Messung der einatembaren und alveolengängigen Stäube und der Quarzstaubfraktion im konventionellen Tunnelbau sowie an Sanierungsbaustellen

Kirolos Louies

doi:10.34901/mul.pub.2025.130

Messung der einatembaren und alveolengängigen Stäube und der Quarzstaubfraktion im konventionellen Tunnelbau sowie an Sanierungsbaustellen

Translated title of the contribution: Measurement of inhalable and respirable dusts and the Quartz dust fraction in conventional tunnelling and renovation construction sites

Kirolos Louies

Chair of Subsurface Engineering (340)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

This study involves dust measurements conducted at various construction sites, focusing on distinguishing between inhalable and respirable dust fractions, as well as determining the quartz content in respirable dust. A key objective was to assess compliance with the workplace exposure limits. The first part of the thesis defines the various dust fractions and explains their interrelations. Additionally, regulations and legal frameworks governing workplace concentration limits were analyzed and presented. The second part examines ventilation concepts in tunnel construction, supplemented by case studies highlighting strategies for reducing dust and respirable quartz dust, along with evaluations of their effectiveness. The study also introduces the measurement devices used, explains their operating principles and describes laboratory procedures for determining the quartz content and concentrations in dust samples collected on-site. The findings include dust concentrations measured during individual work cycles, particle size distributions, calculations of respirable dust masses from blasting activities, and the assessment of quartz content in the respirable fraction. Furthermore, the handling of respirable quartz dust in tender documents was analyzed. Additional measurements from a tunnel renovation project were presented and compared with results from tunneling construction. The results were summarized and discussed to identify remaining research questions and to propose improvements for dust measurements and the management of quartz dust issues in tender documents. Lastly, specific recommendations and necessary steps for mitigating respirable quartz dust in conventional tunnel construction were outlined.

Translated title of the contribution	Measurement of inhalable and respirable dusts and the Quartz dust fraction in conventional tunnelling and renovation construction sites
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Hauzinger, Elisabeth, Co-Supervisor (internal) Galler, Robert, Supervisor (internal)
Award date	11 Apr 2025
DOIs	https://doi.org/10.34901/mul.pub.2025.130
Publication status	Published - 2025

Bibliographical note

embargoed until 18-02-2030

Keywords

A-dust
E-dust
quartz dust
new limit value regulation
coventional tunnelling
ventilation
Good Practice

Access to Document

10.34901/mul.pub.2025.130Licence: CC BY

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Volltext
Final published version, 2.67 MB
Embargo ends: 18/02/30

Cite this

@mastersthesis{b4d42d15985b4b26b0d7afcd418ac78c,

title = "Messung der einatembaren und alveoleng{\"a}ngigen St{\"a}ube und der Quarzstaubfraktion im konventionellen Tunnelbau sowie an Sanierungsbaustellen",

abstract = "Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf verschiedenen Baustellen Staubmessungen durchgef{\"u}hrt. Der Fokus dabei lag auf der Messung der einatembaren und der alveoleng{\"a}ngigen Fraktion sowie des Quarzgehaltes im alveoleng{\"a}ngigen Staub, um herauszufinden, ob die MAK-Werte eingehalten werden. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit den Definitionen der Staubfraktionen und wie diese zusammenh{\"a}ngen. Weiters werden die Grenzwerte der Arbeitsplatzkonzentrationen, die in den Verordnungen und Gesetzen festgelegt sind, aufgelistet. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Bewetterungskonzepte im Tunnelbau und Fallstudien, in denen erl{\"a}utert wird, welche M{\"o}glichkeiten es zur Staub- bzw. Quarzfeinstaubminderung gibt und wie effektiv diese sind. In weiterer Folge werden dann die Messger{\"a}te pr{\"a}sentiert und ihre Funktionsweise erl{\"a}utert sowie die Vorgehensweise im Labor zur Bestimmung des Quarzgehaltes und der Konzentration in den auf den Baustellen entnommenen Staubproben. Anschlie{\ss}end werden die Ergebnisse der Messungen pr{\"a}sentiert. Zu diesen geh{\"o}rten, neben den Staubkonzentrationen w{\"a}hrend der einzelnen Zyklusschritte, auch die Partikelgr{\"o}{\ss}enverteilung, die Berechnung der alveoleng{\"a}ngigen Staubmassen durch die Sprengung und die Betrachtung des Quarzes in der lungeng{\"a}ngigen Staubfraktion. Weiters wurde untersucht, wie das Thema des Quarzfeinstaubes in den Ausschreibungsunterlagen der jeweiligen Baustellen behandelt wurde. Zus{\"a}tzlich wurden Ergebnisse einer Staubmessung bei einer Tunnelsanierung pr{\"a}sentiert und diese mit den Ergebnissen in den Tunnelvortrieben verglichen. In der Zusammenfassung werden die Ergebnisse noch einmal zusammengefasst und es wird diskutiert, welche weiteren Forschungsfragen noch beantwortet werden k{\"o}nnen sowie welche weiteren Verbesserungsm{\"o}glichkeiten es f{\"u}r die Messungen, aber auch f{\"u}r die Behandlung der Quarzfeinstaubproblematik in der Ausschreibung, gibt. Als letzter Punkt werden die n{\"a}chsten Schritte erl{\"a}utert, die zur Bek{\"a}mpfung des lungeng{\"a}ngigen Quarzstaubs im konventionellen Tunnelbau notwendig sind.",

keywords = "A-Staub, E-Staub, Quarzstaub, neue Grenzwerteverordnung, konventioneller Tunnelbau, Bewetterung, Best Practice, Sanierungsbaustelle, A-dust, E-dust, quartz dust, new limit value regulation, coventional tunnelling, ventilation, Good Practice",

author = "Kirolos Louies",

note = "gesperrt bis 18-02-2030",

year = "2025",

doi = "10.34901/mul.pub.2025.130",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Messung der einatembaren und alveolengängigen Stäube und der Quarzstaubfraktion im konventionellen Tunnelbau sowie an Sanierungsbaustellen

AU - Louies, Kirolos

N1 - gesperrt bis 18-02-2030

PY - 2025

Y1 - 2025

N2 - Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf verschiedenen Baustellen Staubmessungen durchgeführt. Der Fokus dabei lag auf der Messung der einatembaren und der alveolengängigen Fraktion sowie des Quarzgehaltes im alveolengängigen Staub, um herauszufinden, ob die MAK-Werte eingehalten werden. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit den Definitionen der Staubfraktionen und wie diese zusammenhängen. Weiters werden die Grenzwerte der Arbeitsplatzkonzentrationen, die in den Verordnungen und Gesetzen festgelegt sind, aufgelistet. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Bewetterungskonzepte im Tunnelbau und Fallstudien, in denen erläutert wird, welche Möglichkeiten es zur Staub- bzw. Quarzfeinstaubminderung gibt und wie effektiv diese sind. In weiterer Folge werden dann die Messgeräte präsentiert und ihre Funktionsweise erläutert sowie die Vorgehensweise im Labor zur Bestimmung des Quarzgehaltes und der Konzentration in den auf den Baustellen entnommenen Staubproben. Anschließend werden die Ergebnisse der Messungen präsentiert. Zu diesen gehörten, neben den Staubkonzentrationen während der einzelnen Zyklusschritte, auch die Partikelgrößenverteilung, die Berechnung der alveolengängigen Staubmassen durch die Sprengung und die Betrachtung des Quarzes in der lungengängigen Staubfraktion. Weiters wurde untersucht, wie das Thema des Quarzfeinstaubes in den Ausschreibungsunterlagen der jeweiligen Baustellen behandelt wurde. Zusätzlich wurden Ergebnisse einer Staubmessung bei einer Tunnelsanierung präsentiert und diese mit den Ergebnissen in den Tunnelvortrieben verglichen. In der Zusammenfassung werden die Ergebnisse noch einmal zusammengefasst und es wird diskutiert, welche weiteren Forschungsfragen noch beantwortet werden können sowie welche weiteren Verbesserungsmöglichkeiten es für die Messungen, aber auch für die Behandlung der Quarzfeinstaubproblematik in der Ausschreibung, gibt. Als letzter Punkt werden die nächsten Schritte erläutert, die zur Bekämpfung des lungengängigen Quarzstaubs im konventionellen Tunnelbau notwendig sind.

AB - Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf verschiedenen Baustellen Staubmessungen durchgeführt. Der Fokus dabei lag auf der Messung der einatembaren und der alveolengängigen Fraktion sowie des Quarzgehaltes im alveolengängigen Staub, um herauszufinden, ob die MAK-Werte eingehalten werden. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit den Definitionen der Staubfraktionen und wie diese zusammenhängen. Weiters werden die Grenzwerte der Arbeitsplatzkonzentrationen, die in den Verordnungen und Gesetzen festgelegt sind, aufgelistet. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Bewetterungskonzepte im Tunnelbau und Fallstudien, in denen erläutert wird, welche Möglichkeiten es zur Staub- bzw. Quarzfeinstaubminderung gibt und wie effektiv diese sind. In weiterer Folge werden dann die Messgeräte präsentiert und ihre Funktionsweise erläutert sowie die Vorgehensweise im Labor zur Bestimmung des Quarzgehaltes und der Konzentration in den auf den Baustellen entnommenen Staubproben. Anschließend werden die Ergebnisse der Messungen präsentiert. Zu diesen gehörten, neben den Staubkonzentrationen während der einzelnen Zyklusschritte, auch die Partikelgrößenverteilung, die Berechnung der alveolengängigen Staubmassen durch die Sprengung und die Betrachtung des Quarzes in der lungengängigen Staubfraktion. Weiters wurde untersucht, wie das Thema des Quarzfeinstaubes in den Ausschreibungsunterlagen der jeweiligen Baustellen behandelt wurde. Zusätzlich wurden Ergebnisse einer Staubmessung bei einer Tunnelsanierung präsentiert und diese mit den Ergebnissen in den Tunnelvortrieben verglichen. In der Zusammenfassung werden die Ergebnisse noch einmal zusammengefasst und es wird diskutiert, welche weiteren Forschungsfragen noch beantwortet werden können sowie welche weiteren Verbesserungsmöglichkeiten es für die Messungen, aber auch für die Behandlung der Quarzfeinstaubproblematik in der Ausschreibung, gibt. Als letzter Punkt werden die nächsten Schritte erläutert, die zur Bekämpfung des lungengängigen Quarzstaubs im konventionellen Tunnelbau notwendig sind.

KW - A-Staub

KW - E-Staub

KW - Quarzstaub

KW - neue Grenzwerteverordnung

KW - konventioneller Tunnelbau

KW - Bewetterung

KW - Best Practice

KW - Sanierungsbaustelle

KW - A-dust

KW - E-dust

KW - quartz dust

KW - new limit value regulation

KW - coventional tunnelling

KW - ventilation

KW - Good Practice

U2 - 10.34901/mul.pub.2025.130

DO - 10.34901/mul.pub.2025.130

M3 - Masterarbeit

ER -