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Microtunneling
»Extreme Längen und Durchmesser von Rohrleitungen kann man mit der Microtunneling-Technologie unter allen geologischen Bedingungen ausführen«

Die neueste und komplexeste Erweiterung unseres Angebots ohne Ausgrabungstechnologie ist unzweifelhaft das Microtunneling. Microtunneling ist eine Technologie, deren Name uns vollkommen klar sagt, dass sie zur Herstellung kleinerer Tunnel bestimmt ist. Es geht vor allem um die Herstellung von Rohrleitungen größerer Durchmesser (von 150 bis 3800 mm und mehr) und auch größerer Längen, die unter bestimmten Bedingungen auch einige Kilometer überschreiten. Wichtigster Unterschied zwischen dem Tunnelbau und Microtunneling ist, dass es beim letzteren immer noch um ferngesteuerte Maschinen geht (MTBM – Micro Tunneling Boring Machine), die dem Vortrieb der Rohre in horizontale Richtung dienen (Englisch: Pipe Jacking).

Beispiel einer Bauhöhle zur Ausführung des Microtunneling, vollständig aus verstärktem armiertem Beton zur Sicherstellung der Widerstandsfähigkeit auf vorhergesehene Schubkräfte hergestellt:

Bohrtechnologie und Materialien

Die Technologie basiert auf ein ferngesteuertes Bohrverfahren mit MTBM-Ausstattung. Das gesamte Arbeitsverfahren überwacht der Maschinenoperateur aus einer mobilen Kabine, die in der Bauhöhle plaziert ist. Über eine Computerkonsole und eine präzise Überwachungsausstattung verfügt er über einen Fluss von ständigen Rückinformationen über den Standort sowie die Orientierung (Inklinationen) des Bohrwerkzeugs, sowie über die Arbeit der hydraulischen Aggregate. Der Operateur kann auf diese Weise präzise alle Phasen der Bohrungen mit MTBM-Ausstattung direkt aus der Kontrollkabine steuern und überwachen.

Die aufgeladene Software ermöglicht unter anderem auch ein konstantes Begleiten und Verzeichnen (log file) aller Parameter. Dies ermöglicht sowohl ein gleichzeitiges, wie auch ein späteres Analysieren der gemachten Arbeiten.

Das Arbeitsverfahren gewährleistet auch maximale Sicherheit des Operateurs, der nicht direkt in Kontakt mit der MTBM-Maschine ist.

In der Mehrheit der Microtunneling-Fälle wird das Rohr, das für den Einbau bestimmt ist, in der Bauhöhle eingepasst und mittels der MTBM-Maschine in die Bohrung getrieben. Es geht um das sogenannte »Pipe Jacking« System, das auf der Verwendung besonderer Rohre (Englisch: Pipe jacking pipes) beruht. Dies sind Rohre verschiedener Hersteller, die Widerstandsfähigkeit auf vorhergesehene Schubkräfte der Maschine, sowie auch das anspruchsvolle Verfahren des gegenseitigen Zusammenfügens ohne ausgebauchte Verbindungsstücke gewährleisten. Empfehlenswert ist die Verwendung von Pressrohren aus Polyester und verstärktem Beton, wie auch keramische Pressrohre, die besonders für die Kanalisation geeignet sind.

 

Neben dem System »Pipe Jacking« mit Einbau von Pressrohren, ist auch der Einbau geschweißter Metallrohre verschiedener Durchmesser möglich, wie Schutz- und metallene Transportrohre, sowie besondere vorisolierte Metallrohre für Gasleitungen und ähnliche, wie dies aus dem nachfolgenden Bild ersichtlich ist (Ausbau von Gasleitungen zum Transport Ø 810 mm in Zrcovce bei Maribor, Dezember 2010).

Der Durchmesser der Rohre und die Länge des Abschnitts, sowie geologische Gegebenheiten, sind die Bedingung für die Auswahl der entsprechenden MTBM-Maschine bzw. des Aggregats der Bohrausrüstung, insbesondere aber ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung des Tunnels, wie in der Fortsetzung gezeigt.

Mit dem Anwachsen der Länge des Tunnels, vergrößert sich auch die Reibung um die eingebauten Rohre. Üblicherweise bedienen wir uns zwei Verfahren, die diese Reibung verringern.

Beim ersten Verfahren geht es um Bohrungen größer als der vorhergesehene Durchmesser. Das bedeutet, dass die Bohrung mit einem etwas größeren Durchmesser des Bohrlochs, als es der äußere Durchmesser der Rohre ist, gemacht wird. Hiermit erreichen wir die Entstehung einer dazwischenliegenden Leere, bzw. Lücke, die keine allzu große Reibung zulässt. Das letztere erreichen wir durch Verwendung besonderer Schneideräder, mit denen wir in stabilen Materialien eine derartige Wirkung erreichen können.

Das andere Verfahren ist gebräuchlicher, vor allen Dingen in losem Erdreichen mit geringerem Gehalt an bindenden Teilchen, z.B. kieshaltiger Boden, Sandboden usw. Es geht um die Verwendung ökologisch freundlichen Bohrschlamms, dessen Grundlage gewöhnlich eine Mischung aus Bentonit und Wasser ist. Diese spritzen wir in die Bohrlücken hinein. Neben dem Schmiereffekt, ist auch der Einspritzdruck genau so groß, das er bei der Stabilisation des Bohrlochs und der Vermeidung seines Einsturzes hilft.

Die Reibung kann sich natürlich nach den beschriebenen Arten nur verringern, denn zum Einpressen der Rohre ist nicht selten eine Kraft von mehreren hundert Tonnen notwendig. Diese überträgt sich neben den Rohren auch auf die Bauhöhle, deshalb ist die Qualität ihrer Herstellung von Schlüsselbedeutung für die Ausführung des Tunnels.

Für die Ausführung längerer Abschnitte ist vor allem wegen zu großer Reibung der Ausbau von Zwischenstationen zum Einpressen notwendig, die uns zu einem einfacheren erfolgreichen Einpressen der Rohre auf dem gesamten Abschnitt verhelfen.

 

Vorteile und Nachteile

Microtunneling kann in allen Typen von Erdreich ausgeführt werden, von lockeren, losen Sandböden über Tonböden und kompaktem Erdreich bis zu härtesten Felsmassen. Die Technologie ist somit auch in Beispielen geeignet, in denen die Ausführung der Arbeiten nach anderen Verfahren unmöglich gemacht, oder sogar undurchführbar ist.

Die Nachteile des Systems sind vor allem an die hohen Festkosten gebunden, die die MTBM-Technologie vor allem in Beispielen kürzerer Abschnitte und kleinerer Durchmesser von Rohrleitungen unwirtschaftlich machen. Es geht nämlich um verhältnismäßig hohe Ausgaben bei den vorbereitenden Arbeiten und der Erstellung der Bauhöhle.

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