variable density tbm, werner burger, herrenknecht ag 1 · von der arge kenny / obayashi für einen...
TRANSCRIPT
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 1
Die Variable Density TBMEntwicklung und Einsatzerfahrungen
Werner Burger, Herrenknecht AG
Kolloquium Maschinelle Vortriebe, ETH Zürich, 18. Mai 2017
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Drei Typen von Einfachschildmaschinen.
1. Offener Einfachschild für standfeste und in der Regel nicht wasserführendeOrtsbrust für drucklosen Abbau und trockenen Abraumtransport überFörderband im Zentrum.
2. Geschlossene Erddruckmaschine (EPB) für feinkörnige und in der Regel nichtstandfeste, wasserführende Böden mit aktiver Ortsbruststützung undFörderschnecke für Druckabbau und Materialaustrag aus der Abbaukammer.
3. Geschlossene Maschine mit Flüssigkeitsstützung für grobkörnige und in derRegel nicht standfeste wasserführende Böden mit aktiver Ortsbruststützungund Materialaustrag aus der Abbaukammer mit Flüssigkeitskreislauf undübertägiger Separationsanlage
2
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 2
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Offener Einfachschild
Offener Modus
GeschlossenerModus
Flüssigkeitsschild Erddruckschild
Drei Typen von Einfachschildmaschinen
3
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Drei Typen von EinfachschildmaschinenDie mechanischen Unterschiede
- Schneidrad mitSchöpfbechern(Schaufelrad)
- Zentrales Förderbandmit Einlauftrichter
Offener Einfachschild
- Schneidrad alsMischwerkzeug
- Materialaustrag mitFörderschnecke
- Druckwand
- Materialaustrag mitFlüssigkeitskreislauf
- Druckwand
Flüssigkeitsschild Erddruckschild
4
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 3
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Offener Einfachschild
Flüssigkeitsschild Erddruckshild
Konvertierbarkeit
A. Modulares Konzept:
Die Änderung derBetriebsart erfolgt durchden Austausch voneinzelnen Baugruppen derTBM (Umbau im Schacht)
B. Integriertes Konzept:
Alle notwendigenBaugruppen fürverschiedene Betriebsartenund Funktionen sind in derBasismaschine enthalten(Umstellung im Tunnel)
5
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Offener Einfachschild ↔ Erddruckmaschine
Offener Modus- Standfeste Ortsbrust- Abbaukammer drucklos- Schnelle Isolierung der Abbaukammer möglich- Teilfüllung der Kammer für Schneckenaustrag
erforderlich (→ Sekundärverschleiß amSchneidrad)
Erddruckgestützter Betrieb – geschlossener Modus- Aktive Ortsbruststützung- Max. 6-8 bar Stützdruck, abhängig vom Baugrund
Druckluftbetrieb – geschlossener Modus- Teilfüllung der Kammer, Druckluft- Kontrolle Wasserzufluß- Max. 2,5 bar Stützdruck, abhängig vom Baugrund
6
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 4
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Offener Modus - Einfachschild- Förderschnecke in hinterer Position, eingeschränkte Leistung- Förderband und Einlauftrichter vorgeschoben,
Drehdurchführung demontiert- Materialschurren am Schneidrad montiert
Geschlossener Modus – Erddruckstützung- Förderschnecke in vorderer Position für volle Förderleistung- Förderband und Einlauftrichter zurückgezogen,
Drehdurchführung für Bodenkonditionierung installiert- Materialschurren am Schneidrad teilweise demontiert
Offener Einfachschild ↔ ErddruckschildBandaustrag im offenen Betrieb
7
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Offener Modus - Einfachschild- Tauchwandschieber geschlossen- Förderband und Einlauftrichter vorgeschoben
Geschlossener Modus - Flüssigkeitsstützung- Tauchwandschieber offen- Förderband und Einlauftrichter zurückgezogen
Offener Einfachschild ↔ FlüssigkeitsschildBandaustrag im offenen Betrieb
8
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 5
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Erddruckschild ↔ FlüssigkeitsschildFörderschnecke oder Förderkreislauf als primäresAustragsystem, unterschiedliche Methoden derStützdrucksteuerung
Geschlossener Modus - Erdruckschild- Förderschnecke als primäres Austragssystem- Vortriebsgeschwindigkeit und/oder Austragsvolumen zur
Steuerung des Stützdrucks → volumenstrombasierteStützdrucksteuerung
Geschlossener Modus – Flüssigkeitsschild (MixSchild)- Förderkreislauf als primäres Austragssystem- Druckluftpolster für Stützdruckkontrolle → volumenunabhängige
Stützdrucksteuerung 9
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Grundkonzept der “Variable Density” Maschine
Wechsel zwischen Erddruck- und Flüssigkeitsstützung im Tunnel ohne mechanischeModifikationen oder Kammereinstieg → Umschalten der Betriebsart
Primärer Materialaustrag im Flüssigbetrieb: mechanisch – hydraulisch → Betrieb imZwischenbereich Erddruck- und Flüssigstützung möglich (high density operation)
Volle Kontrolle der Ortsbruststützung beim Betriebsartwechsel
FlüssigkeitsstützungErddruckstützung
10
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 6
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Erfahrungsbausteine für die Entwicklung der Variable Density TBM
Erfahrungshintergrund:
Beherrschung von Findlingen >250mm bei Erddruckmaschinen mitSchneidradmischbesatz und Förderschnecke > 700mm in vielen Einsätzen erwiesen
Abgetrennter Druckpolsterraum mit Verbindung zur Abbaukammer durchkommunizierende Röhren (Entfall der Tauchwandöffnung) erfolgreich eingesetzt beiFlüssigkeitsschilden
Verbleibende Unbekannte :
mechanisch hydraulische Förderung entlang der Förderschnecke zum Saugstutzenam Schneckenaustrag
11
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Realkonzept Variable Density TBM auf Basis eines typischenU-Bahn Durchmessers von 6,6m
12
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 7
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Betriebsarten einer Variable Density TBM
Offener Betrieb Erddruckbetrieb
“high density” Betrieb Flüssigkeitsbetrieb
13
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Einsatz: Port of Miami EPBErsteinsatz von Konzeptelementen der Variable Density TBM durchBouygues TP beim sogenannten “WCP Mode” als Reaktion aufveränderten Baugrund
EPB Mode
WCP Mode
14
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 8
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Die ersten sechs Variable Density TBMsbeendeten ihren erfolgreichen Einsatz für dieArge MMC/Gamuda beim Klang Valley MRTProjekt in 2015.
Die TBMs wurden erfolgreich betrieben alsreiner Erddruck- und als Flüssigkeitsschildsowie in der Zwischenbetriebsart “high densityslurry”
Die für den Ersteinsatz vorgehaltenentechnischen Rückfallebenen kamen nicht zumEinsatz, der Betrieb des Systems erwies sichals vergleichsweise einfach und gutmütig
Einsatz: Kuala Lumpur, MalaysiaErfolgreicher Ersteinsatz von voll ausgerüsteten Variable Density TBMs
15
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Eine 7,0 m Variable Density Maschine inHartgesteinsausführung wurde in 2014/2015von der ARGE Kenny / Obayashi für einenAbwassersammler in Columbus OHeingesetzt. Extrem hoher Wasserandrangerforderte einen Betrieb in überwiegendgeschlossenem Modus mit Flüssigförderung.
Einsatz: Columbus, USAVariable Density TBM in stark wasserführendem Felsgestein
16
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 9
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Im November 2016 beendete eine vollausgerüstete Variable Density TBM erfolgreicheine Teilstrecke des SCL 1128 Projekts inHonkong für die ARGE Bouygues Dragages.
Der Vortrieb bei sehr geringer Überdeckungund hochsensibler Überbauung erfolgte zumgroßen Teil im “high density” Betrieb
Einsatz: HonkongVariable Density TBM bei sehr geringer Überdeckung
17
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Im Januar 2016 wurde eine 10,21m VariableDensity TBM für Consorcio Constructor M2Lima fertiggestellt
Durch Verzögerungen im Projekt ist aktuell dieBaustellenmontage und der Anfahrzeitpunktverschoben und die TBM ist zwischengelagert
Einsatz: Lima, PeruVariable Density TBM für schwierigen Baugrund
18
15.05.2017
Variable Density TBM, Werner Burger,Herrenknecht AG 10
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
Anstehende EinsätzeVariable Density TBMs im Bau
Forrestfield Airport Link, Perth, Australia
Zwei 7,05m Variable Density TBMsfür Salini Impregilo/NRW JV
Klang Valley MRT Linie 2, KualaLumpur, Malaysia
Zehn 6,6m Variable Density TBMsfür MMC/Gamuda JV (6 vorhandeneMaschinen von Linie 1 sowie 4neue Variable Density TBMs)
19
Herrenknecht. Pioneering Underground TechnologiesHerrenknecht. Pioneering Underground Technologies
VIELEN DANK20