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INJEKTIONSTECHNIKIM TUNNELBAU

© Neher, Kogler | ETH Zürich 13.12.2012SICHERN VORSPANNEN HEBEN SANIEREN

INHALT

INJEKTIONEN ZUR VORTRIEBSSICHERUNG

ABDICHTUNGSINJEKTIONEN

VORSPANN-/DRUCKSTOLLENINJEKTIONEN

KOMPENSATIONSINJEKTIONEN

INJEKTIONEN ZUR VERBRUCHSANIERUNG


INJEKTIONEN ZUR VORTRIEBSSICHERUNG

� Injektionen über unverrohrte Bohrungen (Festgestein)

� Injektionen über Manschettenrohre (Lockergestein)

� Vortriebssicherung mit Rohrschirm

� Vortriebssicherung mit DSV-Säulen

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Injektionsprofile


INJEKTIONEN - UNVERROHRTE BOHRUNGEN

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Injektionsmethoden:• über Einfachpacker von Bohrlochende zum Bohrlochmund in Injektionsstufen• Passenlängen von 3-5m oder je nach Geologie auch größer

Im gebrächen Gebirge oder bei starkem Wasserandrang:• Injektion „von oben nach unten“ über einen Setzkolben am Bohrlochmund,

anschließendes Wiederaufbohren der Injektionsstrecke und Injektion dernächsten Tiefenstufe

Bohrmethoden:• Rotationskernbohrungen

zur Gebirgserkundung• Hammerbohrung mit Außenhammer

Durchmesser 50-80mm / Bohrtiefen 15-20m• Hammerbohrung mit Imlochhammer

Durchmesser 80-100mm / Bohrtiefen 25-30m• Div. Rotationsbohrungen

mit Roll - oder Flügelmeißel• Einsatz von gesteuerten Bohrsystemen

bei größeren Bohrtiefen


Injektionsmethoden:Injektion mittels kurzen radialenoder geneigten Bohrungen über Setzkolben (Packer am Bohrlochmund)nach dem Ausbruch des Tunnels.

Probleme:Oberflächenabdichtung der offenen Klüfte

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INJEKTIONEN - UNVERROHRTE BOHRUNGEN

© Neher, Kogler | ETH Zürich 13.12.2012SICHERN VORSPANNEN HEBEN SANIERENSICHERN

ABDICHTUNGSINJEKTIONENFelsinjektionen mit Polyamid

Bohrarbeiten gegen drückendes Wasser


Einbau von Injektionslanzen

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Schmelz- und Pumpeinheit

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© Neher, Kogler | ETH Zürich 13.12.2012SICHERN VORSPANNEN HEBEN SANIERENSICHERN

INJEKTIONEN - MANSCHETTENROHRE

PVC - ManschettenrohrManschettenrohrsystem

mit hydraulischem Doppelpacker

Manschette a = 33 cm

Doppel -packer

Manschettenrohr


Manschettenrohrinjektionen für eine Abdeckinjektion

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INJEKTIONEN - MANSCHETTENROHRE


Rohrschirmbohrungen am Tunnelportal

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VORTRIEBSSICHERUNG MIT ROHRSCHIRM


FirstbereichRohrschirmsicherung

OrtsbrustsicherungManschettenrohrinjektion

UlmenbereichHorizontale DSV-Säulen

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VORTRIEBSSICHERUNG MIT ROHRSCHIRM


U-Bahn München Deckelinjektion für Druckluftvortrieb

Gleis 1 Gleis 2

GOK ~ 507,30

OK - Stauer

SO ~ 495,50

~ 502,18

Betonkanal 800/1200 stillgelegt

~ 502,19

projekt. Betonkanal

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VORTRIEBSSICHERUNG MIT DSV-SÄULEN

SO ~ 495,50


Grundriss der Tunneltrasse Aufbau Injektionsschirme

Umplanung auf GOK-Injektion

Ortsbrust

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VORTRIEBSSICHERUNG MIT DSV-SÄULEN


Niagara Falls Vorspanninjektion des Druckstollens


VORSPANNEN


� 60 % des Tunnels liegen im Queenston Shale – quellfähiger Tonstein

� Max. Tunnelgefälle bzw. Steigung ca. 8 %

� Maximale Überdeckung ca. 150 m

� Tunnel verläuft unter verschütteter St. David’s Gorge (altes Flußbett)

VORSPANNEN



Injektionsschlauch: Primär

Injektionsschlauch: Sekundär

Suspensionsperre

inta

ke

outle

t

� Insgesamt 4 Injektionsringe pro Sektion� Jeder Ring besteht aus Sohl u. Gewölbeschlauch� Gewölbe: Länge ca. 30,8 m� Sohle: Länge ca 14,4 m

Arch

Invert

3,6 - 3,8 m

VORSPANNEN



VORSPANNEN




Pumpen, Rührwerk, Mischaggregat & Steuerung

Rührwerk

Pumpe

Steuerung

Mischaggregat

VORSPANNEN



Rotations Laser System� Genauigkeit < 2/10 mm (real time)� Keine Behinderung der Linienbaustelle

VORSPANNEN




VORSPANNEN



KOMPENSATIONSINJEKTIONEN

�Niederdruckinjektion / Verdränungsinjektion

�Wiederholtes Injizieren kleiner Verpressmengen überManschettenrohre mit systematisch angeordneten Ventilen

�Aufsprengen des Baugrundes und Verfüllen der Risse mit Injektionsgut � Volumenzunahme im Baugrund

�Volumenzunahme im Baugrund führt zu Hebungen in derGründungsebene und damit zur Kompensation derSenkungs- / Setzungsmulde

�Beobachtungsmethode im Sinne EC7 � Messkonzept erforderlich

HEBEN


� Doppelpacker im Manschettenrohr eingestellt

�Manschettenrohr(TAM – tubes à manchette)

�hydraulisch expandierbarer Doppelpacker

HEBEN


HEBEN


PHASEN DER KOMPENSATIONSINJEKTION

1 Verfüllinjektion(Hebungsfreie Verfüllung des Porenvolumens des Baugrunds)

2 Vorhebungsinjektion(Abgeschwächtes Negativ der prognostizierten Setzungsmulde)

3 Ausgleichsinjektion(Aktive Kompensation von Setzungen)

4 Nachinjektion(Kompensation von zeitverzögerten Setzungen)

HEBEN


HEBEN







HEBEN


Setzungsmulde

Setzungsmulde mit KI

Setzungsmulde ohne KI

Vorhebung

HEBEN







HEBEN


Setzungsmulde mit KI

1 : nmin < 1 : nkrit

Gesamtbreite Setzungsmulde

Grenze kritische Schiefstellung

(Grenze KI-Hebefläche)

Setzungsmulde ohne KI

1 : ∞

Grenze Setzungsmulde


Wendepunkt max. Schiefstellung

1 : nkrit 1 : n

min

1 : ∞

Scheitelpunkt max. Setzung

HEBEN







HEBEN


Brug404

HEBEN


Überstand

Fundament Tunnelachse

Hebefläche


Grenze Setzungsmulde

Brug404

HEBEN


Brug404

HEBEN


Brug404

HEBEN


Brug404

HEBEN


InjektionsvorgangGebäude Mess-System

Einwirkung Einwirkung

Überschreitung von Warn-/Grenzwerten

Vorschlag zur Kompensation

TBM-Vortrieb

Überwachungsmonitor-SOFIA

Gebäudereaktion als permanente Messdaten

Ist-DatenInjektion

Auswertung und Dokumentation:• Tabellen• Diagramme• 3-D-Grafiken

HEBEN


Gotthard Basistunnel Injektionsarbeitenzur Bergung der TBM nach einem Tunnelverbruch

SANIEREN



SANIEREN




SANIEREN




SANIEREN




SANIEREN




Gezielte Injektionstechnik kann eine wesentliche Verbesserungder Untergrundverhältnisse bewirken,und damit die Sicherheit für Gerät sowie Personal garantieren, Setzungenvermeiden und Schäden verhindern.

Gut geplante und technisch einwandfrei ausgeführte Injektionsmaßnahmen sind somit ein Garant für die wirtschaftliche und erfolgreiche Abwicklung von schwierigen Bauprojekten.

FAZIT


Danke für Ihr Interesse

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