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01 | 2021
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© Illustration: ringzwei

Anfahrt mit Ansage

Ende 2020 gelang HOCHTIEF-­Ingenieuren des Technical Competence Center ein besonderes Meisterstück: Von Essen aus steuerten sie den Start einer Tunnel­bohrmaschine im 10.000 Kilo­meter entfernten Singapur.

Gespannt saßen Stephan Assenmacher und sein dreiköpfiges Team Mitte Dezember in Essen vor den Monitoren. Zehn Kameras lieferten Livebilder aus einem 50 Meter tiefen Schacht im 10.368 Kilometer entfern­ten Singapur. Mit deren Hilfe mussten sie eine ganz besondere Aufgabe bewältigen: die Fernsteuerung der komplexen Start­sequenz einer Tunnelbohrmaschine.

MILLIMETERARBEIT AM BILDSCHIRM

Dabei ging es um eine sogenannte Fliegende Schildanfahrt, eine von HOCHTIEF entwickelte Technik, um die ersten Meter des Tunnelbaus schneller und kostengünsti­ger zu gestalten. „Es war das zweite Mal, dass wir die Anfahrt aus der Ferne gestartet haben“, sagt Stephan Assenmacher, der das Verfahren seinerzeit mitentwickelt hat. Coronabedingt konnten der Bergbauinge­nieur und sein Team den Start erneut nicht vor Ort leiten. „Das war eine echte Heraus­forderung, zumal wir uns auf die Mitarbeiter vor Ort für das verlassen mussten, was wir sonst mit eigenen Augen und Ohren mitbekommen haben.“ 

Auch wenn eine Tunnelbohrmaschine (TBM) riesige Ausmaße besitzt, so muss sie doch auf den Millimeter genau manö­vriert werden. Dies gilt insbesondere für die Fliegende Schildanfahrt. Bei dem von HOCHTIEF patentierten Verfahren zum Starten des Bohrvorgangs wird ein Stahl­ring hinter dem Schild der TBM installiert. Er leitet die Kraft aus den Reaktions­kräften des Anfahrvorgangs weiter und ist über einen Distanzring, der aus dem Schildschwanz herausragt, kraftschlüssig mit den Vortriebszylindern gekoppelt. Dieser Druckring wird mittels hydraulischer Hohlkolbenpressen und Gewindestangen, die am Druckring und an Stahlträgern an der Brillenwand, dem späteren Tunnel­eingang, befestigt sind, gemeinsam mit der TBM vorgeschoben. Sie wird damit gerade­ aus in den Berg gedrückt. Sobald der Schildschwanz im selbst gebohrten Tunnel verschwunden ist, kann sich die TBM selbst sichern und stützen, Druckring und Stahlträger werden abgebaut.

Der Vorteil der Fliegenden Anfahrt ist, dass die Konstruktion Zeit und Kosten spart – der Auf­- und Abbau ist weniger aufwendig. Im konventionellen Verfahren müsste eine deutlich komplexere Beton­ und Stahlkonstruktion die TBM auf ihren ersten Metern stützen. Außerdem benötigt die Fliegende Schild­anfahrt deutlich weniger Platz als eine konventionelle Anfahrt mit Blindringen. Sie ist darum für Projekte wie das in Singapur besonders geeignet. Der dortige 50 Meter tiefe Schacht mit nur geringem Durch­messer erlaubt gerade einmal den Aufbau des Schildes der TBM ohne Nachläufer.

GROSSAUFTRAG IM STADTSTAAT

In Singapur baut die CIMIC-­Tochter Leighton Asia derzeit das sogenannte Deep Tunnel Sewerage System (DTSS), das 40 Kilometer unterirdische Tunnel mit einem Durchmes­ser von 7,65 Meter umfasst. Dass der Stadtstaat sein Abwasser künftig durch derart breite Tunnel führt, hat einen Grund: Singapur leidet unter Süßwasser­mangel. Es soll darum so viel Abwasser wie möglich wiederaufbereitet werden, weshalb das Leitungssystem auch die bei Starkregen anfallenden Wassermengen auffangen und in die vorhandenen Aufbereitungsanlagen transportieren soll.

Für Stephan Assenmacher war es die dritte – und letzte – Anfahrt innerhalb des Pro­jekts. Dass er sie von einem Schreibtisch in Essen aus steuern musste, war eine beson­dere, nicht vorhersehbare Herausforderung. Beim Bau und Transport der Tunnelbohr­maschine waren alle Grenzen noch offen. Dann kam Covid­-19, und der Experte musste sich etwas Neues einfallen lassen. Jetzt überwachten die Experten per Kamera, wie sich der Schild langsam in den Boden schob. „Wir hatten sogar einen Kollegen von Leighton Asia mit einer Helm­kamera im Einsatz“, so Assenmacher.  Den Vortrieb in Gang zu setzen war aller­dings nur vor Ort möglich. „Wir gaben von Essen aus detaillierte Anweisungen und natürlich das endgültige Go.“ Obwohl die Kameras in Echtzeit hoch aufgelöste Bilder lieferten, bei denen das Team „jeden Krü­mel im Schacht erkennen“ konnte, fehlten den Experten in Essen wichtige sinnliche Eindrücke. Als erfahrener Tunnelbauer kon­trolliert Assenmacher die Anfahrt normalerweise mit allen Sinnen. 

„Manchmal kann man Unstimmigkeiten schneller hören als sehen“, weiß er. Auch die Fehlersuche hätte zum Problem werden können – wenn die Anfahrt nicht rundherum gelungen wäre. Wie geplant, brauchte die Fliegende Schildanfahrt nur zweieinhalb Schichten, bis die TBM in der Position zum Vermörteln des Ringraums und damit zum Vortrieb über die eigenen Vortriebs­pressen stand. Eine grandiose Leistung! Ob auch künftig Fliegende Schildanfahr­ten aus der Ferne gesteuert werden, kann Stephan Assenmacher noch nicht abschätzen. „Der Trend geht auf jeden Fall zur Automatisierung“, so der Experte.

Text: Marius Leweke