MasterRoc MP 367 – Wenn schwierige Geologie den TBM-Vortrieb herausfordert
Was tun, wenn die TBM plötzlich an ihre Grenzen kommt?
Der maschinelle Tunnelbau ermöglicht heute beeindruckende Vortriebsleistungen. Doch was passiert, wenn eine Tunnelbohrmaschine auf eine besonders schwierige geologische Störzone trifft?
Lockeres Gebirge, instabiles Ausbruchmaterial oder unerwartete Hohlräume können den Vortrieb erheblich erschweren. Der Schneidkopf wird stärker belastet, das Drehmoment steigt und im schlimmsten Fall kommt der Vortrieb zum Stillstand.
Wie lässt sich das Gebirge schnell stabilisieren, ohne den TBM-Vortrieb zusätzlich zu beeinträchtigen?
Eine Antwort darauf liefert MasterRoc MP 367, ein schäumendes Polyharnstoff-Silikat-Harz (PUS) zur schnellen und zuverlässigen Gebirgsverfestigung.
Eine Herausforderung aus der Praxis: der Semmering-Basistunnel
Beim Bau des Semmering-Basistunnels (SBT) in Österreich – einem 27,3 Kilometer langen, zweiröhrigen Eisenbahntunnel – trafen die TBM-Vortriebe auf extrem anspruchsvolle geologische Bedingungen.
Was passiert in einer solchen Situation?
In besonders schwierigen Störzonen stieg das Drehmoment des TBM-Schneidkopfes auf über 18.000 kNm. Gleichzeitig wurden bei einem 2-Meter-Hub bis zu 1.000 Tonnen Ausbruchmaterial gefördert – obwohl ursprünglich rund 430 Tonnen vorgesehen waren.
Die Folge: Der Vortrieb wurde zunehmend schwieriger und die Störzonen mussten gezielt stabilisiert werden.
Wie kann loses Gebirge stabilisiert werden?
Genau hier kommt MasterRoc MP 367 ins Spiel.
Das Material kann in lockere, nicht bindige Störzonen eingebracht werden und verbindet loses Material zu einem stabileren Gebirgsverbund. Auch Klüfte und kleine Risse können erreicht und verfüllt werden.
Das Ziel? Das Gebirge so zu stabilisieren, dass die TBM anschließend wieder kontrolliert und kontinuierlich vorfahren kann.
Aber klebt das Material dann nicht am Schneidkopf?
Eine berechtigte Frage – denn Materialanhaftungen am Schneidkopf können den TBM-Betrieb erheblich beeinträchtigen.
MasterRoc MP 367 besitzt jedoch keine kritische Glasübergangstemperatur. Das bedeutet: Auch wenn durch Reibung Wärme am Schneidkopf entsteht, wird das ausgehärtete Material nicht wieder klebrig.
Damit wird ein entscheidender Vorteil erreicht:
Stabilisiert das Gebirge – ohne beim späteren Abbau zu verkleben. Auch bei entstehender Reibungswärme bleibt das ausgehärtete Material stabil!
Was passiert bei feuchtem Gebirge?
Auch das ist im Tunnelbau eine wichtige Frage.
Denn geologische Störzonen sind häufig nicht trocken. Wasser und Feuchtigkeit können die Wirkung von Verfestigungssystemen beeinflussen.
MasterRoc MP 367 ist darauf ausgelegt, auch unter feuchten Gebirgsbedingungen zuverlässig zu reagieren und auszuhärten. Dabei hat die Menge des vorhandenen Wassers im Gebirge keinen Einfluss auf den Schaumfaktor.
Damit kann die Gebirgsverfestigung auch dort eingesetzt werden, wo trockene Bedingungen nicht gegeben sind.
Wie lassen sich Hohlräume gezielt verfüllen?
Eine weitere Herausforderung: Das Material soll vorhandene Hohlräume ausfüllen – aber möglichst ohne unnötig hohe Expansionsdrücke aufzubauen.
Hier spielt der optimierte Schäumfaktor von MasterRoc MP 367 eine wichtige Rolle.
Das Material schäumt kontrolliert auf und kann dadurch kritische Hohlräume ausfüllen. Gleichzeitig wird eine übermäßige Expansion vermieden.
Das Ergebnis: gezielte Stabilisierung statt unkontrollierter Druckentwicklung.
Wie wurde MasterRoc MP 367 am Semmering eingesetzt?
Die Injektion erfolgte über spezielle Öffnungen im Schild sowie über 2 bis 7 Meter lange Injektionslanzen. Dadurch konnte das Material gezielt in die problematischen Gebirgsbereiche eingebracht und die Störzone direkt stabilisiert werden. Die gezielte Verfestigung zeigte anschließend eine deutliche Wirkung: Der kontinuierliche Vortrieb konnte wieder aufgenommen werden. Damit konnte eine kritische geologische Situation stabilisiert und der TBM-Vortrieb wieder kontrolliert fortgesetzt werden.
Und wie funktioniert die Logistik bei solchen Materialmengen?
Für die erforderlichen Mengen wurde die Logistik des Injektionsmaterials auf IBC`s umgestellt.
So konnten größere Materialmengen effizient bereitgestellt und für die Einsätze im Tunnel genutzt werden.
Was bedeutet das für den TBM-Vortrieb?
Die Erfahrung am Semmering-Basistunnel zeigt: Schwierige Geologie muss nicht zwangsläufig zum langfristigen Stillstand des Vortriebs führen.
Mit einer gezielten Gebirgsverfestigung können VORAB kritische Bereiche stabilisiert und die Bedingungen für den weiteren TBM-Vortrieb verbessert werden.
Die wichtigsten Vorteile von MasterRoc MP 367 auf einen Blick:
Gebirge gezielt stabilisieren
Lockeres und nicht bindiges Material verfestigen
Hohlräume erreichen und verfüllen
Aushärtung des Materials unter allen Bedingungen (auch unter Feuchtigkeit)
Kontrolliertes Aufschäumen bzw. Verkleben
Vermeidung von Verklebungen am Schneidkopf
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