Hydraulikmotoren für die Tunnelmaschine

Hydraulikmotoren für die Tunnelmaschine
Marginale Spalte

So funktioniert die Tunnelerweiterung

Das Konstruktionsprinzip: Im bestehenden Tunnel (schwarz) wird ein provisorischer Schutztunnel (blau) aus Betonsegmenten erstellt. So kann die Erweiterung des Tunnels (rot) bei laufendem Verkehr stattfinden.

Während der Verkehr durch die provisorische Tunnelröhre fließt, schneidet eine Säge den neuen Tunnelbogen in den Berg. Die Lücke wird mit Spritzbeton ausgefüllt, dann entfernen Bagger das Gestein.

Danach verkleidet eine zweite Maschine die neue Tunneldecke mit vorgefertigten Betonsegmenten.

Inhalt

November 2016

 

Der Maschinenbauer Palmieri entwickelte eine neuartige Maschine für ein ungewöhnliches Tunnelprojekt in Italien. Bosch Rexroth konzipierte und lieferte dafür das hydraulische System.

Langsam senkt sich die Säge herab, die Kette beginnt, sich um das Schienenblatt zu drehen, und schon frisst sie sich Stück für Stück durch einen meterdicken Stahlbetonquader, als sei es gewöhnliches Holz. Die Säge ist keineswegs gewöhnlich. Sie sieht aus wie eine normale Motorsäge mit gigantischen Ausmaßen – achteinhalb Meter lang, die Kette einen halben Meter breit. Sie steht in einer Halle der italienischen Palmieri Group, eines Herstellers von Anlagen für den Tunnelbau. Nachdem die Riesensäge ihre Feuerprobe bestanden hat, muss sie sich im Außeneinsatz bewähren. „Die Säge ist Teil eines Maschinenkonzepts, das für ein Tunnelerweiterungsprojekt gedacht ist. Um sie zu testen, hat Palmieri die Anlage komplett aufgebaut, damit dann auf der Baustelle nichts schiefgeht“, sagt Andrea Novello, Vertriebsingenieur bei Bosch Rexroth in Italien. Er hat das Projekt von Anfang an betreut.

Tunnel im Tunnel

Nur wenige Wochen nach dem Testlauf in der Halle lässt sich besichtigen, für welche Aufgabe Palmieris Maschine gedacht ist. Auf der Autostrada Adriatica, der Autobahn A14, die den Norden Italiens mit dem Stiefelabsatz verbindet, werden in der Nähe der Hafenstadt Ancona die zwei etwa 280 Meter langen Röhren des Montedomini-Tunnels von zwei auf drei Spuren erweitert. „Die Erweiterung an sich ist nichts Besonderes, aber hier sollten die Bauarbeiten während des laufenden Verkehrs stattfinden“, erzählt Novello. Normalerweise müsste man den Tunnel für solche Arbeiten sperren und den Verkehr umleiten. Die A14 ist jedoch eine viel befahrene Straße, ein ­Verkehrschaos

war also vorprogrammiert. Eine neue Röhre zu bauen hatte die verantwortliche Gemeinde nicht genehmigt. Die Autostrade per l’Italia S.p.A., Betreiberin des italienischen Autobahnnetzes, beauftragte daher die Straßenbaufirma Ghella S.p.A., den Tunnel ohne Straßensperrung zu erweitern. Ein vergleichbares Projekt gab es bisher nur einmal in Italien, Anfang des Jahrtausends beim Nazzano-Tunnel in der Nähe von Rom. Das dort verwendete Prinzip war Vorbild für das Montedomini-Projekt: In den bestehenden Tunnel wird ein weiterer Tunnel gebaut, durch den der Verkehr fließen kann, während im Hohlraum zwischen den beiden Tunneldecken Menschen und Maschinen arbeiten.

Extreme Bedingungen

Ghella wollte dieses Prinzip für den Montedomini-Tunnel noch optimieren und beauftragte die Palmieri Group, für die Erweiterungsarbeiten eine neue Maschine zu konzipieren. „Beim Nazzano-Projekt hat nur eine Maschine alle Arbeiten ausgeführt, Palmieri setzte jedoch auf zwei, die getrennt voneinander operieren können“, erklärt Novello. Beide sehen wie zwei gebogene Portale aus, deren Größe in etwa dem gewünschten Tunneldurchmesser entspricht. Sie fahren auf Schienen in den Tunnel ein, während darunter unter einem Schutzschild aus Beton die Autos dahinrauschen. Das erste Portal trägt die gigantische Säge, die, über der alten Tunneldecke einem Halbbogen folgend, eine Ritze mit einem halben Meter Breite in das Gestein sägt. Anschließend wird die so entstandene Lücke mit Spritzbeton gefüllt. Danach entfernen konventionelle Bagger das Material unter dem neuen Halbrund. Jetzt kann die nächste Maschine vorfahren: Sie verkleidet die neue Tunneldecke mit vorgefertigten Betonsegmenten. Ist auch diese Aufgabe erledigt, arbeitet sich die Säge weiter vor. „Mit zwei Maschinen lassen sich Stillstandszeiten reduzieren, da die eine gewartet werden kann, während die andere schon wieder arbeitet“, erklärt Novello. Die Bedingungen für die Technik sind extrem: Viel Staub, Hitze und Feuchtigkeit müssen die Maschinen aushalten.

 
Einfahrt der beiden Maschinen in den Montedomini-Tunnel. Magnifier

Einfahrt der beiden Maschinen in den Montedomini-Tunnel.

Der Hägglunds Hydraulikmotor von Rexroth hat ein Drehmoment von 80.000 Newtonmetern bei 50 Umdrehungen pro Minute. Magnifier

Der Hägglunds Hydraulikmotor von Rexroth hat ein Drehmoment von 80.000 Newtonmetern bei 50 Umdrehungen pro Minute.

 
 

Robuste Hydraulik

Palmieri benötigte für die beiden Maschinen also Komponenten, die auch unter Extrembedingungen zuverlässig arbeiten. Insbesondere der Antrieb für die Kettensäge musste äußerst belastbar sein. Aufgrund der rauen Umgebung entschieden sich die Tunnelmaschinenbauer deshalb für einen Hägglunds Hydraulikmotor von Rexroth mit einem Schluckvolumen von 20.100 Kubikzentimetern und einem Drehmoment von 80.000 Newtonmetern bei 50 Umdrehungen pro Minute. Was Palmieri dazu noch benötigte, war ein hydraulisches System, das den Motor antreibt. Dies war der Punkt, an dem die Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth begann. Für Novello war dieser Auftrag in zweierlei Hinsicht eine Premiere: „Palmieri hat Rexroth-Komponenten zwar schon früher über unsere Händler bezogen, aber noch nie direkt mit uns zusammengearbeitet. Neu war auch, dass wir es noch nie mit einem hydraulischen System mit diesen Dimensionen zu tun hatten.“ In enger Zusammenarbeit mit Palmieri entwickelte und designte Rexroth ein geschlossenes hydraulisches System, durch das zwei Axialkolben-Verstellpumpen das Fluid pumpen. „Die Vorgabe war, dass die Hydraulik 3.000 Stunden durchhält. Ich bin sicher, dass sie auch mehr packt“, sagt Novello.

Ein Meter pro Tag

Die Arbeiten am Montedomini-Tunnel hat das Hydrauliksystem jedenfalls erfolgreich überstanden. Jeden Tag sind die Maschinen von Palmieri einen Meter vorangekommen. Pro Röhre hat die Erweiterung auf drei Spuren nur ein halbes Jahr gedauert. Rund 1.000 Stunden war die Säge dabei im Einsatz. „Im Prinzip lässt sich die Maschine für ähnliche Tunnelprojekte wiederverwenden. In Italien gibt es noch viele Abschnitte mit nur zwei Straßenspuren“, sagt Novello.