Einschalige Bauweise bei seichtliegenden Tunnelbauwerken ohne Dichtung

Der Spritzbeton kann mit verschiedenen Verfahren aufgebracht werden und bietet mehr Möglichkeiten zur Mechanisierung als viele andere Bauverfahren. Von der Spritzmaschine mit manueller Beschickung und Düsenführer bis zum Spritzautomaten bietet die Baumaschinenindustrie Geräte an, die es ermöglichen, Förderleistung und Personenaufwand den jeweiligen Baustellenverhältnissen anzupassen. Der entscheidende Parameter zur Wahl des Spritzverfahrens in diesem Fall war der speziell entwickelte WU – Spritzbeton mit vorgegebener Rezeptur und die darauf abgestimmte Baustelleneinrichtung und Logistik. Aus der Rezeptur [ 3.3.1 Spritzbetonrezeptur mit Beschreibung der verwendeten Komponenten ] ergab sich die Aufbringung im Trockenspritzverfahren. Weitere Kriterien dafür waren die einfachere Handhabung, da die Geräte handlicher sind und die Zugabe des Erstarrungsbeschleunigers zur Erreichung hoher Frühfestigkeiten einfacher ist. Beim Trockenspritzverfahren wird ein Trockengemisch aus Zement, Zuschlag und ggf. pulverförmiger Erstarrungsbeschleuniger vom Mischer mit Druckluft zur Spritzdüse gefördert. Dort kommt über Düsen das Anmachwasser hinzu und das Gemisch wird mit Geschwindigkeiten von 20 bis 30 m/s aufgebracht und verdichtet.. Die Betonqualität hängt von der Qualifikation des Düsenführers wegen manueller Wasserzugabe ab. Nachteilig sind der hohe Rückprall, der hohe Staubanteil und die Gesundheitsschädlichkeit einiger Erstarrungsbeschleuniger. Um die Vorteile des Trockenspritzverfahrens voll auszunützen und die Nachteile zu minimieren entwickelte die Firma Schretter & Cie eine Kombination beider Verfahren, dem eine Benetzungen des Trockenspritzgutes mit Wasser vor der Düse zugrunde liegt. Das Verfahren zeigt gegenüber herkömmlichen Trockenspritzverfahren eine geringere Staubentwicklung. Aus diesem Grund wurde die Ausgleichschicht, die Außenschale und die Innenschale des Projektes „ Einschalige Tunnelbauweise ohne Dichtung „ in Vils mit dem Schretter – Halbnass - Verfahren gespritzt. [...]

Vorraussetzung für diese Arbeit war die Entwicklung eines wasserdichten, schwindkompensierten Spritzbetons mit niederer Hydrationswärme und geringem Schwinden, wodurch die Mikrorissbildung verhindert werden kann. Dies wird einerseits durch die Verwendung eines Spritzbindemittels mit schwindkompensierenden Komponenten aber auch durch das Aufspritzen in dünnen Schichten mit neuer Verfahrenstechnik machbar. Durch die Hydrationswärme entstehen Temperaturschwankungen, welche durch die Wahl eines geeigneten Zements mit geringer Temperaturentwicklung und einer für Spritzbeton geeigneten Frühfestigkeitsentwicklung, unter Kontrolle gebracht werden. Außerdem werden die Lagen der wasserdichten Innenschale in Schichten zu 5 – 7 cm aufgetragen. Daher wurden geeignete Schwindkompensationsmittel, Zement – bzw. Bindemittelzusammensetzungen erprobt und daraus die optimale Zusammensetzung für die Herstellung der Innenschale ermittelt. Die nähere Beschreibung der Zusammensetzung, sowie die genaue Erläuterung der verwendeten Produkte und deren Bedeutung bzw. Wirkung im Gemisch, wird im Punkt [ 3.3.1 Spritzbetonrezeptur mit Beschreibung der verwendeten Produkte ] erläutert. Als Ziel wird sowohl die Entwicklung der Produkte, die für diese Fragestellung eingesetzt werden sollen, als auch die Prüfung und Praxiserprobung gesehen, wobei der Nachweiß einer prinzipiellen Machbarkeit aus dem Großversuch hervorgeht. Die Dichtigkeit des Systems soll durch Verhinderung der Mikrorissbildung in der Innenschale und durch eine geeignete Verfahrenstechnik gewährleistet werden. Die zur Anwendung kommende Verfahrenstechnik geht aus den Punkten [ 4.3 Baustelleneinrichtung und 3.2 Verfahrenstechnik ] hervor. [...]

Beim Trockenspritzverfahren wird ein Trockengemisch aus Zement, Zuschlag und ggf. pulverförmiger Erstarrungsbeschleuniger vom Mischer mit Druckluft zur Spritzdüse gefördert. Dort kommt über Düsen das Anmachwasser hinzu und das Gemisch wird mit Geschwindigkeiten von 20 bis 30 m/s aufgebracht und verdichtet. Neue Entwicklungen verwenden flüssige Abbindbeschleuniger, die auch vor der Düse zugegeben werden können. Auch werden Benetzungen mit Wasser vor der Düse erfolgreich eingesetzt. Bisher besitzt das Trockenspritzverfahren im Tunnelbau den Vorzug, da es einfacher in der Handhabung ist, die Geräte handlicher sind und die Zugabe des Erstarrungsbeschleunigers zur Erreichung hoher Frühfestigkeiten einfacher ist. Nachteilig sind der hohe Rückprall, der hohe Staubanteil und die Gesundheitsschädlichkeit einiger Erstarrungsbeschleuniger. Die Betonqualität hängt von der Qualifikation des Düsenführers wegen manueller Wasserzugabe ab. [...]