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Teilschnitt­maschine

Wirtschaftliche Vortriebstechnik mit hoher Flexibilität

Geologie Weiche Böden Heterogene Böden Festgestein
(bis 80 MPa)
Durchmesser
2–12m

Die Teilschnittmaschine in der Anwendung

Teilschnittmaschinen von Herrenknecht stellen in homogenen und annähernd standfesten Böden mit wenig Grundwasser eine wirtschaftlich interessante Lösung dar. Die Vortriebstechnik kann dank einfacher Bauart sowohl in Lockerböden als auch in Festgestein leicht an wechselnde geologische Verhältnisse angepasst werden.

Eine Maschine, zwei Abbauverfahren

Der Abbau des anstehenden Bodens kann bei Herrenknecht-Schilden mit Teilflächenabbau durch zwei verschiedene Abbauwerkzeuge erfolgen. In Lockerböden hat sich der Exkavator hundertfach bewährt. Je nach Bodenbeschaffenheit wird der Universalbagger mit Abbauschaufel, Reißzahn oder Hydraulikhammer ausgestattet. In Festgestein mit einaxialen Druckfestigkeiten von bis zu 80 Megapascal werden rotierende Schrämen eingesetzt. Bei beiden Techniken ist ein Wechsel der verschlissenen Werkzeuge schnell und einfach möglich. Der anfallende Abraum wird über Förder- oder Kratzbänder zum nachgelagerten Arbeitsplatz des Maschinenfahrers mit direkter Sicht auf die offene Ortsbrust für eine genaue Abraumkontrolle transportiert. Der Einsatzbereich von Teilschnittmaschinen beginnt aufgrund der erforderlichen Begehbarkeit des Tunnelbauwerks bei rund 2 Metern. Durch zusätzliche Stützmaßnahmen oder Injektionen zur Baugrundverbesserung können auch Vortriebe mit Durchmessern von mehr als 10 Metern wirtschaftlich ausgeführt werden.

Funktionsprinzip

1
Haubenschild

Im Firstbereich verlängerte Schildschneide zur Verkürzung des Schuttwinkels in rolligen Geologien

2
Abbauwerkzeug

Je nach Geologie kommen hydraulische Schrämen oder Exkavatoren zum Einsatz.

3
Schildmantel

Schützt Maschine und Maschinenfahrer vor der umliegenden Geologie

4
Steuergelenk

Zur präzisen Navigation der Teilschnittmaschine mithilfe von Steuerzylindern

5
Förderband

Transportiert das abgebaute Material zu nachgelagerten Fördereinrichtungen

6
Vortriebsrohre

Werden vom Startschacht aus vorgepresst; übertragen die Vorschubkräfte vom Pressenrahmen auf die Maschine

7
Förderkübel

Befördert den Abraum per Seilwinde in den Startschacht

8
Antrieb

Liefert die nötige Energie für sämtliche Funktionen der Abbauwerkzeuge

1
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8

Im Firstbereich verlängerte Schildschneide zur Verkürzung des Schuttwinkels in rolligen Geologien

Je nach Geologie kommen hydraulische Schrämen oder Exkavatoren zum Einsatz.

Schützt Maschine und Maschinenfahrer vor der umliegenden Geologie

Zur präzisen Navigation der Teilschnittmaschine mithilfe von Steuerzylindern

Transportiert das abgebaute Material zu nachgelagerten Fördereinrichtungen

Werden vom Startschacht aus vorgepresst; übertragen die Vorschubkräfte vom Pressenrahmen auf die Maschine

Befördert den Abraum per Seilwinde in den Startschacht

Liefert die nötige Energie für sämtliche Funktionen der Abbauwerkzeuge

Direkter Sichtkontakt zur Geologie

Ein Vorteil bei Teilschnittmaschinen ist, dass sich der Arbeitsplatz des Maschinenfahrers nur wenige Meter von der offenen Ortsbrust entfernt befindet. Dadurch kann er den Abbau sehr genau kontrollieren und auf Änderungen in der Geologie umgehend mit entsprechenden Maßnahmen reagieren. Ein Beispiel ist die Freilegung und Bergung von großen Findlingen oder Hindernissen ohne Erstellung von aufwendigen Schächten. Der direkte Sichtkontakt zur Geologie ist auch bei der Steuerung von Vorteil. Sie erfolgt im Rohrvortrieb über Steuerzylinder und über ein Steuergelenk im vorderen Bereich des Schilds, bei größeren Durchmessern im Tübbingausbau wie bei geschlossenen Schilden über die Hauptvortriebszylinder.

Funktionsweise auf einen Blick:

Schrämausleger oder Exkavator trägt das Erdreich ab

Mechanische Verfahren zur Stützung, z. B. Haubenschild oder Querbühnen

Förder- oder Kratzbänder sorgen für einen effizienten Abtransport des Abraums

Hydraulische Vortriebszylinder im Schild oder ein Pressenrahmen im Startschacht drücken die Maschine nach vorn

Rohrvortrieb oder Tübbingausbau

Immer auf der sicheren Seite

Teilschnittmaschinen zählen zu den offenen Vortriebsschilden. Sie besitzen kein geschlossenes System zum Druckausgleich an der Ortsbrust mittels Boden- und Grundwasserstützung. Daher werden verschiedene mechanische Verfahren angewandt, um eine ausreichende Stützung zu gewährleisten und im Grundwasser eine Überflutung der Maschine zu verhindern.

Fast alle Teilschnittmaschinen sind als Haubenschild konzipiert. Die Schildschneide ist im Firstbereich in Vortriebsrichtung verlängert. So wird der Schüttwinkel der Geologie angepasst, um einen kontrollierten Abtransport des Abraums zu gewährleisten. Gleichzeitig kann kein Boden von oben nachbrechen und Setzungen werden vermieden. Der komplette Schild kann auch als sogenanntes Polingplattensystem konzipiert werden. Dabei ist der Schild in mehrere Platten unterteilt. Diese können einzeln nach vorn ausgefahren werden. Auch in wechselnden Baugründen ist so eine permanente Anpassung an den Schüttwinkel gewährleistet. Bei größeren Maschinendurchmessern werden eine oder mehrere horizontale Querbühnen eingebaut. Auch das reduziert den Schüttwinkel der Geologie. Gleichzeitig können bei solchen Bühnenschilden auf den verschiedenen Ebenen mehrere fest eingebaute Werkzeuge integriert und so der Abbauprozess beschleunigt werden. Häufig werden speziell im Firstbereich zusätzlich hydraulisch ausklapp- oder ausfahrbare Brustplatten installiert. Sie stützen die Ortsbrust mechanisch und werden zum Abbau partiell zurückgezogen.

In teilweise wasserführenden Böden können Teilschnittmaschinen und ein Teil des Tunnels über ein Schleusensystem mit Druckluft beaufschlagt werden. Ein Eindringen von Grundwasser wird somit verhindert. Der Arbeitsplatz des Schildfahrers befindet sich im geschützten Überdruckbereich. Ein Druckluftsystem aus zwei Regelkreisen überprüft permanent den benötigten Druck und regelt gegebenenfalls automatisch nach.

Weiteführende Informationen

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Einfach und sicher zum Durchbruch

Teilschnittmaschinen von Herrenknecht sind direkt steuerbar, einfach zu handhaben sowie umzurüsten und in unterschiedlichen Geologien einsetzbar. Bei attraktiven Anschaffungskosten erzielen die Maschinen in passenden Baugründen gute und stabile Vortriebswerte. Sowohl im Rohrvortrieb als auch im Tübbingausbau können sie dadurch eine ideale Lösung beim Bau von Tunnelbauwerken darstellen. Zudem ist der Außendurchmesser von Teilschnittmaschinen per Aufdoppelmantel flexibel erweiterbar. Sie können daher bei mehreren Projekten mit unterschiedlichen Durchmessern erfolgreich eingesetzt werden.

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Jack Brockway Geschäftsführer Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
Gerhard Goisser COO Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.

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Jack Brockway Geschäftsführer Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
Gerhard Goisser COO Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.