Die glaeserne Ortsbrust. Entwicklungsarbeiten zur Loesung von Fragestellungen rund um maschinelle Vortriebe im Festgestein
2015
Waehrend die bildbasierte Ortsbrustdokumentation bis zur photogrammetrischen 3D-Rekonstruktion in konventionellen Vortrieben gut etabliert ist, fehlt es im maschinellen Tunnelbau an diesen Hilfsmitteln. In einem Forschungsprojekt des Lehrstuhls fuer Subsurface Engineering mit der Geodata GmbH wird an der Entwicklung einer Aufnahmeeinheit gearbeitet, die im Bohrkopf einer TBM montiert wird und in der Wartungsschicht Bilder von der Ortsbrust aufnimmt, die Grundlage einer photogrammetrischen 3D-Rekonstruktion der Ortsbrust bilden. Es werden Ergebnisse erster Testaufnahmen praesentiert, die auf einer Tunnelvortriebsmaschine des OEBB-Projekts Koralmtunnel KAT2 in Uebereinstimmung mit der Forschungsinitiative der OEBB-Infrastruktur AG vorgenommen wurden. Neben der optischen Aufnahme der Ortsbrust ist die Schneidkraftermittlung von Diskenmeisseln ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls. Durch den Einsatz eines Disc Cutter Load Monitoring (DCLM) Systems koennen sowohl detaillierte Aussagen ueber die Ortsbrust und deren Abbaueigenschaften mit Disken als auch weiterfuehrende Prognosen ueber die Penetration und den Werkzeugverschleiss getaetigt werden. Die Entwicklung des Diskenkraftmesssystems erfolgt im Rahmen des DRAGON-Projekts, das von der Europaeischen Kommission im Rahmen des FP7 Programms unterstuetzt wird. Abschliessend wird der Modellschneidversuch des Lehrstuhls fuer Subsurface Engineering praensentiert. Die Versuchseinrichtung ist als Ergaenzung fuer herkoemmliche hydraulische Pruefpressen konzipiert und verfuegt ueber die Moeglichkeit zur Einstellung von Penetration und Schneidspurabstand. Als Probekoerper dienen Halbzylinder, die aus Bohrkernen hergestellt werden. Erste Vergleiche der Versuchsergebnisse mit jenen von grossmassstaeblichen Schneidversuchen haben gezeigt, dass der Modellschneidversuch Ergebnisse liefert, die gut fuer die TBM-Leistungsprognose geeignet sind. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: While image-based face documentation is well established in conventional tunnelling, even photogrammetric 3D reconstruction, this technical aid is not available in mechanized tunnelling. In a research project of the Chair of Subsurface Engineering with Geodata GmbH, work is underway to develop an imaging device, which is mounted in the cutterhead of a TBM and takes pictures during the maintenance shift that can be used for a photogrammetric reconstruction of the face. The results of the first test images are presented. These were undertaken on a tunnel boring machine on the OEBB project Koralm Tunnel KAT2 in agreement with the research initiative of the OEBB-Infrastruktur AG. Beside the optical imaging of the face, the determination of the load acting on disc cutters is another focus of research at the Chair. The Disc Cutter Load Monitoring (DCLM) system can be used to provide detailed information about the face and its properties affecting excavation with discs, and further forecasts about penetration and tool wear can also be made. The development of the disc cutter load monitoring system is part of the DRAGON project, which is supported by the European Commission under the FP7 Programme. Finally, the small scaled cutting test of the Chair of Subsurface Engineering is presented. This test rig is designed as an addition to conventional hydraulic testing presses and offers the capability of setting penetration and cutting track spacing. The samples used are half cylinders made from drill cores. The first comparison of the test results with those from large-scale cutting tests have shown that the model cutting test delivers results that are well suitable for the forecasting of TBM performance. (A)
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