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Die Installation von Ver- und Entsorgungsleitungen erfolgt heute noch immer überwiegend in als offene Grabenverlegung. Angesichts der damit verbundenen zahlreichen Nachteile ist es zwingend notwendig, in Zukunft viel stärker als bisher den grabenlosen Leitungsbau als Alternative beim Neubau von Kanälen und Leitungen zu berücksichtigen. Diese Lektion behandelt ausführlich das Verfahren mit seinen unterschiedlichen Komponenten. Schwerpunkte bilden die unterschiedlichen Schildmaschinentypen, Abbauwerkzeuge, Separationsanlagen, der Kontroll- und Steuerstand, die Injektion des Gleit- und Stützmittels und die Bodenförderung und -aufbereitung.
Nach Abschluss dieser Lektionverfügen Sie über fundierte Kenntnisse bezüglich:
• Komponenten des Rohrvortriebes und
• deren Funktion und Aufgaben.
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Abnahme von Bauleistungen Tiefbau: Erkennen und Beurteilen von Planungs- und Ausführungsmängeln – Auszug „Rohrvortriebsarbeiten (ATV DIN 18319)“
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"Das Wasser ist ein freundliches Element für den, der damit bekannt ist und es zu behandeln weiß." (Johann Wolfgang von Goethe: Die Wahlverwandtschaften, Wegweiser Verlag, Berlin 1924, S. 273) Bauleistungen im Tiefbau haben generell einen Bezug zu Wasser. Entweder dienen sie direkt der Ableitung von Oberflächen- oder Abwässern oder sie werden in einer Tiefe ausgeführt, in der Grund- oder Schichtenwasser anfällt. Einige Bauleistungen des Tiefbaus …
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Allgemeine Hinweise Die ATV DIN 18319 gilt für den unterirdischen Einbau von vorgefertigten Rohren beliebigen Profils durch Einpressen, Einschieben, Einrammen oder Einziehen.
Der in der ATV DIN 18319 [DIN18319] und auch im Arbeitsblatt ATV-A 125 "Rohrvortrieb" [ATVA125:1996] (identisch mit dem Arbeitsblatt DVGW-GW 304 "Rohrvortrieb" [DVGWAGW304]) pauschal für alle Verfahrenstechniken verwendete Begriff "Rohrvortrieb" darf seit Erscheinen der Europanorm …
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Der Begriff "Hindernis" muss im grabenlosen Leitungsbau sowohl unter vertragsrechtlichen als auch unter technischen Gesichtspunkten betrachtet werden.
Unter technischen Aspekten werden unterschieden ( [Stein03] ; [Stein03b]): - nicht entfernbare Hindernisse,
- entfernbare Hindernisse.
(Bild: Hindernisse - von einer Vortriebsmaschine (Außendurchmesser 410 mm) angebohrter Block [FI-Steinb]) | (Bild: Entfernen von Hindernissen durch Zerstörung und / oder … |
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Vor der Durchführung der Vortriebsmaßnahme sind die höchstzulässigen Abweichungen von der planmäßigen Höhen- und Seitenlage der Vortriebsachse vom Auftraggeber festzulegen. Bei der Festlegung der Toleranzen ist zu beachten, dass die Rohrleitung die ihr gestellten Aufgaben erfüllt (Funktionsfähigkeit) und dass andere Bauwerke und Anlagen nicht durch Richtungsabweichungen gefährdet werden (Arbeitsblatt ATV-A 125 [ATVA125:1996]).
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Vortriebsanlagen bzw. Bohrgeräte zeichnen sich durch einen hohen Mechanisierungsgrad aus, der den Einsatz entsprechend spezialisierter und qualifizierter Bauunternehmen erfordert. Eine fachgerechte und sichere Bauausführung bei der Verlegung von Rohrleitungen in geschlossener Bauweise wird durch die Vergabe an Bauunternehmen erreicht, die den Nachweis der speziellen Fachkunde und Eignung, z.B. nach DIN 1960 (§ 8 Abs. 3 VOB/A) [DIN1960-Aa], erbringen.
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(Tabelle: Abnahme-Checkliste Gewerk: ATV DIN 18319 Rohrvortriebsarbeiten)
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In der Literatur werden für den Rohrvortrieb [DINEN12889:2000] [ATVA125:1996] synonym auch die Bezeichnungen (Rohr)Durchpressung, Rohrvorpressung oder auch hydraulischer Rohrvortrieb [Scher77a] [Stein85f] [Stein85e] verwendet.
Bei diesem Verfahren werden von einem Startschacht aus mit Hilfe einer Pressstation bzw. einer Hauptpressstation unter Zuhilfenahme von Zwischenpressstationen Vortriebsrohre durch den Baugrund bis in einen Zielschacht vorgetrieben.
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Nach DIN EN 12336 [DINEN12336:1996] ist eine Schildmaschine "eine jede Maschine für die Exkavation von Tunneln, mit der diese Exkavation entweder händisch, mechanisch oder hydraulisch im Schutze eines Schildes erfolgt, wobei sich der Schild an der Tunnelauskleidung mit Vortriebs- und/oder Steuerpressen abstützt".
Schildmaschinen, auch Schild genannt, für den Rohrvortrieb sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebspressen nicht in der Schildmaschine …
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Die Schildmaschinen mit teilflächigem Abbau sind charakterisiert durch einen offenen (SM-T1 oder SM-T2) oder geschlossenen Schild (SM-T3 oder SM-T4) und das partielle Lösen des an der Ortsbrust anstehenden Locker-/Festgesteins.
Das Bohrgut wird direkt oder von einem Förderband, Kettenförderer oder einer Förderschnecke an nachgeschaltete Fördereinrichtungen (Bandförderer, Transportkarren oder Förderkübel) übergeben. In Ausnahmefällen kann das Bohrklein …
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Handschilde sind nichtmechanisierte, offene Schildmaschinen bei denen der an der Ortsbrust anstehende Boden durch Handabbau unter Verwendung von Hilfswerkzeugen (Hacke, Spaten, Schaufel oder Abbauhammer) gelöst wird (Bild 9.2.1.1) (Bild 9.2.1.1) (Bild 9.2.1.1). Die Abförderung erfolgt mit Hilfe von Förderbändern, Transportkarren oder gleisgeführten Förderkübeln (Förderloren) (Bild 9.2.1.1). (Bild: Handschilde - Schneidschuh [FI-Gewer]) | (Bild: Handschilde - … |
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(Bild: Offener Haubenschild mit Förderschnecke zum Bodenaustrag und hydraulisch ausfahrbarer Brustplatte für grundwasserfreie Kies-Sand-Böden (Außendurchmesser 4280 mm) [FI-Eppin]) Die natürliche Stützung der Ortsbrust bei Schildmaschinen ist immer dann gegeben, wenn der anstehende Baugrund grundwasserfrei und die Ortsbrust a priori standfest ist (Ortsbrust ohne Stützung) oder durch einen sich bildenden Erdkeil mit natürlichem Böschungswinkel ausreichend …
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Bei der Teilstützung wird die Ortsbrustfläche in Teilabschnitte unterteilt und entweder durch natürliche Teilstützung auf Bühnen (Bühnenschilde) und/oder durch mechanische Teilstützung mittels Brustplatten gestützt (Bild 9.2.1.1.2).
Bei Bühnenschilden dient diese Unterteilung zur Reduzierung der Länge des Erdkeils bzw. der Größe der Grundfläche des Schüttkegels [Scher77a].
Die Bühnen werden in Abhängigkeit des Schilddurchmessers entweder als Arbeitsbühnen …
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Der Einsatz von Handschilden empfiehlt sich überall dort, wo sehr kurze Vortriebsstrecken einen mechanischen Bodenabbau aufgrund der hohen Vorabinvestitionen für die aufwendigere Maschinentechnik unwirtschaftlich werden lassen. Im grabenlosen Leitungsbau finden sie hauptsächlich Anwendung bei Kreuzungen von Verkehrswegen und Vortriebslängen unter 50 m sowie beim Vortrieb von Sonderquerschnitten, wie z.B. Rechteck- oder Maulprofilen mit begehbarem …
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(Bild: Geschlossener Haubenschild (Außendurchmesser 2,0 m) mit intergrierter Mikrotunnelbaumaschine vom Typ AVN 800 B (Außendurchmesser 975 mm) [FI-Herreb]) Die Schildmaschinen mit mechanisch teilflächigem Abbau entsprechen konzeptionell dem Konstruktionsprinzip des Handschildes. Sie sind charakterisiert durch einen mechanisierten, offenen (SM-T1 oder SM-T2) oder geschlossenen Schild (SM-T3 oder SM-T4) mit fest installierter Abbaumaschine für das …
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Offene Schildmaschinen mit mechanisch teilflächigem Abbau haben aufgrund ihrer relativ geringen Kosten und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten im grundwasserfreien Locker- und Festgestein eine weite Verbreitung bei Vortriebslängen bis 1000 m gefunden [FI-Herreb].
Beim Vortrieb im Grundwasser sind Wasserhaltungsmaßnahmen (offene Wasserhaltung bzw. Grundwasserabsenkung) erforderlich (Abschnitt 4.4) (Abschnitt 12.8.2). In den Fällen, in denen dies nicht …
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(Bild: Offener Haubenschild mit Förderschnecke zum Bodenaustrag und hydraulisch ausfahrbarer Brustplatte für grundwasserfreie Kies-Sand-Böden (Außendurchmesser 4280 mm) [FI-Eppin])
Für Spezialeinsatzfälle sind Schildmaschinen mit speziellen Abbau - und Fördereinrichtungen konzipiert und eingesetzt worden. Die Besonderheit dieser Abbauwerkzeuge besteht darin, dass die Ortsbrust nur partiell an einer einzigen Stelle im Schild, d.h. mehr oder weniger …
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(Bild: Stützdiagramm beim Druckluftverfahren in Anlehnung an [Wittk99] [Bild: S&P GmbH])
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(Bild: Prinzipielle Möglichkeiten der Anordnung von Druckluftschleusen beim Rohrvortrieb - Druckluftschleusen über dem Startschacht ("Schachtschleuse"))
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(Bild: Prinzipielle Möglichkeiten der Anordnung von Druckluftschleusen beim Rohrvortrieb - Mitgeführte Druckluftschleuse im Rohrstrang)
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(Bild: Prinzipielle Möglichkeiten der Anordnung von Druckluftschleusen … |
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Schildmaschinen mit Druckluftstützung finden Anwendung [Krets72] : - in Bodenarten, bei denen eine Grundwasserabsenkung technisch, ökologisch oder wirtschaftlich nicht zu empfehlen ist
- in Bereichen, in denen durch Grundwasserabsenkung schädliche Senkungen zu erwarten sind
- bei der Unterquerung von Gewässern
- zur Stabilisierung der Ortsbrust
Die Einsatzgrenzen des Vortriebes unter Druckluft werden bestimmt durch [Krets72] : - den nach der Druckluftverordnung […
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(Bild: Qualitative Darstellung des Druckluftverbrauches [FI-Baben]) Zur Gewährleistung der Standsicherheit der Ortbrust ist einerseits ein möglichst hoher Stützdruck erforderlich, andererseits erhöht sich mit zunehmendem stützenden Luftdruck aber auch die Gefahr, dass es als Folge eines zu großen pneumatischen Gradienten zu einem Grundbruch an der Geländeoberfläche und somit zu einem steigenden Luftverlust in der Arbeitskammer kommt (Ausbläser). …
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(Bild: Druckluftausbläser beim Vortrieb des Leitungsgangs "Versorgungstunnel Kieler Förde" ) |
(Bild: Ausbläserarten in Anlehnung an [FI-Baben] [Bild: S&P GmbH] - Gasometer-Ausbläser) |
(Bild: Betriebszustand Druckluftstützung beim Hydroschild in Anlehnung an [Wittk99] [Bild: S&P GmbH]) |
(Bild: Ausbläserarten in Anlehnung an [FI-Baben] [Bild: S&P GmbH] - Erosions-Ausbläser) |
(Bild: Mindestüberdeckungshöhen und Abhängigkeiten der geometrischen Größen … |
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Arbeiten in Druckluft erfordern spezielle sicherheitstechnische Anforderungen an die Drucklufteinrichtungen und besondere Sicherheitsmaßnahmen, um das Personal vor gesundheitsschädlichen Einflüssen zu schützen.
In diesem Zusammenhang sind z. B. maßgebend: - "Druckluftverordnung" mit letzter Änderung vom 19. Juni 1997 [ELEXV97] und
- DIN EN 12110: "Tunnelbaumaschinen; Druckluftschleusen; Sicherheitstechnische Anforderungen" (Entwurf 01.1996) [DINEN12110:…
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