Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen

Brücken- und Ingenieurbau Heft B 46

Einsatzbereicheendgültiger Spritzbeton-

konstruktionenim Tunnelbau

Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen

Einsatzbereicheendgültiger Spritzbeton-

konstruktionenim Tunnelbau

Brücken- und Ingenieurbau Heft B 46

von

Frank HeimbecherWilhelm Decker

Hans-Günter Faust

Die Bundesanstalt für Straßenwesen veröffentlicht ihre Arbeits- und Forschungs-ergebnisse in der Schriftenreihe Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen. Die Reihebesteht aus folgenden Unterreihen:

A - AllgemeinesB - Brücken- und IngenieurbauF - FahrzeugtechnikM- Mensch und SicherheitS - StraßenbauV - Verkehrstechnik

Es wird darauf hingewiesen, dass die unter dem Namen der Verfasser veröffentlichtenBerichte nicht in jedem Fall die Ansicht desHerausgebers wiedergeben.

Nachdruck und photomechanische Wieder-gabe, auch auszugsweise, nur mit Genehmi-gung der Bundesanstalt für Straßenwesen, Referat Öffentlichkeitsarbeit.

Die Hefte der Schriftenreihe Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen können direkt beim Wirtschaftsverlag NW, Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bgm.-Smidt-Str. 74-76, D-27568 Bremerhaven, Telefon (04 71) 9 45 44 - 0, bezogen werden.

Über die Forschungsergebnisse und ihre Veröffentlichungen wird in Kurzform imInformationsdienst BASt-Info berichtet.Dieser Dienst wird kostenlos abgegeben;Interessenten wenden sich bitte an dieBundesanstalt für Straßenwesen, Referat Öffentlichkeitsarbeit.

Impressum

Bericht zum Forschungsprojekt 02230: Einsatzbereiche endgültiger Spritzbeton-konstruktionen im Tunnelbau

HerausgeberBundesanstalt für StraßenwesenBrüderstraße 53, D-51427 Bergisch GladbachTelefon: (0 22 04) 43 - 0Telefax: (0 22 04) 43 - 674

RedaktionReferat Öffentlichkeitsarbeit

Druck und VerlagWirtschaftsverlag NWVerlag für neue Wissenschaft GmbHPostfach 10 11 10, D-27511 BremerhavenTelefon: (04 71) 9 45 44 - 0Telefax: (04 71) 9 45 44 77Email: vertrieb@nw-verlag.deInternet: www.nw-verlag.de

ISSN 0943-9293ISBN 3-86509-089-3

Bergisch Gladbach, Januar 2004

Kurzfassung – Abstract

Einsatzbereiche endgültiger Spritzbetonkon-struktionen im Tunnelbau

Beim Einsatz endgültiger Spritzbetonkonstruktio-nen im Straßentunnelbau kommen prinzipiell zweiAnwendungsfälle in Betracht:

1. Einsatz als einschalige Konstruktionen, d. h.,die Spritzbeton-Außenschale (1. Lage) stellt imVerbund mit einer 2. Spritzbetonlage die end-gültige Konstruktion dar. Die Außenschale mussdabei dauerhaft Tragfunktionen übernehmen.

2. Einsatz als zweischalige Spritzbetonkonstruk-tionen, bei der anstelle des Schalbetongewöl-bes der Regelbauweise eine Spritzbetonschaleals Innenschale aufgebracht wird. Außen- undInnenschale wirken getrennt voneinander, dieAußenschale übernimmt im Endzustand keineFunktionen.

Die Einsatzbereiche, aber auch -grenzen beiderAnwendungsfälle sind für den Straßentunnelbau inDeutschland bislang weitestgehend unklar. Abge-sicherte Erfahrungen liegen nur wenige vor. ErsteEinsätze zeigen jedoch, dass für beide Fälle wirt-schaftliche Anwendungsmöglichkeiten existieren.Entscheidend ist dabei allerdings die Frage, welchedauerhafte Ausführungsqualität mit diesen Kons-truktionen im Vergleich zur zweischaligen Regel-bauweise überhaupt erreicht werden kann. Umdiese und andere Fragen beantworten zu können,wurden im Zuge der Ausführung des Rennsteigtun-nels (BAB A71) beide Anwendungsfälle näher un-tersucht: der erste Fall anhand einer von der Bun-desanstalt für Straßenwesen (BASt) konzipiertenVersuchsstrecke, der zweite Fall anhand von Aus-führungen, die auf Initiative der am Rennsteigtun-nel ausführenden Arbeitsgemeinschaft zurückge-hen.

Im vorliegenden Bericht werden die Untersuchun-gen, die im Rahmen der Ausführungen zur Beurtei-lung der Einsatzbereiche durchgeführt wurden,sowie deren Ergebnisse dargestellt.

Grundlage der Untersuchungen bildet dabei derKenntnisstand, der in beiden Anwendungsfällenderzeit vorliegt.

Eine Analyse ausgeführter Bauwerke zeigt, dasssich die meisten Einsätze einschaliger Konstruktio-

nen auf den U-Bahn- und Stadtbahnbau konzen-trieren. Hier liegen zwar Erfahrungen vor, diese sindallerdings, insbesondere wegen der größeren Aus-bruchsquerschnitte, nur zum Teil auf den Straßen-tunnelbau übertragbar. Dagegen sind erste Anwen-dungsfälle zweischaliger Spritzbetonkonstruktio-nen bereits im Bahn- und Straßentunnelbau zu fin-den.

Zur Untersuchung der Einsatzbereiche einschaligerSpritzbetonkonstruktionen wurden im Rahmen derVersuchsstrecke am Rennsteigtunnel die Ausführ-barkeit, das Tragverhalten und das Dichtheitsver-halten verschiedener einschaliger Varianten unter-sucht. Dazu war es erforderlich, die straßentunnel-spezifischen und hydrogeologischen Randbedin-gungen zu formulieren, die in die Konzeptionierungder Versuchsstrecke einfließen mussten. Anhandder Ergebnisse ließen sich Empfehlungen ableiten,die bei einer zukünftigen Anwendung einschaligerSpritzbetonkonstruktionen berücksichtigt werdensollten. Neben reinen Spritzbetonkonstruktionenwurden dazu vergleichend auch geschalte Kon-struktionen in die Untersuchungen einbezogen.

Die zweischaligen Spritzbetonkonstruktionenkamen in den Kalottenbereichen der beiden Lüfter-kavernen sowie in einem der beiden Zuluftstollendes Rennsteigtunnels zum Einsatz.

Durch die Begleitung der Planungen und Aus-führungen konnte aufgezeigt werden, welche we-sentlichen Zusatzmaßnahmen bei diesen Aus-führungsvarianten zu beachten sind, um eine ver-gleichbare Qualität zur Regelbauweise zu erhalten.

Insgesamt konnte durch die Untersuchungen ge-zeigt werden, dass beide Anwendungsfälle ihreEinsatzbereiche, aber auch -grenzen aufweisen. Solässt sich eine Anwendung einschaliger Spritzbe-tonkonstruktionen nur in den Tunnelbereichenempfehlen, die nicht unter ständigem Straßenver-kehr stehen, d. h. primär in Zuluft- oder in Flucht-stollen. Die Begründungen dazu und die geeigne-ten Konstruktionen werden im Bericht dargelegt.Die zweischaligen Spritzbetonkonstruktionen kön-nen unter Beachtung der aufgeführten Zusatzmaß-nahmen und einer hohen Ausführungsqualität ge-rade im Bereich von Aufweitungsbereichen oderanderen schalungsaufwändigen Bereichen eine

3

technische Alternative zur zweischaligen Regel-bauweise darstellen. Die Frage der wirtschaftlichenVorteile zweischaliger Spritzbetonkonstruktionengegenüber der Regelbauweise lässt sich dabei al-lerdings nur objektspezifisch beantworten.

Ranges of application of final shotcrete constructions in road tunnelling

With the use of final shotcrete constructions in roadtunnelling there are principally considered twocases of use:

1. Use as one-shell constructions, that means theshotcrete outer lining (first layer) represents thefinal construction in connection with a secondshotcrete layer. Here, the outer lining has to takeon load-bearing functions permanently.

2. Use as double-shell shotcrete constructions,where a shotcrete shell as inner lining is used instead of the cast arch of the usual construc-tion method. Outer and inner lining work sepa-rately, the outer lining does not have any functions in the final state.

Until now the ranges of application, but also the limits of both cases of use are almost unclarified forthe road tunnelling in Germany. There are only fewcovered experiences. First uses show however thatfor both cases economic possibilities of use exist.Here, it is important to know which permanentcarrying-out quality can be reached with theseconstructions in comparison with the double-shellstandard construction method anyway. For answe-ring these and other questions both cases of usewere examined more closely in the course of theconstruction phase of the Rennsteigtunnel (BABA71). The first case with a test area drafted by theFederal Highway Research Institute (BASt), the second case with constructions which go back onthe initiative of the consortium at the Rennsteigtun-nel.

In the present report the examinations, made in thescale of the construction for judging the ranges ofapplication are shown as well as their results.

The basis of the examinations is the state of knowledge which is present in both cases of use atthe moment.

An analysis of carried-out buildings shows that themost uses of one-shell constructions concentrateson the underground and on the suburban railway.Here, experiences are present but these are only

partly transferable to the road tunnel construction,especially because of the bigger excavated cross-sections. In contrast to this, first cases of use ofdouble-shell shotcrete constructions can alreadybe found in railway and road tunnelling.

For examining the ranges of application of one-shell shotcrete constructions the practicability, thestructural behaviour and the sealing behaviour ofdifferent one-shell variants were examined at thetest area at the Rennsteigtunnel. Therefore it wasnecessary to formulate the road tunnel specific andhydro-geological marginal conditions which had tobe integrated into the conception of the test area.With these results it was possible to derive recommendations which should be taken into consideration for a future use of one-shell shot-crete constructions. Apart from pure shotcreteconstructions also cast constructions were comparatively integrated into the examinations.

The double-shell shotcrete constructions wereused in the top headings of the two fan caverns aswell as in one of the two air supply galleries of theRennsteigtunnel.

By accompanying the plannings and the carryingouts it could be demonstrated which essential additional measures are to be taken into conside-ration in these carrying out variants for getting acomparable quality to the standard constructionmethod.

All in all, with the examinations it could be shownthat both ways of use show their ranges but alsothe limits of their application. Thus, a use of one-shell shotcrete constructions could only be recommended in tunnels which are not frequentlyunder traffic that means primarily in supply air galleries or in escape galleries. The reasons for thisand the suitable constructions are explained in thereport. The double-shell shotcrete constructionscan be a technical alternative to the double-shellstandard construction method considering the listed additional measures and the high carryingout quality especially in the field of enlargementareas or other areas with elaborate formworks. Thequestion of economic advantages of double-shellshotcrete constructions in contrast to the standardconstruction method could only be answered object-specifically.

4

Inhalt

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Bisheriger Kenntnisstand . . . . . . . . . 82.1 Vorschriftenlage . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.1 ZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 1 . . . . . . . . 82.1.2 Richtlinie 853 der DB AG . . . . . . . . . . 8

2.2 Erfahrungen aus Einsätzen endgültiger Spritzbetonkonstruk-tionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.1 1-schalige Spritzbeton-Konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.1.1 U-Bahn München, Baulos U6 West-5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.1.2 U-Bahn Bielefeld, Baulos 2312 . . . . . . 102.2.1.3 Stadtbahn Gelsenkirchen . . . . . . . . . . 112.2.1.4 Kehrtunnel Isenthal . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.1.5 Sicherheitstunnel Mont Terri . . . . . . . . 122.2.1.6 Beurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 2-schalige Spritzbeton-

Konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2.1 Fluchtstollen Fernthaltunnel . . . . . . . . 132.2.2.2 Straßentunnel Bad Wildbad . . . . . . . . 132.2.2.3 Beurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . 143.1 Straßentunnelspezifische

Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Hydrogeologische Randbe-

dingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4 1-schalige Versuchsstrecke . . . . . . . 154.1 Geologisch/hydrologische

Verhältnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.1.1 Geologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.1.2 Hydrologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.2.1 Schalenvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2.2 Sicherungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2.3 Spritzbetonrezeptur . . . . . . . . . . . . . . 184.2.4 Stahlfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2.5 Fugenbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2.6 Entwässerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.3 Messtechnische Untersuchungen . . . . 20

4.3.1 Messquerschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . 204.3.2 Messgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.3.2.1 Temperaturgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.3.2.2 Dehnungsgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.3.3 Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.3.3.1 Temperaturmessungen . . . . . . . . . . . . .21

4.3.3.2 Dehnungsmessungen . . . . . . . . . . . . . .23

4.4 Visuelle Untersuchungen . . . . . . . . . . . 264.4.1 Ausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.1.1 Einbau der 1. Lage . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.1.2 Einbau der 2. Lage . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.2 Dichtheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.4.2.1 Dichtheit nach Einbau der 1. Lage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.4.2.2 Dichtheit nach Einbauder 2. Lage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.5 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . 314.5.1 Ausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.5.2 Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.5.3 Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . 324.5.3.1 Erreichbare Dichtheitsklasse

im Endzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.5.3.2 Verbesserungspotenzial . . . . . . . . . . . 32

5 2-schalige Ausführungen . . . . . . . . . 325.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.1.1 Herstellung im Bereich der

Zuluftstollen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.1.2 Zusatzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 34

5.2 Erfahrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.1 Ausführbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.2 Dichtheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365.2.3 Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.3 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . 37

6 Zusammenfassung und Empfehlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5

1 Einleitung

1.1 Allgemeines

Im bergmännischen Straßentunnelbau kommt alsRegelbauweise die zweischalige Bauweise miteiner Außen- und Innenschale ohne Verbundwir-kung zum Einsatz. Während die Außenschale alseine verrottbare Sicherung von relativ kurzer Le-bensdauer angesehen wird und bei der statischenNachweisführung für den Endzustand unberück-sichtigt bleibt, stellt die Innenschale das langfristigtragende Tunnelbauwerk dar, welches die Anforde-rungen an die Tragfähigkeit und Gebrauchstaug-lichkeit auf Dauer zu erfüllen hat. Die Innenschalewird im Regelfall blockweise in Schalbeton herge-stellt und durch eine Kunststoffdichtungsbahnsowie ein Schutz- und Dränagevlies von derAußenschale getrennt. Anstehendes Bergwasserwird in der Regel durch ein Entwässerungssystemgefasst und drucklos abgeleitet.

1.2 Problemstellung

Die in jüngster Zeit erzielbaren Qualitätssteigerun-gen bei der Herstellung einer Spritzbetonschalehaben, mit dem Bestreben, Tunnelstrecken wirt-schaftlicher herzustellen, zu der Überlegung ge-führt, den Spritzbeton nicht nur zur vorübergehen-den Sicherung, sondern auch dauerhaft zur end-gültigen Sicherung heranzuziehen. Dabei kommenprinzipiell zwei Anwendungsfälle in Betracht (Bild1-1):

Der erste Anwendungsfall stellt das auch als ein-schalige Bauweise bekannte Konstruktionsprinzip

dar. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersteLage (bisher Außenschale) im Verbund mit derzweiten Lage (bisher Innenschale) im EndzustandTragfunktionen auch rechnerisch übernimmt undso zu einer erheblichen Materialeinsparung unddamit Reduzierung der Herstellungskosten bei-trägt. Da der Einbau einer Kunststoffdichtungs-bahn aufgrund der erforderlichen Verbundwirkungder beiden Lagen nicht möglich ist, muss die Dicht-heit allein durch die Spritzbetonschale gewährleis-tet werden.

Die Anwendungsmöglichkeiten bzw. -grenzen dereinschaligen Bauweise im Straßentunnelbau sindnoch weitestgehend unklar. Hier ist vorwiegend dieFrage der erreichbaren Dichtheit der Schalenkons-truktion unter Berücksichtigung der geologisch-hy-drologischen Randbedingungen zu klären. Zu-dem müssen im Straßentunnelbau erhöhte Anfor-derungen an die Oberflächengestaltung der Scha-leninnenseite berücksichtigt werden, was die Fragenach generellen Einsatzgrenzen aufwirft.

Als zweiter Anwendungsfall ist bei der zweischali-gen Bauweise die Ausführung der Innenschale alsSpritzbeton- anstelle einer sonst üblichen Schalbe-tonkonstruktion zu betrachten. Diese Bauweisekann wirtschaftlich interessant sein für schalungs-aufwändige Sonderquerschnitte wie z. B. Lüfterka-vernen oder Aufweitungsbereiche, bei denen keinGewölbeschalwagen zum Einsatz kommen kann.

Daher ist man bestrebt, gerade für die Ausführungdieser Bereiche neue, kostengünstigere Bauverfah-ren einzusetzen, ohne dabei allerdings Qualitäts-einbußen hinnehmen zu müssen. Im Zuge der Aus-führung des Straßentunnels Rennsteig kam daherim Bereich der beiden Lüfterkavernen und in einemder beiden Zuluftstollen eine direkt auf die Abdich-tung aufgebrachte Spritzbetoninnenschale als end-gültige Konstruktion zum Einsatz. Erfahrungen mitdiesem Bauverfahren liegen bislang bei einemStraßentunnel in Baden-Württemberg und einemBahntunnel vor. Die am Rennsteigtunnel anzutref-fenden großen Dimensionen der Lüfterkavernenstellen allerdings neue Anforderungen an die Kon-struktion und Ausführungsqualität einer gespritztenInnenschale.

1.3 Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Einsatz-möglichkeiten und -grenzen der beiden Anwen-dungsfälle zu erarbeiten. Für die einschalige Bau-

7

Bild 1-1: Endgültige Spritzbetonkonstruktionen (links: 1-schali-ge Bauweise, rechts: 2-schalige Bauweise)

weise war dazu eine Versuchsstrecke zu planen,auszuführen und messtechnisch sowie visuell zuuntersuchen, bei der unterschiedliche Spritzbeton-varianten als endgültige Konstruktionen zum Ein-satz kommen sollten. In Verbindung mit den Aus-führungen zum zweiten Anwendungsfall sollte da-durch das gesamte Spektrum der möglichenSpritzbetonkonstruktionen im bergmännischenTunnelbau hinsichtlich ihrer Anwendungsmöglich-keiten als endgültige Konstruktionen beurteilt wer-den können.

Gerade im Hinblick auf die ggf. vorgesehene bauli-che Nachrüstung von Straßentunneln in Form pa-ralleler Fluchtstollen wäre somit eine Entschei-dungsgrundlage gegeben, die zur objektspezifi-schen Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten vonSpritzbeton für endgültige Konstruktionen heran-gezogen werden kann.

2 Bisheriger Kenntnisstand

Eine Analyse des bisherigen Kenntnisstandes soll-te aufzeigen, wie sich gerade im Hinblick auf einenzukünftigen Einsatz endgültiger Spritzbeton-konstruktionen die derzeitige Vorschriftenlage inDeutschland darstellt und inwieweit positive, aberauch negative Erfahrungen aus Einsätzen endgülti-ger Spritzbetonkonstruktionen bei den Verkehrsträ-gern Straße und Bahn vorliegen.

2.1 Vorschriftenlage

Die für den bergmännischen Tunnelbau maßgeben-den Regelwerke der Baulastträger stellen die seitdem 01.05.03 verbindlich im Geschäftsbereich desBundesministeriums für Verkehr, Bau- und Woh-nungswesen eingeführten Zusätzlichen Techni-schen Vertragsbedingungen und Richtlinien für In-genieurbauten (ZTV-ING), Teil 5 „Tunnelbau“, Ab-schnitt 1 „Geschlossene Bauweise“ [16] sowie beider Deutschen Bahn AG die mit dem Eisenbahn-Bundesamt abgestimmte Richtlinie 853 (Rili 853)dar, die zum 01.06.02 eingeführt wurde [17].

2.1.1 ZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 1

Im Teil 5 „Tunnelbau“, Abschnitt 1 „GeschlosseneBauweise“ der ZTV-ING [16] wird als Regelbau-weise die zweischalige Bauweise vorgesehen. DieTrennung der Außen- von der Innenschale erfolgt

entweder durch die Kunststoffdichtungsbahn oderbei einer ausschließlichen Abdichtung durch einewasserundurchlässige Betonkonstruktion (WUB-KO) durch den Einbau einer Trennschicht (z. B.Folie oder Vlies). Zudem hat bei der Verlegung derBewehrung die Befestigung so zu erfolgen, dasskein Verbund zwischen Spritzbeton-Außenschaleund Innenschale entsteht. Regelwerksanforderun-gen zur einschaligen Bauweise existieren bislangnicht.

Ähnlich verhält es sich im zweiten Anwendungsfall,allerdings schließen die Anforderungen an die Kon-struktion und Herstellung der Innenschale die Aus-führung einer Spritzbeton-Innenschale nicht expli-zit aus.

2.1.2 Richtlinie 853 der DB AG

Auch die Vorschrift für Bahntunnelbauwerke siehtals Regelbauweise die zweischalige Bauweise vor,d. h., es erfolgt eine strikte Trennung der Spritzbe-ton-Außenschale von der Innenschale [17]. Diesessoll entweder durch den Einbau der einlagigenoder doppellagigen Kunststoffdichtungsbahnenoder bei einer ausschließlichen Abdichtung miteiner Konstruktion aus wasserundurchlässigemSchalbeton durch den Einbau von Gleitschichtenzwischen der Außen- und Innenschale erreichtwerden.

Beim Bau von neuen Tunneln darf Spritzbeton inbesonderen Fällen, z. B. trockenem Gebirge, fürden endgültigen Ausbau eingesetzt werden, wenndafür eine unternehmensinterne Genehmigung er-teilt wurde. Der Spritzbeton für den Ausbau mussbewehrt sein und eine Mindestdicke von 7 cm auf-weisen. Im Spritzbeton für den endgültigen Ausbausich einstellende Risse über 0,3 mm Breite sollenverpresst werden. Dabei ist derzeit noch die ZTV-Riss ´93 zu beachten. Bei außergewöhnlichen Be-anspruchungen oder bei wasserführenden Rissensollen auch Risse bis 0,3 mm Breite verpresst wer-den. Diese Vorgaben werden unabhängig einesEinsatzes von Spritzbeton als endgültigen Ausbaubei 1- oder 2-schaligen Konstruktionen aufgeführt.

Anwendungen 1-schaliger Spritzbetonkonstruktio-nen auf den Neubaustrecken der DB AG sind bis-lang, soweit bekannt, nicht vorhanden und auchnicht geplant. Anwendungen im Bahntunnelbau,bei denen eine 2-schalige Spritzbetonkonstruktionmit einer gespritzten Innenschale ausgeführt wur-de, werden in Kapitel 2.2.2 behandelt.

8

2.2 Erfahrungen aus Einsätzen endgül-tiger Spritzbetonkonstruktionen

Im Folgenden ist das Ergebnis einer Recherche zuden Erfahrungen dargestellt, die derzeit zu beidenAnwendungsfällen vorliegen.

2.2.1 1-schalige Spritzbeton-Konstruktionen

Die Analyse ausgeführter Straßen- und Bahntun-nelbauwerke zum ersten Anwendungsfall ergab,das bislang die einschalige Bauweise im Straßen-und auch im Bahntunnelbau in Deutschland nichtoder nur wenig zum Einsatz kam. Daher wurdenauch die Erfahrungen analysiert und ausgewertet,die im Zuge der Ausführung einschaliger Konstruk-tionen beim U- und S-Bahn-Bau und internationa-len Bauwerken gewonnen wurden (Tabelle 2-1).

Die Ausführung einschaliger Konstruktionen be-gann in Deutschland im Jahre 1981. Seitdem wur-den in verschiedenen Strecken unterschiedlicheKonstruktionen ausgeführt. Vergleiche zwischenden Konstruktionen sind aufgrund der wechseln-den geologisch-hydrologischen Verhältnisse nurschwer möglich. Außerdem war der Entwicklungs-stand bzgl. der Verfahrenstechnik und der Material-technologie aufgrund der verschiedenen Aus-

führungszeitpunkte jeweils sehr unterschiedlich.Speziell in den letzten Jahren wurden in diesen Be-reichen zudem wesentliche Fortschritte erzielt. Diemeisten Erfahrungen zur einschaligen Bauweiseliegen aus dem Stadtbahnbau vor, bei dem dieTunnelröhren mit einem Fullround-Schalwagendruckwasserhaltend hergestellt wurden. Zum Ver-gleich sind in Tabelle 2-1 die einschaligen Ausfüh-rungen aufgeführt, bei denen Schalbeton als zwei-te Lage zum Einsatz kam. Nachfolgend werden dieErfahrungen dargestellt, die bei Einsätzen endgülti-ger Spritzbetonkonstruktionen sowohl national alsauch international gewonnen wurden.

2.2.1.1 U-Bahn München, Baulos U6 West-5

Die Versuchsstrecke (Bauzeit 1991) liegt im Bereicheiner trompetenförmigen Aufweitung des eingleisi-gen Querschnittes von 38 auf 52 m2. Die Gebirgs-überdeckung beträgt ca. 8 m, der normale Grund-wasserstand liegt 3 m über der Tunnelsohle, derhöchste Grundwasserstand war in der Tunnelfirsteanzunehmen. Der Regelquerschnitt in Ulme undFirste besteht aus einer 15 cm dicken Spritzbeton-schicht, die im Endzustand zur statischen Mitwir-kung herangezogen wird, sowie zwei weiteren, je10 cm dicken Spritzbetonschichten (Bild 2-1). Der

9

Tab. 2-1: Übersicht ausgeführter Tunnelbauwerke in 1-schaliger Bauweise (fett gedruckt: 1-schalige endgültige Spritzbeton-konstruktionen)

Baulos Bauzeit Querschnitt Länge Max. Wasser Schalenaufbau Schalenaufbau Schalendicke Überd. druck ü.F. 1. Lage 2. Lage (gesamt)

[m] [m] [m]

Bochum 1981-1983 U-Bahn 1000 10 0,5 12 cm 25 cm 37 cm(D1/C1a) Spritzbeton Schalbeton

Bochum 1984-1987 U-Bahn 500 6 0,5 14 cm 25 cm 39 cm(D6) Spritzbeton Schalbeton

Bielefeld 1987-1989 U-Bahn 808 10 0,6 15 cm 25 cm 40 cm(2312) Spritzbeton Schalbeton

Dortmund 1989-1990 U-Bahn 80 9,3 0 15 cm 25 cm 40 cm(K6a) Spritzbeton Stf.-Schalbeton

Dortmund 1989-1992 S-Bahn 60 19 1,2 20 cm 35 cm 55 cm(S4) Spritzbeton Stf.-Schalbeton

München 1991 U-Bahn 60 7,5 0 15 cm 2 x 10 cm 35 cm(U6) Spritzbeton Spritzbeton

Bielefeld 1987-1989 U-Bahn 104 10 0,6 15 cm 10 cm 25 cm(2312) Stf.-Spritzbeton Stf.-Spritzbeton

Gelsen- 1981 U-Bahn 100 8 0,5 5 cm Mörtel + 12,5 cm 30 cmkirchen 12,5 cm Spritzb. Spritzbeton

Kehrtunnel 1993-1995 Straße 320 15 0 5 cm Spritzbeton 5 cm Spritzbeton 20 cmIsenthal (2-spurig) Bewehrungsnetz, Bewehrungsnetz, (Schweiz)

5 cm Spritzbeton 5 cm Spritzbeton

Sicherheits- 1991 Straße 870 380 0 15 cm Spritzbeton 10-12 cm 30-32 cmtunnel (1-spurig) Stf.-Spritzbeton, Mont Terri 5 cm Spritzbeton(Schweiz)

Sohlbereich wurde konventionell in 2-schaligerBauweise hergestellt (Bild 2-2). Der Übergang 1-/2-schalig wurde mit Hilfe eines längs laufenden Fu-genbandes ausgeführt.

Eine Rissaufnahme der fertigen Tunnelstrecke imBereich der 60 m langen einschaligen Versuchs-strecke ergab vor allem einige Risse im Bereich derAufweitung des Querschnittes. Dies ist jener Be-reich, der zuletzt aufgespritzt wurde und an demdie größten Schichtdicken auftraten. Viele derRisse waren trocken, einige jedoch wasserführend.Der Aufwand für die Rissverpressung lag in derBandbreite des Aufwandes für den konventionellenzweischaligen Ausbau. Zusammenhänge zwischenden aufgetretenen Rissen und der Lage der Gitter-bögen sowie sonstiger Einbauten waren nicht fest-stellbar. Die Risse wiesen Breiten von 0,3 bis 0,5 mm an der Luftseite und 0,0 bis 0,3 mm an der

Bergseite auf. Für ihre Erklärung wurde eine Nach-rechnung durchgeführt [8]. Danach hätte zur Ver-meidung der Risse die Längsbewehrung auf dietatsächlich zur Ausführung kommenden unter-schiedlichen Schichtdicken bemessen bzw. dieSchichtdicken aus diesem Grund und zur Vermei-dung von Temperaturzwangsspannungen einheit-lich begrenzt und entsprechend der rechnerischenAnsätze eingehalten werden müssen.

2.2.1.2 U-Bahn Bielefeld, Baulos 2312

Im Zuge der Erstellung des Bauloses 2312 der U-Bahn Bielefeld wurde 1988 eine 104 m lange De-monstrationsstrecke in einschaliger Bauweise her-gestellt. Diese Ausführungsvariante wurde als Son-dervorschlag ausgeführt. Die erste Lage bestehtaus 15 cm dickem konventionellem Trockenspritz-beton (ohne Faserzugabe) mit Gitterträgern und diezweite Lage aus einer 10 cm dicken fugenlosenStahlfaserspritzbetonlage aus Nassspritzbeton mitgeraden und geriefelten Drahtfasern (Wirecon, 70kg/m3). Die Gitterträger wurden so niedrig ausge-bildet, dass sie in der ersten Lage vollständig ein-gespritzt werden konnten. Hierdurch sollten Was-serwegigkeiten entlang der Gitterträger vermiedenwerden. Der Querschnitt im Bereich der Demon-strationsstrecke wurde größer ausgelegt, um imFalle der Wasserundichtigkeit eine zusätzliche In-nenschale einbauen zu können [12].

Nach einer Begehung am 03.02.99 durch einen derVerfasser kann Folgendes festgehalten werden:

Im Bereich der Demonstrationsstrecke musstennur an wenigen Stellen Nacharbeiten durchgeführt

10

Bild 2-1: Schalenaufbau beim Baulos U6 in München

Bild 2-2: Übergangskonstruktion Gewölbe-/Sohlbereich beimBaulos U6 in München

Bild 2-3: 1-schaliger Querschnitt des U-Bahnloses 2312 in Bie-lefeld (2. Lage Schalbeton)

werden. Hier haben die Stahlfasern die prognosti-zierte risseverteilende Wirkung erzielt. EinzelneRisse sind nicht zu verzeichnen. Feuchtstellen sindim Bereich der Gitterträger deutlich zu erkennen.Hier ist die Spritzbetonoberfläche weiß und rost-braun (keine Korrosion) verfärbt. Jedoch ist dieMenge des zutretenden Wassers sehr gering, dadie Risse durch Einschwemmungen von Kalk undErdreich einem Selbstheilungsprozess unterworfensind. Die Strecke kann insgesamt als erfolgreicheAnwendung einer einschaligen Spritzbetonkon-struktion bezeichnet werden. Die auf der Leibungsichtbaren Stahlfasern waren zwar angerostet, Betonabplatzungen aufgrund der Rostbildungwaren allerdings nicht zu beobachten. Vom Einbaueiner zusätzlichen Innenschale kann daher abgese-hen werden. Gleichzeitig weist das Ergebnis aufSchwachstellen in der Konstruktion hin. Der da-mals geforderte bündige Abschluss der Gitterträ-ger mit der tunnelseitigen Oberfläche der 1. Spritz-betonlage hat die Wasserwegigkeit in der Gesamt-schale stark begünstigt. Daher ist in jedem Fall einetunnelseitige Überdeckung der Gitterträger vonmind. 20 mm vorzusehen, um eine kompakte Ein-lagerung der Gitterträger in den Spritzbeton der 1.Lage zu gewährleisten. Die Positionierung der Git-terträger mit dem Einzelgurt zur Bergseite hin, hatsich nicht bewährt. Der Grund für diese Maßnahmewar, dass die Wasserwegigkeit herabgesetzt wird.Diese konnte nicht nachgewiesen werden. Außer-dem wird die Stabilität beim Aufstellen des Trägersnachteilig beeinflusst. Weiterhin ist der Gitterträgerin traditioneller Aufstellung mit dem bergseitig lie-genden Doppelgurt wesentlich besser einzusprit-zen.

2.2.1.3 Stadtbahn Gelsenkirchen

Die Auskleidung des eingleisigen Stadtbahn-Tun-nels in Gelsenkirchen (Bauzeit 1981) besteht auseinem gebirgsseitig aufgetragenen porösen Mörtelvon ca. 5 cm Dicke und aus zwei nachfolgend ein-gebauten jeweils etwa 12,5 cm dicken Spritzbeton-lagen (Bild 2-5). Die Mörtelschicht diente zurnachträglichen Injektion, um die Wasserundurch-lässigkeit der Tunnelschale sicherzustellen. DieDichtheit der infolge des abgestuften Vortriebszahlreichen Arbeitsfugen wurde durch versetzteAnordnung der Fugen der ergänzenden Spritzbe-tonschicht gegenüber der vorlaufenden erstenSchicht erhöht. Eine Konzentration von Feuchtstel-len zeichnete sich bereits beim Vortrieb im Bereichder Gitterträger ab, weil sich trotz der in Vorversu-chen nachgewiesenen dichten Umhüllung der Be-wehrungsstäbe entlang der Diagonalbügel der Git-terbogen eine höhere Wasserwegsamkeit einstellteals in den übrigen Spritzbetonbereichen. Dadurchentstand optisch der Eindruck, als werde die Tun-nelschale durchlässiger. Dann aber setzte dieSelbstheilung des Betons ein, so dass nach etwaeinem halben Jahr nach Fertigstellung der Großteilder Undichtigkeiten zugesintert war. Zurück blie-ben nur noch wenige Feuchtstellen [9]. Die Versu-che zur Herstellung einer aufgespritzten Dichthautunter Verwendung von Kunststoffen führten nichtzum Erfolg [10].

2.2.1.4 Kehrtunnel Isenthal

Der 320 m lange Straßentunnel Isenthal (Schweiz,Bauzeit 1993-1995) mit einer Fahrbahnbreite von6,5 m wurde in einschaliger Bauweise und dränie-rend ausgeführt, d. h., es besteht im Gegensatzzum Münchener U-Bahn-Los keine Druckbean-spruchung der Konstruktion durch Bergwasser.

Als Ausgleichsschicht und „Außengewölbe“ wurdeeine 5 bis 15 cm starke Spritzbetonschicht, die mit

11

Bild 2-4: 1-schaliger Querschnitt des U-Bahnloses 2312 in Bie-lefeld (2. Lage Stf.-Spritzbeton) Bild 2-5: Schalenaufbau Stadtbahn Gelsenkirchen

einem Bewehrungsnetz versehen wurde und imMittel 10 cm stark sein sollte, aufgebracht (Bild 2-6). Immer noch anfallendes Bergwasser wurdemit lokalen Dräns gefasst und in die Sickerleitunggeführt. Als „Innengewölbe“ wurde eine weiterebewehrte Spritzbetonschicht (ca. 10 cm) aufge-bracht [11].

2.2.1.5 Sicherheitstunnel Mont Terri

Der einschalig ausgeführte Abschnitt des Sicher-heitstunnels Mont Terri (Schweiz, Bauzeit 1991)entstand als Erkundungsstollen im Abstand von ca.40 m von der insgesamt 4 km langen Hauptröhredes Tunnels.

Ausgeführt wurde ein 870 m langes, ca. 4,80 mbreites und ca. 4,65 m hohes Hufeisenprofil miteiner 4 m breiten Stollensohle – aus Stahlbetonentsprechend einem Sohlgewölbe (Bild 2-7). ZurFelssicherung wurden Stahlbögen HEB 120 im Abstand von 1 bis 1,50 m und Spritzbeton einge-baut. Zur Abkürzung der bereits verzögerten Bau-zeit verwendete man anstelle des für die Felssiche-rung ausgeschriebenen mit Stahlgewebemattenbewehrten Spritzbetons einen Stahlfaser-Nass-spritzbeton (mit L = 30 mm und D = 0,5 mm Dra-mix-Fasern) und baute diesen statt 15 cm nur 12 cm dick ein. Für den endgültigen Ausbau wur-den abschließend noch 5 cm Nassspritzbeton auf-getragen. Der Stahlfasernassspritzbeton erfülltevoll die an ihn gestellten Erwartungen, da der zeit-aufwändige Stahlgewebematteneinbau entfiel undman mit einer geringeren Schichtdicke auskam[13].

2.2.1.6 Beurteilung

Die Analyse der ausgeführten Bauwerke zeigt,dass auf den Tunnelleibungen vereinzelt Undichtig-keiten auftraten, die durch den anstehenden Was-serdruck noch verstärkt wurden und nachträglichzum Teil mehrfach abgedichtet werden mussten.Die Hauptursache der Undichtigkeiten ist aufSpritzschatten im Bereich der Ausbaubögen undder Bewehrungsstäbe zurückzuführen. Der beimBaulos 2312 der U-Bahn Bielefeld geforderte bün-dige Abschluss der Gitterträger mit der tunnelseiti-gen Oberfläche der ersten Spritzbetonlage hat dieWasserwegigkeit in der Gesamtschale stark be-günstigt. Daher ist in jedem Fall eine tunnelseitigeÜberdeckung der Gitterträger vorzusehen, um einekompakte Einlagerung der Gitterträger in denSpritzbeton der 1. Lage zu gewährleisten.

Eine wesentliche Erkenntnis aus den Erfahrungenist daher, bei der Konstruktion der Verbundschaledie Ausbildung der Verbundfuge ohne Verbundbe-wehrung vorzusehen. Sie stellt eine wichtige Vor-aussetzung für eine wirtschaftliche und wasserun-durchlässige Tunnelschale dar. Die Spritzbeton-oberfläche muss in jedem Fall vor dem Aufspritzenoder Gegenbetonieren der nächsten Lage gesäu-bert werden (z. B. mit Hochdruckwasserstrahlen),um eine gute Haftung bzw. Verbundwirkung zu er-zielen.

Der Ersatz der konventionellen Bewehrung durchStahlfasern erwies sich sowohl von der Ausführbar-keit als auch von der Dichtheit her als vorteilhaft.

12

Bild 2-6: Schalenaufbau beim Kehrtunnel Isenthal

Bild 2-7: 1-schaliger Querschnitt des Sicherheitstunnels MontTerri

2.2.2 2-schalige Spritzbeton-Konstruktionen

Die Analyse der 2-schaligen Spritzbetonkonstruk-tionen führte zu dem Ergebnis, dass bislang ledig-lich zwei Bauwerke, ein Bahn- und ein Straßentun-nel, ausgeführt wurden, zu denen Erfahrungen vor-liegen bzw. bekannt sind.

2.2.2.1 Fluchtstollen Fernthaltunnel

Im Zuge der Ausführung des 1.555 m langen Fern-thal-Tunnels der Eisenbahn-Neubaustrecke Köln–Rhein/Main kam beim Bau eines 142 m langenFluchtstollens (Bauzeit 2000/2001) eine 2-schaligeSpritzbetonkonstruktion zum Einsatz. Hintergrundwar die bereichsweise sehr starke Kurvenkrüm-mung des Fluchtstollens, die zu einem hohenSchalungsaufwand geführt hätte.

Die Konzeption sah vor, im Gewölbebereich denSpritzbeton der Innenschale (d = 35 cm, B25) aufeine 1-lagige KDB mit Ringabschottung aufzubrin-gen (Bild 2-8). Die Herstellung erfolgte in zwei La-gen. Blockfugen waren nicht vorgesehen. Die Aus-führung machte u. a. eine unternehmensinterneGenehmigung (UiG) der DB AG erforderlich. Diesewurde auf Antrag für den konkreten Fall erteilt undist auch auf Rettungsstollen anderer Tunnel der DBAG mit vergleichbaren Verhältnissen übertragbar.Dabei ist hervorzuheben, dass es sich bei der Aus-führung um eine 2-schalige Spritzbetonkonstruk-tion handelt, die dauerhaft Wasserdruckbeanspru-chungen standhalten muss, da eine freie Gebirgs-entwässerung nicht vorgesehen war. Um eineGleichwertigkeit gegenüber der geschalten Kon-struktion gewährleisten zu können, wurden nach-folgende Zusatzmaßnahmen durchgeführt:

- Verdichtung der Rondellenanzahl zur Befesti-gung des Schutzvlieses und der KDB (mind. 4Stück/m),

- punktuelle Befestigung eines Geogitters auf derKDB zur besseren Haftung des Innenschalen-Spritzbetons,

- pro Block (L = 10 m) 5 achsparallele Injektions-schläuche zur späteren Nachinjektion zwischenKDB und Innenschale nach 28 Tagen mit einemVerpressdruck von ca. 2 bar,

- Abschalung der Anschlussfuge Übergang Sohl-/Gewölbebereich und Einbringen von Be-ton ohne Beschleuniger (Dicke ca. 5 bis 8 cm)kurz vor dem Spritzbeginn zur Reduzierung desRückpralls und Gewährleistung der gefordertenBetonqualität sowie Dichtheit,

- Reduzierung der Bewehrungsanordnung undStabdurchmesser auf den tatsächlich erforderli-chen Mindestumfang zur Reduzierung bzw. Ver-meidung von Spritzschatten,

- Auftragen der 1. Lage des Innenschalen-Spritz-betons in einer längs laufenden, rippenförmigenStruktur mit in sich unregelmäßiger Oberfläche,um eine verbesserte Querkraftübertragung zur2. Spritzbetonlage zu erzielen,

- Vorbehandlung der Spritzbetonoberfläche der1. Lage vor Auftrag der 2. Lage durch nassesSandstrahlen,

- Bohrkernentnahme aus dem Bauwerk und ausSpritzkisten zur Prüfung der Druckfestigkeiten.

Insgesamt konnte gezeigt werden, dass sich dieAusführung als eine gleichwertige Alternative zur 2-schaligen Regelausführung erwies.

2.2.2.2 Straßentunnel Bad Wildbad

Im Zuge der Ausführung des 1.340 m langen berg-männischen Tunnelabschnittes zur Entlastung desKurortes Bad Wildbad kam beim Bau der Lüfterka-verne des Tunnels eine 2-schalige Spritzbetonkon-struktion zum Einsatz. Dabei wurde die Innenscha-le über der Zwischendecke mit bewehrtem Spritz-beton B25 aufgetragen auf das ausgeschriebeneAbdichtungssystem bestehend aus einem Schutz-und Dränagevlies (500 g/m2) und einer 2 mm star-ken PVC-Dichtungsbahn (Bild 2-9). Als Spritzbetonwurde Trockenbeton mit alkalifreiem Spritzzementohne Erstarrungsbeschleuniger verwendet, der

13

Bild 2-8: Querschnitt Fluchtstollen Tunnel Fernthal

sich durch hohe Früh- und Endfestigkeiten aus-zeichnete. Es wurden Festigkeiten von 20,3 N/mm2

(nach 1d) und von 60,3 N/mm2 (nach 28d) erzielt.Gegenüber der Regelbauweise wurden folgendeZusatzmaßnahmen durchgeführt:

- Ausspritzen vorhandener Überprofile der erstenSpritzbetonlage,

- sorgfältiges Verlegen der KDB unter Vermei-dung des Überspannens von Hohlkehlen,

- Verdichtung der Anzahl der Befestigungsrondel-len, vor allem im Überkopfbereich,

- Durchführung der Spritzarbeiten nach einemfestgelegten Spritzschema zur Vermeidungbzw. Reduzierung von Spritzschatten.

Auch bei dieser Ausführung konnte insgesamt eineGleichwertigkeit zur Regelbauweise erreicht wer-den.

2.2.2.3 Beurteilung

Die dargestellten Ausführungen zeigen, dass inbeiden Anwendungsfällen zur Gewährleistung

einer Gleichwertigkeit gegenüber den zweischali-gen Regelbauweisen erhöhte Anforderungen andie Ausführungsqualität erforderlich wurden. Diesbetraf in erster Linie die Herstellungsqualität desSpritzbetons. Während bei der Ausführung desFluchtstollens Fernthal-Tunnel ein Geotextil zur Re-duzierung des Rückpralls fungierte, wurde beimStraßentunnel Bad Wildbad auf diese Zusatzmaß-nahme verzichtet. Bei beiden Tunnelbauwerkenwurde nach einem bestimmten Spritzschema gear-beitet, um die Spritzbeton-Innenschale überhauptaufbauen zu können.

Die beiden Anwendungsfälle zeigen, dass hier beizukünftigen Ausführungen 2-schaliger Spritzbeton-konstruktionen auf einen positiven Erfahrungs-stand zurückgegriffen werden kann.

3 Randbedingungen

Während für die 2-schaligen Spritzbetonkonstruk-tionen aufgrund der vorliegenden Erfahrungswertedie Anwendungsbereiche beschrieben werdenkönnen und lediglich Detailfragen speziell zur Aus-führbarkeit und Dichtheit zu klären sind, zeigen diein Tabelle 2-1 aufgeführten Bauwerke, dass die Er-fahrungen, die bislang bei der Ausführung 1-scha-liger Konstruktionen gewonnen wurden, nicht ohneweitere Untersuchungen auf den Straßentunnelbauübertragbar sind. Die größtenteils im oberflächen-nahen Stadtbahnbau ausgeführten Konstruktionenspiegeln nur zum Teil die Verhältnisse des meisttiefliegenden Straßentunnelbaus, verbunden mitden auftretenden hydrogeologischen Randbedin-gungen, wider.

Für beide Anwendungsfälle dürfen bei einer Be-trachtung der Einsatzmöglichkeiten allerdings diestraßentunnelspezifischen Randbedingungen nichtunberücksichtigt bleiben.

3.1 Straßentunnelspezifische Randbe-dingungen

Im Straßentunnelbau werden im Gegensatz zumsonstigen Tunnelbau erhöhte Anforderungen an dieOberflächengestaltung der Tunnelwände gestellt.Durch den Straßenverkehr und durch die winterli-chen Unterhaltungsdienste verschmutzen die Tun-nelwände. Der Schmutz setzt sich aus Abgasrück-ständen, Ruß, Straßenstaub in Verbindung mit mi-neralölhaltigen Emissionen der Fahrzeuge und Tau-salzrückständen zusammen [2]. Die Rußpartikel an

14

Bild 2-9: Schalenaufbau im Kavernenbereich des Straßentun-nels Bad Wildbad (oben: Übergang Schalbeton-Spritz-beton, unten: Darstellung der Betonierreihenfolge beider Spritzbeton-Innenschale) [nach 14]

der Tunnelwand beeinflussen deren Helligkeit undsenken das Lichtniveau im Tunnel. Eine glatte undmöglichst rissefreie Oberfläche senkt den Ver-schmutzungsgrad, bietet Schutz gegen Frost-/Tau-salzangriffe und ermöglicht eine effektive Reinigung.

Aus diesen Überlegungen heraus ließe sich einStraßen-Tunnelbauwerk hinsichtlich der Ober-flächengestaltung der Tunnelinnenseite in verschie-dene Bereiche klassifizieren: In Tunnelbereiche, dieschon aufgrund der betriebstechnischen, aberauch sicherheitsrelevanten Anforderungen eineglatte bzw. helle Innenschalen-Oberfläche benöti-gen, wie die

- Hauptröhren und

- Ein- bzw. Ausfahrbereiche, sowie in

- Tunnelbereiche, bei denen eine spritzrauheOberfläche den Anforderungen genügt wie bei-spielsweise

- Querschläge,

- Übergangsbereiche oder

- Fluchtstollen.

Dabei kann das Lüftungssystem als Entschei-dungskriterium eine nicht unbedeutende Rollespielen. Beim Einbau einer Zwischendecke ließesich die 2-schalige Regelbauweise im Bereich derHauptröhren bzw. Ein- und Ausfahrbereiche aufden Sohl- und unteren Ulmenbereich beschränken,während im Firstbereich, vom Tunnelnutzer nichtsichtbar, 2-schalige Spritzbetonkonstruktionen alsendgültige Sicherung zum Einsatz kommen könn-ten. Das Beispiel in Bad Wildbad zeigt, wie derÜbergang von der 2-schaligen Regelbauweise zur2-schaligen Spritzbetonkonstruktion praktisch um-gesetzt werden könnte.

3.2 Hydrogeologische Randbedingun-gen

Während die hydrogeologischen Randbedingun-gen bei der Entscheidung zu einer zweischaligenSpritzbetonkonstruktion eine eher untergeordneteBedeutung haben, sind sie für die Anwendung der1-schaligen Bauweise von grundsätzlicher Bedeu-tung.

Die generelle Anwendungsmöglichkeit der ein-schaligen Bauweise wird durch den vorherrschen-den Betonangriffsgrad des Bergwassers bestimmt.Dieser sollte als nicht oder nur chemisch schwachbetonangreifend nach DIN Fachbericht 100 [5] ein-

gestuft sein, um die Dauerhaftigkeit und Tragfähig-keit der Konstruktion über die gesamte Nutzungs-dauer gewährleisten zu können.

Aus den geologischen Randbedingungen, die be-reits beim Vortrieb den Einbau eines Sohlgewölbeserfordern können, und den vorherrschenden Berg-wasserverhältnissen ergeben sich technischeGrundsatzfragen zur konstruktiven Auslegung,durch die eine dauerhafte Dichtheit der 1-schaligenKonstruktionen gewährleistet werden muss. Dazugehören

- der Schalenaufbau (Spritz- oder Schalbeton),

- die Fassung des Bergwassers an der Aus-bruchsleibung,

- die Ausführung des Entwässerungssystems,

- die Ausbildung der Blockfugenbereiche und

- die Bewehrungsart sowie der Bewehrungsum-fang der einzelnen Lagen.

Diese Grundsatzfragen können nur teilweise durchdie vorliegenden Erfahrungen beantwortet werden.

Es fehlen Untersuchungen, die unter Einbeziehungder in den letzten Jahren verzeichneten technologi-schen Fortschritte eine direkte Vergleichsmöglich-keit verschiedener Konstruktionsvarianten untergleich bleibenden Randbedingungen zulassen.

Daher wurde die Ausführung einer Versuchsstreckebeschlossen, bei deren Konzeption die straßentun-nelspezifischen sowie die geologisch-hydrologi-schen Randbedingungen berücksichtigt wurden,um die Anwendungsmöglichkeiten der einschali-gen Konstruktionen für den Straßentunnelbau ob-jektiv beurteilen zu können.

4 1-schalige Versuchsstrecke

Die 1-schalige Versuchsstrecke wurde in dem ca.129 m langen Zuluftstollen Kehltal ausgeführt, dernach ca. 3.050 m vom Nordportal der Hauptröhrenaus mit einer Neigung von bis zu 8 % an eine derbeiden Luftaustauschzentralen des Rennsteigtun-nels (BAB A71) anschließt (Bild 4-1).

4.1 Geologisch/hydrologische Verhält-nisse

Der Zuluftstollen liegt in einer breiten tektonischenStörungszone. Eine starke tektonische Beanspru-

15

chung in diesem Bereich hat zu einer intensiventiefgrundigen Zerklüftung und Entfestigung des Äl-teren Porphyrs bis 20 m unter Tunnelgradiente ge-führt. Beim Vortrieb des Zuluftstollens wurde dahermit erheblichem Wasserandrang gerechnet.

4.1.1 Geologie

Im Anfangsbereich der Versuchsstrecke von TM0+048 (Beginn der Versuchsstrecke) bis TM 0+057liegen mittelstark, im oberen Teil des Querschnittesauch sehr stark bis stark, verwitterte Sedimente derGoldlauterfolge vor. Dabei handelt es sich um eineWechselfolge von flach gelagerten, quarzitisch ge-

bundenen, mittelbankigen Konglomeraten, dünn-bankigen Sandsteinen und dickplattigen Ton-Schluffsteinen mit niedriger bis mittlerer Gesteins-festigkeit. Von TM 0+056 bis TM 0+129,38 (Endeder Versuchsstrecke) wurden meist nur leicht verwit-terte Sedimente der Goldlauterfolge mit überwie-gend hoher Gesteinsfestigkeit angetroffen.

4.1.2 Hydrologie

Im Bereich des Zuluftstollens Kehltal liegt dieGrundwasseroberfläche 10 bis 20 m über der Gra-diente. Der prognostizierte Bergwasseranfall wurdeaufgrund des vorliegenden tektonisch stark gestör-ten und entfestigten Quarzporphyrs auf 3 bis 6 l/spro 100 m Tunnellänge, in ausgeprägten Kluftzonenauch bis auf 10 l/s geschätzt. Entgegen der prog-nostizierten Wassermengen zeigte sich beim Vor-trieb eine im Anfangsbereich der Versuchsstrecketropfende Wasserführung, die ab TM 0+060 in einenfast trockenen Zustand überging. Aufgrund der fürdie Erarbeitung des geotechnischen Gutachtensdurchgeführten pH-Wert- und CO2-Messungenwird das Bergwasser im Bereich der Versuchs-strecke als schwach betonangreifend eingestuft.

4.2 Konstruktion

Die Konstruktion war für die in Bild 4-2 dargestell-te Querschnittsgröße auszulegen. Hauptaugen-

16

Bild 4-1: Anschluss des Zuluftstollens Kehltal an die Hauptröhren des Rennsteigtunnels [3]

Bild 4-2: Querschnitt der Versuchsstrecke

merk sollte auf der Variation verschiedener Scha-lenkonstruktionen liegen.

4.2.1 Schalenvarianten

Bei einer Blocklänge von 8 m und einer Versuchs-streckenlänge von ca. 80 m sollten fünf verschie-dene Schalenvarianten untersucht werden.

Die Auswahl der Schalenvarianten erfolgte nach denKriterien Reduzierung der Herstellungskosten sowieVerkürzung der Bauzeit unter Beibehaltung derMöglichkeit zu einer hohen Ausführungsqualität.

Im Bereich der Varianten 2 bis 5 wurde entspre-chend der Regelbauweise eine mattenbewehrteSpritzbetonlage als erste Sicherung aufgebracht.Bei der Variante 1 wurde die Mattenbewehrungdurch eine Stahlfaserbewehrung ersetzt.

Der Zuluftstollen Kehltal schließt bogenförmig andie Hauptröhren an (Bild 4-1). Die Ausführung derRegelbauweise hätte in diesem Bereich einenhohen Schalungsaufwand zur Folge gehabt. Daherwurde für diesen Bereich als Variante 1 die äußerestahlfaserbewehrte Spritzbetonlage durch einezweite innere, ebenfalls stahlfaserbewehrte Spritz-betonlage ergänzt. Die Schalenstärke liegt bei 32bis 37 cm.

Zum Vergleich wurde bei der Variante 2 die mat-tenbewehrte Außenschale ebenfalls mit einer zwei-ten stahlfaserbewehrten Spritzbetonlage ergänzt.Insgesamt ergibt sich auch hier eine abgeminderteSchalenstärke gegenüber der zweischaligen Kon-struktion um bis zu 15 cm.

Die Variante 3 stellt ebenfalls eine reine Spritzbe-tonkonstruktion dar. Die Außenschale wird hier miteiner weiteren konventionell bewehrten Spritzbe-tonlage (d = 10-15 cm) ergänzt, so dass sich ins-gesamt, wie bei den Varianten 1 und 2, eine Scha-lenstärke von 32 bis max. 37 cm ergibt.

Bei der Variante 4 wurde die konventionell bewehr-te Spritzbeton-Außenschale mit einer zweiten ge-schalten Lage ergänzt. Eine Bewehrung der zweitenLage war hier nicht vorgesehen. Dadurch wurde eindirekter Vergleich der Varianten 4 und 5 möglich,der Rückschlüsse auf die risseverteilende Wirkungder Stahlfaserbewehrung der Variante 5 erlaubt.

Bei der Variante 5 wurde die konventionell, d. h.mattenbewehrte Spritzbeton-Außenschale eben-falls mit einer zweiten geschalten Lage ergänzt. Diezweite Lage wurde mit Stahlfasern bewehrt. Die

Gesamtschalenstärke entspricht der der zweischa-ligen Regelbauweise und liegt bei insgesamt 47cm. Dadurch wurde ein direkter Vergleich mit derzweischaligen Regelkonstruktion möglich. Die An-ordnung der Konstruktionsvarianten im Längs-schnitt zeigt Bild 4-4.

4.2.2 Sicherungsmittel

Die Versuchsstrecke wurde größtenteils im Spreng-vortrieb aufgefahren. Im Anfangsbereich der Ver-

17

Bild 4-3: Konstruktionsaufbauten der Versuchsstrecke

suchsstrecke erfolgte der Ausbruch zum Teil durchmechanisches Lösen. Die Spritzbetonschale istüberwiegend einlagig bewehrt (Q 188) sowie zu-sätzlich mit Gitterträgern und 4 m langen SN-An-kern (6 - 9 Stck. pro Abschlag) gesichert. Die Ab-schlagslänge lag bei 1,0 und 1,3 m.

4.2.3 Spritzbetonrezeptur

Der in der Versuchsstrecke eingebaute Spritzbetonentspricht hinsichtlich seiner Rezeptur dem Spritz-beton der Regelbauweise (s. Tabelle 4-1).

Bei dem eingesetzten Beschleuniger-Mittel handel-te es sich um einen alkaliarmen Beschleuniger, derin Kombination mit dem eingesetzten Zement beieinem Gehalt von 5 % bezogen auf den Zement-gehalt die Forderung eines Gesamt-Na2O-Äquiva-lentes kleiner 1,5 M-% erfüllt.

4.2.4 Stahlfasern

Die Ausführung der Konstruktionsvariante 1 hattezur Folge, dass schon beim Vortrieb der Einbauvon Stahlfaser-Spritzbeton auf einer Länge von ca.20 m erforderlich wurde. Als Stahlfaser kam eineDramix-Stahldrahtfaser der Fa. Bekaert zum Ein-satz. Die mit Haken an beiden Enden verseheneFaser weist eine Schlankheit von 65, eine Faserlän-ge von 35 mm und somit einen Durchmesser von0,54 mm auf (Typ RC-65/35-BN). Pro m3 Betonwurden 40 kg Fasern eingebaut.

4.2.5 Fugenbereiche

Aufgrund der Übergänge von der 2-schaligen Re-gelbauweise zur 1-schaligen Versuchsstreckesowie aufgrund der unterschiedlichen Konstruk-tionsvarianten innerhalb der Versuchsstrecke wur-den unterschiedliche Blockfugenausbildungen er-forderlich.

In Bild 4-5 ist die bauliche Durchbildung der Über-gangsbereiche von der Regelausführung zur Ver-suchsstrecke und umgekehrt dargestellt. Die

18

Bild 4-4: Anordnung der Konstruktionsvarianten im Längsschnitt

Tab. 4-1: Spritzbetonrezeptur der Versuchsstrecke

Zuschlag Sand 0 – 1 mm bzw. 0 – 2 mm, Splitt GK 8 mm

Zement Karsdorfer Zement CEM II/A – S 52,5 R mit einem Gehalt von 380 kg/m3 (Port-landhüttenzement mit 6 bis 20 % Hüt-tensandanteil)

BE-Mittel UMA GUNITE FLÜSSIG AA der Fa. Torgg-ler mit einem Gehalt von 5 % bezogen auf den Zementgehalt

Gesamt-Na2O- 1,49 M-% < 1,5 M-%Äquivalent

w/z-Wert 0,50

Frischbeton- 20 °Ctemperatur

Fließmittel Mapefluid X 404

Bild 4-5: Blockfugenausbildung beim Übergang 2-schalige/1-schalige Bauweise (2. Lage Schalbeton)

Kunststoffdichtungsbahn der Regelausführungwurde an ein außen liegendes Blockfugenband an-geschweißt, wodurch eine Abschottung zur Ver-suchsstrecke gegeben ist. Die Blockfuge wurde alsPressfuge ausgebildet.

Beim Übergang von Block 6 (2. Lage Spritzbetonmit Mattenbewehrung) zu Block 7 (2. Lage Schal-beton, unbewehrt) wurde ebenfalls ein außenlie-gendes Blockfugenband eingebaut. Die Anordnungdes Fugenbandes verursachte eine Verbund-störung zwischen der ersten und zweiten Lage undhätte somit eine unkontrollierte Wasserführung be-günstigt. Daher wurde zwischen dem Fugenbandund der ersten Spritzbetonlage zusätzlich ein querlaufender Dränstreifen angeordnet, der durch dieerste Lage durchsickerndes Bergwasser kontrol-liert in das Entwässerungssystem abführen sollte.

Bei den Blöcken, die als endgültige Spritzbeton-konstruktionen ausgebildet wurden, d. h. vonBlock 1 bis Block 6, wurden ebenfalls die Blockfu-gen als Pressfugen ausgebildet. Ein Fugenbandkam hier allerdings nicht zum Einsatz. Zur Gewähr-leistung einer kontrollierten Wasserführung wurdeauch hier über der Blockfuge ein quer laufender

Dränstreifen zwischen der ersten und zweitenSpritzbetonlage angeordnet.

4.2.6 Entwässerung

Der derzeitige Kenntnisstand zeigt, dass inDeutschland bislang nur einschalige Tunnelstreckenohne Entwässerungssystem ausgeführt wurden.Durch den daraus resultierenden Aufbau des Was-serdrucks im Endzustand führten diese Ausführun-gen in vielen Fällen zu Undichtigkeiten und damitaufwändigen Instandsetzungsmaßnahmen.

Entgegen den bisherigen Ausführungen solltendurch die konstruktive Auslegung der Versuchs-strecke die Fassung und Ableitung des anstehen-den Bergwassers sichergestellt werden können,um einen Wasseraufstau zu vermeiden. Dazu solltedas Entwässerungssystem der zweischaligen Re-gelbauweise auch im Bereich der Versuchsstreckezum Einsatz kommen. Bei der Versuchsstreckewurde daher in Deutschland erstmalig die einscha-lige Bauweise mit einem System zur freien Ge-birgsentwässerung kombiniert. Diese Kombinationerforderte Zusatzmaßnahmen zur Gewährleistungeiner aufstaufreien Gebirgsentwässerung.

Bei der zweischaligen Regelbauweise wird zwi-schen der Spritzbeton-Außenschale und derKunststoffdichtungsbahn ein Vlies angeordnet. DasVlies hat zum einen die Aufgabe, die Kunststoff-dichtungsbahn vor Beschädigungen durch dieSpritzbetonoberfläche zu schützen und zum ande-ren als Flächendränage eine ausreichende Trans-missivität zur Ableitung des Bergwassers zum Ul-menfuß zu gewährleisten.

Bei der einschaligen Bauweise kann aufgrund dernotwendigen Verbundwirkung zwischen der äuße-ren und inneren Schale ein durchgängiges Flächen-dränelement nicht angeordnet werden. Dadurchbestände die Gefahr des Wasserrückstaus, wasaufgrund der fehlenden KunststoffdichtungsbahnUndichtigkeiten verursachen könnte. Um dennocheine Transmissivität zwischen Gebirge und Spritz-betonlage gewährleisten zu können, wurden proBlock jeweils 3 Noppenbahnstreifen (b = 33 cm) inUmfangrichtung über den Ulmenbereich eingebaut.Der Einbau erfolgte durch direktes Einspritzen desDränstreifens auf der Ausbruchsleibung. Am Ul-menfuß wurde zusätzlich ein Noppenbahnstreifen inLängsrichtung angeordnet. An der Schnittstelle derlängs- und querlaufenden Noppenbahnstreifenwurden Aussparungen in Form von Zulaufkammern(35 x 35 cm) vorgesehen, durch die das Bergwasser

19

Bild 4-6: Blockfugenausbildung beim Übergang 1-schalig (2.Lage Schalbeton)/1-schalig (2. Lage Spritzbeton)

Bild 4-7: Blockfugenausbildung beim Übergang 1-schalig (2.Lage Spritzbeton)/1-schalig (2. Lage Spritzbeton)

der Ulmenlängsdränageleitung zugeführt werdensoll (Bild 4-8 und Bild 4-9).

Das neuartige Entwässerungssystem soll zu einerReduzierung des versinterungsbedingten War-tungsaufwandes beitragen. Es hebt sich durch denEinbau ungebundener Filterschichten sowie desdargestellten Formteiles von den bisherigen Syste-men ab. Dies hatte zur Folge, dass auch die Ver-suchsstrecke, speziell der Anschluss Sohle-Gewöl-be beim Einbau der zweiten Lage, auf dieses Sys-tem abzustimmen war.

4.3 Messtechnische Untersuchungen

Der Erfolg einer hohen Ausführungsqualität einer 1-schaligen Konstruktion wird maßgeblich durchden Einbauzeitpunkt der zweiten Lage beeinflusst.Ein zu früher Zeitpunkt kann zu Belastungen derGesamtkonstruktionen führen, die Rissbildungen

und damit Undichtigkeiten verursachen. Ein zuspäter Zeitpunkt kann hohe Zwangbeanspruchun-gen zwischen der ersten und zweiten Lage verur-sachen. Ziel messtechnischer Untersuchungen wares daher, den Einbauzeitpunkt der 2. Lage zu opti-mieren.

Dazu wurden mit Beginn der Ausführung der Ver-suchsstrecke messtechnische Untersuchungengestartet. Ziel der Untersuchungen war es, Kennt-nisse darüber zu erlangen, wie sich kurz- und lang-fristig die Tragwirkung der ersten Lage und derTemperaturverlauf der abfließenden Hydratations-wärme entwickeln.

4.3.1 Messquerschnitte

Im Zuge der Ausführung der ersten Spritzbetonla-ge wurden zwei Messquerschnitte im Bereich derVersuchsstrecke installiert, durch die sowohl Deh-nungs- als auch Temperaturmessungen an der ers-ten Spritzbetonschale möglich wurden.

Die Messquerschnitte wurden im Bereich der Kon-struktionsvarianten 1 und 3, d. h. im Bereich derBlöcke 1 und 2 bzw. 5 und 6, eingebaut (Bild 4-1).Sie wurden in einer möglichst großen Entfernungvom Zuluftstollenportal installiert, um Einflüsse ausTemperaturschwankungen der Außenluft zu ver-meiden.

4.3.2 Messgeber

Als Messgeber kamen Temperatur- und Dehnungs-geber zum Einsatz. Da sich die Dehnungsgeberdurch ihre direkte Interpretationsfähigkeit auszeich-nen, wurde ihnen gegenüber einem Einsatz mit hy-draulischen Druckkissen der Vorzug gegeben.

4.3.2.1 Temperaturgeber

Als Temperaturgeber wurden pro Querschnitt zweigekapselte Widerstandstemperaturgeber Pt 100eingebaut. Sie sollten Informationen über die Wär-meentwicklung nach Einbau der ersten Spritzbe-tonlage sowie über die Wärmeübertragung derzweiten Lage auf die erste Lage geben.

4.3.2.2 Dehnungsgeber

Der eingebaute Dehnungsgeber Typ SSM-1 der Fa. Geodata besteht aus zwei Bewehrungsstä-ben, die nach dem Einbau voll in den Beton einge-bettet sind, und einem zentralen Rohr mit geringerLängssteifigkeit. Bei einer Relativverschiebung der

20

Bild 4-8: Ausbildung des Entwässerungssystems im Normalbe-reich

Bild 4-9: Ausbildung des Entwässerungssystems im Bereichder Zulaufkammern

beiden parallelen Bewehrungsstäbe wird dem zen-tralen Rohr eine Verformung aufgezwungen, dieder Betonverformung entspricht. Diese wird mitHilfe von Dehnungsmessstreifen gemessen, die ineiner temperaturkompensierten Vollbrückenschal-tung am Zentralrohr aufgeklebt sind. Die Able-sungen erfolgten mit einem digitalen Ablesege-rät. Die Genauigkeit betrug 1x10-6m/m = 1µm/m =1/1.000 ‰.

Die Positionierung der Messgeber ist in Bild 4-10dargestellt. Insgesamt wurden je Messquerschnittfünf Dehnungsmessgeberpaare und zwei Tempera-turgeber angeordnet.

Die Anordnung der Dehnungsgeber erfolgte ent-sprechend der Verformungslinie einer tiefliegen-den Tunnelschale. Die Dehnungsgeber des Mess-querschnittes 1 wurden direkt an die Mattenbe-wehrung im Übergangsbereich der Blöcke 5 und 6 angeschlossen. Beim zweiten Messquer-schnitt wurden die Dehnungsgeber mit Beweh-rungsstreifen am Gebirge befestigt und im Über-gangsbereich der Blöcke 1 und 2 eingespritzt. DieTemperaturgeber wurden zum einen im First-bereich und zum anderen im unteren Ulmenbereichangeordnet.

4.3.3 Messergebnisse

Die ersten Messungen im Messquerschnitt 1 er-streckten sich über einen Zeitraum von 28 Tagen.Die Messungen im Messquerschnitt 2 über einenZeitraum von 20 Tagen.

Am 07.12.99 wurde der Vortrieb im Bereich des Zu-luftstollens Kehltal aufgrund baubetrieblicher Pla-nungen der bauausführenden ARGE bis zum01.03.00 unterbrochen. Aufgrund des Gefälles vonca. 8 % Richtung Ortsbrust war während des Vor-triebes der Versuchsstrecke ein ständiges Abpum-pen des Bergwassers erforderlich. Um keine zu-sätzlichen Pumpkosten während der Vortriebsun-terbrechung zu verursachen, wurden die Anschlüs-se der Messgeber versiegelt und der Zuluftstollenüber den genannten Zeitraum geflutet, d. h.,während der Vortriebsunterbrechungen fandenkeine Messungen statt.

4.3.3.1 Temperaturmessungen

Die Ergebnisse der Temperaturmessungen sind inBild 4-11 und Bild 4-12 dargestellt. Sie zeigeneinen typischen Temperaturverlauf einer abbinden-den Spritzbetonschale. Aufgrund der Hydratations-wärmeentwicklung ist nach dem Spritzbetonauf-

21

Bild 4-10: Positionierung der Messgeber über den Querschnitt

trag eine deutliche Temperaturzunahme ersichtlich,die sich im Laufe der Festigkeitsentwicklung desSpritzbetons abbaut. Die maximale Temperaturzu-nahme liegt beim Messquerschnitt 1 bei ca. 30 K,beim Messquerschnitt 2 steigt sie bis max. 20 Kan. Nach [6] lässt sie sich bei einer geeigneten Be-tontechnologie auf 20 K begrenzen.

Diese Temperaturzunahme, die einer aufgezwun-genen Dehnung entspricht, ist die Ursache fürZwangspannungen, die in der Spritzbetonschaleauftreten und zur Erstrissbildung führen. DieZwangspannungen werden mit zunehmendemAlter des Betons durch Kriechen und plastischeVerformungen abgebaut, gleichzeitig aber durch

22

Bild 4-11: Ergebnisse der Spritzbeton-Temperaturmessungen (Messquerschnitt 1 im Übergangsbereich Block 5/6)

Bild 4-12: Ergebnisse der Spritzbeton-Temperaturmessungen (Messquerschnitt 2 im Übergangsbereich Block 1/2)

Schwindeinflüsse wieder verstärkt [7]. Die durchdie Zwangspannungen entstehenden Risse dürfenjedoch bei der Beurteilung des Dichtheitsverhal-tens einer Spritzbeton-Außenschale nicht überbe-wertet werden. Bedeutender sind vielmehr diedurch das Nassspritzen möglichst zu vermeiden-den Spritzschatten im Bereich der Gitterträger undBewehrungsmatten, die zu Längsläufigkeiten desBergwassers und damit Undichtigkeiten führenkönnen.

Im Anfangsstadium sind Temperaturdifferenzenzwischen dem Firstbereich (Messgeber T1) unddem unteren Ulmenbereich (Messgeber T2) festzu-stellen, die sich jedoch nach ca. 5 bis 7 Tagen ab-gebaut haben. Diese Unterschiede werden auf dieunregelmäßigen Schalendicken im First- und Ul-menbereich zurückgeführt, die zu unterschiedli-chen Lagen der Temperaturgeber zur Gebirgs-bzw. zur Luftseite führen.

Der Abkühlungsprozess im Messquerschnitt 1(mattenbewehrter Spritzbeton) verläuft annäherndanalog zum Messquerschnitt 2 (stahlfaserbewehr-ter Spritzbeton).

Die nach der Vortriebsunterbrechung wieder aufge-nommenen Messungen, die bis kurz vor Ausfüh-

rung der zweiten Lage durchgeführt wurden, ließenkeine wesentlichen Änderungen im Temperaturver-lauf der ersten Spritzbetonlage erkennen.

4.3.3.2 Dehnungsmessungen

Die in der Anfangsbelastung gewonnenen Ergeb-nisse der Dehnungsmessungen zeigen die Bilder 4-13 und 4-14. Im Messquerschnitt 1 (Übergangs-bereich Block 5/6) traten die maximalen Stauchun-gen im oberen linken Ulmenbereichen auf. Im Mess-querschnitt 2 (Übergangsbereich Block 1/2) erfuhrder rechte untere Ulmenbereich die größten Deh-nungen, während die maximalen Stauchungen imFirstbereich zu erkennen waren.

Beim Messquerschnitt 1 waren in den ersten 10Tagen nach Einbau der Spritzbetonschale Stau-chungen über den gesamten Gewölbebereich zubeobachten. Seit dem 13.11.1999 war eine deutli-che Abnahme der Stauchungsvorgänge zu ver-zeichnen. Am 21.11.1999 ging der Stauchungspro-zess in einen Dehnungsprozess über. Diesersprunghafte Dehnungsanstieg wird darauf zurück-geführt, dass der Vortrieb zu diesem Zeitpunkt be-endet wurde und dadurch eine weiterführendeSpannungsänderung im Gebirge unterblieb.

23

Bild 4-13: Ergebnisse der Dehnungsmessungen an der Spritzbeton-Außenschale (Messquerschnitt 1 – Übergangsbereich Block5/6)

Die wesentlichen Verformungsvorgänge be-schränkten sich auf die ersten 2 bis 3 Tage nach Si-cherungseinbau. Die maximalen Stauchungenlagen bei 3.000 µm/m, d. h., pro m Tunnelumfanghatte sich die Schale um 3 mm gestaucht.

Im Vergleich zum Messquerschnitt 1 verliefen imzweiten Messquerschnitt die Dehnungen bzw.Stauchungen wesentlich ungleichmäßiger. Jedochwaren auch hier im Anfangsstadium Beanspru-chungen in Form von Stauchungen über den ge-samten Gewölbebereich ersichtlich. Die maximalenStauchungen waren im oberen linken sowie unte-ren rechten Ulmenbereich zu beobachten. Am21.11.99 war auch im zweiten Messquerschnitt einsprunghafter Dehnungsanstieg zu verzeichnen, derim Vergleich zum ersten Messquerschnitt wesent-lich intensiver ausfiel. Insgesamt erfuhr die Spritz-betonschale in diesem Bereich eine Dehnungsbe-anspruchung von ca. 3,7 mm/m. Der sprunghafteAnstieg wird auf die nähere Positionierung deszweiten Messquerschnittes zum Vortriebsendezurückgeführt. Nach dem 21.11.99 wurden im un-teren rechten Ulmenbereich die maximalen Deh-nungen beobachtet, die im Laufe der Messdauereinen konstanten Verlauf aufwiesen.

In Bild 4-15 und Bild 4-16 sind die Dehnungs- bzw.Stauchungsdifferenzen der jeweiligen Messgeber-paare dargestellt. Sie erlauben Rückschlüsse aufdie Momenten- und Normalkraftbeanspruchungder Spritzbetonschale. Hohe Dehnungs- bzw.Stauchungsdifferenzen deuten auf eine erhöhteMomentenbeanspruchung hin. Im Messquerschnitt1 waren im unteren rechten Ulmenbereich die größ-ten Stauchungssdifferenzen mit einem Maximal-wert von 1,8 mm/m, im linken unteren sowie rech-ten oberen Ulmenbereich die geringsten Stau-chungsdifferenzen mit einem Minimalwert von 0,15mm/m feststellbar. Im Messquerschnitt 2 war ent-sprechend der Dehnungswerte in Bild 4-14 einsprunghafter Wechsel der Dehnungs- bzw. Stau-chungsdifferenzen zu verzeichnen. Der maximaleWechsel lag im unteren rechten Ulmenbereich undging von 1,1 mm/m Stauchung auf 1,2 mm/m Deh-nung über. Die Minimalwerte von 0,08 mm/m wur-den entsprechend dem Messquerschnitt 1 im lin-ken unteren sowie im rechten oberen Ulmenbe-reich beobachtet. Mit fortschreitender Messdauerwurde ein gleich bleibender Verlauf der Dehnungs-und Stauchungsdifferenzen erkennbar. Die kon-stanten Maximalwerte lagen auch hier im unterenrechten Ulmenbereich sowie im Firstbereich.

24

Bild 4-14: Ergebnisse der Dehnungsmessungen an der Spritzbeton-Außenschale (Messquerschnitt 2 – Übergangsbereich Block1/2)

Die im Messquerschnitt 1 im oberen linken Ulmen-bereich aufgetretenen Maximalstauchungen sowiedie vergleichsweise geringen Stauchungsdifferen-zen in diesem Bereich, deuteten auf eine hohe Nor-malkraftbelastung und geringe Biegebeanspru-

chung hin. Entsprechendes war im Messquer-schnitt 2 zu beobachten. Anders verhielt es sich imunteren rechten Ulmenbereich. Hier zeigten die Er-gebnisse eine vergleichsweise höhere Biege- undgeringere Normalkraftbeanspruchung.

25

Bild 4-15: Dehnungsdifferenzen beim Messquerschnitt 1 (Übergangsbereich Block 5/6)

Bild 4-16: Dehnungsdifferenzen beim Messquerschnitt 2 (Übergangsbereich Block 1/2)

Die Dehnungsmessungen zeigten zusätzlich, dassneben den Beanspruchungen im Anfangsstadiumebenso eine Vortriebsunterbrechung das Deh-nungs- bzw. Stauchungsverhalten einer Spritzbe-tonschale stark beeinflussen kann. Bei den Mess-ergebnissen des Messquerschnittes 2 wurden die-se Einflüsse besonders deutlich. Die Maximalbean-spruchungen waren hier aufgrund des Vortriebs-stillstandes entstanden. Der Vortrieb wurde ineinem Abstand von ca. 10 m vom zweiten Mess-querschnitt unterbrochen.

Auch hier ließen die weiteren Messungen, die biskurz vor Ausführung der zweiten Lage durchgeführtwurden, wie bei den Temperaturmessungen keinewesentlichen Änderungen im Dehnungs- bzw.Stauchungsverhalten der ersten Spritzbetonlageerkennen.

4.4 Visuelle Untersuchungen

Zusätzlich zu den messtechnischen Untersuchun-gen fanden visuelle Untersuchungen statt, die sichauf die Ausführung der Versuchsstrecke und die zuerreichende Rissefreiheit sowie Dichtheit konzen-trierten.

4.4.1 Ausführung

Die regelmäßige Begleitung der Ausführungsarbei-ten sollte aufzeigen, wo Probleme auftraten bzw.zu lösen waren, die speziell für die einschalige Bau-weise von Bedeutung sind und daher bei zukünfti-gen Einsätzen der einschaligen Bauweise beachtetwerden sollten. Sie lassen sich zeitlich auf den Ein-bauvorgang der 1. Lage und den der 2. Lage ein-grenzen.

4.4.1.1 Einbau der 1. Lage

Beim Einbau der 1. Lage wurde vor Beginn der Ar-beiten gemeinsam mit der bauausführenden ARGEfestgelegt, dass hier gegenüber der Regelbau-weise bis auf wenige Ausnahmen keine Besonder-heiten zu beachten sind. Dies geschah vor demHintergrund, dass die 1. Lage eine entsprechendeAusführungsqualität erhalten sollte wie die Spritz-beton-Außenschale der Regelbauweise. Es konntedamit gezeigt werden, wie eine Spritzbeton-Außen-schale zur 1-schaligen Bauweise genutzt werdenkann, ohne dass gesonderte Bedingungen, die zuhöheren Kosten als üblich geführt hätten, beachtetwerden mussten.

Die besonderen Maßnahmen, die hier abweichendvon der Regelbauweise zusätzlich durchgeführtwurden, beschränkten sich auf den

- Einbau der Dränstreifen sowie

- die Zugabe von Stahlfasern.

Der Zuluftstollen Kehltal musste im Bereich derVersuchsstrecke aufgrund der geologischen Rand-bedingungen teilweise in mehreren, bis zu fünf Teil-ausbrüchen aufgefahren werden. Dieses führte zuSchwierigkeiten beim Einbau der Dränstreifen.Durch den ständigen Wechsel zwischen Ausbruch,Schutterung und Sicherungseinbau war ein gleich-mäßiges und sauberes Einspritzen der Dränstreifennur schwer möglich. Der Einbau der Dränstreifenerfolgte zudem kontinuierlich, was sich störend aufden Baubetrieb auswirkte.

Die im Bereich der Konstruktionsvariante 1 (Blöcke1 und 2) eingebauten Stahlfasern wurden sowohl inloser als auch verklebter Form an der Baustelle an-geliefert und in der Mischanlage dem Spritzbetonbeigegeben. Beim Mischen zeigte sich, dass die inloser Form eingemischten Stahlfasern zur Igelbil-dung neigten. Daher kamen fortwährend nur Mi-schungen zum Einsatz, denen verklebte Stahlfa-sern zugegeben wurden.

4.4.1.2 Einbau der 2. Lage

Nach Einbau der 1. Spritzbetonlage erfolgten wiebei der Regelbauweise der Einbau der Sauber-keitsschicht, die Installation des Entwässerungs-systems sowie die Ausführung der Bankette. An-schließend wurde wie beim Fluchtstollen desFernthal-Tunnels ein dünnes Bett (ca. 5 cm Höhe)aus dem angelieferten Spritzbeton allerdings ohneBeschleunigerzugabe händisch aufgebracht. Da-durch sollte einerseits ein sauberer Übergang imFugenbereich Gewölbe – Sohle erreicht werden,andererseits sollte der entstehende Rückprall ausdem schräg aufgebrachten Betonbett aus dem zubetonierenden Bereich herausrollen. Die Aus-führungen zeigten, dass sich diese Maßnahmeauch in Kombination mit dem neuartigen Entwäs-serungssystem bewährte.

Die Herstellung der einzelnen Blöcke erfolgte in derentgegengesetzten Vortriebsrichtung, d. h. ange-fangen vom Block 1 (Stahlfaser-Spritzbeton) bisBlock 10 (unbewehrter Schalbeton).

Bei der Herstellung der 2. Spritzbetonlage lag diePriorität bei der Vermeidung bzw. Minimierung von

26

Spritzschatten, um eine maximale Dichtheit (s. Ka-pitel 4.4.2) zu erreichen. Neben der Bewehrungsartund deren Anordnung war hier eine qualitativ hoch-wertige Spritzbeton-Verfahrenstechnik ausschlag-gebend. Da allerdings aus Kostengründen gegen-über dem Einbau der 1. Lage bzw. im Vergleich zurRegelbauweise bewusst keine gesonderten ma-schinellen Maßnahmen bzw. Verfahren zum Einsatzkommen sollten, musste die hochwertige Aus-führungsqualität allein durch die Auftragungstech-nik, d. h. die halbautomatische Düsenführung(Spritzbeton-Manipulator), erzielt werden.

Zur Gewährleistung eines optimalen Verbundeswurde die 1. Spritzbetonlage vor Einbau der 2.Lage mit Hochdruckwasserstrahlung gesäubertund vorgenässt. Vorgaben hinsichtlich der Vorbe-handlung existierten grundsätzlich nicht. Entschei-dend war, dass die 1. Lage frei von losen Partikelnwar und durch die Vornässung ein gewisser Haft-verbund beim Auftragen erreicht wurde. KonkreteAnforderungen an den Vornässungsgrad, wie siebei der Instandsetzung mit Spritzbeton zukünftigvorgegeben werden sollen, erscheinen für denpraktischen Einsatz im Tunnelbau auch nichtzweckdienlich.

Die Stahlfaserzugabe und -menge der 2. Lage derBlöcke 1 bis 4 entsprachen denjenigen der 1. Lage.Weitere Bewehrung kam allerdings im Gegensatzzur 1. Lage (Gitterbögen) nicht zum Einsatz. Da-durch sollte eine Spritzschattenbildung möglichstverhindert werden. Aufgrund der Verbundwirkungzwischen der 1. und 2. Lage hatten die Stahlfasernausschließlich rissbreitenbeschränkende Aufgabenwahrzunehmen.

Die Bilder 4-17 und 4-18 zeigen Bohrkernaufnah-men, die dem Block 2 entnommen wurden. Bei bei-den Lagen kamen Stahlfasern zum Einsatz.

In Bild 4-17 ist die gesamte Schalenstärke zusehen. Der Übergang von der 1. zur 2. Lage, d. h.die Verbundfuge, ist nur schwer erkennbar, sielässt auf eine volle Verbundwirkung schließen.Auch Spritzschatten lassen sich bei diesen Bohr-kernen und drei weiteren, die diesem Bereich ent-nommen wurden, nicht erkennen. Allerdings musshierbei berücksichtigt werden, dass die Bohrkernenicht im Bereich von Gitterträgern der 1. Lage ent-nommen wurden.

Auf die Oberfläche der stahlfaserbewehrten zwei-ten Spritzbetonlage der Blöcke 1 bis 4 wurde ab-schließend eine dünne Schicht des in der Regel-

bauweise aufgebrachten Abdichtungsträgers auf-gebracht. Dieser kam ausschließlich die Aufgabezu, sicherheitshalber die eingebauten Stahlfasernluftdicht abzuschließen, um Rostbildung und et-waige Abplatzungen zu vermeiden. Mehr als 10-jährige Erfahrungen beim einschaligen U-Bahnlosin Bielefeld (s. Kapitel 2.2.1.2) zeigen jedoch, dasszwar eine Rostbildung der Stahlfasern bei Atmos-phärenkontakt stattfindet, diese jedoch nicht zuAbplatzungen führt.

Im Bereich der Blöcke 5 und 6 (2. Lage Spritzbetonmit Mattenbewehrung) hätte eine 2-schalige Aus-führung eine selbsttragende Bewehrung erfordert.Aufgrund der Verbundwirkung zur ersten Lagekonnten hier allerdings die Bewehrungsmatten ander 1. Spritzbetonlage befestigt werden. Dadurchkonnten auch für diese Bereiche die Voraussetzun-gen für eine minimale Spritzschattenbildung er-reicht werden.

27

Bild 4-17: Bohrkern aus Block 2 (1. Lage Stahlfaser-Spritzbe-ton, 2. Lage Stahlfaser-Spritzbeton)

Bild 4-18: Bohrkern aus Block 2 – Detail mit Stahlfaservertei-lung

Bild 4-19: Bohrkern aus Block 5 (1. Lage Spritzbeton, 2. LageSpritzbeton, beide mit Mattenbewehrung)

Bei der Herstellung der zweiten Lage der Blöcke 7und 8 (Schalbeton, unbewehrt) sowie der Blöcke 9und 10 (Schalbeton, stahlfaserbewehrt) kam der inBild 4-20 dargestellte Schalwagen zum Einsatz.Dazu wurde das Schalgerüst auf einen Lkw mon-tiert und konnte somit in die entsprechenden Posi-tionen verfahren werden.

Trotz des vergleichsweise kleineren Querschnittesder Versuchsstrecke zu den Regelquerschnittender Hauptröhren zeigte sich jedoch auch hier, dasseine gewisse Einarbeitungszeit für die Schalwa-genmontage erforderlich ist. Hierbei kam allerdingserschwerend das starke Gefälle des Fluchtstollens(ca. 8 %) hinzu. Die Schalwagenkonstruktion bliebder ausführenden ARGE überlassen.

4.4.2 Dichtheit

Neben der Ausführung der Versuchsstrecke lag derSchwerpunkt der visuellen Untersuchungen aufdem Dichtheitsverhalten der verschiedenen Kon-struktionsvarianten. Obwohl von vornherein erwar-tet wurde, dass die Dichtheit nur durch den Einbaueiner zweiten Lage erreicht werden kann, wurde be-reits das sich einstellende Dichtheitsverhalten der 1.Lage untersucht, um etwaige Undichtigkeiten nachFertigstellung der Versuchsstrecke besser nachvoll-ziehen zu können. Zudem war im Bereich derBlöcke 1 und 2 durch die Stahlfaserzugabe anstelleder Mattenbewehrung eine gegenüber der Regel-bauweise geänderte Bewehrungsart eingebaut, waseine geringe Spritzschattenbildung und damit einbesseres Dichtheitsverhalten erwarten ließ.

4.4.2.1 Dichtheit nach Einbau der 1. Lage

Bei den Beobachtungen des Dichtheitsverhaltensder ersten Spritzbetonlage konnte eindeutig eineAbhängigkeit zwischen der Feuchtigkeitsentwick-

lung in der Versuchsstrecke und den jahreszeitlichschwankenden Niederschlagsmengen im Bereichdes Zuluftstollens nachgewiesen werden. Der in denBoden infiltrierte Niederschlag wurde nach 4 bis 5Tagen an der Spritzbetonleibung sichtbar. Zwischenden unterschiedlichen Bewehrungsabschnittenstellte sich das Dichtheitsverhalten wie folgt dar:

Abschnitt mit Spritzbeton, stahlfaserbewehrt(Blöcke 1 und 2)

Im Bereich des mit Stahlfaser-Spritzbeton ausge-führten Abschnittes zeigten sich direkt nach EinbauFeuchtstellen, die sich auf bestimmte Bereiche kon-zentrierten (Bild 4-21). In diesen Bereichen warendie Feuchtstellen überwiegend längs der Gitterträ-ger zu orten. Ursache dieser Undichtigkeiten dürftenörtliche Wasserzutritte sein, die sich aufgrund dernicht zu vermeidenden Spritzschattenbildung längsder Gitterträger verteilten. Die größten Wasserzutrit-te waren allerdings aus dem ungesicherten Sohlbe-reich zu beobachten.

Abschnitt mit Spritzbeton, mattenbewehrt(Blöcke 3 bis 10)

Die entsprechend der Regelbauweise in denBlöcken 3 bis 10 eingebaute mattenbewehrteSpritzbetonschale zeigte keine Unterschiede hin-sichtlich des Dichtheitsverhaltens gegenüber desmit Stahlfasern bewehrten Abschnittes. Auch indiesem Abschnitt wurden die Gitterträger einge-baut, so dass sich auch hier Längsläufigkeiten desBergwassers ergaben (Bild 4-22).

Eine Zunahme der Feuchtigkeitsstellen aufgrundeiner erhöhten Spritzschattenbildung gegenüberdem stahlfaserbewehrten Abschnitt war nicht fest-stellbar.

Aufgrund der jahreszeitlich bedingten Nieder-schlagsschwankungen gingen in den Sommermo-naten die Feuchtstellen im gesamten Bereich derVersuchsstrecke zurück. Zudem konnte mit fort-schreitendem Alter der Schale eine Zunahme vonSinterstellen beobachtet werden, die insgesamt zueiner Abnahme der Feuchtstellen führten.

Im Bereich der Blöcke 2 und 10 wurde jeweils einetropfende Stelle beobachtet, die zeitweise je nachNiederschlagsmenge in eine fließende Stelle über-ging. Zur Beherrschung dieser Stellen wurden, wiebei der 2-schaligen Regelbauweise üblich, Noppen-bahnstreifen auf die erste Spritzbetonlage aufge-bracht, die das Bergwasser fassten und in den Sohl-bereich ableiteten (Bild 4-23).

28

Bild 4-20: Positionierung des Schalwagens in Block 7 (2. LageSchalbeton, unbewehrt)

4.4.2.2 Dichtheit nach Einbau der 2. Lage

Der komplette Einbau der 2. Lage der Versuchs-strecke wurde Ende Mai 2002 fertiggestellt.Während des Einbaus der 2. Lage und nach derenFertigstellung fanden regelmäßige Begehungen derVersuchsstrecke statt, um das Dichtheitsverhaltender jeweiligen Gesamtkonstruktionen erfassen zukönnen. Dazu wurden die einzelnen Blöcke viertel-jährlich, d. h. in den Monaten Februar, Mai, Augustund Oktober 2002 sowie Januar und April 2003, fo-tografisch erfasst und hinsichtlich der Riss- undFeuchtigkeitsentwicklung analysiert. Bild 4-24 bis-Bild 4-27 zeigen exemplarisch das Dichtheitsver-halten einzelner Blöcke der Versuchsstrecke. Dabeistellt sich das Dichtheitsverhalten der einzelnenAbschnitte wie folgt dar:

Abschnitt mit Spritzbeton (Blöcke 1 bis 6):

Bild 4-24 zeigt den Bereich der Blöcke 1 und 2, beidenen eine zweite stahlfaserbewehrte Spritzbeton-lage aufgebracht wurde. Zum Zeitpunkt der Auf-nahme konnte nur eine Feuchtstelle in diesem Be-reich festgestellt werden. Auch während des ge-samten Beobachtungszeitraumes konnten keineweiteren erwähnenswerten Feuchtstellen erfasstwerden.

Entsprechende Beobachtungen gelten auch fürden Bereich der Blöcke 3 und 4, bei denen diezweite Spritzbetonlage ebenfalls mit Stahlfasernbewehrt wurde.

Bild 4-25 zeigt das Dichtheitsverhalten im Bereichvon Block 5, bei dem die zweite Spritzbetonlagegenau wie die erste Lage mit einer Mattenbeweh-rung versehen wurde. Über den gesamten Be-obachtungszeitraum wurde hier eine geringfügige

29

Bild 4-21: Feuchtstellen im Bereich der Gitterträger der Blöcke1 und 2 (Stahlfaserbewehrung)

Bild 4-22: Feucht- und Sinterstellen im Bereich Block 4 (Mat-tenbewehrung)

Bild 4-23: Ableitung punktueller Wasserzutritte über Noppen-bahnstreifen im Bereich von Block 10

Bild 4-24: Feuchtstelle im Bereich der Blöcke 1 und 2 (2. LageSpritzbeton, stahlfaserbewehrt)

Rissbildung mit Feuchtstellen beobachtet. Ein ähn-liches Dichtheitsverhalten wurde bei Block 6 fest-gestellt. Die höhere Anzahl an Feuchtstellen derBlöcke 5 und 6 wird auf die Spritzschattenbildungzurückgeführt, die sich teilweise auch durch dieMattenbewehrung im Bereich der zweiten Lage er-geben hat (s. a. Bild 4-19).

Abschnitt mit Schalbeton (Blöcke 7 bis 10):

Aufgrund des späten Einbaus der zweiten Lagewurde gerade bei den geschalten Varianten miteiner erhöhten Zwangbeanspruchung zwischender ersten und zweiten Lage gerechnet. Dadurchwären bei den unbewehrten Blöcken 7 und 8 Rissemit vergleichsweise großen Rissweiten nicht zuverhindern gewesen.

Im Abschnitt der geschalten zweiten Lage wurdeim Block 8 eine erwähnenswerte Feuchtstelle aufder Tunnelleibung festgestellt (Bild 4-26). Ursachehierfür ist ein Riss, der sich quer zur Tunnelachseentwickelte. Seine Ausrichtung lässt auf dieZwangbeanspruchung zwischen den beiden Lagenschließen. Je nach den Witterungsverhältnissenkonnte eine Zunahme oder Abnahme der Feucht-stelle beobachtet werden, die sich zum Teil bis aufdie Fahrbahn ausweitete. Von einem dauerhaftenVersintern des Risses ist nicht auszugehen.

Positiv zeigte sich allerdings der Block 7, der diegleiche Konstruktionsvariante wie Block 8 auf-weist. Hier wurden während des Beobachtungs-zeitraumes keine nennenswerten Feuchtstellen aufder Tunnelleibung festgestellt.

Die Blöcke 9 und 10 zeigten das beste Dichtheits-verhalten der Versuchsstrecke. Hier waren wäh-

rend des Beobachtungszeitraumes keine Feucht-stellen auf der Tunnelleibung feststellbar. Lediglichdie Stellen der Bohrkernentnahme wiesen nachderen Verschluss Feuchtstellen auf. Sie sind aller-dings für eine Beurteilung des Dichtheitsverhaltensirrelevant. Sie zeigen im Gegenteil, dass in diesemAbschnitt der Versuchsstrecke Bergwasser an-steht.

In der Tabelle 4-2 ist der Umfang der auf den Lei-bungen jeweils beobachteten Feuchtstellen ge-genübergestellt worden. Der Umfang lässt sich indrei Kategorien einordnen: keine, geringe sowiemäßige Feuchtstellen. Die Bandbreite zwischenzwei Kategorien liegt in den jahreszeitlichenSchwankungen der Feuchtstellen begründet. Deut-lich wird, dass bei den endgültigen Spritzbeton-konstruktionen die Blöcke 1 bis 4 die geringstenFeuchtstellen aufweisen, so dass von einem posi-tiven Einfluss der Stahlfaserbewehrung in der zwei-

30

Bild 4-25: Risse und Feuchtstellen im Bereich Block 5 (2. LageSpritzbeton, mattenbewehrt)

Bild 4-26: Feuchtstellen im Bereich Block 8 (2. Lage Schalbe-ton, unbewehrt)

Bild 4-27: Bereich Blöcke 9 und 10 (2. Lage Schalbeton, stahl-faserbewehrt)

ten Lage auf das Dichtheitsverhalten gegenübereiner Mattenbewehrung (Blöcke 5 und 6) gespro-chen werden kann. Die unterschiedliche Beweh-rungsart in der ersten Lage der Blöcke 1 und 2(Stahlfasern) sowie der Blöcke 3 und 4 (Matten)wirkte sich dagegen auf das Dichtheitsverhaltennicht aus. Zwar lässt sich der Umfang der Feucht-stellen der Blöcke 7 und 8 mit demjenigen derBlöcke 5 und 6 nicht vergleichen, allerdings zeigtendie Beobachtungen der Feuchtstelle im Block 8,dass hier dauerhaft kein Versintern der Feuchtstel-le zu erwarten ist, so dass der Umfang bei mäßigeingestuft wird, während sich die Variante in denBlöcken 5 und 6 von gering bis mäßig einordnenlässt. Bei den Blöcken 9 bis 10 waren während desBeobachtungszeitraumes keine Feuchtstellen,Risse oder Sinterstellen auf der Tunnelleibung fest-zustellen.

4.5 Schlussfolgerungen

Die Untersuchungsergebnisse im Rahmen der ein-schaligen Versuchsstrecke lassen Schlussfolge-rungen zur Ausführung, Tragfähigkeit und Ge-brauchstauglichkeit einschaliger Spritzbetonkon-struktionen zu. Zusätzlich lassen sich Vergleiche zuden einschaligen Varianten mit einer geschaltenzweiten Lage ziehen.

4.5.1 Ausführung

Die von der zweischaligen Regelbauweise beimEinbau der ersten Spritzbetonlage abweichendenAusführungen betreffen den Einbau der Dränstrei-fen sowie den Einbau des Stahlfaser-Spritzbetons.Bei einer zukünftigen Ausführung sollte Folgendesberücksichtigt werden:

· Beim Ausbruch in Teilen sollte der Einbau vonDränstreifen, wie auch beim Vortrieb der Haupt-röhren gehandhabt, nicht planmäßig, sondernausschließlich bei konzentrierten Wasserzutrit-ten vorgesehen werden. Über den Einbau solltedirekt vor Ort entschieden werden. Beim Verle-gen und Einspritzen der quer und längs laufen-den Noppenbahnstreifen ist auf eine hohe Aus-führungsqualität zu achten. Im Bereich derBlöcke 5 und 8 wurden im ÜbergangsbereichGewölbe/Sohle Feuchtstellen beobachtet, diezwar für eine Beurteilung der verschiedenenAusführungsvarianten irrelevant sind, dennochauf Ausführungsschwierigkeiten beim Einbauder Noppenbahnstreifen zurückgeführt werden.

· Die beim Einmischen der Stahlfasern aufgetre-tenen Probleme werden durch den unerprobtenEinsatz von Stahlfaser-Spritzbeton beim Baudes Rennsteigtunnels begründet, da Stahlfaser-Spritzbeton ausschließlich im Bereich der Ver-suchsstrecke zum Einsatz kam. Im Zuge einesplanmäßigen Einsatzes wird die Stahlfaserzuga-be im Spritzbeton als problemlos erachtet.

Vor Einbau der zweiten Lage ist die erste Spritzbe-tonlage von losen Partikeln zu säubern und vor-zunässen. Diese Maßnahme sollte nicht unter-schätzt werden, da die Verbundwirkung ausschließ-lich über die Verzahnung der zweiten mit der erstenLage gewährleistet sein muss. Bei nicht idealenVoraussetzungen, die eine lange Zeitspanne biszum Einbau der zweiten Lage verursachen könnenund somit eine Verschmutzung der ersten Lagedurch den laufenden Baubetrieb bewirken, ist die-ser Maßnahme besondere Beachtung zu schenken.

4.5.2 Tragfähigkeit

Die Spritzbetonschale erfährt die maximalen plan-mäßigen Beanspruchungen im Anfangsstadium, d. h. direkt nach Einbau des Spritzbetons. DieseBelastungsphase erstreckt sich über einen Zeit-raum von ca. 2 bis 3 Tagen. Danach verlaufen dieStauchungs- bzw. Dehnungsbeanspruchungengleich bleibend auf niedrigerem Niveau weiter. DieBeanspruchungen aus der Hydratationswärmeent-wicklung konzentriert sich auf die ersten 10 Tagenach Sicherungseinbau.

Unregelmäßigkeiten im Bauablauf, wie z. B. Vor-triebsunterbrechungen, können zu unplanmäßigenBeanspruchungen der Spritzbetonschale führen.Diese bewirken Lastumlagerungen in der Schaleund können die für das Anfangsstadium planmäßig

31

Tab. 4-2: Umfang der Feuchtstellen auf der Tunnelleibung

Bl.-Nr. 1. Lage 2. Lage Feuchtstellen

1 Spb. (Stf) Spb. (Stf) keine bis gering

2 Spb. (Stf.) Spb. (Stf) keine bis gering

3 Spb. (M) Spb. (Stf) keine bis gering

4 Spb. (M) Spb. (Stf) keine bis gering

5 Spb. (M) Spb. (M) gering bis mäßig

6 Spb. (M) Spb. (M) gering bis mäßig

7 Spb. (M) Schalb. (o.B.) mäßig

8 Spb. (M) Schalb. (o.B.) mäßig

9 Spb. (M) Schalb. (Stf) keine

10 Spb. (M) Schalb. (Stf) keine

Spb. = Spritzbeton, Schalb. = Schalbeton,Stf = Stahlfaserbewehrung, M = Mattenbewehrung, o.B. = ohne Bewehrung

errechneten Beanspruchungen noch übersteigen,was bei Wiederbeginn des Vortriebs zu einem er-höhten Verbruchrisiko sowie je nach Einbauzeit-punkt der zweiten Lage zu unerwarteten Zwangbe-anspruchungen führen kann.

4.5.3 Gebrauchstauglichkeit

Der Dichtheitszustand nach Einbau der erstenSpritzbetonlage zeigt deutlich, dass die Gebrauchs-tauglichkeit durch den Einbau ausschließlich einerSpritzbetonlage nicht gewährleistet werden kann.Unter den am Zuluftstollen Kehltal herrschendenhydrologischen Bedingungen wurden trotz einessorgfältigen Einbaus der ersten SpritzbetonlageUndichtigkeiten beobachtet. Mit fortdauernder Ab-leitung des Bergwassers und damit vollständigerAbsenkung des Grundwasserspiegels wurde zwareine Abnahme der Feuchtstellen im Gewölbebe-reich festgestellt, allerdings kann aufgrund der di-rekten Durchsickerungsmöglichkeit des Oberflä-chenwassers eine vollständige Abnahme derFeuchtstellen auf der Spritzbetonleibung der erstenLage ausgeschlossen werden. Die dauerhafte Ab-dichtung muss daher mit dem Einbau einer zweitenLage erzielt werden.

4.5.3.1 Erreichbare Dichtheitsklasse im Endzu-stand

Die visuellen Beobachtungen haben gezeigt, dasseine vollständig trockene Innenschalenleibung beiden in der Versuchsstrecke vorliegenden hydrologi-schen Bedingungen für sämtliche Spritzbeton-Kon-struktionsvarianten im Endzustand nicht erreichtwerden konnte. Allerdings konnte auch gezeigt wer-den, dass keine Konstruktionsvariante vollständigversagt hat und für einen zukünftigen Einsatz alsvöllig ungeeignet erscheint. Das Dichtheitsverhaltender Variante 4 im Bereich der Blöcke 7 und 8 führtejedoch im Hinblick auf eine zukünftige Einsatzemp-fehlung zu eher unbefriedigenden Ergebnissen.

Die für die in die Versuchsstrecke eingebautenSpritzbeton-Konstruktionsvarianten mit Stahlfaser-bewehrung zu erreichende Dichtheit lässt sich nachZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 1, Tabelle 5.1.1, in dieKlasse 3, kapillare Durchfeuchtung, einordnen.Dabei muss die Leibung des Ausbaus so dicht sein,dass an den Innenseiten nur vereinzelt und örtlichbegrenzt handfeuchte Stellen auftreten. Als hand-feuchte Stellen sind solche anzusehen, an denenzwar eine Durchfeuchtung der Leibung zu erkennenist und aufgelegtes Lösch- oder Zeitungspapier sich

infolge Feuchtigkeitszunahme verfärbt, aber keinTropfwasser austritt. Für die Spritzbetonkonstruktio-nen mit Mattenbewehrung ist die Dichtheitsklasse 3daher nur bedingt, unter Beachtung einer hohenAusführungsqualität erreichbar. Insgesamt lassensich die für die Regelbauweise geforderte Dicht-heitsklasse 1, vollständig trocken, sowie bei einerAusbildung der Innenschale als wasserundurchläs-sige Betonkonstruktion (WUB-KO) mindestens ge-forderte Dichtheitsklasse 2, weitgehend trocken, imEndzustand ohne weitere Zusatzmaßnahmen mitden reinen Spritzbetonkonstruktionen nicht errei-chen.

Bei den geschalten Varianten zeigte die Variante miteiner stahlfaserbewehrten zweiten Lage die bestenErgebnisse, auch im Vergleich zu den endgültigenSpritzbetonkonstruktionen. Unter Beachtung einerhohen Ausführungsqualität lässt sich mit dieserKonstruktionsvariante die Dichtheitsklasse 2 nachTeil 5 der ZTV-ING erreichen. Die Variante mit einerunbewehrten zweiten Lage lässt sich dagegen auf-grund der unbefriedigenden Ergebnisse in die Dicht-heitsklassifizierung der ZTV-ING nicht einordnen.

4.5.3.2 Verbesserungspotenzial

Die geologischen Randbedingungen im Bereichder Versuchsstrecke hatten den Einbau von Gitter-trägern in der ersten Spritzbetonlage über die ge-samte Länge der Versuchsstrecke, d. h. auch imBereich der Blöcke 1 und 2, zur Folge. Der aus-schließliche Einbau einer Stahlfaserbewehrungunter Wegfall der Gitterträger in der ersten Lageließe hier ein verbessertes Dichtheitsverhalten derSpritzbetonschale erwarten. Hierbei muss aller-dings berücksichtigt werden, dass ein Wegfall derGitterträger nur bei sehr guten geologischen Rand-bedingungen möglich werden kann.

Weitere Forschungen finden zur Zeit internationalauf dem Gebiet spritzbarer Abdichtungssystemestatt. Hierbei muss allerdings die Zielsetzung, diemit dem Einsatz einschaliger Konstruktionen ver-bunden wurde, nämlich wirtschaftliche Vorteile ge-genüber der Regelbauweise zu erhalten, generell inFrage gestellt werden.

5 2-schalige Ausführungen

Im Zuge der Herstellung der Innenschale desRennsteigtunnels (BAB A71) wurde seitens derausführenden ARGE dem Bauherrn der Antrag un-terbreitet, die Kalottenbereiche der zwei Lüfterka-

32

vernen (s. Bild 5-1) sowie die sich anschließendentrompetenförmigen Aufweitungsbereiche in einer2-schaligen Spritzbetonkonstruktion auszuführen.Die Hauptursache dieses Vorschlages lag darin,den hohen Schalungsaufwand in diesen geome-trisch komplizierten Bereichen zu vermeiden.

5.1 Konstruktion

Die konstruktive Auslegung beruht im Wesentli-chen auf den Erfahrungswerten, die vom Bau desFluchtstollens im Fernthaltunnel (NBS Köln-Rhein/Main, s. Kapitel 2.2.2.1) vorlagen. Die Zustimmungdes Bauherrn zur Abweichung von der vertraglichvereinbarten geschalten Regelbauweise erfolgteallerdings nur unter Erfüllung zusätzlicher Auflagen.Qualitätseinbußen gegenüber der Regelbauweisedurften nicht auftreten. Die Gleichwertigkeit derAusführung gegenüber der Vertragsvariante muss-te zweifelsfrei gegeben sein. Aufgrund der geradeim Bereich der Lüfterkavernen auftretenden stati-schen Beanspruchungen wurde beschlossen,einen der beiden Zuluftstollen des Rennsteigtun-nels, den Zuluftstollen Floßgraben, als „Einarbei-

tungsstrecke“ zu nutzen. Erst nach erfolgreicherAusführung dieser Strecke wurde die Entscheidungzugunsten einer 2-schaligen Spritzbetonkonstruk-tion in den Kavernenbereichen der Lüfterkavernengefällt.

5.1.1 Herstellung im Bereich der Zuluftstollen

Der Aufbau der 2-schaligen Spritzbetonkonstruk-tion ist in Bild 5-2 dargestellt. Zur Reduzierung derProfilungenauigkeiten wurde auf die Spritzbeton-Außenschale ein Isolierträger in 0/5er Körnung auf-gebracht. Auf den Isolierträger wurde wie bei derRegelbauweise ein Schutz- und Dränagevlies (500g/m2) angeordnet und anschließend die KDB auf-geschweißt. Nach dem Verschweißen der KDB-Bahnen wurde blockweise eine Stirnabschalunggestellt, d. h., wie bei der Regelbauweise erfolgteine Trennung der einzelnen Blöcke. Die Bewäh-rung der Innenschale besteht aus einer äußerenMattenlage, Pantex-3-Gurt-PS-Trägern und einerinneren Mattenlage aus zwei Mattenlagen. Die 3-Gurt-Träger wurden so eingebaut, dass sich diezwei schwächeren Stäbe bergseitig, der einzelnestärkere Stab luftseitig befindet. Nach Aufbau der

33

Bild 5-1: Positionierung der 2-schaligen Spritzbetonkonstruktion im Kalottenbereich der Lüfterkavernen des Rennsteigtunnels

Gitterträger und der äußeren Mattenlage wurdezunächst der Bankettbeton befeuchtet und wiebeim Fluchtstollen des Fernthaltunnels ein dünnesBett (ca. 5 cm) aus dem angelieferten Spritzbetonaufgebracht. Anschließend wurde bis zur Innen-kante des Gitterträgers der Spritzbeton in einemWinkel von 45° auf ganzer Blocklänge aufgespritzt.Dadurch sollte anfallender Rückprall beim Spritzendes Gewölbes über diese Spritzbetonfläche ausdem zu betonierenden Bereich herausrollen.Anschließend wurde der Spritzbeton in zwei Lagenjeweils zwischen den Gitterträgern nach einer defi-nierten Spritzreihenfolge aufgebracht (Bild 5-2, 1. und 2. Lage Spritzbeton). Nach Entfernen des anden Gitterträgern anhaftenden Spritzbetons erfolg-te der Einbau der inneren Bewehrungslagen undder Einbau der dritten Spritzbetonlage mit einer0/5er Körnung. Die Herstellung der 2-schaligenSpritzbetonkonstruktion in den Kavernenbereichender Lüfterkavernen erfolgte in der entsprechendenVorgehensweise.

5.1.2 Zusatzmaßnahmen

Die Entscheidung zur Anwendung der 2-schaligenSpritzbetonkonstruktion war an bestimmte Zusatz-maßnahmen gekoppelt, die zwischen Auftragge-ber, dem Prüfer und der ausführenden ARGE ver-einbart wurden. Zur Festlegung der Zusatzmaß-nahmen wurden die möglichen Fehlerquellen desVerfahrens erfasst und bewertet. Im Einzelnenwaren dies

- die Bildung von Hohlräumen zwischen KDB undGebirge,

- die Bildung von Hohlräumen zwischen KDB unddem Innenschalen-Spritzbeton,

- Spritzschatten bzw. Hohlräume innerhalb derSpritzbetonschale,

- unzureichender Haftverbund zwischen Spritz-beton und Bewehrung und damit unzureichen-der Korrosionsschutz der Bewehrung,

- Trennflächen zwischen den einzelnen Spritzbe-tonlagen bzw. Fehlstellen in den Arbeitsfugen.

Um diesen potenziellen Fehlerquellen entgegenzu-treten, wurden nachfolgende Zusatzmaßnahmenbeschlossen:

- glatte, möglichst faltenfreie Verlegung der KDBdurch Verdichtung der Rondellenanzahl; mitHilfe von Abstandhaltern sollten die verbleiben-den, unvermeidbaren Ausbeulungen der KDB inder Umgebung der Schweißnähte in der Weisefixiert werden, dass weder eine Federung derKDB noch deren Verlagerung befürchtet werdenmusste,

- steife und vibrationsarme Befestigung der Be-wehrung,

- Herstellung eines hohlraumfreien, dichten Be-tongefüges, u. a. durch Reduzierung der Stab-durchmesser der Bewehrung im Kavernenbe-reich auf max. 20 mm, kein Spritzen durch meh-rere Bewehrungslagen, Planung ausreichendgroßer Stababstände der Bewehrung,

- nachträgliche First-/Ringspaltverpressung zwi-schen KDB und Spritzbeton-Innenschale überVerpressschläuche, die radial die Innenschaledurchdringen und an der KDB befestigt werden(Verpressdruck zwischen 2 bis max. 3 bar);dabei ist ein Eindringen von Suspension in dieDränagekörper zu unterbinden,

34

Bild 5-2: Schalenaufbau der 2-schaligen Spritzbetonkonstruktion

- Gewährleistung einer Betonfestigkeit der Spritz-beton-Innenschale entsprechend der Festigkeiteiner Ortbeton-Innenschale (B 35),

- Nachbehandlung des Spritzbetons über Ab-schottung einzelner Bereiche.

Aufgrund der Erfahrungen vom Fluchtstollen desFernthal-Tunnels wurde auf ein zusätzliches Anbrin-gen eines Geogitters auf der KDB verzichtet. EineVerpressung zwischen der Spritzbeton-Außenscha-le und der KDB war nicht vorgesehen, da hierdurchdie Dränwirkung des Vlieses, der lokalen Uneben-heiten und der Räume hinter unvermeidbaren Fal-ten der KDB verloren gegangen wäre [15].

Zur Prüfung der Ausführung der Zusatzmaßnah-men waren nachfolgende Ergänzungen erforder-lich:

- Darstellung der Rezepturen und Auswertungder Eignungsprüfungen der zum Einsatz kom-menden Spritzbetonsorte,

- Durchführung und Auswertung von Güte- undErhärtungsprüfungen, ergänzt durch Kernboh-rungen aus dem Bauwerk,

- Durchführung von Kernbohrungen zur Erkun-dung möglicher Hohlräume,

- Darstellung der Spritzabläufe in den Aus-führungszeichnungen,

- Detailangaben zur Ausführung der Block- undArbeitsfugen,

- Anordnung der Injektionsschläuche in den Aus-führungszeichnungen mit Vorgaben zur plan-mäßigen Verpressung (Mischung, Verpress-druck, etc.),

- Darstellung des Nachbehandlungskonzeptesfür den Spritzbeton.

5.2 Erfahrungen

Durch die Begleitung der Planungen und Aus-führungen der 2-schaligen Spritzbetonkonstruktionam Rennsteig-Tunnel sollten Erfahrungen zur Aus-führbarkeit, Dichtheit und Wirtschaftlichkeit ge-wonnen werden.

5.2.1 Ausführbarkeit

Die gewonnenen Erfahrungen zeigen, dass der Er-folg einer qualitativ gleichwertigen Ausführung zurgeschalten Regelbauweise wesentlich vom Spritz-

verfahren sowie der verwendeten Spritzbeton-Re-zeptur abhängt.

Dies wurde zu Beginn der zu spritzenden Innen-schale im Zuluftstollen Floßgraben deutlich. Ver-schiedene Erprobungen mit unterschiedlichen Re-zepturen und Auftragungstechniken führten an-fangs zu eher unbefriedigenden Ergebnissen. Auf-grund der Festigkeitsanforderungen sollte zur Er-starrungsbeschleunigung ursprünglich ein alkali-freier Beschleuniger zum Einsatz kommen. Die al-kalifreie Beschleunigung verursachte allerdings einzu schnelles Erstarren und Anhaften an der Be-wehrung. Dadurch war eine nachträgliche Verfor-mung und Verschiebung des frischen Betonsschon nach wenigen Sekunden nicht mehr mög-lich. Ein weiterer Betoneintrag hinter die Beweh-rung gestaltete sich als schwierig durchführbar. Im

35

Bild 5-3: 2-schalige Spritzbetonkonstruktion im Zuluftstollen desRennsteigtunnels (BAB A71)

Bild 5-4: Übergang Schalbeton/Spritzbeton-Innenschale im Ka-lottenbereich der Lüfterkavernen

Zuge der „Erprobungsstrecke“ konnten jedocheine optimierte Rezeptur sowie Auftragungstechnikgefunden werden. Zur Erstarrungsbeschleunigunggriff man dabei auf den alkaliarmen Beschleunigerzurück, der bereits in Zuge der Spritzbeton-Außen-schalen der Hauptröhren zum Einsatz kam. Die ge-forderte Festigkeit konnte nachgewiesen werden.

Um ein möglichst monolithisches Bauwerk zu er-halten, sollte ein anisotropes Festigkeitsverhaltenvermieden werden. In diesem Sinne sollten die ge-spritzten Innenschalen im Rennsteig-Tunnel soweit wie möglich „frisch in frisch“ hergestellt wer-den. Durch das kontinuierliche Spritzen wurde er-reicht, dass zumindest bis zur Unterbrechung fürden Einbau der inneren Bewehrungslage keine La-genstruktur, wie sie häufig bei den beim Vortriebeingebrachten Spritzbeton-Außenschalen zu be-obachten ist, entstehen kann. Um auch die innere,nach der Bewehrungsergänzung aufgebrachte Be-tonschicht fest mit der übrigen Schale zu verbin-den, zeigten die Maßnahmen wie

- Abschluss der ersten Spritzbetonlage mit einerbewusst unebenen Oberfläche, die eine best-mögliche Verzahnung ermöglicht,

- Vornässen der „alten“ Spritzbetonoberfläche imBedarfsfall sowie

- Fertigstellung des Gewölbes noch am Tag desBetonierbeginns

positive Ergebnisse.

Die Verwendung der Gitterbögen zur Verbindungbeider Lagen war nicht beabsichtigt. Spritzversu-che zeigten, dass das vollständige Einspritzen derGitterbögen in der ersten Lage eine bestmöglicheBetonqualität im Bogenbereich liefert. Ein teilwei-ses Einspritzen mit Schutz der Innengurtstäbehatte sich als kontraproduktiv erwiesen. Die Maß-nahme war sehr zeitaufwändig und lieferte einenörtlich schlecht verdichteten und übermäßig rauenSpritzbeton, der keine vollwertige Verbindung mitder nächsten Lage mehr ermöglicht. In der endgül-tigen als optimal erprobten Version wurde der In-nengurt des Gitterträgers nach dem Spritzen derersten Lage sofort mit Kratzwerkzeugen gereinigt.Die innere Bewehrung wurde mit Hilfe eingespritz-ter Rödeldrähte befestigt.

Im Kavernenbereich der Luftaustauschzentralenmusste das Spritzbetongewölbe auf den bereitsvorhandenen unteren Teil der Auskleidung gesetztwerden, der in Schalbeton hergestellt wurde. Dabei

war eine einwandfreie Verbundwirkung zu gewähr-leisten.

Als optimale Regellösung, hat sich wie bei den ein-schaligen Spritzbeton-Konstruktionen für die An-schlussausführung folgende Vorgehensweise be-währt:

- Vornässen des „alten“ Betons,

- händisches Aufbringen einer ca. 2 cm dickenSchicht des zum Spritzen angelieferten Betonsohne BE-Mittel.

Das Einspritzen von Rückprall konnte im Gewölbe-bereich durch konsequentes Spritzen in horizonta-len Lagen von unten nach oben verhindert werden.Wichtig dabei war eine sofortige und im weiterenVerlauf regelmäßige Entfernung des Rückpralls vonder Arbeitsfuge vor der planmäßig gespritzten er-sten Lage.

5.2.2 Dichtheit

Hinsichtlich des Dichtheitsverhaltens war entspre-chend der Regelbauweise die Klasse 1 nach derTabelle 5.1.1 des Teils 5, Abschnitt 1 der ZTV-INGeinzuhalten. Im Rahmen der Untersuchungenwaren keine Undichtigkeiten zu beobachten. Hier-bei ist zu erwähnen, dass aufgrund der dräniertenAusführung des Rennsteigtunnels entgegen denAusführungen am Fernthal-Tunnel kein Wasser-druck auf die Tunnelkonstruktion im Endzustand zuberücksichtigen war.

5.2.3 Wirtschaftlichkeit

Die wirtschaftlichen Vorteile einer zweischaligenSpritzbetonkonstruktion gegenüber der Regelbau-weise lassen sich nur objektspezifisch quantifizie-ren. Hierzu muss bedacht werden, dass zwar derhohe Schalungsaufwand durch den Einsatz vonSpritzbeton vermieden wird und somit ein gewis-ses Einsparungspotenzial erreicht werden kann, al-lerdings Aspekte wie

- Zusatzmaßnahmen (s. Kapitel 5.1.2),

- Erfordernis einer „Einarbeitungsstrecke“ sowie

- die Einflüsse auf den Baubetrieb, die sich gera-de in den arbeitsintensiven Kavernenbereichenam Rennsteigtunnel deutlich gemacht haben,

im Rahmen einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtungnicht unberücksichtigt bleiben dürfen.

36

5.3 Schlussfolgerungen

Die Beobachtungen während der Ausführung undnach deren Beendigung zeigen, dass bei einer ent-sprechenden Konzipierung und kontrollierten Aus-führung durch qualifiziertes Personal die Herstel-lung einer tragfähigen und dauerhaften Tunnelaus-kleidung auch mit Spritzbeton möglich ist.

6 Zusammenfassung und Emp-fehlungen

Die in den letzten Jahren erzielten Fortschritte aufdem Gebiet der Spritzbetonverfahrenstechniksowie -materialtechnologie haben im Straßentun-nelbau zu der Überlegung geführt, Spritzbeton-konstruktionen nicht nur zur vorübergehenden Si-cherung, sondern als endgültige Konstruktionen zunutzen.

Dabei lassen sich im bergmännischen Tunnelbauprinzipiell zwei Anwendungsfälle unterscheiden:

- einschalige Spritzbetonkonstruktionen, dabeisoll die Spritzbeton-Außenschale im Verbundmit einer zweiten Spritzbetonlage die endgültigeKonstruktion darstellen, d. h., entgegen derzweischaligen Regelbauweise muss die Außen-schale auch rechnerisch Tragfunktionen über-nehmen, oder

- zweischalige Spritzbetonkonstruktionen, an-stelle einer Ortbeton-Innenschale wird eineSpritzbeton-Innenschale eingebaut.

Die Einsatzbereiche und -grenzen der beiden An-wendungsfälle sind für den Straßentunnelbau je-doch weitestgehend unklar. Inzwischen existierenzwar einige Anwendungen, wissenschaftlich abge-sicherte Erkenntnisse und Erfahrungen zu den Ein-satzbereichen, aber auch -grenzen dieser Konstruk-tionen liegen allerdings bislang nicht vor. Ziel desForschungsprojektes war es daher, diese Erkennt-nisse zu erarbeiten, um daraus Empfehlungen zuden Einsatzbereichen endgültiger Spritzbetonkons-truktionen ableiten zu können. Das Hauptaugen-merk bei der 1-schaligen Bauweise lag in demDichtheitsverhalten der Konstruktionen im Hinblickauf einen dauerhaften Einsatz im Straßentunnel-bau. Beim Einsatz als Spritzbeton-Innenschalestand primär die Ausführungsqualität im Vergleichzur Ortbeton-Innenschale im Vordergrund.

Der bisherige Kenntnisstand zeigt, dass die für denStraßentunnelbau maßgebende ZTV-ING, Teil 5, als

Regelbauweise die 2-schalige Bauweise vorsieht.Dabei wird eine strikte Trennung der Außen- vonder Innenschale gefordert. Anforderungen, die beieinem Einsatz 1-schaliger Spritzbetonkonstruktio-nen zu berücksichtigen sind, müssen daher zurZeit noch objektspezifisch im Rahmen der Leis-tungsbeschreibung geregelt werden.

Für den Einsatz einer Spritzbeton-Innenschale wer-den bislang in den ZTV-ING, Teil 5, ebenfalls keineAnforderungen definiert, die Möglichkeit eines Ein-satzes wird allerdings auch nicht explizit ausge-schlossen. Für die maßgebende Vorschrift derDeutschen Bahn AG, die Rili 853, gilt Entsprechen-des, allerdings werden hier etwas konkretere Vor-gaben für einen endgültigen Ausbau mit Spritzbe-ton gegeben.

Eine Analyse von bislang ausgeführten Bauwerkenzur 1-schaligen Bauweise ergab, dass in Deutsch-land die meisten Anwendungen im U-Bahn- undStadtbahnbau zu finden sind. Die Erfahrungen zumDichtheitsverhalten fielen zum Teil sehr unter-schiedlich aus. Eine wesentliche Erkenntnis war,dass Undichtigkeiten im Regelfall auf Spritzschat-tenbildungen im Bereich der Gitterträger zurückge-führt werden konnten. Die gravierendsten Mängellagen dort vor, wo die Gitterträger als Verbundsi-cherung zwischen der ersten und zweiten Lagefungierten. Durchaus positive Erfahrungen mit end-gültigen Spritzbetonkonstruktionen konnten nachmehr als zehn Jahren beim Baulos 2312 in Biele-feld gewonnen werden. Aufgrund der Quer-schnittsformen und -größen war eine Übertragungder Erfahrungen aus dem U-Bahnbau auf denStraßentunnelbau nicht ohne weiteres möglich. Zu-sätzlich kam hinzu, dass im U-Bahnbau entgegendem Straßentunnelbau im Regelfall keine Entwäs-serung vorgesehen ist und somit drückendesGrundwasser die durchaus positiven Ergebnissenoch verfälschte.

In Zusammenarbeit mit dem Bundesministeriumfür Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW),der Deutschen Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (DEGES) wurde daher beschlossen, imZuge der Ausführung des Rennsteigtunnels eine 1-schalige Versuchsstrecke auszuführen, in der ver-schiedene Varianten hinsichtlich ihres Trag- undDichtheitsverhaltens untersucht wurden. Dazuwaren neben den hydrogeologischen auch diestraßentunnelspezifischen Randbedingungen auf-zustellen, welche die Konzeption einer 1-schaligen,aber auch 2-schaligen Spritzbetonkonstruktion be-einflussen. Es wurde deutlich, dass gerade im Stra-

37

ßentunnelbau die Oberflächengestaltung der Tun-nelwände hohen Einfluss auf die Konzeption ein-schaliger Konstruktionen sowie deren Einsatzbe-reiche ausübt. In Abstimmung mit dem BMVBWund der DEGES wurden insgesamt fünf unter-schiedliche 1-schalige Varianten entwickelt. Davonwaren drei Varianten reine Spritzbetonkonstruktio-nen, bei zwei Varianten wurde die zweite Lage mitSchalbeton (unbewehrt und stahlfaserbewehrt) imVerbund mit der ersten Lage hergestellt. Damitwaren ausreichende Vergleichsmöglichkeiten ge-geben. Die Versuchsstrecke wurde in einem derbeiden Zuluftstollen des Rennsteigtunnels (Zuluft-stollen Kehltal) ausgeführt. Die Ausführung erfolgtein enger Abstimmung zwischen der DEGES, demPrüfer, der ausführenden Arbeitsgemeinschaft, derBauüberwachung und der BASt. Im Zuge der Aus-führung der ersten Spritzbetonlage wurden zweiMessquerschnitte eingebaut, die mit Dehnungs-und Temperaturgebern bestückt waren. Durch dieMessungen, die kontinuierlich während des Vortrie-bes und nach dessen Beendigung stattfanden,sollte der theoretisch optimale Zeitpunkt zum Ein-bau der zweiten Lage bestimmt werden. Dabeiwurden die Stauchungs- bzw. Dehnungsbewegun-gen in der ersten Lage sowie die Hydratationswär-meentwicklungen erfasst und ausgewertet. Eszeigte sich, dass ca. 10 Tage nach Einbau der ers-ten Spritzbetonlage die Bewegungen sowie Tem-peraturdifferenzen zwischen Beton-/Lufttempera-tur im Regelfall weitestgehend abgeklungen sind.

Neben den messtechnischen Untersuchungenwurden zusätzlich visuelle Untersuchungen durch-geführt. Diese konzentrierten sich auf die Aus-führung und das Dichtheitsverhalten der verschie-denen Konstruktionen. Durch die regelmäßige Be-gleitung der Ausführungsarbeiten konnten Empfeh-lungen abgeleitet werden, die zukünftig bei einemEinsatz 1-schaliger Konstruktionen im Hinblick aufeine optimierte Ausführungsqualität beachtet wer-den sollten. Dabei zeigte sich, dass neben allenkonstruktiven Belangen ein besonderes Augen-merk auf die Ausführungsqualität zu legen ist, diemaßgeblich durch die verfahrenstechnischenFähigkeiten (Düsenführung und Auftragungstech-nik) der ausführenden Mannschaft beeinflusst wird.

Die Untersuchungen zum Dichtheitsverhalten wur-den nach Einbau der 2. Lage in regelmäßigen Ab-ständen von ca. 3 Monaten durchgeführt. Es wurdedeutlich, dass die erforderliche Dichtheit durch denEinbau ausschließlich einer Spritzbetonlage nichtgewährleistet werden kann. Erst durch die zweite

Lage konnte eine vergleichbare Dichtheit zur zwei-schaligen Regelbauweise erreicht werden. Bemer-kenswert positive Ergebnisse lieferte dabei die Va-riante mit einer stahlfaserbewehrten geschaltenzweiten Lage. Hier waren während des gesamtenBeobachtungszeitraumes keine Feucht- oder Nass-stellen auf der Tunnelleibung zu beobachten. Ähn-lich positiv zeigte sich das Dichtheitsverhalten derendgültigen Spritzbetonkonstruktionen mit einerstahlfaserbewehrten zweiten Spritzbetonlage. Hierwurden nur wenige, unbedenkliche Feuchtstellenbeobachtet. Dagegen zeigte das Dichtheitsverhal-ten der Konstruktion mit einer geschalten zweitenLage ohne Bewehrung eher unbefriedigende Er-gebnisse. Aufgrund der Untersuchungen lassensich für die Konstruktionen mit Stahlfaserbeweh-rung die erreichbaren Dichtheiten in die Klassen 2bis 3 nach Tabelle 5.1.1 des Teils 5, Abschnitt 1,nach ZTV-ING einordnen. Bei den Spritzbetonkons-truktionen mit Mattenbewehrung lässt sich dieDichtheitsklasse 3 nur bedingt, unter Beachtungeiner hohen Ausführungsqualität, erreichen. Zu-sätzlich sollten günstige hydrologische Randbedin-gungen vorliegen.

Beim zweiten Anwendungsfall, die Ortbeton-Innen-schale der zweischaligen Bauweise als Spritzbe-tonkonstruktion auszuführen, zeigte die Rechercheder bislang ausgeführten Bauwerke, dass dieseKonstruktion bereits bei je einem Bahn- undStraßentunnel in Deutschland zum Einsatz kam.Die in jüngerer Zeit ausgeführte Konstruktion er-folgte beim Fernthal-Tunnel der NeubaustreckeKöln-Rhein-Main. Die hier gewonnenen Erfahrun-gen flossen direkt in die Planung und Ausführungder Spritzbetonkonstruktionen des Rennsteigtun-nels ein.

Die Entscheidung zur Anwendung der 2-schaligenSpritzbetonkonstruktion am Rennsteigtunnel waran bestimmte Zusatzmaßnahmen gekoppelt, diezwischen Auftraggeber, dem Prüfer und der aus-führenden ARGE vereinbart wurden. Zur Festle-gung der Zusatzmaßnahmen wurden die mögli-chen Fehlerquellen des Verfahrens einzeln erfasstund bewertet.

Die im Zuge der Ausführung gewonnenen Erfahrun-gen offenbaren, dass der Erfolg einer qualitativgleichwertigen Ausführung zur geschalten Regel-bauweise wesentlich vom Spritzverfahren sowie derverwendeten Spritzbeton-Rezeptur abhängt. Dabeiwurde deutlich, dass die Qualifikation der an derAusführung Beteiligten eine hohe Priorität erfordert

38

und unabhängig davon generell eine gewisse „Ein-arbeitungsstrecke“ vorgehalten werden sollte.

Die Dichtheit der Konstruktion kann als gleichwertigzur Regelbauweise eingestuft werden, vorbehaltlicheiner qualitativ hochwertigen Ausführung. Bei derFrage der Wirtschaftlichkeit ist nicht nur der einge-sparte Schalungsaufwand zu berücksichtigen. Dieerforderlichen Zusatzmaßnahmen im Vergleich zurRegelbauweise, das Erfordernis einer „Einarbei-tungsstrecke“ sowie die Einflüsse auf den Baube-trieb, die sich gerade in den arbeitsintensiven Ka-vernenbereichen deutlich machen, dürfen im Rah-men einer vergleichenden Kostenkalkulation nichtunberücksichtigt bleiben. Dennoch haben die Aus-führungen am Rennsteigtunnel gezeigt, dass diezweischaligen Spritzbetonkonstruktionen gerade inden schalungsaufwändigen Bereichen eine Alterna-tive zur zweischaligen Regelbauweise darstellen.

Anhand der Untersuchungsergebnisse lassen sichdie in der Tabelle 6-1 aufgeführten Einsatzbereicheendgültiger Spritzbetonkonstruktionen empfehlen.Zur Vermeidung von Spritzschatten sollte der Ein-satz einer Stahlfaserbewehrung anstelle einer Mat-tenbewehrung vorgesehen werden.

Aufgrund der durch die RABT 2003 gefordertenAbschottung der Querstollenbereiche findet in die-sen Bereichen im Regelbetrieb kein oder nur einsehr geringer Luftaustausch statt. Dadurch wird dieVerdunstung etwaiger Feuchtstellen auf der Tun-nelleibung erschwert, was zu einer hohen Luft-feuchtigkeit und ggf. zu einer Schädigung der be-triebstechnischen Anlagen führen kann. Der Ein-satz einschaliger Spritzbetonkonstruktionen wird indiesen Bereichen daher grundsätzlich nicht emp-fohlen.

Zusätzlich zu den Spritzbetonkonstruktionen sinddie Einsatzempfehlungen einschaliger Schalbeton-konstruktionen aufgeführt. Sie entsprechen imPrinzip denjenigen der einschaligen Spritzbeton-konstruktionen mit Stahlfaserbewehrung. Aller-dings wird deren Einsatz in den Querstollenberei-chen bedingt, aufgrund der positiven Versuchser-gebnisse, empfohlen. Hierbei sei betont, dass essich dabei ebenfalls um stahlfaserbewehrte Kon-struktionen handeln sollte.

Gerade im Hinblick auf den evtl. geplanten Neubauparalleler Fluchtstollen im Zuge von Nachrüstungs-maßnahmen oder bei neuen Projekten stehensomit mit den einschaligen Spritzbetonkonstruktio-nen wirtschaftliche und zweckdienliche Alternati-ven zur zweischaligen Regelbauweise zur Verfü-gung.

Zweischalige Spritzbetonkonstruktionen werdenfür sehr schalungsaufwändige Bereiche, d. h. Ka-vernen und Aufweitungsbereiche, aber auch Quer-stollen, die immer einen zusätzlichen Schalungs-aufwand erfordern, empfohlen. Die Empfehlungwird hier allerdings auf den für den laufenden Tun-nelbetrieb wenig relevanten Bereich oberhalb derZwischendecken eingeschränkt. Auch im Querstol-lenbereich, der wie beschrieben ähnlich wie dieHauptröhrenbereiche hohe Anforderungen an dasDichtheitsverhalten der Konstruktion aufweist, ste-hen mit dem Einsatz zweischaliger Spritzbeton-konstruktionen Alternativen zur Regelbauweise zurVerfügung.

Eine Empfehlung für einen Einsatz zweischaligerSpritzbetonkonstruktionen im Bereich der Haupt-röhren bzw. Ein- und Ausfahrbereiche oberhalb vonZwischendecken, d. h. außerhalb des Sichtfeldes

39

Tab. 6-1: Empfohlene Einsatzbereiche endgültiger Spritzbetonkonstruktionen

1-schalig 1-schalig 1-schalig 2-schalig(2. Lage Spritzbeton, (2. Lage Spritzbeton, (2. Lage Schalbeton, (2. Lage Spritzbeton,

mattenbewehrt) stahlfaserbewehrt) stahlfaserbewehrt) matten-/stahlfaser-bewährt)

Fluchtstollen (x) x x -

Zuluftstollen (x) x x -

Querstollen - - (x) x

Aufweitungsbereiche (oberhalb von Zwischendecken) - - - x

Kavernen (oberhalb von Zwischendecken) - - - x

Ein-/Ausfahrbereiche - - - -

Hauptröhren - - - -

x = empfehlenswert,(x) = bedingt empfehlenswert- = nicht empfehlenswert

des Tunnelnutzers, wird nach dem derzeitigenKenntnisstand und den Erfahrungen am Renn-steigtunnel zum jetzigen Zeitpunkt nicht gegeben,da sich hier ein wirtschaftlicher und qualitativerVorteil gegenüber der Regelbauweise derzeit nichterkennen lässt.

Literatur

[1] WESTHAUS, K.-H.; FLÖTTMANN, H.: Ein-schaliger Tunnel in Stahlfaserspritzbeton-bauweise – Erfahrungsbericht und Empfeh-lungen für weitere Ausführungen. Forschung+ Praxis, Heft 29, 1984

[2] KUTSCHER, F. W.: Anforderungen an dieOberflächen von Straßentunnelwänden.Bundesanstalt für Straßenwesen, BergischGladbach 12/ 1995

[3] HEIMBECHER, F.: Konzeption einer einscha-ligen Versuchsstrecke in einem Zuluftstollendes Rennsteigtunnels. Mitteilungen der Bun-desanstalt für Straßenwesen. Straße undAutobahn, 08/1999

[4] KIRSCHKE, D.: Stellungnahme zur probe-weisen Herstellung der Tunnelauskleidung inSpritzbeton. Unveröffentlicht, Ettlingen04/2001

[5] DIN-Fachbericht 100: Beton, Beuth-Verlag, 1. Auflage 2001

[6] SCHIKORA, K.; EIERLE, B.: Bemessung mitBeschränkung der Rissbreiten hinsichtlichder Wasserundurchlässigkeit von Tunnel-schalen. Vortrag anl. der DBV-Arbeitstagun-gen Tunnelschalen – Planung, Bemessungund Ausführung 1995, 1996

[7] GÖHRE, D.: Nassspritzbeton im Dichtstrom – Betontechnologische Einflussgrößen. Beton- und Stahlbetonbau, H. 8/1995, S. 201-204

[8] MAIDL, B.: Stahlfaserbeton. Verlag Ernstund Sohn, Berlin 1991

[9] WESTHAUS, K.-H.; FLÖTTMANN, H.: Ein-schaliger Tunnel in Stahlfaserspritzbeton-bauweise – Erfahrungsbericht und Empfeh-lungen für weitere Ausführungen. Forschung+ Praxis, Heft 29, 1984

[10] SCHMIDT-SCHLEICHER, H.; SCHULTZ, H.G.: Stadtbahntunnel in Verbundbauweise – Untersuchungen und Erfahrungen. Tunnel-bau-Taschenbuch 1988, S. 161-214

[11] KÜBLER, P. et al.: Einschalige Bauweisebeim Kehrtunnel Isenthal. Schweizer Bau-blatt Nr. 90, 10/94, S. 2-5

[12] BROGI, E.: Neuere Entwicklungen beimStadtbahnbau in Bielefeld. Beton 3/92

[13] BRUX, G.: Einschalige Tunnelbauweise mitStahlfaserspritzbeton im SicherheitstunnelMont Terri. Tunnel 2/93, S. 82-85

[14] FISCHNALLER, G.; WESTERMAYR, H.:Spritzbetoninnenschalen in Zusammenhangmit Kunststoff-Dichtungsbahnen bei derAusführung von Sonderquerschnitten amBeispiel des innerstädtischen Entlastungs-tunnels Bad Wildbad. Tagungsband zurSpritzbeton-Technologie 1999, Institut fürBaustofflehre und Materialprüfung der Uni-versität Innsbruck, 1999

[15] KIRSCHKE, D.: Stellungnahme zur probe-weisen Herstellung der Tunnelauskleidung in Spritzbeton. Unveröffentlicht, Ettlingen2001

[16] ZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 1: ZusätzlicheTechnische Vertragsbedingungen und Richt-linien für Ingenieurbauten, Teil 5: Tunnelbau,Abschnitt 1: Geschlossene Bauweise. Ver-kehrsblatt-Verlag, Ausgabe 01/2003

[17] Rili 853: Richtlinie 853 – Eisenbahntunnelplanen, bauen und instand halten. DB NetzAG, Ausgabe 06/2002

40

Schriftenreihe

Berichte der Bundesanstaltfür Straßenwesen

Unterreihe „Brücken- und Ingenieurbau“

B 1: Realkalisierung karbonatisierter Beton-randzoneH. Budnik, T. Laakkonen, A. Maaß, F. Großmann28 Seiten, 1993 vergriffen

B 2: Untersuchungen an Fertigteilbrücken BT 70/ BT 700H. Haser68 Seiten, 1993 kostenlos

B 3: Temperaturunterschiede an Betonbrücken H. Knabenschuh64 Seiten, 1993 vergriffen

B 4: Merkblatt zur Entnahme repräsentativerStrahlschuttproben MES-9316 Seiten, 1993 “ 9,00

B 5: Spezielle Probleme bei Brückenbauwerkenin den neuen BundesländernH. Haser, R. Kaschner44 Seiten, 1994 “ 11,50

B 6: Zur Berechnung von Platten mit schwacherQuerbewehrungR. Kaschner44 Seiten, 1995 “ 11,50

B 7: Erprobung von dichten lärmminderndenFahrbahnbelägen für BrückenS. Sczyslo56 Seiten, 1995 “ 12,50

B 8: Untersuchungen am Brückenbelag einerorthotropen FahrbahnplatteJ. Krieger, E. Rath140 Seiten, 1995 “ 17,50

B 9: Anwendung von zerstörungsfreien Prüfme-thoden bei BetonbrückenJ. Krieger60 Seiten, 1995 “ 13,00

B 10: Langzeituntersuchungen von Hydropho-bierungsmittelnA. Maaß, B. Krieger60 Seiten, 1995 “ 12,50

B 11: Fahrbahnbeläge auf Sohlen von Trogbau-werkenR. Wruck44 Seiten, 1996 “ 12,00

B 12: Temperaturmessungen bei der Verbreite-rung der Rodenkirchener BrückeW. Goebel96 Seiten, 1996 “ 15,30

B 13: Strukturanalyse von BetonEntwicklung eines Verpreßverfahrens mit floures-zierendem HarzH.-P. Gatz, P. Gusia28 Seiten, 1996 “ 11,00

B 14: Verhalten von Fahrbahnübergängen ausAsphalt infolge HorziontallastenJ. Krieger, E. Rath112 Seiten, 1997 “ 16,00

B 15: Temperaturbeanspruchung im Beton undBetonersatz beim Einbau von AbdichtungenF. Großmann, J. Budnik, A. Maaß88 Seiten, 1997 “ 14,50

B 16: Seilverfüllmittel - Mechanische Randbedin-gungen für BrückenseileM. Eilers, A. Hemmert-Halswick288 Seiten, 1997 “ 27,50

B 17: Bohrverfahren zur Bestimmung der Karbo-natisierungstiefe und des Chloridgehaltes vonBetonH.-P. Gatz, P. Gusia, M. Kuhl48 Seiten, 1997 “ 14,00

B 18: Erprobung und Bewertung zerstörungs-freier Prüfmethoden für BetonbrückenJ. Krieger, M. Krause, H. Wiggenhauser143 Seiten, 1998 “ 16,50

B 19: Untersuchung von unbelasteten und künst-lich belasteten BeschichtungenInstandhaltung des Korrosionsschutzes durch Teil-erneuerung - Entwicklung eines MeßverfahrensM. Schröder23 Seiten, 1998 “ 11,00

B 20: Reaktionsharzgebundene Dünnbeläge aufStahlM. Eilers, W. Ritter46 Seiten, 1998 “ 12,50

B 21: Windlasten für Brücken nach ENV 1991-3J. Krieger19 Seiten, 1998 “ 10,50

41

B 22: Algorithmen zur Zustandsbewertung vonIngenieurbauwerkenP. Haardt42 Seiten, 1999 “ 11,50

B 23: Bewertung und Oberflächenvorbereitungschwieriger UntergründeInstandhaltung des Korrosionsschutzes durch Teil-erneuerungM. Schröder, S. Sczyslo31 Seiten, 1999 “ 11,00

B 24: Erarbeitung einer ZTV für reaktionsharzge-bundene Dünnbeläge auf StahlUntersuchungen zur Empfindlichkeit der verschie-denen RHD-Belagsysteme unter ungünstigen Ein-baubedingungenM. Eilers, G. Stoll25 Seiten, 1999 “ 11,00

B 25: Konzeption eines Managementsystems zurErhaltung von Brücken- und IngenieurbauwerkenP. Haardt52 Seiten, 1999 “ 12,50

B 26: Einsatzmöglichkeiten von Kletterroboternbei der BauwerksprüfungJ. Krieger, E. Rath, G. Berthold18 Seiten, 1999 “ 10,50

B 27: Dynamische Untersuchungen an reak-tionsharzgebundenen Dünnbelägen M. Eilers, W. Ritter, G. Stoll32 Seiten, 1999 “ 11,00

B 28: Erfassung und Bewertung von reaktions-harzgebundenen Dünnbelägen auf StahlM. Eilers28 Seiten, 2000 “ 11,00

B 29: Ergänzende Untersuchungen zur Bestim-mung der Karbonatisierungstiefe und des Chlorid-gehaltes von BetonH.-P. Gatz, B. Quaas36 Seiten, 2000 “ 12,00

B 30: Materialkonzepte, Herstellungs- und Prüf-verfahren für elutionsarme SpritzbetoneF. Heimbecher33 Seiten, 2000 “ 11,00

B 31: Verträglichkeit von reaktionsharzgebunde-nen Dünnbelägen mit Abdichtungssystemen nachden ZTV-BEL-STM. Eilers, G. Stoll24 Seiten, 2000 “ 10,50

B 32: Das Programm ISOCORRAG: Ermittlungvon Korrosivitätskategorien aus Massenverlust-ratenM. Schröder26 Seiten, 2000 “ 11,50

B 33: Bewährung von Belägen auf Stahlbrückenmit orthotropen FahrbahnplattenM. Eilers, S. Sczyslo115 Seiten, 2000 “ 17,00

B 34: Neue reaktionsharzgebundene Dünnbelägeals Fahrbahnbeläge auf einem D-Brücken-GerätM. Eilers, W. Ritter47 Seiten, 2000 “ 13,00

B 35: Bewährung von Brückenbelägen auf Beton-bauwerkenR. Wruck28 Seiten, 2002 “ 11,50

B 36: Fahrbahnübergänge aus AsphaltR. Wruck22 Seiten, 2002 “ 11,00

B 37: Messung der HydrophobierungsqualitätH. J. Hörner, N. von Witzenhausen, P. Gatz24 Seiten, 2002 “ 11,00

B 38: Materialtechnische Untersuchung beimAbbruch der Talbrücke HaigerDurchführung von Ultraschall- und Impakt-Echo-MessungenM. Krause, H. Wiggenhauser, J. Krieger113 Seiten, 2002 “ 17,00

B 39: Bewegungen von Randfugen auf BrückenM. Eilers, R. Wruck, B. Quaas48 Seiten, 2002 “ 13,00

B 40: Schutzmaßnahmen gegen GraffitiD. v. Weschpfennig26 Seiten, 2003 “ 11,50

B 41: Temperaturen an der Unterseite orthotro-per Fahrbahntafeln beim Einbau der Gussas-phalt-SchutzschichtM. Eilers, E. Küchler, B. Quaas42 Seiten, 2002 “ 12,50

B 42: Anwendung des Teilsicherheitskonzeptesim TunnelbauA. Städing, T. Krocker31 Seiten, 2003 “ 12,00

42

B 43: Entwicklung eines Bauwerks-Manage-ment-Systems für das deutsche Fernstraßennetz– Stufen 1 und 2P. Haardt56 Seiten, 2003 “ 13,50

B 44: Untersuchungen an Fahrbahnübergängenzur LärmminderungA. Hemmert-Halswick, S. Ullrich34 Seiten, 2003 “ 12,50

B 45: Stahlbrücken – Schäden – wetterfesteStähle – SeileTeil 1: Dokumentation über Schäden an Stahl-brückenTeil 2: Dokumentation und Erfahrungssammlungmit Brücken aus wetterfesten StählenTeil 3: Erfahrungssammlung über die Dauerhaftig-keit von Brückenseilen und -kabelnA. Hemmert-Halswick51 Seiten, 2003 “ 13,00

B 46: Einsatzbereiche endgültiger Spritzbeton-konstruktionen im TunnelbauF. Heimbecher, W. Decker, H.-G. Faust43 Seiten, 2004 “ 12,50

Zu beziehen durch:Wirtschaftsverlag NWVerlag für neue Wissenschaft GmbHPostfach 10 11 10D-27511 BremerhavenTelefon: (04 71) 9 45 44 - 0Telefax: (04 71) 9 45 44 77Email: vertrieb@nw-verlag.deInternet: www.nw-verlag.de

43