Herstellung und Einsatz von Tübbingen

Abstract

Das Einsatzgebiet des maschinellen Vortriebs hat sich in den letzten Jahren durch die Weiterentwicklung und die Vielfalt der Tunnelvortriebsmaschinen vergrößert und stellt eine leistungsfähige Alternative zur konventionellen Tunnelbauweise dar. Beim Einsatz von Schildmaschinen im kontinuierlichen Tunnelbau werden Betonfertigteile eingebaut, die nicht nur dem Schutz vor Verbrüchen dienen, sondern auch zur Aufbringung der Vortriebspressenkräfte benötigt werden. Diese Betonfertigteile werden Tübbinge genannt. Weitere Aufgaben der Tübbingauskleidung sind von der Konstruktionsart und den Anforderungen an den Ausbau abhängig. Daraus haben sich unterschiedliche Tübbingformen entwickelt, die in der vorliegenden Diplomarbeit genauer beschrieben werden. Durch den hohen Anspruch an die Tübbingauskleidung sind die Anforderungen an eine sorgfältige Herstellung und Lagerung, sowie an den Transport und Einbau der Betonfertigteile sehr hoch. Während dieser Prozesse können auch Fehl- und Schadstellen auftreten, die instand gesetzt werden müssen, wenn Gebrauchstauglichkeit, Tragfähigkeit oder Dauerhaftigkeit der Tübbinge über die Nutzungsdauer nicht gewährleistet werden kann. Mögliche Schäden werden in dieser Diplomarbeit beleuchtet und Instandsetzungsmaßnahmen werden vorgeschlagen. Die Produktion von Tübbingen kann sowohl in einem bereits bestehenden Fertigteilwerk als auch in einer Feldfabrik erfolgen. Während die Feldfabrik eigens für ein Tunnelprojekt auf dem Baustellengelände errichtet werden muss, kennzeichnet die Produktion in einem stationären Werk die hohe Anzahl an Tübbinglieferungen zur Tunnelbaustelle. Abgesehen von der hohen CO2-Emission, die aus den Tübbingtransporten resultiert, übersteigen die Transportkosten bei längeren Tunnelprojekten durch die große Anzahl an Transporten schnell die Errichtungskosten für eine Feldfabrik. Ein Kostenvergleich wird in der vorliegenden Diplomarbeit beschrieben. Dieser soll der Abschätzung der rentableren Herstellungsvariante bereits in einer frühen Projektphase dienen.

The field of application of mechanical tunneling has increased in recent years through the development and variety of tunneling machines and provides a capable alternative to conventional tunneling. In mechanical tunneling with shield machines precast concrete elements are installed to protect from cavings, but are also required to apply the driving forces. These elements are also called tubbings. Other tasks of the tubbings depend on the construction type and the requirements for the segmental lining. Several types of tubbings have been developed and are described in this master thesis. Due to the high standards of segmental lining the requirements to a careful preparation and storage of the tubbings, as well as to the transportation and installation of these pre-cast concrete elements are very demanding. During these processes damages can occur. If the serviceability, load-bearing capacity and durability during the operating life of the segmental lining can-t be guaranteed, the damages have to be repaired. In this master thesis possible damages are illuminated and repair measures are proposed. The production of lining segments can be carried out in an existing precast plant or in a field factory. While the field factory has to be established on the construction site for a specific tunneling project, the production in an existing stationary plant is characterized by a high number of tubbing deliveries. Apart from the high CO2 emissions resulting from the shipment, transport costs exceed setting up costs of a field factory in case of longer projects soon. A cost comparison, which can be used for estimating the most profitable production variant in an early phase of the project, is described in this thesis.