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Die Installation von Ver- und Entsorgungsleitungen erfolgt heute noch immer überwiegend als offene Grabenverlegung. Angesichts der damit verbundenen zahlreichen Nachteile ist es zwingend notwendig, in Zukunft viel stärker als bisher den grabenlosen Leitungsbau als Alternative beim Neubau von Kanälen und Leitungen zu berücksichtigen. Diese Lektion behandelt ausführlich die zahlreichen unterschiedlichen Schildmaschinenarten, die Hindernisbeseitigung und möglichen Fehlern beim Rohrvortrieb und deren Folgen. Nach Abschluss dieser Lektion verfügen Sie über fundierte Kenntnisse bezüglich: - Einsatzgrenzen von Schildmaschinen und
- Fehler und Schadensfolgen beim Rohrvortrieb.
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Die Verlegung von Ver- und Entsorgungsleitungen erfolgt heute noch immer überwiegend in offener Bauweise durch Ausheben eines Grabens, Verlegung der Leitung im Schutze einer Böschung oder eines Verbaus und anschließendes Verfüllen des Grabens. Angesichts der damit verbundenen zahlreichen Nachteile und des wachsenden Umweltbewusstseins der Bevölkerung ist es zwingend notwendig, in Zukunft viel stärker als bisher den grabenlosen Leitungsbau als Alternative …
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(Bild: Bemannt arbeitende Verfahren) |
(Bild: Steuerbare Verfahren) |
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Rohrvortrieb:
Verfahren, bei dem Rohre unmittelbar hinter einem Bohrkopf und/oder Schild durch hydraulischen Vortrieb von einer Startgrube aus eingebaut werden und einen Rohrstrang im Boden bilden [DINEN12889:2000]. Bemannt oder unbemannt arbeitendes Verfahren, bei dem Vortriebsrohre mit einem
lichten Durchmesser ≥ 1200 mm (nicht zu verwechseln mit DN/ID) unmittelbar hinter einer … |
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(Bild: Technische Komponenten beim Rohrvortrieb - Hauptpressstation) Pressstation:
Im Startschacht installierte hydraulische Vorschubeinrichtung zur Erzeugung der erforderlichen Vortriebskraft, bestehend aus Pressenrahmen, Vortriebszylindern (auch Vorschubzylinder genannt), Druckring und Pressenwiderlager [Stein03]. Hauptpressstation:
Bezeichnung für die Pressstation im Startschacht beim Langstreckenvortrieb mit Zwischenpressstationen [Stein03].
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Wichtig: Bei der Wahl bzw. Anordnung der Vortriebszylinder ist zu beachten, dass: -
die verwendeten Vortriebszylinder baugleich sind
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die Pressenkraftresultierende mit der Längsachse des Rohrstranges zusammenfällt
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die Vortriebszylinder bzgl. des Rohrquerschnittes symmetrisch angeordnet werden
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(Bild: Einsatz von zwei Vortriebszylindern in Kombination mit einem Stahldruckring für vier Vortriebszylinder) |
(Bild: Einsatz von nur zwei Vortriebszylindern) |
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Mit Hilfe des Stahldruckrings werden die Vortriebskräfte nahezu gleichmäßig auf den Rohrspiegel des jeweils zuletzt eingebauten Vortriebsrohres übertragen. (Bild: Blick auf den Stahldruckring einer Hauptpressstation) Meist besteht der Stahldruckring aus verwindungssteifen und verformungsarmen, vollwandigen Schweißkonstruktionen aus Stahlblech. Er ist in den meisten Fällen als ringförmiger, versteifter Hohlkasten mit parallelen, ebenen Stirnflächen …
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Definition Zwischenpressstation Zwischen Dehnervorlauf- und Dehnernachlaufrohr integrierter zylindrischer Stahlmantel mit Vorschubzylindern zur Reduzierung der Vortriebskräfte bei Vortrieben großer Länge und im Fels (auch Dehner(station) genannt) [Stein03]. (Bild: Technische Komponenten beim Rohrvortrieb - Zwischenpressstation) Zwischenpressstationen (ZPS) bestehen aus mehreren Vorschubzylindern, die gleichmäßig verteilt im Schutze eines speziellen …
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(Bild: Zwischenpresstation - Blick auf die Vorschubzylinder) (Bild: Zwischenpressstation vor Einbau der Vorschubzylinder) (Bild: Eingebaute und aktivierte Vorschubszylinder einer Zwischenpressstation) (Bild: Aufbau und Anordnung von Zwischenpressstationen - Detailansicht der Vorschubzylinder) (Bild: Zwischenpressstation vor Einbau in den Rohrstrang)Zwischenpressstationen werden in den Rohrstrang integriert, wenn die Vortriebskraft die Kapazität der …
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Beim Ausbau der Zwischenpressstation werden die Innenteile, wie Vorschubzylinder, Befestigungsmaterial, Druckübertragungsring und Hydraulikschläuche durch Personal von Hand ausgebaut. Nach Demontage der Einbauteile werden der vom Stahlführungsring gesicherte Bereich zwischen Vor- und Nachlaufrohr entweder mit Hilfe der nachfolgenden Zwischenpressstation geschlossen oder mit Ortbeton ausgekleidet. |
(Bild: Aufbau einer Zwischenpressstation) |
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Durch Zwischenpressstationen (ZPS) wird der Rohrstrang in separate Vortriebsabschnitte unterteilt, die bei Bedarf taktweise mit entsprechend reduzierter Mantelreibung vorgetrieben werden. (Bild: Arbeitsprinzip beim Einsatz von Zwischenpressstationen in Anlehnung an [FBS99] [Bild: S&P GmbH])
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(Video: Anordnung und Kraftverlauf von Zwischenpressstationen beim Rohrvortrieb) Animation: Anordnung und Kraftverlauf von Zwischenpressstationen beim Rohrvortrieb [Bild: S&P GmbH]. Dieses interaktive Objekt ist ausschließlich in der Online-Version des Moduls sichtbar.
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Wichtig: Die Steuerung der ZPS erfolgt vom Steuerstand aus. Je Station wird lediglich eine hydraulische Versorgungsleitung benötigt. |
Bei langen Vortriebsstrecken werden die einzelnen ZPS entweder versorgt. |
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Bei der Planung von Zwischenpressstationen ist zu beachten, dass: -
die Positionen der Zwischenpressstationen im Rohrstrang auch unter Berücksichtigung vorgesehener Durchfahrschächte oder geplanter Schachtbauwerke festgelegt werden
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alle bei einer Vortriebsmaßnahme eingesetzten Zwischenpressstationen bzgl. Aufbau und Leistung immer gleich sind (gleiche Anzahl von Vorschubzylindern pro Zwischenpressstation/ gleiche Fläche der Zylinder)
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die …
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(Bild: Plus/Minus) Mit zunehmender Vortriebslänge wächst die Anzahl der notwendigen Zwischenpressstationen. Beim Einsatz von Zwischenpressstationen ist mit folgenden Nachteilen zu rechnen: -
zusätzliche Kosten für Einbau und Vorhaltung aller erforderlichen Anlageteile,
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Reduzierung der Vortriebsleistung, da wachsender Zeitaufwand, durch abschnittsweisen Vortrieb des Rohrstranges.
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Zwischenpressstation
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Bei einer Schildmaschine handelt es sich um eine verschiebliche Verbaukonstruktion, in deren Schutz die Ortsbrust händisch, mechanisch oder hydraulisch abgebaut wird. Unterschieden wird hierbei zwischen offenen und geschlossenen Schilden bzw. Schilden mit Teil-und Vollschnittabbau. Definition Schildmaschine: Eine steuerbare Schutzkonstruktion, innerhalb derer der Tunnelabbau entweder von Hand, mechanisch oder hydraulisch stattfindet [DINEN12336:2010].
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Wichtig: Schildmaschinen, auch Schild genannt, für den Rohrvortrieb sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebspressen nicht in der Schildmaschine sondern in der (Haupt)Pressstation oder in der ersten Zwischenpressstation angeordnet sind. |
(Bild: Transport einer Schildmaschine) (Bild: Schildmaschine AVN 2000 [FI-Herreb]) (Bild: Schematische Darstellung des Rohrvortriebes) |
Das Gestein wird an der Ortsbrust von Hand, mechanisch oder hydraulisch … |
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Die Schildmaschine hat beim Rohrvortrieb die Aufgaben [Scher77a] - die Mannschaft zu schützen,
- den nötigen Hohlraum zu schaffen, damit der nachfolgende Rohrstrang mit minimalen Bodenverformungen bei geringst möglicher Mantelreibung eingepresst werden kann,
- den Hohlraum solange zu sichern, bis die Vortriebsrohre endgültig alle Lasten und Kräfte aufnehmen,
- die Ortsbrust gegen hereinbrechendes Locker-/Festgestein sowie Grundwasser zu sichern und
- den …
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2-teilige Schildmaschine (Bild: Aufbau einer zweiteiligen Schildmaschine) 3-teilige Schildmaschine (Bild: Aufbau einer dreiteiligen Schildmaschine)
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