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Kurzbeschreibung: Um die Bauzeit neuer, unterirdisch gefuehrter Verkehrswege zu verkuerzen und in einigen Faellen eine wirtschaftlich vertretbare Realisierung ueberhaupt zu ermoeglichen, wird oft der Einsatz einer Tunnelbohrmaschine (TBM) angestrebt. Druckhaftes Gebirge kann, wenn in haeufigen Intervallen oder entlang eines langen Streckenabschnittes angetroffen wird, die Wirtschaftlichkeit oder gar die Machbarkeit eines TBM-Vortriebes in Frage stellen. Ausgehend von grundlagenorientierten Forschungsergebnissen, die in den letzten Jahren an der ETH Zuerich erhalten wurden, sollen beim vorliegenden Forschungsprojekt Entscheidungsgrundlagen erarbeitet und Hilfsmittel fuer die Projektierung bereitgestellt werden. Bei der Beurteilung der Machbarkeit eines maschinellen Vortriebes in einem konkreten Fall stuetzt sich der Projektingenieur auf Erfahrungen, Plausibilitaetsueberlegungen und tunnelstatische Berechnungen. Die Arbeitspakete des Forschungsvorhabens tragen Rechnung diesen Grundlagen der Entscheidungsfindung. In einer ersten Phase werden die Erfahrungen aus ausgefuehrten Projekten, die im Schrifttum dokumentiert sind, aufgearbeitet und nach einheitlichen Gesichtspunkten dargestellt. Anschliessend werden fuer die verschiedenen TBM-Typen die geotechnischen und verfahrenstechnischen Zusammenhaenge verstanden, die spezifischen Gefaehrdungen und tunnelseitigen Loesungsansaetze dargestellt, die relevanten Einflussfaktoren gegliedert und die zahlreichen Wechselwirkungen strukturiert und qualitativ analysiert. In einer dritten Phase, ausgehend von den bereits geleisteten Forschungsarbeiten der ETH Zuerich, werden ausgewaehlte Fragestellungen vertieft studiert. Projektziele: Projektziele: Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen und Bereitstellung von Hilfsmitteln fuer die Projektierung von TBM-Vortrieben in druckhaftem Gebirge: - Aufarbeitung und einheitliche Darstellung von Erfahrungen aus ausgefuehrten Projekten, die im Schrifttum dokumentiert sind; - Verstehen der geotechnischen und verfahrenstechnischen Zusammenhaenge, Darstellung der spezifischen Gefaehrdungen und der tunnelseitigen Loesungsansaetze Gliederung der relevanten Einflussfaktoren und Strukturierung der zahlreichen Wechselwirkungen; - Herstellung von Nomogrammen, welche die einfache Ermittlung der fuer das Vermeiden eines Verklemmens des Schildes erforderlichen Vorschubkraft bzw. die Beurteilung der Gefahr 'Schildblockierung' ermoeglichen und somit eine zweckmaessiges Hilfsmittel fuer die Projektierungsarbeit in der Praxis darstellen; - Gewinn von Erkenntnissen ueber die Vor- und Nachteile der verschiedenen Maschinentypen und Ausbaukonzepte je nach Tunneldurchmesser.;In order to reduce the construction time and in some case to achieve an economically viability of the project, underground traffic routes are often excavated by tunnel boring maschines (TBM). Squeezing ground may slow down or even obstruct TBM operation and, if occurring over frequent tunnel intervals or persisting over longer portions of a tunnel, may be decisive for the economic viability and the feasibility of a TBM drive. The specific problems are sticking of the cutter head, jamming of the shield, extensive convergences of the bored profile or even destruction of the support in the back-up area. In several cases feedback effects between the different problems are possible. Important basic research results - related to the issue 'TBM drives in squeezing ground' - have been already obtained at the ETH Zurich. These will represent the basis for the proposed research project. In particular, the specific developed mathematical models and computational methods will be utilized. The main goals of the proposed research project are the formulation of basic principles for the decision-making and the provision of design tools for the planning of TBM drives in squeezing ground. For the assessment of the feasibility of a TBM drive the project engineer bases on experiences, on plausibility considerations and on statical calculations. The work packages of the proposed research project take this procedure of decision-making into account. Formulation of basic principles for the decision-making and provision of design tools for the planning of TBM drives in squeezing ground: - Reviewing and uniform description of case histories, which are documented in the literature; - Improving understanding of the geotechnical and technological interrelationships, representation of the specific hazards and the technical solutions, classification of the relevant influencing factors and structuring of the numerous interactions; - Creation of nomograms for the simple determination of the necessary thrust force and for the assessment of the shield jamming risk; - Evaluation of the pros and cons of the different TBM types and tunnel support concepts depending on the tunnel diameter.
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