Handbuch für die Bauvorbereitung, Vermessung und Bauüberwachung von Schildvortrieben
Buch, Deutsch, 352 Seiten, Format (B × H): 174 mm x 246 mm, Gewicht: 809 g
ISBN: 978-3-433-03114-8
Verlag: Ernst W. + Sohn Verlag
Damit der fertige Tunnel am Ende seine Funktion erfüllen kann, muss er exakt so liegen, wie er geplant wurde. Einfluss auf die Vortriebsgenauigkeit haben Trassen- und Gradientenplanung, Baugrund- und Grundwasserverhältnisse, das gewählte Vortriebsverfahren, Einwirkungen und Widerstände auf die Vortriebsmaschine sowie die begleitende Bauüberwachung und Kontrolle. Das Handbuch ist Grundlage für die Bauvorbereitung, die Vermessung und Bauüberwachung von Schildvortrieben und gilt gleichermaßen für Rohr- und Tübbingvortriebe, die mit gesteuerten Schildmaschinen durchgeführt werden. Bauherren, Planer, Prüfer und Ausführenden werden dieses Handbuch als technischen Leitfaden für einen sicheren und zielgenauen Vortrieb nutzen. Das Buch ist darüber hinaus auch als Lehrbuch im Rahmen der Aus- und Weiterbildung geeignet.
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1. Einführung
2. Planungsgrundlagen
2.1 Anforderungen aus der Nutzung der Tunnel
2.2 Anforderungen aus den Genehmigungen
2.3 Anforderungen aus dem Baugrund und dem Grundwasser
2.4 Anforderungen aus den maschinellen Vortriebsverfahren
2.5 Anforderungen an die Qualität unterirdischer Infrastrukturbauwerke
2.6 Anforderungen aus der Vermessung
2.7 Anforderungen an die Standsicherheit
2.8 Anforderungen aus dem Umweltschutz
3. Planung
3.1 Vorbemerkung
3.2 Ergänzende Bestandsaufnahme zur Vervollständigung der Planunterlagen
3.3 Planung des Grundlagennetzes
3.4 Trassen- und Gradientenplanung -
Parameter der Achsplanung
3.5 Feststellung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse
3.6 Ermittlung der äußeren Einwirkungen auf den Tunnel
3.7 Berechnung der Bewegungen an der Geländeoberfläche
3.8 Beweissicherung
3.9 Tunnelbautechnische Planung
3.10 Tunnelbautechnische Prüfung
3.11 Auswahl des Vortriebsverfahrens
3.12 Festlegung der Ausbauqualität
3.13 Risikobewertung "EG-Tunnelrichtlinie"
4. Maschinen- und Verfahrenstechnik
4.1 Hinweise für die Baugruben und deren Einrichtungen beim Rohrvortrieb
4.2 An-, Aus-, Durch- und Einfahren der TBM
4.3 Hinweise für den Tunnelausbau
4.4 Vortriebsarbeiten
4.5 Navigationstechnik
4.6 Spezifikation des Datenerfassungssystems für den Rohrvortrieb
4.7 Steuerungstechnik
4.8 Separations- und Aufbereitungstechnik bei Schildvortrieben mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust
5. Vermessung
5.1 Bezugssysteme - geodätisches Datum
5.2 Vorhandenes Lage- und Höhennetz
5.3 Vorgaben für die Ausführung der Vermessungsarbeiten
5.4 Oberirdische Vermessungsarbeiten (Kombinierte Lage- und Höhenvermessung)
5.5 Oberirdische Vermessungsarbeiten (Höhenvermessung)
5.6 Unterirdische Vermessungsarbeiten
5.7 Messungen in Start- und Zielbaugrube
5.8 Festpunkte
5.9 Übergabe der Trasse vom Auftraggeber an den Auftragnehmer
6. Qualitätsmanagement
6.1 Vermessungs- und Navigationsgeräte
6.2 Vermessungsverfahren
6.3 Maschinen- und Verfahrenstechnik
6.4 Prozess-Controlling und Datenmanagement
6.5 Schulung und Weiterbildung des Personals
7. Risikomanagement
7.1 Tunnelbauhandbuch (THB)
7.2 Risikofolgen -
Abschätzung und Sicherheitsbewertung
7.3 Risikoverteilung bei Bauverträgen
7.4 Zielgrößen einer risikominimierten Bauwerkserstellung
8. Empfehlungen für die Ausschreibung
8.1 Allgemeine Hinweise
8.2 Baugrundrisiko
8.3 Störfallanalyse mit Risikobewertung und -verteilung
8.4 Qualitätssicherung
8.5 Pflichtenheft der Tunnelbohrmaschine (TBM)
8.6 Versicherungen
9. Schlusswort -
Ausblick
Anhang 1 -
4
Literatur
Normen und Regelwerke
Stichwortverzeichnis
1 Einführung 1
2 Planungsgrundlagen 5
2.1 Anforderungen aus der Nutzung der Tunnel 5
2.2 Anforderungen aus Genehmigungen 6
2.3 Anforderungen aus dem Baugrund und dem Grundwasser 6
2.3.1 Vorbemerkungen 6
2.3.2 Lockergesteine 7
2.3.3 Steine, Findlinge 10
2.3.4 Festgestein 10
2.3.5 Künstliche Bauhindernisse 12
2.3.6 Baugrundeinflüsse auf den Vortrieb 13
2.3.7 Anforderungen an den Vortrieb 24
2.4 Anforderungen aus den maschinellen Vortriebsverfahren 26
2.4.1 Übersicht über die verschiedenen Vortriebsverfahren 26
2.4.2 Unbemannte steuerbare Vortriebsverfahren 26
2.4.3 Bemannte steuerbare Vortriebsverfahren 28
2.4.4 Erfahrungswerte für den Einsatz der Verfahren 31
2.5 Anforderungen an die Qualität unterirdischer Infrastrukturbauwerke 33
2.6 Anforderungen aus der Vermessung 33
2.6.1 Realisierbarkeit 33
2.6.2 Erhebung notwendiger Unterlagen 35
2.6.3 Bestandsvergleich (Ortsbegehungen) und Bestandsaufnahme 35
2.7 Anforderungen an die Standsicherheit 36
2.7.1 Stützung der Ortsbrust 36
2.7.2 Mindestüberdeckung 38
2.7.3 Setzungen/Hebungen 39
2.8 Anforderungen aus dem Umweltschutz 39
3 Planung 41
3.1 Vorbemerkungen 41
3.2 Ergänzende Bestandsaufnahme zur Vervollständigung der Planunterlagen 42
3.3 Planung des Grundlagennetzes 42
3.3.1 Grundlagennetz (GLN) 42
3.3.2 Baustellennetz 43
3.3.3 Portalnetz 44
3.3.4 Überprüfung und Neubestimmung von Festpunkten 45
3.3.5 Grundsätzliche Umstände zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses 45
3.3.6 Vorgaben für die Ausführung der Vermessungsarbeiten 46
3.4 Trassen- und Gradientenplanung – Parameter der Achsplanung 47
3.4.1 Design und Begriffsdefinition 47
3.4.2 Trasse 48
3.4.3 Gradiente 49
3.5 Feststellung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse 50
3.6 Ermittlung der äußeren Einwirkungen auf den Tunnel 53
3.7 Berechnung der Bewegungen an der Geländeoberfläche 54
3.8 Beweissicherung 57
3.8.1 Anforderungen an die Beweissicherung 57
3.8.2 Festlegung des Einflussbereichs der Baumaßnahme 57
3.8.3 Zustandserfassung vorhandener Anlagen, der Geländeoberfläche und des Baugrunds 58
3.8.4 Dokumentation der Ergebnisse der Beweissicherung 62
3.9 Tunnelbautechnische Planung 62
3.10 Tunnelbautechnische Prüfung 63
3.11 Auswahl des Vortriebsverfahrens 64
3.12 Festlegung der Ausbauqualität 86
3.13 Risikobewertung „EG-Tunnelrichtlinie“ 86
4 Maschinen- und Verfahrenstechnik 87
4.1 Hinweise für die Baugruben und deren Einrichtungen beim Rohrvortrieb 87
4.1.1 Startbaugruben 96
4.1.2 Zwischenbaugruben 98
4.1.3 Zielbaugruben 99
4.2 An-, Aus-, Durch- und Einfahren der TBM 100
4.2.1 Überprüfung der Einsatzfähigkeit der TBM 100
4.2.2 Presseinrichtung und Widerlager bei Rohrvortrieben 101
4.2.3 Aus- und Einfahrdichtungen 102
4.2.4 Positionieren und Anfahren der TBM 103
4.2.5 Steuerbarkeit 104
4.3 Hinweise für den Tunnelausbau 105
4.3.1 Vortriebsrohre 105
4.3.2 Tübbingausbau 106
4.4 Vortriebsarbeiten 107
4.4.1 Personaleinsatz während des Vortriebs 107
4.4.2 Überschnitt/Ringspalt 109
4.4.3 Vortriebskräfte 112
4.4.4 Rohrschmierung 113
4.4.5 Haltungslängen 115
4.4.6 Zwischenpressstationen 115
4.4.7 Kurvenradien 118
4.4.8 Verrollungssicherung 119
4.4.9 Sicherheitstechnik 120
4.4.10 Vortriebsbegleitende Baugrunderkundung 121
4.5 Navigationstechnik 123
4.5.1 Einführung 123
4.5.2 Navigationssysteme für Microtunnelling/Rohrvortrieb 127
4.5.3 Navigationssysteme für Vortriebe mit Tübbingausbau 137
4.6 Spezifikation des Datenerfassungssystems für den Rohrvortrieb 149
4.6.1 Aufzuzeichnende Parameter in Abhängigkeit der verwendeten Geräte und Verfahren 150
4.6.2 Anforderungen an Erfassung, Anzeige, Sicherung usw. der relevanten Vortriebsparameter 159
4.6.3 Definition von Minimal-, Mittel- und Maximalwerten 160
4.6.4 Datenerfassung beim Einsatz von Zwischenpressstationen 160
4.6.5 Bereitstellung der Daten zur Auswertung, Ausgabe, Dokumentation, Weiterverarbeitung 160
4.6.6 Schnittstellen 161
4.7 Steuerungstechnik 161
4.7.1 Aufgaben der Steuerungstechnik/Steuerungssysteme für den Rohrvortrieb (Trassierung, Maschinentechnik, Rohrdimension, Automatisierungsgrad, Notprogramme) 161
4.7.2 Anordnung der Steuereinrichtung 162
4.7.3 Kurskorrekturen 163
4.7.4 Kontrollmöglichkeiten 174
4.7.5 Automatische Steuersysteme 175
4.7.6 Verrollungskompensierte Steuerung 176
4.8 Separations- und Aufbereitungstechnik bei Schildvortrieben mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust 177
4.8.1 Vorbemerkungen 177
4.8.2 Art und Umfang des Separationskonzepts 179
4.8.3 Zusammenspiel der Komponenten 186
4.8.4 Zusammenfassung 187
5 Vermessung 189
5.1 Bezugssysteme – geodätisches Datum 190
5.1.1 Geodätisches Datum bei kleinräumigen Projekten 190
5.1.2 Geodätisches Datum bei großräumigen Projekten 191
5.1.3 Definition des Bezugssystems 192
5.1.4 Projektion 193
5.1.5 Streckenreduktionen 193
5.2 Vorhandenes Lage- und Höhennetz 194
5.2.1 Lagereferenznetz 194
5.2.2 Höhenreferenznetz 195
5.2.3 Referenznetzkonfiguration 195
5.3 Vorgaben für die Ausführung der Vermessungsarbeiten 197
5.3.1 Einzusetzendes Personal des Auftragnehmers 198
5.3.2 Feldbuch 198
5.4 Oberirdische Vermessungsarbeiten (Kombinierte Lage- und Höhenvermessung) 199
5.4.1 GNSS-Messungen 199
5.4.2 Tachymetrie 206
5.5 Oberirdische Vermessungsarbeiten (Höhenvermessung) 214
5.5.1 Trigonometrische Höhenübertragung 214
5.5.2 Geometrisches Nivellement 215
5.5.3 Hydrostatisches Nivellement 218
5.6 Unterirdische Vermessungsarbeiten 218
5.6.1 Grundsätzliches 218
5.6.2 Refraktion 219
5.6.3 Untertägige Lagevermessung 221
5.6.4 Auswertung von Vermessungsergebnissen 227
5.6.5 Durchschlagsprognose 228
5.6.6 Unabhängige durchgreifende Kontrolle der horizontalen Punktbestimmung mithilfe geodätischer Kreiselmessung 228
5.6.7 Untertägige Höhenbestimmung 233
5.7 Messungen in Start- und Zielbaugrube 235
5.7.1 Punkt- und Richtungsübertragung 236
5.7.2 Teufenmessung 241
5.8 Festpunkte 242
5.8.1 Design 242
5.8.2 Genauigkeit der Festpunkte 246
5.8.3 Nummerierungsprinzipien der Festpunkte 246
5.9 Übergabe der Trasse vom Auftraggeber an den Auftragnehmer 247
5.9.1 Trassierungspunkte und -elemente 247
5.9.2 Festlegung der Vorgehensweise bei Änderung der Trasse 250
6 Qualitätsmanagement 251
6.1 Vermessungs- und Navigationsgeräte 251
6.1.1 Regelmäßige Prüfung der Geräte und Prüfberichte 251
6.1.2 Prüfung der Geräte vor Beginn der Messung 251
6.2 Vermessungsverfahren 252
6.2.1 Dokumentation des Vermessungsverfahrens 252
6.2.2 Dokumentation von Kontrollsystemen 253
6.3 Maschinen- und Verfahrenstechnik 254
6.3.1 Prüfung der verwendeten Maschinen und Verfahren 254
6.3.2 Maschinenunabhängige Kontrollverfahren 254
6.3.3 Verifikationen der verwendeten Verfahren 254
6.3.4 „Worst case“-Szenario, Informationskette und Entscheidungsstationen 254
6.3.5 Erfassung, Aufbereitung, Darstellung, Dokumentation usw. der relevanten Parameter gemäß den definierten Kriterien 255
6.3.6 Überprüfung auf Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte 255
6.4 Prozess-Controlling und Datenmanagement 255
6.4.1 Entwicklungsschritte 256
6.4.2 Datenerfassung und Anforderungen im Baubetrieb 256
6.4.3 Virtuelle Sensorik 262
6.4.4 Aktuelle Entwicklungen 262
6.4.5 Auswertung und Analyse im Rahmen von Soll-Ist-Vergleichen 263
6.4.6 Aushubmassentransport/Logistik 263
6.4.7 Eingliederung von Informationssytemen in die Bauabläufe 266
6.5 Schulung und Weiterbildung des Personals 267
6.5.1 Vermessungsfachkräfte 267
6.5.2 Maschinenfahrer 268
7 Risikomanagement 269
7.1 Tunnelbauhandbuch (THB) 269
7.2 Risikofolgen – Abschätzung und Sicherheitsbewertung 270
7.3 Risikoverteilung bei Bauverträgen 271
7.4 Zielgrößen einer risikominimierten Bauwerkserstellung 271
8 Empfehlungen für die Ausschreibung 273
8.1 Allgemeine Hinweise 273
8.2 Baugrundrisiko 277
8.3 Störfallanalyse mit Risikobewertung und -verteilung 278
8.4 Qualitätssicherung 284
8.5 Pflichtenheft der Tunnelbohrmaschine (TBM) 286
8.6 Versicherungen 286
9 Schlusswort – Ausblick 289
Anhang 1 291
Anhang 2 295
Anhang 3 303
Anhang 4 311
Literatur 315
Normen und Regelwerke 319
Stichwortverzeichnis 325
