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Questions and Answers
Welche Querschnittsformen sind im Tunnelbau günstig?
Was ist der maximale Neigungsgrad von Stollen, damit sie befahrbar sind?
12%
Kavernen haben einen größeren Querschnitt als Stollen.
True
Das Einbettungsverhältnis $h / d$ kleiner als $2$ wird als ______ bezeichnet.
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Welche der folgenden Vortriebsarten gibt es im Tunnelbau? (Wählen Sie alle zutreffenden aus)
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Was sind Tunnelausstatungen abhängig von?
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Ordnen Sie die folgenden Vortriebsarten den entsprechenden Verfahren zu:
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Was ist Tunnelbau?
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Welche Disziplinen sind gleichwertig im Tunnelbau?
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Der Tunnelbau war im Altertum und Mittelalter weit verbreitet.
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Welcher Tunnelbauwerk war der erste Eisenbahntunnel?
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Der wichtigste Zweck des Bergbaus ist die Gewinnung von ______.
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Was sind Vorteile von Tunnelbau im Vergleich zu oberirdischen Anlagen? (Wählen Sie alle zutreffenden Antworten aus)
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Wem wird die Entdeckung des Schwarzpulvers zugeschrieben?
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Der Fréjustunnel wurde ursprünglich in 25 Jahren Bauzeit geplant.
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Ordnen Sie die Tunnelbauwerke den entsprechenden Jahren zu:
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Study Notes
Tunnelbau
- Tunnelbau verbindet verschiedene Ingenieurdisziplinen wie Baubetrieb, Boden- und Felsmechanik, Geotechnik und Maschinenbau.
- Entwicklung des Tunnelbaus im 20. Jahrhundert führte zu neuen Techniken für den sicheren und kostengünstigen Vortrieb unter Berücksichtigung geologischer Gegebenheiten.
Historische Tunnelbauwerke
- Wenige untertägige Tunnel im Altertum, z.B. der Tempel von Abu Simbel (1950 v.Chr.) und verschiedene Wasserversorgungstunnel.
- Technologien aus dem Mittelalter beinhalteten die Nutzung von Schwarzpulver zur Sprengung, was den Tunnelbau im Bergbau vorantrieb.
Wasserstraßentunnel im 17. und 18. Jahrhundert
- Wichtige Entwicklung in Frankreich und England mit Fokus auf Kanaltunnel:
- Malpas Tunnel (1679-1681) in Frankreich, erste Anwendung von Schwarzpulver.
- Hare-Castle Tunnel (1777) in England, erster Wasserstraßentunnel.
Erster Schildvortrieb in London
- Brunel patentierte 1818 den Schildvortrieb.
- 1825 Beginn des Vortriebs zur Unterquerung der Themse, spätere Umwandlung in einen Fußgängertunnel und dann Eisenbahntunnel.
- Erste technische Methoden beinhalteten den Einsatz von Senkkästen und Blechen zur Stützung.
Große Eisenbahntunnel im 19. Jahrhundert
- Erste Eisenbahntunnel in England und Deutschland, intensive Bauprojekte in den Alpen:
- Semmeringtunnel (1848-1853) mit einer Länge von 1.434 m in Österreich.
- Gotthardtunnel (1872-1880) mit 14.912 m als bedeutendstes Bauwerk.
- Verwendung von Sprengstoffen wie Schwarzpulver und später Dynamit.
Neue Entwicklungen im Tunnelbau
- Anstieg der Bedeutung des Tunnelbaus durch Vorteile wie Raumersparnis und einfachere Linienführung.
- Technologische Fortschritte umfassen:
- Spritzbeton-Techniken.
- Verbesserungen in Spreng- und Bohrtechnologien.
- Mikrotunnelbau.
Begriffsdefinitionen
- Unterschied zwischen Bergbau (Gewinnung von Rohstoffen) und Tunnelbau (Schaffung dauerhafter Hohlräume).
- Tunnelbau erfordert langfristige Sicherheiten, während der Bergbau meist vorübergehende Stützmittel verwendet.
Querschnittsformen von Tunnelbauwerken
- Verschiedene Querschnittsformen abhängig von externen Kräften:
- Rechteckig, Halbellipse, Parabel, Hufeisenform, Kreis für unterschiedliche Druckverhältnisse.
- Größenkategorisierung von Vortrieben: nicht begehbare Tunnel im kleinsten Durchmesser bis hin zu mehrgleisigen U-Bahn-Strecken.
Aktueller Stand des Tunnelbaus
- Anstieg der jährlich gefertigten Tunnelkapazitäten besonders nach der Wiedervereinigung Deutschlands.
- Zunehmender Anteil von geschlossenen Bauweisen und Schildvortrieb in den letzten Jahren.### Tunnelbau und Querschnitte
- Querschnittsformen im Tunnelbau: Hufeisen- oder Maulform, abhängig von der Gleisanzahl.
- Eingleisige Tunnel haben höhere Querschnitte; zweigleisige Tunnel sind gedrückter.
- Größe von Straßentunneln variiert je nach Verkehrsraum, Lüftungsanlagen und Ausstattung, oft doppelt so groß wie notwendig.
- Haltebuchten können Querschnitte bis zu 200 m² erreichen, typische Abmessungen für zweispurige Straßentunnel: Höhe ~10 m, Breite ~12 m, Querschnittsfläche ~60-100 m².
Herstellungsprozess und Querschnittsgrößen
- Größere Querschnitte, wie bei Bahnhöfen, werden durch aufeinanderfolgende Ausbrüche erstellt.
- Reihenfolge der Herstellung: Mittelstollen, Mittelpfeiler, Haupttunnel, Innenschale.
- Beispiel eines dreigleisigen Tunnels: Höhe ~9 m, Breite ~18 m, Querschnittsfläche 150 m².
- Parkkaverne Landsberg hat einen Querschnitt von 240 m² bei Höhe ~16,5 m und Breite ~19 m.
Einfluss von Tunnelgeometrie
- Lage und Höhenlage der Tunnel beeinflussen Setzungen und Schnittkräfte in der Tunnelschale.
- Pfeilerverhältnis a/d sollte nicht kleiner als 1 sein (Münchener Tertiär: 0,5).
- Einbettungsverhältnis h/d < 2 wird als oberflächennah, h/d > 2 als tief liegend klassifiziert.
Vortriebsverfahren
- Vortriebsprozess besteht aus Ausbruch, Sicherung und Materialabtransport.
- Einflussgrößen bei der Wahl des Vortriebsverfahrens: geologische Bedingungen, hydrogeologische Verhältnisse, Baukosten.
- Vortriebsarten: konventioneller zyklischer Vortrieb, maschineller kontinuierlicher Vortrieb.
Vortriebsarten und -methoden
- Konventioneller Vortrieb: Ausbruch mit Hammer, Bagger, Fräsgerät; Sicherung mit Spritzbeton; Transport meist trocken.
- Kontinuierlicher Vortrieb: Einsatz von Tunnelbohrmaschinen (TBM), Schildvortriebsmaschinen (SVM) für Ausbruch und Sicherung.
- Sicherung kann Zusatzmaßnahmen wie Anker oder Schirmgewölbe umfassen.
Materialien und Bedingungen
- Vortriebsverfahren müssen auf geologische Bedingungen abgestimmt sein: Festgestein oder Lockergestein.
- Hohe Bedeutung der Maschinentechnik im modernen Tunnelbau, inklusive Kombinationen von Bauweisen.
Wichtige Begriffe im Tunnelbau
- Bezeichnungen beim Vortrieb: Kalotte, Strosse, Rampe, Sohle repräsentieren verschiedene Teile im Tunnelbauprozess.
- Klare Definition der Begriffe ist entscheidend für das Verständnis der Tunnelbauverfahren und deren Anwendung.
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Description
Dieses Quiz bietet eine Einführung in das interdisziplinäre Gebiet des Tunnelbaus. Es behandelt zentrale Aspekte, die für das Verständnis der Grundbau-, Bodenmechanik- und Felsmechanik-Prozesse wichtig sind. Teste dein Wissen und vertiefe dein Verständnis für diese faszinierende Ingenieurdisziplin.
