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Die Machbarkeit der Piora Mulde beim Gotthard-Basistunnel

Abstract:

Die Wichtigste Schlußfolgerungen aus den Erfahrungen mit Tunnelbohrmaschinen großen Durchmessers in der Schweiz kann man am besten durch die erzielten Brutto-Vortriebsleistungen zum Ausdruck bringen (Bild 25). Bei den Vollschnittmaschinen mit Schild beträgt die aus vier fertiggestellten Tunnelröhren ermittelte Brutto-Vortriebsleistung 2,6 km/Jahr. Bei den Ausweitungsmaschinen ergibt sich aus drei bereits in Betrieb stehenden Tunneln eine Brutto-Vortriebsleistung von 1,9 km/Jahr. Zieht man nur das neueste 2stufige Maschinensystem in Betracht, so liegen die Leistungswerte für Vollschnitt- und Ausweitungsmaschinen nach vorläufigen Erkenntnissen (Extrapolation) bei rund 2,5 km/Jahr. Es sei daran erinnert, daß bei diesen Brutto-Vortriebsleistungen pro Jahr effektiv nur an rund 230 Tagen gearbeitet wird und nur zwei Schichten pro Arbeitstag im Einsatz stehen. Es ist weiter zu beachten, daß bei diesen Angaben der Zeitaufwand für das Bohren des Pilotstollens bei einer Ausweitungsmaschine selbstredend nicht berücksichtigt ist. Vergleichbare Werte für den mit dem Mixschild ohne Bruststützung aufgefahrenen mittleren Felsabschnitt des Grauholztunnels liegen erst für die ersten 600 m vor und sind daher nicht angefügt. Die Vortriebsleistungen entsprechen dort den Erwartungen. Wie gravierend sich Stillstände auf Durchschnittswerte auswirken können, sei am Beispiel der Weströhre des Bözbergtunnels veranschaulicht. Dort betrug die durchschnittliche Netto-Vortriebsleistung 10,85 m/AT (Bild 26). Ohne den durch den Lagerwechsel bedingten elfwöchigen Stillstand erhielte man 13,20 m/AT. Diese Zahlen veranschaulichen auch die geringe Aussagekraft von Spitzenleistungen, betrug doch die maximale Tageslei-stung in diesem Tunnelrohr 250 m/AT. Der Umstand, daß der letzte Kilometer vor dem Durchschlag eine Netto-Vortriebsleistung von 16,56 m/AT aufwies, könnte darauf hindeuten, daß bei größeren Vortriebslängen eher bessere Durchschnittsleistungen erzielbar wären. Es ist zu erwähnen, daß in den hier untersuchten Tunneln im Vortriebsbereich weder große Konvergenz noch erhebliche Sohlhebungen infolge Quellens aufgetreten sind, die den Vortrieb hätten behindern können. In einzelnen kurzen Abschnitten einiger Tunnels mußte allerdings, vor Bohrbeginn, mit der Gefahr des echten Gebirgsdruckes oder mit rasch einsetzenden Quellhebungen im Vortriebsbereich gerechnet werden [16]. Die aufgebohrten Gesteinsarten bereiteten für die Penetration -, zumindest bei den neu sten Maschinentypen, - keine besonderen Probleme. Man verzeichnet &’ I diesen allerdings ein mehrfaches an installierter Leistung gegenüber den Maschinen der ersten Generation. Die heute erreichbare nominelle Anpresskraft je Rollenmeissel liegt bei 280 kN für einen 17 Meissel gegenüber rund 120 kN bei den kleineren Meisseln der 70er Jahre. Im Tunnel Locarno wird das kristalline Gestein mit Druckfestigkeiten von bis zu 250 N/mmz mit Anpresskräften von 170 bis 220 kN gebohrt. Von entscheidender Bedeutung für den Bauherrn und den Unternehmer ist die Zuverläßlichkeit der Prognosen beim mechanischen Auffahren großer Tunnelquerschnitte. Im Bild 27a ist für fünf der sechs fertiggestell-ten Tunnel die Genauigkeit der Einhaltung der prognostizierten Rohbau-zeit angegeben (ohne Sonnenbergtunnel). Bei drei der fünf Tunnel ist die geplante Rohbauzeit zum Teil erheblich unterschritten worden. Die maximale Überschreitung beträgt 2% und wurde nicht durch den Vortrieb, sondern durch Verzögerungen beim Einbau der Innenschale verursacht. Betreffend Rohbaukosten kann gemäß Bild 27b bei vier Tunneln eine Unterschreitung bzw. eine Einhaltung der Kostenprognose festgestellt werden. Beim Tunnel Neuenburg ist eine Kostenüberschreitung von 28% infolge unvorhergesehener geologischer Verhältnisse eingetreten. Entlang einer Strecke von 400 m Länge wurden in der Kalotte quartäre Formationen angefahren. Auf weiteren 1200 m mußten wegen der geringen Überlagerung in überbautem Gebiet Stahlbogen zur Erhöhung der Sicherheit eingebaut werden. Dieser Einbau, unmittelbar hinter dem Bohrkopf, wirkte sich jedoch bei diesem Maschinentyp, im Gegensatz zur Vollschnittmaschine des Heitersbergtunnels, nicht leistungsvermindernd aus (Bild 27a). Die Erfahrungen mit Tunnelbohrmaschinen großen Durchmessers mit offener Ortsbrust im Fels sind in der Schweiz in jeder Hinsicht erfreulich. Diese Vortriebsmethode stand in vielen Fällen im Wettbewerb mit dem konventionellen Vortrieb und hat sich als wirtschaftlich und leistungsfähig erwiesen. Selbst die zwei erwähnten Bohrsysteme standen in einigen Fällen in Konkurrenz. Der maschinelle Vortrieb großer Tunnelprofile gelangte in der Schweiz dank der Innovationsfreudigkeit und Risikobereitschaft von Behörden, Planern, Maschinenherstellern und insbesondere von Unternehmern zum Durchbruch. Dies führte zu einem ständig wachsenden Kenntnisstand bei den direkt Beteiligten. Angesichts der Risiken bezüglich Geologie, Bauzeit und finanziellen Mitteln beim Einsatz von großen Tunnelbohrmaschinen ist die im allgemeinen erfolgte Einhaltung der prognostizierten Baukosten und Bauzeiten bemerkenswert. Die in diesem Referat erörterten Tunnelvortriebe stellen in ihrer Gesamtheit einen Beitrag zur Weiterentwicklung des modernen Tunnelbaues in den vergangenen zweieinhalb Jahrzehnten dar. Wie weit der maschinelle Vortrieb und ins-besondere die Großbohrsysteme ausgereift sind zeigt der Umstand, daß der Schweizerische Ingenieur- und Architekten-Verein bereits im Jahre 1985 die Empfehlung SIA 198/1 ,,Tunnel- und Stollenbau im Fels mit Vollvortriebsmaschinen[17, 181 herausgegeben hat. Die Autoren möchten den beteiligten Bauunternehmungen für ihre uneingeschränkte Unterstützung bei der Erarbeitung dieses Referates bestens danken.

Authors:

Kovári, Kalman

Index Terms:

rock; TunnelingGroup

Further Information:

Date published: 1992