„Stand der Technik und Innovationen bei Tunnelsanierungen“g
Nachrüstung von Eisenbahntunneln:Bedarf und jüngste Erfahrungen I BV-MI-P(T) Dipl -Ing Stefan Simon
DB ProjektBau GmbH
Bedarf und jüngste Erfahrungen I.BV-MI-P(T) Dipl.-Ing. Stefan Simon
04.06.2012
Dipl.-Ing. Stefan Simon
Leiter TunnelbauDB ProjektBau GmbHRegionalbereich Mitte
Kompetenzmanager für TunnelbauKompetenzmanager für Tunnelbauder DB ProjektBau GmbH
2DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Dipl.-Ing. Stefan SimonStudiumStudium
Bauingenieurwesen an der TU Darmstadt 1991 bis 1997
Diplomarbeit über statische Untersuchungen zu Tunnelvortrieben
Beruflicher Werdegang
1997 – 1999 Bauüberwacher im Tunnelbau BGS Ingenieure GmbHg
1999 – 2002 Nachtrags- und Vertragsmanagement BGS Ingenieure GmbH
2002 – 2003 Projektingenieur für Tunnelnachrüstungen DB BauProjekt GmbH
2003 – 2008 Teamleiter Tunnelbau DB ProjektBau GmbH
seit 2008 Abteilungsleiter Tunnelbau DB ProjektBau GmbH
seit 2009 Kompetenzmanager für Tunnelbau der DB PB
3DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
seit 2009 Kompetenzmanager für Tunnelbau der DB PB
1. Einführung
4DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Di St d t d DB P j ktBDie Standorte der DB ProjektBau7 Regionalbereiche
Mit dezentraler Struktur direkt
5DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
am Kunden!
Struktur der DB AGStruktur der DB AG
DB AG
Vorstandsressort Infrastruktur - DB Netze
Eisenbahninfrastruktur Unternehmen
DB Mobilitiy Logistics
DB DB Netze DB Netze
DB Fernverkehr
DB RegioNetze
FahrwegPersonen-bahnhöfe
DB Netze
EnergieDB Netze
ProjektBau DB Transport und Logistik
DB Dienstleistungen
6DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Infrastruktur der DB AG
Länge des Schienennetzes 34.000 kmLänge des Schienennetzes 34.000 km
Weichen und Kreuzungen 67.000
Brücken 27.000
Tunnel (Anzahl/Länge) 798 / 515Tunnel (Anzahl/Länge) 798 / 515
Zugfahrten:
Personen- und Güterverkehr 39.000 pro Tag
7DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
(Zahlenangaben: Geschäftsjahr 2010)
Tunnelbau bei der DB PB – RB Mitte
Maschinenvortrieb Spritzbetonvortrieb TunnelerneuerungMaschinenvortrieb Spritzbetonvortrieb Tunnelerneuerung
Aktuelle Projekte:Aktuelle Projekte:
• Neubau Schlüchterner Tunnel
• Neubau der Kaiser-Wilhelm-
• Tunnel
j
• Neubau Ramholz Tunnel
• Neubau Eppsteiner Tunnel
Aktuelle Projekte:
• Derzeit 10 Projekte in Bau und Planung
8DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
2. Bauen im Bestand
9DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T) 10DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)Quelle: FRAPORT AG
Bauen im Bestand bedeutet...
... die fortlaufende Nutzung der Anlage bestimmt das Bauen bezogen auf die Arbeitstakte, den Zeitablauf sowie die Sicherheitsvorgaben,
... die bestehende Infrastruktur ist präzise zu analysieren und in der neuen Planung ausreichend zu berücksichtigen,
B i h tä d ü d Si h h it f d d N t... Bauzwischenzustände müssen den Sicherheitsanforderungen der Nutzung genügen und sind exakt zu planen,
... es sind im Bauablauf genügend Puffer für Unvorhergesehenes zu g g gberücksichtigen,
... deutlich höhere Kosten für den Auftraggeber.
11DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
173180
Altersstruktur der Tunnel nach Baujahr und Anzahl
120140160 Derzeit: 660 Tunnel *
87
57 5980100120
2132
541 46
32
10 130 2
11 1829 29
204060
0 20
2018
50
1860
1870
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
12DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
* in Untertagebauweise, ohne NBS Ebensfeld-Erfurt/Halle-Leipzig, Karlsruhe BaselQuelle: SAP R/3 Netz, Stand 02.2010 und ISK-Stck.-Liste FuBN sowie RegN
110 5120 0
Altersstruktur nach Baujahr und Länge
110,5
100,0
120,0 Derzeit: 660 Tunnel mit 416,5 km*
68,3
49,1 47,360,0
80,0
7,5 10,5
31,121,7
10,015,319,8
4 9 6,7 5 7 4 7 8,420,0
40,0
,5 4,9 6,70,0
5,7 4,7 ,
0,0
1850
1860
1870
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
13DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
2 2
* In Untertagebauweise, ohne der NBS Ebensfeld-Erfurt/Halle-Leipzig, Karlsruhe Basel (30,9 km)
Quelle: SAP R/3 Netz, Stand 02.2010und ISK-Stck.-Liste FuBN sowie RegN14DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
T l lt T l
15DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Tunnel alt Tunnel neu
Steinfüllung als
Firststollen
Steinfüllung als Hinterpackung
Abdichtung
M k
16DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Mauerwerk
Fels
Firststollen imFirststollen im alten Tunnel
17DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Ortsbrust nach der Aufweitung im Bereich einer Überschüttung
18DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Typische xxxxOrtsbrust nach der Aufweitung im Fels.
19DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
3 Tunnelereuerung
20DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Typische Schadensbilder bei alten Tunnelbauwerken
Nassstellen defekte AbdichtungenNassstellen, defekte Abdichtungen,
entfestigte Fugen,
verwitterte Spritzbetonsanierung
Bild neu
verwitterte Spritzbetonsanierung,
Risse im Mauerwerk,
angegriffenes Mauerwerk durch Rauchgase angegriffenes Mauerwerk durch Rauchgase,
entfestigtes Mauerwerk,
defekte oder zerstörte Entwässerungssysteme defekte oder zerstörte Entwässerungssysteme.
21DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Sicherheitechnische Ausrüstung der Tunnel bei einer Erneuerung
Geltende RichtlinienTunnellänge Auswirkungen auf die Tunnelplanung
RIL 123 Notfallmanagement,
Sicherheitstechnische Ausrüstung ist nur in besonderen Fällen erforderlich.
bis 500 m g ,
Brandschutz
RIL 853 Eisenbahntunnel
Beispiel: Eine Tunnelsicherheitsbeleuchtung ist dann erforderlich, wenn es einen Bereich im Tunnel gibt, von dem aus kein Portal
planen, bauen und instand halten
g ,mehr sichtbar ist.
22DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Sicherheitechnische Ausrüstung der Tunnel bei einer Erneuerung
Geltende RichtlinienTunnellänge Auswirkungen auf die Tunnelplanung
RIL 123 ...
RIL 853
1,20 m Fluchtweg im Tunnel mit Handlauf
1 R tt l t it 1500 ²
500 m bis 1000 m RIL 853 ...
EBA-RIL. Anforderungen des Brand und
1 Rettungsplatz mit 1500 m²
96/100* m³ Löschwasserbecken
Trockenlöschwasserleitung im TunnelBrand- und Katastrophenschutz an den Bau und Betrieb von
g
Sicherheitsbeleuchtung, BOS-Funk,
Rollpaletten, Fluchtwegkennzeichnung
Eisenbahntunneln
TSI Sicherheitsrichtlinie
Notruffernsprecher
Notabschaltung und Prüfeinrichtung f. Oberleitung
23DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Tunnel (SRT)*g
* Gilt für Strecken des TEN-Netzes
Sicherheitechnische Ausrüstung der Tunnel bei einer Erneuerung
Geltende RichtlinienTunnellänge Auswirkungen auf die Tunnelplanung
RIL 123 ...RIL 853 ...
Ausrüstung wie Tunnel 500 m bis 1000 m
Zusätzlich:
> 1000 m
EBA-RIL. Anforderungen des Brand- und Katastrophenschutz
Zusätzlich:
Bei zweigleisigen Strecken und uneingeschränktem Mischbetrieb (GV/PV) sind die Tunnel eingleisig auszuführenKatastrophenschutz
an den Bau und Betrieb von Eisenbahntunneln
sind die Tunnel eingleisig auszuführen.
Querschläge alle 500 m
Befahrbarkeit beider Röhren mit TSI Sicherheitsrichtlinie Tunnel (SRT)*
Rettungsfahrzeugen
Rettungsplätze an den Portalen und Notausgängen.
24DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
g g
Elektranten alle 125 m* Gilt für Strecken des TEN-Netzes
Methoden zur Erneuerung bestehender Eisenbahntunnel
Unter EisenbahnbetriebUnter Vollsperrung
Die Strecke/das Gleis wird für die Dauer der
Es wir nur in Nacht- oder Wochenendsperrpausen
Die Bauarbeiten finden losgelöst vom
Die Strecke/das Gleis wird für die Dauer der
Beispiele
Bauarbeiten gesperrt.p p
gearbeitet.g
Eisenbahnbetrieb statt
Beispiele Beispiele
Bauarbeiten gesperrt.
Beispiele:
Loreley Tunnel
Roßstein Tunnel
Beispiele:
Büdesheimer Tunnel
Ennericher Tunnel
Beispiele:
Mausenmühlen Tunnel
Jähroder Tunnel
Nitteler Tunnel
Alter Kaiser-Wilhelm-T.
Frauenberger Tunnel
Kupferheck Tunnel
25DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Alter Schlüchtener T. Langenauer/Hollricher T.
4. Erneuerung von Eisenbahntunneln mit der TiT-Methode
26DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Tunnel im Tunnel MethodeTunnel-im-Tunnel Methode
Patentiertes Bauverfahren* zur Erneuerung von Eisenbahntunneln unter nahezu vollständiger Aufrechterhaltung des Zugverkehrs.
Für die Bauzeit wird der zweigleisige Tunnel auf einen eingleisigen Zustand umgebaut.
Am Anfang und Ende der BaumaßnahmeAm Anfang und Ende der Baumaßnahme sind mehrtägige Totalsperrungen erforderlich, um den nötigen Umbau einzurichten und den endgültigen Zustandeinzurichten und den endgültigen Zustand wieder herzurichten.
27DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
* Es besteht ein deutsches und europäisches Patent zugunsten der DB Netz AG
r≈4,50 m r≈5,65 m
28DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Querschnitt mit BauphasenQuerschnitt vor Aufweitung mit eingleisigem Zustand
Querschnitt im Endzustand
29DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Herstellung der GleisverschwenkungEingleisiger Betrieb und Gleisverschwenkung in den Tunneln Frauenberger und Kupferheck
Herstellung der Gleisverschwenkung im Kupferheck Tunnel in der TSP
vom 07.05. – 09.05.11
30DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Gleisumbau für den eingleisigenden eingleisigen
Betrieb
31DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Gleisumbau aufGleisumbau auf Eingleisigkeit und Mittellage für die TunnelerneuerungTunnelerneuerung
32DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Herstellung der Fundamente für dasdas Tunnelvortriebs-portal
33DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Einige Vorgabe der Ausschreibung Die Schutzeinhausung muss auf vorgegebene Extremlastfälle in Abhängigkeit von den
geologischen Verhältnissen bemessen seingeologischen Verhältnissen bemessen sein.
Die Schutzeinhausung muss ausreichend lang sein, damit sie den Arbeitsbereich bis in den alten Tunnel absichert.
Die Arbeitsbereiche müssen so gestaltet sein, dass kein Arbeiter in den Betriebsbereich gelangen kann.
Die Schutzeinhausung ist auf speziellen Betonfundamenten mit einem Schienensystem fverfahrbar.
An den Portalen werden zusätzliche stationäre Schutzeinhausungen vorgesehen, an denen mit einem Turmdrehkran die Ausbruchsmassen sicher über das Gleis gehoben werden können.
Neben dem Gleis im Tunnel ist Rückwärtsfahren ausgeschlossen.
Bei den aktuellen Ausschreibungen ist ein Entgleisungsschutz in den Tunneln einzubauen.
34DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Tunnelvortriebsportal für die Aufweitung des Frauenberger und Kupferheck TTunnelvortriebsportal für die Aufweitung des Frauenberger und Kupferheck T.
35DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
TVP im Langenauer TunnelTVP im Langenauer Tunnel
36DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Zwei-Wege Lader zum Schuttern von Ausbruch- und Abbruchmaterialg
37DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Zweiwege Muldenkipperg pp
38DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Vortrieb -links ITC 122 Kettenverlade-bagger und rechts Fahrladegerät Lf6
39DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Vortrieb mit Meißelarmen
40DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
41DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Sicherung des aufgeweiteten Bereichs mit S it b tSpritzbeton
42DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Durchschlag des Mausenmühlen Tunnel am 26.10.2007
43DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Einheben desEinheben des Bewehrungswagens am Kupferheck Tunnel
44DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
45DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Bewehrungs- und Schalungsarbeiten am Nordostportal des Frauenberger Tunnel
46DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Abschluss der Betonagearbeiten am Frauenberger Tunnel abgeschlossen.
47DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T) 48DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Betonierte Innenschale
W t t l Jäh d T lWestportal Jähroder Tunnel Vorher – Nachher
Westportal (neu)Westportal (alt)
49DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Westportal (neu)Westportal (alt)
5. Möglichkeiten zum Einbau einer Betonsohle
50DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Der Einbau einer Betonsohle bei laufendem Eisenbahnbetrieb ist d it i ht ö li hderzeit nicht möglich.
Einbau in einer längeren Totalsperrung
Schrittweiser Einbau Schrittweiser Einbau in kürzeren Sperrpausen
51DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Einbau einer bereichsweisen Betonsohle in einer mehrwöchigen gTotalsperrung.
52DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Abschnittweise Herstellung eines Sohlgewölbes
Freitag 21:00 Uhr – Montag 5:00 Uhr
• Ausbau der Gleise auf ca. 12 m LängeLänge
• Aushub der Baugrube für 4 m Sohlgewölbe
• Einheben des vorgefertigten B h k bBewehrungskorbes
• Einlegen der Kleinhilfsbrücke
Montag 21:00 Uhr – Freitag 5:00 UhrMontag 21:00 Uhr Freitag 5:00 Uhr
Betonieren des Sohlgewölbe
53DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Eingebaute Kleinhilfsbrücke zur temporären Üb b ü k dÜberbrückung des Sohlblocks.
54DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
6. Zusammenfassung und Ausblick
55DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Erfahrungen zur TiT-Methode
Es konnten Vortriebsleistungen von im Durchschnitt 3,2 m/Tag erreicht werden.
Bisher wurden 6 Tunnel erfolgreich mit der Tunnel im Tunnel Methode Bisher wurden 6 Tunnel erfolgreich mit der Tunnel-im-Tunnel Methode aufgeweitet.
Die Eingriffe in den Eisenbahnbetrieb konnten minimiert werden, da der eingleisige Betrieb fahrplanmäßig gefahren wird.
Die Bauarbeiten konnten weitestgehend losgelöst vom Eisenbahnbetrieb im 24-Stunden Betrieb erfolgen
56DB ProjektBau GmbH, I.BV-Mi-P(T)
Stunden Betrieb erfolgen.
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