Alles über Tunnelbohrmaschine – Komponenten, Typen & Vorteile

Tunnelaushub ist unweigerlich mit dem Bodenverlust verbunden, was wiederum zu einer damit verbundenen Bodenbewegung führt. Es ist daher wichtig, den Bodenverlust beim Tunnelbau durch städtische Gebiete genau zu überwachen.

TBM-Ausgrabung in einer städtischen Umgebung

Um den Fortschritt der TBM zu korrelieren, müssen die Baustellen bedingungen, topographische und geotechnische Messungen ist von größter Bedeutung beim Tunnelbau in einer städtischen Umgebung.

Es gibt mehrere Datenbanken auf dem Markt, um die Daten zu korrelieren. Eine der fortschrittlichsten Software ist Terramove. Die Datenbank wurde verwendet, um viele U-Bahn-Projekte zu überwachen, Eines der jüngsten ist die Gold Line in Katar. Wir speichern folgende Daten in der Datenbank:

1. Horizontal – Vertikale Ausrichtung
2. Zeichnungen
3. Vorbaudaten
4. Geologische Daten
5. Geologische Datenblätter
6. Geologische Profile
7. Bohrlöcher
8. Messungen von Vermessungszielen
   • 3D-Ziele
   • Level-Ziele
9. Geotechnische Instrumente
   • Piezometer
   • Neigungsmesser
   • Rissmesser
   • Wägezellen
   • Dehnungsmessstreifen
10. Baudaten
    • Arbeitsfortschritt (Aushub, gunite, die Stationierung von TBM etc.)

Das Gold Line Metro-Projekt ist Teil des Qatar Integrated Rail-Projekts, dem wichtigsten Infrastrukturprojekt der Qatar National Vision 2030. Doha Metro wird eines der fortschrittlichsten Schienentransportsysteme der Welt sein, wenn Phase I bis Ende 2019 in Betrieb geht.

Die East-West Gold (Historic) Line ist die größte Linie des Projekts und erstreckt sich von Ras Abu Aboud im Osten, überquert den Bahnhof Msheireb Major und erreicht Sport City im Westen (in der Nähe der Aspire Zone). Es besteht aus Zwillingstunneln mit einer ungefähren Länge von 16 km und zehn U-Bahnstationen, nämlich Ras Abu Aboud, Qatar National Museum, Souq Waqif, Bin Mahmoud, Al Sadd, Joaan, Al Sudan, Al Waab, Sport City und Al Aziziyah.

Sechs TBMs wurden eingesetzt, um ~ 32 km Tunnelbau in einer durchschnittlichen Tiefe von 20 m unter der Erde durchzuführen. 24-Kreuzpassagen und ein Notausgang wurden ebenfalls im Projekt gebaut.

Haben Sie sich jemals gefragt, wie die Tunnel-U-Bahnen gebaut werden und wie der Gotthard-Basistunnel ausgehoben worden sein könnte?

In diesem Artikel werden wir über:

1. Was ist eine Tunnelbohrmaschine?
2. Was sind die Haupttypen von TBMs?
3. Micro-Tunnel Shield Methode
4. Wie funktioniert eine TBM?
5. Stufen der TBM-Konstruktion
6. Vorteile der Verwendung einer Tunnelbohrmaschine

Was ist eine Tunnelbohrmaschine?

Tunnelbohrmaschine (TBM), auch als „Maulwurf“ bekannt, ist, wie der Name schon sagt, einfach eine Maschine, die mit ausgeklügelten Geräten zum Ausheben von Tunneln mit Hilfe einer Vielzahl von Boden- und Gesteinsschichten zusammengebaut wird.

Im Durchschnitt gräbt eine TBM etwa 50-60 Fuß pro Tag aus, was ungefähr 20 Stunden Ausgrabung entspricht.

Um zu verstehen, wie eine Tunnelbohrmaschine funktioniert, werden wir ihre Komponenten in drei Teile unterteilen:

1. Schneidkopf (vorne)
2. Tunnelfeld (Mitte)
3. Schleppgetriebe (hinten)

Beachten Sie, dass die Art der zu verwendenden Maschine immer von der Geologie des Projekts abhängt.

Hard Rock TBMs

Die Hard rock, entweder geschirmt oder open-typ TBMs sind verwendet zu graben felsen mit hilfe von disc schneider, die sind montiert auf die cutter kopf.

Die Steine (Dreck) werden weggesprungen, da der Scheibenschneider Spannungsbrüche darauf komprimiert.

Nun werden die ausgehobenen Gesteine durch die Messerkopföffnungen auf den Bandförderer übertragen.

Diese Steine werden dann durch mehrere Förderbänder geführt, um sie aus dem Tunnel zu entfernen.

Weiche Boden TBMs

Die Weichen Boden TBMs hat drei wichtigsten arten von TBMs:

1. Slurry Shield
2. Erddruckwaage
3. Offener Typ

Slurry Shield TBM

Slurry Shield TBMs werden verwendet, wenn die Bodenbedingungen mit sehr hohem Wasserdruck schwierig sind.

Hydrostatischer Druck wird auf den Aushub ausgeübt, indem der Schneidkopf mit unter Druck stehendem Schlamm gefüllt wird, der auch als Transportmedium verwendet wird, wenn er mit dem Aushubmaterial gemischt wird, bevor er zum Schneidkopf zurück und dann zu einer Trennanlage außerhalb des Tunnels gepumpt wird.

Schmutzpartikel aus der Gülle werden mit den Gülletrennanlagen gefiltert, um sie im Bauprozess wiederzuverwenden.

Erddruckwaage TBM

Es handelt sich um eine Aushubmethode, bei der das ausgegrabene Material die Tunnelwand stützt. Es wird später mit Hilfe von Gülle so plastifiziert, dass es transportabel ist.

Wir nutzen die Erddruckwaagen, wenn das weiche Grundwasser weniger als 7 bar Druck hat. Bei diesem Typ verwendet der Schneidkopf nicht nur einen Scheibenschneider, sondern auch eine Kombination aus Wolframkarbid-Schneidmeißeln, Schleppmeißeln und Hartmetallscheibenschneidern.

Die Beute wird dann mit Hilfe eines Schneckenförderers, der auch als „Cochlea“ bezeichnet wird, in eine TBM überführt, wodurch der Druck ohne Verwendung von Gülle ausgeglichen bleibt.

TBM mit offenem Gesicht

TBM mit offenem Gesicht ist eine Methode zum Ausheben ohne frontale Unterstützung, die darauf beruht, dass der ausgegrabene Boden für kurze Zeit ohne Unterstützung steht, wodurch er für Gesteinsarten mit einer Festigkeit von bis zu 10 MPa geeignet ist.

Der Schneidkopf gräbt das Gesicht innerhalb von 150 mm vom Rand des Schildes aus. Nun wird der Schild mit dem Fräser nach vorne gebracht, um den verbleibenden Boden synchron zur Kreisform zu entfernen.

Betonfertigteile werden für die Bodenunterstützung verwendet. Schließlich dehnt der Schlüssel, der das letzte Segment ist, den Ring aus, bis er fest gegen den kreisförmigen Schnitt des übrig gebliebenen Bodens drückt.

Micro-Tunnel schild methode

Kredit: Zeit Asien Gruppe

Dies ist eine graben methode, die ist verwendet für smalltime tunnel konstruktionen. Die Mikrotunnelbohrmaschine ist im Vergleich zum allgemeinen Tunnelbauschild vergleichsweise sehr klein.

Wie funktioniert eine TBM?

Nun, da wir wissen, was eine TBM ist, und es ist einfach, lassen Sie uns darüber sprechen, wie eine Tunnelbohrmaschine funktioniert.

Der Fräskopf der TBM dreht sich und stößt in die davor liegende Gesteinsoberfläche. Dieser Schub bewirkt, dass die Schneidscheibenwerkzeuge die Steine brechen.

Die Greifer/Streben entwickeln mit Hilfe der Verankerung die Reaktion auf aufgebrachte Schub- und Drehmomentkräfte.

Bauabschnitte der TBM

Kredit: Schienensystem

1. Start- und Bergeschacht ausheben
2. Montage der TBM am Startschacht
3. Tunnel ausschneiden und ausheben
4. Die TBM kommt dann im Bergeschacht an und wird für den Transport demontiert.

Vorteile der Verwendung einer Tunnelbohrmaschine

Höhere Vortriebsraten: Zu den wesentlichen Vorteilen der TBM gehören hohe Vortriebsraten oder die Aushubrate, die auf der Grundlage der Schichtzeit und der gesamten abgebauten Entfernung berechnet wird.

Dauerbetrieb: TBM ist ein Riese, der kontinuierlich ohne nennenswerte Verzögerung arbeiten kann, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird.

Weniger Gesteinsschäden: TBM verursacht im Vergleich zu den anderen Bohrmaschinen, die den Überbruchwert verringern, weniger Gesteinsschäden.

Weniger Supportanforderungen: TBM benötigt keine große Unterstützung für den Betrieb. Es kann mit minimalen Systemanforderungen arbeiten.

Gleichmäßiges Mistverhalten

Höhere Arbeitssicherheit: TBM sind sicherer als andere Maschinen und verursachen weniger Schäden auf der Baustelle sowie an den Menschen, die vor Ort arbeiten.

Potenzial für ferngesteuerten, automatisierten Betrieb