Challenges related to face stability of EPB shield machines and the influence of the supporting medium on reuse of the excavation material

Beim Einsatz von Erddruckschilden im Lockergestein wird der Baugrund zur Stützung der Ortsbrust genutzt und der anstehende bzw. abgebaute Baugrund, der üblicherweise keine für die Stützung der Ortsbrust ausreichenden Eigenschaften aufweist, konditioniert. So werden z. B. in feinkörnigen Böden Suspensionen, in gemischtkörnigen Böden Tensidschäume oder in grobkörnigen Böden Tensidschäume mit Polymerzusätzen und Feinstoffsuspensionen eingesetzt, so dass eine adäquate Stützung der Ortsbrust mit dem aufbereiteten Boden möglich ist. Durch die Bodenkonditionierung werden verschiedene geotechnische Eigenschaften wie z. B. die Wasserdurchlässigkeit und die Dichte des Stützmediums und ggf. zudem umwelttechnische Parameter verändert. Die verfahrensspezifischen Veränderungen der geotechnischen Eigenschaften des Stützmediums können z. T. starken Einfluss auf die Verwertung des abgebauten Bodens bei Verwendung als Baustoff oder Rezyklat haben. Der Beitrag geht daher auf Herausforderungen an die Ortsbruststabilität bei Erddruckschilden und den Einfluss des Stützmediums auf die Verwertung in Bezug auf die geotechnischen Eigenschaften ein..

When using Earth Pressure Balance Shields in soft soil, the soil is used to support the tunnel face and the in‐situ or excavated soil, which usually does not have sufficient properties to support the tunnel face, is conditioned. For example, suspensions are used in fine‐grained soils, tenside foams in mixed‐grained soils or tenside foams with polymer additives and fine material suspensions in coarse‐grained soils, so that adequate support of the tunnel face with the conditioned soil is possible. Soil conditioning changes various geotechnical properties such as the water permeability and the density of the supporting medium and, if necessary, environmental parameters. The process‐specific changes to the geotechnical properties of the supporting medium can have partly a strong influence on the reuse of the excavated soil when used as a construction material or recyclate. This article therefore deals with the challenges to the face stability of Earth Pressure Balance Shields and the influence of the supporting medium on its reuse with regard to the geotechnical properties.