Empfehlungen zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen ... - DAUB

Empfehlungen zur Auswahl vonTunnelvortriebsmaschinenDeutscher Ausschuss für unterirdisches Bauen e. V.German Tunnelling Committee (ITA-AITES)

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 2 von 48Empfehlungen zur Auswahl von TunnelvortriebsmaschinenHerausgeberDeutscher Ausschuss für unterirdisches Bauen e. V. (DAUB)German Tunnelling Committee (ITA-AITES)Mathias-Brüggen-Str. 41, 50827 KölnTel. +49 - 221 - 5 97 95-0Fax +49 - 221- 5 97 95-50E-Mail: info@daub-ita.dewww.daub-ita.deErarbeitet von der Arbeitsgruppe „Empfehlungen zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen“Mitglieder der Arbeitsgruppe:Dr.-Ing. Ulrich Maidl, mtc – Maidl Tunnelconsultants, Duisburg (Leiter der Arbeitsgruppe)Dipl.-Ing. Wolfgang Frietzsche, Wayss & Freytag Ingenieurbau AG, Frankfurt/MainProf. Dipl.-Ing. Fritz Grübl, PSP Consulting Engineers GmbH, MünchenProf. Dr.-Ing. Dieter Kirschke, Beratender Ingenieur für Felsmechanik und Tunnelbau, EttlingenDipl.-Ing. Gebhard Lehmann, Herrenknecht AG, SchwanauDr.-Ing. Roland Leucker, Studiengesellschaft für unterirdische Verkehrsanlagen e. V. – STUVA –, KölnProf. Dr.-Ing. Dietmar Placzek, ELE Beratende Ingenieure GmbH, Erdbaulaboratorium, EssenDipl.-Ing. Dr. techn. Klaus Rieker, Wayss & Freytag Ingenieurbau AG, Frankfurt/MainDipl.-Ing. Dieter Stephan, Ing.-Büro Dipl.-Ing. H. Vössing GmbH, DüsseldorfProf. Dr.-Ing. Markus Thewes, Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb, Ruhr-Universität,BochumDipl.-Ing. Helmut Wanner, Spiekermann AG, DüsseldorfExterne Mitarbeiter der ArbeitsgruppeDipl.-Ing. Winfried Schuck, Deutsche Bahn AGDipl.-Ing. Jörg Wingmann, mtc - Maidl Tunnelconsultants, Duisburg

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 3 von 48INHALTSVERZEICHNIS1 Vorbemerkungen .............................................. 42 Regelwerke....................................................... 52.1 Nationale Regelwerke..........................................52.2 Internationale Regelwerke ...................................52.3 Vorschriften und sonstige Regeln.........................63 Definitionen und Abkürzungen ....................... 73.1 Definitionen .........................................................73.2 Abkürzungen........................................................84 Anwendung und Struktur derEmpfehlung....................................................... 95 Typisierung derTunnelvortriebsmaschinen ........................... 115.1 Einteilung von Tunnelvortriebsmaschinen(TVM)................................................................ 115.2 Tunnelbohrmaschinen (TBM)............................. 115.2.1 Tunnelbohrmaschinen ohne Schild (Gripper-TBM) ................................................................ 115.2.2 Erweiterungstunnelbohrmaschinen (ETBM)....... 125.2.3 Tunnelbohrmaschinen mit Schild (TBM-S)......... 125.3 Doppelschildmaschinen (DSM) .......................... 125.4 Schildmaschinen (SM)....................................... 135.4.1 Schildmaschinen mit Vollschnittabbau (SM-V)... 135.4.2 Schildmaschinen mit Teilflächenabbau (SM-T).. 155.5 Anpassbare Schildmaschinen mitkombinierter Verfahrenstechnik (KSM) ............. 155.6 Sonderformen ................................................... 155.6.1 Messerschilde................................................... 155.6.2 Schilde mit Mehrfach-Kreisquerschnitten ......... 165.6.3 Gelenkschilde.................................................... 165.7 Sicherung und Ausbau ...................................... 165.7.1 Tunnelbohrmaschinen (TBM)............................. 165.7.2 Tunnelbohrmaschinen mit Schild (TBM-S),Schildmaschinen (SM, DSM, KSM) ................... 175.7.3 Vorauseilende Sicherung ................................... 185.7.4 Sicherung im Bereich derTunnelvortriebsmaschine .................................. 186 Baugrund und Systemverhalten................... 196.1 Vorbemerkungen ............................................... 196.2 Gebirgsstandfestigkeit undOrtsbruststützung............................................. 196.3 Bodenabbau...................................................... 196.3.1 Verklebung........................................................ 196.3.2 Verschleiß ......................................................... 206.3.3 Bodenkonditionierung........................................ 216.3.4 Bodenseparierung ............................................. 216.3.5 Bodentransport und Deponierung...................... 217 Umweltaspekte .............................................. 238 Sonstige Projektrandbedingungen............... 259 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien........ 279.1 Allgemeine Hinweise zur Anwendung derTabellen ............................................................ 279.1.1 Haupteinsatzbereiche........................................ 279.1.2 Mögliche Einsatzbereiche.................................. 279.1.3 Kritische Einsatzbereiche .................................. 279.1.4 Klassifizierung im Lockergestein ....................... 279.1.5 Klassifizierung im Fels....................................... 279.2 Hinweise zu den einzelnen TVM-Typen ............. 279.2.1 TBM (Tunnelbohrmaschine) .............................. 279.2.2 DSM (Doppelschildmaschinen) .......................... 289.2.3 SM-V1 (Vollschnittabbau, Ortsbrust ohneStützung) .......................................................... 289.2.4 SM-V2 (Vollschnittabbau, Ortsbrust mitmechanischer Stützung).................................... 289.2.5 SM-V3 (Vollschnittabbau, Ortsbrust mitDruckluftbeaufschlagung) ................................. 289.2.6 SM-V4 (Vollschnittabbau, Ortsbrust mitFlüssigkeitsstützung) ........................................ 289.2.7 SM-V5 (Vollschnittabbau, Ortsbrust mitErddruckstützung)............................................. 289.2.8 SM-T1 (Teilflächenabbau, Ortsbrust ohneStützung) .......................................................... 299.2.9 SM-T2 (Teilflächenabbau, Ortsbrust mitmechanischer Teilstützung)............................... 299.2.10 SM-T3 (Teilflächenabbau, Ortsbrust mitDruckluftbeaufschlagung) ................................. 299.2.11 SM-T4 (Teilflächenabbau, Ortsbrust mitFlüssigkeitsstützung) ........................................ 299.2.12 KSM (kombinierte Verfahrenstechnik)............... 29Anlagen ........................................................................ 29

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 4 von 481 VorbemerkungenZiel der vorliegenden Empfehlung ist es, anhandvon verfahrenstechnischen und geotechnischenKriterien Entscheidungsgrundlagen zur Auswahlvon Tunnelvortriebsmaschinen für den Einsatz imFels und im Lockergestein aufzuzeigen. Dabeiwerden auch bestehende Zusammenhänge zwischenden geotechnischen, örtlichen und umwelttechnischenRandbedingungen sowie der Verfahrens-und Maschinentechnik berücksichtigt. DieEmpfehlung ist als zusätzliches Hilfsmittel fürden Ingenieur zur Entscheidungsfindung zu verstehen.Sie ersetzt nicht die projektbezogene Analyse,welche nach wie vor die Hauptgrundlage zurAuswahl der Tunnelvortriebsmaschine darstellt.Insbesondere ergänzt die vorliegende Empfehlungdie DIN 18 312 „Untertagebauarbeiten“;VOB Teil C. Für die Auswahl von Vortriebsmaschinenfür Rohrvortriebe wird zusätzlich auf dasArbeitsblatt DWA-A 125 der Deutschen Vereinigungfür Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfalle. V. verwiesen.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 5 von 482 RegelwerkeIm Rahmen der Erarbeitung der vorliegenden Empfehlungwurden folgende Unterlagen verwendet.2.1 Nationale Regelwerke• Zusätzliche Technische Vertragsbedingungenund Richtlinien für Ingenieurbauten (ZTV-ING) des BMVBS vom Dezember 2007:- Teil 5 Tunnelbau Abschnitt 3 MaschinelleSchildvortriebsverfahren• Richtlinie 853 „Eisenbahntunnel planen,bauen und instand halten“ der DB Netz AGvom 01.12.2008:- Modul 853.2001 „Standsicherheitsuntersuchungen“(mit Regelungen zu denEinwirkungen aus Pressenkräften vonTVM)- Modul 853.4001 „Allgemeine Grundsätzefür Vortrieb, Sicherung und Ausbau“- Modul 853.4005 „Tübbingausbau“ (u. a.mit Regelungen zur Ringspaltverpressung)- Modul 853.6001 „Baudurchführung,bautechnische Unterlagen und Dokumentation“(mit Regelungen zur Kontrollevon Schildvortriebsarbeiten)• Arbeitsblatt DWA-A 125: Rohrvortrieb undverwandte Verfahren• Verordnung über Arbeiten in Druckluft(Druckluftverordnung)• Regeln zum Arbeitsschutz auf Baustellen(RAB 25): Konkretisierung der Druckluftverordnung• Richtlinien zum Risikomanagement vonTunnelprojekten („A Code of Practice forRisk Management of Tunnel Works“) derInternational Tunnelling Insurance Group(ITIG)Gesetze und Verordnungen zum Einsatz von Konditionierungsmitteln• Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetzüber die Einstufung wassergefährdenderStoffe in Wassergefährdungsklassen(VwVwS), 1999• Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Änderungder Verwaltungsvorschrift wassergefährdenderStoffe, 2005• Gesetz über die Umweltverträglichkeit vonWasch- und Reinigungsmitteln (WRMG),2007Gesetze und Verordnungen zur Deponierung• Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA);Mitteilung M20; Anforderungen an die stofflicheVerwertung von mineralischenReststoffen/Abfällen – Technische Regeln(Stand 6. November 2003)• Bundesministerium für Umwelt, Naturschutzund Reaktorsicherheit: Verordnung zur Vereinfachungdes Deponierechts – Entwurf,2008• Europäische Union: Entscheidung des Ratesvom 19.12.2002 zur Festlegung von Kriterienund Verfahren für die Annahme von Abfällenauf Abfalldeponien gemäß Artikel 16 undAnhang II der Richtlinie 1999/31/EG2.2 Internationale Regelwerke• DIN EN 815/A2: Sicherheit von Tunnelbohrmaschinenohne Schild und gestängelosenSchachtbohrmaschinen zum Einsatz in Fels –Sicherheitsanforderungen; Englische FassungEN 815: 1996/prA2: 2008• DIN EN 12110/A1: Tunnelbaumaschinen –Druckluftschleusen – SicherheitstechnischeAnforderungen; Englische FassungEN 12110:2002/prA1:2008• DIN EN 12336:2005-08 (D): Tunnelbaumaschinen– Schildmaschinen, Pressbohrmaschinen,Schneckenbohrmaschinen, Gerätefür die Errichtung der Tunnelauskleidung –Sicherheitstechnische Anforderungen; DeutscheFassung EN 12336:2005• Leitfaden für Planung und Umsetzung einesSicherheits- und Gesundheitsschutzkonzeptesauf Untertage Baustellen. Herausgeber:DACH; DAUB; FSV; SIA/FGU• SIA 198 (SN 531 198) Untertagebau Ausführung;Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein,Ausgabe 10/2004• ÖNORM B 2203 Untertagebauarbeiten –Werkvertragsnorm, Ausgabe 1994

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 6 von 48• ÖNORM B 2203-2 Untertagebauarbeiten –Werkvertragsnorm Teil 2: kontinuierlicherVortrieb, Ausgabe 2005• Richtlinie Schildvortrieb der österreichischenVereinigungen ÖVBB; FSV, ÖIAV• Recommendations and guidelines for tunnelboring machines (TBMs) Working group No14 Mechanized Tunnelling ITA• BS 6664, Code of Practice for safety intunnelling in the construction industry• Detergenzienverordnung, Verordnung (EG)Nr. 648/2004 des europäischen Parlamentesund des Rates (2004)• Organisation for Economic Co-operation andDevelopment (OECD), guidelines 201-203;301 B und 302 B: Freshwater Alga and Cyanobacteria,Growth Inhibition Test, 2006;Daphnia sp. Acute Immobilisation Test,2004; Fish, Acute Toxicity Test, 1992; ReadyBiodegradability, CO2 Evolution Test, 1992;Inherent Biodegradability: Zahn-Wellens/EMPATest, 1992)• DIN 4020: Geotechnische Untersuchungenfür bautechnische Zwecke• DIN EN ISO 14688-1 (2003): GeotechnischeErkundung und Untersuchung – Benennung,Beschreibung und Klassifizierung von Fels,Teil 1: Benennung und Beschreibung• DIN EN ISO 14689-2 (2004): GeotechnischeErkundung und Untersuchung – Benennung,Beschreibung und Klassifizierung von Boden,Teil 2: Grundlagen für Bodenklassifizierungen• DIN 18122: Zustandsgrenzen (Konsistenzgrenzen)• DIN 18130: Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts• DIN 18196: Bodenklassifikation für bautechnischeZwecke• DIN 1054: Zulässige Belastung des Baugrunds• DIN 18312: Untertagebauarbeiten (VOB TeilC)• „Mindestmaßnahmen zur Vermeidung vonPersonenschäden bei den wesentlichen GefährdungenBrand, Gaseintritt, Wassereinbruchsowie Verbruch/Niederbruch“ (AnhangA des Leitfaden für Planung und Umsetzungeines Sicherheits- und Gesundheitsschutzkonzeptesauf Untertagebaustellen, erarbeitetvom DAUB-Arbeitskreis „Ereigniskonzepte“)2.3 Vorschriften und sonstige Regeln

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 7 von 483 Definitionen und Abkürzungen3.1 DefinitionenAbrasivität Die Abrasivität bezeichnet die geologischbedingten Einflüsse auf den Verschleiß vonWerkzeugen. Zur Charakterisierung der Abrasivitätwerden im Hartgestein häufig neben dermineralogischen Zusammensetzung und derFestigkeit der CAI-Test (Cherchar AbrasivityIndex) und an Lockergesteinen oftmals derLCPC-Test (Test des „Laboratoire Central desPonts et Chaussées“) verwendet.Aktive Ortsbruststützung Messtechnisch überwachteStützung der Ortsbrust durch ein geeignetesMedium (beispielsweise Stützflüssigkeit oderErdbrei) auf der Grundlage einer Stützdruckberechnung.Ausbläser Unkontrolliertes Entweichen der Druckluftan die Geländeoberfläche oder Gewässersohleunter Verlust der Stützwirkung.Ballastierung Herstellung einer zusätzlichen Belastungdes Bodens durch z. B. Aufschüttungen inVortriebsbereichen mit geringer Bodenüberlagerung.Baugrundprofil Geometrische Annahmen über denSchichtenverlauf (DIN 4020 Anhang C2) beziehungsweiseüber die Homogenbereiche.Baugrundverhalten Verhalten des ungestütztenBaugrundes sowohl an der Ortsbrust als auch ander Tunnellaibung ohne Berücksichtung desBauverfahrens.Bohrbarkeit Von den Gesteinseigenschaften abhängigeMöglichkeit, Gestein im Vollschnitt miteiner Tunnelvortriebsmaschine (TVM) zu lösen.Wichtige verfahrenstechnische Parameter zurquantitativen Beschreibung der Bohrbarkeit sinddie Bohrkopfpenetration und der Anpressdruck.Bohrkopf Ein mit Rollenmeißeln bestückter, fürden vollflächigen Abbau bestimmter Werkzeugträgerbei Hartgesteinsmaschinen. Im Lockergesteinwird in der Regel der Begriff Schneidradverwendet.Brustplattenverbau Zusätzliche mechanische Stützungder Ortsbrust mit verfahrbaren Platten.CAI (Cerchar Abrasivity Index) Wert des gleichnamigenTestverfahrens zur Charakterisierung derAbrasivität von Fest-/Hartgestein.Druckluftbeaufschlagung Die Abbaukammer wirdzur Verdrängung des Grundwassers mit Druckluftbeaufschlagt. Eine Stützung gegen Erddruck istnur in nahezu undurchlässigen Böden oder beiVersiegelung der Ortsbrust z. B. durch einenFilterkuchen möglich.Gebirgsverhalten Verhalten des ungestützten Hohlraumesim Hartgestein (im Lockergestein „Baugrundverhalten“bezeichnet). Das Gebirgsverhaltenwird durch die Eigenschaften des Gesteinsund des Trennflächengefüges, der SpannungsundBergwassersituation sowie der Hohlraumformund -größe bestimmt.Gelenkschild Schildmaschine mit mehrerenSchildteilen, die mittels aktiver Steuerzylinderoder passiver Hydraulikzylinder zur Verbesserungder Kurvenfahrt gelenkig verbunden sind.Geotechnischer Bericht Darstellung der Baugrunduntersuchungenund charakteristischen Werte fürdie Kenngrößen von Fels und Gestein nach DIN4020 Ziffer 10.Geschlossener Modus Im geschlossenen Moduswird die Abbaukammer einer Tunnelvortriebsmaschineunter einem mess- und regeltechisch kontrollierbaremÜberdruck gehalten. Die Druckbeaufschlagungerfolgt entweder über eine Flüssigkeit,einen Erdbrei oder über Druckluft.Gripper Seitliche, radial wirkende Verspanneinrichtungbei Hartgesteinsmaschinen, um die Vortriebskräftein das umliegende Festgestein zuübertragen, der Verrollung entgegen zu wirkenund die TBM zu stabilisieren.LCPC-Abrasivitäts-Koeffizient (ABR) Wert desgleichnamigen Testverfahrens zur Charakterisierungder Abrasivität von Lockergesteinen odergebrochenem Fels benannt nach den „LaboratoireCentral des Ponts et Chaussées“.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 8 von 48Liquefaction Bodenverflüssigung; Verlust derScherfestigkeit des Bodens durch Porenwasserüberdruck.Mechanische Ortsbruststützung Stützung der Ortsbrustmit Verbauplatten.Offener Modus Im offenen Modus ist die Abbaukammernicht druckbeaufschlagt.Primärverschleiß Abnutzung der Abbauwerkzeugeallein durch den Lösevorgang an der Ortsbrust;beeinflusst durch die Festigkeit, Klüftung undAbrasivität des Gesteins.Ringspalt Hohlraum zwischen der Ausbruchlaibungund der erdseitigen Tübbingoberfläche.RQD-Index Rock Quality Designation-Index: Wertzur Charakterisierung der Felsqualität auf Basisder Summe der Länge von Bohrkernstücken größer10 cm an der Gesamtprobenlänge der genommenenBohrkerne gemäß ASTM D6032-02.RMR Rock Mass Rating: Wert zur Gebirgsklassifizierungauf Basis von 6 Gebirgsparametern.Rollenmeißel (Schneidrolle, Diske) Hartgesteinswerkzeugmit rotierendem und gehärtetemSchneidring, welches das Gefüge des Gesteins ander Ortsbrust zerstören kann.Schneidrad Mechanische Vorrichtung zum vollflächigenAbbau des Tunnelquerschnittes im Lockergestein.Der Abbau erfolgt rotierend, dasDesign und die Werkzeugbestückung desSchneidrades werden auf die Gebirgseigenschaftenabgestimmt. Im Hartgestein wird in der Regelder Begriff Bohrkopf verwendet.Sekundärverschleiß Sekundärverschleiß entstehtdurch die reibende und schleifende Einwirkungdes bereits gelösten Baugrunds. Schlechter Materialflussund Verklebung erhöhen den Sekundärverschleiß.Separation Bezeichnung für die Trennung vonFlüssigkeit und Feststoff bei der hydraulischenFörderung.Standfestigkeit Die Standfestigkeit beschreibt dieStabilität des Gebirges unter Berücksichtigungdes Bauverfahrens. Der Nachweis der Stabilität istrechnerisch zu erbringen.Standzeit des Gebirges Mögliche Zeit, die das Gebirgeungestützt standfest ist. Maßgebend für dieabschließende Beurteilung und Auswahl derTunnelvortriebsmaschine bleibt allerdings derrechnerische Nachweis der Ortsbruststabilität undStandsicherheit der Ausbruchlaibung.Systemverhalten Verhalten des Gesamtsystems,resultierend aus Baugrund/Gebirge und Vortriebsmaschine.Überschnitt Differenzmaß zwischen Bohr- undSchildradius gemessen an der Schildschneide. DerÜberschnitt dient z. B. der Verbesserung derKurvenfahrt, der Reduzierung der Mantelreibungoder der Gebirgsentspannung.Verklebung Anhaften von Abraum an Abbauwerkzeugensowie Blockieren von Förderwegen und-einrichtungen in tonhaltigem Gebirge durchAdhäsion, Brückenbildung, Kohäsion und geringeDispersionsfähigkeit.Verspannplatten Seitliche Verspanneinrichtung beiDoppelschildmaschinen, um die Vortriebskräfteradial in das umliegende Festgestein zu übertragen,der Verrollung entgegen zu wirken und dieVortriebseinrichtung zu stabilisieren.Vorübergehende Standsicherheit Für den Bauzustandkann der Nachweis der Standsicherheit mitreduzierten Sicherheitsbeiwerten bei den Einwirkungengeführt werden.3.2 AbkürzungenABR Abrasivitätskoeffizient nach LCPCBR Brechbarkeit nach LCPCCAI Cerchar Abrasivity Index (Cerchar Abrasivitätsindex)DSM DoppelschildmaschinenEPB Earth Pressure Balance (Erddruckstützung)ETBM ErweiterungstunnelbohrmaschinenGV GebirgsverhaltenLCPC Laboratoire Central des Ponts et Chaussées-AbrasivitätstestRMR Rock Mass RatingRQD Rock Quality DesignationSM SchildmaschineSM-V Schildmaschine mit VollschnittabbauSM-T Schildmaschine mit TeilschnittabbauSV SystemverhaltenTVM TunnelvortriebsmaschineTBM Tunnelbohrmaschine (TVM f. Festgestein)

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 9 von 484 Anwendung und Struktur der EmpfehlungFür die Auswahl einer Tunnelvortriebsmaschine (TVM) wird eine Vorgehensweise in sieben Schritten entsprechendBild 1 empfohlen.1.SchrittAnalyse des geotechnischen Berichtes und Baugrundprofiles (Basis: DIN 4020)Ergebnis: Vorauswahl TVM2.SchrittAnalyse des Systemverhaltens (Bohrbarkeit; Ortsbruststabilität; Stabilität derAusbruchlaibung; Setzungsprognose; Verschleißprognose; Materialfluss und Verklebung)Ergebnis: Basisanforderungen an Bodenabbau, Ortsbruststützung und Stützmedium,Eingrenzung der Vorauswahl TVM3.SchrittVortriebsklassifikation nach VortriebsverfahrenErgebnis: Qualitative Prognose möglicher TVM-Verfahren über die Tunnelstrecke4.SchrittAnalyse des Transportverhaltens (Verflüssigung, Verklebung und Verschleiß)Ergebnis: Anforderungen an das Schuttersystem, Eingrenzung der Vorauswahl5.SchrittAnalyse und Verwertbarkeit des Ausbruchsmaterials(Bodenverdichtung, Deponierbarkeit, Wiederverwertung, Separierung)Ergebnis: Eingrenzung der Vorauswahl TVM6.SchrittDefinition Vortriebsklassen; Festlegung des BauverfahrensVerfahrensbezogene Einteilung in Homogenbereiche7.SchrittErgebnis: Tunnelband, Quantitative Prognose über Verteilung der Vortriebsklassen,verfahrensbezogene Festlegung und Zusammenfassung der charakteristischenBaugrundkenngrößen in Anlehnung an DIN 4020Bild 1: Allgemeine Darstellung eines TVM-Auswahlprozesses

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 10 von 48Die Analyse des geotechnischen Berichtes, desBaugrundprofils (Schritt 1) sowie des Systemverhaltens(Schritt 2) bilden die Grundlage für dieAuswahl einer geeigneten Tunnelvortriebsmaschine.Im Schritt 3 können nach dem Prinzip desAusschlussverfahrens prinzipiell geeignete Vortriebsverfahrenfür einzelne Vortriebsbereicheselektiert werden. Unter Berücksichtigung desTransportverhaltens des abgebauten Materials(Schritt 4) sowie der Analyse der Aushubverwertung(Schritt 5) erfolgt später eine weitere Eingrenzungauf das projektspezifisch technisch undwirtschaftlich optimale Verfahren (Schritt 6). Imletzten Schritt (7) wird empfohlen, die Tunnelstreckefür das selektierte Verfahren in Homogenbereichezu unterteilen. Hierzu eignet sich besondersdie Darstellung in einem tunnelbautechnischenLängsschnitt, der auch als technische undkalkulatorische Vertragsgrundlage dienen kannund deshalb sämtliche vertragsrelevanten geotechnischenParameter enthalten sollte.Die vorliegende Empfehlung definiert die verfahrensrelevantengeotechnischen Schlüsselparameterzur Analyse des geotechnischen Berichtes(Schritt 1) und beschränkt sich im Weiteren aufdie Analyse des Systemverhaltens (Schritt 2)sowie die Vorauswahl der Vortriebsmaschine(Schritt 3). Die weiteren Schritte sind projektspezifischunter Einbeziehung wirtschaftlicher Aspektezu führen.Den Schwerpunkt der Empfehlung stellen dieKapitel 5 und 6 dar. Im Kapitel 5 werden zunächstdie technischen Merkmale der Vortriebsmaschinenaufgezeigt und die Verfahren typisiert(Anlage 1). Kapitel 6 erläutert für jeden Maschinentypdas Systemverhalten und enthält Hinweisezur Interaktion Baugrund-Vortriebsmaschine. DesWeiteren werden hier die maßgebenden Baugrundparameterzur Erstellung und Analyse desgeotechnischen Berichtes (Schritt 1) prozessbezogendefiniert (Anlage 2). Umwelttechnische Aspektewerden in Kapitel 7 und sonstige Randbedingungenin Kapitel 8 behandelt. In Kapitel 9werden schließlich für jeden MaschinentypEinsatzempfehlungen auf Basis der Schlüsselparameterin Form einer Anwendungsmatrix (Anlage3) zur Auswahl der Tunnelvortriebsmaschine(Schritt 2) formuliert.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 11 von 485 Typisierung der Tunnelvortriebsmaschinen5.1 Einteilung von Tunnelvortriebsmaschinen(TVM)Tunnelvortriebsmaschinen (TVM) bauen entwederden gesamten Tunnelquerschnitt mit einemBohrkopf oder Schneidrad im Vollschnitt oderteilflächig durch geeignete Lösevorrichtungen ab.Man unterscheidet zunächst zwischen Tunnelbohrmaschinen(TBM), Doppelschildmaschinen(DSM), Schildmaschinen (SM) und Kombinationsmaschinen(KSM).Beim Abbauvorgang wird die Maschine entwederkontinuierlich oder intermittierend vorgeschoben.Eine systematische Zusammenstellung derTunnelvortriebsmaschinen zeigt Bild 2 (sieheauch Anlage 1 „Übersicht der Tunnelvortriebsmaschinen“)Bild 2: Einteilung der Tunnelvortriebsmaschinen5.2 Tunnelbohrmaschinen (TBM)Tunnelbohrmaschinen werden für Vortriebe instandfesten Festgesteinen eingesetzt. Eine aktiveStützung der Ortsbrust ist nicht erforderlich undtechnisch auch nicht möglich. Mit diesen Maschinenkann im Allgemeinen nur ein Kreisquerschnittaufgefahren werden.Man unterscheidet Tunnelbohrmaschinenohne Schildmantel (Gripper-TBM), Erweiterungstunnelbohrmaschinen(ETBM) und Tunnelbohrmaschinenmit Schildmantel (TBM-S).5.2.1 Tunnelbohrmaschinen ohne Schild(Gripper-TBM)Tunnelbohrmaschinen ohne Schild werden imFestgestein mit mittlerer bis hoher Standzeit eingesetzt.Sie besitzen keinen vollständigenSchildmantel. Ein wirtschaftlicher Einsatz kanndurch aufwändige konventionelle Sicherungsmaßnahmenund Verschleißkosten der Abbauwerkzeugestark beeinflusst und begrenzt sein.Um den Anpressdruck auf den Bohrkopf aufbringenzu können, wird die Maschine radialdurch hydraulisch angetriebene Platten (Gripper)gegen die Ausbruchlaibung verspannt. Der Abbauerfolgt gebirgsschonend und profilgenau durchRollenmeißel, die auf dem rotierenden Bohrkopfangebracht sind. Die Maschine füllt einen großenTeil des Querschnittes aus. Die systematischeSicherung der Tunnelinnenfläche erfolgt gewöhnlicherst hinter der Maschine (10 bis 15 mund mehr hinter der Ortsbrust). In wenig standfestemund besonders nachbrüchigem Gebirge

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 12 von 48muss der Einbau von Ausbaubögen, Verbaublechenund Ankern in möglichst kurzem Abstandhinter dem Bohrkopf möglich sein.Falls eine Spritzbetonauskleidung des Tunnelserforderlich ist, sollte diese erst im rückwärtigenNachläuferbereich eingebaut werden, um dieVerschmutzung der Antriebs- und Steuereinheitenim vorderen Maschinenbereich möglichst geringzu halten. In Ausnahmefällen muss jedoch auchder Spritzbetoneinbau in möglichst kurzem Abstandhinter dem Bohrkopf möglich sein.Bei prognostiziertem schlechtem Fels oderheterogenen Gebirgsbedingungen (hoher Klüftungsgrad,Störzonen) wird empfohlen, die Vortriebsmaschinemit Einrichtungen zur Vorauserkundungund gegebenenfalls auch zur vorauseilendenGebirgsverfestigung auszustatten.Beim Abbau an der Ortsbrust entsteht kleinstückigesMaterial unter entsprechender Staubentwicklung.Daher sind für diese Maschinen Vorrichtungenzur Reduzierung der Staubentwicklungund zur Entstaubung erforderlich. Hier wird unterschiedenzwischen:• Bedüsung mit Wasser am Bohrkopf• Staubschild hinter dem Bohrkopf• Staubabsaugung mit Entstaubung auf demNachläufer.Der Materialumschlag und die Versorgung derMaschine erfordern das Mitführen von mituntersehr langen Nachlaufeinrichtungen.5.2.2 Erweiterungstunnelbohrmaschinen(ETBM)Erweiterungstunnelbohrmaschinen (Aufweitungsmaschinen)werden im Festgestein eingesetzt,um einen zuvor hergestellten durchgehendenPilotstollen auf den geplanten endgültigenDurchmesser zu vergrößern. Die Aufweitung aufden vollen Querschnitt erfolgt in ein oder zweiArbeitsgängen durch einen entsprechend gestaltetenBohrkopf.Die Hauptbauelemente dieser Maschine sindder Bohrkopf, die Verspannung und die Vortriebsmechanik.Die Verspannung dieser speziellenMaschine ist vor dem Bohrkopf angeordnetund stützt sich mit Grippern im Pilottunnel ab.Der Bohrkopf der Maschine wird während desBohrvorganges zur Verspannung hin gezogen. Ingestörten Felsformationen können von dem zuvorgebohrten Pilottunnel aus Maßnahmen zur Ertüchtigungder Störzonen durchgeführt und damitdie Vortriebsrisiken bei der Bohrung des Haupttunnelsminimiert werden.5.2.3 Tunnelbohrmaschinen mit Schild(TBM-S)Im Festgestein mit geringer Standzeit oder nachbrüchigemFels werden die Tunnelbohrmaschinenmit einem Schildmantel versehen. In diesem Fallist ein Ausbau im Schutze des Schildmantelszweckmäßig (Tübbinge, Rohre u. a.). Beim Vortriebkann sich die Maschine gegen den Ausbauabstützen, so dass die Verspanneinrichtung üblicherweiseentfällt. Ansonsten gelten die fürTunnelbohrmaschinen gemachten Aussagen entsprechend.5.3 Doppelschildmaschinen (DSM)Doppelschildmaschinen (DSM) bestehen aus zweihintereinander angeordneten Maschinenteilen.Der vordere Teil ist mit dem Bohrkopf und denHauptvortriebspressen ausgerüstet, im hinterenMaschinenteil befinden sich die Nebenvortriebspressenund die Grippereinrichtung. Der vordereMaschinenteil kann durch eine Teleskopeinrichtungum eine komplette Ringlänge gegenüberdem hinteren Teil ausgefahren werden.Im standfesten Festgestein nehmen die Verspannplattendas Vortriebsdrehmoment und dieVorschubkräfte auf. Durch die sichere Fixierungdes hinteren Maschinenteils mittels der Verspannplattenkann im Schildschwanzbereich dieMontage des Tübbingringes während des Bohrhubvorgangeserfolgen. In standfestem Gebirgekann gegebenenfalls auf den Tübbingeinbau verzichtetwerden.Im nicht standfesten Baugrund, in dem dieVerspannplatten kein ausreichendes Widerlagerfinden, kann der Vortrieb durch Abstützung aufdem zuletzt gebauten Tübbingring erfolgen. Dervordere und hintere Maschinenteil wird hierfürzusammengefahren, die Vortriebskräfte werdendurch die Nebenvortriebspressen auf den Tübbingringabgegeben.In der Regel besteht keine Möglichkeit zuraktiven Ortsbrust- und Ausbruchlaibungsstützung.Durch den schnellen Vorschub des hinterenMaschinenteils nach Ende des Bohrhubs beimUmsetzen des Grippers muss das Gebirge solange selbstständig stehen, bis der Ringspalt vollständigvermörtelt oder mit Perlkies verblasen ist.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 13 von 485.4 Schildmaschinen (SM)Man unterscheidet Schildmaschinen mit Vollschnittabbau(mittels Schneidrad; SM-V) undSchildmaschinen mit teilflächigem Abbau (mittelsFräse, Bagger; SM-T). Schildmaschinen werdenin Lockerböden oberhalb und unterhalb desGrundwasserspiegels eingesetzt. Dabei müssen inder Regel der den Hohlraum umgebende Baugrundund die Ortsbrust gestützt werden. Schildmaschinenlassen sich nach der Art derOrtsbruststützung weiter unterteilen (Bild 2).5.4.1 Schildmaschinen mit Vollschnittabbau(SM-V)5.4.1.1 Ortsbrust ohne Stützung (SM-V1)Ist die Ortsbrust standfest, z. B. in Tonböden mitfester Konsistenz und ausreichender Kohäsionoder im Festgestein, kann mit so genannten offenenSchilden gearbeitet werden. Das werkzeugbestückteSchneidrad baut den Boden ab und dergelöste Boden wird über Förderbänder abtransportiert.Im nachbrüchigen Festgestein werden meistVortriebsschilde eingesetzt, die einen weitgehendgeschlossenen, mit Diskenmeißeln versehenenBohrkopf besitzen und vollständig durch einenSchildmantel vor nachbrechendem Baugrundgeschützt sind. Die Vortriebskräfte und das Bohrkopfdrehmomentwerden über die Vortriebspressenauf den zuletzt gebauten Tübbingring übertragen.5.4.1.2 Ortsbrust mit mechanischer Stützung (SM-V2)Bei Vortriebsmaschinen mit mechanischer Stützungsoll die Ortsbrust mit elastisch gelagertenStützplatten, die in den Öffnungen des Schneidrades(zwischen den Speichen) angeordnet sind,während des Abbauvorgangs gestützt werden. Inder Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass währenddes Abbauvorgangs keine nennenswerte mechanischeStützung der Ortsbrust durch das rotierendeSchneidrad erzielt werden kann. Deshalb habensich diese Schneidräder in nicht standfestem Gebirgenicht bewährt und werden heute nicht mehreingesetzt. Die mechanische Ortsbruststützungdurch das Schneidrad oder durch die Sicherungsplattenist lediglich als zusätzliche Sicherheit zubetrachten. Ein rechnerischer Ansatz der Stützwirkungbeim Nachweis der Standsicherheit derOrtsbrust darf nicht erfolgen.5.4.1.3 Ortsbrust mit Druckluftbeaufschlagung (SM-V3)Schildmaschinen der Bauart SM-V3 können unterhalbdes Grundwasserspiegels zum Einsatzkommen, auch wenn dieser nicht abgesenkt werdenkann oder nicht abgesenkt werden darf. Indiesem Fall muss das Wasser an der Ortsbrustdurch Druckluft zurückgehalten werden. Vorraussetzungfür die Verdrängung des Grundwassers istdie Ausbildung einer Luftströmung zur Geländeoberfläche.Wasserundurchlässige Schichtenoberhalb der Tunnelvortriebsmaschine können dieeingebrachte Luft stauen und die wirksame Verdrängungdes Grundwassers (und damit die Ausbildungeiner Strömung) verhindern. Die Grenzdurchlässigkeitdes Baugrundes ist ebenfalls zubeachten.Da an der Ortsbrust keine Druckdifferenz aufgebautwerden kann, ist durch die Druckluftbeaufschlagungeine Stützung gegen Erddruck imAllgemeinen nicht möglich. Dies gilt insbesonderein durchlässigen Böden. Ein Verlust derscheinbaren Kohäsion in nicht wassergesättigtenBöden ist ebenfalls möglich.Während der Tunnelherstellung wird entwederder gesamte Tunnel unter Druckluft gesetzt oderdie Maschine erhält eine Druckwand, so dass nurdie Abbaukammer unter Druck steht. In beidenFällen sind Schleusen erforderlich. Der Druckluftumläufigkeitüber die Schildschwanzdichtung undden Ausbau ist besondere Beachtung zu schenken.Die Hinweise und Forderungen für Arbeiten unterDruckluft sind zu beachten.Eine möglicherweise vorhandene zusätzlichemechanische Stützung der Ortsbrust durch dasSchneidrad oder durch Sicherungsplatten ist lediglichals zusätzliche Sicherheit zu betrachten.Ein rechnerischer Ansatz der Stützwirkung istnicht zulässig.5.4.1.4 Ortsbrust mit Flüssigkeitsstützung (SM-V4)Bei Vortriebsmaschinen mit Flüssigkeitsstützungwird die Ortsbrust durch eine unter Druck stehendeFlüssigkeit gestützt, die in Abhängigkeitvon der Wasserdurchlässigkeit des anstehendenBaugrunds festgelegt wird. Die Dichte bzw. Viskositätder Flüssigkeit muss variiert werden können.Besonders bewährt haben sich hierbei Bentonitsuspensionen.Zur Ortsbruststützung wird dieArbeitskammer durch eine Druckwand gegen denTunnel abgeschlossen.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 14 von 48Der erforderliche Stützdruck kann sehr genauüber ein Luftpolster hinter einer eingebautenTauchwand und über die abgestimmten Förderleistungender Förder- und Speisepumpe geregeltwerden. Vor Beginn des Vortriebs muss der erforderlicheund maximale Stützdruck über diegesamte Vortriebslänge berechnet werden (Stützdruckberechnung).Der Boden wird vollflächig durch ein werkzeugbestücktesSchneidrad (Speichen-/ Felgenschneidrad)abgebaut und hydraulisch gefördert.Eine anschließende Separation ist zwingend notwendig.Sind Einstiege in die Abbaukammer erforderlich,z. B. zum Werkzeugwechsel, bei Reparaturarbeitenoder zur Bergung von Hindernissen,muss die Stützflüssigkeit durch Druckluft ersetztwerden. Die Stützflüssigkeit bildet dann an derOrtsbrust eine nur wenig luftdurchlässige Membrane,deren Lebensdauer jedoch zeitlich begrenztist (Gefahr der Austrocknung). Diese Membraneerlaubt die Stützung der Ortsbrust mittels Druckluftund ist gegebenenfalls regelmäßig zu erneuern.Die Stützflüssigkeit kann vollständig (Vollabsenkung)oder nur teilweise (Teilabsenkung)durch Druckluft ersetzt werden. Die maximaleTeilabsenkung wird insbesondere durch das Erforderniseines ausreichend großen Arbeitsraumesbegrenzt. Dieser ist so groß zu wählen, dass jederzeitein sicheres Arbeiten möglich ist und einhinreichend großer Rückzugsraum für das Personalvorhanden ist.Bei offenen Schneidrädern ist bei Stillstandder Maschine zum Schutz des in der Abbaukammerarbeitenden Personals ein mechanischer Abschlussder Ortsbrust durch verschließbare Segmenteim Schneidrad oder durch von hinten ausfahrbarePlatten möglich und wegen der zeitlicheingeschränkten Wirkung der Membrane zweckmäßig.Steine oder Felsbänke können durch Diskenam Schneidrad und/oder Steinbrecher in der Arbeitskammerauf eine förderfähige Größe zerkleinertwerden.Der Flüssigkeitsschild kann in standfestemGebirge auch ohne Druckbeaufschlagung imoffenen Modus mit Wasser als Fördermediumbetrieben werden.Eine möglicherweise vorhandene zusätzlichemechanische Stützung der Ortsbrust durch dasSchneidrad oder durch Sicherungsplatten ist lediglichals zusätzliche Sicherheit zu betrachten.Ein rechnerischer Ansatz der Stützwirkung istnicht zulässig.5.4.1.5 Ortsbrust mit Erddruckstützung (SM-V5)Bei Vortriebsmaschinen mit Erddruckstützungwird die Ortsbrust durch einen Brei aus abgebautemBoden gestützt. Die Abbaukammer desSchildes ist zum Tunnel hin durch eine Druckwandabgeschlossen. Werkzeugbestückte, mehroder weniger geschlossene Schneidräder bauenden Boden ab. Mischflügel an der Rückseite desSchneidrades (Rotoren/Rückräumer) und an derDruckwand (Statoren) verhelfen dem Boden dabeizu einer geeigneten Konsistenz. Der Druck wirdüber Druckmessdosen kontrolliert, die über dieVorderseite der Druckwand verteilt sind. Einedruckhaltende Schnecke fördert den Boden ausdem Arbeitsraum.Der Stützdruck wird durch die Förderschneckendrehzahloder durch die druck-volumengesteuerteInjektion eines geeigneten Konditionierungsstoffesgesteuert. Der Druckabbau zwischenAbbaukammer und Tunnel wird über Reibung inder Schnecke durchgeführt. Das Bodenmaterial inder Schnecke oder zusätzliche mechanische Einrichtungenmüssen die Dichtigkeiten in der jeweiligenAustragsvorrichtung sicherstellen. Einevollständige Stützung der Ortsbrust, insbesondereim oberen Bereich, gelingt nur dann, wenn dasStützmedium „Boden“ in den Zustand einer weichenbis steif-plastischen Masse gebracht werdenkann. Hierbei hat der prozentuale Anteil desFeinkorns, kleiner 0,06 mm, wesentlichen Einfluss.Durch die Bodenkonditionierung z. B. mitBentonit, Polymeren oder Schaum kann derEinsatzbereich des Erddruckschildes erweitertwerden. Dabei ist auf die umweltverträglicheDeponierfähigkeit des Materials zu achten.Der Erddruckschild kann in standfestem Gebirgeauch ohne Druckbeaufschlagung im offenenModus mit teilgefüllter Abbaukammer (SM-V5-OM) betrieben werden. In standfestem Gebirge istbei Gebirgswasserzufluss auch ein Betrieb mitteilgefüllter Abbaukammer und Druckluftbeaufschlagungmöglich.Bei hohem Grundwasserdruck und bei Baugrund,der zur Verflüssigung neigt, kann die kritischeMaterialübergabe von der Schnecke zumFörderband durch ein geschlossenes System(Pumpförderung) ersetzt werden.Eine möglicherweise vorhandene zusätzlichemechanische Stützung der Ortsbrust durch das

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 15 von 48Schneidrad oder durch Sicherungsplatten ist lediglichals zusätzliche Sicherheit zu betrachten.Ein rechnerischer Ansatz der Stützwirkung istnicht zulässig.5.4.2 Schildmaschinen mit Teilflächenabbau(SM-T)5.4.2.1 Ortsbrust ohne Stützung (SM-T1)Dieser Schildtyp kann bei senkrechter oder steilerBöschung einer standfesten Ortsbrust eingesetztwerden. Die Maschine besteht nur aus demSchildmantel und dem Abbauwerkzeug (Bagger,Fräse oder Reißzahn), der Fördereinrichtung undder Vortriebspressen-Konstruktion. Der Bodenwird über Förderbänder oder Kratzbänder ausgetragen.5.4.2.2 Ortsbrust mit mechanischer Teilstützung(SM-T2)Bei der Teilstützung der Ortsbrust können Bühnenund/oder Brustplatten eingesetzt werden. BeiBühnenschilden ist die Vortriebsmaschine im Bereichder Ortsbrust durch eine oder mehrere Bühnenunterteilt. Auf diesen bilden sich Böschungenaus, die die Ortsbrust stützen. Der Boden wirdvon Hand oder maschinell abgebaut. Bühnenschildehaben einen geringen Mechanisierungsgrad.Nachteilig ist die Gefahr großer Setzungen infolgeunkontrollierter Ortsbruststützung. BeiSchildmaschinen mit Brustplattenverbau wird dieOrtsbrust durch auf hydraulischen Zylindern gelagerteBrustplatten gestützt. Zum Bodenabbauwerden die Brustplatten partiell zurückgezogen.Eine Kombination von Brustplatten und Bühnenist möglich. Sofern eine Stützung im Firstbereichgenügt, können dort ausklappbare Brustplattenangeordnet werden.5.4.2.3 Ortsbrust mit Druckluftbeaufschlagung (SM-T3)Ist Grundwasser vorhanden, muss dieses bei denMaschinen der Bauart SM-T1 und SM-T2 durchDruckluft zurückgehalten werden. Dazu wirdentweder der gesamte Tunnel unter Druckluftgesetzt oder die Maschine erhält eine Druckwand(vergleichbar zu SM-V3). Das Material wirdhydraulisch gefördert oder trocken ausgeschleust.5.4.2.4 Ortsbrust mit Flüssigkeitsstützung (SM-T4)In der Vergangenheit wurden mehrfach Versucheunternommen, auch bei Teilschnittmaschinen eineaktive Ortsbruststützung durch Einsatz einerStützflüssigkeit zu erreichen (z. B. Thixschild).Die Abbaukammer muss dabei vollständig mitStützflüssigkeit gefüllt sein. Der Bodenabbaukann mechanisch oder mittels Hochdruckdüsenerfolgen.Da der Bodenabbau nur ungenügend kontrolliertwerden kann, hat sich dieses Vortriebsverfahrennicht bewährt und wird nicht mehr ausgeführt.5.5 Anpassbare Schildmaschinen mitkombinierter Verfahrenstechnik(KSM)Eine Vielzahl von Tunneln führt durch starkwechselhafte Baugrundverhältnisse, die von Felsbis zu locker gelagertem Boden reichen können.Daher sind Verfahrenstechniken auf die geotechnischenVoraussetzungen abzustimmen und entsprechendanpassbare Schildmaschinen einzusetzen.Es wird unterschieden zwischen:a) Schildmaschinen, bei denen ein Wechsel derVerfahrenstechnik ohne Umbau möglich ist:- Erddruckschild SM-V5↔ Druckluftschild SM-V3b) Schildmaschinen, bei denen ein Wechsel derVerfahrenstechnik durch Umbau möglich ist.Mit folgenden Kombinationen liegen Erfahrungenvor:- Flüssigkeitsschild SM-V4↔ Schild ohne Stützung SM-V1- Flüssigkeitsschild SM-V4↔ Erddruckschild SM-V5- Erddruckschild SM-V5↔ Schild ohne Stützung SM-V1Die Umbauarbeiten nehmen in der Regel mehrereSchichten in Anspruch.5.6 Sonderformen5.6.1 MesserschildeBei Messerschilden ist der Schildmantel in Messeraufgelöst, die einzeln vorgeschoben werdenkönnen. Der Boden wird durch Teilschnittmaschinen,Schneidrad oder Bagger abgebaut. EinVorteil der Messerschilde ist, dass sie von derKreisform abweichen und z. B. auch Hufeisenprofileauffahren können. Bei letzterem ist die Sohle

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 16 von 48in der Regel offen. Man spricht dann auch vomMesservortrieb. Aufgrund vielfältiger negativerErfahrungen in der Vergangenheit werden Messerschildeheute allerdings kaum noch eingesetzt.5.6.2 Schilde mit Mehrfach-KreisquerschnittenDiese Schildtypen sind durch die versetzt überlappendangeordneten Schneidräder gekennzeichnet.Der Schildtyp wird bisher ausschließlich vonjapanischen Herstellern angeboten und meist fürdie Auffahrung von Stationsquerschnitten eingesetzt.Die Maschinen sind nur schwer zu steuern.In Europa liegen bisher keine Einsatzerfahrungenvor.5.6.3 GelenkschildePraktisch alle vorkommenden Schilde könnendurch Unterteilung in Längsrichtung mit einemGelenk versehen werden. Dieses wird insbesonderedann angeordnet, wenn die Schildmantellängegrößer als der Schilddurchmesser ist, umdie Tunnelvortriebsmaschine besser steuern zukönnen. Die Anordnung kann auch bei sehr engenKurvenradien erforderlich werden.Die Bezeichnung der Vortriebsmaschinenrichtet sich dann nach den zuvor bereits aufgeführtenKategorien. Eine separate Kategorie„Gelenkschilde“ ist heute nicht mehr üblich.5.7 Sicherung und AusbauBei den angesprochenen Vortriebsverfahren bildenVortriebsmaschinen mit Sicherung bzw. Ausbauverfahrenstechnisch eine Einheit. Aus diesemGrunde werden nachfolgend die wichtigsten Sicherungs-Ausbaumaßnahmendargestellt.Nähere Hinweise zu den unterschiedlichen Sicherungs-und Ausbaumitteln sind den einschlägigenNormen, Richtlinien und Empfehlungen zuentnehmen (siehe Kapitel 2).5.7.1 Tunnelbohrmaschinen (TBM)Durch den gebirgsschonenden Abbauvorgang unddie günstige Kreisform ist der Umfang der notwendigenSicherungsmittel in der Regel geringerals z. B. beim Sprengvortrieb. In weniger standfestemGebirge müssen die freigelegten Flächenrechtzeitig gesichert werden, um die Auflockerungdes Gebirges einzuschränken und dadurchdie Gebirgsqualität weitgehend zu erhalten. TretenBrucherscheinungen bereits im Bohrkopfbereichauf, kann der Umfang der erforderlichenSicherungsmittel stark ansteigen.5.7.1.1 AnkerAnker werden in der Regel radial in der Querschnittsebenedes Hohlraumes angeordnet, wobeieine gefügeorientierte Anordnung die Wirkungder Schubverdübelung verstärkt. Örtlich eingebautverhindern sie das Abplatzen oder Herauslösenvon Gesteinsplatten, systematisch angeordnetvermindern sie eine Auflockerung der freigelegtenTunnellaibung. Anker eignen sich besonderszur nachträglichen Erhöhung des Ausbauwiderstandes,da sie auch später noch eingebaut werdenkönnen. Die Anker werden i. a. im Bereich derArbeitsbühne hinter der Maschine eingebaut bzw.in besonderen Fällen auch schon direkt hinter demBohrkopfschild.5.7.1.2 SpritzbetonEine Spritzbetonsicherung wird in der Regel imBereich der Arbeitsbühne im hinteren Nachläuferbereicheingebracht. Der Spritzbeton dientdazu, die freigelegte Gebirgsoberfläche teilweiseoder vollständig zu versiegeln (Dicke 3 bis 5 cm)oder mit einer tragfähigen Schicht (Dicke 10 bis30 cm) zu versehen. Zur Steigerung der Tragfähigkeitder Spritzbetonschale erhält diese eineeinlagige (bergseitig) oder zweilagige (berg- undluftseitig) Bewehrung aus Matten. Alternativ kannStahlfaserspritzbeton angewandt werden. DerEinsatz von Spritzbetonrobotern ermöglicht hoheLeistungsansätze und erweist sich besonders auchhinsichtlich des Arbeits- und Gesundheitsschutzesals vorteilhaft.5.7.1.3 AusbaubögenAusbaubögen dienen unmittelbar nach dem Ausbruchbzw. dem Einbau der Bögen zur sofortwirksamen Abstützung des Gebirges und zumSchutz des Arbeitsraumes. Sie kommen daher vorallem in nachbrüchigem und nicht standfestem,druckhaftem Gebirge zum Einsatz. Als Ausbaubögenwerden Stahlwalzprofile oder Gitterträgerverwendet. Ausbaubögen werden i. a. unmittelbarhinter dem Bohrkopfschild in Teilstücken imFirstbereich oder als geschlossener Ring eingebaut.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 17 von 485.7.2 Tunnelbohrmaschinen mit Schild(TBM-S), Schildmaschinen (SM, DSM,KSM)Bei Tunnelbohrmaschinen mit Schildmantel bzw.Schildmaschinen wird die endgültige Sicherungim Schutze des Schildmantels eingebracht oderdie Schildmaschine wird an der Spitze eines vorgeschobenenRohrstranges eingesetzt.Im Schildschwanz eingebaute Fertigteile(Tübbinge) dienen der Stützung des umgebendenBaugrunds und als Widerlager für den Vorschub.Der kraftschlüssige Verbund zwischen Ausbauund Baugrund wird durch ein möglichst kontinuierlichesVerpressen der Schildspur hergestellt.Tübbinge und Rohre werden oft als einschaligerAusbau verwendet.5.7.2.1 Beton- und Stahlbeton-TübbingeDie heute gebräuchlichen Fertigelemente sindBeton- oder Stahlbeton-Tübbinge. Allein dieBeanspruchung der Tübbinge beim Transport undVersetzen erfordert oft schon den Einsatz vonStabstahl als Bewehrung. Alternativ dazu kommenauch Tübbinge mit Stahlfaserbewehrungoder aus einer Kombination von Stabstahl- undStahlfaserbewehrung zum Einsatz. Stahlfasernkönnen dabei insbesondere die mit Stabbewehrungnicht zu sichernden Kanten und Ecken verstärken.5.7.2.2 Stahlguss- und StahltübbingeStahlgusstübbingringe werden aus Kosten- undBrandschutzgründen kaum noch eingesetzt. Beiungünstigen Baugrundbedingungen, insbesondereschlechter Bettung, der Gefahr zu hoher Deformationen(Konvergenzen) oder Ringversätzensowie bei außergewöhnlich hohen und asymmetrischenBelastungen im Bereich von Querschlägen,Nischen und sonstigen Öffnungen, werdenoft geschweißte biegesteife Stahltübbingringe eingesetzt.5.7.2.3 HybridtübbingDer Hybridtübbing ist eine Kombination ausStahlbeton- und Stahltübbing und stellt eine wirtschaftlicheAlternative zum reinen Stahltübbingdar. Dabei können sowohl geschweißte Stahlkassettenkonstruktionenausbetoniert werden als auchkonventionelle Stahlbetontübbinge über integrierteStahlkästen in der Längs- oder Ringfugeverschraubt werden. Die Systemsteifigkeit wirdhierdurch erhöht und die Verformungen werdenreduziert.5.7.2.4 ExtrudierbetonExtrudierbeton ist eine Tunnelauskleidung, die alsunbewehrte oder mit Stahlfasern bewehrte Betonsicherungin einem kontinuierlichen Arbeitsprozesshinter einer Vortriebsmaschine zwischendem Schildschwanz und einer umsetzbaren Innenschalungeingebracht wird. Dabei stützt derExtrudierbeton bereits im frischen Zustand dasumgebende Gebirge. Der Einsatz von Extrudierbetonist auch unterhalb des Grundwasserspiegelsmöglich. Eine elastisch gestützte Stirnschalung,die mit Betonierdruck vorwärts geschoben wird,gewährleistet einen konstanten Stützdruck imflüssigen Beton.5.7.2.5 HolzverbauIn nicht wasserführendem Boden kann die primäreSicherung aus einem Holz- oder Stahlbetonlamellenverbaubestehen, der im Schutze desSchildschwanzes zwischen Stahlprofilen eingezogenwird (ribs and lagging). Wenn der Schildschwanzdie Stahlprofile freigibt, werden sie –und damit auch der Verbau – mit Hydraulikpressengegen den Boden verspannt. Gegen diesenvorgespannten Verbau kann die Vortriebsmaschinevorgeschoben werden.In Europa wird diese Sicherungsmethode aufgrunddes mangelnden bauzeitlichen Brandschutzesnicht eingesetzt.5.7.2.6 RohreEin spezielles Verfahren stellt das Rohrvortriebsverfahrendar, bei dem – i. d. R. kreisrunde –Stahlbeton- oder Stahlrohre von einem Schachtaus vorgepresst werden und als Sicherung bzw.endgültiger Ausbau dienen. Auch der Einsatz vonRechteckquerschnitten ist möglich.5.7.2.7 StahlbetonÄhnlich wie Spritzbeton, kann auch Stahlbetonals Ortbetonkonstruktion beim Einsatz von Vortriebsmaschinenzur Sicherung der Tunnellaibungverwendet werden. Da in einem solchen Fall jedochkeine Vorschubkräfte auf die Sicherungübertragen werden können, kommt diese Art derSicherung nur in Verbindung mit Messerschildenzum Einsatz. Der Stahlbeton wird dabei in 2,50bis 4,50 m breiten Abschnitten im Schutz von sogenannten Nachlaufmessern, die auf dem letzten

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 18 von 48Betonierabschnitt aufliegen, in konventionellerWeise mit einer verfahrbaren Umsetzschalunghergestellt.Dieses Verfahren wird in Mitteleuropa ausKostengründen nicht mehr angewendet.5.7.3 Vorauseilende SicherungDer Einsatz vorauseilender Sicherungsmittel, dieaus einer Schildvortriebsmaschine heraus in denBaugrund eingebracht werden, sollte auf denNotfall und nur kurze Streckenabschnitte beschränktbleiben, da die Ausführung aufgrund derschlechten Zugänglichkeit technisch aufwändigund aufgrund der notwendigen Unterbrechung desVortriebs nicht wirtschaftlich ist. Vielmehr solltenzuerst alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden,von der Geländeoberfläche aus Baugrundverbesserungendurchzuführen.Grundsätzlich bestehen allerdings beim heutigenStand der Technik Möglichkeiten, Anker,Rohrschirme, Injektionsbohrungen sowie geneigteund horizontale Hochdruckinjektionen auszuführen.Hierzu sollten bereits bei der Konstruktion derVortriebsmaschine die erforderlichen Einbauteilevorgesehen werden, da die Nachrüstung einerBohreinrichtung für Voraussicherungen sehr aufwändigist. Üblich sind Lafettenbohrgeräte die aufdem Tübbingerektor montiert werden und durchverrohrte Durchbrüche schräg aus dem Schildmantelnach vorne Bohrungen abteufen können(minimaler Winkel zur Schildachse: ca. 8°).Durch abgedichtete Durchführungen in derDruckwand können auch Bohrungen im Bereichder Ortsbrust durchgeführt werden. Dabei ist zubeachten, dass gebrochene Bohrstangen, die nichtgefangen werden können, zu starken Behinderungendes weiteren Vortriebs führen.Die Herstellung von geschlossenen Injektionskörpernaus der Maschine heraus sollte ausverfahrenstechnischen und geometrischen Gründennicht vorgesehen werden. Grundsätzlich bestehtbei Injektionen das Risiko, das Injektionsmaterialunkontrolliert in den Ringspalt oder dieAbbaukammer eindringt und sogar zu einem Versagender Ortsbrust führen kann. Bei vorgesehenenVerfestigungen der Ortsbrust muss deshalbdie Abbaukammer zuvor mit Kunstboden gefülltwerden.5.7.4 Sicherung im Bereich der TunnelvortriebsmaschineBei nicht ausreichender Standfestigkeit des Gebirgessollten Vortriebsmaschinen mit aktiverStützung und Schildmantel gewählt werden. ImBereich der Tunnelvortriebsmaschine ist das Gebirgedann über den Schildmantel gestützt aberdamit auch die Zugänglichkeit des Gebirges vollständigverhindert. Zur besseren passiven Stützungbietet ein kurzer und zylindrischer Schildmantelgegenüber einem langen und konischenSchildmantel Vorteile.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 19 von 486 Baugrund und Systemverhalten6.1 VorbemerkungenVon maßgeblicher Bedeutung für die Auswahleiner TVM ist das Systemverhalten, d. h. dasVerhalten des Gesamtsystems, bestehend ausGebirge und gewähltem Vortriebverfahren[ÖNORM B 2203-2]. Beim Einsatz einer TVMunterscheiden sich die Gebirgsverhaltenskriterienmaßgeblich von denen beim konventionellenTunnelbau.Die geotechnischen Untersuchungen sind generellauf Basis der DIN 4020 durchzuführen. DieFestlegung der charakteristischen Werte, die Darstellungund die Bewertung der geotechnischenUntersuchungsergebnisse sowie die Folgerungen,Empfehlungen und Hinweise sollten bereits imfrühen Planungsstadium auf das (voraussichtliche)spätere Vortriebsverfahren abgestimmt werden.Je umfangreicher und aussagekräftiger dieVoruntersuchungen durchgeführt werden, umsobesser sind die Voraussetzungen für die Wahl derVerfahrenstechnik und der Tunnelvortriebsmaschine.Diesbezüglich wird empfohlen, bereits beider Planung der geotechnischen Untersuchungendie gesamte Prozesskette beginnend mit demGebirgsabbau an der Ortsbrust und weiterfolgendmit dem Aushubtransport sowie der endgültigenDeponierung oder Verwertung des Aushubs zuberücksichtigen.Die wesentlichen geotechnischen Kenngrößensind in Anlage 2 prozessbezogen zusammengestelltund dienen als Richtschnur für die Auswahlder Tunnelvortriebsmaschine. Sie sind projektspezifischfür den jeweiligen Baugrund zu ermitteln.Hierbei ist zu beachten, dass Soll-Ist-Abweichungender Baugrundparameter innerhalb derProzesskette komplexe und uneinheitliche verfahrenstechnischeKonsequenzen hervorrufen können.Es wird deshalb empfohlen, für die Ausführungentsprechende vertragliche Regelungen vorzusehen.Die zu erwartenden Baugrundverhältnissewerden zweckmäßigerweise in einem geotechnischenLängsschnitt dargestellt und entsprechendenVortriebsklassen zugeordnet.Nachfolgend werden grundlegende Hinweiseund Empfehlungen zur prozessorientierten Analysedes Systemverhaltens gegeben. Eine Zusammenstellungder erforderlichen charakteristischenWerte – differenziert nach Lockergestein undFestgestein – enthalten die Anlagen 2.1 und 2.2.6.2 Gebirgsstandfestigkeit und OrtsbruststützungDie Gebirgsstandfestigkeit ist das primäre Kriteriumzur Auswahl des TVM-Typs. Grundlagebilden die Nachweise für die globale und lokaleStabilität der Ortsbrust.Für eine erste überschlägige Beurteilung derStandfestigkeit (ÖNORM B2203, 1994, Tab.1)können im Hartgestein folgende Zuordnungen aufBasis der RMR-Klassifizierung definiert werden:A1 „standfest“: RMR 81 – 100A2 „nachbrüchig“: RMR 61 – 80B1 „gebräch“: RMR 51 – 60B2 „stark gebräch“: RMR 41 – 50B3 „rollig“: RMR 21 – 40C „druckhaftes Gebirge“: RMR < 20Darüber hinaus ist beim innerstädtischen Tunnelbaueine Aussage über die zu erwartendenGebirgsdeformationen beziehungsweise die Oberflächensetzungendurch entsprechende rechnerischeNachweise zu treffen.6.3 BodenabbauDie Vortriebsgeschwindigkeit hängt neben dencharakteristischen Werten des Baugrundes maßgeblichvon der Wahl der Abbauwerkzeuge, derSchneidradgeometrie/ des -designs bzw. desBohrkopfes sowie den Betriebsparametern derTVM ab. Änderungen der geotechnischen Parameterkönnen vortriebserschwerend oder aberauch erleichternd wirken. Aufgrund der äußerstkomplexen Interaktionen zwischen Baugrund undVerfahrenstechnik sind zur Ursachenklärung detaillierteAnalysen zu führen.Insbesondere Verklebungen in der Abbaukammerund hoher Verschleiß der Abbauwerkzeugesind die häufigsten Ursachen für einengeringeren Baufortschritt und höhere Kosten. Siewerden im Folgenden näher beleuchtet.6.3.1 VerklebungDie Verklebungsneigung des Baugrunds kann beimaschinellen Vortrieben maßgeblich die Vor-

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 20 von 48triebsleistung bestimmen. Durch Verklebungensinkt die Vortriebsgeschwindigkeit, weil z. B. dieAbbaukammer bei flüssigkeitsgestützen Vortriebengespült werden muss oder aufwändige manuelleReinigungsarbeiten zu zusätzlichen Stillständenführen. Zudem können Verklebungen in Verbindungmit hohen Gehalten an verschleißrelevantenMineralien zu starkem Verschleiß im Bereichvon Schneidrad und Abbaukammer führen.Die Verklebungsneigung des Baugrunds solltedaher unbedingt im geotechnischen Gutachtenbeschrieben werden.Sowohl tonhaltige Lockergesteine als auchtonmineralhaltige Festgesteine können zu erheblichenBehinderungen durch Verklebungen führen.Als besonders verklebungsempfindlich haben sichausgeprägt plastische Tone sowie tonhaltige Sedimentgesteine,wie z. B. tonmineralhaltige Konglomerate/Brekzien,Schluffsteine und insbesondereTonsteine herausgestellt. Verklebungen entstehenhäufig in Zusammenwirkung mit Wasser,das sowohl als natürliches Bergwasser bei offenenund Erddruck-Vortrieben als auch als Prozesswasser(Stützsuspension, Bodenkonditionierung,Bohrkopfbedüsung im Festgestein) vorhandensein kann.Ausführungsproblemen durch Verklebungenkann am wirksamsten begegnet werden, wenn einvorhandenes Verklebungspotential vor Projektbeginnerkannt und sowohl die Ausstattung dergesamten Vortriebsanlage als auch die geplanteVortriebsleistung entsprechend angepasst werdenkann. An geotechnische Untersuchungen sind indieser Hinsicht die folgenden Anforderungen zustellen:• Bestimmung der Zustandsgrenzen und derKonsistenz des Bodens zur Indikation desVerklebungspotentials nach DIN 18 122 beiLockergestein.• Tonmineralogische Analysen zur Bestimmungdes Massenanteils der wichtigsten Minerale(Montmorillonit, Kaolinit, Illit, Smektit,Quarz, etc.).• Verdichtetes Aufschlussraster im Bereich vontonmineralreichem Baugrund zur genauerenAbschätzung des betroffenen Streckenanteilsund des Anteils der tonigen Bestandteile ander Ortsbrust.6.3.2 VerschleißDer Verschleiß der Abbau- und Förderkomponentenhängt von der Abrasivität des Gebirges,von der Art der mechanischen Beanspruchung,von der Werkstoffwahl und von den Betriebsparameternder Vortriebsmaschine ab.Im Lockergestein bestimmen neben der mineralogischenZusammensetzung und der Festigkeitdie Kornverteilung, die Kornform und besondersder Anteil an Steinen und Blöcken maßgeblichden Werkzeugverschleiß. Der Test des LaboratoireCentral des Ponts et Caussées (LCPC) stelltein mögliches Verfahren zur Beurteilung derAbrasivität von Lockersteinsproben unterschiedlichermineralogischer Korngemische dar und beziehtdie Brechbarkeit des Korns mit ein. Die inden Tabellen der Anlage 3 verwendete verbaleKlassifizierung auf Basis des ABR-Werts wurdenicht explizit für den maschinellen Tunnelvortriebhergeleitet und wird derzeit in Forschungsprogrammenüberprüft und überarbeitet. Verschleißprognosensollten sich deshalb nicht auf die verbaleBeschreibung der Abrasivität in den Tabellenwertender Anlage 3 stützen sondern den Index-Wert(ABR) verwenden. Darüber hinaus sinddie mineralogische Zusammensetzung, dasSchneidraddesign und die Werkzeugart sowie dieverfahrenstechnischen Aspekte beim Abbauvorgangzu berücksichtigen.Im Fels kann der Verschleiß in Abhängigkeitder Gesteinsfestigkeit, der mineralogischen Zusammensetzung,der Klüftung und der Tunnelorientierungzur Gebirgstextur weit variieren. DerCERCHAR-Abrasivitäts-Index (CAI) klassifiziertdie Abrasivität von Fels. Wichtigste Kennwertesind der äquivalente Quarzanteil und die Gesteinsfestigkeit.Hohe Gesteinsfestigkeiten undfolglich ein hoher CAI-Wert führen in kompaktemFels zu hohem Primärverschleiß. Falls abrasive,schwer brechbare Blöcke unkontrolliert ausdem Gebirgsverband gelöst werden, kann derVerschleiß durch unzulässige Spitzenbelastungen(shock loads) überproportional zunehmen. Beischlechtem Materialfluss durch Verklebung oderströmungsungünstigem Design der Schneidradöffnungenist mit einer weiteren Erhöhung desVerschleißes zu rechnen (Sekundärverschleiß).Weitere verschleißbestimmende Parameter sind:Sprödheit, Duktilität, Korngröße, Textur, Porosität,Mineralhärte, mögliche Schieferungen, dasWerkzeugdesign (Schneidspurenabstand, Rollenmeißeldurchmesseretc.), die eingesetzten Werkstoffe,die Betriebsweise und das Werkzeugmanagement(Überwachung und Wechselzyklen).

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 21 von 48In grob- und gemischtkörnigen Böden bestimmendie Brechbarkeit und Festigkeit der Grobkornfraktionen,Steine und Blöcke maßgebendden Primärverschleiß. Der Sekundärverschleißerhöht sich mit zunehmendem äquivalentemQuarzanteil und Verschlechterung des Materialflussesund Lösbarkeit besonders in weitgestuftenKorngemischen. In Abhängigkeit der eingesetztenTVM und Werkzeugbestückung istdeshalb zur Abschätzung des Verschleißes zuuntersuchen, ob es beim Lösen und Fördern desBodens zu Bruch- und Mahl- oder Schleifvorgängenkommt.6.3.3 BodenkonditionierungDurch die Zugabe von flüssigen oder pulverartigenAdditiven, Suspensionen oder Wasser könnendie Eigenschaften des abgebauten Gebirges modifiziertwerden. Die Konzentration des jeweiligenKonditionierungsmittels kann auf Basis von Erfahrungenund den charakteristischen Werten desBaugrunds abgeschätzt werden. Das Schneidraddesign,maschinentechnische Parameter und dererforderliche Stützdruck sind ebenfalls zu berücksichtigen.Die Produkte sind so zu wählen, dasssie nicht unkontrolliert in den Baugrund abfließen,sondern eine homogene Bodendurchmischungermöglichen.Bei Schildmaschinen mit flüssigkeitsgestützterOrtsbrust kann die Konditionierung durch die Zugabevon flüssigen Additiven erfolgen. BeiSchildmaschinen mit erddruckgestützter Ortsbrustwird in kohäsionslosen Lockergesteinen üblicherweisemit Tensidschäumen unter möglicherzusätzlicher Verwendung von Polymeren konditioniert,während in kohäsiven LockergesteinenPolymer-, Bentonit- und Tonsuspensionen oderauch Wasser zum Einsatz kommen können.Ziel der jeweiligen Konditionierungsmittel istdie Veränderung der Eigenschaften des abzubauendenMaterials, um einen möglichst störungsfreienund wirtschaftlichen Vortrieb zu gewährleisten.Bei Schildvortrieben mit flüssigkeitsgestützterOrtsbrust kann dies bedeuten, dass Verklebungenund Entmischungsvorgänge in derAbbaukammer reduziert oder vermieden werden.Bei Schildmaschinen mit erddruckgestützter Ortsbrustkann kohäsionsloser Boden durch Konditionierungin plastischeres Material aufbereitet werden,sandige Tone können durch Konditionierungweniger abrasive Eigenschaften aufweisen, währendim Ton die Konditionierung genutzt wird,um Verklebungs- und Adhäsionsprobleme zu verringern.Die dem Lockergestein zugeführten Additivesollten folgende Kriterien mindestens erfüllen:• Einfache und kontrollierbare Dosierung (Gewährleistungdurch die Verwendung flüssigerAdditive)• Vermeidung von Verstopfungen in der Zuführungder Additive und bei der Förderungdes konditionierten Materials aus der Abbaukammer• Schnelle Wirksamkeitsentfaltung, um schnellauf geologische Veränderungen reagieren zukönnen• Vermeidung einer Umweltgefährdung.6.3.4 BodenseparierungBei einem flüssigkeitsgestützten Vortrieb wird inder Separieranlage das Bodenmaterial vom Fördermedium(i. d. R. Bentonitsuspension) getrennt.Steine sowie kiesige und sandige Bodenbestandteilewerden über Siebe (Grobstufe), Zyklone undSchwingentwässerung (Mittelstufe) mechanischaus der Suspension herausgetrennt. Korngrößenunterhalb der Sandfraktion werden durch Kammerfilterpressen,Zentrifugen oder Hochleistungszyklonevon der Suspension getrennt (Feinstufe).Bei Zentrifugen wird die Trennung durch vorherigeZugabe von Flockungsmitteln erleichtert.Die Konfigurierung und Dimensionierung derSeparieranlage erfolgt primär auf Basis der Kornverteilungund der Suspensionsumlaufmenge. Esist zu berücksichtigen, dass Baugrundverbesserungsmaßnamensowie Brech- und Malvorgängewährend des Bodenabbaus zur Erhöhung desFeinkornanteils und zu einer Verschlechterungder Suspensionseigenschaften führen können. HoheSuspensionsdichten und abrasive Mineralienerhöhen den Verschleiß an den Abbauwerkzeugenund den hydraulischen Fördereinrichtungen.6.3.5 Bodentransport und DeponierungFür eine abschließende Wirtschaftlichkeitsuntersuchungbei der Auswahl der TVM sind auch derBodentransport und die Deponierung zu berücksichtigen.Die charakteristischen Werte des Baugrundeswerden durch den Abbau, eventuelleBodenkonditionierung und die individuelle Bedienungder Vortriebsanlage maßgeblich verändert.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 22 von 48Der unkontrollierte Gebirgswasserzuflusskann bei Verfahren ohne aktive Ortsbruststützungzur Verflüssigung des Aushubs führen. Zusatzmaßnahmenbeim Transport und der Deponierungsind einzuplanen.Weitere Hinweise zur Deponierung und Konditionierungenthält Kapitel 7.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 24 von 48Bezüglich der Deponierung von konditioniertenBöden sind in Deutschland zunächst dieRichtlinien in der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall(LAGA) und hier insbesondere die RichtlinieNr. 20 „Anforderungen an die stoffliche Verwertungvon mineralischen Reststoffen/Abfällen –Technische Regeln“ maßgebend. Diese Richtlinieregelt die Wiederverwertung von Bodenaushubund damit auch die Ablagerung des Ausbruchmaterialsim Tunnelbau. Erst wenn aufgrund deranalytisch ermittelten Gehalte an chemischenInhaltsstoffen ein offener Einbau gemäß derLAGA Richtlinie Nr. 20 (Einbauklassen Z0 bisZ2) nicht mehr gestattet ist, muss eine Ablagerungdes Materials auf einer geordneten Deponieoder gar auf einer Sonderabfall-Deponie erfolgen(Einbauklassen Z3 bis Z5). Dies wird in derTechnischen Anleitung zur Verwertung, Behandlungund sonstigen Entsorgung von Siedlungsabfällen(TA Siedlungsabfall) geregelt. Aus ökologischenGründen ist nach Möglichkeit ein uneingeschränkteroder eingeschränkter offener Einbauanzustreben.Material aus der Grob- und Mittelstufe vonSeparieranlagen kann in der Regel verwertet werden.Der Anteil an Feinbestandteilen liegt zumeistunter 5 %. Allerdings weisen diese Böden speziellebodenmechanische Eigenschaften auf. Dieverbliebenen Bentonitreste können bei Wasserzutritterneut aufquellen und dem Material mit bindigenBöden vergleichbare Eigenschaften verleihen.Das Material sollte daher nur in Bereicheneingebaut werden, die vor Wasserzutritt geschütztsind. Beispielsweise kann das Material zur Verfüllungdes Tunnels unterhalb der Fahrbahn verwendetwerden. Alternativ kann in einer Separieranlageeine weitere Aufbereitungsstufe zum Waschendes Materials vorgesehen werden. Im einfachstenFall wird dazu das Bodenmaterial aufdem Schwingentwässerer mit Wasserstrahlenbedüst. Der verbleibende Bentonitanteil im Bodenkann so deutlich reduziert werden, wodurch dieQualität des Bodens und die Möglichkeit derWiederverwendbarkeit steigen.Die im Dickstrom geförderten Ausbruchmassenund der Abwurf von Bandfilterpressen undZentrifugen können i. A. nicht ohne weiteresabgelagert werden, da das Material zum plastischenFließen neigt. Eine denkbare Möglichkeitzur Verbesserung der Deponierfähigkeit ist dieVerfestigung durch Kalkzugabe oder die Lagerungauf einer Zwischendeponie, damit das Materialtrocknen kann und so an Festigkeit gewinnt.Hinsichtlich der Deponierbarkeit von Böden,die mit Additiven behandelt wurden, ist der Hinweisder Hersteller auf die biologische Abbaubarkeitder Zusätze allein nicht ausreichend. Insbesonderebezüglich der Restbestandteile an Kohlenwasserstoffensind die entsprechenden Vorschriftenbezüglich der Schadstoffinhalte für diejeweiligen Deponieklassen unbedingt zu beachtenund auf die Deponiefähigkeit zu überprüfen.Nicht zuletzt auch aus wirtschaftlichen Gründensollte die Verwendung von Zusatzmitteln sowohlbeim Hydroschildvortrieb als auch beim Erddruckschildauf ein Minimum beschränkt bleiben.Die zu deponierenden Böden sollten bereits inder Planungsphase in verschiedene Kategorieneingeteilt werden. Dazu bieten sich die Zuordnungsklassennach LAGA (Z0, Z1, Z2, Z3, Z4,Z5) und die Deponieklassen (DK 0, DK I, DK II,DK III) an.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 25 von 488 Sonstige ProjektrandbedingungenNeben den Vorgaben aus Baugrund und der Lageder Baumaßnahme im Umfeld können auch genehmigungsrechtlicheoder arbeitssicherheitsbedingteArgumente die Auswahl einer TVM beeinflussen.Im Folgenden sind einige Randbedingungenaufgeführt. Sie stellen keine abschließendeAufzählung dar, sondern sollen vielmehr Beispieleaufführen, die in der Praxis für die Auswahleiner TVM von Bedeutung sein können.Planfeststellungsbeschluss, wasserrechtliche VorgabenGenehmigungsrechtliche Vorgaben, wie sie z. B.der Planfeststellungsbeschluss vorgibt, schränkenoftmals die Auswahl von TVMs ein. So könnenbeispielsweise die temporäre Grundwasserentnahmeund die damit verbundene Absenkung desGrundwasserspiegels stark beschränkt oder sogarausgeschlossen sein, so dass statt offener Vortriebegeschlossene, wasserdruckhaltende Vortriebsverfahrengenutzt werden müssen. Ein weiterer,diesbezüglicher Aspekt sind Auflagen zurWasserqualität für die Einleitung von Wasser inVorfluter.Setzungen und GebäudeunterfahrungenIm innerstädtischen Bereich und insbesondere beider Unterfahrung von Gebäuden und Infrastruktureinrichtungensind die zulässigen Baugrundverformungenan der Geländeoberfläche i. d. R.begrenzt. Neben den maximalen Absolutwertender Verformung ist die Ausdehnung und Neigungder Setzungsmulde als Kriterium einzubeziehen.Unter Berücksichtigung dieser „Grenzwerte“, diein der Planungsphase bereits ermittelt werdenmüssen, ist die geeignete Tunnelvortriebsmaschinezu wählen, die die Einhaltung der Grenzwerteermöglicht.Materialtransport, Bauzeitliche VerkehrsauflagenDer Materialtransport im Tunnel erfolgt überGleisbetrieb, LKWs, hydraulische Dünnstoffförderung,Dickstoffpumpen oder Bandförderanlagen.Neben dem zur Verfügung stehenden Tunnelquerschnitthängt die Wahl maßgebend von derTunnellänge, den vertikalen Fördermöglichkeitenüber Schächte und dem Weitertransport an derGeländeoberfläche ab.Bei den Transporten an der Geländeoberflächespielt die unterschiedliche Beeinträchtigung vonAnwohnern oftmals eine Rolle (insbesondere ininnerstädtischen Gebieten). Hier sind für dieTransporte die zulässigen Grenzwerte für Emissionen,bauzeitliche Verkehrsbehinderungen (z. B.Nachtfahrverbote), Einschränkungsdauer oderErschütterungen maßgebliche Faktoren, die in derRegel im Plangenehmigungsverfahren betrachtetwerden müssen.ArbeitssicherheitDie Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutzauf Baustellen (Baustellenverordnung -BaustellV) dient in Verbindung mit dem Arbeitsschutzgesetzder Umsetzung der EG-Richtlinie92/57/EWG über die auf zeitlich begrenzte oderortsveränderliche Baustellen anzuwendendenMindestvorschriften für die Sicherheit und denGesundheitsschutz. Sie gilt grundsätzlich für alleBaustellen und somit auch im unterirdischenBauen. Durch ihre Anwendung soll bereits in derPlanungsphase der Arbeitsschutz berücksichtigtwerden, wodurch eine Beeinflussung des Auswahlprozessesfür das Vortriebsverfahren besteht.Der vom DAUB und den nationalen Tunnelbauverbändenaus Österreich und der Schweiz (D-A-CH) erarbeitete „Leitfaden für Planung undUmsetzung eines Sicherheits- und Gesundheitsschutzkonzeptesauf Untertagebaustellen“ basiertu. a. auf den o. a. Vorschriften und enthält wesentlicheAnforderungen für den Einsatz von Tunnelvortriebsmaschinen.Zur Bewertung der Arbeitssicherheitist eine Risikoanalyse unter Berücksichtigungdes Bauverfahrens und der örtlichenRandbedingungen zu erstellen. Das Ergebnisder Risikoanalyse fließt mit einer hohen Gewichtungin den Entscheidungsprozess zur Auswahleiner TVM ein.Ist beispielsweise mit austretenden Gasen, wieMethan oder Argon, aus dem Gebirge zu rechnen,muss die Baubelüftung daraufhin konzipiert werdenoder es müssen schlagwettergeschützte Geräteeingesetzt werden. Ebenfalls besondere Beachtungerfordert auch das Vorhandensein vonAsbest im Gestein. Entsprechende ständig erfassendeMessgeräte sind im Maschinenbereich undim Tunnel fest zu installieren und mit einer optischensowie akustischen Warnanlage zu kombi-

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 26 von 48nieren, die bei Erreichen kritischer Messwerteautomatisch ausgelöst werden. GeschlosseneMaschinentypen mit aktiver Ortsbruststützung(SM-V 5, SM-V4) bieten bei ebenfalls geschlossenemMaterialfördersystem Vorteile. Die Anforderungenan die Tübbingdichtungen sind ebenfallszu definieren. Für den Endzustand sind gegebenenfallszweischalige Ausbausysteme zuuntersuchen.

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 27 von 489 Einsatzbereiche und AuswahlkriterienDie Empfehlungen zu den Einsatzbereichen undAuswahlkriterien sind in den Tabellen 1 bis 11(Anlage 3) für jeden Maschinentyp zusammengefasst.9.1 Allgemeine Hinweise zur Anwendungder TabellenDie Systemeignung wird zunächst auf Basis dergeotechnischen Schlüsselparameter und -prozessebewertet. Wirtschaftliche Bewertungskriterienbleiben weitgehend unberücksichtigt. Die Tabelleneignen sich zu einer Vorauswahl nach demAusschlussprinzip. Falls mehrere Maschinentypenmöglich sind, erfolgt die abschließende Gesamteignungsbewertungim Weiteren nach Analysealler projektspezifischen Parameter und Prozesseunter Berücksichtigung wirtschaftlicher und umwelttechnischerAspekte.9.1.1 HaupteinsatzbereicheDie schwarz markierten Felder (Symbol „+“)beschreiben Bandbreiten, in denen der Maschinentypbereits erfolgreich bei weitgehendemVerzicht auf Zusatzmaßnahmen eingesetzt wordenist. Die technische Leistungsfähigkeit derTVM kann sich herstellerbedingt unterscheiden.Die Erfahrungen des bauausführenden Unternehmensspielen ebenfalls eine maßgebende Rolle.Die für einen Parameter dargestellten Haupteinsatzbereichekönnen sich unter Einbeziehungweiterer Parameter erweitern oder reduzieren.9.1.2 Mögliche EinsatzbereicheDer Einsatz einer TVM in den dunkelgrau markiertenBereichen (Symbol „o“) erfordert unterUmständen besondere technische Maßnahmen.Die technische Machbarkeit ist allerdings nachgewiesen.Die erzielbare Vortriebsleistung undWirtschaftlichkeit können gegenüber dem Haupteinsatzbereichreduziert sein.9.1.3 Kritische EinsatzbereicheDer Einsatz einer TVM in den hellgrau markiertenBereichen (Symbol „–“) erfordert mit hoherWahrscheinlichkeit erhebliche Zusatzmaßnahmenzur Gebirgsmodifizierung oder es ist mit Erschwernissenzu rechnen. Die erzielbare Vortriebsleistungund Wirtschaftlichkeit der TVMsind gegenüber dem Haupteinsatzbereich deutlichreduziert. Eine fundierte technische, wirtschaftlicheund vertragliche Risikoanalyse sowie einVariantenvergleich mit anderen Vortriebsverfahrenwerden dringend empfohlen.9.1.4 Klassifizierung im LockergesteinDie Kornverteilung stellt direkt und indirekt daswesentliche Bewertungskriterium für die Standfestigkeitund die Durchlässigkeit des Baugrundesdar. Auf Basis der Scherfestigkeitsparameter unddes Wasserdrucks unter Berücksichtigung derKornverteilung sind zunächst die Standfestigkeitdes Gebirges zu bewerten und der erforderlicheStützdruck zu bestimmen. Mit zunehmendemErd- und Grundwasserdruck steigen die technischenAnforderungen an die TVM.9.1.5 Klassifizierung im FelsDie Tabellenempfehlungen dienen primär zurAuswahl der TVM und nicht zur Beurteilung derBohrbarkeit. Die Gebirgsklassifizierung und Bewertungder Standfestigkeit erfolgen auf Basis desRMR-Systems. Es wird empfohlen, TVM- undprojektspezifisch alle sechs Parameter des RMR-Systems zu analysieren. Der rechnerische Nachweisder Standfestigkeit bzw. die Bestimmung desStützdrucks werden ebenfalls empfohlen.9.2 Hinweise zu den einzelnen TVM-Typen9.2.1 TBM (Tunnelbohrmaschine)Der Haupteinsatzbereich ist der standfeste bisnachbrüchige Fels, wobei Schicht- und Kluftwasserzutrittebewältigt werden können. Die einaxialeDruckfestigkeit σ D sollte etwa zwischen 25 und250 [MN/m 2 ] betragen. Höhere Festigkeiten,Zähigkeit des Gebirges und ein hoher Anteil verschleißfesterMineralien stellen wirtschaftlicheEinsatzgrenzen dar. Eine Beschränkung derVerspannbarkeit der TBM kann ebenfalls derenEinsatz in Frage stellen. Zur Beurteilung desGebirges werden auch die Spaltzugfestigkeit undder RQD-Wert herangezogen. Bei einem Zerlegungsgraddes Gebirges mit RQD von 50 % bis100 % und einem Kluftabstand von > 0,6 m erscheintder Einsatz einer TBM gesichert. Bei

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 28 von 48höherer Zerlegung ist die Standfestigkeit zu prüfen.Im Lockergestein oder bodenähnlichen Festgesteinwird der Einsatz einer TBM ausgeschlossen.9.2.2 DSM (Doppelschildmaschinen)Doppelschildmaschinen werden hauptsächlich beiTunnelprojekten eingesetzt, die neben größerenBereichen im standfestem Gebirge auch kürzereBereiche mit nachbrüchigem bis gebrächen Felsaufweisen. Im standfesten Gebirge (siehe Vorgabenfür den TBM-Einsatz) kann der Vortrieb imkontinuierlichen Modus mit Einsatz der Grippereinrichtungerfolgen. In Störzonen oder Bereichenmit geringer Gebirgsfestigkeit in denen die Grippereinrichtungnicht eingesetzt werden kann, wirddas Schildgelenk zusammengefahren und die Vortriebsmaschinestützt sich über die Vortriebspressenauf den zuletzt gebauten Tübbingring ab.9.2.3 SM-V1 (Vollschnittabbau, Ortsbrustohne Stützung)Dieser Maschinentyp kann nur im standfesten,weitgehend wasserundurchlässigen kohäsivenLockergestein mit hohem Feinkornanteil eingesetztwerden. Die Standfestigkeit der Ortsbrust istrechnerisch nachzuweisen. Ebenfalls nachzuweisenist eine ausreichend hohe vorübergehendeStandfestigkeit der Ausbruchlaibung bis zum endgültigenEinbau der Tunnelauskleidung. BettungsreduzierendeGebirgsauflockerungen sind auszuschließen.Bei setzungsempfindlicher Bebauungan der Geländeoberfläche sind Baugrunddeformationenund Auflockerungen auf Basis der üblichenSchadensklassifikationen (z. B. Neigung der Setzungsmulde)nachzuweisen.Im Hartgestein wird dieser Maschinentyp imnachbrüchigen bis gebrächen Fels, auch mitSchicht- und Kluftwasser, eingesetzt. Bei möglicherweiseguter Gesteinsfestigkeit im standfestenGebirge kann die Verbandsfestigkeit stark reduziertsein. Dies entspricht einem Kluftabstand von≈ 0,6 m bis 0,06 m und einem RQD-Wert zwischenca. 10 % und 50 %. Generell ist jedochauch bei geringerer Gesteinsdruckfestigkeit unter5 MN/m 2 , zum Beispiel in stark verwittertemFels, der Einsatz möglich.Die Standfestigkeit der Ortsbrust und Ausbruchlaibungist rechnerisch nachzuweisen. Beihohen Gebirgswasserzuflüssen sind entsprechendeMaßnahmen einzuplanen.9.2.4 SM-V2 (Vollschnittabbau, Ortsbrustmit mechanischer Stützung)Aufgrund zahlreicher gescheiterter Projekte wirdder Maschinentyp nicht mehr empfohlen.9.2.5 SM-V3 (Vollschnittabbau, Ortsbrustmit Druckluftbeaufschlagung)Durch Druckluftbeaufschlagung kann der MaschinentypSM-V1 in standfesten Böden auch imGrundwasser eingesetzt werden. Die Luftdurchlässigkeitdes Gebirges bzw. der Luftverbrauchund die Nachweise zur Ausbildung eines Strömungsfeldesund zur Ausbläsersicherheit sindmaßgebliche Kriterien für die Anwendung diesesMaschinentyps. Der Grundwasserspiegel solltesich mit ausreichendem Sicherheitsabstand oberhalbder Tunnelfirste befinden.9.2.6 SM-V4 (Vollschnittabbau, Ortsbrustmit Flüssigkeitsstützung)Haupteinsatzbereich der Flüssigkeitsschilde sindgrob- und gemischtkörnige Bodenarten. DerGrundwasserspiegel sollte sich mit ausreichendemAbstand oberhalb der Tunnelfirste befinden.Beim Abbauvorgang stützt eine unter Druck stehendeFlüssigkeit, z. B. eine Bentonitsuspension,die Ortsbrust. Stark durchlässige Böden erschwerendie Membranbildung. Bei einer Durchlässigkeitvon über 5 · 10 -3 m/s besteht die Gefahr, dassdie Bentonitsuspension unkontrolliert in den Baugrundabströmt. Durch die Zugabe von Feinkornund Füller oder Additiven zur Verbesserung derrheologischen Eigenschaften kann der Einsatzbereicherweitert werden. Alternativ können Zusatzmaßnahmenzur Reduzierung der Bodendurchlässigkeit(beispielsweise Porenhohlraumverfüllungen)erforderlich werden. Steine undBlöcke, die nicht gepumpt werden können, werdenin vorgeschalteten Brechern zerkleinert. Einhoher Feinkornanteil kann zu Schwierigkeiten beider Separierung führen. Zu berücksichtigen istauch, dass sich die rheologischen Eigenschaftender Stützflüssigkeit durch Feinstkorn verschlechtern,da eine Trennung der tonigen Fraktionen undBentonit technisch nicht möglich ist.9.2.7 SM-V5 (Vollschnittabbau, Ortsbrustmit Erddruckstützung)Maschinentypen mit Erddruckstützung eignensich besonders in Böden mit Feinkornanteilen(< 0,06 mm) von über 30 %. In grob- und gemischtkörnigenBöden und Fels steigen mit zu-

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 29 von 48nehmendem Stützdruck die Anpresskraft und dasSchneidraddrehmoment überproportional an. DasStrömungsverhalten des abgebauten Bodens kanndurch Zugabe geeigneter Konditionierungsmittel,wie z. B. Bentonit, Polymere oder Schaum, verbessertwerden. Zur aktiven Stützdruckkontrolleund Gewährleistung eines setzungsarmen Vortriebswird außerhalb der prädestinierten Einsatzbereichedie Bodenkonditionierung mit Schaumempfohlen.Erddruckschilde besitzen den Vorteil, dassohne verfahrenstechnische Modifikationen derVortrieb mit teilgefüllter und nicht druckbeaufschlagterAbbaukammer im offenen Modus (SM-V5-OM) ohne aktive Ortsbruststützung möglichist. Hierbei ist zu beachten, dass aufgrund derSchneidrad- und Schneckenkonstellation der gelösteBoden/Fels deutlich mehr zermahlen wirdals bei einer Bandförderung durch das Zentrum(SM-V1). Neigt der Baugrund zur Verklebung, istmit Behinderungen und erhöhtem Verschleiß zurechnen. Zur Verbesserung des Materialflussesund zur Reduzierung der Verklebungsneigungsind Konditionierungsmaßnahmen einzuplanen.Als besonders ungünstig für Erddruckschilde giltsowohl im Lockergestein als auch im Fels dieKombination hoher Stützdruck, starke Durchlässigkeit,hohe Abrasivität und schwere Brechbarkeitdes Korngefüges.Grundwasserspiegels mit entsprechendem Reibungswinkel.9.2.10 SM-T3 (Teilflächenabbau, Ortsbrustmit Druckluftbeaufschlagung)Der Einsatz dieses Maschinentyps ist dann angebracht,wenn die Typen SM-T1 und -T2 imGrundwasser eingesetzt werden sollen. Der gesamteArbeitsbereich, einschließlich des hergestelltenTunnels oder lediglich die Arbeitskammer,wird unter Druckluft gesetzt.9.2.11 SM-T4 (Teilflächenabbau, Ortsbrustmit Flüssigkeitsstützung)Teilschnittmaschinen mit flüssigkeitsgefüllter Abbaukammerwerden nicht mehr eingesetzt.9.2.12 KSM (kombinierte Verfahrenstechnik)Kombinationsmaschinen verbinden bei wechselndenBaugrundbedingungen die Einsatzmöglichkeitender jeweiligen Maschinentypen. Ihr Einsatzspektrumwird somit auf beide Kriterien ausgeweitet.Die Zahl der Umbauten von einem zum anderenVortriebsverfahren sollte möglichst geringgehalten werden, da Umbauten meist sehr zeitundkostenaufwändig sind.9.2.8 SM-T1 (Teilflächenabbau, Ortsbrustohne Stützung)Dieser Maschinentyp kann oberhalb des Grundwasserspiegelseingesetzt werden, wenn dieOrtsbrust durchgehend standfest ist, siehe hierzuSM-V1.Bei Teilschnittmaschinen besteht immer einesehr gute Zugänglichkeit zur Ortsbrust, so dassinsbesondere bei der Gefahr von anzutreffendenHindernissen diese Verfahren große Vorteilebieten können.9.2.9 SM-T2 (Teilflächenabbau, Ortsbrustmit mechanischer Teilstützung)Dieser Maschinentyp kann eingesetzt werden,wenn die Stützung des auf den Bühnen im natürlichenBöschungswinkel aufliegenden Materialsfür einen bedingt verformungskontrollierten Vortriebausreicht. Im First- und Bühnenbereich könnenBrustplatten unterstützend verwendet werden.Die Haupteinsatzbereiche sind die schwach bisnicht-bindigen Kies-Sand-Böden oberhalb des

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 30 von 48Anlage 1Übersicht der TunnelvortriebsmaschinenHinweise zu den Tunnelvortriebsmaschinen und deren Einsatzbereichen finden sich in Kapitel 9.2 dieserEmpfehlung.KurzbezeichnungDarstellung (beispielhaft)Tunnelbohrmaschinen (TBM)TBMTunnelbohrmaschine ohne SchildTunnel boring machineETBMErweiterungstunnelbohrmaschineExtension tunnel boring machineDoppelschildmaschinen (DSM)DSMDoppelschildmaschineDouble shield machineSchildmaschinen (SM)SM-V1ohne StützungWithout supportSM-V2mechanische StützungMechanical supportSM-V3DruckluftbeaufschlagungFull-face and compressed air application

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 31 von 48KurzbezeichnungDarstellung (beispielhaft)SM-V4FlüssigkeitsstützungFull-face and slurry supportSM-V5ErddruckstützungFull-face and earth pressure balancesupportSM-T1ohne StützungPartial excavation and without supportSM-T2TeilstützungPartial excavation and partial supportSM-T3DruckluftbeaufschlagungPartial excavation and compressed airapplicationSM-T4FlüssigkeitsstützungPartial excavation and slurry supportKombinationsschildmaschinen (KSM)KSMKombinationsschildmaschinenConvertible shield machinesLegende:1 Schneidrad 2 Schildmantel 3 Pressen 4 Erektor 5 Stützfuß6 Gripper 7 Abbaukammer 8 luftdichte Wand 9 Öffnungen 10 Abbruchwerkzeug11 Materialförderung 12 Fahrwerk 13 Luftblase 14 Suspensionszulauf 15 Suspensionsrücklauf16 Pilotstollen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 32 von 48Anlage 2.1 Prozessbezogene geotechnische Kenngrößen fürLockergesteinProzessbezogene geotechnische Kenngrößenfür LockergesteinKurzbezeichnungEinheitTBM*DSM*SM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4Ortsbruststützung + SenkungsanalyseFace support + settlement analysisKornverteilungGrain size distributionDichte / Dichte unter AuftriebSoil density wet / submerged densityLagerungsdichteCompactness of the packingReibungswinkelFriction angleKohäsionCohesionE-ModulElasticity modulusDilatationswinkelDilatancy anglePorenanteilPore contentPorenzahlVoid ratioDurchlässigkeitPermeabilityErddruckbeiwert (horizontal)Coefficient of lateral earth pressureGrundwasserdruckWater pressureBodenabbauSoil removalVerklebungStickingPlastizitätszahl (IP=wL–wP)Plasticity indexKonsistenzzahlConsistancy indexFließgrenzeLiquid limitAusrollgrenzeRolling limitWassergehaltWater contentMineralogieMineral compositionTonanteil (Siebrückstand < 0,002 mm)Percentage of clay% x x x x x x xγ / γ' kN/m³ x x x xD – x x x x x x xφ' ° x x x x x x xc' kN/m² x x x x x x xnicht empfohlenE MN/m² x x x x x x xΨ ° x x x x x x xn – x x x x x x xe – x x x x x x xk m/s x x x x x x xkh – x x x x x x xpGW kN/m² x x x x x x xIP % x x x x x x xIc – x x x x x x xnicht empfohlenwL % x x x x x x xwP % x x x x x x xw % x x x x x x xx x x x x x x% x x x x x x xnicht empfohlennicht empfohlen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 33 von 48Prozessbezogene geotechnische Kenngrößenfür LockergesteinKurzbezeichnungEinheitTBM*DSM*SM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4VerschleißWearAbrasivität LCPC-IndexAbrasiveness LCPC-indexBrechbarkeit LCPC-IndexBreakability LCPC-indexQuarzanteilEquivalent quarz indexSteinanteilStone proportionBlockanteilBoulder proportionDruckfestigkeitUniaxial compressionScherfestigkeitShear strengthLagerungsdichteCompactness of the packingBodenkonditionierungSoil conditioningKornverteilungGrain size distributionTonanteil (Siebrückstand < 0,002 mm)Percentage of claySchluffanteil (Siebrückstand < 0,06 mm)Percentage of siltPlastizitätszahl (IP=wL–wP)Plasticity indexKonsistenzzahlConsistancy indexStützdruckConfinement pressurePorenanteilPore contentDurchlässigkeitPermeabilitychemische GrundwasseranalyseChemical analysis of groundwaterAnteil an organischen Substanzen (Kationen)Portion of organic substances (cations)ABR g/t x x x x x x xBR % x x x x x x xäQu % x x x x x x xnicht empfohlen% x x x x x x x% x x x x x x xσc kN/m² x x x x x x xx x x x x x xD – x x x x x x x% x x% x x% x xIP % x xnicht empfohlenIc – x xps bar x xn – x xk m/s x xx x%x xnicht empfohlennicht empfohlen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 34 von 48Prozessbezogene geotechnische Kenngrößenfür LockergesteinKurzbezeichnungEinheitTBM*DSM*SM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4BodenseparierungSoil separationRestbentonitgehaltResidual content of bentoniteRestgehalt an chemischen AdditivenResidual content of chemical additivesTonanteil (Siebrückstand < 0,002 mm)Percentage of claySchluffanteil (Siebrückstand < 0,06 mm)Percentage of siltKonsistenzzahlConsistancy indexundrainierte KohäsionUndrained cohesionBodentransport und -deponierungSoil transport and landfillKornverteilungGrain size distributionSchluffanteil (Siebrückstand < 0,06 mm)Percentage of siltTonanteil (Siebrückstand < 0,002 mm)Percentage of clayReibungswinkelFriction angleKohäsionCohesionPlastizitätszahlPlasticity indexKonsistenzzahlConsistancy indexE-ModulElasticity modulusRestbentonitgehaltResidual content of bentoniteRestgehalt an chemischen AdditivenResidual content of chemical additivesWassergehaltWater contentDruckfestigkeitUniaxial compressionmax. KantenlängeMax. block size% x x% x x% x x% x xIc – x xcunicht empfohlenkN/m²x x% x x% x x% x xφ' ° x x x x x x xc' kN/m² x x x x x x xnicht empfohlenIP % x xIc – x xE kN/m² x x x x x x x% x x% x xw % x xσc kN/m² x x x x x x xmmx xnicht empfohlennicht empfohlen* TBM und DSM werden nur im Festgestein eingesetzt

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 35 von 48Anlage 2.2 Prozessbezogene geotechnische Kenngrößen für FestgesteinProzessbezogene geotechnische Kenngrößenfür FestgesteinKurzbezeichnungEinheitTBMDSMSM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4Ortsbruststützung + SenkungsanalyseFace support + settlement analysisGefügeTextureVerwitterungsgradWeatheringZerlegungRatio matrix / fragmentationAnisotropieAnisotropyPorositätPorosityQuellverhaltenSwelling capacityDiskontinuitätenDiscontinuitiesEinlagerungenInfillingOrientierungDiscontinuity orientationKluftabstandNormal spacing of discontinuity setsZerlegungsgradDegree of fracturing- Discontinuity frequencyFelsdruckbeiwertCoefficient of lateral rock pressureGebirgswasserzuflussWater inflowGebirgswasserdruckWater pressureBodenabbauPerformanceDruckfestigkeitUniaxial compressionSpaltzugfestigkeitTensile strength (SPZ)RQDRock Quality DesignationVerwitterungsgradWeatheringRSRRock Structure RatingRMRRock Mass RatingGSIGeological Strength Index (Hoek Brown)RMIRock Mass Indexx x x x x x x x xW – x x x x x x x x xnicht empfohlenx x x x x x x x xx x x x x x x x xΦ – x x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xnicht empfohlenx x x x x x x x xkh – x x x x x x x x xQW l/s x x x x x x x x xpGW kN/m² x x x x x x x x xσc kN/m² x x x x x x x x xσz MN/m² x x x x x x x x xRQD – x x x x x x x x xnicht empfohlenW – x x x x x x x x xRSR – x x x x x x x x xRMR – x x x x x x x x xGSI – x x x x x x x x xRMI – x x x x x x x x xnicht empfohlennicht empfohlennicht empfohlen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 36 von 48Prozessbezogene geotechnische Kenngrößenfür FestgesteinKurzbezeichnungEinheitTBMDSMSM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4Q-IndexQ-valueMineralogieMineral compositionKarbonat-AnteilCarbonate portionVerfestigungCementationDiskontinuitätenDiscontinuitiesEinlagerungenInfillingBlockgrößeBlock sizeOrientierungDiscontinuity orientationKluftabstandNormal spacing of discontinuity setsZerlegungsgradDegree of fracturing- discontinuity frequencyVerklebungStickingWassergehaltWater contentGebirgswasserzuflussWater inflowMineralogieMineral compositionVerschleißWearAbrasivität (Cerchar Abrasivity Index)AbrasivenessQuarzanteilEquivalent quartz contentAbrasivität RAIRock Abrasivity Index (RAI=Equ · UCS)DruckfestigkeitUniaxial rock compressive strength (UCS)SpaltzugfestigkeitTensile strength (SPZ)ScherfestigkeitShear strengthtonmineralische ZusammensetzungClay mineral compositionVerwitterungsgradWeatheringVerfestigungCementationQ-value– x x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xx x xnicht empfohlenx x x x x xw % x x x x x x x x xQW l/s x x x x x x x x xx x xnicht empfohlenx x x x x xCAI – x x x x x x x x xäQu % x x x x x x x x xRAI – x x x x x x x x xσ MN/m² x x x x x x x x xσz MN/m² x x x x x x x x xx x x x x x x x xx x x x x x x x xW – x x x x x x x x xx x xnicht empfohlenx x x x x xnicht empfohlennicht empfohlennicht empfohlen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 37 von 48Prozessbezogene geotechnische Kenngrößenfür FestgesteinKurzbezeichnungEinheitTBMDSMSM-V1SM-V2SM-V3SM-V4SM-V5SM-T1SM-T2SM-T3SM-T4Bodentransport und –deponierungSoil transport and landfillmax. KantenlängeMax. block sizeDruckfestigkeitUniaxial compressionGebirgswasserzuflussWater inflowWassergehaltWater contentmm x x x x x x x x xnicht empfohlenσc kN/m² x x x x x x x x xQW l/s x x x x x x xw % x x x x x x x x xnicht empfohlen

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 38 von 48Anlage 3.1 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien TBMGeotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)TUNNELBOHRMASCHINE (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)Lockergestein (Soft soil)40 %Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2starkdurchlässigstronglypermeable10 –2 – 10 –4durchlässigpermeable10 –4 – 10 –6schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6Konsistenz (IC) nach DIN 18122Consistency (IC)breiigpasty0 – 0,5weichsoft0,5 – 0,75steifstiff0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densitydichtdensemitteldichtfairly denselockerlooseStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4QuellverhaltenSwelling behaviourkeinnonegeringlittlemittelfairhochhighAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100Festgestein (Hard rock)Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250– + + + sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100– + + +sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100– – + +0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125+ + + –kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + 0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 39 von 48Anlage 3.2 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien DSMGeotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)DOPPELSCHILDMASCHINE (DSM)Double Shield Machine (DSM)Lockergestein (Soft soil)40 %Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2starkdurchlässigstronglypermeable10 –2 – 10 –4durchlässigpermeable10 –4 – 10 –6schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)breiigpasty0 – 0,5weichsoft0,5 – 0,75steifstiff0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densitydichtdensemitteldichtfairly denselockerlooseStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4QuellverhaltenSwelling behaviourkeinnonegeringlittlemittelfairhochhighAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100Festgestein (Hard rock)Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250 + + sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100 + + sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100 + + 0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125+ + + –kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + 0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 40 von 48Anlage 3.3 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-V1Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Vollschnittabbau ohne Stützung (SM-V1)Shield Machine with full-face and without support (SM-V1)Lockergestein (Soft soil)40 %– – +starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– – +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– – + +dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + + + sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + + + Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250 + + sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100 + + sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100 + + 0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125+ + + –kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 41 von 48Anlage 3.4 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-V2Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)SCHILDMASCHINE mit Vollschnittabbau und mechanischer Stützung (SM-V2)Shield Machine with full-face and with mechanical support (SM-V2)Lockergestein (Soft soil)40 %Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2starkdurchlässigstronglypermeable10 –2 – 10 –4durchlässigpermeable10 –4 – 10 –6schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)breiigpasty0 – 0,5weichsoft0,5 – 0,75steifstiff0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densitydichtdensemitteldichtfairly denselockerlooseStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4QuellverhaltenSwelling behaviourkeinnonegeringlittlemittelfairhochhighAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100Festgestein (Hard rock)Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6QuellverhaltenSwelling behaviourkeinnonegeringpoormittelfairhochhighStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 42 von 48Anlage 3.5 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-V3Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Vollschnittabbau und Druckluftstützung (SM-V3)Shield Machine with full-face and compressed air application (SM-V3)Lockergestein (Soft soil)40 %– + +starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– – +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– + + +dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + – –sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + – –Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250 sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100 sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100 0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5+ + –schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6 – –keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 43 von 48Anlage 3.6 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-V4Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Vollschnittabbau und Flüssigkeitsstützung (SM-V4)Shield Machine with full-face and fluid support (SM-V4)Lockergestein (Soft soil)40 %+ + + starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– + weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ + 0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + + +keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + + sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100 + + + Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250 sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100 sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100 0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125 kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + + ++ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 44 von 48Anlage 3.7 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-V5Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Vollschnittabbau und Erddruckstützung (SM-V5)Shield Machine with full-face and earth pressure balance support (SM-V5)Lockergestein (Soft soil)40 %– + +starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– – +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5 + + dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ + +0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ + + –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + –sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + –Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250 – – –sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100+ – –sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80+ – –sehr gutvery good81 – 1000 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125 kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + –keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 45 von 48Anlage 3.8 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-T1Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Teilschnittabbau ohne Stützung (SM-T1)Shield Machine with part heading and without support (SM-T1)Lockergestein (Soft soil)40 %– – + +starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– – + +dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + + + sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + + + Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250+ + + – –sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100 + + sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80sehr gutvery good81 – 100 + + 0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125+ + + –kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 46 von 48Anlage 3.9 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-T2Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Teilschnittabbau und Teilstützung (SM-T2)Shield Machine with part heading and partial support (SM-T2)Lockergestein (Soft soil)40 %+ + + starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6 + +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ + 0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + + + sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + + + Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250+ + + – –sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100+ + + sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80+ + + sehr gutvery good81 – 1000 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125+ + + –kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ – – – –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 47 von 48Anlage 3.10 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-T3Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesFeinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densityStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]QuellverhaltenSwelling behaviourAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]SCHILDMASCHINE mit Teilschnittabbau und Druckluftstützung (SM-T3)Shield Machine with part heading and compressed air application (SM-T3)Lockergestein (Soft soil)40 %– + +starkdurchlässig durchlässigstrongly permeablepermeable10 –2 – 10 –4 10 –4 – 10 –6sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6– – +weichsteifsoftstiff0,5 – 0,75 0,75 – 1,0halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5– dichtdensemitteldichtfairly denselockerloose+ –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + –keinnonegeringlittlemittelfairhochhigh+ + –sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000+ + + + sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100+ + + + Festgestein (Hard rock)0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250+ + + – –sehr geringvery poor0 – 25geringpoor25 – 50mittelfair50 – 75gutgood75 – 90ausgezeichnetexcellent90 – 100+ + + sehr schlechtvery poor< 20schlechtpoor21 – 40mäßigfair41 – 60gutgood61 – 80+ + + sehr gutvery good81 – 1000 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125kein Zufluss – Vortrieb im Grundwasser / no waterinflow – excavation below groundwater levelkaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2stark abrasivvery abrasive2 – 4extrem abrasivextremelyabrasive4 – 6+ + + keinnonegeringpoormittelfairhochhigh+ + –0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 + + –+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical

Empfehlung zur Auswahl von Tunnelvortriebsmaschinen (Stand 10/2010)Seite 48 von 48Anlage 3.11 Einsatzbereiche und Auswahlkriterien SM-T4Geotechnische KennwerteGeotechnical valuesSCHILDMASCHINE mit Teilschnittabbau und Flüssigkeitsstützung (SM-T4)Shield Machine with part heading and fluid support (SM-T4)Lockergestein (Soft soil)Feinkornanteil (< 0,06 mm) DIN 18196Fine grain fraction (< 0,06 mm)Durchlässigkeit k nach DIN 18130 [m/s]Permeability k [m/s]Konsistenz (Ic) nach DIN 18122Consistency (Ic)40 %sehr starkdurchlässigvery highlypermeable> 10 –2breiigpasty0 – 0,5starkdurchlässigstronglypermeable10 –2 – 10 –4weichsoft0,5 – 0,75+ +durchlässigpermeable10 –4 – 10 –6steifstiff0,75 – 1,0schwachdurchlässigslightlypermeable< 10 –6+halbfestsemi-solid1,0 – 1,25festhard1,25 – 1,5Lagerungsdichte nach DIN 18126Storage densitydichtdensemitteldichtfairly denselockerlooseStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4QuellverhaltenSwelling behaviourkeinnonegeringlittlemittelfairhochhighAbrasivität LCPC-Index ABR [g/t]Abrasiveness LCPC-index ABR [g/t]sehr schwachabrasivvery low abrasive0 – 500schwach abrasivlow abrasive500 – 1000mittel abrasivmedium abrasive1000 – 1500stark abrasivhigh abrasive1500 – 2000sehr starkabrasivvery highabrasive> 2000Brechbarkeit LCPC-Index BR [%]Breakability LCPC-index BR [%]sehr schwachvery low0 – 25schwachlow25 – 50mittelmedium50 – 75starkhigh75 – 100sehr starkvery high> 100Festgestein (Hard rock)Gesteinsfestigkeit [MPa]Rock compressive strength [MPa]Bohrkern- Gebirgsqualität [RQD]Core sample - rock quality designation[RQD]Rock Mass Ratio [RMR]Rock Mass Ratio [RMR]0 – 5 5 – 25 25 – 50 50 – 100 100 – 250 > 250sehr geringvery poor0 – 25sehr schlechtvery poor< 20+ +geringpoor25 – 50schlechtpoor21 – 40mittelfair50 – 75+mäßigfair41 – 60gutgood75 – 90gutgood61 – 80ausgezeichnetexcellent90 – 100sehr gutvery good81 – 100Wasserzufluss je 10 m Tunnel [l/min]Waterinflow per 10 m tunnel [l/min]Abrasivität (CAI)Abrasiveness (CAI)QuellverhaltenSwelling behaviourStützdruck [bar]Supporting pressure [bar]0 0 – 10 10 – 25 25 – 125 > 125kaum abrasivnot very abrasive0,3 – 0,5schwach abrasivslightly abrasive0,5 – 1abrasivabrasive1 – 2+ + +keinnonegeringpoormittelfair+ +stark abrasivvery abrasive2 – 4hochhighextrem abrasivextremelyabrasive4 – 60 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4+ Haupteinsatzbereich / Main field of application Einsatz möglich / Application possible– Einsatz kritisch / Application critical