Effizientes Vortriebskonzept zur Unterquerung von Verkehrsadern
Mit dem rasant steigenden Verkehrsaufkommen in Großstädten und Megacities steigt auch der Bedarf an neuen, unterirdischen Infrastrukturen für Fußgänger und Radfahrer. Es gilt, viel befahrene Kreuzungen, Schnellstraßen oder Eisenbahnlinien über kurze Distanzen und in geringer Tiefe zu unterqueren. Aufgrund der hohen Verkehrsbelastung an diesen Knotenpunkten ist ein oberirdischer Eingriff meist kaum oder gar nicht ohne großen Zusatzaufwand möglich.
Intelligente Modifikation der bewährten Teilschnitt-Technologie
Vor dem Hintergrund dieser Problemstellung hat Herrenknecht als Lösung die sogenannte MH-Box-Maschine konzipiert. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung der seit über 35 Jahren erfolgreich eingesetzten MH-Teilschnitt-Technologie. Durch ihren einfachen Aufbau, die geringen Anschaffungs- und Betriebskosten und der hervorragenden Leistungsfähigkeit haben sich die Maschinen als wirtschaftlichstes Vortriebsgerät beim Bau von Tunneln und Leitungen oberhalb des Grundwasserspiegels etabliert.
Diese Technologie wurde nun speziell für kurze Unterquerungen von Verkehrsadern angepasst und mit bewährten Baumethoden kombiniert. Das neuentwickelte, rechteckige Profil des Schildmantels passt ideal an die Anforderungen eines Fußgängertunnels. So wird im Vergleich zu einem runden Profil unnötiger Abbau von Erdmaterial vermieden. Gleichzeitig kann der Tunnel deutlicher näher an der Oberfläche erstellt werden, wodurch bei der späteren Unterquerung nur wenige Treppenstufen zu gehen sind. Die Stabilität des Gesamtbauwerks ist durch die abgerundeten Ecken und die leichte Wölbung von Boden und Decke deutlich erhöht.
Bewährtes Abbaukonzept mit verfahrbarem Baggerarm
Ein hydraulischer, teleskopierbarer Baggerarm, der sowohl horizontal als auch vertikal schwenkbar ist, löst den Boden an der Ortsbrust und führt ihn dem Förderband zu. Von dort wird der Abraum in Loren befördert, die das Material abtransportieren. Gleichzeitig pressen je nach Ausbaumethode hydraulische Vortriebszylinder oder ein Pressenrahmen im Startschacht die Maschine nach vorne. Der mit Stahl ummantelte Schild stützt während des gesamten Vortriebsprozesses den geschaffenen Hohlraum, bis dieser gesichert und ausgebaut ist. Der Schildteil ist mit Kurzhub-Hydraulikzylindern mit dem Maschinenrohr verbunden. Dadurch ist es möglich, die Maschine präzise entlang einer vorgegebenen Trasse zu steuern.
Verschiedene Maßnahmen wie der Einbau einer Querbühne oder ausfahrbare Platten im Firstbereich reduzieren den Schüttwinkel der anstehenden Geologie und vermeiden effektiv unkontrollierte Einbrüche.
Verschiedene Maßnahmen wie der Einbau einer Querbühne oder ausfahrbare Platten im Firstbereich reduzieren den Schüttwinkel der anstehenden Geologie und vermeiden effektiv unkontrollierte Einbrüche.
Individuelle Ausbaumethoden für individuelle Projektbedingungen
Beim maschinellen Vortrieb mit der neukonzipierten MH-Box-Technologie sind prinzipiell 2 Ausbauverfahren zur Auskleidung des Tunnels möglich: Rohrvortrieb oder Ortbeton.
Beim klassischen Rohrvortrieb, bei dem hinter der Vortriebsmaschine vorgefertigte Rohrsegmente mit Hilfe von hydraulischen Pressen im Startschacht nach vorne geschoben werden, können täglich etwa sechs Meter Tunnel erstellt werden. Wie beim Rohrvortrieb üblich werden die Rohrzwischenfugen durch eine Holzeinlage gedämpft und mit Gummiprofildichtungen abgedichtet.
Die zweite Möglichkeit ist der sogenannte Insitu-Monolithausbau. Hier werden die hydraulischen Pressen im Maschinenrohr nach jedem Vortriebshub von zwei Metern zurückgefahren, um eine Tunnelauskleidung mit Ortbeton zu ermöglichen. Der Hohlraum wird zunächst mit feuchtigkeitsabdichtender Folie ausgekleidet, worauf dann Längsbewehrungen und Stahlmatten angebracht werden. Durch Öffnungen in einer mobilen Schalung wird Beton eingepumpt. So kann beispielsweise im Sohlbereich bereits jetzt eine spätere Regenrinne ausgespart werden. Nach dem Aushärten stützen sich die Vortriebspressen für den nächsten Hub auf dem neuen Tunnelabschnitt ab. Trotz des relativ aufwendigen Ausbauverfahrens sind mit dieser Methode Vortriebsleistungen von einem bis zwei Meter täglich möglich.
Bei beiden Ausbaumethoden werden an der Oberfläche lediglich zwei Schächte und eine kleine Baustelleneinrichtung für die Bauarbeiten benötigt. Der Verkehr kann daher nahezu ungestört weiterfließen.
Hohe Sicherheit auch bei geringen Überdeckungen
Durch die angepasste Querschnittsform der MH-Box-Technologie können die benötigten Unterquerungen idealerweise sehr nah an der Oberfläche gebaut werden. Spezielle Sicherungsmaßnahmen sorgen dafür, dass z.B. beim Rohrvortrieb die Oberfläche nicht mitwandert und diese gleichzeitig stabilisiert wird. Eine Möglichkeit ist der Einzug eines Stahlrohr- oder Spundwandschirms, der die die Oberfläche so unterstützt, dass auch die Unterquerung einer vielbefahrenen Verkehrsader problemlos möglich ist. Der komplette Vortriebsschild der MH-Box-Maschine kann auch als sogenanntes Polingplattensystem konzipiert werden. Dabei werden Stahlplatten nach vorne ausgefahren, passen so den Schüttwinkel an die Geologie an und stabilisieren zusätzlich die Ortsbrust. Beim Monolithausbau kann ergänzend eine einfache Lastbrücke installiert werden. Sie schränkt den Verkehr kaum ein und leitet die Last der Fahrzeuge so lange ab, bis der Beton komplett getrocknet und der Tunnel voll belastbar ist.
Die von Herrenknecht neukonzipierte MH-Box-Maschine stellt eine effiziente Lösung dar, um kurze Unterquerungen unter Hindernissen wie Straßen oder Eisenbahntrassen schnell und sicher oberflächennah zu bauen. Dank der flexiblen Wahl der Ausbaumethode sowie der Sicherungsmaßnahmen an der Oberfläche können lokale Bedingungen berücksichtigt und so eine Vielzahl Projekte wirtschaftlich realisiert werden.
