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Navigation und Monitoring

Mit System exakt auf Kurs

Alle Vorteile auf einen Blick:

  • Sicherer Vortrieb durch präzise Prozess- und Steuerungstechnik

  • Exakte Navigation entlang der geplanten Tunnelachse inklusive Kurvenfahrten

  • Bestimmung und Kontrolle der aktuellen Maschinenposition und der Bewegungstendenzen der TBM

  • Visualisierung und Datenspeicherung aller relevanten Vortriebsparameter zur späteren Dokumentation

Auf sicherem Kurs im Untergrund

Bei der Steuerung und Navigation einer TBM kommt es auf dem gesamten Trassenverlauf bis zum finalen Durchbruch auf höchste Präzision an. Darum werden bei allen Herrenknecht-Projekten zuverlässige Navigationssysteme der Tochtergesellschaft VMT eingesetzt. Sie bestimmen die exakte Position und Bewegungstendenz der Maschine und zeigen diese allen maßgeblichen Projektbeteiligten in Echtzeit an. Mit modernster Prozess- und Steuerungstechnik behält der TBM-Fahrer auf dem Steuerstand während des Vortriebs den Überblick. Von hier aus bedient er die Steuerzylinder und manövriert die Maschine absolut präzise und kontrolliert entlang der geplanten Tunnelachse durch den Untergrund, selbst bei schwierigsten Trassenverläufen und anspruchsvollsten Geologien.

Die Ausstattung hängt stark von den Anforderungen des Kunden ab. Sensoren und Messgeräte erfassen relevante Vortriebsparameter, wie beispielsweise die Geschwindigkeit, das Drehmoment des Antriebs, die Anpresskraft des Schneidrads oder den Stützdruck in der Abbaukammer. Computergestützte Anwendungen vergleichen die gemessenen Werte mit den Sollwerten. Im Fall von Toleranzüberschreitungen erscheinen zur Vermeidung von Setzungen und Hebungen Warnmeldungen und der TBM-Fahrer kann eingreifen. Für nicht begehbare Tunnel und Projekte im kleineren Durchmesserbereich kann aufgrund der beengten Platzverhältnisse in der Maschine der Steuercontainer über ein Bussystem von der TBM abgekoppelt und am Startschacht platziert werden.

Millimetergenau in kilometerlangen Tunneln

Für jedes Tunnelprojekt werden die Navigationssysteme individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasst. Trassengeometrie, Durchmesser, Maschinentyp und wirtschaftliche Aspekte sind die entscheidenden Kriterien für die jeweils optimale Auswahl. Die unterschiedlichen Navigationssysteme basieren auf Tachymetrie-, Laser- oder Kreiseltechnologie.

Bei einer Laser-Zieltafel-Navigation ist die fotosensorische Zieltafel im Schild oder am Maschinenrahmen der TBM montiert. Ihre Position wird bei der Installation exakt bestimmt. Während des Vortriebs wird von einem an der Tunnelwand befestigten Lasertheodoliten die Position der Zieltafel permanent erfasst und die Lage zur Tunnelachse ermittelt. Durch einen sichtbaren Laser wird die Messrichtung visualisiert und die horizontale und vertikale Abweichung von der Schildachse abgeleitet. Selbst im felsigen Untergrund leistet die eingesetzte Hardware zuverlässige Arbeit und hält starken Vibrationen stand.

Klare Ausrichtung beim Rohrvortrieb

Auch bei Tunneltrassen im Rohrvortrieb sind gerade Tunnelrouten eher selten. Oft verlangen Geologie und Topografie Kurvenfahrten, oder Höhenunterschiede müssen bewältigt werden. Die Richtung halten Tunnelbauer speziell im Rohrvortrieb mit dem von Herrenknecht entwickelten und modular aufgebauten Navigationssystem U.N.S. (Universal Navigation System). Für gerade Strecken bis zu 200 Metern wird ein Laser im Startschacht installiert und hält Sichtkontakt mit der Zieltafel im Heck der TBM. Horizontale und vertikale Abweichungen von den Sollwerten lassen sich so ermitteln. Das Navigationssystem lässt sich mit einem Referenzmodul erweitern. Zum Schutz gegen Refraktionen erlaubt eine zusätzliche Schlauchwasserwaage für längere, gerade Vortriebe bis zu 400 Metern die Ermittlung der vertikalen Abweichung. Noch längere Strecken, Steigungen und Kurvenfahrten ermöglicht ein in der TBM installierter nordsuchender Kreiselkompass, der keinen Sichtkontakt zum Referenzmodul im Startschacht benötigt.

Monitoring für Tübbingausbau und Rohrvortrieb

Um die Sicherheit während des Vortriebs und die Qualität des Tunnelbauwerks zu erhöhen, entwickelt VMT Ergänzungssysteme zur Überwachung und Automatisierung von Prozessabläufen. Sie unterstützen den Maschinenfahrer während des Vortriebs mit zusätzlichen Informationen und Steuerparametern.

So berechnen beispielsweise Softwarelösungen für den Tübbingausbau die optimale Ringfolge und überwachen Ringverformungen. Somit wird die bestmögliche Positionierung der Tübbinge im Tunnel sowie dessen Stabilität erreicht. Monitoringsysteme für den Rohrvortrieb überwachen die Bentonitschmierung für längere und kurvigere Haltungen. Durch die Vermessung von Fugenspaltwerten können maximal zulässige Vortriebskräfte berechnet und dadurch Schäden an den Vortriebsrohren verhindert werden. Gelände und Gebäude oberhalb der Trasse überwachen Sensorsysteme zur Deformationserkennung und bieten ein Alarm- und Reportingmanagement zur Datenanalyse, bevor Schäden entstehen.

Sämtliche Daten und Visualisierungen können mit entsprechenden Zugangsdaten online abgerufen werden. Somit hat jeder Projektbeteiligte jederzeit und überall Zugriff auf alle relevanten Informationen (Zu Prozessdatenmanagement).

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Für weitergehende Informationen oder Projektanfragen steht Ihnen unser Experte Manfred Messing, Geschäftsführer VMT GmbH, gerne zur Verfügung.

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