bodenüberdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht Grundwassersperrende Schicht <Norden Süden> Es ist eine Verbindung der grundwasserführenden Schichten beidseitig des Tunnelbauwerks herzustellen. Für den Endzustand muss die Unterbrechung dieser Schicht aufgehoben werden. Verbindung der grundwasserführenden Schichten durch ein 1,00 m starkes Filterpaket auch Kiesen 12

13 Wahl der Verbauart 13

14 Auswahl des Verbausystems Setzungen der angrenzenden Bebauung müssen vermieden werden, daher dürfen sich keine Grundwasserabsenkungen einstellen. Grundwasserabsenkungen entstehen, wenn zuviel Grundwasser entnommen wird. Eine Entnahme von Grundwasser ist nicht vorgesehen, jedoch ist der Zufluss von Grundwasser durch die Verbauwände ebenfalls als Entnahme zu betrachten. Somit gilt es, einen Zufluss des Grundwassers durch die Verbauwändein die Baugrube zu vermeiden bzw. auf ein unschädliches Maß zu begrenzen. Dies ist technisch nur mit einem wasserundurchlässigen Verbau möglich. 14

15 Wasserundurchlässige Verbausysteme Überschnittene Bohrpfahlwand Schlitzwand Da im Endzustand keine Beeinflussung des Grundwassers vorhanden sein darf, müssen die Verbauten entlang des Tunnels vollständig zurück gebaut werden. Für die überschnittene Bohrpfahlwand und die Schlitzwand, die aus Beton hergestellt werden, bedeutet dies zum Einen erheblichen Lärm durch den erforderlichen Betonabbruch, zum Anderen erhebliche Bauzeitverlängerungen durch kompliziertezeitintensive Rückbauarbeiten. Stahlspundwand Somit stellt die Stahlspundwand das bestmögliche Verbausystemdar, da hier die größtmögliche Ein-und Ausbauleistung zu erheblicher Bauzeiteinsparung führt und die Lärmentwicklung optimiert werden kann. 15

16 Einbringverfahren für Spundwände 16

17 Spundwände - Einbringverfahren Pressen Rammen Sand-und Mergelsteineinlagerungen in den anstehenden Böden machen den Einsatz dieses Systems unmöglich. Das Einrammen der Spundbohlen wird nur dort erforderlich, wo es aus statischen Gründen unumgänglich ist. Vibrieren Aufgrund der anstehenden Bodenarten ist dieses System nicht ohne Einbringhilfen anzuwenden. Daher müssen Einbringhilfen diesem Verfahren vorgeschaltet werden. 17

18 Einbringhilfen 18

19 Auswertung der Proberammungen Im Zuge der Proberammungenwurden folgende Einbringhilfen getestet: Hochdruckvorschneidetechnik Auflockerungsbohrungen Austauschbohrungen 19

20 Hochdruckvorschneidetechnik Spüllanzen an den Spundbohlen schneiden den anstehenden Boden mittels Wasserstrahl vor Nachteil: der anstehende Ton weicht auf und verklebt mit den Spundbohlen, daher deutliche Erschwernisse beim Ausbau 20

21 Ergebnisse der Proberammungen - Hochdruckvorschneidetechnik Mit der Vorschneidetechnik wurden lediglich in einem der 3 Probefelder die gesteckten Ziele erreicht Die erforderliche Einbindetiefekann mit diesem Verfahren nicht zielsicher erreicht werden 21

22 Auflockerungsbohrung Arbeitsabfolge: 1. Einbohren in den Boden mittels Spiralbohrer (anstehender Boden wird nur gelockert) 2. Einbringen der Spundbohlen es verbleiben Bereiche ohne Auflockerung, hieraus resultieren Erschwernisse und ggf. Profilverformungen beim Einbau Nachteil: Durch die Vibrationen beim Einbau der Spundbohlen wird die ursprüngliche Lagerungsdichte des Bodens wieder annähernd hergestellt, so dass dieses Verfahren keine Erleichterung für den Ausbau der Spundbohlen bringt. 22

23 Austauschbohrung Arbeitsabfolge: 1. Herstellung einer Bohrung 2. Verfüllen der Bohrung mit Sand-/Kies-Gemisch 3. Einbringen der Spundbohlen Vorteil: Der anstehende Boden kann gegen Bodenmaterial ausgetauscht werden, welches auf das jeweilige Einbringverfahren abgestimmt ist. 23

24 Ergebnisse der Proberammungen - Austauschbohrungen Mit Hilfe von Austauschbohrungen konnten die größten Einbindetiefen erzielt werden Durch den kompletten Austausch der anstehenden Böden gegen ein geeignetes Kies-/Sand-Gemisch wird eine zielsichere Herstellung des Spundwandverbaues ermöglicht. 24

25 Einbringverfahren Spundbohlen werden in Austauschbohrungen einvibriert 25

26 Bauablauf Tunnelbauwerk 26

27 Bauablauf Heutiger Zustand : 27

28 Bauablauf Bauphase 1: Aufrechterhaltung der kompletten Verkehrsinfrastruktur sowie Ver- und Entsorgungsleitungen Baustellenlogistik unabhängig vom öffentlichen Verkehrsraum Baustellenverkehr nicht über das städtische Netz sondern über A 661 und A 66 28

29 Bauablauf Bauphase 2a: Einrichtung der bauzeitlichen Straßenführung als Ringverkehr Verlegung der U-Bahn einschließlich Haltestelle Sichere Führung der Geh- und Radwege 29

30 Bauablauf Bauphase 2b I: Verschiebung der Verbindung Haenischstraße Schäfflestraße 30

31 Bauablauf Bauphase 2b II: Fortführung der Baumaßnahmen 31

32 Bauablauf Bauphase 2b III: Rückverschiebung der Verbindung Haenischstraße Schäfflestraße Einrichtung einer weiteren Querungsstelle für Fußgänger 32

33 Bauablauf Bauphase 2c: Verlegung eines Abschnittes des nördlichen Ringverkehres zur Fertigstellung der Tunnelröhre 33

34 Regelablauf einer Tunnelbaugrube (Baudock) 34

35 Geplanter Bauablauf - Tunnelrohbau AD Erlenbruch Tunnelportal West Hänischstr. Lahmeyerstr. ohne Darstellung der elektrotechnischen Tunnelausrüstung AS Borsigallee Tunnelportal Ost 35 Es folgen Erläuterungen am Beispiel eines Docks mit 200 m Länge Bauzeit für ein 200 m Dock: 460 Tage

36 Vorbereitende Arbeiten Arbeitsebene auf Urgeländehöhe normaler Geräuschpegel Dauer dieser Leistung: 20 Tage mobile Lärmschutzwand Überdeckung Überdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht <Norden Süden> Grundwassersperrende Schicht 36

37 Austauschbohrung einbringen Arbeitsebene auf Urgeländehöhe normaler Geräuschpegel durch den Einsatz eines Schneckenputzers Geräuschpegel wird durch mobile Lärmschutzwand gedämpft Dauer dieser Leistung: 60 Tage mobile Lärmschutzwand Überdeckung Überdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht <N S> Grundwassersperrende Schicht 37

38 Spundwand einvibrieren Arbeitsebene auf Urgeländehöhe mobile Lärmschutzwand hoher Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch mobile Lärmschutzwand gedämpft Dauer dieser Leistung: 25 Tage mobile Lärmschutzwand Überdeckung Grundwasserführende Schicht Überdeckung Grundwasserführende Schicht <N S> Grundwassersperrende Schicht 38

39 Entspannungsbohrungen einbringen Arbeitsebene auf Urgeländehöhe normaler Geräuschpegel durch den Einsatz eines Schneckenputzers Geräuschpegel wird durch mobile Lärmschutzwand gedämpft Dauer dieser Leistung: 20 Tage mobile Lärmschutzwand Überdeckung Überdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht <N S> Grundwassersperrende Schicht 39

40 Herstellung des Baugrubenaushubs bis zur 1. Zwischenebene Arbeitsebene auf Urgeländehöhe normaler Geräuschpegel Dauer dieser Leistung: 25 Tage Bauzaun / mobile Lärmschutzwand Überdeckung Überdeckung Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht <N S> Grundwassersperrende Schicht 40

41 Herstellung der Rückverankerung Arbeitsebene unterhalb des Urgeländes normaler Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch das Arbeiten in der Baugrube gedämpft Dauer dieser Leistung: 50 Tage Bauzaun / mobile Lärmschutzwand Grundwasserführende Schicht Grundwasserführende Schicht <N S> Grundwassersperrende Schicht 41

42 Restlicher Baugrubenaushub Arbeitsebene in der Tiefe der Baugrube normaler Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch das Arbeiten in der Tiefe der Baugrube gedämpft Dauer dieser Leistung: 50 Tage Bauzaun / mobile Lärmschutzwand <N S> Baugrubensohle 42

43 Einbau Filterschicht Arbeitsebene in der Tiefe der Baugrube normaler Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch das Arbeiten in der Tiefe der Baugrube gedämpft Dauer dieser Leistung: 30 Tage Bauzaun / mobile Lärmschutzwand <N S> 43

44 Herstellung des Tunnels Arbeitsebene in der Tiefe der Baugrube Bauzaun / mobile Lärmschutzwand normaler Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch das Arbeiten in der Tiefe der Baugrube gedämpft Dauer dieser Leistung: 135 Tage <N S> 44

45 Seitliche Verfüllung und Überschüttung des Tunnels Arbeitsebene auf Urgeländeniveau normaler Geräuschpegel Dauer dieser Leistung: 25 Tage Bauzaun / mobile Lärmschutzwand <N S> 45

46 mobile Lärmschutzwand Ziehen des Baugrubenverbaus Arbeitsebene auf Urgeländeniveau mobile Lärmschutzwand hoher Geräuschpegel Geräuschpegel wird durch mobile Lärmschutzwand gedämpft Dauer dieser Leistung: 20 Tage <N S> 46

47 Aufteilung der Lärmemissionen Leistungsbereich Arbeitsschritte Gesamtdauer (Tage) Lärmbelastung Baugrubenverbau Erda arbeiten Rohbau Tunnel Vorbereitende Arbeiten 20 normal Austauschbohrungen für Baugrubenumschließung 60 normal Baugrubenumschließung herstellen Spundwände einbringen 25 hoch Entspannungsbohrungen herstellen 20 normal Voraushub bis Ankerlage 25 normal Verbauverankerung herstellen 50 normal Restaushub bis Baugrubensohle 50 normal Grobschlag und Flächenfilter herstellen 30 normal Tunnel herstellen 135 normal Verfüllung Baugrube einschl. Herstellung Flächenfilter Baugrubenumschließung ausbauen Spundwände ziehen 25 normal 20 hoch Gesamtbauzeit 200 m lange Baugrube

48 Regelablauf Tunnelbaugrube Wichtigste Merkmale: Die lärmintensiven Arbeiten beschränken sich insgesamt auf ca. 45 Tage für Herstellen und Rückbau der Baugrubenumschließung bei einer Gesamtbauzeit von 460 Tagen. An den restlichen ca. 415 Tagen ist mit normalem Baulärm zu rechnen. Möglichkeiten zur Minimierung des Baulärms bei Herstellung der Baugrubenumschließung wurden bei den Proberammungen sowie den laufenden Arbeiten an der Baugrube E1 untersucht. (Vorstellung nachfolgend von Büro Pies.) 48

49 Terminplanung Großkanäle /Leitungen 2,5 Jahre Hallgartensammler Seckbachsammler Nordsammler Südsammler AD Erlenbruch 7 Jahre Fertigstellung A Monate Tunnel 7 Jahre AS Borsigallee 3 Jahre 49

50 Proberammungen 50

51 Feldversuche / Proberammungen Ziel der durchgeführten Proberammungen: Erlangen weiterer Erkenntnisse für die Tunnelbaustelle über: zusätzliche geologische Gegebenheiten die Rechenansätze für weitere statische Berechnungen übertragbare Ankerkräfte in den anstehenden Boden mögliche Einbringverfahren notwendige Einbringhilfen Erschütterungen, Schadstoffausstoß, Beweissicherung Baustellen-und Verkehrslärm Wahl des EINBRINGVERFAHRENS (Spundwände) 51

52 Feldversuche / Proberammungen Versuchsstandorte 1. Erlenbruch-West 2. Erlenbruch-Ost 3. Teufelsbruch

53 Feldversuche / Proberammungen Lärmmessungen Erschütterung NO 2 -Messung Erlenbruch-West und Erlenbruch-Ost 53

54 Feldversuche / Proberammungen Lärmmessungen Erlenbruch-West und Erlenbruch-Ost Messpunkt Lärm Versuchsfeld Lärmschutzwand 54

55 Feldversuche / Proberammungen Erschütterung Erlenbruch-West und Erlenbruch-Ost Messpkt. Erschütt. Versuchsfeld 55

56 Feldversuche / Proberammungen NO 2 -Messung Erlenbruch-West und Erlenbruch-Ost x x Messpunkt NO2 Versuchsfeld 56

57 Feldversuche / Proberammungen Lärmmessungen Erschütterung NO 2 -Messung Teufelsbruch 57

58 Feldversuche / Proberammungen Lärmmessungen Teufelsbruch Messpunkt Lärm Versuchsfeld Lärmschutzwand 58

59 Feldversuche / Proberammungen Erschütterung Teufelsbruch Messpkt. Erschütt. Versuchsfeld 59

60 Feldversuche / Proberammungen x NO 2 -Messung Teufelsbruch Messpunkt NO2 x Versuchsfeld 60

61 Feldversuche / Proberammungen Erschütterungsmessungen Bereich Messpunkt Messort Entfernung [m] Anhaltswerte DIN unterschritten Erlenbruch-West MP 1 Pestalozzischule 100 ja MP 2 Vatterstraße ja Erlenbruch-Ost MP 1 Vatterstraße 48 (EG) 17 ja MP 1 Vatterstraße 48 (1. OG) 17 ja MP 2 Wendehammer Vatterstr. Garage 25 ja MP 3 Flinschstraße 1 60 ja Teufelsbruch MP 1 Borsigallee ja MP 2 Borsigallee ja MP 3 Borsigallee ja DIN 4150: Erschütterungsmessungen im Bauwesen Einwirkung auf bauliche Anlagen (DIN 4150, Teil 3) 61

62 Feldversuche / Proberammungen 62

63 Feldversuche / Proberammungen NO 2 -Messungen NO 2 -Messungen [µg/m3] Passivsammler, 3-4 Wochen Messdauer Standort Messpunkt Messwerte [µg/m3] Immissionswerte (Grenzwerte Jahresmittel) [µg/m3] Erlenbruch-West West 1 33,0 40 Baufeld West 2 33,8 40 Vatterstraße / Pestalozzischule West 3 66,6 40 Straße Am Erlenbruch 100 Erlenbruch-Ost Ost 1 32,7 40 Baufeld Ost 2 36,2 40 Vatterstraße 48 Ost 3 40,1 40 Straße Am Erlenbruch 120 Teufelsbruch Teufelsbr. 1 39,3 40 Baufeld Teufelsbr. 2 58,5 40 Wächtersbacher Straße Teufelsbr. 3 49,5 40 Borsigallee 63

64 Feldversuche / Proberammungen Lärmmessungen (Vorstellung nachfolgend von Büro Pies.) 64

65 Beweissicherung Aktionsbereiche 65

66 Überwachung der Auswirkungen der Bautätigkeit Grundwassermonitoring Lärmmessungen Erschütterungsmessungen NO 2 -Messungen Beweissicherung * - vor, während und nach der Bauphase Grundwassermessungen Bestandsaufnahme Höhenmessungen (Präzisions-Nivellement) Setzungskontrollen Messung von Lärm, Erschütterungen, Staub * Messungen und Gutachten werden durch sachverständige Fachbüros erstellt. 66

67 Verkehrslärm 67

68 Verkehrslärm Verkehrslärm heutiger Zustand: 68

69 Verkehrslärm Verkehrslärm Bauzustand: 69

70 Verkehrslärm Verkehrslärm heute und bauzeitlich: 70

71 Verkehrslärm Verkehrslärm: Die schalltechnischen Untersuchungen haben auf der nördlichen Seite der bauzeitlichen Verkehrsführung (Vatterstraße) gering erhöhte Werte ergeben. Durch die Anordnung einer 4 m hohen Lärmschutzwand konnten die Auswirkungen verringert werden. Die schalltechnischen Untersuchungen haben auf der südlichen Seite der bauzeitlichen Verkehrsführung (Am Erlenbruch) weitestgehend gleiche Werte wie im heutigen Zustand ergeben. 71

72 Baulärm Es folgt der Vortrag von Büro Pies. 72

73 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 73