Bedding improvement of lining segments using geotextile tubes / Bettungsverbesserung von Tübbingringen mittels Geotextilschläuchen

During a shield TBM excavation in hard rock, the immediate backfill of the crown immediately behind the shield is technically difficult to realize. With the advance of the cutter head a relocation process of pea gravel within the annular gap is triggered, leading to an insufficient bedding distribution of the first segments behind the shield tail and to an ovalization of the segmental lining at a certain load level. During a test application as part of an “TBM research initiative” of the Austrian Federal Railways geotextile tubes were integrated into the exterior surface of the segments. Immediately after leaving the shield tail, the geotextile tube, which is placed all around one ring of segments, is expanded by injection with grout. As a result, an immediate bedding between the rock mass and segmental lining is established, also preventing the rearrangement of pea gravel within the annular gap when the shield is moved forward. The displacement measurements have shown that the ring of segments equipped with geotextile tubes experiences a more rigid body motion like behaviour after leaving the shield tail with a minimal ovalization only. Numerical simulations show the influence of bedding improvement on the ovalization of the ring of segments after leaving the shield tail.
Während eines Schildvortriebs im Festgestein ist die sofortige Herstellung einer vollständigen Bettung des Tübbingrings im Firstbereich unmittelbar nach Verlassen des Schilds technisch schwer realisierbar. Bei fortschreitendem Vortrieb kommt es zu einer Umlagerung von Perlkies im Ringspalt, wodurch die Tübbinge unmittelbar hinter dem Schildschwanz unzureichend gebettet sind und es bei entsprechendem Lastniveau zu einer Ovalisierung des Tübbingrings kommen kann. Bei einem Testeinsatz im Rahmen einer “ÖBB-TVM Forschungsinitiative” wurden Geotextilschläuche an der Außenseite der Tübbinge integriert. Unmittelbar nach dem Ausschieben des Tübbingrings aus dem Schildschwanz wird der ringsum laufende Geotextilschlauch durch Verpressen mit einer Mörtelsuspension expandiert. Hierdurch wird eine sofortige Bettung zwischen Gebirge und Tübbingausbau hergestellt und die Umlagerung von Perlkies im Ringspalt beim Nachziehen des Gripperschilds verhindert. Verformungsmessungen haben gezeigt, dass sich der mit Geotextilschläuchen ausgestattete Tübbingring nach Verlassen des Schildschwanzes annähernd als Starrkörper verhält und es nur zu geringfügigen Ovalisierungen kommt. Durch numerische Simulationen kann der Einfluss der Bettungsverbesserung auf die Ovalisierung des Tübbingrings unmittelbar nach Verlassen des Schildschwanzes belegt werden.