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Nahezu jeder Baugrund kann mit AVN-Maschinen von Herrenknecht sicher beherrscht werden.
Die AVN-Maschine in der Anwendung
Herrenknecht AVN-Maschinen (AVN steht für Automatische Vortriebsmaschine Nass) gehören zur Gruppe der Flüssigkeitsschilde, auch Slurry-Maschinen genannt. Mit einem Konusbrecher ausgestattet, spielen AVN-Maschinen ihre Stärken speziell in nicht begehbaren Tunneldurchmessern voll aus und sorgen für einen sicheren Vortrieb. Die Flüssigkeitsstützung der Ortsbrust ermöglicht den Einsatz von AVN-Maschinen in Baugründen aller Art: von Schluff und Ton über nicht bindige Böden und Kies bis hin zu Fels und das sowohl im Rohrvortrieb als auch im Tübbingausbau.
Bohrköpfe für weiche Böden, für gemischte Böden und Fels: Herrenknecht bietet die passende Lösung für jede geologische Herausforderung.
Schneidraddesign je nach Baugrund
Der anstehende Boden wird im Vollschnittverfahren mit einem speziell auf den zu erwartenden Baugrund angepassten Schneidrad abgetragen. In weichen Böden und Mischgeologien kommen Standard- oder Mischbodenbohrköpfe zum Einsatz. Für Vortriebe in standfestem Gestein wird ein Felsbohrkopf mit Schneidrollen montiert. Ein kegelförmiger Konusbrecher im Abbauraum zerkleinert parallel zum Vortrieb Steine oder andere Hindernisse auf förderfähige Korngrößen. Anschließend fällt das Material durch siebartige Öffnungen vor dem Saugstutzen und wird mit der Suspension über die Förderleitung abgesaugt.
Erweiterbar im Durchmesser
Der Bohrdurchmesser kann mittels Aufdoppelmantel und angepasstem Schneidrad innerhalb einer gewissen Bandbreite flexibel vergrößert werden. Dadurch können mit einer AVN-Maschine speziell im Rohrvortrieb unterschiedliche Durchmesser realisiert und verschiedene Rohrmaterialien eingesetzt werden.
Verschiedene Bedüsungssyteme verhindern bei bindigen Böden erfolgreich Verklebungen in der Abbaukammer.
Bedüsung für reibungslosen Materialtransport und hohe Vortriebsleistungen
Speziell in bindigen Böden kann es schwierig sein, Schneidrad und Brecherraum frei von Verklebungen zu halten. Herrenknecht hat auf der Basis jahrelanger Projekterfahrungen passende Bedüsungssysteme für unterschiedliche Baugründe entwickelt. Hochdruckdüsen im Konusbrecher spritzen zusätzliches Wasser zur Reinigung ein, das den Lehm oder Ton zerschneidet und Verklebungen im Brecherraum verhindert. Die Mitteldruckbedüsung erfolgt über die Bentonit-Einspritzdüsen. Eine Änderung des Düsenquerschnitts ermöglicht eine Anpassung des Suspensionsdrucks und damit einen optimierten Materialfluss.
Ein optionales Kamerasystem in der Abbaukammer bietet dem Maschinenfahrer eine zusätzliche optische Verschleiß- und Situationskontrolle (ab AVN 1200).
Im Rohrvortrieb über große Distanzen
AVN-Maschinen werden häufig im Rohrvortriebsverfahren eingesetzt. Die maximale Haltungslänge hängt von mehreren Faktoren wie der Mantelreibung, der verfügbaren Pressenkraft oder der Nennweite der Vortriebsrohre ab. Mit gezielten Bentonit-Injektionen in den Ringraum reduzieren automatische Schmiersysteme die Reibung zwischen Rohrmantel und Erdreich deutlich. Im begehbaren Durchmesserbereich können zusätzlich hydraulische Zwischenpressstationen (Dehner) zum Einsatz kommen. Sie werden nach projektspezifisch definierten Abständen im Rohrstrang eingebaut. Durch die Teilung des Rohrstrangs in Einzelstrecken wird die erforderliche Vortriebskraft reduziert bzw. aufgeteilt. Die Entfernung zwischen Start- und Zielschacht kann so je nach Projektbedingungen und Anzahl der Zwischenpressstationen über 1.000 Meter betragen.
Funktionsweise auf einen Blick:
Schälmesser und Schneidrollen tragen das Erdreich ab.
Hydraulische Stützung über Flüssigkeitssuspension.
Hydraulische Förderung des Abraums über geschlossenen Förderkreislauf.
Erfolgt in Abhängigkeit vom gewählten Verfahren (Leitungs- oder Tunnelbau) mit einer Vorschubeinheit, z.B. Pressenrahmen im Startschacht oder hydraulische Vortriebszylinder im Schild.
Rohrvortrieb, Direct Pipe, E-Power Pipe oder Tübbingausbau.
Präzise um die Kurve
Je nach Anforderung im Projekt stehen zur Steuerung von AVN-Maschinen verschiedene Navigationslösungen zur Verfügung, die vom gewählten Ausbauverfahren abhängen. Mehr Infos dazu finden Sie im Bereich Navigation und Monitoring.
Eine zusätzliche Tür hinter dem Bohrkopf ermöglicht bei AVN-Maschinen den Zugang zur Ortsbrust.
Zugang zur Ortsbrust
Begehbare AVN-Maschinen können mit einer Tür ausgestattet werden, um Zugang zur Ortsbrust zu ermöglichen. Dies kann zur Beseitigung von Hindernissen oder zum Wechsel der Abbauwerkzeuge notwendig werden. Die Abbauwerkzeuge sind so montiert, dass sie rückwärtig gewechselt werden können. Ein Werkzeugwechsel ermöglicht längere Haltungslängen, besonders im Hartgestein. Bei Bedarf kann Personal sicher über eine Personenschleuse in den Überdruckbereich eingeschleust werden.
Vortrieb ohne Zielschacht
Eine Sonderanforderung speziell im nicht begehbaren Microtunnelling-Bereich sind so genannte Sacklochbohrungen. Die Vortriebsstrecken enden direkt im Baugrund, eine herkömmliche Bergung der Maschine ist nicht möglich. Für diese Anwendung hat Herrenknecht spezielle Bohrköpfe mit Klappmechanismus entwickelt. Nach Erreichen der geforderten Haltungslänge kann die Vortriebsmaschine mit eingeklapptem Bohrkopf zum Startschacht zurückgezogen werden. Der Vortriebsstrang verbleibt im Boden. Eine typische Projektanwendung von Sacklochbohrungen ist das so genannte Pipe Arch-Verfahren. Nebeneinander verpresste Stahlrohre bilden einen so genannten Rohrschirm. Unter dessen Schutz wird anschließend der eigentliche Tunnelquerschnitt bergmännisch ausgebrochen. So können beispielsweise Bahnlinien sicher unterquert oder U-Bahn-Stationen gebaut werden. Weitere Einsatzbereiche von Sacklochbohrungen sind die Verlegung von Hausanschlüssen oder Vortriebe, bei denen beispielsweise ein Zielschacht aus logistischen Gründen noch nicht fertiggestellt wurde.
Das zusätzliche Luftpolster zur Stützdruckregelung reduziert bei AVND-Maschinen Druckspitzen in der Abbaukammer.
AVND mit Druckluftstützung für maximale Sicherheit
Für zusätzliche Sicherheit in inhomogenen, weniger standfesten Geologien und bei größeren Durchmessern wurde die AVN-Technik um die Druckluftstützung (AVND) erweitert. Die Maschinen vom Typ AVND besitzen eine zweigeteilte Abbaukammer. Im Vergleich zu Mixschilden erfolgt die Steuerung des Stützdrucks über eine kommunizierende Röhre und ein automatisch geregeltes Luftpolster in der Druckkammer. Das ermöglicht eine noch genauere Kontrolle einer heterogenen Ortsbrust und glättet Druckspitzen im Abbauraum. AVND-Maschinen sind daher Spezialisten für setzungssensitive Vortriebe, auch unter hohem Grundwasserdruck und bei geringen Überdeckungen.
AVNS mit Strahlförderpumpe für lange Strecken im kleinen Durchmesser
Die AVNS-Maschine ist eine Weiterentwicklung der AVN-Reihe, um in kleinen, nicht begehbaren Durchmesserbereichen längere Haltungen zu realisieren. Dabei wurde eine Strahlpumpe als Förderpumpe und ein Hydraulikaggregat im AVNS-Maschinenkonzept integriert. Die AVNS350XB (Ø 505 mm) bildet das Herzstück des E-Power Pipe Verfahrens.
Die Allrounder
Durch ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten haben sich AVN-Maschinen von Herrenknecht bereits in hunderten Projekten weltweit erfolgreich bewährt. Mit der ausgereiften Maschinentechnologie werden selbst schwierigste Vortriebstrecken im Rohrvortrieb oder Tübbingausbau sicher, schnell und effizient aufgefahren.
Noch Fragen?
Wir stehen bereit!
Steffen Dubé
President and General Manager Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
Gerhard Goisser
Commercial Manager Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.