Nachrüstung von Straßentunneln: Bedarf, Erfahrungen und … · 2012. 6. 21. · Nachrüstung von Straßentunneln: Bedarf, Erfahrungen und jüngste Forschung Prof. Dr.-Ing. F. Heimbecher

Nachrüstung von Straßentunneln:Bedarf, Erfahrungen und jüngste ForschungBedarf, Erfahrungen und jüngste Forschung

Prof. Dr.-Ing. F. HeimbecherFachhochschule Münster

Dipl.-Ing. I. KaundinyaBundesanstalt für Straßenwesen

4. Juni 2012

Bestand Bundesfernstraßen

Heimbecher, Kaundinya: „Nachrüstung von Straßentunneln“ 2

Bestand Bundesfernstraßen


Maßgebende Regelwerke

Bautechnik– Neubau und Bestand Ausgabe 2007

Regelungen differenziert nach

• bergmännischer Bauweise

• offener Bauweise

• Tübbingbauweise

Regelungen u.a. zu

B l B d h• Baul. Brandschutz

• Entwässerung

B i /K t kti• Bauweise/Konstruktion

Neuausgabe ab Sommer 2012


Neuausgabe ab Sommer 2012

Akt li i t / R l


Aktualisierte / neue Regelungen Standsicherheitsnachweise Baustoffe und Bauteile

Mindestbewehrung Aufhellung der Wandflächen barrierefreie Gestaltung Herstellung der Innenschale

baulicher Brandschutz Durchbildung der Zwischendecken

barrierefreie Gestaltung bauliche Durchbildung von

Rettungsstollen Sonstiges Sonstiges

Bauwerkssicherheit Nutzersicherheit



Betriebstechnik/Ausstattung– Neubau und Bestand

Ausgabe 2003

Präskriptive Vorgaben u.a. zu

• Fluchtwegabstand (max. 300m)

• Notrufkabinenabstand (max. 150m)

• Lüftungssystem

Ausgabe 2006Ausgabe 2006(Umsetzung EG-RL 2004/54)

zus. performance-basierte Vorgaben u.a. zur

• Wahl des Lüftungssystems

• Zulassung alternativer Maßnahmen beim Bestand

Ausgabe 2006

• Prüfung etwaiger Zusatzmaßnahmen

• Neue RABT-Ausgabe in Arbeit


Für sämtliche Tunnel ab 400 m Länge !

Sicherheitsphilosophie

Sicherheitsphilosophie bei Straßentunneln im Bundesfernstraßenbereich

Generell gilt:

h h d k h h• erst Nutzersicherheit, dann Bauwerkssicherheit

• Selbstrettung geht vor Fremdrettung, d.h. Stärkung der S lb t tt h d h i k M ß hSelbstrettungsphase durch wirksame Maßnahmen.

Bei Brand:Schnelle Detektion schnelle Reaktion und optimale Schnelle Detektion, schnelle Reaktion und optimale Fluchtmöglichkeiten

Vorrangiger Einsatz baulicher und betriebstechnischer Vorrangiger Einsatz baulicher und betriebstechnischer Selbstrettungsmaßnahmen


Nachrüstungsprogramm - Bedarfsermittlung

Sofortprogramm Betriebstechn NachrüstungSofortprogramm Fluchtwegkennzeichnungen, Brandnotbeleuchtungen, Notrufeinrichtungen an den Portalen,

Betriebstechn. Nachrüstung Lüftungssystem, Brandlüftung Beleuchtung, Stromeinspeisung, Ersatzstromversorgung

Überholverbote in den Tunneln optische Leitelemente, Tunnel-Sperranlangen, unterbrechungsfreie

Notruftelefon an den Portalen Notrufkabinen Videoüberwachung Brandmeldung -detektion unterbrechungsfreie

Stromversorgungen, Alarm- und Gefahrenabwehrpläne

Brandmeldung, -detektion Feuerlöscheinrichtungen Funktechnische Erreichbarkeit Funktion der Lautsprecheranlage

ü Verkehrstechnische Ausstattung Verkehrszeichen vor und im Tunnel Fluchtwegkennzeichnung optische Leitelemente

Bautechn. Nachrüstung Abstand der Notausgänge Anordnung von Rettungsstollen Anordnung von Pannenbuchten optische LeitelementeAnordnung von Pannenbuchten Überfahrten an den Portalen Entwässerungseinrichtungen, Schlitzrinne Feuerlöschleitung, Hydranten

Lö h d P t l Löschwasserversorgung an den Portalen Rückhaltebecken für Störfalle Anordnung von Zwischendecken Einbau von Notrufkabinen.

• Prüfung aller Bauwerke

• Priorisierung aller


Einbau von Notrufkabinen. Baulicher Brandschutz der Konstruktion Bauwerke (qualitativ)

E B

Betriebstechnische Nachrüstung

Erneuerung von z.B. Lautsprechersystemen Beleuchtung (Tür/Fahrbahn-LED)

Lüft t Lüftungssysteme Leittechnik


li h ß h

Bauliche Nachrüstung / Instandsetzung

Bauliche Maßnahmen

Schwerpunkte bei• Rettungsstollen• Rettungsstollen• Barrierefreiheit• Aufhellung / Oberflächenschutz der

Tunnelwände• Brandschutz• Nachrüstung von ZwischendeckenNachrüstung von Zwischendecken• Entwässerung

• Viele bauliche Maßnahmen wurden mit betriebstechnischen Maß-nahmen gekoppeltnahmen gekoppelt.

• Dennoch: Sperrzeiten des Bauwerks aufgrund des hohen Verkehrs-

fk i t


aufkommens meistens problematisch

Parallele Rettungsstollen

Rettungsstollen gemäß aktuellem Entwurf ZTV-ING, Teil 5

- 1-schalige Bauweise (mit Stahlfaserspritzbeton)

- min. Dichtigkeitsklasse 3

- Dränageleitung im Sohlbereich

- Einbau einer bewehrten Gehwegplatte (d=15cm)

- Anschluss alle 300m über Querschläge an Hauptröhre (eine Fluchttür)



Nachrüstung von Rettungsstollen – Beispiel Saukopftunnel

- Ertüchtigung der Tunnelinnenschale über 400 m Länge

- Kosten: ca. 1,5 Mio. €



Rettungsstollen gemäß aktuellem Entwurf ZTV-ING, Teil 5

bi 3000 H t öh lä- bis 3000m Hauptröhrenlänge:

• begehbarer Querschnitt(2,25m x 2,25m)

- ab 3000m Hauptröhrenlänge:

b f h b Q h itt• befahrbarer Querschnitt(3,50m x 3,50m)

Lä i b hb R tt Länge eines begehbaren Rettungs-stollens mit nur einem Portal darf1.500m nicht überschreiten

Ein durchgehender Rettungsstollenist erst ab 3000m erforderlich !


Behinderte Personen

Berücksichtigung der Belange behinderter Personen

ursprünglich:

alle 150m Absenkung des Notgehweges geplant

( )

Notgehweges geplant

7 bis 25 cm<3 cm

(< 6 %)

nun:Der Notgehweg ist von der Fahrbahn d h ä i it i B d t i it durchgängig mit einem Bordstein mit einer Höhe von 3cm abzugrenzen.


Behinderte Personen

ät li h


Taktile Elemente

zusätzlich:Notruftaster an den Notaus-gängen und Notrufkabinen

Taktile Elemente

Entwurf ZTV-ING, Teil 5:

„Im Notgehwegsbereich direkt vor und gegenüber den Notausgängen sind taktile Aufmerksamkeitsfelder anzuordnen.“


Aufmerksamkeitsfelder anzuordnen.

Behinderte Personen


T ktilTaktileElemente


Aufhellung Tunnelwände

Anforderung Zur Aufhellung sind die Tunnelwände bis 3m über FOK mit einem Anstrich im

Farbton RAL 9010 (reinweiß) zu versehen. Der Glanzwert des Anstriches nach DIN EN ISO 2813 muss zwischen 40 und

60 liegen. Hinsichtlich der Entflammbarkeit des Anstriches ist mindestens die Klasse C-

s3, d2 nach DIN EN 13501-1 bzw. Klasse B1 (schwerentflammbar) nach DIN 4102 einzuhalten.

….


Baulicher Brandschutz

BrandschutzVorgaben der ZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 1

1400 C 6 cm

1000

1200

1400 Cnom = 6 cm

TBewehrung < 300 °C

erat

ur [°

C]

800

1000

Tem

p

400

600

0 5 20 30 40 60 80 100 120 140 160

200

0


Branddauer [min]


Brandschutz

Vorgehensweise bei Betonminderdeckung im Bestand:

1 A f h d ä hli h B i d d k1. Aufnahme der tatsächlichen Betonminderdeckung

2. Überprüfung der für den Bau angenommenen geologischen RandbedingungenRandbedingungen

3. Rechnerische Prüfung der Tragfähigkeit für den Brandfall unter Berücksichtigung der geol. Randbedingungen, Konstruktion etc.

Vorgabe: Die Standsicherheit des Gesamtsystems muss immer gewährleistet bleiben

4 Ggf Einschaltung eines Gutachters/Instituts für weitere 4. Ggf. Einschaltung eines Gutachters/Instituts für weitere bautechnische Brandschutzmaßnahmen



Brandschutzsysteme Brandschutzplatten

Betonersatzsysteme (je nach System auch d<6cm Brandwiderstand bzw Betonersatzsysteme (je nach System auch d<6cm, Brandwiderstand bzw. Verbund zum „Altbeton“ muss sichergestellt sein)

Brandschutzputze (entsprechend Betonersatzsysteme)PP Fasern (Aufnahme in Hinweisblatt zu den ZTV ING) PP-Fasern (Aufnahme in Hinweisblatt zu den ZTV-ING)

• für „sensible“ Bauwerke ist zukünftig eine Verlängerung der Temperatur-Zeit-Kurve vorgesehen



Ertüchtigung mit Brandschutzplatten – Beispiel Schiedetunnel (L=240m)

- Nachrüstung und Instandsetzung ca. 5 Mio. €

- 6 Monate Sperrzeit pro Röhre


Alternativmaßnahmen

Nach RABT, Abs. 0.5 bzw. EG-RL Art. 3 sind Alternativmaßnahmen bei der Nachrüstung des Bestandes möglich , allerdings nur

d b l h f d häl i äßi• wenn die baulichen Anforderungen zu unverhältnismäßighohen Kosten führen oder

• bauliche Anforderungen „nicht umsetzbar“ sind.bau c e o de u ge „ c t u set ba s d

Was heißt „unverhältnismäßig hohe Kosten“ ?

Was ist „nicht umsetzbar“ ?

Beispiel: bestehender Fluchtwegabstand = 330m, d.h. > 300m

Nachrüstung erforderlich ?

Grundsätzlich ja, aber Abwägungsentscheidung der Verwaltungs-behörde (Ausnahmefall)

wenn nein dann Nachweis durch Sicherheitsbewertung


wenn nein, dann Nachweis durch Sicherheitsbewertung

P üf Alt ti ß h


Qualitative/Quantitative

Prüfung von AlternativmaßnahmenRisikoanalyse

Bewertung der massgeblichenEreignisszenarien hinsichtlich

Sicherheitsbewertung anhand des Leitfadens für Sicherheits-bewertungen von Straßentunneln

Häufigkeit Schadenausmaß

Risikoberechnung und -darstellung

Vergleich vonRisiko-

bewertung

Risikoberechnung und -darstellung

Bewertung der Risiken anhandvorgegebener Kriterien

RAlternativ≤ RRABT

vorgegebener Kriterien

Ausreichende Sicherheitja

Kompensation baulicher Maßnahmen durch betriebstechnische Maßnahmen

Maßnahmen-planung

nein

Identifikation weitererSicherheitsmaßnahmen

betriebstechnische Maßnahmen möglich Risikoreduktion und Kostenwirksamkeit

von weiteren Sicherheitsmaßnahmen

Heimbecher, Kaundinya: „Nachrüstung von Straßentunneln“

Tunnel mit ausreichender Sicherheit

Nationale Methodik gemäß RL 2004/54 EG


B i i l Ei hEinhausungen mit Seitenöffnungen

Risikomindernde Einflussfaktoren

Beispiel: Einhausungen

– Risikomindernde Einflussfaktoren Querunterzüge („Brandschürzen“) Geringe Höhe Randbalken Deckenneigung zu seitlichen Öffnungen

hin Großer Querschnitt (hoher lichter Raum)Q ( )

– Verzicht auf brandspezifische Sicherheitsausstattung möglich, wenn

db lk h h lRandbalkenhöhe geringer als 0,5 m Mechanische Lüftung Detektionssystemey Notausgänge Tunnelsperreinrichtungen

O ientie ngsbele cht ng


Orientierungsbeleuchtung

– Mindere Anforderungen Risikoanalyse

B i i l Ei h


Einhausungen mit Deckenöffnungen– Risikomindernde Einflussfaktoren

Beispiel: Einhausungen

Risikomindernde Einflussfaktoren Querunterzüge („Brandschürzen“) Großer Anteil offener Fläche Decken-

öfföffnung Großer Querschnitt (hoher lichter Raum)

V i ht f b d ifi h Si h h it– Verzicht auf brandspezifische Sicherheits-ausstattung möglich, wenn Öffnung mind. 25% der Deckenbreite bzw. 2,5 m Mechanische Lüftung Detektionssysteme NotausgängeNotausgänge Tunnelsperreinrichtungen Orientierungsbeleuchtung


– Mindere Anforderungen Risikoanalyse

PIARC TC 4 „Road Tunnel Operations“

Current situation assessment

Step 1- Establish a safety framework

Step 2 - Investigate current situation

Step 3 - Evaluate current tunnel safety level

Acceptable Yes

End of the process

WG 2„Road Tunnel Safety“

Report

Future situation

Step 4 - Define a safety improvement programme

No Report„Improving safety in existing tunnels“

Step 4 - Define a safety improvement programme

Step 5 - Evaluate future tunnel safety level

Yes

NoAcceptable


Yes

Tunnel Safety improvement Design and Construction

26Source: PIARC

Fazit Die Nachrüstung der Bauwerke erfolgt strikt nach den Vorgaben der

Regelwerke.Regelwerke.

Abweichungen sind nur in begründeten Ausnahmefällen und unter Nachweis eines mindestens gleichen Sicherheitsniveaus möglich.

Die Nachrüstung der parallelen Rettungsstollen erfordert vergleichsweise einen erheblichen finanziellen und zeitlichen Aufwand.

Durch die „neuen“ Hilfsmittel der risikoanalytischen Sicherheitsbewertung wird das Sicherheitsniveau eines Bauwerks transparent Hierdurch kann besser auf spezielle Wünsche“ transparent. Hierdurch kann besser auf spezielle „Wünsche reagiert werden.

Die Straßentunnel befinden sich mittlerweile auf einem sehr hohen Si h h i l l Oh i K Wi k k iSicherheitslevel. Ohne eine transparente Kosten-Wirksamkeits-Betrachtung werden neue Maßnahmen oder Zusatzmaßnahmen nicht mehr realisierbar sein.


Nachrüstung bei gleichzeitiger Instandsetzung ist volkswirtschaftlich sinnvoll.

Vielen Dank !

Frank HeimbecherFachhochschule Münster

Ingo KaundinyaBundesanstalt für Straßenwesen


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