TY - THES

T1 - Abschätzung der Verwertbarkeit von Tunnelausbruchmaterial

AU - Lenes, Johannes

N1 - gesperrt bis 01-06-2027

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Der richtige Umgang mit dem anfallenden Ausbruchmaterial gewinnt in der Planung und Ausführung von Tunnelprojekten zunehmend an Bedeutung. Zur Schaffung einer wirtschaftlich und ökologisch nachhaltigen Bauweise wird dabei eine Kreislaufwirtschaft angestrebt und der Tunnelausbruch entweder innerhalb des Projektes oder durch externe Anwendungen einer gezielten Verwertung zugeführt. Zahlreiche Normen, Empfehlungen und Forschungsarbeiten beschreiben etliche potenzielle Einsatzzwecke des aufbereiteten Ausbruchmaterials. Dabei werden je Verwertungsweg unterschiedliche Anforderungen an dessen chemische und mineralogische Zusammensetzung sowie an diverse technische Kenngrößen gestellt. Zudem spielen rechtliche Rahmenbedingungen eine entscheidende Rolle. Ziel dieser Diplomarbeit ist in erster Linie die Sammlung bereits existierender Verwertungs-möglichkeiten und der dafür maßgebenden Materialeigenschaften. Auf den aus diesen Daten ausgewerteten Anforderungsbereichen für den jeweiligen Einsatzzweck baut das im Programm Microsoft Excel erstellte Modell zur analytischen Betrachtung der Verwertbarkeit von Tunnelausbruch-material auf. Durch die Eingabe von chemischen, mineralogischen und technischen Parametern des Baugrundes sowie spezifischen Angaben über das Tunnelprojekt selbst können potenzielle Anwendungen abgeschätzt werden. Abschließend wird dieses Modell auf den im Planungsstadium befindlichen neuen Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf angewandt. Mittels geologischer Daten aus Erkundungstätigkeiten, welche im Zuge dieser Diplomarbeit aufbereitet wurden, erfolgt die Abschätzung der Verwertbarkeit des Ausbruchmaterials für den rund 100 Kilometer langen kreisförmigen Tunnel. Basierend auf den Ergebnissen der analytischen Betrachtung erschließt sich eine Anwendung der im Baugrund vorhandenen Sandsteine als Untergrundverfüllung und landwirtschaftliche Rekultivierungsschicht. Die untersuchten technischen Parameter der Mergel-, Schluff- und Tonsteine der Genfer Molasse erlauben diesen Einsatz ebenfalls; zudem erscheinen weitere Verwertungswege möglich, wobei einige nicht untersuchte, jedoch existenziell wichtigen Kenngrößen diese in Frage stellen.

AB - Der richtige Umgang mit dem anfallenden Ausbruchmaterial gewinnt in der Planung und Ausführung von Tunnelprojekten zunehmend an Bedeutung. Zur Schaffung einer wirtschaftlich und ökologisch nachhaltigen Bauweise wird dabei eine Kreislaufwirtschaft angestrebt und der Tunnelausbruch entweder innerhalb des Projektes oder durch externe Anwendungen einer gezielten Verwertung zugeführt. Zahlreiche Normen, Empfehlungen und Forschungsarbeiten beschreiben etliche potenzielle Einsatzzwecke des aufbereiteten Ausbruchmaterials. Dabei werden je Verwertungsweg unterschiedliche Anforderungen an dessen chemische und mineralogische Zusammensetzung sowie an diverse technische Kenngrößen gestellt. Zudem spielen rechtliche Rahmenbedingungen eine entscheidende Rolle. Ziel dieser Diplomarbeit ist in erster Linie die Sammlung bereits existierender Verwertungs-möglichkeiten und der dafür maßgebenden Materialeigenschaften. Auf den aus diesen Daten ausgewerteten Anforderungsbereichen für den jeweiligen Einsatzzweck baut das im Programm Microsoft Excel erstellte Modell zur analytischen Betrachtung der Verwertbarkeit von Tunnelausbruch-material auf. Durch die Eingabe von chemischen, mineralogischen und technischen Parametern des Baugrundes sowie spezifischen Angaben über das Tunnelprojekt selbst können potenzielle Anwendungen abgeschätzt werden. Abschließend wird dieses Modell auf den im Planungsstadium befindlichen neuen Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf angewandt. Mittels geologischer Daten aus Erkundungstätigkeiten, welche im Zuge dieser Diplomarbeit aufbereitet wurden, erfolgt die Abschätzung der Verwertbarkeit des Ausbruchmaterials für den rund 100 Kilometer langen kreisförmigen Tunnel. Basierend auf den Ergebnissen der analytischen Betrachtung erschließt sich eine Anwendung der im Baugrund vorhandenen Sandsteine als Untergrundverfüllung und landwirtschaftliche Rekultivierungsschicht. Die untersuchten technischen Parameter der Mergel-, Schluff- und Tonsteine der Genfer Molasse erlauben diesen Einsatz ebenfalls; zudem erscheinen weitere Verwertungswege möglich, wobei einige nicht untersuchte, jedoch existenziell wichtigen Kenngrößen diese in Frage stellen.

KW - Tunnel excavation material

KW - Tunnel excavation

KW - Tunnel construction

KW - Excavation material

KW - Excavated material

KW - Excavated soil

KW - Recyclability

KW - Recycling routes

KW - Substitution of primary raw materials

KW - Industrial mineral

KW - Recycled construction material

KW - Recycled aggregates

KW - Waste prevention

KW - Circular economy

KW - CERN

KW - FCC

KW - Geneva Molasse

KW - Tunnelausbruchmaterial

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KW - Tunnelbau

KW - Ausbruchmaterial

KW - Bodenaushub

KW - Aushubmaterial

KW - Verwertungspotenzial

KW - Verwertbarkeit

KW - Verwertungswege

KW - Substitution von Primärrohstoffen

KW - Industriemineral

KW - Recycling-Baustoff

KW - recyclierte Gesteinskörnungen

KW - Abfallvermeidung

KW - Kreislaufwirtschaft

KW - CERN

KW - FCC

KW - Genfer Molasse

M3 - Masterarbeit

ER -