Die Anwendbarkeit europäischer Tunnelinnenschalenvarianten auf Grundlage einer vergleichenden Untersuchung

Abstract

Die gegenständliche Diplomarbeit wurde im Zuge der Forschungstätigkeit des Instituts für Baubetrieb und Bauwirtschaft – Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik der TU Wien verfasst. Sie ist den unterschiedlichen Herangehensweisen an die Konzeption von Straßentunnelinnenschalen gewidmet und stellt eben diese gegenüber. Dabei liegt der Fokus auf den in Europa zur Anwendung kommenden Varianten.Beginnend mit einer allgemein gehaltenen Einführung in den zyklischen Tunnelvortrieb werden die Vortriebsverfahren sowie die zu verwendenden Arbeitsmittel vorgestellt, deren geschichtliche Entwicklung aufgezeigt und Abgrenzungen gegenüber Tunnelvortriebsmaschinen getroffen. Weiter werden die Adaptierungsmöglichkeiten der neuen österreichischen Tunnelbaumethode, die im Falle wechselnder geologischer Verhältnisse immense Vorteile mit sich bringt, angeführt. Das eingehende Kapitel behandelt somit die Vortriebsarbeiten, die vor dem Einbau der Innenschale von Statten gehen.In den anschließenden Kapiteln werden die verschiedenen Möglichkeiten des Innenausbaus aufgezeigt. Um die Übersichtlichkeit zu wahren, werden lediglich europäische Varianten betrachtet.Konkret kommt es zur Untersuchung des mitteleuropäischen und der skandinavischen Systeme. Zu Beginn werden jeweils die jeweiligen normativen sowie geologischen Gegebenheiten vorgestellt unddie Besonderheiten der Vortriebsarbeiten in den behandelten Regionen beschrieben. Im nächsten Schritt kommt es zur Anführung der Spezifika der Ausbauvarianten, wobei auf die Abdichtung gegen Frost und Wasser, die einzuhaltenden Anforderungen im Bezug auf den Brandschutz und die Dauerhaftigkeit sowie die Möglichkeiten zur Platzierung der elekrotechnischen Einrichtungen eingegangen wird. Um weiter einen Einblick in baubetrieblicher Hinsicht zu geben, sind jeweils am Schluss dieser Kapitel die benötigten Arbeitsgeräte, -mittel und -schritte angeführt.Der nächste Teil der Arbeit umfasst den Vergleich und die direkte Gegenüberstellung der zuvorbeschriebenen Systeme. Die Vor- und Nachteile der Innenschalenvarianten werden aufgezeigt,wobei der Fokus auf den zuvor angeführten Punkten liegt. Weiter kommt es zur Definition der Anwendungsgrenzen sowie deren Kausalitäten.Abschließend wird versucht, auf Grundlage des Vergleichs und unter Berücksichtigung der vorliegenden geologischen Verhältnisse einen Einblick zu geben, welche Aspekte der in Skandinavien zur Anwendung kommenden Innenschalensysteme auch in Österreich anwendbar wären. Weiter werden die Hindernisse, die aufgrund der aktuell gültigen Richtlinien entstehen, vorgestellt.

This diploma thesis is part of the research activities of the Institute of Construction Management and Economics – Research Department of Construction Management and Construction Process Engineering at the Vienna University of Technology. It is dedicated to the different approaches to the design of inner linings of road tunnels and their comparison. The focus is on the variants which are used in Europe.Starting with a general introduction to tunnel excavation, the methods and the equipment to be used are presented, their historical development is shown and distinctions to tunnel boringmachines are made. Furthermore, the adaptation possibilities of the New Austrian Tunneling Method are mentioned. This chapter thus deals with the excavation work that takes place before the inner lining is installed.In the following chapters, various solutions for inner linings are presented. At the beginning,the respective normative and geological conditions are presented and the special features of the rock excavation in the covered regions are described. In the next step, the specifics of the lining variants are listed, where by the sealing against frost and water, the requirements regarding fire protection and durability and the possibilities for the placement of the electrical equipment are discussed. To conclude this chapter, the required tools, equipment and work steps are listed in order to provide an insight into the construction operation to be carried out.In the next section, the systems described above are compared and contrasted. The advantages and disadvantages of the different inner shell variants are worked out, whith the points mentioned above being discussed, as well as each systems application limits and the repective causalities.Finally, based on the comparison and taking into account the geological conditions, an attemptis made to provide an insight into which aspects of the inner shell systems used in Scandinavia could also be used in Austria. Furthermore, the obstacles that arise due to the currently valid guidelines are presented.