TU Wien, 2003

Kurzfassung

1. Kapitel:
Einleitend werden die Aufgabenstellung und das Ziel der vorliegenden Arbeit sowie die dabei zu ermittelnden Kennzahlen angeführt. Weiters umfasst dieses Kapitel die Danksagungen des Autors.
2. Kapitel:
Dieses Kapitel stellt eine kurze Einführung in den konventionellen Tunnelbau mit der Beschreibung der auftretenden Bauweisen dar.
3. Kapitel:
Mit der Beschreibung der Bohrtechnik im Untertagebau beginnt der allgemeine Teil der vorliegenden Arbeit. Dabei werden zunächst die im Tunnelbau verwendeten Bohrgeräte, der Bohrvorgang selbst und sämtliche, die Bohrbarkeit beeinflussenden Faktoren beschrieben. In einem eigenen Unterkapitel werden die jüngsten Entwicklungen, wie zum Beispiel das Contur Control System, sowie deren Anwendungsmöglichkeiten, erläutert. Am Ende wird noch eine Möglichkeit zur Abschätzung der Bohrgeschwindigkeiten angegeben.
4. Kapitel:
Der zweite Teil der allgemeinen Ausführungen ist der Sprengtechnik gewidmet. Nach einer kurzen Erklärung der wesentlichsten sprengtechnischen Begriffe werden die im Untertagebau eingesetzten Sprengstoffe angeführt und eine Matrix zur Sprengstoffauswahl angegeben. Die drei verschiedenen Möglichkeiten der Zündung werden ebenfalls beschrieben und bezüglich ihrer Einsetzbarkeit bewertet. Weiters werden sowohl die verschiedenen Arten der Sprengbilder, als auch die Möglichkeiten zu deren Erstellung, erläutert. Die derzeitigen Möglichkeiten zur Ermittlung von Kennzahlen für die Sprengtechnik werden angeführt und anhand eines Beispiels erklärt. In einem weiteren Unterkapitel werden die einzelnen Vorgänge beim Laden der Bohrlöcher sowie die Ermittlung der Sprengzeiten beschrieben.
5. Kapitel:
Die im Rahmen der Auswertungen benötigten grundlegenden statistischen Formeln und Definitionen werden in diesem Kapitel erläutert.
6. Kapitel:
Mit diesem Kapitel beginnt der analytische Teil der vorliegenden Arbeit. Dabei werden zu jedem der vier ausgewählten Tunnelbauwerke kurze Projektbeschreibungen erstellt. Diese umfassen neben den Beweggründen für den Bau und der geographischen Lage die Eckdaten des Bauwerks, sowie die jeweiligen Auftraggeber und die an den Arbeitsgemeinschaften beteiligten Firmen. Der jeweils für die Analyse ausgewählte Vortriebsbereich wird ebenfalls angegeben.
7. Kapitel:
Für die Auswertung und Ermittlung der Kennzahlen war es notwendig, eine Datenbank anzulegen. In diese Datenbank wurden die auf den jeweiligen Tunnelbaustellen erhaltenen Informationen eingegeben. Dieses Kapitel beschreibt detailliert die einzelnen Felder der Datenbank sowie die Quellen für die eingegebenen Daten. Ein Ausdruck der aus 1.311 Datensätzen bestehenden Datenbank wird im Anhang der vorliegenden Arbeit angeführt.
8. Kapitel:
Dieses Kapitel ist das Kernstück der vorliegenden Arbeit. Dort werden die Auswertungen und Analysen der in der Datenbank eingegebenen Abschläge durchgeführt. Die Kennzahlen werden zunächst projektspezifisch nach den einzelnen Vortriebsklassen ermittelt. Dabei werden die ermittelten Werte stets in tabellarischer Form angeführt, graphisch aufbereitet und die auftretenden Zusammenhänge erläutert. Weiters werden Analysen in Abhängigkeit vom Gebirgstyp und der Gesteinsart anhand aller vier Tunnelprojekte durchgeführt. Abschluss des jeweiligen Teilgebietes (Bohren, Laden und Sprengen) bildet ein Vergleich der im allgemeinen Teil anhand der Literatur ermittelten und der im Rahmen der Arbeit erstellten Kennzahlen.
9. Kapitel:
Die im vorigen Kapitel erzielten Ergebnisse werden hier noch einmal kurz zusammengefasst.

Abstract

ANALYSIS of conventional drilling and blast tunneling

1st Chapter:
Introductorily the conceptual formulation and the intention of this thesis are stated as well as the key figures that are to be determined. Furthermore the author expresses his gratitude in this chapter.
2nd Chapter:
This chapter shows a brief introduction to conventional tunnelling together with a description of the appearing engineering types.
3rd Chapter:
The general part of this thesis starts with the description of the drilling techniques of tunneling. Hence the drilling equipment of tunnelling, the drilling operation itself and all factors which affect the drilling potential are described. In a subchapter recent trends, e.g. the Contur Control System, and their applications are explained. Finally a possibility of estimating the drilling velocity is specified.
4th Chapter:
The second segment of the general part refers to the technique of blasting. After briefly describing the most important terms concerning this subject, the explosives used in tunneling are mentioned and a matrix to choose the explosive is given. Besides the three different possibilities of ignition are described and evaluated with regard to their applications. Furthermore, both the various types of blasting pictures and the possibilities of creating them are explicated. Apart from this the current possibilities to determine key figures referring to the technique of blasting are specified and explained by considering an example. In another subchapter the single processes of loading the blast holes as well as the investigation of the blasting times are described.
5th Chapter:
In this chapter the basic statistical formulas and definitions which are required for the analyses are explicated.
6th Chapter:
With this chapter the analytical part of this thesis starts. At first project descriptions for each of the four chosen tunnels are briefly mentioned. In addition to the engineering motives and the geographical position they comprise the key data of the tunnels as well as the particular principals and the enterprises involved in the consortiums. Besides the particular driving areas which were selected for the analysis are specified.
7th Chapter:
For analyzing and determining the key figures it was necessary to set up a data base. In this data base all information of the particular tunnel building site was entered. This chapter describes the single fields of the data base as well as the sources of the entered data in detail. A total print-out of the data base is shown in the affix of this thesis.
8th Chapter:
This chapter represents the core of this master`s thesis. Here the evaluations and analyses of the data entered in the data base are performed. Firstly, the project specific key figures are determined according to the particular driving classes. The determined figures are shown in table form and graphically prepared and the occurring correlations are described. Apart from this some analyses depending on the type of mountains and the kind of rock are made with regard to all four tunnel projects. The particular areas (drilling, loading and blasting) are completed by a comparison of the key figures detected in the general part on the basis of the literature and the key figures determined in the context of this thesis.
9th Chapter:
Here the results realised in the last chapter are briefly summarised once again.