Bewertung von Boden und Fels auf Verklebungen und Feinkornfreisetzung beim maschinellen Tunnelvortrieb

Beim Schildvortrieb haben Verklebungen und die Freisetzung von Feinkorn weitreichende Konsequenzen. Bisherige Bewertungsmöglichkeiten erlauben Aussagen zur Verklebungsneigung des natürlichen Bodens für Hydroschildvortriebe, sind aber nicht auf andere Schildvortriebsverfahren übertragbar. Ob ein Boden kritisch werden kann, hängt neben den Bodeneigenschaften von den hydrogeologischen und baubetrieblichen Randbedingungen ab. In Abhängigkeit vom verfügbaren Wasser (Bergwasser, Stützflüssigkeit) können, im natürlichen Zustand unkritische Böden, in kritische Konsistenzbereiche überführt werden. Das entwickelte Bewertungsdiagramm berücksichtigt Wassergehaltsänderungen und erlaubt die Abschätzung daraus folgender Überführungen in eine andere Konsistenz. Dabei wird erkennbar bei welcher Wasserzunahme ein Boden eine kritische Konsistenz erhält (z. B. von Verklebungsmaterial oder von freigesetztem Feinkorn). Es ist die Bewertung der unterschiedlichen Wasserverfügbarkeit möglich und es kann abgeschätzt werden, ob der Boden eher zu Verklebungen oder zur Freisetzung von Feinkorn neigt. Die erwähnten Erschwernisse sind auch im Fels möglich, sofern feinkörnige veränderlich feste Festgesteine unter dem Einfluss von Wasser zerfallen. Da die zur Bewertung erforderlichen Bodenkennwerte an Festgesteinen nicht bestimmt werden können, ist eine zum Lockergestein vergleichbare Bewertung nicht unmittelbar möglich. Die Bestimmung der Zerfallsneigung von Fels mittels Siebtrommelversuch reicht in Hinblick auf maschinelle Vortriebe nicht aus, da die Zerfallsprodukte nicht weiter untersucht werden. Daher wurde eine Modifikation des Siebtrommelversuchs mit systematischen bodenmechanischen Untersuchungen der Zerfallsprodukte entwickelt, die eine zum Lockergestein vergleichbare Beurteilung ermöglicht.