Tunnelbau im Sprengvortrieb

Die Entwicklung des Tunnelbaus im Sprengvortrieb wurde maßgeblich von der jeweiligen Entstehungsgeschichte seiner beiden wichtigsten Komponenten geprägt. Sowohl die Entdeckung und Weiterentwicklung der Explosivstoffe und deren Sprengwirkung als auch die ständige Verbesserung der Gerätetechnik, insbesondere für das Bohren, verhalfen dem Sprengverfahren zu einem bedeutenden Stellenwert, welcher beim Bau von Straßen- und Eisenbahntunneln bis in die heutige Zeit andauert.

Für den Tunnelbau hat die Bauverfahrenstechnik mit der Auswahl des geeigneten Bauverfahrens eine herausragende Bedeutung. Der wirtschaftliche Erfolg eines Tunnelvortriebs wird in Verbindung mit den geologischen und hydrologischen Bedingungen beeinfluät durch

Unter dem Begriff Bohren wird allgemein die Herstellung von Löchern unter Zuhilfenahme von Bohrwerkzeugen verstanden. Die Härte, Zähigkeit und Festigkeit des zu durchbohrenden Gesteins bestimmt die Anforderungen an das Bohrwerkzeug. Moderne Anwendungen der Bohrtechnik werden in allen Bereichen des Bauwesens benötigt. Es ist jedoch erforderlich, den Begriff des Bohrens einschränkend zu definieren.

Unter einer Explosion versteht man die durch eine äußere Energiezufuhr ausgelöste, exotherme Reaktion von Explosivstoffen (Oxidationsvorgang), bei der schlagartig große Gasmengen freigesetzt warden.

Der Abtransport des durch die Sprengung herausgeschossenen Materials wird als Schutterung bezeichnet. Das Schuttern kann unterteilt werden in die beiden Teilvorgänge Laden und Fördern bzw. Transportieren.

Die Entwicklung der Tunnelbautechnik ist eng mit der Verbesserung und Neuentwicklung geeigneter Sicherungsmethoden verbunden. So formulierte Rziha schon 1874 den Grundsatz, daß es die Kunst des Ingenieurs ist, den Gebirgsdruck erst gar nicht entstehen zu lassen [133]. Aufgrund der in diesemZusammenhangvielfach schwer handhabbaren Sicherungsmaterialien, wie Holz und Mauerung, konnten die Tunnelbauingenieure diese Forderung in früherer Zeit nur unvollkommen erfüllen.

Beim Bauen unter Tage ist mit Wasserzutritten aus dem angeschnittenen Gebirge zu rechnen. Wasser beeinflußt sowohl die Bauausführung als auch den Betrieb von unterirdischen Anlagen. Die Beseitigung des anfallenden BergwassersdurcheinesinnvolleWasserhaltungzähltdaherzudenHauptaufgabenbeiderHerstellungunterirdischerHohlraumbauten,umgefährlicheWassereinbrüche zu vermeiden und einen sicheren und zügigen Vortrieb mit möglichst geringen Behinderungen zu ermöglichen.

Unter Bauhilfsmaßnahmen werden Tätigkeiten zusammengefaßt, für deren Ausführung und Berechnungen der Unternehmer verantwortlich zeichnet. Wohl aus einem falschen Verständnis heraus werden immer häufiger Tätigkeiten, die der Stabilisierung des Gebirges dienen, unter den Begriff „Bauhilfsmaßnahmen“ eingereiht; Maßnahmen, für deren Erfolg der Projektierende und der Bauherr ebenso bestimmend wirken wie der Unternehmer, denn der Baugrund selbst und damit die Maßnahmen zu dessen Verbesserung sind rechtlich dem Bauherrn zuzuordnen.

Der Begriff Sicherheit wird definiert als Zustand des Seins ohne Bedrohung, der sich objektiv ergibt aus dem Vorhandensein von Schutzeinrichtungen oder dem Fehlen von Gefahren und subjektiv von Individuen oder sozialen Gruppenals Gewißheit über die Zuverlässigkeit von Sicherungs- und Schutzeinrichtungen empfunden wird. Sicherheitsbetrachtungen setzen deswegen das Erkennen von Gefahren und der sich daraus ergebenden Risiken voraus.

Mechanisierung und Automatisierung haben das Ziel, Tätigkeiten der Menschen zu erleichtern oder deren Arbeitsbelastung zu vermindern, die Sicherheit zu verbessern sowie die Leistung zu erhöhen. Sehr viel einfacher wird der Entschluß zur Mechanisierung, wenn sich der Unternehmer gleichzeitig einen wirtschaftlichen Vorteil verspricht. Eines der genannten Elemente muß aber erfüllt sein, sonst verkommt die Mechanisierung zur Spielerei.

Die statisch-konstruktive Bearbeitung von Tunnelbauwerken nimmt innerhalb des Konstruktiven Ingenieurbaus eine Sonderstellung ein. Ausgehend von den Lastannahmen über die Modellbildung und die Berechnungsmethoden bis hin zur Dimensionierung unter Berücksichtigung sinnvoller Sicherheitskoeffizienten muß die übliche Praxis im Beton- und Stahlbetonbau den Bedingungen in der Geotechnik angepaßt werden.

Eine der zentralen Aufgaben bei der Planung, Ausschreibung, Ausführung und Abrechnung von Tunneln kommt der Gebirgsklassifizierung zu. Dabei besteht die grundsätzliche Zielsetzung darin, das Gebirge entlang einer Tunneltrasse nach seinen Eigenschaften und seinem Verhalten für den Ausbruch und die Sicherung des Hohlraumes zu klassifizieren. Neben der Ausschreibung bildet die Klassifizierung vor Baubeginn die Grundlage für die Wahl des Bauverfahrens, die Festlegung der erforderlichen Sicherungsmaßnahmen und die Kalkulation. Während der Bauausführung besteht eine ständige Anpassung der Klasseneinteilung an das tatsächlich anstehende Gebirge, die als Grundlage für die Abrechnung client.