Rohrvortriebsarbeiten – Dynamik im Untergrund

Pressen bis zum Zielschacht

Beim Rohrvortriebsverfahren bohrt sich die Vortriebsmaschine vom Startschacht aus vorwärts, sie schafft Platz für die Kanalrohre, die hinter ihr mit Hilfe hydraulischer Pressen in Richtung auf den Zielschacht vorgetrieben werden. Haben die Vorpresszylinder ihre Endstellung erreicht, so werden sie in ihre Ausgangsposition zurückgezogen, das nächste Rohr wird in den Startschacht hinuntergelassen, eingebaut und vorgepresst. Das abgebaute Bodenmaterial wird zum Startschacht transportiert, nach oben befördert und mit LKWs entsorgt.
Hat die Vortriebsmaschine dann den Zielschacht erreicht, wird sie geborgen und zum nächsten Startschacht transportiert. Die Entfernung vom Start- zum Zielschacht kann abhängig von Nennweite der Rohre, Geologie, Rohrmaterial und Anzahl der Dehnerstationen bis zu 1.200 Meter betragen. Die tägliche Vortriebsleistung beim Bau des Abwasserkanals Emscher liegt bei etwa fünfzehn bis fünfundzwanzig Metern.

Gleichgewicht der Kräfte durch Stützdruck

Während des Vortriebs wird an der Ortsbrust, d. h. am Erdreich im Bereich des Schneidrades, ein stabilisierender Stützdruck aufgebaut. Er wirkt dem Erd- und Grundwasserdruck entgegen und verhindert ein unkontrolliertes Eindringen des Bodens in die Vortriebsmaschine. Beim Bau des Abwasserkanals Emscher werden überwiegend geschlossene Schildmaschinen mit Flüssigkeitsstützung eingesetzt. Als Schild wird der äußere Stahlmantel der Vortriebsmaschine bezeichnet, der diese vor Wasser und Erde schützt. Die Stützflüssigkeit ist eine Bentonit-Suspension (Gemisch aus quellfähigen Tonmineralien und Wasser), sie dringt in die oberflächennahen Poren der Ortsbrust ein und bildet hier eine stabilisierende Masse.

Zentimetergenaue Verlegung der Rohre

Ein Navigationssystem, das aus Kreiselkompass und elektronischer Schlauchwaage besteht, stellt die Richtungsstabilität des unterirdischen Vortriebs sicher. Permanent erfolgen umfangreiche Kontrollvermessungen, die die zentimetergenaue Lage des Abwasserkanals gewährleisten. Beim Vorpress-Vorgang werden auch die Vortriebsrohre online überwacht, um Überbelastungen durch den Druck der Vortriebspressen rechtzeitig zu erkennen und durch geeignete Gegenmaßnahmen Folgeschäden an den Rohren auszuschließen.

Tübbingvortrieb – Stück für Stück, Ring für Ring, Rohr für Rohr

Bohrung plus Fertigung in der Tiefe

Auch das sogenannte Tübbingverfahren zum unterirdischen Herstellen von Tunnelquerschnitten kommt beim Bau des Abwasserkanals Emscher zum Einsatz. Mit dieser Technik arbeitet man im Bereich des Zweirohrkanals (DN 2.600) von der Mündung der Berne in Bottrop bis zum geplanten Pumpwerk Oberhausen.

Tübbings sind Stahlbetonsegmente, Fertigteile, die unmittelbar nach dem unterirdischen Bohrvorgang im Schutze eines Stahlrohres, dem so genannten Schildmantel, zu einem Ring zusammengesetzt werden. Eine Vielzahl dieser Ringe bildet dann ein Abwasserrohr. Ein Kranarm, der über eine Fernbedienung gesteuert wird, nimmt die Tübbingsegmente mechanisch oder per Vakuum auf, versetzt sie und fügt sie zum Kreisprofil zusammen. In den Raum zwischen den Tübbingringen und dem Baugrund wird dabei kontinuierlich Mörtel gepresst, um die Tunnelröhre stabil im Untergrund zu betten. Nach dem Bau eines kompletten Tübbingringes wird die Vortriebsmaschine mittels hydraulischer Vortriebspressen weiter vorgetrieben, wobei sie sich am zuletzt gefertigten Tübbingring abstützt und Raum für den nächsten Tübbingring schafft.

Enge Kurven sind möglich

Beim Tübbingvortrieb wird demnach nicht der gesamte bereits verlegte Rohrstrang mit hohem Kraftaufwand durch den Untergrund vorgepresst, sondern nur noch die Vortriebsmaschine, ausgehend vom zuletzt verlegten Ring. Mit dem Tübbingverfahren können im Vergleich zum Rohrvortriebsverfahren auch deutlich größere Strecken aufgefahren werden. Außerdem lassen sich mit dieser Methode engere Kurvenradien beschreiben.

Die Tübbingringe sind einschalig und wasserdicht konzipiert. Diese Art des Tunnelausbaus erfordert Stahlbetonfertigteile von hoher Maßgenauigkeit.