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AVN-Maschine

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Leistungsfähige Universalisten für Vortrieb in jeder Geologie

Geologie Weiche Böden Heterogene Böden Festgestein
Durchmesser
0,4–4,8m

Alle Vorteile auf einen Blick:

  • In nahezu allen Baugründen und bei hohen Wasserdrücken einsetzbar
  • Höchste Vortriebssicherheit dank hydraulischer Ortsbruststützung
  • Ideale Technik für Vortriebe im nicht begehbaren Bereich (Microtunnelling)
  • Präzise Steuerung auch bei engen Radien sowie vertikalen und horizontalen Kurven
  • Sehr lange Rohrvortriebsstrecken über 1.000 m dank Zwischenpressstationen möglich

Nahezu jeder Baugrund kann mit AVN-Maschinen von Herrenknecht sicher beherrscht werden.

Die AVN-Maschine in der Anwendung

Herrenknecht-AVN- (Automatische Vortriebsmaschine Nass) oder Slurry-Maschinen mit Konusbrecher sind Allrounder für sicheren Vortrieb im Durchmesserbereich von 0,4 bis ca. 4 Meter. Speziell in nicht begehbaren Dimensionen spielen die Microtunnelling-Spezialisten ihre Stärken voll aus. Das flüssigkeitsgestützte Abbaukonzept der Maschinen ermöglicht ihren Einsatz in Baugründen aller Art: von Schluff und Ton über nicht bindige Böden und Kies bis hin zu Fels. Je nach Durchmesser sowohl im Rohrvortrieb als auch mit Tübbingausbau.

Standard-, Mischboden- oder Felsbohrkopf: Herrenknecht bietet für jede geologische Herausforderung die passende Lösung.

Flexibel in jeder Hinsicht

AVN-Maschinen zählen zu den geschlossenen Vollschnittmaschinen mit hydraulischem Förderkreislauf. Der anstehende Boden wird mit einem auf die geologischen Bedingungen angepassten Bohrkopf abgetragen. Dadurch können die Maschinen nahezu in jedem Baugrund eingesetzt werden. In weichen Böden und Mischgeologien kommen Standard- oder Mischbodenbohrköpfe zum Einsatz. Für Vortriebe in standfestem Gestein wird ein Felsbohrkopf mit Schneidrollen montiert. Ein kegelförmiger Konusbrecher im Abbauraum zerkleinert parallel zum Vortrieb Steine oder andere Hindernisse auf förderfähige Korngrößen. Anschließend fällt das Material durch siebartige Öffnungen vor dem Saugstutzen und wird mit der Suspension über die Förderleitung abgesaugt. Der Bohrdurchmesser kann mittels Aufdoppelmantel und angepasstem Bohrkopf flexibel vergrößert werden. Dadurch können mit einer AVN-Maschine unterschiedliche Durchmesser realisiert und verschiedene Rohrmaterialien eingesetzt werden.

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Funktionsprinzip

1
Bohrkopf

Schälmesser und Schneidrollen lösen den Boden von der anstehenden Ortsbrust.

2
Konusbrecher

Durch die Bohrkopfrotation werden Steine oder Hindernisse im Brecherraum auf förderfähige Korngrößen zerkleinert.

3
Wasserdüsen

Hoch- und Mitteldruckdüsen verhindern ein Zusetzen oder Verkleben des Brecherraums in klebrigen, bindigen Böden.

4
Zentrumstür

Direkter Zugang zur Ortsbrust für Wartungs- oder Reparaturarbeiten

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5
Steuergelenk

Ermöglicht über Steuerzylinder eine präzise Steuerung der AVN in alle Richtungen.

6
Zieltafel

Empfängereinheit für den aus dem Startschacht ausgesendeten Laserstrahl zur präzisen Navigation

7
Bypass

Ventile, die zur Rohrverlängerung geschlossen werden; notwendiger Stützdruck an der Ortsbrust bleibt erhalten.

8
Förderleitung

Transportiert den mit Suspension vermischten Abraum zur Separationsanlage am Startschacht.

Speiseleitungen

Kreiselpumpen befördern die aufbereitete Suspension von der Separationsanlage in die Abbaukammer.

10
Bentonitschmierung

In den Ringspalt eingespritztes Bentonit reduziert die Reibung zwischen Rohrmantel und Erdreich.

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Schälmesser und Schneidrollen lösen den Boden von der anstehenden Ortsbrust.

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Durch die Bohrkopfrotation werden Steine oder Hindernisse im Brecherraum auf förderfähige Korngrößen zerkleinert.

Hoch- und Mitteldruckdüsen verhindern ein Zusetzen oder Verkleben des Brecherraums in klebrigen, bindigen Böden.

Direkter Zugang zur Ortsbrust für Wartungs- oder Reparaturarbeiten

Ermöglicht über Steuerzylinder eine präzise Steuerung der AVN in alle Richtungen.

Empfängereinheit für den aus dem Startschacht ausgesendeten Laserstrahl zur präzisen Navigation

Ventile, die zur Rohrverlängerung geschlossen werden; notwendiger Stützdruck an der Ortsbrust bleibt erhalten.

Transportiert den mit Suspension vermischten Abraum zur Separationsanlage am Startschacht.

Kreiselpumpen befördern die aufbereitete Suspension von der Separationsanlage in die Abbaukammer.

In den Ringspalt eingespritztes Bentonit reduziert die Reibung zwischen Rohrmantel und Erdreich.

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Verschiedene Bedüsungssyteme verhindern bei bindigen Böden erfolgreich Verklebungen im Brecherraum.

Reibungsloser Materialtransport dank variabler Bedüsung

Speziell in bindigen Böden besteht eine Herausforderung darin, den Brecherraum frei zu halten und Verklebungen zu vermeiden. Herrenknecht hat auf der Basis jahrelanger Projekterfahrungen passende Bedüsungssysteme für unterschiedliche geologische Herausforderungen entwickelt. Über im Konusbrecher integrierte Hochdruckdüsen kann zusätzliches Wasser zur Reinigung ins System eingespritzt werden. Diese Jets zerschneiden Lehm oder Ton im Brecherraum und verhindern so ein Zusetzen oder Verkleben. Die Mitteldruckbedüsung erfolgt über die normalen Bentonit-Einspritzdüsen. Eine Änderung des Düsen-Querschnitts ermöglicht eine Anpassung des Suspensionsdrucks und damit einen optimierten Materialfluss. Ein neu entwickeltes, optionales Kamerasystem im Abbauraum bietet dem Fahrer bei Maschinen mit einem Durchmesser über 1,2 Metern eine zusätzliche optische Verschleiß- und Situationskontrolle..

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Im Rohrvortrieb über große Distanzen

AVN-Maschinen werden häufig im Rohrvortriebsverfahren eingesetzt. Die maximale Haltungslänge hängt von mehreren Faktoren wie der Mantelreibung, der verfügbaren Pressenkraft oder der Nennweite der Vortriebsrohre ab. Mit gezielten Bentonit-Injektionen in den Ringraum reduzieren automatische Schmiersysteme die Reibung zwischen Rohrmantel und Erdreich deutlich. Im begehbaren Durchmesserbereich können zusätzlich hydraulische Zwischenpressstationen (Dehner) zum Einsatz kommen. Sie werden nach projektspezifisch definierten Abständen im Rohrstrang eingebaut. Durch die Teilung des Rohrstrangs in Einzelstrecken wird die erforderliche Vortriebskraft reduziert bzw. aufgeteilt. Die Entfernung zwischen Start- und Zielschacht kann so je nach Projektbedingungen und Anzahl der Zwischenpressstationen über 1.000 Meter betragen.

Schälmesser und Schneidrollen tragen das Erdreich ab.

Hydraulische Stützung über Flüssigkeitssuspension

Hydraulische Förderung des Abraums über geschlossenen Förderkreislauf

Ein Pressenrahmen im Startschacht oder hydraulische Vortriebszylinder im Schild drücken die Maschine nach vorn.

Rohrvortrieb oder Tübbingausbau

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Präzise um die Kurve

Je nach Anforderung im Projekt stehen zur Steuerung von AVN-Maschinen verschiedene Vermessungstechniken zur Verfügung. Das von Herrenknecht entwickelte Navigationssystem U.N.S. (Universal Navigation System) kann in allen Durchmesserbereichen eingesetzt werden. Verschiedene Kreiselsysteme und elektronische Schlauchwasserwaagen ermöglichen eine exakte Positionsbestimmung. Im Zusammenspiel mit Steuergelenk und Steuerzylindern im vorderen Schildbereich hält die AVN-Maschine so auch bei Raumkurven und engen Radien präzise den Kurs. Das U.N.S.-System ist modular aufgebaut und universell einsetzbar. Es kann sowohl mit kundeneigenen Systemen, wie beispielsweise zur Fugenwegvermessung, oder zusätzlichen Herrenknecht-Modulen erweitert werden. Dazu zählt auch das optionale FCE-System (Fuzzy Control Expansion), welches die automatisierte Steuerung von Microtunnelling-Maschinen ermöglicht und Trassenabweichungen minimiert. Im begehbaren Durchmesserbereich kommen Systeme mit Lasertheodolit erfolgreich zum Einsatz.

Eine zusätzliche Tür hinter dem Bohrkopf  ermöglicht bei AVN-Maschinen den Zugang zur Ortsbrust.

Der Vorteil einer Tür

Bei einigen Vortrieben ist von vornherein mit Hindernissen wie Spundwänden, Stahlträgern oder großen Findlingen zu rechnen. In diesen Fällen werden meist AVN-Maschinen eingesetzt, die mit einer zusätzlichen Tür hinter dem Bohrkopf ausgestattet sind. Diese Entwicklung von Herrenknecht ermöglicht einen direkten Zugang zur Ortsbrust. Personal kann im Bedarfsfall über eine Personenschleuse sicher in den Überdruck eingeschleust werden und beispielsweise Findlinge entfernen. Besonders Vortriebe in Fels können dadurch auf größere Haltungslängen ausgedehnt werden, da über Backloadingsysteme die Möglichkeit zum Austausch verschlissener Abbauwerkzeuge besteht.

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Referenzen - Hightech in Action

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Weiterführende Informationen

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Vortrieb ohne Zielschacht

Eine Sonderanforderung speziell im nicht begehbaren Microtunnelling-Bereich sind so genannte Sacklochbohrungen. Die Vortriebsstrecken enden direkt im Baugrund, eine herkömmliche Bergung der Maschine ist nicht möglich. Für diese Anwendung hat Herrenknecht spezielle Bohrköpfe mit Klappmechanismus entwickelt. Nach Erreichen der geforderten Haltungslänge kann die Vortriebsmaschine mit eingeklapptem Bohrkopf zum Startschacht zurückgezogen werden. Der Vortriebsstrang verbleibt im Boden. Eine typische Projektanwendung von Sacklochbohrungen ist das so genannte Pipe Arch-Verfahren. Nebeneinander verpresste Stahlrohre bilden einen so genannten Rohrschirm. Unter dessen Schutz wird anschließend der eigentliche Tunnelquerschnitt bergmännisch ausgebrochen. So können beispielsweise Bahnlinien sicher unterquert oder U-Bahn-Stationen gebaut werden. Weitere Einsatzbereiche von Sacklochbohrungen sind die Verlegung von Hausanschlüssen oder Vortriebe, bei denen beispielsweise ein Zielschacht aus logistischen Gründen noch nicht fertiggestellt wurde.

Das zusätzliche Luftpolster zur Stützdruckregelung reduziert bei AVND-Maschinen Druckspitzen in der Abbaukammer.

AVND-Maschinen: Maximale Sicherheit für größere Durchmesser

Für zusätzliche Sicherheit in inhomogenen, weniger standfesten Geologien und bei größeren Durchmessern wurde die AVN-Technik erweitert. Die Maschinen vom Typ AVND besitzen eine zweigeteilte Abbaukammer. Die Steuerung des Stützdrucks erfolgt ähnlich wie bei Mixschilden über eine kommunizierende Röhre und ein automatisch geregeltes Luftpolster in der Druckkammer. Das ermöglicht eine noch genauere Kontrolle einer heterogenen Ortsbrust und glättet Druckspitzen im Abbauraum. AVND-Maschinen sind daher Spezialisten für setzungssensitive Vortriebe auch unter hohem Grundwasserdruck und bei geringen Überdeckungen.

Die Allrounder

Durch ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten haben sich AVN-Maschinen von Herrenknecht bereits in hunderten Projekten weltweit erfolgreich bewährt. Mit der ausgereiften Maschinentechnologie werden selbst schwierigste Vortriebstrecken im Rohrvortrieb oder Tübbingausbau sicher, schnell und effizient aufgefahren.

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Jack Brockway Geschäftsführer Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
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Jack Brockway Geschäftsführer Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc.
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