Tunnel bohrmaschinen

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Über tunnel bohrmaschinen

Arten von Tunnelbohrmaschinen

Eine Tunnelbohrmaschine (TBM) ist ein spezialisiertes Gerät, das zum Ausheben von Tunneln durch verschiedene Boden- und Gesteinsverhältnisse verwendet wird. Es gibt verschiedene Arten von TBMs, die jeweils für bestimmte geologische Bedingungen und Projektanforderungen ausgelegt sind.

  • Kreisförmige Schild-TBM

    Die Kreisförmige Schild-TBM wurde ursprünglich für den Vortrieb von Tunneln durch weichen Untergrund konzipiert. Sie wird auch heute noch in verschiedenen Bodenverhältnissen eingesetzt. Sie besteht aus einem zylindrischen vorderen Abschnitt, der als Schild bezeichnet wird, der die Tunnelfront und die Arbeiter schützt. Der Schild verfügt über verschiebbare Stahlplatten, die als Versteifungen bezeichnet werden und je nach Bodenbeschaffenheit eingestellt werden. Ein Schneidkopf, oft auch "Schneidkopf" genannt, ist mit einer zylindrischen Hülle verbunden, die die Maschine bildet. Hinter dem Schild befinden sich weitere Teile der TBM, wie das Transportsystem und Platz für die Arbeiter.

  • EPB (Earth Pressure Balanced) TBM

    EPB-TBMs ähneln kreisförmigen Schild-TBMs, nutzen aber den Bodendruck vor dem Schneidkopf, um den Aushubdruck auszugleichen. Sie eignen sich für Tunnel in bindigem Boden und vermeiden Oberflächensetzungen. Die EPB-Maschine transportiert den ausgehobenen Boden durch 混合物处理系统内的物质袋. Sie funktioniert, indem sie den Druck im Tunnel ähnlich dem Bodendruck außerhalb hält, was verhindert, dass sich der Boden nach oben bewegt und Bereiche absackt.

  • TBM mit Bandtransport

    Ein Bandfördersystem wird manchmal verwendet, um ausgehobenes Material von der Tunnelfront zurückzubringen, anstatt einen herkömmlichen Schleppschacht oder andere Transportmethoden. Diese Methode wird am häufigsten bei TBMs für offene Hartgesteinsvortriebe eingesetzt, kann aber auch bei anderen Arten von TBMs verwendet werden, wenn die Bodenverhältnisse dies zulassen. Bandförderer können flexibel und einfach in Tunneln eingesetzt werden, was einen stabilen Materialtransport, geringere Kosten und eine effizientere Raumnutzung im Vergleich zu Schleppschachtwagen ermöglicht. Sie können auch größere Mengen an Material transportieren, das aus dem Tunnel entfernt werden muss.

  • Mixschild-TBM

    Die Mixschild-TBMs wurden entwickelt, um die Herausforderung unterschiedlicher Bodenverhältnisse zu bewältigen. Sie funktionieren ähnlich wie die Schlamm-TBM, können aber sowohl in Boden- als auch in Felsformationen arbeiten. Mixschild-TBMs haben spezielle Merkmale wie einen kuppelförmigen Schneidkopf für effizienten Aushub in verschiedenen Materialien. Sie verfügen außerdem über eine Bodenverarbeitungsanlage mit variabler Dichte, um sich schneller an wechselnde Böden anzupassen, was sie zu einer flexibleren Option für Tunnelbauprojekte macht.

Spezifikationen und Wartung von Tunnelbohrmaschinen

Spezifikationen

Dies sind einige der wichtigsten Spezifikationen von Tunnelbohrmaschinen.

  • Tunneldurchmesser: Die Maschine verfügt über einen Schneidkopf, der für den Vortrieb von Tunneln mit bestimmten Durchmessern ausgelegt ist. Der Durchmesser variiert je nach Konstruktion und Verwendungszweck des Tunnels.
  • Tunnellänge: Die Länge des Tunnels wird von Faktoren wie den Projektzielen, den geografischen Bedingungen und den technischen Anforderungen beeinflusst. Sie kann von einigen hundert Metern bis zu mehreren Kilometern reichen.
  • Aushubtiefe: Die Tiefe, in der die Tunnelbohrmaschine arbeitet, variiert je nach Standort und Verwendungszweck des Projekts. Sie reicht von wenigen Metern bis zu mehreren hundert Metern unter der Erdoberfläche.
  • Aushubgeschwindigkeit: Sie bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der die Tunnelbohrmaschine Material aushebt, um den Tunnel zu schaffen. Diese Geschwindigkeit wird von der Konstruktion der Maschine, dem ausgehobenen Material und den Tunnelbedingungen beeinflusst.

Wartung

  • Regelmäßige Inspektionen: Die Bediener sollten verschiedene Systeme, Komponenten und Teile der Tunnelbohrmaschine prüfen. Die wichtigsten Teile, die zu überprüfen sind, sind Hydrauliksysteme, Elektrosysteme, Getriebesysteme, Schneidköpfe und Stützensysteme. Der allgemeine Zustand dieser Teile wird bei regelmäßigen Inspektionen durch die Bediener festgestellt.
  • Reinigung und Wartung: Die Maschine sollte sauber gehalten und zeitnah gewartet werden. Dies trägt dazu bei, Schmutz, Steine und Ablagerungen zu entfernen, die sich während des Tunnelvortriebs auf der Oberfläche der Maschine angesammelt haben. Besonderes Augenmerk sollte auf Schneidköpfe und Stützensysteme gelegt werden. Regelmäßige Reinigung und Wartung helfen, Korrosion und andere Schäden an der Maschine zu vermeiden.
  • Schmierung: Schmieren Sie die beweglichen Komponenten und Teile der Tunnelbohrmaschine. Verwenden Sie für jedes Teil das empfohlene Schmieröl oder -fett.
  • Sicherheitsprüfungen: Führen Sie Prüfungen zum sicheren Betrieb der Tunnelbohrmaschine durch. Dazu gehört die Prüfung der Stabilität des Tunnelschilds, des Stützensystems und der Gesteinsformationen. Überwachen Sie die Bodenbewegung ständig, um Bodensenkungen und andere geologische Gefahren zu verhindern, die die Sicherheit des Tunnels und der Bohrmaschine gefährden könnten.
  • Spezialisierte Wartungsdienste: Einige Teile der Tunnelbohrmaschine benötigen möglicherweise spezielle Wartungsdienste. Dies gilt insbesondere für komplexe und präzise Komponenten wie Hydrauliksysteme und elektronische Steuerungssysteme. In diesem Fall sollte die Wartung von einem qualifizierten Techniker durchgeführt werden, der über spezielle Kenntnisse und Erfahrung mit Tunnelbohrmaschinen verfügt.
  • Dokumentation und Aufzeichnungen: Es ist wichtig, Aufzeichnungen über die Wartungs- und Reparaturarbeiten der Maschine zu führen. Die Aufzeichnungen sollten Details zu Inspektionen, Wartung, Reparaturen und Teileaustausch enthalten.

Szenarien von Tunnelbohrmaschinen

Breites Anwendungsspektrum:

  • Infrastrukturbau: Die Tunnel und Gräben, die für Eisenbahn-, U-Bahn-, Autobahn- und Wasserwegprojekte gebaut werden, sind alle auf Tunnelbohrmaschinen angewiesen.
  • Städtische Entwässerung: Städtische Tunnelbohrmaschinen haben auch eine große Bedeutung für den Wiederaufbau und die Erweiterung von städtischen Entwässerungssystemen. Sie können große Entwässerungstunnel ausheben, die zur effektiven Kontrolle von Überschwemmungen in Städten beitragen, wodurch das Risiko von Überflutungen bei starken Regenfällen verringert und der reibungslose Betrieb städtischer Entwässerungssysteme gewährleistet wird.
  • Landgewinnung: Bei der Landgewinnung durch Tunnelbohrmaschinen liegt der Schwerpunkt auf der Verbindung des gewonnenen Landes mit dem Festland durch Tunnel. Diese Tunnel erleichtern den Transport und die Infrastrukturentwicklung, wodurch der Zugang zu den neu entstandenen Landgebieten einfacher wird.
  • Tunnelbohrmaschine (TBM): TBMs sind die wichtigsten Maschinen für den Tunnelbau im Bauwesen. Sie werden häufig beim Graben von großen, tiefen Tunneln sowie bei komplizierten geologischen Verhältnissen eingesetzt.

Spezialisierte Einsatzgebiete:

  • Bergbauindustrie: Im Bergbau werden Tunnelbohrmaschinen für den Abbau von Tunneln für die Erzgewinnung eingesetzt. Die Tunnel sind oft komplex und tief, und es ist ein präziser Aushub erforderlich, um sicherzustellen, dass das Erz effizient und mit minimalem Abfall abgebaut wird.
  • Wasserbau: Tunnelbohrmaschinen spielen auch eine entscheidende Rolle im Wasserbau. Sie werden zum Aushub von Tunneln für den Bau von Dämmen, Entwässerungssystemen und unterirdischen Reservoirs eingesetzt. Bei diesen Projekten ist ein präziser Aushub erforderlich, um die Stabilität und Sicherheit von Wasserbauwerken zu gewährleisten.

Hohe Präzisionsanforderungen:

  • Mikrotunneling: Mikrotunneling ist eine Technologie, die zum Ausheben von Tunneln mit kleinem Durchmesser verwendet wird. Es verwendet eine ferngesteuerte Tunnelbohrmaschine, um den Tunnel abschnittsweise auszuheben. Mikrotunnelbohrmaschinen werden eingesetzt, wenn ein präziser Tunnelbau erforderlich ist, z. B. bei Tunnelbauten unter bestehenden Gebäuden oder stark befahrenen Straßen.
  • Hartgestein: Hartgesteins-Tunnelbohrmaschinen sind speziell für den Vortrieb in Hartgesteinsformationen ausgelegt. Diese Maschinen sind mit leistungsstarken Gesteins-Schneidköpfen und Gesteinsbrechsystemen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, hartes Gestein zu durchdringen. Hartgesteins-Tunnelbohrmaschinen werden häufig bei unterirdischen Projekten wie Wasserkraftwerken, Straßen- und Bahnübergängen eingesetzt.

Für einfache Montage:

  • Mischtyp: Eine Tunnelbohrmaschine vom Mischtyp ist eine Tunnelbohrmaschine, die Tunnel aus verschiedenen Boden- und Gesteinsarten ausheben kann, indem sie ihren Tunnelkopf und andere Komponenten wechselt. Diese Art von Tunnelbohrmaschine ist vielseitiger und kann auf ein breiteres Spektrum geologischer Bedingungen angewendet werden, so dass sie die Anforderungen verschiedener Projekte erfüllt.
  • Segmentale Tunnelbohrmaschinen: Segmentale Tunnelbohrmaschinen werden oft bei großen Tunnelbauprojekten eingesetzt, wie z. B. beim Bau von unterirdischen Bahnen, Autobahnen und Wasserbauprojekten. Diese Maschinen verwenden die Segmenttechnologie, um Tunnel abschnittsweise auszuheben. Jedes Segment wird außerhalb des Baus gefertigt und dann vor Ort im Tunnel zusammengefügt. Diese Methode beschleunigt die Baugeschwindigkeit und verbessert die Präzision.

So wählen Sie Tunnelbohrmaschinen aus

Die folgenden Faktoren der Auswahl von Tunnelbohrmaschinen müssen vor dem Kauf sorgfältig berücksichtigt werden:

  • Geologie und Bodenverhältnisse

    Wählen Sie den Typ und die Schneidkopfkonstruktion der TBM so, dass sie zu den geologischen Verhältnissen und Bodeneigenschaften der Tunneltrasse passen. So kann beispielsweise die Auswahl einer Doppelschild-TBM für weichen Untergrund bei bindigen Böden oder gemischten Frontverhältnissen angebracht sein.

  • Tunnelgröße und -form

    Berücksichtigen Sie den erforderlichen Durchmesser und die Auskleidungsmerkmale des Tunnels. Wählen Sie eine TBM, die Tunnel mit dem benötigten Durchmesser bauen kann, und wählen Sie auch geeignete Auskleidungssysteme, um die gewünschte Tunnelform zu erreichen.

  • Projektlänge und zeitliche Einschränkungen

    Die Länge des Projekts und die zeitlichen Grenzen für den Bau wirken sich auf die Produktivität und den Fortschrittsgrad der TBM aus. Wählen Sie eine TBM, die die Projektanforderungen in Bezug auf Maschinengröße, Drucksystem und Aushubgeschwindigkeit erfüllt.

  • Budget und Kostenüberlegungen

    Berücksichtigen Sie die Baukosten, einschließlich der Miete/des Kaufs der TBM und der Kosten für den Tunnelbau, und wählen Sie eine optimale TBM für die Budgetbeschränkungen des Projekts.

  • Technischer Support und Dienstleistungen

    Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des TBM-Herstellers die Verfügbarkeit von technischem Support und Wartungsdienstleistungen während der Bauphase.

Fragen und Antworten

F1: Was sind die aktuellen Trends in der Tunnelbohrmaschinentechnologie?

A1: Einer der bemerkenswertesten Trends in der Tunnelbohrmaschinentechnologie ist die Bewegung hin zu Nachhaltigkeit. Die Hersteller bemühen sich, energieeffizientere Maschinen zu produzieren. Dies ist wahrscheinlich auf den wachsenden Bedarf an Infrastrukturentwicklung weltweit zurückzuführen. Innovationen wie CO2-Abscheidungstechnologie und effizientere Staubkontrollsysteme haben Einzug gehalten.

F2: Wie bewältigt eine Tunnelbohrmaschine Grundwasser?

A2: Tunnelbohrmaschinen bewältigen Grundwasser durch den Einsatz von druckgesteuerten Schildsystemen, Bodenbehandlungen und effektiven Entwässerungs- und Entwässerungssystemen. Die jeweilige Methode, die verwendet wird, hängt jedoch von der Geologie und den Grundwasserverhältnissen des Tunnelprojekts ab.

F3: Wie ist die Lebensdauer einer Tunnelbohrmaschine?

A3: Die Lebensdauer einer Tunnelbohrmaschine liegt in der Regel zwischen 5 und 10 Jahren. Danach kann sie mehrmals überholt werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Einige TBMs können für ein einzelnes Projekt zwischen 18 Monaten und 5 Jahren eingesetzt werden, wenn die Maschine gut gepflegt und gewartet wird.

F4: Was sind die häufigsten Materialien, die beim Bau von Tunnelbohrmaschinen verwendet werden?

A4: Die wichtigsten Materialien, die beim Bau von Tunnelbohrmaschinen verwendet werden, sind hochfester Stahl, Strukturbeton und Legierungsmaterialien. Diese Materialien werden in wichtigen Komponenten der TBM verwendet, wie z. B. Schild, Schneidkopf und Fördersystem.

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