Messsensoren optimieren den unterirdischen Tunnelbau und das Bohren

Tunnelbohrungen gibt es schon seit den frühesten menschlichen Zivilisationen, und sie sind eine wichtige Grundlage für die weltweite Infrastrukturgeschichte. Mit der heutigen Technologie hat sich die Methode des Tunnelbaus jedoch drastisch verändert.

An Bohr-, Grabungs- und Tunnelbauprojekten für natürliche Ressourcen sind häufig Tiefbau- und Bauunternehmen beteiligt. Sie bearbeiten ein breites Spektrum von Infrastrukturprojekten, für die Tunnel benötigt werden, darunter Verkehrssysteme wie U-Bahnen, Hochgeschwindigkeits-Eisenbahntunnel, Straßenunterführungen und Versorgungstunnel für Wasser-, Abwasser- und Stromleitungen.

Bohr- und Tunnelprojekte sind Teil staatlicher Infrastrukturprogramme weltweit. Diese Behörden vergeben und kaufen Bohrmaschinen für öffentliche Infrastrukturprojekte wie Hochwasserschutz- und Wasseraufbereitungssysteme, die unterirdisch erschlossen werden müssen. Bergbauunternehmen verwenden häufig Bohrgeräte für den Zugang zu Tunneln, um Mineralvorkommen zu erreichen.

Beim Tunnelbau werden Tunnel durch eine Vielzahl natürlicher Materialien gegraben, darunter Erde, Fels und sogar unter Gewässern. Diese unterirdischen Wege sind wichtig für den Transport, die Versorgung und die Entwicklung der Infrastruktur.

Der Tunnelbau ist eine Bauart, bei der ein großer röhrenförmiger Durchgang durch die Erde gegraben wird. Er kann auch als „Gebirgsvortrieb“ bezeichnet werden, wobei der Ausbruch dieser Tunnel mit einer Tunnelbohrmaschine (TBM) erfolgt.

Hauptzwecke für den Einsatz von Sensortechnologien in Tunnelbohrmaschinen und -geräten

Effizienz: Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie Bohren und Sprengen ermöglicht sie einen schnelleren und kontrollierteren Aushub.

Exaktheit: TBMs können glatte Tunnel mit minimalen Abweichungen erstellen, was den Bedarf an zusätzlichen Wandarbeiten verringert.

Sicherheit: Bohrmaschinen minimieren die Störung des Bodens und die Vibrationen, was sie im Vergleich zu Sprengungen sicherer für städtische Umgebungen und Arbeiter macht.

Geringere Umweltbelastung: Der kontrollierte Aushub erzeugt weniger Staub, Lärm und Schutt als herkömmliche Methoden.

Messlösungen von Interface für Tunnel, Bohrungen und Ausgrabungen

Leistung von Tunnelbohrmaschinen (TBM): TBMs sind so konzipiert, dass sie sich mit einem rotierenden Schneidkopf durch Fels und Boden schneiden. Das Drehmoment des Schneidrads muss überwacht und getestet werden, um sicherzustellen, dass es während der Ausbrucharbeiten ordnungsgemäß funktioniert. Die T2 Ultra Precision Shaft Style Rotary Torque Transducer von Interface werden an den Schneidantrieben des Schneidrads angebracht, das zum Schneiden des Materials verwendet wird. Bei Anschluss an das Datenerfassungssystem der Serie BX8-AS BlueDAQ kann der Kunde das Drehmoment des Schneidradmechanismus der TBM überwachen, wenn dieser an den Computer des Kunden mit der mitgelieferten BlueDAQ-Software angeschlossen ist. Die Mehrachsensensoren der Schnittstelle können auch die Position und Ausrichtung des TBM-Schneidkopfs in Echtzeit überwachen. Diese Daten werden verwendet, um die Steuerung der Maschine zu kontrollieren und einen präzisen Tunnelausbruch zu gewährleisten.

Maschinensteuerung und -automatisierung: Kraftmessdosen, Drehmomentaufnehmer und Mehrachsensensoren liefern Daten, die zur Automatisierung verschiedener Funktionen von Bohr-, Tunnel- und Erdbewegungsmaschinen verwendet werden können. Sie können beispielsweise zur Steuerung des Schaufelfüllprozesses oder der Richtungssteuerung einer TBM verwendet werden.

Verwaltung von Abraumhalden: Wägezellen können Lkw wiegen, die Aushubmaterial transportieren. Diese Daten werden für Abrechnungszwecke und zur Einhaltung von Gewichtsgrenzen verwendet.

Sicherheitssysteme: Wägezellen und Drehmomentaufnehmer können als Teil von Sicherheitssystemen für Bohr-, Tunnel- und Erdbewegungsmaschinen eingesetzt werden. Sie können Überlastungen verhindern oder die Maschine abschalten, wenn eine potenzielle Gefahr erkannt wird.

Datenerfassung zur Leistungsoptimierung: Die von Kraftmessdosen, Drehmomentaufnehmern und mehrachsigen Sensoren erfassten Daten können zur Analyse der Maschinenleistung und zur Ermittlung verbesserungswürdiger Bereiche verwendet werden. Diese Daten können auch verwendet werden, um effizientere und produktivere Bohr-, Tunnel- und Erdbewegungsmethoden zu entwickeln.

Überwachung der Rammkraft: Kraftmessdosen überwachen die Kraft, die der Hammer während des Rammvorgangs ausübt. Diese Daten sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Pfähle mit der richtigen Tiefe und Kapazität gerammt werden.

Überwachung der Baggerschaufellast: Wägezellen können in Baggerlöffel integriert werden, um das Gewicht des ausgehobenen Materials zu überwachen. Diese Informationen können genutzt werden, um die Produktivität des Baggers zu optimieren und eine Überladung zu verhindern.

Überwachung der Schubkraft und des Drehmoments von Bohranlagen: Kraftmessdosen und Drehmomentaufnehmer überwachen Schubkraft und Drehmoment der Bohranlage. Diese Daten sind wichtig, um eine ordnungsgemäße Bohrleistung zu gewährleisten und Schäden am Bohrstrang zu verhindern.

Schnittstellenkraftmessdosen können strategisch in Tunnelbohrmaschinen (TBM) eingebaut werden und messen genau die Kräfte, die während des Ausbruchs auftreten. Drehmomentaufnehmer können Reaktions- oder Rotationskräfte an Ausrüstungskomponenten messen, um den ordnungsgemäßen Betrieb von Werkzeugen und Maschinen sicherzustellen. Mehrachsige Sensoren sind nützlich, um Daten in X-, Y- und Z-Achse zu erfassen und tiefere Profile von Betriebsprozessen zu erstellen, insbesondere im Zusammenhang mit Automatisierungs- und strukturellen Anwendungsfällen. Darüber hinaus werden Interface-Laststifte und -Verbindungsglieder bei Bohrvorgängen für Geräte verwendet, die eine Sicherheits- und Überlastüberwachung benötigen.

Sensortechnologien von Interface sind ein wichtiger Bestandteil des Tunnelbohrbetriebs. Durch die Überwachung von Parametern wie Drehmoment, Schubkraft und Druck liefern diese Sensoren dem Bedienpersonal Rückmeldungen in Echtzeit. So können sie Anpassungen vornehmen, um die Leistung zu optimieren und Risiken zu minimieren. Ob es um die Navigation durch schwierige geologische Formationen oder die Aufrechterhaltung der Stabilität unter dynamischen Bedingungen geht, Kraftsensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität und Effizienz von Tunnelbohrvorgängen und unterstreichen damit ihre zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung der unterirdischen Infrastruktur.

Wenden Sie sich an unsere Anwendungsingenieure, wenn Sie spezifische Empfehlungen zu Sensoren, Messgeräten, Zubehör, Gehäusen und kompletten Messsystemen benötigen.