Bachelorarbeit (abgeschlossen)

Prasanth Packiyarajah

Bauingenieurwesen

Klassifizierung des Tunnellängsschnitts hinsichtlich der Durchführbarkeit und des Aufwands von Drucklufteinstiegen beim EPB-Vortrieb

Beim Tunnelbauvortrieb im innerstädtischen Bereich und in schwieriger Geologie werden häufig Tunnelvortriebsmaschinen ( TVM ) eingesetzt. Diese stützen aktiv die Ortsbrust, wodurch es zu geringen Setzungen an der Geländeoberfläche kommt. Bei der Verwendung einer Erddruckschildmaschine ( EPB: Earth-Pressure-Balance ) wird zum aufrechterhalten des Stützdrucks der abgebaute und ggf. konditionierte Boden verwendet.


Um eine gute Vortriebsleistung der Maschine zu gewährleisten, müssen sämtliche Prozesse detailliert geplant und aufeinander abgestimmt werden. Insbesondere die Planung der Wartungsprozesse hat einen signifikanten Einfluss auf die Gesamtdauer des Tunnelbauprojekts. Die Inspektion und Wartung der Abbauwerkzeuge am Schneidrad der Maschine ist besonders aufwendig und zeitintensiv und führt somit zu längeren Stillständen des Vortriebs. In der Regel ist der Einstieg in die Abbaukammer nur unter Absenkung des Stützmediums und Druckluft möglich. Arbeiten unter Druckluft unterliegen jedoch strengen sicherheitstechnischen Auflagen, die zu längeren Prozessdauern und erhöhten Anforderungen führen. Es müssen Schleusen vorhanden sein, mit denen die Arbeiter ein- und ausgeschleust werden. Je höher der notwendige Luftdruck ist, umso kürzer ist die maximal erlaubte Aufenthaltsdauer in der Abbaukammer. Es müssen Maßnahmen getroffen werden, die ein unkontrolliertes und plötzliches Entweichen der Luft und somit rapiden Abfall des aufgebrachten Drucks verhindern. Ein plötzlicher Druckabfall gefährdet nicht nur die Ortsbruststabilität, sondern hat auch schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit der Arbeiter.


Die Bestimmung der Wartungspositionen hängen von der Durchführbarkeit und dem Aufwand der Druckluftarbeiten ab. Dazu muss der Tunnellängsschnitt hinsichtlich seiner Geologie sowie Hydrologie untersucht und klassifiziert werden. Es sind Parameter zu identifizieren, die einen Einfluss auf die Drucklufteinstiege haben. Die möglichen Schadenszenarien sowie die Maßnahmen zur Vermeidung dieser Szenarien sind herauszuarbeiten und zu untersuchen. Für eine Beurteilung des Längsschnittes sind die Randbedingungen für die Klassifizierung zu definieren. Dabei ist insbesondere auf die Dauer und das zusätzlich benötigte Material für die Logistik des Tunnelbauprojekts zu achten.

Lehrstuhl und Betreuer

Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb
(Prof. Dr.-Ing. Markus Thewes)

Lehrstuhllogo

Betreuung

M.Sc. Alena Conrads