Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Innovative Lösungen zur wirtschaftlichen Herstellung großer Verkehrstunnel
Der 1334 m lange Tunnel Offenbau liegt in der Ortschaft Offenbau in der Marktgemeinde Thalmässing und wurde im Zuge der ICE-Neubaustrecke Nürnberg-Ingolstadt errichtet. Der Tunnel wurde unter schwierigen geologischen und hydrologischen Verhältnissen aufgefahren. Zwei Grundwasserstockwerke, gespanntes Grundwasser bis über das Gelände, heterogener Schichtenaufbau mit quellfähigen Tonmineralen prägen die anstehende Geologie. Mit der Deckelbauweise, dem Auffahren des Tunnels unter Druckluft, dem Einbau einer gewölbten Spritzbetonsohle unter Druckluft und dem anschließenden atmosphärischen Ausbau des Tunnels mit Sohle und Wänden wurde ein wirtschaftliches Bauverfahren gefunden, den Tunnel mit weitgehender Schonung für Grundwasser und Umwelt zu errichten. Die bautechnische Realisierung für die Herstellung des zweigleisigen Hochgeschwindigkeitstunnels mit 100-m2-Querschnitt erforderte im Gesamtkonzept und Detail folgende innovative Lösungen: (1) Variantenuntersuchung und Ausarbeitung zur möglichen Konstruktion und Bauausführung des Tunnels. Erstellung von Varianten zur Entscheidungsfindung für die optimale Lösung. Deckelbauweise mit Druckluft unter Anwendung einer gewölbten Spritzbetonsohle. (2) Entwicklung der Bemessungskonzepte für die Aufnahme der Quelldrücke im Bauzustand durch die Spritzbetonsohle und im Endzustand durch die Polsterschicht bzw. der Tunnelsohle. (3) Entwicklung einer Sicherheitsphilosophie für die Dimensionierung der Tiefgründung unter Ansatz und Kombination der Quell- und Wasserdrücke sowie ständiger, häufiger und seltener Lasten. (4) Ausarbeitung zur gewählten Vortriebsmethode mit zwei Aushubebenen und Auswahl der wirtschaftlichen Druckluft für das Auffahren des Tunnels. (5) Entwicklung des Brandschutzkonzepts für den Tunnel mit Rechteckquerschnitt und Erarbeitung einer wirtschaftlichen und qualitätsoptimierten Lösung.
The tunnel Offenbau is named after the small town, where it is located and is part of the commune Thalmässing in Germany. The tunnel has a length of 1334 metres and was built for the New High Speed Line, which connects the city of Nuremberg and the city of Ingolstadt. Under very difficult geological and hydrological conditions the tunnel was developed. The geology of this project includes two ground water levels - confined ground water throughout the whole territory - and heterogeneous layers with swellable clay minerals. It was found an economical construction method to protect the ground water and environment: (1) the dig-and-cast construction method, (2) tunnelling under air pressure with approximately 0.99 bar, (3) the implementation of a convex shotcrete invert under compressed air, (4) athmospherical finish of final invert and inner walls. The structural engineering completion of the double tracked high-speed tunnel development (width: 100 square metre) included finally several innovative solutions. The geotechnical principals of the use of compressed air in tunnelling - also in combination with the dig-and-cast construction method are easy and established. The high air pressure generates a counterpoise against confined ground water and can be used as a sump drainage action, which suppresses the inward flowing water. The tunnel Offenbau demonstrates the most recent development of the dig-and-cast construction method. To improve the construction execution it is characterized by a consistent realization of applying the air pressure method, the quality of the finish, the efficiency and the profitability. By integrating a temporarily arch-invert, the air pressure was immediately after the arch finish deflated. This enabled the project team to produce the final invert of the structure and the inner walls under atmospheric conditions and optimized therefore the costs and quality of this project. None concrete component parts of the finalized tunnel were exposed to the air pressure during the time of the construction.
Innovative Lösungen zur wirtschaftlichen Herstellung großer Verkehrstunnel
Der 1334 m lange Tunnel Offenbau liegt in der Ortschaft Offenbau in der Marktgemeinde Thalmässing und wurde im Zuge der ICE-Neubaustrecke Nürnberg-Ingolstadt errichtet. Der Tunnel wurde unter schwierigen geologischen und hydrologischen Verhältnissen aufgefahren. Zwei Grundwasserstockwerke, gespanntes Grundwasser bis über das Gelände, heterogener Schichtenaufbau mit quellfähigen Tonmineralen prägen die anstehende Geologie. Mit der Deckelbauweise, dem Auffahren des Tunnels unter Druckluft, dem Einbau einer gewölbten Spritzbetonsohle unter Druckluft und dem anschließenden atmosphärischen Ausbau des Tunnels mit Sohle und Wänden wurde ein wirtschaftliches Bauverfahren gefunden, den Tunnel mit weitgehender Schonung für Grundwasser und Umwelt zu errichten. Die bautechnische Realisierung für die Herstellung des zweigleisigen Hochgeschwindigkeitstunnels mit 100-m2-Querschnitt erforderte im Gesamtkonzept und Detail folgende innovative Lösungen: (1) Variantenuntersuchung und Ausarbeitung zur möglichen Konstruktion und Bauausführung des Tunnels. Erstellung von Varianten zur Entscheidungsfindung für die optimale Lösung. Deckelbauweise mit Druckluft unter Anwendung einer gewölbten Spritzbetonsohle. (2) Entwicklung der Bemessungskonzepte für die Aufnahme der Quelldrücke im Bauzustand durch die Spritzbetonsohle und im Endzustand durch die Polsterschicht bzw. der Tunnelsohle. (3) Entwicklung einer Sicherheitsphilosophie für die Dimensionierung der Tiefgründung unter Ansatz und Kombination der Quell- und Wasserdrücke sowie ständiger, häufiger und seltener Lasten. (4) Ausarbeitung zur gewählten Vortriebsmethode mit zwei Aushubebenen und Auswahl der wirtschaftlichen Druckluft für das Auffahren des Tunnels. (5) Entwicklung des Brandschutzkonzepts für den Tunnel mit Rechteckquerschnitt und Erarbeitung einer wirtschaftlichen und qualitätsoptimierten Lösung.
The tunnel Offenbau is named after the small town, where it is located and is part of the commune Thalmässing in Germany. The tunnel has a length of 1334 metres and was built for the New High Speed Line, which connects the city of Nuremberg and the city of Ingolstadt. Under very difficult geological and hydrological conditions the tunnel was developed. The geology of this project includes two ground water levels - confined ground water throughout the whole territory - and heterogeneous layers with swellable clay minerals. It was found an economical construction method to protect the ground water and environment: (1) the dig-and-cast construction method, (2) tunnelling under air pressure with approximately 0.99 bar, (3) the implementation of a convex shotcrete invert under compressed air, (4) athmospherical finish of final invert and inner walls. The structural engineering completion of the double tracked high-speed tunnel development (width: 100 square metre) included finally several innovative solutions. The geotechnical principals of the use of compressed air in tunnelling - also in combination with the dig-and-cast construction method are easy and established. The high air pressure generates a counterpoise against confined ground water and can be used as a sump drainage action, which suppresses the inward flowing water. The tunnel Offenbau demonstrates the most recent development of the dig-and-cast construction method. To improve the construction execution it is characterized by a consistent realization of applying the air pressure method, the quality of the finish, the efficiency and the profitability. By integrating a temporarily arch-invert, the air pressure was immediately after the arch finish deflated. This enabled the project team to produce the final invert of the structure and the inner walls under atmospheric conditions and optimized therefore the costs and quality of this project. None concrete component parts of the finalized tunnel were exposed to the air pressure during the time of the construction.
Innovative Lösungen zur wirtschaftlichen Herstellung großer Verkehrstunnel
Difficult geological and hydrogeological conditions require innovative solutions
Frühauf, Wolfgang (Autor:in) / Scholz, Matthias (Autor:in)
Felsbau ; 23 ; 15-25
2005
11 Seiten, 11 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Tunnelbau , Tunnel , Projekt , Deutschland , Verkehrsanlage , Geologie , Hydrologie , Grundwasser , Baugrund , Ton (Mineral) , Quellvermögen , Ausschreibung , Bauweise , Bauausführung , konstruktiver Aufbau , Pfahlgründung , Quellung , Verformung , Dehnung unter Belastung , Tunnelvortrieb , Druckluft , Bemessung , Bauwerk , Brandschutz
Innovative Lösung zur wirtschaftlichen Herstellung großer Verkehrstunnel
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