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Kegelbrecher:
Kegelförmiger Teil der Schildmaschine, der hinter dem Bohrkopf angeordnet wird und durch seine spezielle Form und Rotation größere Steine für den Abtransport zerkleinert (auch Konus- oder Kreiselbrecher genannt) [FI-Herreb]. |
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(Bild: Umstellungsversionen des EPB UNCLEMOLE - Prinzipskizze Slurryschild-Modus in Anlehnung an [FI-Isekib] [Bild: S&P GmbH]) |
(Bild: Plus/Minus)
Kegelbrecher sind für große Vortriebslängen und beim Einsatz … |
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Backenbrecher:
Hydraulisch angetriebener Teil der Schildmaschine, der in der Abbaukammer auf der Schildsohle unmittelbar vor dem Ansaugstutzen der Abförderleitung zur Zerkleinerung des Bohrkleins angeordnet wird (auch Zangen- oder Greiferbrecher genannt) [Stein03]. (Bild: Auf der Schildsohle angeordneter Backenbrecher mit Rechen) Einsatzbereiche für Backenbrecher: -
Schildaußendurchmesser > 2600 mm (wegen erhöhten Platzbedarfes)
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Walzenbrecher:
Ein aus zwei gegenläufig rotierenden Walzen bestehender Brecher, der unmittelbar zwischen Rechen und Ansaugstutzen der Abförderleitung installiert ist (auch Durchlaufbrecher genannt) [Stein03]. (Bild: Ausgebauter Walzenbrecher (System MOCO [FI-Moco]) eines Hydroschildes mit einem Schildaußendurchmesser von 1966 mm [FI-Dywida]) (Bild: Plus/Minus) Vorteile von Walzenbrechern: -
können auch zerrissenes und abgespantes Holz in hydraulisch förderbare …
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(Bild: Mögliche verfahrenstechnische Probleme bei hohem Verklebungspotenzial bindiger Böden in Anlehnung an [Sager00] [Bild: S&P GmbH])
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(Bild: Indikationsbereiche für das Verklebungspotenzial von Tonböden in Abhängigkeit der Plastizitätszahl IP und der Konsistenzzahl IC in Anlehnung an [Thewe99] [Bild: S&P GmbH]) Gruppe 2 - Mittleres Verklebungspotenzial: Diese Böden führen zu Behinderungen, die sich jedoch durch Zusatzmaßnahmen mit begrenztem Umfang beherrschen lassen. Zu solchen Maßnahmen gehören Modifikationen an den Werkzeugen, an den Spüleinrichtungen und an der Leistung des …
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Mögliche Gegenmaßnahmen zur Verhinderung von Verklebungen sind: -
Verwendung offener Speichenschneidräder (wenn möglich mit Felge) anstatt geschlossener Schürfscheiben bzw. Felsbohrköpfe mit möglichst großen Räumerschlitzen bis ins Zentrum, um eine geringere Haftfläche zu bieten sowie einen möglichst ungehinderten Bodeneintrag zu gewährleisten.
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Besatz des Bohrkopfes mit schneidend-schälenden Abbauwerkzeugen (Schälmessern), um eine die Verklebung …
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(Bild: Schildmaschine mit Vollschnittabbau - Ortsbrust mit Erddruckstützung (SM-V5)) Bei Schildmaschinen mit erddruckgestützter Ortsbrust, auch Erddruckschilde oder EPB-Schilde (EPB = Earth Pressure Balance) genannt, handelt es sich um geschlossene Schilde, bei denen der an der Ortsbrust anstehende Erd-und Wasserdruck mit Hilfe des vom Bohrkopf abgebauten Bodens in der druckkontrollierten Abbaukammer gestützt wird. Hauptanwendungsbereiche von Schildmaschinen …
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(Bild: Erddruckschild vom Typ EPB 1500 (Außendurchmesser 1830 mm) mit Wagenförderung in Anlehnung an [FI-Herreb] [Bild: S&P GmbH] - Längs- und Querschnitte)
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Eine Erhöhung der Vortriebsgeschwindigkeit und eine Verminderung der Schneckendrehzahl bewirken eine Erhöhung des Erddrucks in der Abbaukammer, während eine Verminderung der Vortriebsgeschwindigkeit und eine Erhöhung der Schneckendrehzahl zu dessen Reduzierung führen. Der Gleichgewichtszustand ist dann erreicht, wenn der Erdbrei in der Abbaukammer durch den anstehenden Erd- und Wasserdruck und die auf die Druckwand übertragende Vortriebskraft …
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Beim Einsatz von Erddruckschilden muss der zu durchfahrende Boden bzw. der als Stützmittel genutzte Erdbrei die in der Tabelle aufgeführten Eigenschaften aufweisen.
(Tabelle: Anforderungen an den Baugrund und den Erdbrei für den Einsatz von Erddruckschilden [FI-Steina]) |
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(Bild: Möglichkeiten zur Schaumkonditionierung - Prinzipskizze - Testlauf einer Schildmaschine DN/ID 1500 im Werk [FI-Herreb]) Reicht die Konsistenz des abgebauten Bodens in der Abbaukammer nicht aus oder sollen die Einsatzgrenzen auf nichtbindige und inhomogene Lockergesteine, dem bevorzugten Einsatzgebiet der Schildmaschinen mit Flüssigkeitsstützung, ausgedehnt werden, dann muss der Boden künstlich konditioniert werden. Dafür eignet sich die Zugabe …
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(Bild: Wirkungsweise der Schaumkonditionierung)
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Verfahrenstechnisch gesehen ist die Einsatzgrenze eines Erddruckschildes mit Schaumkonditionierung in folgenden Fällen erreicht: Einsatzgrenze eines Erddruckschildes mit Schaumkonditionierung - Fall 1: -
Durch Injektion eines hochviskosen Schaums kann kein ausreichender Stützdruck in der Abbaukammer erzeugt werden.
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Ursachen: Kornverteilung zu grobkörnig oder Lagerungsdichte des Bodens zu gering
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Folge: Schaum entweicht durch die Ortsbrust
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Kritische Betriebszustände eines Erddruckschildes können sich schon durch geringe Abweichungen vom Gleichgewichtszustand sowohl bei Abbaukammerüberdruck als auch Abbaukammerunterdruck einstellen. Was könnten Ursachen für kritische Betriebszustände sein? (Bild: Frage) Was könnten Folgen kritischer Betriebszustände sein? (Bild: Frage)
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Kritische Betriebszustände eines Erddruckschildes können sich schon durch geringe Abweichungen vom Gleichgewichtszustand sowohl bei Abbaukammerüberdruck als auch Abbaukammerunterdruck einstellen. Ursachen für kritische Betriebszustände -
Bedienungsfehler der Schildmaschine
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nicht rechtzeitige Anpassung an sich ändernde Baugrundverhältnisse
Folgen kritischer Betriebszustände -
Firstverbrüche
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Senkungserscheinungen
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Tagbrüche
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Maschinenstillstand
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(Tabelle: Betriebszustände beim Erddruckschild [FI-Steina])
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(Bild: Erddruckschild bei nicht vollständig gefüllter Abbaukammer mit Nachbruchgefahr (Zustand 2a) in Anlehnung an [Wilms95] [Bild: S&P GmbH]) Kritischer Betriebszustand - Zustand 2a -
Ergibt sich aus einem zu hohen Bodenaustrag.
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Der obere Bereich der Abbaukammer ist nicht gefüllt.
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Korrektur über Veränderung der Schneckendrehzahl
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Gefahr: Fristbruch mit entsprechenden Senkungserscheinungen an der Geländeoberfläche.
(Bild: Erddruckschild mit verfestigtem …
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Kritischer Betriebszustand - Zustand 3 -
Ergibt sich unmittelbar aus Zustand 2a oder auch nach längeren Stillständen.
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Die Abbaukammer ist nur unvollständig und der obere Bereich ist mit Wasser gefüllt.
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Gefahr: Wasser gelangt in den Bereich der Förderschnecke und verursacht hier flüssige bis breiige Konsistenzen des Erdbreis
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Druckhaltende Funktion der Förderschnecke kann nicht aufrecht gehalten werden.
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Verstärkte Gefahr von Firstbrüchen bis hin …
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Kritischer Betriebszustand - Zustand 4 -
Ergibt sich aus einer zu geringen Förderleistung des Schneckenförderers
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Aus dem überhöhtem Druck in der Abbaukammer ergibt sich im Zusammenwirken mit der Rührwirkung des Schneidrades, vor allem und zuerst im Zentrumsbereich, eine Verdichtung des Erdbreis.
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Folge: Verkleben von Maschinenteilen bis hin zum Stillstand der Maschine (Zustand 5).
(Bild: Erddruckschild mit Verdichtung des Erdbreis im Kammerzentrum …
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Kritischer Betriebszustand - Zustand 5 -
Resultiert aus Zustand 4, wenn die zu geringe Förderleistung des Schneckenförderers nicht unmittelbar korrigiert wird.
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Bei steigendem Drehmoment und reduzierender Vortriebsgeschwindigkeit erwärmt sich der Erdbrei zunehmend.
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Erwärmung wirkt sich verstärkend auf die Verfestigungs- und Verklebungstendenzen aus.
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Im Extremfall erfasst die Verfestigung vom Zentrum der Abbaukammer ausgehend die gesamte Abbaukammer.
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(Bild: Betriebszustand beim Antreffen eines Hindernisses (Zustand 6) in Anlehnung an [Maidl97b] [Bild: S&P GmbH]) Kritischer Betriebszustand - Zustand 6: Antreffen eines Hindernisses -
Beim Antreffen eines Hindernisses (z.B. eines Blockes) muss die Andrückkraft zum Lösen des Hindernisses erhöht werden.
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Folge: Kontrolle und Übertragung des erforderlichen Stützdruckes von der Druckwand über den Erdbrei im übrigen Baugrund wird erheblich erschwert.
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(Tabelle: Hindernisbeseitigung bei Rohrvortrieben mit Teilschnittabbau [FI-Steina]) |
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(Tabelle: Hindernisbeseitigung bei Rohrvortrieben mit Vollschnittabbau [FI-Steina]) |
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