Einflüsse von Verklebungen auf die Materialförderung von Schildvortrieben

1 Schematische Darstellung der Verklebungs- beziehungsweise Verbackungsmauern bei unterschiedlichen Schildvortriebsverfahren (obere Reihe: Profilschnitt auf Tunnelachse, mittlere Reihe: Aufsicht, untere Reihe: Querschnitt etwa 0,5 m vor Druck- beziehungsweise Tauchwand)

2 Verklebungsdiagramm nach Hollmann & Thewes (2013) mit Konsistenzänderungen des Ausbruchsmaterials infolge Bergwassers bei einem offen gefahrenen Schildvortrieb

3 Links: Verklebungsmaterial mit plastischer Konsistenz. Mitte: Probe einer festen Verbackung aus einem offen gefahrenen Schildvortrieb. Rechts: Steife Verklebungsmatrix mit eingepressten Kieskomponenten aus einem Hydroschildvortrieb

4 Mauerartige Verbackung zwischen vollständig ausgefahrener Förderschnecke und Schneidrad

5 Links: Blick von der Ortsbrust durch die Schneidradöffnung auf eine Verbackungsmauer als „Hindernis“ vor der Förderschneckenöffnung. Mitte: Vergleichsfoto vor Vortriebsbeginn mit Blick durch die Schneidradöffnung in Richtung Förderschnecke. Rechts: Nachträglich installierter Rückräumer

6 Links: Übergabetrichter innerhalb des Muckrings mit Verbackungsmauern auf dem Rand. Mitte: Vergleichsfoto mit Blick in den gereinigten Übergabetrichter. Rechts: Reinigung des Übergabetrichters im Inneren des Muckrings

7 Abbaukammer bei Drucklufteinstieg mit Halbabsenkung der Suspension: Links: Rückräumer mit tiefer Einkerbung. Rechts: Entfernung der äußeren Rückräumer

8 Abbaukammer bei Drucklufteinstieg mit Vollabsenkung der Suspension: Links: Mit Suspensionsresten bedeckte Verklebungsmauer entlang der Schildschneide oberhalb der Spüldüsen (Spülrichtung in Sohlbereich: roter Pfeil). Rechts: Reste der Verklebungsmauer während Reinigungsarbeiten mit innerem Aufbau aus Kies- und Steinkomponenten in steifer Verklebungsmatrix

9 Abbaukammer bei Drucklufteinstieg mit Vollabsenkung der Suspension: Verklebungsmauer vor Tauchwandöffnung (Mauerkrone zwischen roten Linien) und dahinter angestautes Ausbruchsmaterial mit Restsuspension. Im Hintergrund ist undeutlich eine der beiden Verklebungsmauern an der Schildschneide erkennbar (Mauerkrone zwischen blauen Linien). Die Wirkrichtung einer Spüldüse ist als grüner Pfeil markiert

10 Schematische Darstellung zur Entstehung der Verklebungsmauern (rot: Verklebungsmaterial, gelb: Kies- und Steinkomponenten): 1a bis 3a: Schnitt auf Höhe der Spüldüse durch die seitlichen Verklebungsmauern an der Schildschneide. 1b bis 3b: Blick gegen Vortriebsrichtung auf Tauchwand mit Verklebungsmauer vor der Tauchwandöffnung und den seitlichen Ausbildungen an der Schildschneide

Schildvortriebe in feinkörnigem tonhaltigem Baugrund werden häufig durch Verklebungen beeinträchtigt. Eine besondere Form davon sind Verklebungsmauern, die sich mitten im Materialstrom der TBM ausbilden und eine hohe Festigkeit erreichen können. Eine besondere Erschwernis für den Vortrieb ist, dass diese Verklebungsmauern den direkten Weg des Ausbruchmaterials von der Rückseite des Schneidrades zur nachfolgenden Fördereinrichtung erschweren oder sogar unterbrechen (Abb. 1).

Die Materialförderung des Aushubs vom Schneidrad nach hinten muss dann über einem Umweg erfolgen, bei dem das Material erst vom Schneidrad aufgenommen und nach oben gefördert wird. Es muss durch die Abbaukammer über die Verklebungsmauer zur Ansaugöffnung bewegt werden, oder beim EPB-Schild im offenen Modus, zur Schnecke hinunter. Solche Phänomene wurden sowohl bei ungestützten EPB-Vortrieben als auch bei flüssigkeitsgestützten Vortrieben beobachtet, bei denen das Ausbruchsmaterial am Fuß der Abbaukammer zur nachfolgenden Fördereinrichtung, dem Schneckenförderer oder dem Ansaugstutzen,...

Dipl.-Geol.Fritz Hollmann, Prof. Dr.-Ing. Markus Thewes, Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Tunnelbau,
Leitungsbau und Baubetrieb, Bochum, Deutschland
Dr. Dipl.-Geol. Markus Weh, Marti Tunnelbau AG, Moosseedorf, Schweiz

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tunnel 03/2014