Bodenvereisung am Forrestfield Flughafen in Perth
Die neue Strecke besteht aus zwei parallelen Tunnelröhren, die mit insgesamt 12 Querschlägen miteinander verbunden wurden. Um die Oberflächenverformungen im Bereich des Flughafens möglichst gering zu halten, wurden vier Querschläge bergmännisch im Schutze einer Baugrundvereisung aufgefahren. In unserem Geotechnischen Labor haben wir an den australischen Bodenproben Vereisungsversuche vorgenommen, aus denen wir wärmetechnische und statische Kennwerte für die Frostkörperbemessung ermittelt haben. Aufgrund der Lage der Querschläge unmittelbar unter der Rollbahn des Flughafens lag zudem ein besonderes Augenmerk auf den Frosthebungsversuchen. Die Kennwerte dienten uns als Grundlage für die numerischen Berechnungen zur Wärmetechnik, Frostkörperstatik und Oberflächenverformung. Mit den Wärmeberechnungen stellten wir sicher, dass in den maximalen Abmessungen in Querschlagsmitte im Bereich der Tunnelfirste eine Temperatur von T ≤ 0°C eingehalten wurde, damit beim Aushub kein Material ausbrechen und damit ein sicherer Vortrieb gewährleistet werden konnte. Aus den wärmetechnischen Berechnungen konnten wir somit die Bemessung der Vereisungsanlage ableiten und deren ausreichende Leistung nachweisen.
Wir berechneten die Statik numerisch für eine Gefrierzeit von sechs Wochen. Darin berücksichtigten wir unter anderem die gefrorenen Frostkörperstärken, die sich aus den wärmetechnischen Berechnungen ergaben. In dem maßgebenden Querschnittsbereich, der an die Tunnelauskleidung angrenzt, bedachten wir auch eine ausreichende Standsicherheit der gefrorenen Frostkörperdicke von 1,5 m. Für diese Querschnittsbetrachtung konnten wir die Frostkörperstatik mit einem Sicherheitsfaktor von 2 und auch von 4 nachweisen. Da die Querschläge unter sehr empfindlichen Bereichen wie dem Forrestfield Airport liegen, waren die maximalen Oberflächenverformungen auf 1,5 cm begrenzt. Mit einer zweidimensionalen numerischen Berechnung der Frosthebungen wurde diese Einhaltung der Verformungsbegrenzung nachgewiesen. Während der Ausführung werteten wir außerdem die Temperaturmessdaten aus und begleiteten die Freigabe und Öffnung der Querschläge durch unsere Experten vor Ort. Die ersten Züge verkehren bereits auf der neuen Flughafenlinie.
Die Arbeiten fanden unter schwierigen Bedingungen statt, denn die Tunnelvortriebsmaschinen mussten sowohl den Swan River als auch den Flughafen von Perth unterqueren, wobei der Flugbetrieb am Flughafen Perth aufrecht erhalten werden musste. Aus diesem Grund haben wir uns für die Bodenvereisung entschieden, denn nur ein bergmännisches Verfahren kann den Anforderungen an die Oberflächenverformung gerecht werden.
Mich motivieren Kollegialität, Abwechslung und anspruchsvolle Aufgaben.