Maschineller Tunnelvortrieb

Weltweit gewinnt der maschinelle Tunnelvortrieb aufgrund seiner wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Vorteile gegenüber konventionellen Methoden immer mehr an Bedeutung.

Bei vielen Infrastrukturprojekten haben Tunnel eine Schlüsselfunktion. Denn sie sind immer wieder Kernstücke gerade auch von Eisenbahntrassen: für einen schnelleren, effektiveren und auch bequemeren Bahnverkehr im 21. Jahrhundert. Ausbau und Vorhandensein schienengebundener Verkehrswege bestimmen über die Prosperität ganzer Regionen. Schienennetze werden zunehmend länderübergreifend verbunden. Das globale Hochgeschwindigkeitsnetz im Eisenbahnverkehr soll in den nächsten 15 Jahren auf 35.000 km ausgedehnt werden. Tunnel schaffen die Verbindungen zwischen Alt und Neu oder sie unterqueren natürliche und künstliche Barrieren aller Art.

Moderne maschinelle Tunnelbohr- und -bautechniken ermöglichen Streckenverläufe eng an der Ideallinie orientiert, sie bringen im Wortsinn den Durchbruch für Trassen, die früher für den Bahnverkehr unvorstellbar waren – auch im Denken der Planer. Die zum Einsatz kommenden Maschinen werden dabei immer exakt auf den Einsatzzweck ausgelegt, abhängig beispielsweise von der Geologie, der Hydrologie, dem Durchmesser und der Baustellen-situation.

Moderne Tunnelbohranlagen kommen sowohl für Verkehrstunnel (Traffic Tunnelling) als auch für Ver- und Entsorgungstunnel (Utility Tunnelling) – bei Durchmessern von 0,10 bis 19 Metern – zum Einsatz. Je nach Projektgegebenheiten fällt die Wahl auf eine Hartgesteinsmaschine, einen Erddruckschild oder einen Mixschild. Erddruckschilde sind in weichen Geologien in ihrem Element. Der vom rotierenden Schneidrad gelöste Boden wird hierbei zur Stützung der Ortsbrust genutzt. Das Ausbruchsmaterial wird mit der Förderschnecke aus der unter Druck stehenden Abbaukammer in den unter atmosphärischem Druck stehenden Tunnel gefördert. Unmittelbar hinter dem Schild wird mit Hilfe eines Erektors die Tunnelröhre aus Tübbingsteinen gebaut. Die Stahlbeton-Tübbinge werden dabei millimetergenau versetzt und montiert. Um weiterzubohren, drückt sich die EPB-Maschine mit hydraulischen Vortriebspressen vom zuletzt eingebauten Tübbingring ab.

Flüssigkeitsgestützte Mixschilde sind Spezialisten für vielschichtige, komplexe Geologien, insbesondere mit hohem Wasseranteil. Die instabile Ortsbrust wird mit einer Bentonitsuspension – einem Ton-Wasser-Gemisch – gestützt. So können Böden mit hoher Wasserdurchlässigkeit, meist Sande und Kiese, schnell und sicher durchfahren werden. Auch hier wird der Tunnel dann nahtlos mit Stahlbetonelementen (Tübbingen) ausgekleidet. Beim Mixschild fungiert die Bentonitsuspension nicht nur als stabilisierendes, sondern auch als förderndes Medium: Das gelöste und mit der Suspension vermischte Bodenmaterial wird über eine Förderleitung zu einer Separieranlage außerhalb des Tunnels gepumpt, wo der Boden wieder von der Suspension getrennt wird.

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