WikiDer > Tunnelbohrmaschine
Es gibt verschiedene Arten Tunnelbohrmaschinen (TPMs) auf dem Markt, die in den unterschiedlichsten Untergründen zur Realisierung von gebohrte Tunnel.
Geschlossene Frontbohrmaschinen
In einem Untergrund mit hoher Wasserdurchlässigkeit und geringer innerer Kohäsion, wie dem holländischen Boden, werden häufig geschlossene Frontbohrmaschinen eingesetzt, die durch die Verwendung einer speziellen Stützflüssigkeit eine stützende Bohrfront erzeugen. Diese Stützflüssigkeit kann BentonitWasser, Schaum oder Luft, auch vermischt mit Teilen des Erdaushubs Folgende Arten von Bohrlochverfahren können verwendet werden:
Gülleschild
Ein Gülleschild wird verwendet in sandige Böden mit wenig innerem Zusammenhalt. Um diesem Problem zu begegnen, wird eine Stützflüssigkeit in Form von Bentonit verwendet. Durch das Anlegen von Überdruck in der Mischkammer vor dem Bohrschild dringt der Bentonit einige Zentimeter in den Boden ein und bildet so eine Art Kunststoffschicht. Diese Schicht wird wasserdicht, verhindert das Eindringen von Wasser in die Bohrmaschine und verhindert so ein mögliches Einstürzen der Bohrfront.
Der Bohrerschild schabt diese „Haut“ Schicht für Schicht ab und schafft so Raum, um sich vorwärts zu bewegen. Das ausgehobene Erd-Gülle-Gemisch wird in flüssiger Form zum Tunnelende transportiert und in einer Trennanlage getrennt, wonach die Gülle wiederverwendet werden kann.
Es gibt verschiedene Arten von Gülleschilden. Sie unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Druck entsteht an der Ausgrabungsfront. Ein Hydroschild ist ein Gülleschild, bei dem neben Gülle auch Luft zur Aufrechterhaltung des Puffers verwendet wird. Dieser Luftpuffer kann große Druckunterschiede in der Bohrspülung aufnehmen.
Gülleschilde sind nicht bei allen Arten anwendbar Boden. Sandige Böden lassen sich bei geringer Kohäsion und hoher Wasserdurchlässigkeit gut mit einer Gülle-TBM bearbeiten. Wenn es viele sind Lehm zwischen den Sand es können jedoch Probleme auftreten. Dies macht es sehr schwierig, den Bentonit nach Gebrauch richtig von den Tonbrocken zu trennen. Es können sich auch Tonbälle bilden, die dazu führen können, dass die Maschine an allen möglichen Stellen stecken bleibt.
Erddruckausgleichsschild
Wenn es sich bei dem auszuhebenden Boden um Ton handelt, ist ein Erddruckschild eine naheliegende Wahl. Dieses Bohrverfahren nutzt den bereits ausgehobenen Boden, um eine wasserdichte Bohrfront zu schaffen. Der vom Bohrrad abgekratzte Boden wird in die Arbeitskammer befördert, wo er verdichtet wird, bevor er über eine Schnecke nach hinten ausgetragen wird. Wenn der Boden nicht plastisch genug ist, kann eine Stützflüssigkeit hinzugefügt werden, um die Plastizität zu erhöhen.
Eine Neuentwicklung im Bereich der EPB-Bohrmaschinen ist die Verwendung von Schaum als Stützflüssigkeit. Es kann die Plastizität der Erde erhöhen und gleichzeitig die Kompression verbessern. Der Arbeitsbereich der EPB-Bohrmaschine kann somit erweitert werden auf beispielsweise feinere Sandsorten wie Schlick. Der Schaum ist biologisch abbaubar, so dass der ausgehobene Boden einfach deponiert werden kann.
Mischschild
Der Mischschild ist die neueste Entwicklung bei geschlossenen Frontbohrmaschinen. Es wurde entwickelt, um wechselnden Bodenzusammensetzungen gerecht zu werden, die es bisher unwirtschaftlich und schwierig machten, eine bestimmte Maschine auszuwählen. Der Mix-Schild kann schnell an sich ändernde Umstände angepasst werden. Es kann beispielsweise ein Gülleschild, ein Schild mit Luftdruckpuffer oder ein EPB-Schild in einem sein.
Mechanischer Druckausgleichsschild
Dieser Schild unterstützt die Bohrfront selbst ohne Zusätze. Über Ventile im Schild kann die Durchlässigkeit für den abzuleitenden Boden reguliert werden.
Hard Rock Tunnelbohrer/Methoden
Um durch harten Rock zu kommen, was ist in Die Niederlande Durchtunneln kaum möglich, werden spezielle, besonders leistungsstarke Tunnelbohrmaschinen benötigt. Dies sind sowohl offene als auch geschlossene Frontbohrmaschinen, die abwechselnd mit oder ohne Schild oder manchmal sogar mit zwei Schilden ausgestattet sind.
NATM, Neue österreichische Tunnelbaumethode
Das Neue Österreichische Tunnelbauverfahren wurde in den 1960er Jahren in Österreich entwickelt. Ausgangspunkt ist die Nutzung des den Tunnelbau umgebenden Felses als stabilisierender Faktor für den gesamten Tunnel. die NAT ist keine spezifische Methode, sondern eine Reihe von Leitlinien und Empfehlungen. Der ausgebrochene Tunnelabschnitt wird oft durch Auftragen zusätzlich verstärkt Spritzbetonspritzbarer Beton. Die NÖT ist eine sehr flexible Tunnelbaumethode, bei der die Wände der Tunnel ständig überwacht werden.
Greifer-TBM
Die Gripper-TBM ist sowohl in der Einfach- als auch in der Doppelausführung eine TBM, die sich besonders für den Einsatz in Hartgestein wie Gneis oder Granit, Steinarten, die in der Alpen. Im Gegensatz zu Schild-TBM, die Tunnelelemente unabhängig von der Felsbeschaffenheit verlegen und bewegen, reagiert eine Greifer-TBM ständig auf die Unterstützung durch das umgebende Gestein. Je nach Gesteinszusammensetzung ist manchmal eine Abstützung direkt hinter der Bohrbrust erforderlich. Der Vorteil einer Gripper-TBM liegt in der relativ kurzen Schildlänge, wodurch die Tunnelwand sehr kurz hinter der Bohrfront verstärkt werden kann, was der allgemeinen Sicherheit des Tunnels und des Personals zugute kommt. Diese Bewehrung erfolgt häufig mit Spritzbeton.
Hard Rock Shield TBM
Die Hartgesteinsschild-TBM gibt es wie die Gripper-TBM in zwei Varianten, der Einfachschild- und der Doppelschild-Variante. Die Einzelschild-Variante funktioniert wie eine Weichboden-TBM, nur mit härteren Schneidrädern und einem weniger komplizierten Grab-Front-Stabilitätssystem. Die Doppelschildvariante ist technisch wesentlich fortschrittlicher, da es sich im Grunde um eine kombinierte Schild-Greifer-TBM handelt. Die Entscheidung für eine Doppelschild-TBM ist durch den hohen Tagesfortschritt motiviert, den sie selbst bei schlechten, wechselhaften Bodenverhältnissen bieten kann.
Die Doppelschild-TBM besteht aus vier Teilen:
- Frontschild mit Grabfront
- Fahrt
- Greiferschild
- zweite Niederdrückhydraulik
Der Frontschild wird mittels Teleskop-, hydraulisch Buchsen, die als Fortschrittsbuchsen fungieren. Wenn sich die TBM in hartem Gestein befindet, klemmt sich der Greifschild gegen die Felswand, während gleichzeitig der Ausbruch und ein neuer Ring aus Tunnelelementen entsteht. Während dieser Aushubphase bewegt sich nur der vordere Schild, während der Rest der TBM steht. Dieses Verfahren ermöglicht eine hohe Produktionsrate.
Das Doppelschildverfahren ist nur anwendbar, wenn sich die TBM in ungestörtem Fels befindet. Sobald die TBM in einen Bereich mit instabilen Bedingungen eindringt, werden die beiden Schilde miteinander verbunden und sie fungiert als eine einzige Schild-TBM.
Siehe auch
Verweise
- Geschlossene Frontbohrmaschinen: Arends, Ir. G., Grabenlose Technologie, Vorlesungsnotizen, Technische Universität Delft, Fakultät für Bauingenieurwesen und Geowissenschaften, Lehrstuhl für Untertagebau, Januar 2005.
- Greifer-TBM: Tunnel, internationale Zeitschrift für Tiefbau, Nr. 2, März 2001.
- Hartgesteinsschild TPM: Tunnel, internationale Zeitschrift für Tiefbau, Nr. 2, März 2001.