Mining, Bau- und Landmaschinen
Jede Tunnelbohrmaschine (TBM) wird individuell auf ihren Einsatzort hin ausgelegt. Dabei spielt die Geologie eine ganz entscheidende Rolle.
Entsprechend den voraussichtlich vorzufindenden Bodenverhältnissen wird das Schneidrad am Kopf der Vortriebseinheit bestückt. Bei eher sandigem, lockerem Erdreich kommen eher Räumer zum Einsatz. Rollmeißel, im Fachjargon Disken, übernehmen die Arbeit, wenn es in felsigen Untergrund geht.
Herrenknecht setzt ständig neue Maßstäbe in der Vortriebstechnik. Erst im Mai bzw. September 2008 schlossen zwei Tunnelbohrmaschinen, mit einem Durchmesser von 15,43 m die größten der Welt, erfolgreich die Unterquerung des Jangtse-Flusses in Shanghai ab. Nach nur 20 Monaten Dauereinsatz trafen sich die beiden je 2.300 Tonnen schweren und 125 Meter langen Kolosse auf der Flussinsel Changxing im Mündungsdelta des Jangtse. Vorher gruben sich die Maschinen durch Sand, Ton und Grundwasser bei Wasserdrücken von bis zu 6,5 bar. Pro Woche wurden Vortriebsleistungen von bis zu 142 Metern gebauter Tunnelröhre erreicht, pro Tag bis zu 26 Meter. Die Steuerung erfolgte mit höchster Präzision. Auf einer Strecke von 7,5 Kilometern wichen die Vortriebsmaschinen lediglich 2,7 Zentimetern von der Ideallinie ab. Der „Shanghai Yangtze Under River Tunnel“ ist ein kombinierter Straßen- und Metro-Tunnel und soll pünktlich zu WorldExpo 2010 in Shanghai in Betrieb gehen.
Mehr als 140 Traffic Tunnelling Maschinen von Herrenknecht sind weltweit beim Bau von Verkehrstunneln im Einsatz. Daneben leisten weltweit über 600 Utility-Tunnelling-Maschinen von Herrenknecht ihren Beitrag beim Bau oder der Erneuerung von modernen Wasser- und Abwassersystemen, Gas- und Ölpipelines sowie bei der Verlegung von Rohrleitungen für Strom, Internet und Telefon. Die im Durchmesser kleineren Anlagen sind ähnlich aufgebaut wie die Vortriebseinheiten für die Verkehrstunnel. Oft müssen sie sich unter beengten Platzverhältnissen, wie z.B. in Innenstädten bewähren. 85 Prozent der maschinellen Tunnelvortriebe erfolgt in städtischen Untergrund – ein Beitrag zur nachhaltigen Urbanisierung. Tunnelbohrmaschinen von Herrenknecht fahren Tunnel nahezu ohne störende Einflüsse für die Umwelt auf: Während unter der Erde gearbeitet wird, geht das Leben an der Oberfläche wie gewohnt weiter. Die Anlagen sind projektspezifisch auf die jeweiligen Bodenverhältnisse abgestimmt.
Durchbruch der derzeitig weltgrößten Tunnelbohrmaschine bei der Yangtse-Unterquerung
Sie kommen sowohl in Hartgestein, im Softground, in wasserführenden Bodenschichten oder auch in gemischten Geologien zum Einsatz. Beispielsweise müssen sich eine Herrenknecht Schachtabsenkanlage (Vertical Shaft Sinking Machine) zum Abteufen von 17 Start- und Zielschächten, sowie vier Herrenknecht-Microtunnelling-Maschinen für ein neues Abwassersystem in der saudiarabischen Hafenstadt Jeddah durch aggressiven Korallenstein, festen Sandstein, Grundwasser und Meerwasser fräsen.
Vor allem bei kleineren Durchmessern wird überwiegend im automatischen, ferngesteuerten Vortriebsverfahren mit Nassförderung gearbeitet. Hinter dem Schneidrad wird eine Bentonitsuspension zugeführt. Sie dringt in den Boden ein, versiegelt diesen und bildet einen Filterkuchen. Gleichzeitig stellt die Flüssigkeit das Transportmedium für den abgebauten Boden dar. Dieser vermischt sich mit der Suspension und wird in einer separaten Leitung nach außen gepumpt. In einer Separationsanlage werden Flüssigkeit und abgebautes Material sorgfältig getrennt. Ist ein Tunnel erstellt, werden die Maschinen von Herrenknecht in der Regel durch den Zielschacht geborgen.
Versorgt wird die Utility Tunnelling Maschine mit bis zu 2.500 l Hydrauliköl. Mit diesem bewegen sich beispielsweise bei Segmental-Lining-Maschinen die Hydraulikzylinder des Erektors für den Einbau der Tübbinge, Betonformteile, die als Ringe den Tunnel auskleiden, gegen die sich dann die gesamte Maschine so abstützt, dass sie sich mit Hilfe der Vortriebspressen hydraulisch vorwärts schieben lässt. Verschiedene Untersetzungsgetriebe, ebenso wie das Antriebsgetriebe für den rotierenden Bohrkopf, sind mit CLP-Industriegetriebeölen befüllt, die zum Teil noch Festschmierstoffe enthalten.
Das Schneidrad, wird mit biologisch schneller abbaubarem Fett versorgt. Dieses muss resistent gegen Wasser sein, weil es die eigentliche Antriebseinheit gegen Wasser und Erdreich abdichten und effektiv vor dem Eindringen der Verunreinigungen schützen soll. Es wird mit einer Zentralschmieranlage kontinuierlich als Verlustschmierstoff zugeführt. Verunreinigungen durch Erde, Gestein oder Wasser können Ursachen für etwaige Störungen der Anlage sein. Schwachstellen können auftreten, wenn Dichtungen verschleißen oder wenn zu wenig Fett das Schneidrad abdichtet. Da Getriebe mit einer Druckausgleichsbohrung versehen sind, können Verschmutzungen bei defekten Filtern auch hier eindringen.
Deshalb werden u.a. ölgefüllte Komponenten sorgfältig überwacht. Hydraulik- und Getriebeöle werden teilweise mit Hilfe von Nebenstromfiltern filtriert. Ölfüllungen werden in festgelegten Abständen durch Ölanalysen im Hinblick auf ungewöhnlichen Verschleiß und nicht tolerierbare Verunreinigungen kontrolliert. Hier kann durch den Austausch von Filterelementen oder Komponenten größeren Schäden vorgebeugt werden.
Unter den extremen Einsatzbedingungen unter Tage treten in Einzelfällen nicht nur Verschmutzungen, sondern auch ungewöhnliche Vermischungen der Öle auf. So kann es passieren, dass Fett in das Getriebeöl gelangt. Bei einem Getriebe, das direkt über angeflanschte Hydromotoren angetrieben wird, kann es durch erhöhten Lecköldruck passieren, dass sich das Hydrauliköl mit dem Getriebeöl vermischt. Durch eine solche Vermischung fällt die Viskosität des Getriebeöls ab. Bei einem Hydraulikölanteil von über 10% würde es für das Getriebe kritisch. Im Betrieb überwachen Servicetechniker von Herrenknecht oder speziell geschulte Mitarbeiter des Kunden die Anlagen. OELCHECK-Schmierstoffanalysen sind ein Bestandteil der kontinuierlichen Überwachung. Sie spüren Verschmutzungen und Vermischungen auf und tragen entscheidend zur permanenten hohen Verfügbarkeit der Vortriebsmaschinen von Herrenknecht bei.
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