Improving advance rates of TBMs in adverse ground conditions / Verbesserung von TBM-Vortriebsleistungen bei ungünstigen Gebirgsverhältnissen

Wenn in ungünstigen Gebirgsverhältnissen bessere Vortriebleistungen erreicht werden sollen, ist ein neuer Ansatz für den TBMVortrieb erforderlich. Im Allgemeinen gilt, dass TBMs bei günstigen Gebirgsverhältnissen deutlich bessere Vortriebleistungen als Sprengvortriebe erreichen. Bei den heute verfügbaren TBMs werden diese guten Vortriebsleistungen zunichte gemacht, sobald ungünstige Gebirgsverhältnisse angetroffen werden. Es ist ein weiterverbreitetes Missverständnis, dass eine Schild-TBM alle ungünstigen Baugrundverhältnisse meistern kann. Dies ist sicher nicht der Fall, was Projekte wie Pinglin in Taiwan, Hallandsås in Schweden und San Francisco in Ecuador beweisen.

Dieser Beitrag beschreibt schlechte Gebirgsverhältnisse, die den TBM-Vortrieb betreffen, darunter drückendes Gebirge, Bergschlag, Störungszonen und hoher Wasserdruck. Geeignete Ausbaumaßnahmen und mögliche Probleme mit bestimmten TBMBauarten werden behandelt. Schließlich wird ein neues TBMKonzept vorgestellt, das Techniken zur Gebirgsverbesserung und Gebirgsbeherrschung beinhaltet. Dieses neue TBM-Konzept soll sogar in schlechten Gebirgsverhältnissen prognostizierbare Vortriebleistungen ermöglichen, indem es neuartige Konzepte wie einziehbarer Vorderschild und verbesserte Gebirgssicherungssysteme im L2-Bereich einsetzt. Dieser einziehbare Vorderschild, der in einer Doppelschildeinrichtung integriert ist, ermöglicht die sofortige Gebirgsverbesserung hinter dem Bohrkopf und Erkundungsbohrungen über den vollen Umfang (360°), während die Eigenschaften eines Doppelschilds wie verbesserte Sicherheit und zeitgleicher Tunnelausbau erhalten bleiben.

Der Verzicht auf Vorschubzylinder am Umfang, wie bei normalen Schildmaschinen üblich, und der Einsatz von einfachen Grippersystemen und einem Hauptträger zur Übertragung der Vorschubkraft auf den Bohrkopf gewährleisten einen außerordentlich guten Zugang direkt hinter dem Bohrkopf.