Bewertung von Boden und Fels auf Verklebungen und Feinkornfreisetzung beim maschinellen Tunnelvortrieb:
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Aachen
Shaker
2015
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INHALTSVERZEICHNIS
VII
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT I
KURZFASSUNG III
ABSTRACT V
INHALTSVERZEICHNIS VN
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XI
TABELLENVERZEICHNIS XXIV
VERZEICHNIS DER ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN XXVI
1. EINLEITUNG L
1.1. EINFUEHRUNG L
1.2. PROBLEMSTELLUNG 2
1.3. ZIELSETZUNG UND GLIEDERUNG 3
2. EINFUEHRUNG IN DIE MASCHINELLE VORTRIEBSTECHNIK 4
2.1. EINTEILUNG VON TUNNELVORTRIEBSMASCHINEN 4
2.2. SCHILDMASCHINEN MIT VOLLSCHNITTABBAU 5
2.2.1. SCHILDMASCHINEN OHNE STUETZUNG 6
2.2.2. SCHILDMASCHINEN MIT DRUCKLUFTSTUETZUNG 6
2.2.3. SCHILDMASCHINEN MIT FLUESSIGKEITSSTUETZUNG 6
2.2.4. SCHILDMASCHINEN MIT ERDDRUCKSTUETZUNG 10
2.2.5. VORTRIEBE AUSSERHALB DES
HAUPTEINSATZBEREICHS DES SCHILDTYPS
12
3. VERKLEBUNGEN: GRUNDLAGEN UND ERFAHRUNGEN 13
3.1. VERKLEBUNGSMATERIAL UND
FEINKOMFREISETZUNG 13
3.1.1. KRITISCHE KONSISTENZBEREICHE 13
3.1.2. UMWANDLUNG DES AUSBRUCHSMATERIALS UND
AUSWIRKUNGEN 14
3.2. RELEVANTE BAUGRUNDEIGENSCHAFTEN 16
3.2.1. VORGABEN IN NORMEN, RICHTLINIEN UND
EMPFEHLUNGEN 16
3.2.1.1. NORMEN 16
3.2.1.2. RICHTLINIEN UND EMPFEHLUNGEN 17
3.2.2. GEOTECHNISCHE UNTERSCHEIDUNG VON
BODEN UND FELS 18
3.2.3. LOCKERGESTEIN 19
3.2.3.1. KORNVERTEILUNG 19
3.2.3.2. MINERALOGISCHE ZUSAMMENSETZUNG 20
3.2.3.3. KONSISTENZ- UND PLASTIZITAETSZAHL 22
HTTP://D-NB.INFO/1065325207
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
3.2.3.4. GEFUEGE 23
3.2.4. FESTGESTEIN 24
3.2.4.1. BINDUNGSTYPEN BEI
FESTGESTEIN 24
3.2.4.2. FESTGESTEIN OHNE ZERFALLSNEIGUNG 25
3.2.4.3. VERAENDERLICH FESTES
FESTGESTEIN 27
3.2.4.4. POTENZIELLE ZERFALLSPRODUKTE: GESTEINSART UND
KORNGROESSE 28
3.2.4.5. POTENZIELLE ZERFALLSPRODUKTE: MINERALOGISCHE ZUSAMMENSETZUNG 29
3.2.4.6. FESTIGKEIT 29
3.2.4.7. GEFUEGE 30
3.2.5. WASSER: VERFUEGBARKEIT UND AUSWIRKUNGEN 30
3.2.5.1. SCHILDVORTRIEBE OHNE ORTSBRUSTSTUETZUNG 30
3.2.5.2. SCHILDVORTRIEBE MIT FLUESSIGKEITSSTUETZUNG 31
3.2.5.3. ERDDRUCKSCHILDVORTRIEBE 32
3.3. VERKLEBUNGSSPEZIFISCHE SONDERVERSUCHE 32
3.3.1. VERSUCHE MIT SPEZIELLER VORBEHANDLUNG
DER GESTEINE 32
3.3.2. ADHAESIONSVERSUCHE 33
3.3.3. VERSUCHE MIT BERUECKSICHTIGUNG VON
ANHAFTENDEM VERKLEBUNGSMATERIAL 34
3.3.4. T ECHNIKUMSVERSUCHE 37
3.3.5. HYDRAULISCHE ZERFALLSVERSUCHE 37
3.4. BETRIEBSDATENANALYSEN 37
3.4.1. BETRIEBSDATENANALYSEN IN DER PRAXIS 37
3.4.2. INTERAKTION BAUGRUND-MASCHINE 38
3.4.2.1. RELEVANTE BETRIEBSDATEN 38
3.4.2.2. BAUGRUNDMODELL 38
3.4.3. BETRIEBSDATENAENDERUNGEN INFOLGE VERKLEBUNGEN 39
4. ALLGEMEINES VERKLEBUNGSDIAGRAMM FUER LOCKERGESTEINE 41
4.1. VERKLEBUNGSDIAGRAMME MIT VORGEGEBENER
WASSERVERFUEGBARKEIT 41
4.2. ENTWICKLUNG DER GRUNDFORM
DES NEUEN VERKLEBUNGSDIAGRAMMS
43
4.3. ABGRENZUNGEN DER KONSISTENZ INNERHALB DES DIAGRAMMS 49
4.4. AUSSAGEKRAFT DES ALLGEMEINEN
BEWERTUNGSDIAGRAMMS 52
4.5. VERGLEICH MIT BISHERIGEN BEWERTUNGSDIAGRAMMEN 54
4.5.1. RANDBEDINGUNG: HOHE VERFUEGBARKEIT VON WASSER 54
4.5.1.1. HOHES VERKLEBUNGSPOTENZIAL NACH THEWES 55
4.5.1.2. MITTLERES BIS HOHES VERKLEBUNGSPOTENZIAL
NACH THEWES 55
4.5.1.3. MITTLERES VERKLEBUNGSPOTENZIAL NACH
THEWES 56
4.5.1.4. NIEDRIGES VERKLEBUNGSPOTENZIAL NACH THEWES 56
4.5.1.5. VERGLEICH DER AUSSAGEKRAFT 56
4.5.2. RANDBEDINGUNG: KEINE VERFUEGBARKEIT VON WASSER 57
5. MODIFIKATION DES SIEBTROMMELVERSUCHS IM HINBLICK AUF VERKLEBUNGEN 60
5.1. PROBLEMATIK DERZEITIGER BEWERTUNGEN VON
FESTGESTEIN 60
5.1.1. KLASSIFIZIERUNG BINDIGER
BOEDEN ALS FELS 60
5.1.2. VERAENDERLICH FESTER FELS 61
5.2. AUSSAGEKRAFT DER ZERFALLSVERSUCHE IM HINBLICK AUF SCHILDVORTRIEBE
63
INHALTSVERZEICHNIS IX
5.2.1. WASSERLAGERUNGSVERSUCH 63
5.2.1.1. VERFAHREN 63
5.2.1.2. AUSSAGEKRAFT 65
5.2.2. SIEBTROMMELVERSUCH 66
5.2.2.1. VERFAHREN 66
5.2.2.2. AUSSAGEKRAFT 67
5.2.2.3. KOMBINATION MIT BODENMECHANISCHEN
UNTERSUCHUNGEN 70
5.3. MODIFIZIERTER SIEBTROMMELVERSUCH 72
5.3.1. VERSUCHSKONZEPT 73
5.3.2. VERSUCHSERGEBNISSE 74
5.3.2.1. ZERFALLSBESTAENDIGKEITSINDEX 75
5.3.2.2. ATTERBERGGRENZEN 76
5.3.2.3. KOMBINIERTE SIEB- UND
SCHLAEMMANALYSE 78
5.3.3. BEWERTUNGSMOEGLICHKEITEN 79
5.3.3.1. VERGLEICH DER EINZELVERSUCHE 79
5.3.3.2. PLASTIZITAET-ZERFALLS-DIAGRAMM 81
5.3.3.3. VERKLEBUNGSDIAGRAMME FUER LOCKERGESTEINE 82
5.4. FAZIT ZUM NEUEN UNTERSUCHUNGSKONZEPT 84
6. VERKLEBUNGEN UND FEINKORNANFALL IN DER PRAXIS 85
6.1. INGENIEURGEOLOGISCHE DOKUMENTATIONEN DER SCHILDVORTRIEBE 85
6.1.1. ORTSBRUST UND PROBENNAHMEN 85
6.1.2. QUANTIFIZIERUNG VON VERKLEBUNGEN 89
6.2. PRAXISPROJEKTE 93
6.2.1. ERDDRUCKSCHILDVORTRIEB (PROJEKT A) 93
6.2.1.1. BAUGRUNDVERHAELTNISSE 93
6.2.1.2. VORTRIEBSVERFAHREN 95
6.2.1.3. VERKLEBUNGEN UND
FEINKORNANFALL 96
6.2.1.4. GESCHLOSSENER VORTRIEBSMODUS MIT ERDBREISTUETZUNG 101
6.2.1.5. OFFENER UND
HALBOFFENER VORTRIEBSMODUS 110
6.2.1.6. ERKENNTNISSE 115
6.2.2. HYDROSCHILDVORTRIEB/OFFENER SCHILDVORTRIEB (PROJEKT B) 116
6.2.2.1. BAUGRUNDVERHAELTNISSE 116
6.2.2.2. VORTRIEBSVERFAHREN 117
6.2.2.3. VERKLEBUNGEN UND
FEINKORNANFALL 118
6.2.2.4. HYDROSCHILDVORTRIEB (TM
0 BIS
CA. 1530) 118
6.2.2.5. OFFEN GEFAHRENER SCHILDVORTRIEB
(TM 1530
BIS 6970) 124
6.2.2.6. ERKENNTNISSE 128
6.2.3. HYDROSCHILDVORTRIEB (PROJEKT C) 129
6.2.3.1. BAUGRUNDVERHAELTNISSE 129
6.2.3.2. VORTRIEBSVERFAHREN 131
6.2.3.3. VERKLEBUNGEN UND FEINKORNANFALL 131
6.2.3.4. TM 0
BIS 1000 (VERKLEBUNGEN
UND FEINKORNANFALL) 138
6.2.3.5. TM 2000
BIS 2500 (VERKLEBUNGEN) 139
6.2.3.6. TM 3800
BIS 5300 (VERKLEBUNGEN
UND FEINKORNANFALL) 140
X
INHALTSVERZEICHNIS
6.2.3.7. ERKENNTNISSE 146
6.3. AUSBILDUNG UND AUSWIRKUNG VON VERKLEBUNGEN 147
6.3.1. VERKLEBUNGEN IM BEREICH
DER ABBAUKAMMER 147
6.3.1.1. SCHNEIDRAD UND
SCHNEIDRADAUFHAENGUNG 147
6.3.1.2. DRUCKWAND UND SCHNITTSTELLE ZU FOERDEREINRICHTUNGEN 151
6.3.2. VERKLEBUNGEN AUSSERHALB
DER ABBAUKAMMER 153
6.3.2.1. FOERDERBAENDER 153
6.3.2.2. SEPARATIONSANLAGE 154
6.3.2.3. TRANSPORT 156
6.3.3. VERKLEBUNGEN UND VERSCHLEISS 157
6.3.3.1.
WERKZEUGKONTROLLE UND-
WECHSEL 157
6.3.3.2. ABRASIVE GESTEINE ALS
TEIL VON VERKLEBUNGEN 158
6.3.3.3. VERKLEBUNGSTYPISCHER VERSCHLEISS 159
6.3.3.4. VERLAENGERTE WERKZEUGWEGE
161
6.3.3.5. ERKENNTNISSE ZUR WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN VERKLEBUNGEN
UND VERSCHLEISS 162
7. BETRIEBSDATENANALYSEN IM HINBLICK AUF VERKLEBUNGEN 163
7.1. MESSUNG UND BERECHNUNG VON
BETRIEBSDATEN 163
7.2. AKTIV- UND PASSIVPARAMETER 166
7.3. EINFLUESSE AUF BETRIEBSDATEN 166
7.3.1. ABBAUUNABHAENGIGE EINFLUESSE 167
7.3.1.1. ABBAUUNABHAENGIGE EINFLUESSE AUF DIE SCHNEIDRADANPRESSKRAFT 167
7.3.1.2. ABBAUUNABHAENGIGE EINFLUESSE AUF DIE GESAMTVORTRIEBSKRAFT 169
7.3.1.3. ABBAUUNABHAENGIGE EINFLUESSE
AUF DAS SCHNEIDRADDREHMOMENT 173
7.3.1.4. ABBAUUNABHAENGIGE EINFLUESSE
AUF DIE PENETRATION 174
7.3.2. ABBAUSPEZIFISCHE EINFLUESSE 175
7.3.2.1. SCHNEIDRADDESIGN UND WERKZEUGBESATZ 175
7.3.2.2. SCHNEIDRADZUSTAND: VERSCHLEISS UND VERKLEBUNGEN 177
7.3.2.3. DIREKTER EINFLUSS BAUGRUND: ABBAUWIDERSTAND 181
7.3.2.4. INDIREKTER EINFLUSS BAUGRUND: ABRASIVITAET UND
VERKLEBUNGSNEIGUNG 185
7.3.2.5. BOHRHINDEMISSE 186
7.3.2.6. FALLBEISPIEL: AUSSAGEKRAFT DER ROHDATEN IM HINBLICK AUF DEN
BAUGRUND 187
7.3.2.7. AUSWERTUNGEN VON PAXIS-BETRIEBSDATEN
IM HINBLICK AUF VERKLEBUNGEN 189
7.3.2.8. FAZIT 193
8. EMPFEHLUNGEN FUER DIE PRAXIS 195
8.1. EMPFEHLUNGEN FUER BAUGRUNDGUTACHTEN 195
8.2. EMPFEHLUNGEN IM HINBLICK AUF BETRIEBSDATEN 198
9. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 200
10. LITERATURVERZEICHNIS 202
11. ANLAGEN
212
ANLAGE 1: BETRIEBSDATENKORREKTUREN BEI
PROJEKT C
212 |
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