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Glossar

Grundbegriffe der maschinellen Tunnelvortriebstechnik

________________ Die wichtigsten Fachausdrücke und Begriffe aus der Welt des maschinellen Tunnelvortriebs erklärt das Herrenknecht-Glossar. 

A
Abbaukammer
Definition:

Kammer bzw. Raum direkt hinter dem Bohrkopf oder Schneidrad.

Abteufen
Definition:

Allgemeiner Begriff für die Herstellung von senkrechten Schächten oder Bohrlöchern.

Agitator
Definition:

Angetriebener Rührarm in der Schildsohle vor dem Saugstutzen zum Aufwirbeln der mit Bohrgut angereicherten Bentonitsuspension; verhindert bei Mixschilden das Absetzen von Material und das Verkleben von bindigen Böden im Schildsohlbereich vor dem Rechen und Saugstutzen.

Antrieb
Definition:

Meist ringförmiger, mittenfreier Antrieb für das Schneidrad bzw. den Bohrkopf der Vortriebsmaschine; ein ringförmiges Großlager mit Innenverzahnung ist am Umfang mit mehreren Ritzeln versehen, die über Planetengetriebe hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden.

Arbeitsluft
Definition:

Druckluft zum Betreiben von Druckluftverbrauchern wie z. B. Werkzeugen, Winden, Kranen, Pumpen.

Atemluft

Druckluft, durch erhöhten Reinigungsgrad aufbereitet bis zur Atemluftqualität. Wird benötigt in den Personenschleusen zum Einschleusen von Wartungspersonal in die Abbaukammer und für Wartungsarbeiten.

Aufdopplung
Definition:

Beim Aufdoppeln erhält eine Micromaschine durch Anbringen eines zusätzlichen Schildmantels einen größeren Außendurchmesser. Sie kann somit i. d. R. den jeweiligen Standardrohrdurchmesser sowie die nächstgrößere Rohrdurchmesserstufe verbauen.

Auffahren
Definition:

Allgemeiner Begriff für die maschinelle Herstellung von Tunnelbauwerken.

B
Backloading
Definition:

Bezeichnung für eine Art der Werkzeugbefestigung, die es erlaubt, Schneidrollen von einer geschützten Position hinter Schneidrad oder Bohrkopf aus zu wechseln.

Bentonit
Definition:

Stark quellfähiger Ton; in der Tunnelvortriebstechnik bei flüssigkeitsgestützten Verfahren als Bentonitsuspension verwendet; dient im Vortrieb sowohl als Transportmedium für Bohrgut im Förderkreislauf als auch als Stützmedium (thixotrope Flüssigkeit) für die Ortsbrust.

Bewetterung
Definition:

Allgemeiner Begriff für die Frischluftzufuhr und die Rückführung der verbrauchten Luft im Tunnel.

Bodenkonditionierung
Definition:

Beschreibt die Behandlung von Böden mit Zusatzmitteln wie Bentonit, Tensiden, Wasser und Polymeren zur gezielten Änderung deren Eigenschaften, z. B. Konsistenz; findet im Tunnelbau insbesondere Anwendung bei der EPB-Technologie.

Bohrkopf
Definition:

Im Großdurchmesserbereich Bezeichnung für einen vorwiegend mit Schneidrollen bestückten, für den vollflächigen Felsabbau bestimmten Werkzeugträger bei Hartgesteinsmaschinen; nimmt bei der Rotation das Bohrgut auf und fördert es über integrierte Kanäle zum Muckring; im Kleindurchmesserbereich generelle Bezeichnung für den rotierenden, mit Abbauwerkzeugen bestückten Kopf einer Tunnelbohrmaschine; es wird zwischen Standard-, Mischboden- und Felsbohrköpfen unterschieden.

Bypass
Definition:

Der Bypass ist ein Teil des Speise- und Förderkreislaufes. Durch Umschalten des Bypasses wird die Speiseleitung mit der Förderleitung verbunden. Hierdurch kann der Flüssigkeitskreislauf beim Stopp der TBM aufrechterhalten werden ohne die Ortsbrust auszuspülen. Häufiges Wiederanfahren des Flüssigkeitskreislaufes wird hierdurch stark reduziert.

D
DCRM
Definition:

Disc Cutter Rotation Monitoring; System zur Echtzeitermittlung der Drehbewegung und Temperatur von Schneidrollen während des Vortriebs; durch die Überwachung kann auf Werkzeugverschleiß und -wechsel geschlossen werden; wird direkt im Befestigungssatz einzelner Schneidrollen integriert.

Dehner
Definition:

Siehe Zwischenpressstation

Dickstoffförderung
Definition:

Verfahrenstechnik zum Abfördern des abgebauten Materials mittels Dickstoffpumpen (Kolbenpumpen). Vergleichbar mit der Betonpumptechnologie. Wird eingesetzt bei EPB-Maschinen.

Dickstoffpumpe

Kolbenpumpe zur hubweisen Förderung dickflüssiger, breiartiger Medien, z. B. Verpressmörtel, Bentonit, Beton oder konditionierter Boden; geeignet für hohe Förderdrücke.

Drehdurchführung
Definition:

Druckdichter Leitungsübergang von einem fest stehenden in ein rotierendes Bauteil. Meist benützt für mehrere Medien, z. B. Hydrauliköl für verschiedene Verbraucher, Bentonitsuspension oder Schaum. Die größten Drehdurchführungen an einer Vortriebsanlage befinden sich am Übergang vom Schild zum Schneidrad.

Druckluftschleuse
Definition:

Einrichtung zum Ein- bzw. Ausschleusen von Personen und/oder Material vom atmosphärischen zum mit Druckluft beaufschlagten Bereich eines Tunnelbauwerkes. Ermöglicht den Zugang zur Ortsbrust für Werkzeugwechsel oder Hindernisbeseitigung. Wird in der Regel im vorderen Teil der TBM eingebaut.

E
Erektor
Definition:

Manipulator zum Versetzen der Betonsegmente beim Ringbau.

Exkavator
Definition:

Universalbagger zum Teilflächenabbau. Kann je nach Bodenbeschaffenheit mit Abbauschaufel, Reißzahn, oder Hydraulikhammer bestückt werden.

F
Filterkuchen
Definition:

Drucklufthaltende Membran, die bei flüssigkeitsgestützten Vortriebsverfahren an der Grenzfläche zwischen Boden und Bentonitsuspension entsteht; versiegelt den Boden gegen anströmendes Grundwasser und ermöglicht die Herstellung des Gleichgewichts zwischen dem auf die Bentonitsuspension beaufschlagten Druck und dem anstehenden Erd- und Grundwasserdruck.

Findling
Definition:

Geologisches Hindernis (meist einzeln liegender großer Stein in sandigen oder tonigen Böden).

Förderbandtrichter
Definition:

Siehe Muckring

Förderkreislauf
Definition:

Der abgebaute Boden wird in der Abbaukammer mit Bentonitsuspension vermischt, die als Trägermedium für die hydraulische Förderung dient. Förderpumpen (Kreiselpumpen) transportieren das Gemisch in der Förderleitung zur Separationsanlage. Die separate Bentonitsuspension wird über die Speiseleitung dem Kreislauf wieder zugeführt.

G
Geothermie
Definition:

Geothermie meint die Erdwärme, die die Erde in ihrem Inneren speichert und die als Energiequelle nutzbar gemacht werden kann. Als Teil der regenerativen Energien gewinnt sie zunehmend an Bedeutung, da die Wärme kontinuierlich zur Verfügung steht. Über Bohrungen in Tiefen bis zu 6.000 m kann Wärme gewonnen und zur Erzeugung von elektrischem Strom oder zur Kraft-Wärme-Koppelung genutzt werden. Oberflächennahe Bohrungen in bis zu 250 m Tiefe ermöglichen mit Hilfe eines Wärmepumpenkreislaufs die Beheizung und Kühlung von Gebäuden.

H
Hauptantrieb
Definition:

Schneidradantrieb; meist ringförmiger, mittenfreier Antrieb für das Schneidrad bzw. den Bohrkopf der Vortriebsmaschine. Ein ringförmiges Großlager mit Innenverzahnung ist am Umfang mit mehreren Ritzeln versehen, die über Planetengetriebe hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden. Durch die freie Mitte optimal einsetzbar in der Mixschildtechnologie.

Hauptpressenstation
Definition:

Im Startschacht installierte Presseinrichtung, häufig auch als Pressenrahmen bezeichnet (Rohrvortrieb).

I
Inklinometer
Definition:

Ermittelt die aktuellen Verrollungswinkel der Laserstation und übermittelt diese Daten über die Controller-Unit im Schaltschrank zum Steuerleit-PC.

K
Konditionierung
Definition:

Gewachsene Böden weisen in den seltensten Fällen alle Eigenschaften auf, die Voraussetzung für die Verwendung als Stützmedium bei EPB-Schilden sind. Der Boden muss deshalb in seinen Eigenschaften verändert werden. Die Konditionierung ist somit der Aufbereitungsprozess des anstehenden Bodens zu einem breiartigen Stützmedium. Konditionierung kann je nach Bodenart mit Zugabe von Wasser, Bentonit, Polymer oder Schaum erfolgen.

Konusbrecher
Definition:

Kegelförmiger Teil einer Tunnelbohrmaschine hinter dem Bohrkopf; durch seine spezielle Form wird bei der Rotation des Bohrkopfs der Abraum auf förderfähige Korngrößen zerkleinert; wird hauptsächlich bei AVN-Maschinen eingesetzt.

L
Langstreckenvortrieb
Definition:

In erster Linie charakterisiert durch die Verwendung von Dehnerstationen und die Möglichkeit zur Durchführung eines Werkzeugwechsels. Eine wichtige Funktion übernimmt dabei die Rohrschmierung.

M
Materialschleuse
Definition:

Zum Einschleusen von Werkzeugen oder sonstigen Materialien ist auf der TBM eine Materialschleuse installiert. Um die Handhabung schwerer Gegenstände zu erleichtern, ist die Schleuse mit Verschiebewagen ausgerüstet, die auf Schienen fahren.

MH/MHSM
Definition:

Teilschnittmaschine

Microtunnelling
Definition:

Tunnelbauverfahren, bei dem eine unbemannte Tunnelvortriebsmaschine im Rohrvortrieb von einem Steuercontainer an der Oberfläche ferngesteuert wird.

Muckring
Definition:

Förderbandtrichter, der in der Abbaukammer hinter dem Bohrkopf angeordnet ist und das abgebaute Material auf das Förderband übergibt.

O
Offene Schilde
Definition:

Tunnelbohrmaschinen ohne Möglichkeit zur aktiven Ortsbruststützung; sie besitzen kein geschlossenes System zur Druckkontrolle an der Ortsbrust und werden in der Regel in nicht wasserführender und standfester Geologie eingesetzt; zu den offenen Schilden zählen unter anderem Hartgesteins- und Teilschnittmaschinen.

Ortbeton
Definition:

Einschaliges Schachtausbauverfahren mittels Umsetzschalung, um parallel zur Schachtabsenkung gleichzeitig den Schachtendausbau fertig zu stellen. Die Umsetzschalung wird vor Ort (auf Baustelle) mit Beton befüllt und bildet nach dessen Aushärtung gemeinsam mit der Stahlarmierung den fertigen Schachtausbau. Aufgrund der Betonaushärtung ist der parallele Schachtvortrieb eingeschränkt.

Ortsbrust
Definition:

Fläche, an der der Materialabbau stattfindet.

P
Personenschleuse
Definition:

Einrichtung zum Ein- bzw. Ausschleusen von Personen und/oder Material vom atmosphärischen zum mit Druckluft beaufschlagten Bereich der Tunnelbohrmaschine; ermöglicht den Zugang zur Ortsbrust für Schneidradkontrolle, Werkzeugwechsel oder Hindernisbeseitigung.

Pipe-Arch
Definition:

(Engl. für Rohrschirm) Tunnelbauverfahren für das Erstellen von beispielsweise Unterführungsbauwerken; dabei dient ein aus mehreren, nebeneinander liegenden Rohren bestehender „Schirm“ als Trägerbauwerk; in dessen Schutz können große Tunnelquerschnitte für kurze Strecken bergmännisch ausgebrochen werden.

R
Refraktion
Definition:

Ablenkung des Laserzielstrahls infolge wechselnder Luftdichte längs des Strahlenwegs.

Ringraum
Definition:

Siehe Ringspalt

Ringspalt
Definition:

Hohlraum zwischen dem umgebenden Erdreich und dem Rohrstrang oder dem Tunnelbauwerk; entsteht durch den geringfügig größeren Durchmesser des Schneidrads oder Bohrkopfs gegenüber dem Rohrstrang oder Tunnelbauwerk.

Rohrschirm
Definition:

Siehe Pipe Arch

Rohrschmierung
Definition:

Verfahren zur Reduzierung der Mantelreibung zwischen Rohrstrang und umgebendem Erdreich sowie zur Stützung des Ringspaltes mittels eingepresster Bentonitsuspension.

Rohrstrang
Definition:

Vortriebsrohre werden einzeln in den Startschacht abgelassen und bilden nach dem Vorpressen durch die Hauptpressenstation zusammen den Rohrstrang.

Rohrvortrieb
Definition:

Tunnelausbauverfahren zum Erstellen von Rohrleitungen aus einzelnen Produkt- oder Mantelrohren; mittels eines hydraulischen Pressenrahmens im Startschacht werden die Tunnelbohrmaschine und der dahinter liegende Rohrstrang bis zum Zielschacht vorgepresst.

Rundschaftmeißel
Definition:

Besonders geformter Meißel an einem Längsschneidkopf.

S
Sackloch
Definition:

Ein Tunnel, der als "Sackgasse" im Boden endet.

Schälmesser
Definition:

Als Schälmesser werden spezielle, mit einer hartmetallbestückten Schneide versehene Abbauwerkzeuge bezeichnet. Sie werden in Schälmesserhalter verschraubt eingesetzt und können von hinten gewechselt werden. Schälmesser werden in Mischböden eingesetzt.

Schildmantel
Definition:

Äußerer Stahlmantel und zugleich Grundkonstruktion einer TBM; dient als Schutz gegen das umgebende Erdreich und anstehendes (Grund-)Wasser; TBM ohne geschlossenen Schild (Gripper-TBM) werden nur im Festgestein verwendet.

Schildschwanz
Definition:

Hinterer Teil des Schildmantels; kann gelenkig oder fest am Schildmantel fixiert werden.

Schildschwanzdichtung
Definition:

Die Schildschwanzdichtung liegt auf der Außenkontur des Tübbingrings oder Vortriebsrohrs auf und dichtet den Schild gegen den Ringspalt ab.

Schneidrad
Definition:

Scheiben- oder speichenförmiger, hauptsächlich mit Schälmessern bestückter Werkzeugträger zum Abbau von Lockergestein und Mischböden.

Sea Outfall
Definition:

Oberbegriff für die Erstellung von Rohrleitungen von der Küste aus ins offene Meer.

Setzungen
Definition:

Absenkungen der Geländeoberfläche aufgrund Auflockerung und Störung der natürlichen Lagerverhältnisse um den gebohrten Hohlraum herum (Spannungsumlagerung).

Slurryfier-Box
Definition:

Spezialentwicklung zur Erweiterung des Einsatzbereichs von Erddruckschilden; verbindet den Auslass der Förderschnecke mit einem Spülkreislauf, sodass der Abraum hydraulisch gefördert werden kann.

Steuerstand
Definition:

Arbeitsort des Maschinenfahrers, entweder oberirdisch im Steuercontainer (bei Fernsteuerung) oder direkt in der Maschine.

Stützdruck
Definition:

Aufgebrachter Überdruck in der Abbaukammer zur Kompensation des anstehenden Erd- und/oder (Grund-)Wasserdrucks.

Suspension
Definition:

Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und einem darin fein verteilten Feststoff; dient beim maschinellen Tunnelvortrieb als Stütz- und Transportmedium und/oder Spülflüssigkeit.

T
TBM
Definition:

Tunnelbohrmaschine

Tübbingausbau
Definition:

Tunnelausbauverfahren mit einzelnen Betonfertigteilen; die ein­zelnen Segmente (Tübbinge) werden durch den fertiggestellten Bereich des Tunnels transportiert und direkt hinter der TBM mit dem Erektor zu geschlossenen Ringen verbunden; die TBM verfügt über hydraulische Vortriebspressen, die sich im Vortrieb am zuletzt gebauten Tunnelring abstützen.

Ü
Überdeckung
Definition:

Abstand zwischen der Oberkante der Rohrleitung und der Geländeoberfläche bzw. der über der Rohrleitung liegenden Gewässersohle. Häufig auch als Überlagerung bezeichnet.

Überschnitt
Definition:

Unterschied zwischen dem Bohrdurchmesser und dem Durchmesser des Schildmantels oder Rohrstrangs.

V
Vermessungssystem
Definition:

System zur Ermittlung der TBM Positionskoordinaten. Zum Einsatz kommen durchmesserabhängig entweder Systeme mit Kreiselkompass (Intervallmessung) oder Lasertechnologie (permanente Messung).

Z
Zieltafel
Definition:

Die elektronische Zieltafel dient zur Steuerung der Maschine. Mit ihren vier Sensoren nimmt sie die Position des Laserstrahls auf und gibt die Werte an den Rechner im Steuerstand zurück. Dadurch ist die genaue Lage der Maschine immer überprüfbar.

Zwischenpressstation
Definition:

Zylindrische Stahlmäntel mit integrierten Hydraulikzylindern, die beim Rohrvortrieb in definierten Abständen in den Rohrstrang eingebaut werden; teilen den gesamten Rohrstrang in einzelne Bereiche auf, reduzieren so die benötigte Vorpresskraft am Pressenrahmen im Startschacht und ermöglichen sehr lange Rohrvortriebe.

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