Five universities from Austria, Germany and Switzerland, working intensively together with partners from the industry, client organisations, companies, consultants and TBM manufacturers, have combined to develop a new prognosis model for TBM advance rate and disc wear (the "ALPINE MODEL"). This article presents some new results from the project. Fundamentally, the new model is to be a development of the model from Gehring, which calculates the penetration from the ratio of disc load to uniaxial compression strength. Since this equation was derived from data collected from a limited number of projects in the 1980s, it is of great importance to widen the data base and to establish a standardised process for this purpose. For on-site tests, the "Start-stoppenetration test" is considered the most efficient and suitable method. This test can be carried out with the TBM in the course of tunnelling and thus results in little delay. In addition to the recording of TBM data during the penetration test, detailed geological documentation of the face and the tunnel sides has to be undertaken, accompanied by geomechanical laboratory tests. A large number of such penetration tests have now been carried out on various tunnel projects in order to validate and improve the basic formula. Some of the first results are described in this article. Further themes include the rock mechanical parameters to be used, the influence of the primary stress conditions at the face and the abrasiveness of the rock. Fünf Universitäten aus Österreich, Deutschland und der Schweiz, die intensive mit Partnern aus der Wirtschaft, Bauherren, Firmen, Ingenieurbüros und TBM Herstellern zusammenarbeiten, entwickeln gemeinsam ein neues Prognosemodell für die TBM Vortriebsleistung und den Rollenmeißel-Verschleiß (das "ALPINE MODEL"). In diesem Artikel werden einige neue Ergebnisse dazu vorgestellt. Grundsätzlich soll das neue Modell wie das zugrunde liegende Modell von Gehring aufgebaut sein, dessen Basis aus der Berechnung der Penetration durch das Verhältnis von Diskenlast und Einaxialer Druckfestigkeit besteht. Nachdem diese Beziehung aus Daten abgeleitet ist, die in 1980er-Jahren aus einer beschränkten Anzahl von Projekten gesammelt wurden, ist es von unmittelbarer Bedeutung, diese Datenbasis auszuweiten und dafür ein Standardverfahren zu etablieren. Für Vor-Ort-Versuche wird der sog. "Start-Stop-Penetrationsversuch" als effizienteste und geeignetste Methode angesehen. Dieser Versuch kann mit der TBM während des Vortriebs durchgeführt werden und führt daher nur zu sehr geringen Vortriebsverzögerungen. Neben der Aufzeichnung der TBM Vortriebsdaten während des Penetrationsversuchs muss eine detaillierte geologische Dokumentation der Ortsbrust und der Laibung sowie felsmechanische Laboruntersuchungen der Gesteine vorgenommen werden. Eine große Anzahl von solchen Penetrationsversuchen wurde bei unterschiedlichen Tunnelprojekten durchgeführt, um die Basis-Formel zu validieren bzw. zu verbessern. Einige erste Ergebnisse werden in diesem Artikel vorgestellt. An...
Für die Eisenbahn‐Hochgeschwindigkeitsstrecke im Projektabschnitt „Albaufstieg“ des Großprojekts Stuttgart 21 wird die Filstalbrücke als semiintegrales Bauwerk ausgeführt, bei welchem die Pfeiler ohne Fugen und Lager kraftschlüssig mit dem Überbau gekoppelt werden. Der Entwurf sah flach gegründete Widerlager und kombinierte Pfahl‐Plattengründungen für die Pfeiler in den teilweise karstigen Jurakalken vor. Auf der Grundlage der konsequenten Ausweisung von Tragwerksreserven durch Anwendung hochwertiger numerischer Bemessungsmodelle in Verbindung mit der Durchführung von Pfahlprobebelastungen konnte die Gründung so optimiert werden, dass gegenüber dem ursprünglichen Entwurf ca. 50 % der Pfahlmeter eingespart werden konnten. Während der Bauausführung wurde im Bereich des Widerlagers komplexer und sehr heterogener Baugrund angetroffen. Als Folge wurde eine Vielzahl an Vergütungsmaßnahmen geplant und ausgeführt.
Gemäß den Vorgaben des BMVI (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur) ist spätestens ab dem Jahr 2025 für Verkehrs‐ und Infrastrukturprojekte eine BIM‐gestützte (Building Information Modeling) Projektabwicklung gefordert. Bislang basierten die Anforderungen des Stufenplans (BMVI) jedoch ausschließlich auf den Bereichen Hochbau und Infrastrukturgewerke. Der Bereich Geotechnik bzw. die 3D‐Baugrundmodellierung steckt größtenteils noch in den Kinderschuhen, wobei die Digitalisierung auch in der Geotechnik bereits viele Möglichkeiten eröffnet hat. Hierzu zählen bspw. webbasierte GIS‐Anwendungen für die Baugrunderkundung. Die Projektbeteiligten können jederzeit mit mobilen Endgeräten auf projektrelevante Informationen zugreifen, die zur Planung sowie Überwachung von Erkundungsarbeiten von Bedeutung sind. Nach Abschluss der Erkundungen sind die Ergebnisse für zukünftige Projekte direkt in ein 3D‐Baugrundmodell zu überführen. Auf dem Markt existiert eine Vielzahl an Softwareprogrammen, wobei zwei Programme mit ihren Vor‐ und Nachteilen im folgenden Beitrag aufgeführt werden. Abschließend werden die Herausforderungen, aber auch die Möglichkeiten der BIM‐gestützten Planung dargestellt und die Aspekte aus dem Blickwinkel der Praxis beleuchtet.
In the course of the preliminary planning of the new Gelnhausen–Fulda railway line which is part of the railway project Hanau–Würzburg/Fulda, two route options with tunnels, bridges, cuts and embankments are to be investigated and assessed as efficiently as possible with regard to potential geotechnical risk areas. Due to the geological and hydrogeological conditions within the north‐eastern Hessian Buntsandsteingebirge, several groundwater levels, landslides in tunnel portal areas and karstification structures are to be expected on the two route options, each of which is approx. 45 km long. In order to obtain detailed and, above all, large‐scale knowledge of geotechnical hazards of each route = in the preliminary stage of the exploration programme, geophysical surface investigations are a cost‐ and time‐optimized exploration method in addition to standard drilling. These findings as well as existing subsurface information are combined by means of BIM, so that risk areas can be identified at an early stage of the project and taken into account when selecting the most affordable route.
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