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19.11.2010Worldwide Engineering
Folie 1
Die Tunnel des ProjektsStuttgart 21 und der
Neubaustrecke Wendlingen – Ulm
Schwierigkeiten und Lösungen
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Walter Wittke
WBI - Wittke Beratende IngenieureAachen/Stuttgart/Guadalajara
Stuttgart 21 und Neubaustrecke Wendlingen-UlmTunnelbau in schwierigen geologischen Verhältnissen
19.11.2010Worldwide Engineering
Folie 2
Gliederung1. Veranlassung
2. Stuttgart 212.1 Geologische Verhältnisse2.2 Lage der Tunnel2.3 Gipskeuper (Quellen …)2.4 Voruntersuchungen2.5 Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
3. Neubaustrecke (NBS) Wendlingen – Ulm, Albaufstieg3.1 Geologische Verhältnisse3.2 Braunjura (druckhaft, Wasserdrücke)3.3 Weißjura (Karst)3.4 Voruntersuchungen3.5 Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
Stuttgart 21 und Neubaustrecke Wendlingen-UlmTunnelbau in schwierigen geologischen Verhältnissen
19.11.2010Worldwide Engineering
Folie 3
1. Veranlassung
Stuttgart 21etwa 2 x 25 km eingleisige Tunnel
Neubaustrecke Wendlingen - Ulmetwa 2 x 27 km eingleisige Tunnel
Ziel:Aufzeigen der Schwierigkeiten und LösungenGipskeuper: Quellen; Braunjura: druckhaft; Weißjura: Karst, Wasserdrücke
Umfang und Sorgfalt der Voruntersuchungen und Planungen
Einschlägige Erfahrungen im Tunnelbau
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Folie 4
2.1 Stuttgart 21, Geologische Verhältnisse
Geologie Stuttgart
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Folie 5
2.2 Stuttgart 21, Lage der Tunnel
Fildertunnel
Ober-/Untertürkheim und Feuerbach:• GipskeuperFlughafenbereich und Wendlinger Kurve:• Lias/SchwarzjuraRohrer Kurve:• Stubensandstein
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Folie 6
2.3 Stuttgart 21, Gipskeuper (Quellen …)
Quellen im Gipskeuper
Quellen:Anhydrit + Wasser ⇒ GipsWasseranlagerung an Tonminerale
⇒ Volumenvergrößerung⇒ Hebungen und / oder Druck
Hebungen Quelldruck
Kein Wasser ⇒ kein QuellenWenig Wasser ⇒ wenig Quellen
Gipskeuper
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Folie 7
"Tiefe Lage" – Wasser fernhalten(Fildertunnel, Tunnel nach Ober-/Untertürkheim)
Gipskeuper
2.3 Stuttgart 21, Gipskeuper (Quellen …)
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Folie 8
Abdichtungsbauwerk
Gipskeuper
2.3 Stuttgart 21, Gipskeuper (Quellen …)
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Folie 9
"Hohe Lage" Doppelte Sicherheit(Tunnel nach Feuerbach und Bad Cannstatt)
Gipskeuper
2.3 Stuttgart 21, Gipskeuper (Quellen …)
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Folie 10
Erkundungen
Stuttgart 21 insgesamt:• etwa 1.500 Bohrungen• mehr als 42.500 Bohrmeter
Stuttgart 21 Tunnel:• etwa 400 Bohrungen• mehr als 25.000 Bohrmeter• im Mittel etwa alle 100 m eine Bohrung• etwa 1.900 Feldversuche• etwa 25.000 Laborversuche
2.4 Stuttgart 21, Voruntersuchungen
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Folie 11
Freudensteintunnel-20 Jahre Messen/Beobachten
2.5 Stuttgart 21, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
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Folie 12
160 Jahre bergmännischer Tunnelbau in Stuttgart
2.5 Stuttgart 21, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
19.11.2010Worldwide Engineering
Folie 13
S-Bahn Stuttgart - Hasenbergtunnel
Beispiel: Ortsbrust unausgelaugter Gipskeuper
durchfährt alle relevanten Schichten
2.5 Stuttgart 21, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
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Folie 14
S-Bahn Stuttgart - Schwabstraße/Wendeschleife
Gipskeuper
2.5 Stuttgart 21, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
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Hasenbergtunnel und Tunnel der Wendeschleifean der Schwabstraße der S-Bahn Stuttgart
28 bzw. 33 Jahre ohne Schäden in Betrieb
Versuchsbauwerk Freudensteintunnel20 Jahre Versuche und Messungen
Andere Tunnelbauwerkemehr als 100 JahreBeobachtungen und Messungen
Modell und BerechnungsverfahrenBeschreibung aller bekannten Vorgänge
Folie 15
Grundlagen für einen neuen Quelldruckansatz
2.5 Stuttgart 21, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
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Folie 16
Geologie und Tunnel NBS Wendlingen - Ulm
3.1 NBS Wendlingen – Ulm, Geologische Verhältnisse
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Folie 17
Druckhaftes Gebirge
Druckhaft: Gebirgsauflast > Gebirgsfestigkeit⇒ große Verformungen / Belastungen
LösungBeispiel Hohlraum in 1.000 m Tiefe
ProblemBeispiel Stollen Venezuela
3.2 NBS Wendlingen – Ulm, Braunjura (druckhaft, Wasserdrücke)
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Folie 18
Boßlertunnel, druckhaft/Wasser/Karst
3.2 NBS Wendlingen – Ulm, Braunjura (druckhaft, Wasserdrücke)
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Folie 19
Karst - Erscheinungsformen
Verkarstung: Lösung von Kalkstein durch Wasser⇒ Entstehung von Hohlräumen
Karststrukturen im WeißjuraSchema
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 20
Beispiel Kluftkarst
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 21
Beispiel Karstgerinne
Mordloch
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 22
"Leitlinien" für das Bauen im Karst
Sicherheitder Mitarbeiter beim Bau
Sicherheitbeim späteren Betrieb
Zuverlässigkeitvon Bauzeit und Kosten
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 23
Steinbühltunnel, Wasser/Karst
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 24
Karst-Erkundung
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 25
Karst, bauliche Maßnahmen
Schematisches Beispiel
3.3 NBS Wendlingen – Ulm, Weißjura (Karst)
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Folie 26
Erkundungen
Neubaustrecke Wendlingen-Ulm insgesamt:• etwa 1.500 Bohrungen• mehr als 51.000 Bohrmeter
Tunnel Albaufstieg:• etwa 81 Bohrungen• etwa 9.500 Bohrmeter• im Mittel etwa alle 250 m eine Bohrung• etwa 1.300 Feldversuche• etwa 6.000 Laborversuche
3.4 NBS Wendlingen – Ulm, Voruntersuchungen
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Folie 27
Erfahrung Tunnelbau
3.5 NBS Wendlingen – Ulm, Erfahrungen bei ausgeführten Tunnelbauten
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