Schlüsselwörter
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Tagbautunnel, Druckwasserhaltung, Dichtheit, Zustandserfassung, Abdichtungssysteme, Materialien, Fugen, Mängelkategorien, Planung, Einbau, Kontrolle
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Alternative Projektnummern
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Kurzbeschreibung
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Im Projekt LABSY 1 wurden im Zeitraum 1999 bis 2000 23 Tagbautunnel TBT der Baujahre 1970 -2000 auf ihre Dichtheit untersucht. Dazu wurde das Abdichtungssystem in 6 Materialklassen eingeteilt: nämlich mit Abdichtungsmaterialien aus Bitumen (BDB), Polymer-Bitumen (PBD), Kunststoffen (KDB) lose und verklebt, Flüssig-Kunststoff (FLK), wasserdichter Beton (WD Beton) und reaktive Bentonit-Kunststoff (RaDB) ausgerüstet. In einer ersten Auswertung wurde unter Zuhilfenahme der Dichtheitsklasse 1 und 2 nach STUVA unterschieden, ob der betreffende Tunnel dicht oder undicht ist. 10 TBT-Objekte waren undicht, davon sind 6 TBT druckwasserhaltend. Die Ursachen/Mängel der Undichtheit wurden aufgrund der eingesehenen Akten in 5 Hauptgruppen und 18 Mängelkategorien aufgeteilt und zugeordnet.
Die wichtigsten Daten sind in einem ausführlichen Bericht zusammengestellt. Von jedem Objekt wurden die vollständigen Datensätze in einer Datenbank abgelegt, in der auch das wichtigste Fotomaterial aufgenommen wurde. Stand Okt. 2000
Das Projekt LABSY 2 ist eine Erweiterung des Projekts LABSY 1, das dazu die technische Grundlage bildet.
Im neuen Projekt LABSY 2 werden die 6 Materialkategorien zahlenmässig so erweitert, dass sie statisch gleichmässig vertreten sind. Insbesondere werden TBT der Kategorien WDB, KDB verklebt, KDB lose verlegt und, sofern vorhanden, weitere TBT in FLK aufgenommen. Aus dem gesamten Datenbestand sollen dann allgemeine Erkenntnisse für die Abdichtung der Tagbautunnel abgeleitet werden, bzw. die vorläufigen Erkenntnisse des LABSY 1 ergänzt werden.
Die Daten der neuen Objekte werden in die bestehende Datenbank integriert. Aus dem gewonnenen Datenmaterial sollen allgemeine Erkenntnisse abgeleitet und für die Baupraxis in CD-Form verfügbar gemacht werden.
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Projektziele
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Fortsetzung des Projektes LABSY 1 (AGB 1998/106)
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Zielerreichung
(Deutsch)
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Ziele erreicht, höherer Detaillierungsgrad, zusätzlich wichtige Erkenntnisse, Folgerungen und Empfehlungen
Die BK D hat den Schlussbericht genehmigt und zur Publikation freigegeben.
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Abstract
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Der aktuelle Dichtheitszustand von 63 Tagbautunneln wurde eingeteilt in 8 Kategorien der gebräuchlichsten Abdichtungssysteme ermittelt und nach einer neuen Dichtheitsklassierung bewertet. Ergebnis: 13 von 63 Objekten blieben auch nach mehreren Instandsetzungen undicht. Von jedem Objekt wurde matrizenartig der Zustand per Bauphase und Bauteil erfasst, synoptisch dargestellt und dann auch für die Materialkategorie zusammengefasst. Zehn Druckwasser haltende Objekte oder 35 % und 9% nicht Druckwasser haltende Objekte sind undicht. Aus den Erkenntnissen wurden Folgerungen für die Praxis abgeleitet. Die umfangreichen Daten gespeichert auf einer CD-Datenbank dienen als Grundlage für fokussierte Forschungsarbeiten sowie für die Normung. Neuere Abdichtungssysteme wie TDB und FLK sind wegen zu kurzer Praxiserfahrung zahlenmässig noch untervertreten. Zur Umsetzung wurde auch eine Visonsidee entwickelt.
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Beschreibung der Resultate
(Deutsch)
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Vom Juni 1999 bis Ende 2002 wurden 63 die im Zeitraum von 1972 bis 2002 erstellte Tagbautunnel (TBT: Tunnel in offener Bauweise erstellt, nachträglich hinterfüllt) auf ihren Dichtheitszustand untersucht. Dazu wurden die Bauakten studiert, Baubeteiligte befragt und der Zustand vor Ort aufgenommen und beurteilt. 28 TBT sind als Druckwasser haltende und 35 TBT als nicht Druckwasser haltende Bauwerke konzipiert. Von den heute gebräuchlichen Abdichtungssystemen wurden je 8-10 Objekte einbezogen; nämlich wasserdichte Betonkonstruktion (WDB), Bitumen-Dichtungsbahnen (BDB), Polymer-Bitumen-Dichtungsbahnen (PDB), Kunststoff-Dichtungsbahnen lose verlegt (KDB lose), verklebt (KDB verkl) und nachdichtbar (KDB nachd), Flüssig-Kunststoff (FLK) und Tondichtungsbahnen mit Bentonit (TDB).
Von jedem Objekt wurde in Bezug auf die Dichtheit gegen Wasser von aussen ein detaillierter
Beschrieb mit Fotos erstellt und in einer einfach lesbaren Form in einer Datenbank abgelegt.
Nicht erfasst werden Einwirkungen aus dem Betrieb. Die Dichtheit wurde in 5 Klassen
eingeteilt, wobei die Objekte Klasse 1 (trocken) und 2 (einzelne, unbedeutende Feuchtstellen)
in diesem Bericht als dicht bezeichnet werden. Die Daten wurden geordnet nach Bauteil und
Bauphase in einer Datenmatrix zusammengestellt. Daraus wurde für jedes Abdichtungssystem
eine Übersichtmatrix erstellt. Ergebnis: 13 von 63 Objekten blieben auch nach mehreren
Instandsetzungen undicht und werden es vermutlich auch bleiben. 10 von 28 Druckwasser
haltenden Objekten oder 35 % sind undicht. 3 von 35 nicht Druckwasser haltenden Objekten
oder 9 % sind undicht. Das Leckwasser wird mit speziellen Drainageeinrichtungen oder gar
mit einfachen Dachwasserrinnen abgeleitet und laufend abgepumpt.
Man erkennt, dass im Verlauf der Zeitspanne von 30 Jahren Fehler erkannt und behoben, sowie
Materialien wesentlich verbessert wurden. Insgesamt wurde eine mittlere Mängelquote über alle
Objekte von 19 % ermittelt. Die wichtigsten Mängel sind: Planungsfehler (konstruktive Mängel,
mangelhafte Detailplanung), Verhalten des Abdichtungsmaterials (keine Schubfestigkeit,
temperaturbedingte Bewegungen, Überschätzen der Dehnfähigkeit von Injektionsmaterial) sowie
mechanische Beschädigung durch Nachfolgearbeiten wie Hinterfüllen und Ziehen von
Spundwänden. Die Abklärungen zeigten aber auch, dass der Thematik Dichtheit in den letzten
Jahren gegenüber früher ein höherer Stellenwert beigemessen wird z.B. in der Planung durch
einen feineren Detaillierungsgrad. In der Ausführung werden aber immer noch oder wieder
Fehler begangen, die auf ein gewisses Materialunverständnis und auf Unachtsamkeit
(z.B. Beschädigung beim Hinterfüllen) zurückzuführen sind. Beim Abdichtungssystem mit
Ton (Bentonit)-Dichtungsbahnen sind die Ergebnisse in Bezug auf das Langzeitverhalten noch
nicht abschätzbar, da gewisse Effekte erst nach längerer Zeit feststellbar sind, z. B.
Einwachsen von Wurzeln in die nicht verschweissten Überlappungsstösse oder das Verhalten
im Kontakt mit Zement.
Zur Erreichung der Vision „Bauwerk dicht auf Anhieb“ muss die Abdichtung von allen Baubeteiligten,
angefangen bei der Planung, Ausführung bis zum Hinterfüllen als System betrachtet werden, das
vom Wasser intermittierend oder dauernd umgeben ist oder umflossen wird. Für die Einführung
neuer Materialien und Abdichtungssysteme werden besondere Massnahmen vorgeschlagen. Die
vorliegende Untersuchung bildet auch eine wichtige Grundlage für die laufende Normungsarbeit,
da mehrere Abdichtungssysteme noch nicht genormt sind und Normen angepasst werden müssen.
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Umsetzung und Anwendungen
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folgt
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Beurteilungsbericht
(Deutsch)
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Umfassenste Darstellung des Zustands bestehender Tagbautunnel und Gallerien. Sie zeigt die Problematik des heutigen Abdichtungswesen in der Schweiz auf und bildet Grundlage für die vertiefte Abklärung neuer Abdichtungstechniken wie Flüssigkunststoffe und Tondichtungsbahnen. Die Empfehlungen enthalten neue Masstäbe zur Erreichung der Dichtheit. Zur gleichwertigen statistischen Abstützung der Erkenntnisse müssten alle Materialkategorien auf mindestens 8 Objekte ausgeweitet werden.
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Publikationen / Ergebnisse
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Berichte EMPA-Nr. 201'043 u. 202'248, Referat P. Flüeler am 2.11.00 in Neuchâtel, Referat P. flüeler bei Sia Normenkommission 272 am 4. April 2004
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