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Geotechnik & Consulting

Der Baugrund als Ausgangspunkt

Die professionelle Auswertung geologischer Profile stellt die Grundlage für die Wahl der optimalen Vortriebstechnik dar.

________________ Die geologischen und hydrogeologischen Informationen über den Baugrund entlang der Trasse bilden die Grundlage für die Planung und Ausführung von Tunnelbauprojekten. Die fachmännische und detaillierte Analyse und Beurteilung geologischer Gutachten stellen die wichtigste Schnittstelle zwischen dem Baugrund und der Auswahl und Konstruktion der geeigneten Vortriebsmaschine dar.

Jede einzelne Tunneltrasse besitzt spezielle geologische und hydrogeologische Voraussetzungen. Die Auswahl des jeweils passenden Maschinentyps erfolgt immer im Einzelfall unter Berücksichtigung aller verfügbaren Projektparameter. Für eine übersichtliche Produktzuordung wurde die große Vielfalt an Baugründen in drei grundlegende Kategorien unterteilt.

 

Bindige Böden wie Ton, Schluff oder Lehm mit geringer Wasserdurchlässigkeit und kleinem Korngrößenbereich

Eigenschaften
Gemenge von Mineralien und/oder Gesteinsbruchstücken und/ oder organischer Materie ohne mineralische Verbindung. Üblicherweise nicht standfeste, kohäsive Lockergesteine mit hohem Schluff- oder Tonanteil und breiiger Konsistenz; klassischer Einsatzbereich für erddruckgestützte Vortriebsverfahren

 

Rollige Böden wie Sand, Kies oder Steine mit hoher Wasserdurchlässigkeit oder Mischgeologien aus Fest- und Lockergestein

Eigenschaften
Wechsellagerung aus Locker- und Festgesteinen oder Wechsellagerung und Verzahnung bindiger und nicht bindiger Lockergesteine; oftmals in Kombination mit geologischen Einlagerungen wie Findlingen, beispielsweise bei der Unterquerung von Gewässern; klassischer Einsatzbereich von flüssigkeitsgestützten Vortriebsverfahren

 

Gestein wie Sandstein, Kalkstein, Basalt oder Granit mit teils sehr hohen Druckfestigkeiten; charakteristisch sind die überwiegende Flächenberührung und Flächenverbindung der Bestandteile

Eigenschaften
Gemenge von Mineralien und/oder Gesteinsbruchstücken mit mineralischer Bindung; der Begriff Festgestein umfasst eine große Bandbreite unterschiedlichster Gesteinsarten, von eher weichen Formationen bis hin zu Gneis oder Granit mit Gesteinsdruckfestigkeiten bis zu 400 Megapascal; klassischer Einsatzbereich von Hartgesteinsmaschinen

Zu berücksichtigen sind unter anderem die Gebirgsstandfestigkeit, das Transportverhalten des abgebauten Materials, Umweltaspekte sowie Randbedingungen wie genehmigungsrechtliche oder arbeitssicherheitsbedingte Anforderungen. Als wichtigste boden- bzw. felsmechanische Parameter zur Konzeption einer Tunnelbohrmaschine gelten:

  • Kornverteilung
  • Dichte/Dichte unter Auftrieb
  • Reibungswinkel
  • Kohäsion
  • Elastizitätsmodul
  • Durchlässigkeit
  • Grundwasserdruck
  • Atterberg'sche Grenzen
  • Gesteinsdruck und -zugfestigkeit
  • Quarzanteil
  • Abrasivität (CAI-Test, Cherchar Abrasivity Index)

Ein besonderes Augenmerk wird neben der Verfahrenswahl auf die Konzeption des Schneidrades gelegt. Die Baugrundparameter haben einen großen Einfluss auf das Design und die Werkzeugbestückung. Durch entsprechende Maßnahmen werden Verschleiß und Verklebungen minimiert und Boden- oder Gesteinsabbau optimiert.

Die Körnungslinie ist eines der wichtigsten Hilfsmittel bei der Auswahl des idealen Maschinenverfahrens im Lockergestein.

 

Erfolg planen

Der Erfolg eines maschinellen Tunnelvortriebs wird maßgeblich durch die Kenntnisse über den anzutreffenden Baugrund beeinflusst. Je früher in einem Projekt die Interaktionen im Gesamtsystem aus Baugrund und Vortriebsverfahren in den Planungen berücksichtigt werden, umso effektiver und sicherer kann das Bauvorhaben durchgeführt und abgeschlossen werden. Bei Herrenknecht arbeiten bereits in der Planungsphase Maschinenbau-, Bauingenieure und Verfahrenstechniker eng zusammen. Auf Basis der hohen Projektexpertise in unterschiedlichsten Baugrundverhältnissen können dadurch sehr verlässliche Empfehlungen für die Wahl der richtigen Tunnelbohrmaschine gegeben werden. Als Technologieführer kann Herrenknecht auch für außergewöhnliche Herausforderungen Beratung und Speziallösungen nach Bedarf anbieten.

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