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Tunnelbau, spreng fortrieb

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  • Tunnelbau Sprengvortrieb

    Lehrstuhl fr Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau

    H/Fb 24.06.13

    Inhaltsverzeichnis 5 Sprengvortrieb 5.1

    5.1 Allgemeines zu Sprengvortrieben 5.15.2 Bohren 5.1

    5.2.1 Entwicklungen in der Bohrtechnik 5.15.2.2 Bohrgerte 5.25.2.3 Bohrkronen 5.3

    5.3 Laden, Besetzen, Sprengen 5.55.3.1 Sprengstoffe 5.55.3.2 Zndmittel 5.65.3.3 Ladungsanordnung und Zndfolge 5.85.3.4 Einbrucharten 5.95.3.5 Einflussfaktoren auf die Gre des Abschlags 5.9

    5.4 Bestimmung der Abschlagslnge und der bentigten Sprengstoffmenge 5.115.4.1 Abschlagslnge bei Ausbruch mit einer freien Flche 5.115.4.2 Abschlagslnge bei Ausbruch mit zwei freien Flchen 5.125.4.3 Anzahl der Bohrlcher zB 5.125.4.4 Spezifischer Sprengstoffbedarf MA 5.13

    5.5 Gebirgsschonendes Sprengen 5.135.6 Lften 5.145.7 Schuttern 5.155.8 Schrifttum 5.18

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.1

    Lehrstuhl fr Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau

    H/Fb 24.06.13

    5 Sprengvortrieb

    5.1 Allgemeines zu Sprengvortrieben

    Sprengvortriebe finden Anwendung in Gebirgen mit hartem (z.B. Granit, Gneis, ..) wie auch weichem (Mergel, Kreide, ) Festgestein. Vorteilhaft ist der Sprengvortrieb gegenber dem Vortrieb mit Tunnelbohrmaschinen insbesondere bei har-tem, abrasivem Gestein, kurzen Tunneln und bei nicht kreisfrmigen oder groen Querschnitten. Fr den Sprengvortrieb mssen die einzelnen Arbeitsschritte aus baubetrieblichen Grnden aufeinander abgestimmt werden, um Stillstandszeiten zu vermeiden. Es sind dies:

    - Bohren - Laden und Besetzen - Sprengen - Lften - Bereissen (Ablauten) ,Sichern - Schuttern

    Die Summe dieser Aktivitten wird Abschlag bezeichnet. Die Gesamtabschlagsdauer ist mageblich fr die Vortriebsleis-tung.

    5.2 Bohren

    5.2.1 Entwicklungen in der Bohrtechnik

    Die Bohrungen wurden frher von Hand durch den Mineur (Hauer) mit Meiel und Fustel hergestellt. Durch das Schla-gen und Drehen (Umsetzen) splittert das Gestein in Form einer Kerbe ab. Es wurden so Lcher von bis zu 2,0 m Lnge hergestellt. Heute wird nur noch mit Maschinen gebohrt. In den letzten Jahrzehnten fand eine starke Entwicklung durch Umstellung von druckluftbetriebenen auf hydraulisch betriebene Bohreinrichtungen und Automatisierung der Bohrlochherstellung statt. Bild 5.1 stellt die Entwicklungen in der Bohrtechnik mit der sich daraus ergebenden Steigerung der Leistung dar.

    Bohrmeter pro Stunde und Mann

    Handbetrieb

    Roboteri-sierung

    Mechani-sierung

    Bild 5.1: Entwicklung der Bohrtechnik

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.2

    Neuere Entwicklungen der Bohrtechnik in den letzten 20 Jahren waren:

    - Einfhrung von Hydraulikhmmern 50 % hhere Bohrleistung gegenber pneumatischen Hmmern verminderter Energieverbrauch erheblich geringerer Schallpegel

    - Einsatz der Elektronik zur Steuerung von Schlagleistung Andruck, Rotation und Schlagwerk Vorschub Splung

    - Teilroboterisierung der Bewegungsablufe computergesteuerte Positionsbestimmung computeroptimierte Ansteuerung der Ansatzpunkte Anti-Festbohrsicherungssensorik

    5.2.2 Bohrgerte

    In Bild 5.2 ist der prinzipielle Aufbau eines Bohrgerts dargestellt. Das Einsteckende bertrgt die Schlagenergie bzw. das Drehmoment vom Bohrhammer auf die Vortriebsstange. Die Lafette dient der Fhrung der Vortriebsstange, die die Schlagenergie, die Rotation und das Splmedium an die Bohrkrone weitergibt. Als Splmedium kann Luft oder Wasser eingesetzt werden. Die Bohrkrone (Bohrwerkzeug) ist jener Teil des Bohrgertes, das die eigentliche Zerkleinerungsar-beit leistet.

    Die Bohrung dient berwiegend der Aufnahme des Sprengstoffes. Der Durchmesser der Bohrung hngt von der Art der Sprengung ab und betrgt i.d.R. zwischen ca. 20 und 130 mm, die Bohrlochlngen reichen von 3 bis 5 m. Auerdem werden beim Sprengvortrieb auch Erweiterungs- und Leerbohrungen hergestellt, um den Sprengerfolg zu erhhen. In Bild 5.3 ist der Bohrvorgang mit Pilot- und Erweiterungsbohrung dargestellt.

    Bild 5.2: Aufbau eines Bohrgertes

    Bohren des (Pilot-) Bohrloches mit Stiftbohrkrone und unter fortwhrender Splung zur Aus-tragung des Bohrkleins

    ggf. Erweiterung des Pilotlochs auf den Durchmesser des Ein-bruchlochs (z.B. bei Parallelein-bruch fr zustzlichen Hohlraum)

    Bild 5.3: Bohrvorgang

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.3

    Beim Bohren wird das Gestein im Bohrlochtiefsten, der sogenannten Bohrlochsohle, schneidend (mittels Drehbewegung), schlagend (mittels Schlagenergie) oder dreh-schlagend zerkleinert und ausgesplt. Entsprechend ihrer Wirkung werden die Bohrmaschinen nach der Art ihrer Arbeitsweise in Drehbohrmaschinen, Schlagbohrmaschinen und Drehschlagbohr-maschinen eingeteilt. Die Verfahren sind charakterisiert durch: Drehbohren - in weichem Gestein - durch kontinuierliche Drehbewegung und Anpressdruck wird das Gestein spanend abgehoben

    Schlagbohren (i.d.R. Drucklufthmmer) - in hartem Gestein - intermittierendes Schlagen und Drehen des Bohrmeiels

    Drehschlagbohren (hydraulische Bohrhmmer) - getrennte Dreh- und Schlagwerke, stufenloser bergang zwischen drehendem und schlagendem Bohren - kontinuierliche Rotation und permanenter Druckkontakt mit Bohrlochsohle - in hartem Gestein eher kerbende, in weichem Gestein eher spanende Bearbeitung - gute Energieausntzung - geringere Lrm- und Schmutzbelastung

    Im Tunnelbau kommen heute vorwiegend Drehschlagbohrmaschinen zum Einsatz. Die Drehzahl kann dabei unabhngig von der Schlagzahl festgelegt werden. Der Antrieb erfolgt i.d.R. lhydraulisch.

    5.2.3 Bohrkronen

    Bohrkronen bestehen aus den Werkzeugtrgern und den Werkzeugeinstzen (gesintertes Hartmetall). Die Hartmetallein-stze knnen als Stift- oder Schneidenbohrkronen ausgefhrt werden. In den Bohrkronen sind Splffnungen einge-bracht, sowie seitliche Splkanle zum Austragen des Bohrkleins. Eine bersicht ber die mgliche Ausfhrung von Bohrkronen gibt Bild 5.4.

    Stiftbohrkronen haben Vorteile gegenber Schneidenbohrkronen bei der Bohrgeschwindigkeit und dem Verschleiwider-stand. Schneidenbohrkronen sind jedoch kostengnstiger. Sphrische Stifte werden insbesondere fr feinkrniges, abrasives Gestein mit hoher Druckfestigkeit eingesetzt. Die Stifte sind kugelfrmig ausgebildet. Ballistische Stifte werden eher fr grobkrniges, wenig abrasives, weiches Gestein verwen-det, die Stifte haben eine parabolische oder kegelfrmige Form. Schneidenbohrkronen kommen heute nur mehr selten zum Einsatz. Sie werden vorwiegend zum Bohren von weichem Gestein verwendet.

    Sphrische Stifte

    Ballistische StifteKreuzschneiden

    Bohrkrone

    Bild 5.4: Arten von Bohrkronen

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.4

    Das Bohrwerkzeug bt ber die Stifte eine zerstrende Wirkung auf den Fels aus. Aus dem Bewegungsablauf ergibt sich eine zyklisch-dynamische Beanspruchung des Gesteins (s. Bild 5.5). Es wird unterschieden: - Druckbeanspruchung unter dem Bohrwerkzeug fhrt zum Zermahlen des Gesteins (1) - Spaltzugbeanspruchung erzeugt von der Zone der Zermalmung ausgehende Radialrisse (2) - Scherbelastung fhrt zum Lsen von Gesteinssplittern bei ausreichender Anzahl an Radialrissen und Spannungen

    im Gestein (3)

    Der Verschlei von Bohrkronen ist mageblich durch die Abrasivitt, die Hrte und den Durchtrennungsgrad des Gebir-ges gekennzeichnet. Die Abrasivitt wird berwiegend durch den Quarzanteil bestimmt, es mssen jedoch auch smtli-che Mineralien bercksichtigt werden, die eine Mohssche Hrte grer als die von Stahl besitzen. Daher wird der quiva-lente Quarzanteil Qu bercksichtigt, der gem folgender Gleichung bestimmt wird und smtliche relevanten Mineralan-teile im Gestein bercksichtigt:

    n

    1iii RAQu

    mit AiAnteil der Mineralart i (nach Modalanalyse) RiSchleifhrte der Mineralart i nach Rosiwal in Prozent von Quarz nAnzahl aller Minerale Die Schleifhrte Ri nach Rosiwal kann ber Bild 5.6 aus der bekannteren Ritzhrte nach Mohs abgeleitet werden.

    Bild 5.6: Schleifhrte nach Rosiwal, aufgetragen gegen Ritzhrte nach Mohs

    Bild 5.7: Standzeit in Abhngigkeit des quivalenten Quarz-anteils

    Aus dem so ermittelten quivalenten Quarzanteil knnen schlielich nach Thuro die ungefhren Standzeiten der Bohr-kronen, sowie eine qualitative Bewertung des Verschleies gem Bild 5.7 abgeleitet werden. Die sogenannte Standzeit eines Bohrwerkzeugs in Abhngigkeit des quivalenten Quarzanteils ist beispielhaft in Bild 5.7 dargestellt. Die Bohrbarkeit ist definiert durch den Verschlei und die Bohrgeschwindigkeit. Das Gebirge kann hinsichtlich seiner Bohrbarkeit gem Bild 5.8 beurteilt werden. Als Hauptkriterium fr die Beurteilung der Bohrbarkeit wird hufig auch die Hrte des Gesteins verwendet (Druck- und Zugfestigkeit). Diese kann nach verschiedenen Methoden gemessen werden (z.B. Mohs oder Brinell).

    SchlagRotation

    Bild 5.5: Arten von Bohrkronen

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.5

    5.3 Laden, Besetzen, Sprengen

    5.3.1 Sprengstoffe

    5.3.1.1 Eigenschaften von Sprengstoffen

    Sprengstoffe sind leicht brennbare Kohlenstoffverbindungen mit Sauerstofftrgern, die bei Zndung (erzeugt durch eine kleine Explosion) schlagartig verbrennen. Sprengstoffe entwickeln bei Detonation einerseits eine scherende Deformati-onsleistung und zum zweiten eine groes Gasvolumen. Der Detonationssto (thermodynamischer Druckabschnitt) breitet sich dabei mit bis zu 8.000 m/s im Gebirge aus. Bei Entwicklung des Gasvolumens (Sprengschwaden) werden Gasdr-cke von ungefhr 104 bar erreicht, bei einer Einwirkzeit von 10-4 bis 10-1 sec. Durch die scherende Wirkung wird das Gebirge in unmittelbarer Nhe des detonierenden Sprengstoffs zermalmt. In wei-terer Entfernung wird das Gebirge aufgerissen, hier setzt der Gasdruck ein und treibt das Gebirge noch weiter auseinan-der. Die dabei entstehende Expansion erzeugt die Sprengwirkung. Im homogenen, isotropen Material breitet sich die Sprengwirkung kugelfrmig aus. Die einzelnen Zonen einer Sprengung mit dem jeweiligen Zerstrungsgrad sind in Bild 5.9 dargestellt. Zone das Gebirge wird

    Zermamlungs-zone

    Wurfzone

    Zerreissungszone

    Erschtterungs-zone

    zermalmt

    zerbrochen undgeschleudert

    zerbrochen, nichtmehr bewegt

    nur nocherschttert

    Zone das Gebirge wirdZermamlungs-zone

    Wurfzone

    Zerreissungszone

    Erschtterungs-zone

    zermalmt

    zerbrochen undgeschleudert

    zerbrochen, nichtmehr bewegt

    nur nocherschttert

    Bild 5.9: Wirkungszonen um eine Sprengladung Eine Sprengung (auch Schuss genannt) ist nur dann als wirksam anzusehen, wenn die Wurfzone, zumindest aber die Zerreissungszone von der freien Flche (Oberflche) geschnitten wird. Heute werden aus Sicherheitsgrnden nur noch unempfindliche Sicherheitssprengstoffe verwendet, die inert sind gegen z.B. Sto, Schlag, Reibung oder Temperatureinwirkung. Die Verwendung von Sprengstoffen ist in Bundes- und Lnder-gesetzen geregelt. Wichtige Eigenschaften von Sprengstoffen sind in Tabelle 5.1 zusammengefasst.

    Bild 5.8: Beurteilung der Bohrbarkeit

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.6

    5.3.1.2 Im Tunnelbau verwendete Sprengstoffe

    Im Tunnelbau werden bisher berwiegend folgende Sprengstoffe verwendet: - Gelatinse Ammonsalpeter-Sprengstoffe (Ersatz des Dynamits): Plastisch-knetbar, Lieferung erfolgt in PE-

    Schluchen mit einem Durchmesser von ca. 30 mm und Lngen bis 700 mm. - Pulverfrmige Ammonsalpeter-Sprengstoffe: Lieferform in Patronen, Sprengstoff ist feuchtigkeitsempfindlich (hyg-

    roskopische Eigenschaften). Patronierte Sprengstoffe haben stets einen um circa 10 mm kleineren Durchmesser als das Bohrloch.

    Neuere Entwicklungen von Sprengstoffen im Tunnelbau: - Emulsionssprengstoffe: Gemische aus l (Brennstoff) und Salzlsungen (Sauerstoff). Lieferung entweder als

    pumpfhiger Sprengstoff oder in Patronenform. Im Vergleich zu gelatinsen Sprengstoffen besitzen sie etwas ge-ringere Sprengleistung, jedoch weniger toxische Bestandteile in den Schwaden, wodurch sich die Lftungszeiten verkrzen (Einsatz z.B. beim Bau des Gotthard-Tunnels).

    5.3.2 Zndmittel

    Frher wurden Sprengkapseln (nach Nobel) fr die Zndung verwendet. Heute kommen vorwiegend zum Einsatz: - elektrische Sprengznder - elektronische Znder - nichtelektrische Znder - Sprengschnre Zndmittel sind Hilfsmittel zum Auslsen einer Sprengung. Der Grund fr die Erfordernis von Zndmitteln ist, dass Sprengstoffe, die heute hauptschlich im Tunnelbau verwendet werden, so handhabungssicher sind, dass sie nicht direkt durch eine Zeitzndschnur oder Flamme zur Detonation gebracht werden knnen. Es wird fr eine Zndung eine Primr- und eine Sekundrladung bentigt. Die Primrladung kann im Gegensatz zur Sekundrladung durch Flammenbildung gezndet werden und soll anschlieend die Detonation zuverlssig auf die Sekundrladung (brisanter Sprengstoff) ber-tragen, wodurch die Detonation der Sprengladung ausgelst wird. Die Zndung einer Sprengladung luft folgendermaen ab: - Aufladen der Kondensatoren - Auslsen der Zndung - Ablauf der Verzgerung steuert Wirkung der Zndpille auf die Primrladung (pyrotechnisch oder Mikrochip) - Detonation der Primrladung - Detonation der Sekundrladung - Detonation der Sprengladung

    Sensibilitt oder Empfindlichkeit Wahrscheinlichkeit fr eine Explosion bei einer Zndursache gegebener Strke

    Normalvolumen [l/kg] (Schwaden bzw. spezifisches Gasvolumen)

    Volumen der bei der explosiven Umsetzung ent-stehenden Gase bei 0C und Atmosphrendruck

    Detonationsgeschwindigkeit Geschwindigkeit, mit der die Geschwindigkeit im Sprengstoff fortschreitet

    Ladedichte Verhltnis des Gewichts des Sprengstoffes zum Volumen des Laderaumes

    Brisanz zertrmmernder Effekt einer Ladung auf die unmit-telbare Umgebung: - hohe Brisanz: Zermalmung des Gesteins - geringe Brisanz: Rissebildung im Gestein

    Tabelle 5.1: Eigenschaften von Sprengstoffen

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.7

    5.3.2.1 Elektrische Znder

    5.3.2.2 Elektronische Znder

    Elektronische Znder weisen eine Reihe von Vorteilen auf: - hohe Flexibilitt durch:

    freiprogrammierbare Verzgerungsintervalle hohe Zeitstufenzahl bei uerster Genauigkeit

    - elektrostatisch sicher - hohe Sicherheit gegenber elektromagnetischen Einflssen - Einsatz mglich in:

    gewittergefhrdeten Bereichen Nhe von Hochspannungsleitungen, elektrifizierten Bahnstrecken

    - Reduzierung der Sprengerschtterungen - beste Profilgenauigkeit durch Exaktheit der Zndzeiten Nachteilig sind die wesentlich hheren Kosten des elektronischen Znders (derzeit circa 10 je Stck).

    Momentznder Zeitznder

    Znderdrhte

    Verschlussstopfen

    Znderhlse

    Zndpille

    Kunststoffhlse

    Verzge-rungssatz

    Primrladung

    Sekundrladung

    Elektrische Znder werden hufig verwendet. Ihre Vorteile sind, dass die zeitliche Zndung genau er-folgt und sie sehr handhabungssicher sind. Die Znder sind mit Znddrhten verbunden, welche die einzelnen Znder zu Serien verbindet und diese wiederum mit dem Mineurkabel. Das Mineurkabel verbindet alle Zndserien mit der Zndmaschine. Die Verkabelung muss vor jeder Sprengung mittels speziellem Ohmmeter kontrolliert werden.

    Bild 5.10: Aufbau elektrischer Znder

    ZnderdrhteStopfen

    Kondensator

    Mikrochip

    Zndpille

    Primrladung

    Sekundrladung

    Bei elektronischen Zndern werden die pyrotechnischen Verzge-rungselemente durch einen Mikrochip ersetzt. Jeder Znder hat einen eigenen Kondensator, welcher einzeln geladen wird. Elekt-ronische Znder bentigen neben Strom auch elektronische In-formationen ber den Zndzeitpunkt (Mikrochip).

    Bild 5.11: Aufbau elektronischer Znder

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.8

    5.3.2.3 Nichtelektrische Znder

    5.3.2.4 Sprengschnre

    Sprengschnre bestehen aus einer Sprengstoffseele, die mit einer Textil- und Kunststoffhlle umfasst ist. Sie knnen zum Znden von Sprengstoffen oder beim gebirgsschonenden Sprengen selbst als Sprengstoff verwendet werden. Je nach Aufgabenstellung werden Sprengschnre mit unterschiedlichem Sprengstoffgewicht [g/m] verwendet.

    5.3.3 Ladungsanordnung und Zndfolge

    Das Ziel einer Sprengung ist es, das Gebirge in leicht zu transportierende Stcke zu brechen. Dabei soll das vorgesehe-ne Profil mglichst genau eingehalten werden, damit kein ber- oder Unterprofil entsteht. Eine Auflockerung des umge-benden Gebirges muss auf jeden Fall vermieden werden. Da das Gebirge einen mageblichen Anteil an der Ge-samttragwirkung der Tunnelkonstruktion hat, darf es daher beim Sprengen nicht zerstrt werden. Hierbei hat sich folgen-des Vorgehen als geeignet herausgestellt: - Bohrlcher werden im Kranz in engem Abstand angeordnet und nur schwach geladen. - Die zwischen Bohrloch und Patrone liegende Luft dmpft die Detonation. - Zuerst erfolgt die Sprengung des Herz-, dann des Helfer- und anschlieend des Kranzbereichs im Millisekunden-

    abstand. Das Material wird dabei zur freien Flche geschoben.

    Durch den Besatz (Verschlieen des Bohrlochs) kann die Sprengwirkung erhht werden. Aufgrund des groen Arbeits-aufwandes wird diese Manahme jedoch nur selten ausgefhrt.

    Anzndschlauch

    Schlauchstopfen

    Innenhtchen

    Verzgerungssatz

    Primrladung

    Sekundrladung

    Hlse

    Parallel zu elektrischen und elektronischen Zndern wurden nichtelektrische Znder weiterentwickelt. Die Verzgerungszeiten werden dabei in traditioneller Weise auf pyrotechnischem Weg erreicht. Die Primrladung wird (wie beim elektrischen Znder) durch einen Flammstrahl gezndet. Dieser kommt jedoch nicht von einer Zndpille, sondern aus einem Anzndschlauch (die Innenseite ist hier-bei mit einer reaktiven Mischung beschichtet), welcher durch einen Funken aus einem elektrischen Startgert oder durch eine kleine Explosion aus einer Starterpistole ausgelst wird. Vorteile nichtelektrischer Znder liegen in der mechanischen Robustheit und der Unempfindlichkeit gegenber elektri-schen Feldern. Der Nachteil besteht darin, dass die Verkabe-lung nicht kontrolliert werden kann.

    Bild 5.12: Aufbau nichtelektrischer Znder

    Helfer

    Kranz

    Herz

    1. Herzschsse (Einbruch) 2. Helferschsse (Erweiterung) 3. Kranzschsse (Profil)

    Bild 5.13: Zndfolge

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.9

    5.3.4 Einbrucharten

    Paralleleinbrche: Die Bohrungen werden parallel zueinander in die Ortsbrust gebohrt. Paralleleinbrche haben den Vorteil der einfachen Bohrgeometrie und der groen erzielbaren Abschlagstiefen. Paralleleinbrche werden unterschie-den in: - Staffeleinbruch - Brennereinbruch (besetzte Bohrungen wechseln mit Leerbohrungen) - Grobohrlocheinbruch (Einbruch auf Grobohrlcher)

    Schrgeinbrche. Der Fels wird durch den Gasdruck herausgeschoben und gleichzeitig zertrmmert. Schrgeinbr-

    che haben eine energetisch gnstige Wurfform. Es besteht allerdings die Gefahr der berschneidung von Bohrlchern und ein damit verbundener geringerer Wirkungsgrad. Schrgeinbrche knnen eingeteilt werden in: - Keileinbruch - Kegel- oder Pyramideneinbruch - Fchereinbruch

    Die oben angefhrten Parallel- und Schrgeinbrche sind in Bild 5.14a und b schematisch dargestellt. Leerbohrungen werden dabei durch gestrichelte Linien (Lngsschnitt) bzw. nicht ausgefllte Kreise (Querschnitt) gekennzeichnet.

    Staffeleinbruch Brennereinbruch

    Ansicht

    Grobohrloch-einbruch

    AnsichtAnsicht

    Draufsicht

    Keileinbruch

    Draufsicht

    Kegeleinbruch

    Ansicht

    Fchereinbruch

    Bild 5.14a und b: Schema Parallel- und Schrgeinbrche Heute kommen im Tunnelbau vorwiegend Keil- und Grobohrlocheinbrche zum Einsatz. Beim Grobohrlocheinbruch mssen die Grobohrlcher mit speziellem Bohrgert hergestellt werden.

    5.3.5 Einflussfaktoren auf die Gre des Abschlags

    Es gibt verschiedene Faktoren, die einen Einfluss auf das Sprengverhalten haben (s. Tabelle 5.2). Dabei wird unterschie-den zwischen geologischen und petrographischen Einflussgren, die zusammen die technologischen Einflussgren bestimmen. Die geologischen Gren wie die Schichtung und Struktur wirken sich auf die Lsbarkeit des Gesteins und die Wirksamkeit der Sprengenergie aus. Die petrographischen Einflussgren, hierbei vor allem der Mineralbestand (Quarzanteil), bestimmen mageblich die Bohrbarkeit der Lcher.

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.10

    Bild 5.15 zeigt den Einfluss der Lagerung der Schichtung auf die Gre des Ausbruchs. Die Vorgabe ist dabei in allen drei Fllen gleich gro. Der Ausbruchstrichter bei einer Schichtung mit senkrechtem Einfallen ist deutlich grer als dies bei einem ungeschichteten Gestein der Fall ist. Bei einer flach gelagerten Schicht ist der Trichter dementsprechend klei-ner.

    Die Abschlagslnge einer Sprengung wird in Abhngigkeit vom Tunnelquerschnitt gewhlt. Auerdem ist die Stabilitt des Gebirges zu beachten, die die Sicherung bestimmt. In der Regel werden zwischen der Hlfte und 2/3 des Tunnel-durchmessers erreicht, ausgefhrt werden jedoch maximal 4 5 m, da bei greren Abschlagslngen i.d.R. der Ab-schlagszyklus aus baubetrieblichen Grnden nicht optimal ist. Die Abhngigkeit der mglichen Abschlagslnge vom Aus-bruchquerschnitt stellt Bild 5.16 dar.

    mg

    liche

    Abs

    chla

    gsl

    nge

    Ausbruchquerschnitt

    mg

    liche

    Abs

    chla

    gsl

    nge

    Ausbruchquerschnitt

    Bild 5.16: Abschlagslnge in Abhngigkeit vom Ausbruchquerschnitt

    durch Geologie, Stoffverband und

    Konstruktion bedingte Einflussgren (geologische

    Einflussgren)

    durch Stoffaufbau bedingte

    Einflussgren

    (petrographische Einflussgren

    physikalisch- mechanische

    Einflussgren

    (technologische Einflussgren)

    Schichtung Schieferung Struktur (Bankung, Klftung, Strung) berdeckung Untergrund Mchtigkeit Ausmae Form Armierung Bewehrung Grundwasser Wassertiefe

    Grundstoffe Mineralbestand Bindemittel (tonig, kieselig, karbonatisch) Korngre Gefge Porositt (Luft, Wasser, l) Verzahnung

    Quantitative Gren - Zugfestigkeit - Druckfestigkeit - Scherfestigkeit - berlagerungsdruck - Dichte - Elastizitt / Plastizitt - Zhigkeit Qualitative Gren - Sprengbarkeit - Rissfhigkeit - Ablsbarkeit

    Tabelle 5.2: Einflussgren auf das Sprengverhalten

    ungeschichtetes, massiges Gestein

    Schichtung mit senkrechtem Einfallen

    flache Lagerung der Schichten

    W Vorgabe, i.d.R. die Abschlagslnge

    WW

    W

    Bild 5.15: Einfluss der Schichtung auf den Ausbruch

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.11

    5.4 Bestimmung der Abschlagslnge und der bentigten Sprengstoffmenge

    5.4.1 Abschlagslnge bei Ausbruch mit einer freien Flche

    Die zu whlende Abschlagslnge lA ist in erster Linie von den Gebirgseigenschaften, wie Klftigkeit, Gebirgsfestigkeit usw. abhngig und wird hufig erst im Zuge des Vortriebs endgltig festgelegt. Bei sehr guten Gebirgsverhltnissen kann die maximale Abschlagslnge lA,max fr den Vollausbruch (nicht geteilte Ortsbrust) gem Bild 5.17 abgeschtzt werden:

    Demnach betrgt die maximale Abschlagslnge lA fr den Fall, dass der Ausbruch profilgenau und gebirgsschonend erfolgen soll, 0,5dmin. Fr ein Gebirge mit mittlerer Lsbarkeit ergibt sich die maximale Abschlagslnge in Abhngigkeit vom Sollausbruchquerschnitt berschlgig zu (s. Bild 5.18):

    lBe = Besatzlnge lSp = Lnge der Sprengstoffsule lB = Bohrlochlnge lA = Abschlagslnge AA = Ausbruchflche

    Bild 5.17: Abschlagslnge bei einer freien Ausbruchflche

    AA

    Schrgeinbruch

    ParalleleinbruchIA

    Schrgeinbruch: IA = 0,50AA 4,00m (Bohrlochtiefe) Paralleleinbruch: IA = 0,75AA 4,00m (Bohrlochtiefe)

    Bild 5.18:Maximale Abschlagslnge in Abhn-gigkeit von der Sollausbruchflche

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.12

    5.4.2 Abschlagslnge bei Ausbruch mit zwei freien Flchen

    Groe Tunnelquerschnitte werden hufig abschnittsweise ausgebrochen. Als ein Ausbruch mit zwei freien Flchen wird ein Strossenvortrieb ohne Mittelrampe bezeichnet. Die Bankung hat hierbei einen groen Einfluss auf die Anordnung der Bohrlcher und die Lademengen. Bei einer feinbankigen, horizontalen Lagerung werden die Bohrlcher zweckmig horizontal angeordnet, da der Sprengstoff hier nur die Aufgabe hat, einen Keil nach vorne hinauszudrcken. Die darber-liegenden Schichten strzen in der Folge nach. Bei einer grobbankigen, horizontalen Schichtung werden die Bohrlcher vertikal angeordnet, damit der Sprengstoff die Massen auf der gesamten Lnge angreift (s. Bild 5.19).

    5.4.3 Anzahl der Bohrlcher zB

    Die Anzahl der Bohrlcher zB [-] kann nherungsweise mit folgender empirischer Formel bestimmt werden: zB = c + k AA AA = Ausbruchflche c, k = Konstanten, abhngig von Gesteinsfestigkeit und Abbauart (eine oder zwei freie Flchen)

    Gesteinsart c k

    Abbau mit einer freien Flche (Vortrieb) leicht sprengbar: Mergel, Tonstein, Gips, Kreide mittelschwer sprengbar: Sandstein, Kalkstein, Schiefer schwer bis sehr schwer sprengbar: Dolomit, Granit, Gneis, Basalt, Quarz

    25

    31

    38

    0,67

    1,00

    1,40

    Abbau mit zwei freien Flchen (Nachtrieb) gut lsbar schwer lsbar

    4 5

    1,00 1,20

    Tabelle 5.3: Kennwerte fr die Bestimmung der Anzahl der Bohrlcher

    lBe = Besatzlnge lSp = Lnge der Sprengstoffsule lB = Bohrlochlnge W = Wurf AA = Ausbruchflche lBe W (fr brisante Sprengstoffe) lBe 1,5W (fr weniger brisante Sprengstoffe)

    Bild 5.19: Abschlagslnge bei zwei freien Flchen

  • Tunnelbau Seite Sprengvortrieb 5.13

    5.4.4 Spezifischer Sprengstoffbedarf MA

    Bei der Ermittlung des spezifischen Sprengstoffbedarfs MA [kg/m3] wird wiederum zwischen den Vortrieben mit einer oder zwei freien Flchen unterschieden. - eine freie Flche: MA = a + 14 / AA

    a = Konstante, abhngig von Gesteinsfestigkeit

    Gesteinsart a

    leicht sprengbar: Mergel, Tonstein, Gips, Kreide mittelschwer sprengbar: Sandstein, Kalkstein, Schiefer schwer bis sehr schwer sprengbar: Dolomit, Granit, Gneis, Basalt, Quarz

    0,4

    0,6

    0,8 1,0

    Tabelle 5.4: Abbau mit einer freien Flche - zwei freien Flche:

    Gesteinsart MA

    gut lsbar schwer lsbar

    0,25 0,40

    Tabelle 5.5: Abbau mit zwei freien Flchen

    5.5 Gebirgsschonendes Sprengen

    Unter gebirgsschonendem Sprengen versteht man das Sprengen, bei dem die Erschtterung auf ein Minimum reduziert wird. Die Vorteile eines gebirgsschonenden Sprengens sind: - hhere Profilgenauigkeit und ein damit verbundener geringerer Mehrausbruch, - Schonung des Gebirges und damit verbundene hhere Standfestigkeit des Gebirges und geringere Ausbaukosten, - verminderte Unfallgefahr durch bessere Gebirgseigenschaften, - geringere Erschtterungen in Hinblick auf die Nachbarschaft.

    Beim gebirgsschonenden Sprengen werden krzere Abschlagslngen vorgesehen. Damit werden geringere Ladungs-mengen erforderlich. Ebenso sollten die Ladungsmengen je Bohrloch begrenzt, dafr aber mehr Bohrlcher und Bohrme-ter ausgefhrt werden. Dies trifft insbesonders auf den Profilrand zu. Die Begrenzung der Ladungsmenge soll dafr sor-gen, dass das anstehende Gebirge nicht bermig durch Risse geschwcht wird oder ein Mehrausbruch entsteht. Aus diesem Grund knnen auch Sprengschnre anstelle von gepufferten Ladungen verwendet werden, da diese eine gerin-gere Sprengwirkung aufweisen. Es soll also zielgerichtet gesprengt werden und die Energie mglichst effektiv eingesetzt werden. Fr die Sprengung selber mssen die Zndzeitstufen fr den Kranz durch Kombination von Millisekundenzn-dern auf die Sprengung des Innenteils abgestimmt werden. Bei Zndung in einem Zndgang sollte der Abstand der Zeit-stufen des Innenteils und des Kranzes in etwa 50 bis 100 ms betragen, hngt aber auch von der Druckausbreitungsge-schwindigkeit und der Querschnittsgre ab. Fr profilgenaues Sprengen empfiehlt sich auch mit einer Reihe von Leerbohrungen die Sollbruchstelle vorzugeben oder den Rand des Tunnels zu frsen statt zu sprengen (keine Sprengrisse im angrenzenden Gebirge).

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    5.6 Lften

    Die beim Sprengen entstehenden Sprengstoffschwaden sind giftig, der entstehende Staub ist in Hinblick auf Silikose ebenfalls gefhrlich. Nach jedem Abschlag muss daher mindestens 15 min gelftet werden. Die Luftgeschwindigkeit muss mindestens 0,3 m/s im grten ausgebrochenen Tunnelquerschnitt betragen. Whrend des Sprengvorganges mssen sich smtliche Arbeiter entweder im Freien oder in einem sogenannten Schwadencontainer aufhalten. Wenn die Arbeitsstelle von einem natrlichen Luftstrom nicht erreicht wird und die Entfernung von einem natrlich belf-teten Bereich mehr als 30 m, bzw. im Fall von Sprengungen mehr als 15 m betrgt, so ist eine Frischluftzufuhr vorzuse-hen. Im Tunnelbau (Bergbau) wird die Belftung auch als Bewetterung bezeichnet. Magebend fr die Belftung von Tunnel sind die Unfallverhtungsvorschriften der Tiefbau-Berufsgenossenschaft (TBG): 40 Belftung Arbeitspltze und Verkehrswege unter Tage mssen so belftet sein, dass 1. an jeder Arbeitsstelle ein Sauerstoffgehalt von mehr als 19 Vol.-% vorhanden ist, 2. der Anteil gesundheitsschdlicher Stoffe in der Luft keine unzutrgliche Konzentration erreicht und 3. die mittlere Geschwindigkeit des Luftstromes nicht unter 0,2 m/s abfllt und nicht ber 6,0 m/s ansteigt. Eine unzutrgliche Konzentration gesundheitsschdlicher Stoffe in der Luft ist erreicht, wenn die Werte der MAK-Werteliste berschritten sind. MAK Maximale Arbeitsplatz-Konzentration ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, bei der im Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeintrchtigt wird [3(5) GefStoffV]. Die dabei einzuhaltenden zulssigen MAK-Werte sind als 8-Stunden-Mittelwerte angeben. Zu beachten ist allerdings, das auch kurzzeitige Abweichungen von diesen Mittelwerten nur begrenzt erlaubt sind. Eine bersicht ber die Bemessungs-kriterien fr die Bewetterung und Grenzwerte fr kritische Stoffe im Tunnelbau geben Tabelle 5.6 und Tabelle 5.7. Dabei gelten die Unfallverhtungsvorschriften der TBG speziell fr den Tunnelbau, bei den Grenzwerten der TRGS 900 handelt es sich um allgemeine Vorgaben. Benzinmotoren drfen unter Tage nicht eingesetzt werden, da sie die 10-fache Menge an Frischluft bentigen.

    Bemessungskriterium Grenzwert Gas bzw. Staub Zulssiger MAK-Wert

    Sauerstoffgehalt an jeder Arbeitsstelle > 19 Vol.-%

    Kohlenmonoxid CO 30 ml/m3 33 mg/m3

    Zulssige Konzentration von gefhrlichen Stoffen in der Luft

    Grenzwerte der MAK-Werteliste

    Kohlendioxid CO2 5.000 ml/m3 9.000 mg/m3

    Nitrose Gase NO, NO2, N2O2 5 ml/m3 (NO2) 9 mg/m3 Keine explosionsfhige Atmosphre in

    gefahrdrohender Menge vgl. Explosionsschutz

    Richtlinie (Ex-RL)

    Schwefeldioxid SO2 2 ml/m3 5 mg/m3

    Mittlere Luftgeschwindigkeit des Luftstroms im Tunnelquerschnitt

    > 0,20 m/s < 6,0 m/s

    Quarzhaltiger Staub mit Korngre < 5 m (alveolengngige Fraktion) 0,15 mg/m

    3

    Frischluftzufuhr: 5.1 je Person 5.2 je Diesel-kW

    > 2 m3/min > 4 m3/min

    Zulssiger TRK-Wert

    Dieselmotoremission bei Bauarbeiten unter Tage

    0,3 mg/m3

    Tabelle 5.6: Bewetterung gem 40 der Unfallverhtungs-vorschriften der TBG

    Tabelle 5.7: Bsp. Grenzwerte fr kritische Stoffe im Tun-nelbau nach den TRGS 900

    TRK Technische Richtkonzentration ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem Stand der Technik erreicht werden kann [3(2) GefStoffV]. Fr die Belftung kommen die natrliche Lftung, welche durch eine Luftstrmung infolge von Temperaturdifferenzen entsteht, und Lftungsanlagen bestehend aus Ventilatoren und den sogenannten Lutten, in denen die Luft transportiert wird, in Frage. Die natrliche Lftung kann bei vorhandenen Erkundungs- oder Lftungsstollen funktionieren, es besteht jedoch die Gefahr, dass die Luft im Tunnel zum Stehen kommt. Die oben erwhnten Lutten weisen i.d.R. einen Durchmesser zwischen 300 und 1000 mm auf. Das Material besteht meist aus verrottungsbestndigen Geweben, welches gegen Luftverluste beschichtet wird. Eine Bewehrung sorgt fr die not-wendige Stabilitt der Lutten. Lutten sind sehr leicht und lassen sich fr die Lagerung und den Transport zusammenle-gen. Sie passen sich entsprechend der Trassierung von Tunneln gut an Krmmungen an, sind allerdings gegenber

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    Beschdigungen mit scharfen Gegenstnden sehr empfindlich. Die Dimensionierung der Lutten erfolgt entsprechend den Regeln der Rohrhydraulik. Der Durchmesser hngt demnach stark von der Luftmenge und der Lnge der Lutten ab. Im Tunnelbau kommen folgende Belftungsarten zum Einsatz: Drckende Belftung: Ein Ventilator saugt Frischluft von auen an und blst sie ber die Lutten an die Arbeitsstellen unter Tage. Die Luft wird anschlieend zusammen mit den Abgasen und dem Staub durch den Tunnelquerschnitt zu-rckgedrckt, beim Sprengvortrieb also auch die Sprengschwaden. Daraus ergibt sich auch der Nachteil dieser Belftungsart. Je weiter eine Arbeitsstelle von der Einblasstelle der Frischluft entfernt, desto schlechter ist dort auch die Luft.

    Bild 5.20: Drckende Belftung

    Saugende Belftung: Bei der saugenden Belftung wird die Luft an der Arbeitsstelle abgesaugt und durch die Lutten nach auen befrdert. Die Frischluft zieht dabei durch den Stollen nach. Durch das Ansaugen ergibt sich ein geringerer Wirkungsbereich als bei der drckenden Belftung (tote Zone). Da die Luft durch den ganzen Tunnel nachstrmt, kann sie an der Ortsbrust durch Diesel-Abluftgase verunrei-nigt sein.

    Bild 5.21: Saugende Belftung

    Kombinierte Belftung: Eine saugende Belftung ist nur wirkungsvoll in Verbindung mit einer drckenden Zusatzbe-lftung. Diese wird bentigt, um die Sprengschwaden vor Ort aufzuwirbeln und der Hauptleitung zuzufhren. Die kombi-nierte Belftung wird auch zur Entstaubung bei Einsatz von Teilschnittmaschinen eingesetzt.

    Bild 5.22: Kombinierte Belftung

    Umkehrbare Belftung: Bei dieser Belftungsart werden schwenkbare Ventilatoren eingesetzt, die zwischen Drcken und Saugen umgeschaltet werden knnen. Die umkehrbare Belftung vereinigt die Vorteile der jeweiligen Belftungsart bei gleichzeitiger Vermeidung der Nachteile. Sie eignet sich jedoch nur fr vergleichsweise kurze Tunnel aufgrund der Gefahr der Staubablagerung bei Saugbetrieb. Beim Umschalten auf Druckbetrieb wrde der Staub wieder an die Arbeits-stellen gelangen. Grundstzlich gilt, dass die Wirksamkeit durch Messungen des Schadstoffgehaltes regelmig kontrolliert werden muss. Da die Ventilatoren meist im Bereich des Tunnelportals installiert sind, ist darauf zu achten, dass sich keine Kurzschluss-strmung einstellt und so schlechte Luft anstelle von Frischluft an die Arbeitsstellen gelangt.

    5.7 Schuttern

    Im Tunnelbau versteht man unter dem Begriff Schuttern den Abtransport des Ausbruchmaterials. Dazu gehren das Aufladen, das Transportieren und das Abladen des Materials. Beim Sprengvortrieb kommen zum Aufladen in kleinen Querschnitten i.d.R. berkopflader, Tunnelbagger mit verkrztem Ausleger und Stiel, sowie Frontlader als Radlader zum Einsatz. Bei Tunnelbohrmaschinen kommen bei Vollschnittma-schinen meist sogenannte Eimer zur Anwendung, die direkt am Bohrkopf angebracht sind und sich mit diesem zusam-men drehen. Diese nehmen das Material an der Sohle auf und entleeren es an der Firste auf eine Bandfrderanlage. Bei den Teilschnittmaschinen hngt das verwendete Ladegert stark von der Gre der Maschine ab. Whrend bei gro-en Teilschnittmaschinen mit Ladeschaufeln (Hummerscheren) gearbeitet wird, kommen bei kleineren Maschinen von unten nach oben drehende Schneidwalzen zum Einsatz, die das Material direkt auf die Bandfrderanlage werfen (s. auch Vorlesung Tunnelvortriebsmaschinen).

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    Beim Transport wird prinzipiell zwischen hydraulischem Transport mit Flssigkeit in Rohrleitungen (s. Bild 5.23a) und mechanischem Transport unterschieden. Die mechanische Frderung wird im Tunnelbau weiterhin in die gleislose Frde-rung mit Rad- oder Kettenfahrzeugen, in gleisgebundene Frderung und in Bandfrderung (s. Bild 5.23b bis d) unterteilt.

    Transport hydraulisch mechanisch

    gleislos gleisgebunden Bandfrderung

    Bild 5.23a bis d: Transport von Ausbruchmaterial Die hydraulische Frderung eignet sich fr relativ feinstckiges Bodenmaterial, welches durch Zugabe einer Bentonitsus-pension oder Wasser fliefhig gemacht wird. Nach dem Transport muss das Material wieder von dieser sogenannten Trgerflssigkeit getrennt werden, dies erfolgt entweder in eigens dafr vorgesehenen Separieranlagen oder in Ab-setzteichen (s. Vorlesung Tunnelvortriebsmaschinen). Bei Schild- und Rohrvortriebsverfahren, bei denen die Ortsbrust bereits durch Wasser- oder Bentonitsuspension gesttzt ist, wird das Ausbruchmaterial mittels dieser Suspension und Dickstoffpumpen gefrdert. Grere Steine werden dabei durch ein Einlaufgitter von der hydraulischen Frderung fern-gehalten, sie knnen ggf. durch Backenbrecher zerkleinert werden. Eine hydraulische Berechnung des hydraulischen Feststofftransportes ist nur schwer mglich. Als Richtwert gilt, dass die Suspension eine Fliegeschwindigkeit von 2,5 bis 4 m/s sowie eine Feststoffkonzentration von ca. 15 bis 20 % besitzen sollte. Fr die mechanische Frderung stellen sich folgende Anwendungsbereiche dar. Groe Querschnitte mit nicht allzu gro-en Lngen werden heute hufig gleislos aufgefahren. Bei kleinen Querschnitten mit groer Lnge kommt i.d.R. ein Gleisbetrieb zum Einsatz. Die Kombination aus gleislosem Lader mit gleisgebundenem Transport ist selten und erfolgt i.d.R. nur bei Vortrieben unter Druckluft. Fr die mechanische Frderung wird als Betriebsstoff Diesel (fr gleislosen Be-trieb), elektrischer Strom oder Druckluft verwendet. Die gleislose Frderung zeichnet sich bei guter Fahrbahn aus Unterbeton oder planiertem Fllmaterial durch hohe Trans-portgeschwindigkeiten von bis zu 50 km/h aus. Bei schlechter Fahrbahn reduziert sich die Fahrgeschwindigkeit erheblich. Lkws eignen sich fr kurze Entfernungen oder bei Wendemglichkeiten, Radlader werden fr kurze Entfernungen bis etwa 150 m eingesetzt. Ebenfalls zum Einsatz kommen noch Dumper mit Wendesitz. Beim Sprengvortrieb wird das gleis-lose Schuttern mit Lkw bevorzugt eingesetzt. Im Verhltnis zum gleisgebundenen Betrieb haben Lkws einen hheren Energiebedarf, allerdings entfallen die Kosten fr den Bau und den Unterhalt des Gleiskrpers. Gleisgebundene Betriebe erreichen Transportgeschwindigkeiten von circa 10 km/h im beladenen Zustand und circa 20 km/h im unbeladenen Zustand. Auch hier hngt die Transportgeschwindigkeit mageblich vom Untergrund und somit einer guten Gleislage ab. Es empfiehlt sich daher, Unterbeton oder Sohltbbinge einzubauen. Gleisbetrieb ist i.d.R. nur bis zu einer Steigung von rund 3 % mglich, empfohlen werden Steigungen kleiner gleich 2 %. Das Gleis muss nach jedem Abschlag vorgestreckt werden. Wenn nur ein Gleis zur Verfgung steht, ist der Wagenwechsel ein Engpass. Mg-liche Lsungen sind Ausweichstellen im Bereich der Ortsbrust (s. Bild 5.24a und b). Bei bergabebrcken wird das Mate-rial an der Aufgabe auf Band in Wagen geladen. Im Gegensatz dazu bestehen Bunkerzge aus aneinander gereihten Wagen ohne Stirnwnde. Dabei beschickt ein Lader einen ber die gesamte Zuglnge reichenden Kettenfrderer, wel-cher das Schuttergut gleichmig auf dem gesamten Zug verteilt und verdichtet.

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    Bild 5.24a und b: Ausweichstelle beim gleisgebundenen Betrieb Tabelle 5.8 zeigt eine bersicht ber die Einsatzbereiche und Betriebskosten bei gleislosem und gleisgebundenem Be-trieb.

    gleisloser Betrieb gleisgebundener Betrieb Einsatzbereich

    kleine Querschnitte / kurze Lnge kleine Querschnitte groe Querschnitte / groe Lnge lange Strecken groe Steigungen mglich 15 % geringe Steigung 2 % Unterteilung der Ortsbrust mglich Kurvenbegrenzung 12 m mehrere Angriffsorte mglich Vollausbruch flexibel bei QS-Vernderungen Vortriebe unter Druckluft

    Betriebskosten viele Fahrer nur 1 Fahrer / Zug hoher Energieeinsatz (Diesel) geringer Energieeinsatz hoher Aufwand fr Lftung hoher Aufwand fr Gleisbau hoher Aufwand Reifen, Unterhaltung hoher Aufwand fr Gleisunterhaltung

    Tabelle 5.8: Vergleich zwischen gleislosem und gleisgebundenem Betrieb Fr die mechanische Frderung mit Band ist ein zweites System fr den Transport von Mannschaft und Gerten vorzu-sehen. Zur Gewhrleistung des Transportes ist eventuell ein Brecher zur Zerkleinerung des Ausbruchmaterials und eine Aufnahmeeinheit (s. Bild 5.25a) zur dosierten bergabe an die Bandfrderanlage in der Baustelleneinrichtung zu berck-sichtigen. Mit Bandfrderanlagen werden kontinuierliche und hohe Durchstze von rund 200 t/h erreicht (s. Bild 5.25b). Wesentliche Vorteile liegen auch in der erhhten Sicherheit, der besseren Luft und dem reduzierten Lrm. Mechanische Frderungen mit Band sind allerdings sehr wartungsintensiv. Kritisch ist, dass ein Ausfallen des Bandes den Stillstand fr den gesamten Vortrieb bedeutet. Zu beachten ist ebenfalls der Krmmungsradius des Tunnels im Grundriss, welcher grer als circa 500 m sein sollte.

    Bild 5.25a und b: Aufnahmeeinheit fr Bandfrderanlage und aufgehngte Bandfrderung Das Abladen von gleislosen Transportfahrzeugen gestaltet sich i.d.R. problemlos. Fr den gleisgebunden Betrieb sind allerdings spezielle Vorrichtungen (Gestelle) vorzusehen (s. Bild 5.26a). Ein Einseitenselbstentlader ist in Bild 5.26b und c dargestellt.

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    Bild 5.26a bis c: Abladevorrichtung und Einseitenselbstentlader

    5.8 Schrifttum

    AUSSCHUSS FR GEFAHRSTOFFE AGS (1999): TRGS 900 Technische Regeln fr Gefahrstoffe. BSCH, H.-J.: Vorlesungsskript Tunnelbau. Lehrstuhl fr Tunnelbau und Baubetriebslehre. TU Mnchen. GIRMSCHEID, G. (2000): Baubetrieb und Bauverfahren im Tunnelbau. Ernst & Sohn, Berlin. KOLYMBAS, D.: Vorlesungsskript Tunnelbau. Institut fr Geotechnik und Tunnelbau. Universitt Innsbruck. KORNDRFER, C. (2002): Transport- und Frdertechnik Praktische Erfahrungen beim Bau der U-Bahn U6 Los 6 Gar-

    ching. Tunnelbau Fachtagung 2002. MAIDL, B. (1994): Handbuch des Tunnel- und Stollenbaus, Band I und II. Verlag Glckauf, Essen. MAIDL, B. (1997): Tunnelbau im Sprengvortrieb. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg. PULSFORT, M. / WALZ, B.: Tunnelbauverfahren. Lehrstuhl fr Unterirdisches Bauen, Grundbau, Bodenmechanik. Bergi-

    sche Universitt Gesamthochschule Wuppertal. THURO, K. (1996): Bohrbarkeit beim konventionellen Sprengvortrieb. Mnchner Geologische Hefte, Mnchen. TIEFBAU-BERUFSGENOSSENSCHAFT (1997): Verordnung ber Arbeiten in Druckluft. WILD, H. W. (1984): Sprengtechnik. Verlag Glckauf, Essen.