Fejtési osztályok definíciója a SIA 198 alapjánszepesr/anyagok/oktatas/N-SE75-76/NOT III - Grabarits-2009.pdfprognosztizált radiális deformációk kialakulásához és az építési

2007.11.29. Grabarits József 95

Mérnöktovábbképzés - lövelltbetonos alagútépítés - első szemeszter

ad. 3. - Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja

Fejtési osztályok definíciója a SIA 198 alapján












Fejtési osztályok definíciója az ÖNORM 2203 alapján




Fejtési osztályok definíciója a DIN 18312 alapján




Fejtési osztályok definíciója a DIN 18312 alapján

Osztályba sorolás fő szempontjai:

- a keresztmetszet esetleges részfelületekre való osztás szükségessége- a részfelületek fejtésének sorrendje- a szabad, biztosításnélküli támaszköz (fogásmélység)az egyes biztosítási elemek típusa, mennyisége, beépítés helye, illetve ideje




Fejtési osztályok definíciója az M6 autópálya alagútjainál



ad. 3. - Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Túlfejtés fogalma

Fejtési profil meghatározása A kiviteli terveken feltüntetett fejtési keresztmetszeti méret – profil - (általános alagút keresztmetszetnél) az elméleti fejtési keresztmetszeti méretre utal. (T-vonal, lásd ábra).A kőzet minőségétől függően az elméleti fejtési keresztmetszeti méretet (profilt) meg kell nagyobbítani a kőzet adottságaitól függő mértékben, ezzel biztosítva a várható és prognosztizált radiális deformációk kialakulásához és az építési tűrések betartásához szükséges teret.

Tűrések meghatározása




A D-vonalként meghatározott fejtési vonal (lásd ábra) a kőzetosztályonként változó „a”radiális deformációval növelt fejtési keresztmetszeti méret. A kiviteli terveken megadott az elméleti fejtési keresztmetszetre vonatkozó érékeket a fejtési tapasztalatok alapján a valós deformációkhoz kell igazítani. A fejtési keresztmetszet kiigazítását az alagút tervezője végzi és a Mérnök hagyja jóvá azt.A D-vonal adja meg a legkisebb fejtési keresztmetszeti méretet. Általános földtani közegben a fejtés pillanatában ez a vonal az alagút belseje felé nem léphető át, kivéve azokat a kiálló széleket és ép szikla sarkokat, ahol a lövellt beton névleges vastagságának kétharmados tűrése megengedett.A Vállalkozónak az alagútfejtés során a tőle elvárható ésszerű gondossággal kell eljárnia, hogy a keresztmetszeti méretet (profilt) a megadott D-vonal szerint tartsa a fejtés finom szabályozásával és a megfelelő fejtőgépek alkalmazásával.Annak érdekében, hogy a fejtési keresztmetszet méretét a megadott D-vonal szerint, illetve azonkívül lehessen tartani, a Vállalkozónak meg kell engednie egy építési tűrést az alagútfejtés és a biztosítás telepítésének vonatkozásában (fejtés, acélívek beállítása, vasalt

lövellt beton és végleges lövellt beton). Lásd ábra.

Tűrések meghatározása




Kedvezőtlen geológiai körülmények okozta túlfejtés

TúlfejtésA túlfejtés akkor képződik, amikor a különböző kőzetosztályokhoz számolt deformációval és a biztosítás mérettűréseivel növelt keresztmetszeti méreten túl történik a fejtés. Az elkerülhető túlfejtést a nem megfelelő fejtési technológia vagy gép alkalmazása, vagy szakszerűtlen munkavégzés okozhatja, míg az elkerülhetetlen túlfejtés a Vállalakozó által nem befolyásolható, illetve Vállalkozói gondatlanságra nem visszavezethető okok következtében állhat elő.Az elkerülhetetlen túlfejtés két forrásból származhat:



ad. 3. - Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapjánTúlfejtés fogalma

Természetes túlfejtés, amelyet figyelmes és körültekintő munkával sem lehet elkerülni.Geológiailag indokolt túlfejtés, melyet a fennálló kedvezőtlen geológiai körülmények okoznak.Az úgy nevezett „elkerülhetetlen túlfejtés” várható nagyságát minden kőzetosztályra előre meg kell becsülni és a terveken azt „o” értékként fel kell tűntetni (lásd 10.2 ábra).Az „elkerülhetetlen túlfejtés” valós átlagértékét az építés során, a helyszínen ellenőrizni kell. Az „elkerülhetetlen túlfejtés” mértékéről a Vállalkozó és a Mérnök együtt dönt kőzet- és fejtési osztályonként külön-külön. A túlzott túlfejtést (lásd 10.2 ábra) a rendkívül kedvezőtlen és/vagy nem megjósolhatógeológiai körülmények okozzák, ami az adott körülmények között a Vállalkozótól elvárhatólegóvatosabb és lehető legszakszerűbb munkavégzés esetén is előáll, és amit a Vállalkozónem tud megakadályozni a fennálló kedvezőtlen geológiai körülmények miatt.Túlzott túlfejtés esetén az elsődleges biztosító elemeket haladéktalanul telepíteni kell a talaj stabilizálása érdekében. Erről az alagút Tervezőjét és a Mérnököt értesíteni kell és a javítás módját velük egyeztetve kell kidolgozni. A javítási megoldás részletes tervét az alagút Tervezője készíti el és a Mérnök hagyja jóvá. Az alagút tovább fejtése addig nem folytatható, amíg a javítási munkákat el nem végzik, kivéve, ha a Mérnök engedélyezi azt, vagy ha másként rendelkezik.Ha egyértelművé vált, hogy a túlfejtést a Vállalkozótól függetlenül, geológiai körülmények okozták és nem a szakszerűtlen munkamódszer vagy figyelmetlenség, a túlfejtés által

képződött üreget vagy teret a helyszínen fel kell mérni és dokumentálni.



ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanFejtési keresztmetszetek formái kőzetben és talajban

Keresztmetszeti kialakításoka. – körprofilb. – békaszájc. – patkószelvényd. – skandináve. – négyszögf. – trapéz g. – duplacsövesh. – ikercsövesi. – emeletes j. – falazat nélkülik. – kihorgonyzottl./m. – háttérűr kitöltésesn. – alul nyitott o. – egyhéjúp. - kéthéjú




Négyszög alakú:a külső erők az üreg belseje felé irányuló káros jellegű elmozdulásokat nem okoznak a kőzetben

Félellipszis, parabola, félkör alakú:csak függőleges külső erők esetén

Patkószelvény, békaszáj forma:függőleges és vízszintes külső erőhatásnál

Körszelvény:a körkörös külső és belső erőhatásoknál, különösen belsővíznyomásnál

Keresztmeszetek alapformái




Keresztmetszet kialakítással kapcsolatos megfontolások L. Müller részéről:szilárd kőzet: a szelvény szabadon alakítható, függőleges oldalfal, főte akár síkfelületű ha a

tagoltság csekély (zavartalan gránittömb, mészkőtömbben) biztosítás nem szükséges, vagy csak csekély, lokális biztosítás.

a majdnem szilárd, de tagolt kőzet: keresztmetszetek gyenge, vékony biztosítással, vagy csak rendszer-horgonyzás. A kőzetfelületet követő vékony lövelltbeton bevonat, látszó horgonyfej kialakítással.

önmagában szilárd, de pergő kőzet: általában csak a kalottot biztosítják horgonnyal, és hálóval.önmagában szilárd, de nagytól az óriás blokkal tagolt kőzet: a tagoltsági távolság kétszeresénél

kisebb alagutaknál, a blokkokat megfogó rendszer-horgonyzással biztosítható. Nagyobb nyílásúalagutaknál a falazatot átlyukaszthatja, így azt nyírásra vasalni kell.

töredezett, közepesen állékony kőzet: a kalott köríves kialakítása, vízszintes talppal, körkörös biztosítással, esetleges megmaradandó horgonyzással.

deformálódó, ill. erősen deformálódó kőzet: függetlenül attól, hogy a deformációra való hajlam a magas primer feszültségekből, vagy a kőzet alacsony szilárdságából ered, a keresztmetszet alakja a lehető legjobban közelítsen a körszelvényhez, habár a talp része az laposabb is lehet (békaszáj profil). Az elsődleges falazat erősebb kivitelben készül, anélkül, hogy a hajlékony, rugalmas biztosítási elem alkalmazásának elvét feladnánk. Horgonyzás alkalmazásával kialakíthatjuk a kőzet és a falazat együttdolgozását, a kőzetben a teherhordó gyűrűt. Az talpboltozatot is meg kell építeni és gyors gyűrűzárást kell előirányozni.




egyoldalú hegynyomás: hegyoldalakban lévő alagút, ahol kúszásból eredő nyomások vannak. Aszimmetrikus falazat, amely a völgyoldalon kell megerősíteni, alapszélesítés.

oldaltámasztás nélküli kőzet: meredek tájolású tagoltságnál, vagy magas plaszticitású kőzetnél, ahol a kőzet ágyazási ellenállása kicsi. Ebben az esetben a kalott, illetve a mag fejtésénél negatív konvergencia lép fel, vagyis kalott-láb, illetve oldalfal kifelé mozdul. Az utolsó két esetben erős talpboltozatot kell készíteni.

kőzet erős oldalnyomással: erős, vastag talpboltív szükséges.plasztikus kőzet: erős talpboltozat, körszelvényű keresztmetszet.duzzadó kőzet: erős, vastag, leterhelő talpboltozat, vagy biztosítás kiépítés két lépésben, ahol

az első lépésben olyan biztosítás készül, amely nagy alakváltozásokat képes felvenni, majd miután a kőzet alakváltozása lecsenget elkészül a végleges falazat. Továbbá olyan kétrétegűfalazat, ahol a két réteg között holtterek vannak, amik a kőzet duzzadásából eredőalakváltozásokat fel tudja venni.

Minimális keresztmetszet méret: 5m2, kivéve a csősajtolást. (gépek és személyzet helyigénye miatt.Maximális keresztmetszeti méret: építéstechnológiailag nincs lehatárolva, nagyobb keresztmetszetek részkeresztmetszetekkel fejthető ki.



ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanKis és nagy átmérőjű keresztmetszetek felosztásának módjai

Teljes keresztmeszet fejtése marófejjel (Channel-tunnel, Castle Hill)




Keresztmeszet vízszintes osztása kőzetben




Keresztmeszet vízszintes osztása kőzetben




Keresztmeszet vízszintes osztása laza kőzetben








Keresztmeszet vízszintes osztása főtegerendával kőzetben















Keresztmeszet függőleges osztása laza kőzetben




Keresztmeszet oldaltárós osztása laza kőzetben












Keresztmeszet oldaltárós osztása laza kőzetben - Landsberg, Németország




Keresztmeszet oldaltárós osztása laza kőzetben - Landsberg, Németország, alternatív javaslat












Keresztmeszet oldaltárós osztása kőzetben - Channel-tunnel, UK, Crossover




Nagy keresztmeszet osztása kőzetben



















ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanTöbbvágatos és egymásba metsző vágatos állomások építési módszerei

Többvágatos egymásba metsző vágatos fejtés (Bécs, Westbahnhof)




Többvágatos egymásba metsző vágatos fejtés























ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanEgyéb speciális építési módok

Egyéb speciális építési módok - Kärntner Deckelbauweise




Egyéb speciális építési módok - Kärntner Deckelbauweise




Egyéb speciális építési módok – Doorframe Slab Method




Egyéb speciális építési módok – Doorframe Slab Method




Egyéb speciális építési módok –Nyitott boltíves építkezés



ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanFejtési portál kialakítás, felbővítés, oldalirányú kitörések

Egyéb speciális építési módok –Fejtési portál indítás




Oldalirányú kitörések – állomási alagutak




Felbővítés lépései




Oldalirányú kitörések indítóaknából


Kőzet- talajjövesztés módja:Robbantással:Mechanikus fúrással, bontással:

statikus (forgó eszközök)dinamikus (ütő eszközök)

Robbantó anyagok típusai:Flegmatikus: közvetlen láng hatására robban, kis terjedési sebesség (lőpor)Brizáns: szúró láng hatására robban, egy pillanat alatt egész tömegükre szétbomlik, terjedési

sebesség 6000 m/sec, közvetlen környezetet elporlasztja, távolabbiakat összetöri, majd tovább taszítja (nitrotoluol, nitroglicerin, dinamit)

Inicializáló: szúróhatású robbanóanyag (gyutacsok)

Robbantás részműveletei:RéselésHomlokfejtés vagy szelvényrobbantásSzelvénykerület-szabályozás (profilírozás)


ad. 4. - Fejtési módszerek kőzetben és talajbanTalaj-, ill. kőzetjövesztés módjai:




Robbantási tölcsér alakulása




Oldalirányú kitörések – állomási alagutak

ahol,m – mellezési mélységa – a kirobbantott kúp hajlásszöger – a kúp sugaraV – a kirobbantott anyag térfogata




Ékrobbantásos eljárás – millszekundos robbantás




Kúprobbantásos eljárás – millszekundos robbantás




Többkarú fúrógép




Kétkarú fúrógép munka közben




Alagútfejtés marófejjel




Alagútfejtés kotróval









Fejtési osztályok definíciója a SIA 198 alapjánszepesr/anyagok/oktatas/N-SE75-76/NOT III - Grabarits-2009.pdfprognosztizált radiális deformációk kialakulásához és az építési

Documents