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Titelaufnahme

Titel
Direct comparison of two double shield TBMs in parallel operation in hardrock / Christoph Ehrensberger
VerfasserEhrensberger, Christoph
GutachterVigl, Alois
Erschienen2015
UmfangXXI, 95 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Master-Arb., 2015
Datum der AbgabeMärz 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Tunnel / kontinuirlicher / Vortrieb / TBM / KAT / Penetration / TBM / DS / Doppel / Schild / Leistungsermittlung / Abbrasivität / Koralmtunnel / Verschleiß / Gebirgsbereiche / Gebirgsarten / Vortrieb / CAI / UCS / Hartgestein / ÖGG
Schlagwörter (EN)tunnel / excavation / tunneling / tunnel / boring / machine / tbm / TBM / DS / Koralmtunnel / abrasion / CAI / UCS / hardrock / rock / mass / performance / penetration / continuous / KAT / OEGG / double / shield
Schlagwörter (GND)Tunnelbau / Schildvortrieb / Baubetrieb
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-2148 Persistent Identifier (URN)
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Direct comparison of two double shield TBMs in parallel operation in hardrock [2.6 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Der Koralmtunnel ist das zentrale Bauwerk der sich aktuell im Bau befindlichen Koralmbahn. Die Koralmbahn ist die 130km lange, zweigleisige Hochleistungsverbindung zwischen den österreichischen Landeshauptstädten Klagenfurt und Graz. Der Koralmtunnel liegt zwischen den Ortschaften Deutschlandsberg (Steiermark) und St. Andrä (Kärnten), mit einer Länge von 32,8 km und einer maximalen Überdeckung von 1,250m. "KAT2" ist das Hauptbaulos des Koralmtunnels. Mittels zwei Tunnelbohrmaschinen (Durchmesser 9,90m) wird über eine geplante Länge von 17km parallel vorgetrieben.

Die beiden baugleichen TBMs agieren unter vergleichbaren geologischen und geotechnischen Randbedingungen. Die Projektorganisation für die beiden Vortriebe ist ident. Dieser Umstand erlaubt es, einen aussagekräftigen Vergleich zwischen den Vortrieben durchzuführen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist der Vergleich der beiden Tunnel Vortriebe nach Gesichtspunkten der Vortriebsleistung über repräsentative Strecken entlang des KAT2 Bauloses.

Diese Masterarbeit beinhaltet eine Übersicht der geologischen und geotechnischen Einflussfaktoren auf einen kontinuierlichen Tunnelvortrieb. Die Informationen aus der geotechnischen Prognose werden verwendet um Gebirgsverhältnisse und Gebirgsverhalten zu beschreiben. Die in der Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauten mit kontinuierlichem Vortrieb getroffenen Definitionen und Klassifizierungen sind beschrieben, mit Hinweis auf deren Anwendung im Baulos KAT2. Die Arbeitet beinhaltet eine Zusammenfassung der ÖNORM B2203-2 in Hinblick auf ihre Anwendung in der ÖGG Richtlinie und den KAT2 Projektunterlagen. Im allgemeinen Teil der Masterarbeit wird vertiefend auf Tunnelbohrmaschinen im Festgestein, Schneide- und Lösewerkzeuge, sowie auf angewandte Methoden etc. eingegangen.

Der Schwerpunkt der Masterarbeit zielt auf einen Vergleich der Vortriebsleistungen der beiden Maschinen, basierend auf aktuellen Werten aus dem Vortriebsprozess. Die verschiedenen Informationen und deren Quellen auf der Baustelle werden beschrieben und analysiert. Der Vergleich der beiden Vortriebe wurde entlang der ausgewählten Gebirgsbereiche GB8, GB9 und GB10 mit einer Gesamtlänge von $6,4km$ vorgenommen. Der Vergleich bezog sich im Wesentlichen auf den TBM-Ausnutzungsgrad und die erzielte Penetrationsrate. Die Ergebnisse wurden entlang ausgewählter Strecken und im Bezug auf ausgewählte geotechnische Parameter einander gegenüberstellt.

Zusammenfassung (Englisch)

The Austrian Railway Company (OeBB) is establishing a modern highspeed railway connection between the Austrian county-capitals Klagenfurt and Graz with a total length of 130km. Part of the Koralm Railway is the Koralmtunnel between the Styrian city Deutschlandsberg and the Corinthian city St.Andrä. The Koralmtunnel can be considered as the core part of the connection. The tunnel is subdivided into three projects. This thesis focuses on the "KAT2" project. About 17km were realized by two double shield tunnel boring machines in parallel heading mode. Both machines are built equally and have a cross sectional diameter of 9.90m.

The two TBMs are operating under similar geological and geotechnical conditions. The general circumstances and organizational structure on site are equal for both tunneling operations. This fact allows carrying out an explicit comparison of the performance of the two TBMs. The target of this thesis is to compare the performance parameters of the two TBMs along selected longitudinal sections of the KAT2 project.

This thesis provides an overview of decisive geological and geotechnical fundamentals to a continuous tunneling operation. The in the geological forecast for the KAT2 project provided conditions and rock mass behaviors, are described and analyzed. The definitions and classifications for geological and geotechnical parameters stated in the Guideline for the Geotechnical Design of Underground Structures with Continuous Excavation are described and illustrate in which way they are applied to the KAT2 project. The thesis summarizes the Austrian engineering standard OeN B2203-2 and illustrates its compliance with the OeGG guidline and project documents. The thesis also includes information on hardrock tunnel boring machines, cutting tools, standard and special methods for TBM operations.

The focus of this thesis lies in the comparison of the performance rates of the two applied TBMs. In order to receive these rates, a performance analysis based on actual machine data is conducted. The various data sources, allocatable on site are described and analyzed by their significance for calculating objective performance parameters. The two tunnel headings were compared along representative longitudinal sections at the area of the rock mass zones GB8, GB9 and GB10, with a total length of 6.4km. The comparison mainly focuses on utilization rates and net penetration rates. The results of the two tubes are put in contrast along selected sections, based on geotechnical parameters.