Wie man Tunnel bohrt 08.07.2013, 06:52

Tunnel bohren

Am Gotthardmassiv in der Schweiz entsteht zur Zeit der längste Bahntunnel der Welt. Die 57 km lange Röhre ist das Herzstück einer neuen Eisenbahntrasse durch die Alpen. Modernste Tunnelbohrmaschinen erleichtern den Durchstich und den Ausbau. Das Arbeitsprinzip der gewaltigen Untertage-Fabrik zeigt der folgende Beitrag.

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So funktioniert eine Tunnelbohrmaschine 

Grammatik: Man sagt meist »der Tunnel« mit Betonung auf dem u. Im Plural nennt man sie »die Tunnel«.

Große Tunnel kann man entweder durch Sprengen herstellen, mit Tunnelbohrmaschinen (TBM) bohren oder man verwendet eine Kombination von beiden.

Die Tunnelbohrmaschine eignet sich besonders für hartes Gestein. Auch im lockeren Fels, der für für einen Vortrieb mittels Sprengtechnik weniger geeignet ist, werden TBM eingesetzt.
Die Tunnelbohrmaschine ist eine komplette Fabrik unter Tage: Hilfsmittel zur Versorgung der Maschine und der Abtransport des aus dem Felsen gefrästen Abraummaterials laufen durch die Maschine hindurch. Während des Bohrens fällt ständig Abbruchgestein an. Das von den Bohrkopfmeißeln abgefräste Gestein wird von einer Wendelschnecke auf ein Förderband gehoben; dieses befördert den Abraum auf Waggons oder Schwerlastkraftwagen, die ihn nach draußen transportieren.

Aufbau (Skizze)
Die wichtigsten Baugruppen sind
- der Bohrkopf
- die Antriebsmaschine
- die Verspannungs- und Vortriebsmechanik
- die Vorschubeinrichtung. 

In der Prinzipskizze fehlen Etnlüftungsanlagen, Klima, Entwässerung, Hydraulik usw.



Der Bohrkopf und Antrieb
Der Bohrkopf der Maschine ist mit verschleißfesten Schneidmeißeln bestückt. Angetrieben wird der Bohrkopf entweder mit Hydraulikmotoren oder Elektromotoren, wobei man elektrische Antriebe mit stufenloser Getriebetechnik vorzieht.
Dem Bohrwiderstand wird mit einer besonderen Verspanntechnik entgegen gewirkt. Damit der notwendige Druck auf den Bohrkopf ausgeübt werden kann, verspannt man schalenförmige Seitenstützen (auch Gripper genannt), hydraulisch gegen den Fels. Am Ende eines Bohrhubs wird der hintere Teil der Maschine nach vorne gezogen; danach wird der Gripper gelöst, vorgezogen, wieder verspannt und die Maschine kann weiter bohren. Ein Bohrhub kann bis zwei Meter lang sein. 



Das Schild
Hinter dem Bohrkopf ist ein Schutz- und Halterohr, der Schild, angeordnet. Der Mantel stützt einerseits die gebohrte Tunnelröhre und dient andererseits als Schutz gegen herabfallendes Gestein.
Unmittelbar nach dem Bohren wird die Tunnelröhre gesichert und abgestützt. Die Sicherung besteht zum Beispiel aus schweren Felsankern, Stahlstützbögen und Baustahlmatten. Ebenso kommt Spritzbeton zum Einsatz. Der endgültige Ausbau der Tunnelröhre schließt sich an die Bohrphase an.

Ein Spritzbetonroboter rotiert um die Längsachse der TBM und spritzt die abschließende Felssicherung auf die Tunnelwand. 
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Die Skizze unten einer unvollständig dargestellten Tunnelbohrmaschine ist für die Verwendung in Arbeitsblättern gedacht. 

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