Tunnel pre-support using pipe umbrellas - Technical developments and their advantages / Tunnel-Voraussicherung mit Rohrschirmen - Technische Entwicklungen und deren Vorteile

Pipe umbrella support systems have been used successfully for tunnelling in challenging ground conditions since the 1970s. The single umbrella pipes are installed stepwise and parallel to the later installed saw-tooth shaped primary lining by connecting pipe pieces to each other. The connections are the weakest link of the support system, so recent developments in this field also have an effect on system performance. The development of both machinery and connection types have a major influence on pipe umbrella design for tunnelling. This includes not only simple parameters like installation length or tube dimension but also the connection type. So a conventional pipe umbrella design is not as cost-efficient as current technical possibilities allow, because material as well as time savings are missed. This article explains possible optimisations for pipe umbrella supported tunnels with simple examples to show cost-optimised design principles regarding time and material.
Seit den 1970er-Jahren werden Rohrschirmsysteme erfolgreich im Tunnelbau in schwierigen Baugrundverhältnissen eingesetzt. Die einzelnen Rohrschirmrohre werden mittels Verbindungen bei der Installation etappenweise verlängert und der somit entstehende Rohrstrang parallel zur späteren Tunnellaibung eingebohrt. Die Verbindungen sind das schwächste Glied des Stützsystems, sodass neue Entwicklungen in diesem Bereich auch die Systemleistung positiv beeinflussen. Jüngste Entwicklungen von Bohrgeräten und Verbindungsarten haben großen Einfluss auf die Planung eines Rohrschirms im Tunnelbau. Dazu gehören nicht nur einfache Parameter wie Einbaulänge oder Rohrdimension, sondern auch die Verbindungen. Deshalb ist eine herkömmliche Rohrschirmplanung im Vergleich zu den heutigen technischen Möglichkeiten nicht kosteneffizient, da weder Materialeinsparungen noch Zeiteinsparungen genutzt werden können. Dieser Beitrag erläutert Optimierungsmöglichkeiten für Tunnelvortriebe mit Rohrschirmstützung anhand einfacher Beispiele, um kostenoptimierte Ausführungsprinzipien hinsichtlich Zeit und Material aufzuzeigen.