Während des Vortriebs eines Tunnels in unerwartet abrasivem Gestein kam es bei einer hydraulischen Tunnelbohrmaschine (TBM) zum Blockieren des Bohrkopfs nach dem massiven Bruch ihrer Diskenmeißel. Der auf thermische Ermüdung zurückgeführte Ausfall stoppte die Bauarbeiten für Wochen. Für die Analyse des Vorfalls wurde eine 3D-Pipeline mit Artec Studio zur Schadenserfassung und FLAC3D zur Simulation der Restspannungen im Gebirge eingesetzt.
3D-Pipeline: Scannen mit Artec Studio und Simulation in FLAC3D 🛠️
Das Team dokumentierte die Geometrie der gebrochenen Meißel mittels Artec Studio und erzeugte hochpräzise Punktwolken. Diese Daten wurden in FLAC3D importiert, um die Wechselwirkung zwischen Gestein und Diskenmeißel unter extremen thermischen Bedingungen zu modellieren. Die Simulationen zeigten, dass die Abrasivität der Gesteinsmasse, die in vorherigen Erkundungsbohrungen nicht erkannt wurde, lokale Temperaturspitzen erzeugte, die die Wärmeableitungsfähigkeit des Stahls überstiegen und zu Rissen durch unterschiedliche Ausdehnung führten. Das Modell ermöglichte die Anpassung der Vortriebs- und Kühlungsparameter.
Der Meißel, der eine ungeplante thermische Pause einlegte 🔥
Die Meißel, die eigentlich mindestens ein paar Kilometer halten sollten, beschlossen, sich vorzeitig auf den Ruhestand zu begeben – auf Höhe des zweihundertsten Meters. Es stellte sich heraus, dass das Gestein, anstatt der im geologischen Bericht versprochenen fügsamen Schiefer, ein Granitsplitter mit Kampfeslust war. Nun diskutieren die Ingenieure, ob sie die Sommerhitze beschuldigen sollen oder die Tatsache, dass die Scheiben kein Sonnenschutzmittel trugen. Währenddessen wartet die TBM geduldig darauf, dass ihr die Räder gewechselt werden – wie ein Rennwagen in der Boxengasse, nur mit weniger Glamour.