Sicherheitsmaßnahmen für Bohrpfahlkonstruktionen im Tunnelbau
Sicherheitsmaßnahmen für Bohrpfahlkonstruktionen im Tunnelbau
Verhinderung des Einsturzes von Bohrlöchern
Entsprechend dem Bauprozess für Bohrpfähle und den Eigenschaften der Bohrausrüstung werden folgende Sicherheitsmaßnahmen ergriffen, um einen Einsturz des Bohrlochs zu verhindern:
Vor dem Felsbohren für die Pfahlgründung muss ein Bohrplan auf Grundlage der ingenieurgeologischen Bodenverhältnisse erstellt werden. Die richtige Auswahl und Kontrolle der Bohrspülungsparameter ist entscheidend für die Vermeidung von Bohrlocheinstürzen.
Das temporäre Gehäuse besteht aus 10 mm dickem Stahlblech und hat einen Innendurchmesser, der 20–40 cm größer ist als der geplante Pfahldurchmesser. Im oberen Bereich befinden sich zwei Überlauföffnungen. Nach der Installation muss die Oberkante des Gehäuses 0,5 m über dem Geländeniveau liegen. In tiefen Flussbetten mit weichem Boden, Schluff oder Sand muss die Oberkante des Gehäuses mindestens 3 m über dem Wasserspiegel liegen. Bei relativ mächtigen Schichten aus weichem Boden oder Schluff muss das Gehäuse mindestens 1,5 m tief in die darunterliegende undurchlässige Tonschicht eingebettet werden.
Tonsuspension wird zur Bohrlochwandverstärkung während der Bohrlochherstellung verwendet. Die Eigenschaften der Suspension müssen streng innerhalb der folgenden Bereiche gehalten werden: relative Dichte 1,2–1,6; Sandgehalt ≤ 4 %; Viskosität 16–28 s; Kolloidrate ≥ 95 %; Flüssigkeitsverlust ≤ 20 ml/30 min; Filterkuchendicke ≤ 3 mm/30 min; pH-Wert zwischen 8 und 11. Während der Bauarbeiten muss der Suspensionspegel stets mindestens 0,5 m unterhalb der Oberkante des Bohrrohrs liegen. In Abschnitten mit schlechten Bodenverhältnissen wird der Bohrlochinnendruck durch Erhöhung der Suspensionsdichte und entsprechende Reduzierung der Bohrgeschwindigkeit ausgeglichen, um einen Einsturz wirksam zu verhindern.
Verhinderung von Bohrlochabweichungen
Vor Beginn der Gesteinsbohrung muss der Untergrund unter dem Bohrturm eingeebnet und verdichtet werden. Zur Vermeidung von Verschiebungen durch Setzungen sind Unterkonstruktionen unter dem Bohrturm zu verlegen. Die Positionierung des Bohrturms muss präzise erfolgen. Der Zentrierfehler des Bohrers darf 2 cm nicht überschreiten, und die Mittelpunkte von Drehtisch, Kronenblock und Bohrrohr müssen auf einer vertikalen Linie liegen, um Bewegungen des Bohrturms und daraus resultierende Abweichungen zu verhindern.
Während der Bauphase muss die horizontale Ausrichtung der Bohranlage regelmäßig überprüft werden. Die Vertikalität des Bohrlochs muss gemessen werden, sobald die Hälfte der geplanten Tiefe erreicht ist, und erneut nach Abschluss der Bohrarbeiten, um Abweichungen im Bohrloch zu beseitigen.
Behandlungsmaßnahmen bei Kollaps, Abweichung und Schlammverlust im Bereich des Bohrlochfutters
Wird während des Gesteinsbohrens eine Neigung des Bohrlochs festgestellt, muss der Bohrmeißel zunächst bis zum abgelenkten Abschnitt angehoben und die Abweichung durch wiederholtes Spülen des Bohrlochs mit niedriger Drehzahl korrigiert werden. Ist die Abweichung stark und lässt sie sich nicht korrigieren, muss das Bohrloch bis etwa 0,5 m über den abgelenkten Abschnitt hinaus verfüllt werden. Nach dem Setzen und Verdichten des Verfüllmaterials kann das Bohren fortgesetzt werden.
Wenn während des Bohrens der Schlammpegel im Bohrrohr stark abfällt und Blasenbildung auftritt, ist ein Bohrlocheinsturz wahrscheinlich. Bei geringfügigem Einsturz kann der Bohrvorgang durch Reduzierung der Bohrgeschwindigkeit und Erhöhung der Schlammkonzentration im betroffenen Bereich fortgesetzt werden. Im Falle eines schweren Einsturzes muss das Bohren sofort eingestellt und das Bohrloch mit Ton verfüllt werden. Die Bohrung darf erst wieder aufgenommen werden, wenn sich die Bohrlochwand stabilisiert hat.
Die Bohrpfahlkonstruktion muss strikt dem Prinzip „ein Bohrloch, ein Pfahl betoniert“ folgen, um übermäßige Wartezeiten zwischen Bohrlochfertigstellung und Betonierung zu vermeiden, die zu einem Einsturz führen könnten. Die Bauarbeiten müssen gemäß der im Bauleitfaden festgelegten Abfolge durchgeführt werden. Der Mindestzeitabstand zwischen dem Einbringen zweier benachbarter Pfähle muss 24 Stunden betragen, um eine Verbindung zwischen den Bohrlöchern (Pfahlkommunikation) zu verhindern.
Nach Abschluss des Betonierens muss der offene Bereich am Pfahlkopf und um das Bohrloch herum mit Bewehrungsmatten oder -bohlen abgedeckt und geschützt werden, um zu verhindern, dass Personen versehentlich in das Bohrloch fallen und Sicherheitsunfälle verursachen.
