SUMMARY:

A review of measures for reducing surface settlements on excavation of shallow tunnels is presented. The measures are classified into - measures to be considered during planning and design through a proper selection and adjustment of the tunnelling method, manner of excavation and the shape of cross-section to the expected geological and geomechanical characteristics of the underground and to the existing buildings on the ground, - measures reducing settlement during the excavation through a proper selection and adjustment of the methods of excavation and support to the results of continuing measurements and - special measures for tunnelling under existing large constructions.

RESUME:

On donne un aperçu sur des mesures tendant à diminuer les tassements en surface causes par 1 excavation de tunnels à faible profondeur. Dans ce contexte, on distingue: - les mesures prises pendant l'etude et l'elaboration du projet consistant à adapter methode de construction, excavation et forme de la section aux conditions geologiques prevues et aux constructions en surface, - les mesures prises pendant les travaux consistant à adapter les methodes d'excavation et de soutènement aux resultats des auscultations, - des mesures particulières prises lors du passage sous des ouvrages d'art d'une certaine importance.

ZUSAMMENFASSUNG:

Es wird eine uebersicht gegeben ueber Maβnahmen zur Reduzierung der Oberflachensetzungen bei der Auffahrung von seichtliegenden Tunnelröhren. Dabei wird unterschieden in - Maβnahrnen und deren Beruecksichtigung bei Planung und Entwurf durch Abstimmung der Bauweise, Vortriebsart und Querschnittsform auf die zu erwartenden geologischen und geomechanischen Untergrundverhaltnisse und auf die Oberflachenbebauung - setzungsmindernde Maβnahmen bei der Baudurchfuehrung durch Abstimmung der Vortriebs- und Sicherungsmaβnahrnen aufgrund der laufenden Messungen und deren Ergebnisse und - besondere Zusatzmaβnahmen und deren Wirksamkeit fuer die Unterfahrung gröβerer Bauwerke.

In juengster Zeit besteht beim U-Bahnbau in den Stadten irnmer mehr der Trend, Baulose, die bislang von den Untergrundverhaltnissen und der Tiefenlage her in offener Bauweise erstellt Worden waren,-nun selbst unter schwierigsten Bedingungenund aufwendiger Maβnahrnen-bergmannisch aufzufahren. Bei der geschlossenen Bauweise werden die sonst erforderlichen Umlegearbeiten von Verkehr, Kanal und sonstigen Versorgungsleitungen sowie der Ankauf von Gebauden zwecks Abbruch eingespart. Dadurch ist diese Bauweise durchaus mit der offenen Bauweise konkurrenzfahig, in einzelnen Fallen sogar kostenguenstiger. Der Vorteil der geschlossenen Bauweise liegt auβerdem darin, daβ der obertagige Verkehrsfluβ nicht beeinfluβt wird, die Anbindung der Anlieger aufrecht erhalten bleibt und die Larmbelastigung wahrend der Bauzeit auf ein Minimum beschrankt wird. In Bochum z.B. wurde vor etwa 6 Jahren erstmalig ein in offener Bauweise ausgeschriebenes U-Bahnbaulos zu etwa gleichem Preis in geschlossener Bauweise angeboten und ausgefuehrt. In Frankfurt wird der o.g. Gruende wegen in dem bekannt setzungsempfindlichen "Frankfurter Ton" z.Zt. sogar erstmalig eine U-Bahnhaltestelle von 24 m Spannweite bergmannisch erstellt. In Dortmund muβten infolge der Anliegereinsprçche drei in der Planung bereits fertiggestellte und in offener Bauweise vorgesehene Baulose zurueckgezogen werden, die z.Zt. fuer geschlossene Bauweise umgeplant werden. Die bergmannische Herstellung von Tunnelröhren selbst bei einer Gebirgsueberlagerung ueber der Firste von nur 3 bis 4 m und noch dazu in unguenstigen Gebirgsverhaltnissen ist mit Hilfe der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Felsmechanik sowie der neueren maschinellen Einrichtungen und Einbauhilfen ohne weiteres durchfuehrbar. Das Problem liegt weniger in der eigentlichen Herstellung solcher Hohlraumbauten und in der Gewahrleistung des erforderlichen Sicherheitsgrades, sondern vielmehr darin, daβ aus Gruenden der darueberliegenden oder unmittelbar danebenliegenden Bebauung die auftretenden Setzungen an der Oberflache so gering als möglich gehalten werden und Gebaudevertraglich sein muessen, urn Setzungsrisse soweit als möglich auszuschlieβen. Die Setzungsempfindlichkeit der Gebaude ist zwar von Fall zu Fall verschieden. Sie hangt im wesentlichen von der Konstruktion, der Fundamentausbildung und von den verwendeten Baumaterialien ab. Auf Grund der Erfahrungen kann jedoch allgemein gesagt werden, daβ ab einer Setzungsdifferenz gröβer 1 cm Gebaudeschaden wie Risse im Mauerwerk oder Beton auftreten können. Zur Reduzierung der Oberflachensetzungen bei der Auffahrung von seichtliegenden Tunnelröhren stehen eine Palette von Maβnahmen zur Verfuegung: generelle Maβnahmen, die ein setzungsarmes Bauen garantieren und zusatzliche setzungsmindernde Maβnahmen, deren Anwendung im Einzelfall jedoch aufgrund der geologischen und geomechanischen Verhaltnisse auf ihre Wirksamkeit und Zweckmaβigkeit hin untersucht und ueberprueft werden muessen. Nicht erst bei der Bauausfuehrung, sondern schon bei der Planung und beim Entwurf eines Tunnelbauprojektes wird der Grundstein fuer die spater beim Bau des Tunnels auftretenden Oberflachensetzungen gelegt. Entscheidende Faktoren, die sich auf die Oberflachensetzungen auswirken, sind die Querschnittsform, die Bauweise und die Vortriebsweise. Beobachtungen und Erfahrungen bei der Auffahrung von Tunnelbauten und statische Untersuchungen haben gezeigt, daβ Unstetigkeiten im Querschnittsprofil, z.B. Ecken am uebergang Ulme/Sohle, zu Spannungskonzentrationen fuehren, die insbesondere bei einem Gebirge geringerer Festigkeit oder plastischem Gebirge zu ueberbeanspruchungen fuehren konnen, was wiederum Setzungen zur Folge hat. Der wohl wichtigste Faktor zur Reduzierung der Oberflachensetzungen ist die Bauweise, wobei den Erfahrungen und Ergebnissen nach die "Neue Österreichische Tunnelbauweise" und ihre konsequente Anwendung fuer setzungsarmes Bauen wohl am geeignetsten ist. Die Anwendung dieser Bauweise reicht von Festgestein ueber Lockergesteine bis zu nahezu kohasionslosen Boden.

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