Numerische Modellierung der Überfahrung von bestehenden U-Bahntunneln am Beispiel des Transportsiels Wallring - Zum Einfluss eines querenden Rohrvortriebs auf die Standsicherheit alter U-Bahntunnel

Beim Projekt Transportsiel Wallring in Hamburg sind zwei U-Bahntunnel aus den Jahren 1967 bis 1969 mit einem querenden Rohrvortrieb DN 1800 zu überfahren. Dazu gilt es, die Standsicherheit der bestehenden Tunnelschalen, die mit Tübbingen aus Gusseisen ausgebaut sind, vorab rechnerisch zu überprüfen und ein geeignetes Konzept für die messtechnische Überwachung während des Rohrvortriebs zu entwickeln. Hierfür wird ein dreidimensionales FE-Modell (Finite-Elemente-Modell) aufgebaut, mit dem die Überfahrungssituation numerisch anhand der Step-by-step-Methode analysiert wird. Ebenso muss der Last- und Verformungszustand, der aus dem Bau der Bestandstunnel resultiert, berechnet und eingeprägt werden. Es kann gezeigt werden, dass der Rohrvortrieb unterschiedliche asymmetrische Belastungen sowie asymmetrische Bettungssituationen an den Bestandstunneln erzeugt, so dass die Standsicherheit der Streckentunnel nachzuweisen ist. An einem separaten FE-Schalenmodell werden zusätzlich die Traglastreserven für die asymmetrische Belastung aus dem Rohrvortrieb für die Tunnelinnenschale ermittelt. Daraus resultierend können die Grenzverformungen abgeleitet werden, die als Warn- und Alarmwerte zur Interpretation der baubegleitenden Vermessung der Streckentunnel dienen. Die Überfahrung wurde erfolgreich ohne jegliche Überschreitung der Warn- und Alarmwerte und mit guter Übereinstimmung zwischen prognostizierten und gemessenen Konvergenzen der Tunnelinnenschale abgeschlossen.

Numerical modelling for crossing over two existing subway tunnels on the example of transport Siel Wallring - To the influence of a transverse pipe drive on the stability of old underground tunnels.
The project Transportsiel Wallring in Hamburg contains a pipe jacking stretch DN1800, which is crossing over two metro tunnels built in the years 1967 to 1969. Therefore the structural safety of the existing tunnel linings, constructed with cast iron segments, has to be calculative verified in advance and an appropriate concept has to be developed to monitor during the pipe jacking drive. Therefore the drive-over is numerically analyzed using a three-dimensional FE model, by using the step by step method. The modelling also considers and includes loads and deformations resulting from the construction phase of the metro tunnels. It can be shown, that the pipe jacking causes different asymmetrical loads and asymmetrical bedding situations of the existing tunnels, so that the structural safety of the metro tunnels has to be confirmed. A separate shell model is used to determine the reserves in structural safety of the tunnel lining for these unsymmetrical loadings during pipe jacking, as a result, the limit deformations can be derived, which are necessary to interpret surveying results in form of warning and alarm values. The pipe jacking DN1800 overneath the existing tunnels has been finished successfully without any exceeding of the warning and alarm values and also in good conformity between calculated and measured convergences of the tunnel lining.