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Ausgabe Jänner 2006 - Kopswerk II

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Januar <strong>2006</strong><br />

Freie Fahrt für die Tunnelbohrmaschine<br />

Tunnelbohrmaschinen (TBM) werden seit mehreren<br />

Jahrzehnten eingesetzt. In den letzten zwanzig Jahren<br />

wurde der maschinelle Tunnelbau stark verbessert.<br />

Besonders bei langen Tunneln (ab ca. 2 km) mit<br />

großem Durchmesser ist der Fräsvortrieb wegen der<br />

kürzeren Bauzeiten wirtschaftlicher als der Sprengvortrieb.<br />

Ing. Franz Embacher, Bauleiter der ARGE<br />

Fräskopf der Tunnelbohrmaschine für den<br />

Druckschacht<br />

Kops <strong>II</strong>, Baulos 1+2 bestätigt, dass trotz aufwändigster<br />

„Begleitumstände“, wie Aufbauarbeiten,<br />

Rückzug und Demontage der TBM, der Fräsvortrieb<br />

beim Stollen und Druckschacht um vieles günstiger<br />

und vor allem schneller ist, als der konventionelle<br />

Vortrieb. Bessere felsstatische Bedingungen und<br />

genauer Felsausbruch erlauben eine raschere<br />

Vorgangsweise mit weniger Personal. Fräsen ist<br />

schonender, weil der Sprengvortrieb starke Erschütterungen<br />

im ganzen Berg mit sich bringt. Je<br />

standfester das Gebirge, desto problemloser kann der<br />

Gleich hinter dem Bohrkopf wird bei der Maschine<br />

im Versalstollen <strong>II</strong> der Stollen mit Betonfertigteilen<br />

(Tübbingen) ausgekleidet<br />

Vortrieb mit der Maschine erfolgen. Erschwernisse<br />

können mögliche größere Wassereinbrüche darstellen,<br />

wie man aus der Erfahrung weiß. Dafür wurden<br />

mit installierten Schlammpumpen in der Schachtfußkaverne<br />

und mehreren Abwasserpumpen die notwendigen<br />

Vorkehrungen getroffen. Gute Belüftung<br />

ist beim Fräsvortrieb äußerst wichtig. Besonders für<br />

<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> dabei<br />

die Abfuhr der Maschinenwärme sind starke Bewetterungseinrichtungen<br />

notwendig.<br />

Beim Fräsvortrieb gelangt das zerkleinerte Gestein<br />

hinter dem Bohrkopf der TBM gewöhnlich auf ein<br />

Förderband. Es führt über der Arbeitsplattform im<br />

Maschinenbereich zum Nachlaufbetrieb. Über<br />

Schutterrinnen (im steilen Druckschacht) oder einen<br />

Materialzug (beim Druckstollen) wird das Gestein<br />

abtransportiert.<br />

Die eingesetzten Tunnelbohrmaschinen beim<br />

<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> unterscheiden sich durch ihre Größe und<br />

Bauart. Während beim horizontal verlaufenden<br />

Druckstollen eine Doppelschild-Tunnelbohrmaschine<br />

eingesetzt wird, fräste eine verspannbare offene TBM<br />

mit Rückfallsicherung den steilen Druckschacht auf.<br />

Ein großer zusätzlicher Vorteil des Fräsens ist die viel<br />

schönere „Leibung“ des Tunnels, erklärt DI Hansjörg<br />

Wolf, Illwerke-Bauleiter, Baulos 2. Dadurch sind<br />

weniger Nacharbeiten, z. B. bei der Panzerung des<br />

Druckschachtes oder Tübbingauskleidung beim<br />

Druckstollen, notwendig.<br />

„Raise-Boring“ – eine deutsche Erfindung<br />

Raise-Boring (gehört zum Fräsen) ist eine mechanische<br />

Art zur Schachtherstellung. Keine der Bezeichnung<br />

nach englische, sondern eine deutsche<br />

Entwicklung (1949) des Ingenieurs Bade. 1962 entstand<br />

die der heutigen Version entsprechende Raise-<br />

Boring-Maschine.<br />

Beim Raise-Boring wird von unten nach oben<br />

gefräst<br />

Zunächst wird eine Pilotbohrung von oben nach<br />

unten abgeteuft. Ein Bohrkopf mit dem passenden<br />

Durchmesser wird anschließend ans Bohrgestänge<br />

geschraubt. Der Fräsvorgang erfolgt dann von unten<br />

nach oben, indem der Fels durch Drehung und Zug<br />

des Bohrers mechanisch gelöst wird. Raise-Boring ist<br />

gegenüber dem Alimak-Vortrieb bereits bei einer<br />

Tiefe von 100 Meter schneller und günstiger. Es<br />

bringt auch höhere Sicherheit für das Bedienpersonal.<br />

Raise-Bohrungen können auch über 1000 Meter in<br />

die Tiefe gehen und mehr als sechs Meter Durchmesser<br />

erreichen. Beim Entlastungsschacht in Kops<br />

wird der Raise-Bohrer eingesetzt. Pro Schicht ist nur<br />

9<br />

ein Mann erforderlich. Raise-Boring wird vorwiegend<br />

bei gutem Gebirge angewendet. Eine Sicherung<br />

kann später (auch erst nach Wochen) erfolgen.<br />

Lockermassen-Vortrieb<br />

Sämtliche zuvor genannte Vortriebsverfahren werden<br />

im festen Fels, nachstehendes Vortriebsverfahren<br />

wird in Lockermassen wie Kies, Sand etc. angewandt.<br />

Übliche Tunnel in Lockermassen sind z. B. U-Bahntunnel<br />

in Großstädten. Große Herausforderungen<br />

sind hierbei, Setzungen des darüber liegenden<br />

Geländes und Eindringen von Grundwasser in den<br />

Stollen zu verhindern. Im Lockergestein wird der<br />

Tunnel mit Bauhilfsmaßnahmen, die den geologischen<br />

Verhältnissen entsprechen, aufgefahren. Dazu<br />

zählen Rohrschirme, Injektionen, Grundwasserabsenkungen<br />

usw. Die Unterwasserführung beim<br />

<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> (Turbinenauslauf und Pumpenzulauf)<br />

wird bergmännisch als Düker errichtet. Mit dem<br />

Der vorgängig gesicherte Firstbereich ermöglicht<br />

das Ausbaggern der Lockermassen<br />

Düker muss in den Lockermassen die L188, die Ill und<br />

der Umschließungsdamm des Ausgleichbeckens Rifa<br />

unterfahren werden. Er führt zum Aus- bzw. Einlaufbauwerk<br />

im Rifabecken. Hiefür ist der Einsatz von<br />

Sonderbauverfahren erforderlich, um weitgehend<br />

zu vermeiden, dass der Baugrund sich setzt: Je nach<br />

dem, wie es der Untergrund zulässt, werden kleine<br />

oder größere Querschnitte gebohrt (ca. 1 m Tiefe) und<br />

die neue Stollenbrust sofort mit Ankern, Gittern usw.<br />

gesichert. Der geplante Felshohlraum wird zuerst in<br />

drei Flächen aufgeteilt und mit Hilfe eines Rohrschirms<br />

gesichert. Dazu werden 15 Meter-Rohre nach<br />

vorne gebohrt und im Abstand von ca. 25 cm angeordnet.<br />

Sie sind über die ganze Kalotte verteilt. Über<br />

diese Rohre, die nach oben mit kleinen Löchern versehen<br />

sind, wird eine Zementsuspension eingepresst.<br />

Diese verfestigt die Lockermassen und bildet eine Art<br />

Schutzschirm, unter welchem der Vortrieb des Stollens<br />

mittels Bagger erfolgen kann. Der Düker wird<br />

anschließend mit Baustahlgitter und Spritzbeton<br />

komplett gesichert.

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