Jahrhundertbauwerk verbindet Europa

Der Brenner Basistunnel – innovative Lösungen im Tunnelbau 76 Österreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 163. Jg., Heft 1–12/2018 parameter für das Spritzbetonmodell für zeitabhängige nume­ rische Berechnungen von Spritzbetontunnelschalen kalibriert werden. Für die Versuche an Spritzbeton im Alter von mehr als 24 h wurden sowohl zylindrisch gespritzte Versuchskörper als auch üblicherweise gebohrte Versuchskörper (d = 100mm) unter­ sucht. Vergleichende Untersuchungen an Versuchskörpern beider Herstellungsmethoden zeigten keine signifikanten Ab­ weichungen der ermittelten Parameter. Das von der Universität Innsbruck durchgeführte Versuchspro­ gramm umfasste die Ermittlung von Kriechen und Schwinden bei 8 h, 24 h und 27 h alten Versuchskörpern. Die Kriech- und Abb. 6: Kriechverzerrungen ohne Schwinden für unterschiedliche Belastungen und Belastungszeitpunkte (aus [Neune r et al., 2017]) Fig. 6: Creeping strain without shrinkage for varying stresses and stress times Abbildung 7: Entwicklung des E-Moduls des Spritzbetons (links) und Entwicklung der Druckfestigkeit (rechts) jeweils Bereich der Standardabweichung mit Mittelwert (Horizontaler Strich) (aus [Neuner et al., 2017]) Das zeitabhängige Verhalten, insbesondere des jungen Spritzbetons ist bei einer verformungsbasierten Ausbautechnik (wie in Österreich und der Schweiz üblich) von großer Wichtigkeit. Die Entwicklung der Materialeigenschaften wie Steifigkeit, Druck- und Zugfestigkeit und besonders das Schwind- und Kriechverhalten ermöglichen in den meisten einzelnen, unbeeinflussten Vortrieben einen schadlosen Ausbau. Laser-Tunnelscanner ermöglichen eine schnelle und einfache (Rasterweite 1 cm x 1 cm) Aufnahme des Ausbruchsprofils oder der (Spritz-) Betonoberflächen. Die Reichweite eines Tunnelscanners beträgt ca. 1 – 200 m. Die erzielbaren absoluten Genauigkeiten liegen bei ca. 1 cm. In Kombination mit einer Digitalkamera können zusätzlich die Farbinformationen aufgenommen werden, wodurch eindrucksvolle Visualisierungen möglich sind. Ein weiterer Vorteil ist die kurze Aufnahmezeit von ca. 5 Minuten pro 10 Tunnelmeter, wodurch der Bauablauf nur minimal gestört wird. Tunnelscan-Aufnahmen dienen somit zur Qualitätskontrolle und Qualitätssteigerung durch systematische Kontrolle der einzuhaltenden Übermaße, Erfassung des geologisch bedingten Mehrausbruches, Bestandsdokumentation (Geometrie, Bauteilstärken). Systematische Tunnelscan- Aufnahmen von jedem Abschlag ermöglichen Vortriebsoptimierungen des Sprengschemas [Voit et al., 2017] und die durchg hende Ermittlung d r Dicke der Spr zbe o schale und deren Geometrie. Die statistische Auswertung dieser Scandaten wird nachfolgend erläutert. Für die Auswertung wurden entsprechend Abbildung 9 die Punktwolken der Scanaufnahmen der Ausbruchsgeometrie und der Abb. 8: 3D-CAD Modell im Bereich der Lüfterkaverne mit Ausschnitt der Scanpunkte (grün) (aus [Co rdes et. al, 2018]) Fig. 8: 3D-CAD model in the area of the ventilation chambers with a cut-out of the scan points (green (from [Co rdes et. al, 2018]) In einem Pilotprojekt wurde die statistische Auswertung von Tunnelscandaten untersucht. Abb. 9 zeigt exemplarisch den Verlauf d r mittleren Spritzbetondicke sowie des 5% bzw. 95%-Quantilw rts über die Laibung. 3.3.2. Ausbau mit Tübbinge und Ortbeton Entlang der Haupttunnel werden lange Strecken mit einem Tübbingausbau versehen. Einzelne Abschnitte die entweder konv ntionell ausgebroche od r wo eine zusätzliche Ab­ dichtung erforderlich i t, werden je nach Anforderung zusätz­ lich mit einer unbewehrten oder bewehrten Innenschalen aus­ geführt. Grundsätzlich werden Abschnitte im Portalbereich (bis 1000m ab dem Portal) sowie Abschnitte als Tunnelinnenstrecke (ab 1000m ab dem Portal) unterschieden. Die für die Innenschale mindestens zu verwe denden Betonsorten sind in Tab. 1 (Ge­ Abb. 7: Entwicklung des E-Mo­ duls des Spritzbetons (links) und Entwicklung der Druckfestigkeit (rechts) jeweils im Bereich der Standardabweichung mit Mittel­ wert (Horizontaler Strich) (aus [Neune r et al., 2017]) Fig. 7: Development of the Young‘s modulus of the shotcrete (left) and development of compressive strength (right), standard deviation with average (horizontal line) (from Neune r et al., 2017]) Schwindversuche wurden 56 Tage lang in der Klimakammer mit versiegelten Versuchskörpern durchgeführt. Das zeitabhängige Verhalten, insbesondere des jungen Spritz­ betons ist bei einer verformungsbasierten Ausbautechnik (wie in Österreich und der Schweiz üblich) von großer Wichtigkeit. Die Entwicklung der Materialeigenschaften wie Steifigkeit, Druck- und Zugfestigkeit und besonders das Schwind- und Kriechver­ halten ermöglichen in den meisten einzelnen, unbeeinflussten Vortrieben einen schadlosen Ausbau. Laser-Tunnelscanner ermöglichen eine schnelle und einfache (Rasterweite 1 cm x 1 cm) Aufnahme des Ausbruchsprofils oder der (Spritz-) Betonoberflächen (Abb. 8). Die Reichweite eines Tunnelscanners beträgt ca. 1 – 200 m. Die erzielbaren absolu­ ten Genauigkeiten liegen bei ca. 1 cm. In Kombination mit einer Digitalkamera können zusätzlich die Farbinformationen auf­ genommen werden, wodurch eindrucksvolle Visualisierungen möglich sind. Ein weiterer Vorteil ist die kurze Aufnahmezeit von ca. 5 Minuten pro 10 Tunnelmeter, wodurch der Bauablauf nur minimal gestört wird. Tunnelscan-Aufnahmen dienen somit zur Qualitätskontrolle und Qualitätssteigerung durch systema­ tische Kontrolle der einzuhaltenden Übermaße, Erfassung des geologisch bedingten Mehrausbruches sowie zur Bestandsdo­ kumentation. Systematische Tunnelscan-Aufnahmen von jedem Abschlag ermöglichen Vortriebsoptimierungen des Spreng­ schemas [Vo i t et al., 2017] und die durchgehende Ermittlung der Dicke der Spritzbetonschale sowie deren Geometrie. Die statistische Auswertung dieser Scandaten wird nachfolgend erläutert. Für die Auswertung wurden entsprechend Abb. 9 die Punktwolken der Scanaufnahmen der Ausbruchsgeometrie und der Spritzbetonoberflächen in ein 3D-CAD Modell importiert. Durch Vergleich mit der Soll-Geometrie kann das Überprofil und die Spritzbetondicke ermittelt werden. Die hohe Messpunkt­ dichte ermöglicht eine statistische Auswertung des Überprofils und der Spritzbetondicke.