Forecasting penetration and wear for TBM drives in hard rock - Results from the ABROCK research project / Prognose von Penetration und Verschleiß für TBM-Vortriebe im Festgestein - Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt ABROCK

Das Forschungsprojekt ABROCK - Analysis of Penetration and Cutterwear for TBM-Tunnelling in Hard Rock - behandelt ein Thema, das bisher nicht befriedigend gelöst wurde, obwohl es beinahe so alt ist wie der maschinelle Tunnelvortrieb. Der Einsatz einer neuen Generation von Hartgesteins-TBM mit großem Durchmesser, der in den 1990er-Jahren begann, war Veranlassung dieses Thema erneut aufzugreifen. Sechs Universitätsinstitute aus Österrreich, Deutschland, der Schweiz und den USA haben sich zu einem Forschungsverbund zusammengeschlossen, um ein neues, verbessertes Prognosemodell zu entwickeln. Die Universitätsinstitute stehen in engem Austausch mit Bauherrn, Tunnelbaufirmen, Ingenieurbüros, TBM-Herstellern und TBM-Experten. Weil das zur Verfügung stehende Datenmaterial hauptsächlich aus dem Alpenraum stammt und weil die beteiligten Universitätsinstitute überwiegend im Alpenraum angesiedelt sind oder mit diesem in enger Verbindung stehen, erhielt das Projekt den Arbeitstitel "Alpine Model".

Nach eingehender Evaluierung der bekannten Prognosemodelle wurde das Gehring-Modell als Basis für die Weiterentwicklung gewählt. Sein modulare Ansatz erlaubt es, die unterschiedliche Einflüssen aus Geologie, Meißelgeometrie und Betriebsweise methodisch einwandfrei zu berücksichtigen. Die maßgeblichen Parameter wie Meißelandruckkraft und Gesteinsfestigkeit werden durch geeignete Algorithmen modelliert. Die Überprüfung und Neuformulierung der übrigen Einflussfaktoren, die zurzeit im Gange ist, erfolgt auf theoretischer, experimenteller und numerischer Basis. Sämtliche Algorithmen werden anhand der bei aktuellen Projekten aufgezeichneten Betriebsdaten validiert.