Tunnelbau im Sprengvortrieb

1 Geschichte.- 2 Bauverfahren für den Sprengvortrieb.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Der Vollausbruch.- 2.3 Der Ausbruch in Teilen.- 2.3.1 Die Aufbruchbauweise oder Österreichische Tunnelbauweise.- 2.3.2 Die Unterfangungsbauweise oder Belgische Bauweise.- 2.3.3 Die Kernbauweise oder Deutsche Bauweise.- 2.3.4 Firstbalkenverfahren.- 2.4 Kombination des Sprengvortriebes mit maschinellen Tunnelbauverfahren.- 2.4.1 Kombinationen mit Teilschnittmaschinen.- 2.4.2 Kombination mit Vollschnittmaschinen.- 3 Bohrbetrieb.- 3.1 Allgemeines.- 3.2 Bohrgeräte zum Sprenglochbohren.- 3.2.1 Bohrtechnik und Bohrverfahren.- 3.2.2 Pneumatische Bohrhämmer.- 3.2.3 Hydraulische Bohrhämmer.- 3.2.4 Zusatzkomponenten.- 3.2.5 Bohrwagen.- 3.3 Bohrwerkzeuge und Zusatzgeräte.- 3.3.1 Bohrstahl.- 3.3.2 Einsteckenden.- 3.3.3 Verbindungsmuffen.- 3.3.4 Vortriebsstangen.- 3.3.5 Monobloc-Bohrer.- 3.3.6 Bohrkrone.- 3.3.7 Erweiterungsbohrungen.- 3.3.8 Spülung.- 3.4 Verschleiß.- 3.5 Leistung.- 3.5.1 Bohrbarkeit.- 3.5.2 Einflußfaktoren auf die Bohrgeschwindigkeit.- 3.6 Kosten.- 4 Sprengbetrieb.- 4.1 Allgemeines.- 4.2 Die Sprengstoffe im Tunnelbau.- 4.2.1 Gelatinöse Ammonsalpetersprengstoffe.- 4.2.2 Pulverförmige Ammonsalpetersprengstoffe.- 4.2.3 Emulsionssprengstoffe.- 4.2.4 Wettersprengstoffe.- 4.3 Die Zündmittel und -systeme im Tunnelbau.- 4.3.1 Elektrische Zündung.- 4.3.2 Elektronische Zündung.- 4.3.3 Nichtelektrische Zündung.- 4.3.4 Die Sprengschnur (Knallzünder, detonierende Zündschnur).- 4.4 Transport und Lagerung.- 4.5 Lademengenermittlung.- 4.5.1 Sprengtechnische Begriffe.- 4.5.2 Grundsätze zur Lademengenberechnung.- 4.5.3 Ladungsbemessung im Tunnelbau.- 4.6 Das Bohr-und Zündschema.- 4.6.1 Einbruchschüsse.- 4.6.2 Helferschüsse.- 4.6.3 Kranzschüsse.- 4.6.4 Die Zündfolge.- 4.7 Der Ladevorgang.- 4.7.1 Ladegeräte und Hilfsmittel.- 4.7.2 Die Schlag-oder Zündpatrone.- 4.7.3 Das Laden.- 4.7.4 Das Besetzen.- 4.7.5 Die Zündung.- 4.8 Zeitermittlung.- 4.8.1 Laden.- 4.8.2 Besetzen.- 4.8.3 Verbinden der Zünderdrähte.- 4.8.4 Herstellen und Prüfen des Zündkreises, Zünden.- 4.8.5 Gesamtzeit für eine Sprengung.- 4.9 Sprengtechnische Aspekte.- 4.9.1 Wahl des Sprengstoffs.- 4.9.2 Wahl des Zündmittels.- 4.9.3 Der Besatz.- 4.9.4 Laden vor Ende der Bohrarbeiten.- 5 Schutterbetrieb.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Ladegeräte.- 5.2.1 Anforderungen und Einteilung.- 5.2.2 Bagger.- 5.2.3 Lader.- 5.2.4 Spezialladegeräte.- 5.3 Fördern des Materials.- 5.3.1 Überblick über die Transportgeräte.- 5.3.2 Gleisloser Betrieb.- 5.3.3 Gleisbetrieb.- 5.3.4 Bandförderung.- 5.4 Leistungsermittlung.- 5.4.1 Leistungen der Ladegeräte.- 5.4.2 Leistungen der Fördergeräte.- 5.5 Beispielhafte Darstellung von Transportketten.- 5.5.1 Schutterung in einem Verkehrstunnel.- 5.5.2 Schutterung in einem Erkundungsstollen.- 5.6 Zusammenfassung und Ausblick.- 6 Sicherung.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Sicherungsarten.- 6.2.1 Vorübergehende Sicherung.- 6.2.2 Endgültige Sicherung.- 6.3 Konstruktionsvarianten für den Schalenaufbau.- 6.3.1 Zweischalige Konstruktionen.- 6.3.2 Einschalige Konstruktionen.- 6.4 Baustoffe.- 6.4.1 Beton und Stahlbeton als Schalbeton.- 6.4.2 Beton und Stahlbeton als Spritzbeton.- 6.4.3 Stahlfaserbeton als Spritz- oder Schalbeton.- 6.5 Schalungen und Geräte.- 6.5.1 Schalungen.- 6.5.2 Geräte zur Verarbeitung von Spritzbeton.- 6.5.3 Besonderheiten bei der Verarbeitung von Stahlfaserspritzbeton.- 138.- 6.6 Zeitermittlung.- 6.7 Kosten.- 7 Wasserhaltung während der Bauzeit.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Wasseranfall und Erschwernisse.- 7.2.1 Wasserführung des Gebirges.- 7.2.2 Erscheinungsformen des unterirdischen Wassers.- 7.2.3 Abrechnung und Quantitätsmessung.- 7.3 Verfahren zur Fassung und Ableitung des Bergwassers.- 7.3.1 Maßnahmen zur Wasserfassung.- 7.3.2 Maßnahmen zur Wasserableitung, offene Wasserhaltung.- 7.3.3 Bohrlochdrainagen und Drainagestollen.- 7.4 Behinderungen und Leistungsminderung.- 7.4.1 Allgemeine Darstellung.- 7.4.2 Einfluß des Bergwassers auf die Vortriebsleistung.- 7.4.3 Einfluß des Bergwassers auf die Vortriebskosten.- 7.5 Umwelteinflüsse und Reinigung.- 7.5.1 Einflüsse auf den Grundwasserhaushalt.- 7.5.2 Einflüsse auf die Grundwasserqualität.- 7.6 Bergwassersperrung.- 7.6.1 Injektionsverfahren.- 7.6.2 Gefrierverfahren.- 8 Bauhilfsmaßnahmen.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Bewetterung.- 8.2.1 Die Tunnelluft belastende Stoffe.- 8.2.2 Lüftungskonzepte, Lüftungssysteme.- 8.2.3 Auslegung der Lüftungssysteme.- 8.2.4 Betriebskosten von Luttensystemen.- 8.3 Zusätzliche Bauhilfsmaßnahmen.- 8.3.1 Beleuchtung und Baustrom.- 8.3.2 Transportsysteme.- 8.3.3 Nischen und Querschläge.- 9 Sicherheit und Sicherheitsplanung im Sprengvortrieb.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Internationale Richtlinien und nationale Vorschriften.- 9.2.1 Richtlinie 93/15/EWG.- 9.2.2 Richtlinie 89/391/EWG.- 9.2.3 Richtlinie 92/57/EWG.- 9.2.4 Nationale Vorschriften.- 9.3 Integraler Sicherheitsplan.- 9.3.1 Der Sicherheitsplan im Umfeld der Managementpläne.- 9.3.2 Sicherheitsziele.- 9.3.3 Gefährdungsbilder und Risikoanalysen.- 9.3.4 Maßnahmenplan.- 9.4 Transport, Lagerung und Handhabung von Explosivstoffen.- 9.4.1 Der Transport zur Baustelle.- 9.4.2 Die Lagerung auf der Baustelle.- 9.4.3 Der Transport auf der Baustelle.- 9.4.4 Handhabung.- 9.5 Auswirkungen der Sprengung auf die Umgebung.- 9.5.1 Erschütterungen.- 9.5.2 Zusammensetzung und Auswirkung der Sprenggasemission.- 9.6 Ausbildung des Fachpersonals.- 10 Mechanisierung und Automatisierung.- 10.1 Allgemeines.- 10.2 Mechanisierungsschwerpunkte.- 10.2.1 Bohren und Sprengen.- 10.2.2 Sichern.- 10.2.3 Logistik.- 10.3 Bohren.- 10.3.1 Elektronische Steuerung.- 10.3.2 Rechnergestützte Bohrwagen.- 10.4 Schuttern und Vortriebslogistik.- 10.5 Spritzbetontechnik.- 10.5.1 Manipulatoren.- 10.5.2 Roboter.- 11 Grundzüge der statischen Nachweise und der geotechnischen Messungen.- 11.1 Allgemeines zur statischen Berechnung.- 11.1.1 Gebirgsdruckarten.- 11.1.2 Analytische Verfahren und ihre Modellbildung.- 11.1.3 Numerische Methoden.- 11.1.4 Die Anwendung der Finite-Element-Methode im Tunnelbau.- 11.1.5 Spezielle Anwendungen der FEM im Tunnelbau.- 11.2 Allgemeines zu geotechnischen Messungen.- 11.2.1 Meßquerschnitte für den Bauzustand.- 11.2.2 Messungen für den Endzustand.- 11.2.3 Meßmethoden und-geräte.- 11.2.4 Vorauserkundungen vor Ort.- 11.2.5 Auswertung der Messungen.- 12 Klassifizierung des Gebirges.- 12.1 Allgemeines.- 12.2 Grundsysteme der Klassifizierung.- 12.2.1 Q-System (Quality-System).- 12.2.2 RMR-System (Rock Mass Rating-System).- 12.2.3 Zusammenhang Q-und RMR-System.- 12.3 Normen, Richtlinien und Empfehlungen.- 12.3.1 Klassifizierung in Deutschland.- 12.3.2 Klassifizierung in der Schweiz.- 12.3.3 Klassifizierung in Österreich.- 12.4 Beispiel einer projektbezogenen Klassifizierung nach DIN 18312.- 12.4.1 Allgemeines.- 12.4.2 Beschreibung der Vortriebsklassen.