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Navigation und Monitoring

Mit System exakt auf Kurs

________________ Bei der Steuerung und Navigation einer TBM kommt es auf dem gesamten Trassenverlauf bis zum finalen Durchbruch auf höchste Präzision an. Zu diesem Zweck werden bei allen Herrenknecht-Projekten zuverlässige Navigationssysteme – unter ande­rem von der Tochtergesellschaft VMT GmbH – eingesetzt. Sie bestimmen die exakte Position und Bewegungstendenz der Maschine und zeigen diese allen maßgeblichen Projektbeteiligten in Echtzeit an. Selbst bei schwierigsten Sichtweiten und härtesten Geologien kann die Maschine mit gleichmäßiger Fahrt auf kontrolliertem Kurs entlang der geplanten Tunnelachse gehalten werden. Neben der genauen Vorgabe der Bohrrichtung sorgen modernste Informations- und Monitoringsysteme für die Optimierung des Vortriebsprozesses durch Echtzeitüberwachung und Prozessdatenmanagement.

Millimetergenau in kilometerlangen Tunneln

Lasertheodolit und Zieltafel bilden die Grundlage für eine präzise Navigation der Tunnelvortriebsmaschine.

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.

Das Grundprinzip der Navigationssysteme basiert auf der Nutzung eines Lasertheodoliten und einer Zieltafel an der Maschine. Die fotosensorische Zieltafel ist im Schild oder am Maschinenrahmen der TBM montiert und 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.

+ Zielsichere und präzise Navigation entlang der geplanten Tunnelachse inklusive Kurvenfahrten
+ Bestimmung und Kontrolle der aktuellen Maschinenposition und der Bewegungstendenzen der TBM
+ Höhere Arbeitssicherheit und automatisierte Prozesse durch Monitoringsysteme zur Überwachung des Vortriebs

Klare Ausrichtung beim Rohrvortrieb

Die standardisierten Systemkomponenten des U.N.S. sind erweiterbar und mehrfach verwendbar.

Auch bei Tunneltrassen im Rohrvortrieb sind gerade Tunnelrouten eher selten. Oft verlangen Geologie und Topografie Kurvenfahrten, oder Höhenunterschiede müssen bewältigt werden. Die Richtung halten die 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

Millimetergenau in kilometerlangen Tunneln.

Um die Sicherheit während des Vortriebs und die Qualität des Tunnelbauwerks zu erhöhen, entwickelt VMT Monitoringsysteme 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.

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