P 109 – Tunnelauskleidung aus Stahlblechen und Hinterfüllbeton

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Beschreibung

P 109 – Tunnelauskleidung aus Stahlblechen und Hinterfüllbeton

Die Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl und die Studiengesellschaft für unterirdische Verkehrsanlagen e . V. – STUVA – beschäftigen sich bereits seit langem mit der Frage, ob Tunnelauskleidungen aus Stahl eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu den heutzutage üblichen Auskleidungsverfahren des Tunnelbaus bieten können. Es liegen Forschungsberichte aus früheren Jahren vor, die u.a. folgende Untersuchungen zum Gegenstand hatten:

– Empfehlungen zu Konstruktion und Korrosionsschutz unterirdischer Stahltragwerke, Spundwände, Tübbings , Bleche
– Traglastversuche für dünnwandige Tunnelausbauprofi 1 e aus Stahl
– Die Bemessung und Traglastberechung stählerner Tunnelauskleidungen
– Unterirdische Stahltragwerke , Hinweise und Empfehlungen zur Planung , Berechnung und Ausführung

Bekanntlich herrschen auf dem Gebiet der Auskleidungsmaterialien im Tunnelbau die Werkstoffe Beton und Gußeisen vor. Die Beispiele für die Verwendung von  Stahlauskleidungen in der Bundesrepublik Deutschland und im Ausland (Österreich, Großbritannien, USA oder Japan müssen immer noch als Ausnahme gelten.
Während über Tunnel, die in offener Bauweise und mit Stahlauskleidungen erstellt wurden, in der Bundesrepublik Deutschland bereits umfangreichere positive Erfahrungen vorliegen, ist bisher weitgehend ungeklärt , ob die Anwendung von Stahl bei der Auskleidung von untertägig aufgefahrenen Tunneln in vor übergehend standfestem Gebirge , insbesondere im Mittelgebirge, wirtschaftlich möglich ist.
Beim Zustandekommen dieser Forschungsarbeit haben folgende Überlegungen eine wichtige Rolle gespielt:
Im Vergleich zu den heute üblichen Sicherungs- und Ausbaumethoden im untertägigen Tunnelbau sind Vorteile mit der Stahlauskleidung zu erzielen, Diese einschalige Konstruktion ermöglicht es, bei taktweiser Herstellung den Endausbau in einem Arbeitsgang zu erreichen. Der hohe Endsicherheitsstndard liegt somit sofort vor. Im Gegensatz dazu weisen die jenigen Auskleidungsmethoden, die die Schale in zwei Schritten einbauen, über Monate hinweg eine verringerte Standsicherheit auf. Die neuartige Auskleidung unter Verwendung von Stahl bedeutet für die Mineure eine wesentlich höhere Arbeitssicherheit, insbesondere einen verbesserten Kopfschutz. Weiter können die Ausbauarbeiten bei der Stahl Verbundbauweise stärker mechanisiert werden, wiederum im Gegensatz z.B. zu den Spritzbetonbauweisen, die in starken Maße Handarbeiten im vorderen Vortriebsbereich erfordern.
Schließlich ermöglicht die neue Auskleidung eine hochwertige Abdichtung des Tunnels gegen Eindringen von Gebirgswasser. Darüber hinaus können wegen der innenseitigen Stahlblechbaut evtl. Undichtigkeiten einfach lokalisiert und auch saniert werden. Demgegenüber fallen bei allen Betonauskleidungen bei Undichtigkeiten aufwendige Injektionsarbeiten an.
Der hiermit der Fachwelt vorliegende Bericht zeigt einige Alternativen für die neuartige Tunnelauskleidung mit technischen und – soweit möglich- auch wirtschaftlichen Bewertungen auf.
Wen auch erste Verlgeichskalkulationen mit den herkömmlichen Lösungen ergeben, dass Stahlblech-Verbundbauweisen Mehrkosten von ca. 5-10% abhängig von Gebirgsüberdeckung, Gebirgswasser, Wasserdruck und Ausbauart verursacht, muss jedoch berücksichtigt werden, dass solche Tunnel bisher noch nicht ausgeführt wurden. Zwangsläufig musste deshalb mit einigen Unwägbarkeiten kalkuliert werden.
Eine realistische Kostenermittlung kann erst nach einem Demonstrationsprojekt vorgenommen werden, bei dem alle bisherigen Abschätzugen durch praktische Erfahrungswerte ersetzt werden. Dabei kann sich durchaus ergeben, dass auch die neue Stahlblech-Verbundbauweise wirtschaftlich gegenüber herkömmlichen Erfahren ist.
STUDIENGESELLSCHAFT FÜR ANWENDUNGSTECHNIK VON EISEN UND STAHL e.V.
STUDIENGESELSCHAFT FÜR UNTERIRDISCHE VERKEHRSANLAGEN e.V. – STUVA

Veröffentlichung:
1986

Autoren:
Dr.-Ing. J. Schreyer, Dipl.-Ing. P. Heffels