Projektbeschreibung
Tunnelbauwettbewerb "Not-a-Boring competition"
Im Herbst 2020 hat die "The Boring Company" von Elon Musk einen Wettbewerb ausgeschrieben, an dem sich Studenten- und Hobby-Teams anmelden und gegeneinander antreten können. In dem Wettbewerb geht es darum, eine Tunnelbohrmaschine (TBM) zu entwickeln und zu bauen, die einen Tunnel mit einem Durchmesser von 0,5 m und einer Länge von 30 m in der Mojave-Wüste in den USA bohren soll.
Grund und Zweck des Wettbewerbes ist die Entwicklung neuer und innovativer Ideen und Ansätze für den Bau von Tunneln. Unter dem Motto "Can you beat the Snail?" liegt der Fokus bei dem Wettbewerb auf der Geschwindigkeit und eben darauf, Technologien zu entwickeln, mit denen die TBM schneller als eine gewöhnliche Gartenschnecke ist, was in etwa der 14-fachen Geschwindigkeit heutiger TBMs entspricht. Während des Wettbewerbs im Sommer 2021 treten die Teams, deren TBM-Konzept und -Design die Boring Company überzeugt, im Finale gegeneinander an.
Die gebohrten Tunnel werden in 3 Kategorien bewertet:
- Zeit, die für das Bohren des Tunnels benötigt wurde
- Zeit, die für das Bohren des Tunnels und die Fertigstellung der Tunnelwand benötigt wurde
- Genauigkeit, mit der das Ziel des Tunnels erreicht wurde
Unter folgendem Link finden Sie weitere Informationen: https://www.boringcompany.com/competition
Dirt Torpedo
Ziel des Wettbewerbes ist es, neue Technologien und Ansätze zu verfolgen, mit denen TBMs zukünftig schneller und effizienter gestaltet werden können, wodurch auch die Kosten für den Bau eines Tunnels signifikant verringert werden können. Bei der Not-a-Boring Competition hat sich auch ein Team der DHBW Mosbach angemeldet und den Dirt-Torpedo entwickelt.
Die Motivation hinter der Entwicklung des Dirt-Torpedos ist die Idee einer schnellen, präzisen und flexiblen TBM. Außerdem sollte die TBM so autonom wie möglich sein, damit zukünftig weniger Menschen für den Bau von Tunneln benötigt werden. Um diese Ziele zu erreichen, wurden verschiedene Ansätze verfolgt. Das beinhaltet zum einen die Verwendung von existierenden Systemen für unsere Anwendungszwecke, als auch die Entwicklung und Integration neuer Ideen. Beispielsweise haben wir ein großes Entwicklungspotential für Bereiche wie die Navigation und den Vortrieb der TBM erkannt. Auch bei der Tunnelwand gehen wir einen neuen Weg und entfernen uns von der traditionellen Segmentbauweise. Daraus resultiert eine größere Flexibilität unserer TBM.
Dirt-Torpedo wird zum Verein
Neuerungen
- Antrieb: Im Vergleich zu herkömmlichen, hydraulisch angetriebenen TBM wird diese Maschine elektrisch oder hydraulisch betrieben, was zu einfacheren mechanischen Abläufen führt.
- Überwachung und Steuerung: Durch eine einzigartige Überwachung des Bohrdrucks kann die Maschine Veränderungen vorhersagen und geologische Einflüsse besser nachvollziehen.
- Absaugung: Der Abraum wird mittels Luft abtransportiert, was den Wasserverbrauch eliminiert und keine Aufbereitung des Abraums mit Chemikalien erfordert. Dies führt zu geringeren Transport- und Entsorgungskosten.
- Vortrieb: Die Maschine verfügt über eine pneumatische Greifer-Technologie, die es ermöglicht, sehr kleine Radien zu bohren und kontinuierlich zu arbeiten, ohne hohe Rüstzeiten.
Aufbau der Tunnelbohrmaschine (TBM)
- Bohrkopf: Verwendung von Luft anstelle von Wasser zum Abtransport des Abraums, was den Betrieb unter umweltfreundlicheren Bedingungen ermöglicht.
- Steuerung: Die Maschine kann in allen sechs Freiheitsgraden simultan gesteuert werden, was eine präzise und automatisierte Navigation ermöglicht.
- Navigation: Die interne Messung von Orientierung und Tiefe erlaubt eine genaue Positionierung der Maschine, unabhängig von externen Referenzen.
- Ausbau: Der Vortrieb und Ausbau der Maschine sind so optimiert, dass nur das Rohmaterial an der Baustelle benötigt wird, was den Platzbedarf für Transport und Lagerung erheblich reduziert.
- Baustelle: Die gesamte Maschinenperipherie passt in einen 6 Meter Container, wodurch die Lärmbelastung verringert und der Platzbedarf minimiert wird.
Diese technischen Verbesserungen zielen darauf ab, die Effizienz und Umweltverträglichkeit von Tunnelbauarbeiten zu steigern, insbesondere in städtischen und sensiblen Umgebungen.