TU Wien, 2004

Kurzfassung

Die vorliegende Diplomarbeit soll einen Überblick über Bohrwägen, deren Anwendungen und Auswahlkriterien im Tunnelbau geben. Mit der Beschreibung der Bohrtechnik und verschiedener Bohrverfahren beginnt der allgemeine Teil der vorliegenden Arbeit. Nach einem geschichtlichen Überblick, in dem die material- und maschinentechnischen Entwicklungen beschrieben werden, wird kurz auf die Verwendungszwecke der Bohrungen eingegangen.

Der Begriff der Bohrbarkeit wird mit zwei Leitparametern, nämlich der Bohrgeschwindigkeit und dem Bohrkronenverschleiß, beschrieben. Im zweiten Teil der allgemeinen Ausführungen werden die Bohrgeräte im Tunnelbau beschrieben. Es wird dabei hauptsächlich auf Bohrwägen und deren Bestandteile, sowie die moderne Steuerungstechnik eingegangen. Es werden aber auch die händisch zu bedienenden Bohrgeräte wie Stoperhämmer und Bohrstützen, sowie Bohreinheiten, die auf Tunnelbohrmaschinen und auf Vortriebsportalen Verwendung finden, erläutert.

In Kapitel 5 der vorliegenden Arbeit wird der Arbeitsablauf vom Erstellen eines Bohrschemas bis zur Analyse der gespeicherten Daten nach erfolgtem Abbohren erläutert. Neben dem Bohren der Sprenglöcher werden dabei auch die Herstellung von Voraussicherungen in Form von Rohrschirmen und Spießen, und Ankerungen als Ausbruchsicherung beschrieben.

Das Kernstück der vorliegenden Arbeit beginnt mit einer Unterscheidung der Bohrwägen nach dem Verwendungszweck. Dabei wird zwischen Fest- und Lockergesteinsvortrieb unterschieden. Die Abhängigkeit der Größe des Bohrwagens und die Anzahl der Bohrarme werden ebenso behandelt wie die wichtigsten Auswahlkriterien für die verschiedenen Komponenten eines Bohrwagens. Schließlich wird noch auf die wirtschaftlichen Aspekte eingegangen. Dabei wird ein Kostenvergleich bei Verwendung eines zwei- bzw. dreiarmigen Bohrwagens in verschiedenen Vortriebsklassen bei einem Kalotten- und einem Strossenvortrieb durchgeführt. In jeder Vortriebsklasse wird für verschiedene Eingangsparameter die Kostendifferenz ermittelt und sortiert nach der Gesamtsprengbohrlochlänge in einem Diagramm dargestellt. Als Ergebnis erhält man den für die jeweiligen Bedingungen besser geeigneten Bohrwagen.

Die wichtigsten technischen Daten der Bohrwägen von Atlas Copco werden tabellarisch zusammengefasst. Weiters werden die Größe und Querschnittserreichbarkeit der verschiedenen Bohrwägen grafisch dargestellt. Eine Auswahlmatrix zeigt die Kombinationsmöglichkeiten der unterschiedlichen Komponenten eines Bohrwagens.

Abstract

Selection criteria for drillrigs

The available thesis should give an overview of drillrigs, their applications and selection criteria in tunnel constructions. With the discription of drilling techniques and different drilling procedures starts the general part of the available work. After an historical overview, in which material and mechanical enginieering developments are described, the intended purposes of the drillings are explicated. The term of drillability is described with two guidance parameters, i.e. the drilling velocity and the drilling bit wear. The drilling equipment in tunnel construction is specified in the second part of the general remarks. The majority of the chapter refers to drillrigs and their components, as well as modern control engineering. Also drilling units are mentioned, which find on tunnel drilling machines and on tunnel driving portals.

In chapter 5 of the available work the sequence of operations from providing a drilling pattern up to the analysis after drilling out is described. An explanation of drilling the blasting pits, production of advance protection and anchors is also given. The core of this master´s thesis begins with a distinction of the drillrigs after the intended purpose (firm and loose rock driving). The dependence of size of the drillrigs and the number of drilling arms are likewise treated as the most important criteria for choicing the components of a drillrig. Finally follwows a discription of economic aspects. For that a cost comparison is accomplished on use two and three-armed drillrigs in different tunnel driving classes. In each driving class with varying initial parameters the cost difference is determined and sorted according to the total blast-borehole length. The representation of the result takes place in a diagram and shows the best suitable drillrig for the respective conditions.

The most important technical data of Atlas copco drillrigs are tabular summarized.

Further the size and cross section accessibility of the different drillrigs are graphically represented. A selection matrix shows the combination options of the different components of a drillrig.