Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Entwicklung eines Vorauserkundungssystems zur frühzeitigen Erkennung der Bodenverhältnisse im Lockergestein beim maschinellen Vortrieb
Um die Bodenverhältnisse während eines Tunnelvortriebs mit einer Tunnelbohrmaschine (TBM) zu beobachten und beurteilen zu können, sind Systeme erforderlich, die sich möglichst nahtlos in den Vortriebsprozess einfügen und deren Ergebnisse gut interpretierbar sind. Bauausführenden Unternehmen und Projektpartnern stehen heute für alle Maschinentypen Möglichkeiten der Vorauserkundung zur Verfügung. Für Hartgesteinsmaschinen, Einfach‐ und Doppelschilde sowie Gripper‐TBM bietet Herrenknecht das Integrated Seismic Prediction (ISP‐) System an. Das Sonic Softground Probing EPB (SSP‐E), zunächst für den Einsatz auf Erddruckschilden (Earth Pressure Balance, EPB) konzipiert, wurde inzwischen für Vortriebe mit Mixschilden oder Multi‐Mode‐TBMs weiterentwickelt. Im Vergleich zu dem bereits seit vielen Jahren bekannten seismischen Herrenknecht‐Vorauserkundungssystem SSP speziell für Mixschilde, sind beim SSP‐E keine Komponenten innerhalb des Schneidrads notwendig. Mit SSP‐E ist die Baustellencrew in der Lage, für den TBM‐Vortrieb relevante Hindernisse oder geologische Wechselzonen frühzeitig zu detektieren. Das System ermöglicht den Verantwortlichen vor Ort ein vorausschauendes Handeln und die Optimierung des TBM‐Vortriebs. Das System nutzt die Methode der Reflexionsseismik. Mit speziell konfigurierten Systemkomponenten und einem hohen Automatisierungsgrad wird die Vorauserkundung einfach in die üblichen Arbeitsabläufe auf der TBM integriert. SSP‐E detektiert Unterschiede in der seismischen Impedanz des Baugrunds vor der TBM, die durch signifikante und abrupte Änderungen der geologischen Situation sowie durch künstliche Hindernisse wie Bohrpfahl‐ oder Spundwände verursacht werden. Im folgenden Beitrag werden Ergebnisse des Einsatzes der Prototypen sowie des zwischenzeitlich zur Marktreife entwickelten Systems vorgestellt. Außerdem werden Adaptionen für den Einsatz auf Mixschilden und Multi‐Mode‐TBMs wie beispielsweise einer Variable Density TBM aufgezeigt. Die Kombination der SSP‐E‐Ergebnisse mit zusätzlich verfügbaren Daten beispielsweise aus Schneidrollen‐Überwachungssystemen bietet dem TBM‐Fahrer eine noch bessere Handlungsgrundlage. Zusammengeführt können die aus verschiedenen Quellen stammenden Informationen als eine Art Ortsbrust‐Monitoring fungieren.
Entwicklung eines Vorauserkundungssystems zur frühzeitigen Erkennung der Bodenverhältnisse im Lockergestein beim maschinellen Vortrieb
Um die Bodenverhältnisse während eines Tunnelvortriebs mit einer Tunnelbohrmaschine (TBM) zu beobachten und beurteilen zu können, sind Systeme erforderlich, die sich möglichst nahtlos in den Vortriebsprozess einfügen und deren Ergebnisse gut interpretierbar sind. Bauausführenden Unternehmen und Projektpartnern stehen heute für alle Maschinentypen Möglichkeiten der Vorauserkundung zur Verfügung. Für Hartgesteinsmaschinen, Einfach‐ und Doppelschilde sowie Gripper‐TBM bietet Herrenknecht das Integrated Seismic Prediction (ISP‐) System an. Das Sonic Softground Probing EPB (SSP‐E), zunächst für den Einsatz auf Erddruckschilden (Earth Pressure Balance, EPB) konzipiert, wurde inzwischen für Vortriebe mit Mixschilden oder Multi‐Mode‐TBMs weiterentwickelt. Im Vergleich zu dem bereits seit vielen Jahren bekannten seismischen Herrenknecht‐Vorauserkundungssystem SSP speziell für Mixschilde, sind beim SSP‐E keine Komponenten innerhalb des Schneidrads notwendig. Mit SSP‐E ist die Baustellencrew in der Lage, für den TBM‐Vortrieb relevante Hindernisse oder geologische Wechselzonen frühzeitig zu detektieren. Das System ermöglicht den Verantwortlichen vor Ort ein vorausschauendes Handeln und die Optimierung des TBM‐Vortriebs. Das System nutzt die Methode der Reflexionsseismik. Mit speziell konfigurierten Systemkomponenten und einem hohen Automatisierungsgrad wird die Vorauserkundung einfach in die üblichen Arbeitsabläufe auf der TBM integriert. SSP‐E detektiert Unterschiede in der seismischen Impedanz des Baugrunds vor der TBM, die durch signifikante und abrupte Änderungen der geologischen Situation sowie durch künstliche Hindernisse wie Bohrpfahl‐ oder Spundwände verursacht werden. Im folgenden Beitrag werden Ergebnisse des Einsatzes der Prototypen sowie des zwischenzeitlich zur Marktreife entwickelten Systems vorgestellt. Außerdem werden Adaptionen für den Einsatz auf Mixschilden und Multi‐Mode‐TBMs wie beispielsweise einer Variable Density TBM aufgezeigt. Die Kombination der SSP‐E‐Ergebnisse mit zusätzlich verfügbaren Daten beispielsweise aus Schneidrollen‐Überwachungssystemen bietet dem TBM‐Fahrer eine noch bessere Handlungsgrundlage. Zusammengeführt können die aus verschiedenen Quellen stammenden Informationen als eine Art Ortsbrust‐Monitoring fungieren.
Entwicklung eines Vorauserkundungssystems zur frühzeitigen Erkennung der Bodenverhältnisse im Lockergestein beim maschinellen Vortrieb
Laackmann, K. (Federführung) (Autor:in) / Balthaus, H. (Autor:in) / Breidenstein, M. (Autor:in) / Camós‐Andreu, C. (Autor:in) / Franz, S. (Autor:in) / Friebel, W.‐D. (Autor:in) / Hettler, A. (Autor:in) / Maidl, B. (Autor:in) / Meissner, M. (Autor:in) / Schwaiger, S. (Autor:in)
Taschenbuch für den Tunnelbau 2022 ; 185-202
23.02.2022
18 pages
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Elektronische Ressource
Deutsch
Fernbahntunnel Mainz: Vortrieb im Lockergestein unter sensibler Bebauung
Tema Archiv | 1999