Tunnelbohrmaschinen (TBM) – Teilschnittmaschinen (TSM)

Nach unserem Beitrag zur Forschung und Entwicklung um das Thema «Sprengen» folgt nun die Alternative: die maschinellen Vortriebsmethoden wie Vollschnitt- und Teilschnittmaschinen.

Tunnelbohrmaschine beim Bözberg-Tunnel, Schweiz, ein Projekt an dem Amberg Engineering massgeblich beteiligt ist

TBM: Eine Tunnelbohrmaschine eignet sich besonders für hartes Gestein. Auch beim Tunnelbau im lockeren Fels, der für Vortrieb mittels Sprengtechnik ungeeignet ist, werden solche Grossmaschinen eingesetzt. Tunnelbohrmaschinen gehören zusammen mit den Schildmaschinen (SM) zu den Tunnelvortriebsmaschinen (TVM). Wichtigster Teil einer TBM ist der Bohrkopf; er hat einen Durchmesser von bis zu 20 Metern und besteht aus einem Meisselträger mit rotierenden Rollenmeisseln, der ausgebrochenes Gestein nach hinten befördert. Die Einrichtung im hinteren Teil des Bohrkopfes hat bei grossen Durchmessern eine Länge von bis zu 200 Metern mit Hilfseinrichtungen. Tunnelbohrmaschinen sind Vollschnittmaschinen, das heisst, sie bauen, anders als Teilschnittmaschinen, den gesamten Tunnelquerschnitt in einem Arbeitsschritt ab.

Quelle: de.wikipedia.org

Aushub der Teilschnittmaschine für eine Parkgarage unter dem Schlossberg Thun, Schweiz

TSM: Teilschnittmaschinen gehören aufgrund ihrer Bauform zu den Umfangfräsen. Da heutige Teilschnittmaschinen mit Schneidköpfen arbeiten, nennt man diese Maschinen auch Schneidkopfmaschinen. Mit Teilschnittmaschinen können beliebig geformte Streckenquerschnitte erstellt werden. Um die Ortsbrust zu bearbeiten, wird die Teilschnittmaschine mit den Raupenfahrwerken auf die Ortsbrust zu gefahren und der Schneidkopf wird in Bewegung gesetzt. Anschliessend wird die Ortsbrust des Tunnels bzw. der Strecke stückweise mit dem Schneidkopf abgefräst.

Quelle: de.wikipedia.org

Tunnelbohrmaschine Baujahr 1965

Auch auf diesem Gebiet bietet der Versuchsstollen Hagerbach die optimalen Bedingungen: Seit den Anfängen in den 1970er Jahren liegt ein Fokus auf der Entwicklung von Maschinentechnik, welche robuster, schneller oder digitalisierter den Aufgaben des Vortriebs nachkommt. Vorteile gegenüber dem Sprengstoffeinsatz sind dabei die kontinuierlichen Prozesse, geringere Emissionen bzgl. Erschütterung und Gasfreisetzung sowie die geringeren Belastungen des anstehenden Gebirges.

Die Maschinentechnik kommt in verschiedenen Formen und Grössen. Das Ziel der Entwicklung wird dabei immer dasselbe bleiben: Den Felsen schneller und effizienter anzugreifen und zu zerstören, aber dabei gleichzeitig ökonomisch und sicher zu arbeiten. Besonders für letztere Aufgabe bietet der VSH verschiedenste Ausbildungsmöglichkeiten für Maschinisten der jeweiligen Gerätschaften.

Neben den gängigen Einsatzgebieten im Infrastrukturbau für Berg- und Tunnelbauwerke kommen die Gerätschaften weiterhin in der Erstellung von Wasserkraftwerken, städtischen Ver- und Entsorgungsbauten sowie zuletzt auch im Schachtbau zum Einsatz. Untenstehend unser Ausstellungsexemplar einer verhältnismässig kleinen TBM, an der wir unseren Besuchern das Wirkprinzip solcher Gerätschaften veranschaulichen.

Schauen Sie sich unsere TBM live im VSH an, wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Interessante Fakten und Zahlen:

Die vierte Röhre des Hamburger Elbtunnels wurde in den Jahren von 1997 bis 2000 mit der 2000 Tonnen schweren Schildvortriebsmaschine TRUDE mit einem Aussendurchmesser von 14,20 m gebaut. Die zu diesem Zeitpunkt grösste Tunnelbohrmaschine der Welt erweiterte mit 111 Schälmessern für weiches Gestein und 31 Rollenmeisseln für Hartgestein den Tunnel durchschnittlich 6 m/Tag.

In der Schweiz wurden in den 1960er Jahren zunächst kleinere Profile mit Vortriebsmaschinen hergestellt. Ab 1970 wurden auch Grosstunnel des Strassen- und Schienenverkehrs mit Tunnelbohrmaschinen aufgefahren. Bis Ende der 1990er Jahre wurden 19 gross Strassen- oder doppelspurige Eisenbahntunnel mit einer Gesamtlänge von 83 km mit TBM vorgetrieben. Der Gotthard-Basistunnel wurde in den Jahren von 2002 bis 2010 mit den 400 m langen und 2700 t schweren Gripper-Tunnelbohrmaschinen Heidi (S 211) und Sissi (S 210) der Firma Herrenknecht AG geschaffen. Die Bohrköpfe der Maschinen hatten einen Durchmesser von rund 9,5 m und waren mit mehr als 60 Rollenmeisseln versehen. Sie wurden von zehn Motoren mit jeweils 350 kW angetrieben.

Die grösste Tunnelbohrmaschine der Welt grub in Seattle einen Autobahntunnel. Sie war knapp 18 Meter hoch, 70 Tonnen schwer und rund 100 Meter lang. Dem Bohrer haben die US-Amerikaner einen Spitznamen gegeben, der an früheren Kriegsjargon erinnert: „Dicke Bertha“. Die Maschine hatte einen Durchmesser von 17,5 Meter und besitzt sogar einen eigenen Twitter-Account. Berthas Auftrag ist nun beendet. Teile der Maschine sollen recycelt werden, ein anderer Teil wird zurück zum Konstrukteur nach Japan verschifft. Eindrückliche Aufnahmen und faszinierende Bilder von der TBM gibt es auf dem Flickr-Account des Washington State Departement of Transportation: www.flickr.com.