Optimale Bohrpläne dank GNSS

Das Großprojekt Stuttgart21 beinhaltet eine neue Streckenführung zwischen Stuttgart und Ulm. Insgesamt werden für den Albabstieg 11,7 km Tunnel gebaut, um Hochgeschwindigkeitsfahrten bei geringer Steigung zu ermöglichen. Für den Bau des Tunnel Widderstall am Teilabschnitt Wendlingen-Ulm (km 55,104 bis 56,066) in offener Bauweise beauftragte J. Friedrich Storz Verkehrswegebau die Lothar Rapp GmbH amp; Co. KG aus Vaihingen. Der geplante Tunnel hat eine Länge von ca. 1 km, eine Breite von ca. 25 m und eine mittlere Aushubtiefe von ca. 20 m. Der Baugrund besteht vorwiegend aus Fels mit einem Gesamtvolumen von ca. 260.000 m3. Der Fels konnte mit den herkömmlichen Abbaumethoden mit Baggern nicht abgetragen werden und musste zunächst durch Sprengungen gelöst werden.

Die Firma Lothar Rapp ist auf Bohr- und Sprengarbeiten spezialisiert und vertraut bei der Vermessung, der Erstellung der Bohrpläne, der Positionierung sowie der Steuerung der Bohrgeräte aktueller Trimble-Technologie.

Nachdem das Urgelände mit dem Trimble Rover-System SPS985 und TSC3 Controller für GNSS-Positionierung vermessen wurde, erstellte Vermessungstechniker Michael Wohlfarth die Bohrpläne mit Trimble Business Center – HCE. Die Bohrlöcher, Bohrtiefen und deren Winkel für die Sprengladungen werden so berechnet, dass möglichst wenig Bohrlöcher und somit weniger Sprengmittel verbraucht werden um das gewünschte Ergebnis zu erhalten.

Die Vorgabe des Auftraggebers war, den Fels profilgerecht, innerhalb der geplanten Trasse ohne Mehrausbruch zu lösen. Die Körnung (Größe der gesprengten Felsbrocken) sollte ohne den Einsatz von Meißelbaggern abzugraben und zu laden sein. Das so gewonnene Felsmaterial konnte somit teilweise, je nach Materialgüte, mit Brechern aufbereitet und wieder verwendet werden.

Als Teil des Trimble Connected Site-Portfolios ist die Trimble-Maschinensteuerung für Bohrgeräte DPS900 eine integrierte Lösung, die Büro und Baustelle vernetzt. Die digitalen Bohrpläne werden vom Büro per Internet direkt auf die Bohrmaschine übertragen.

Nach dem Aufbau einer Basisstation zur genauen Positionierung des Bohrgerätes auf dem Baufeld wurden mit dem DPS900 Drilling-System die berechneten Bohrlöcher nach dem digitalen Bohrplan exakt bis zur vorgegebenen Tiefe und im vorgegebenen Winkel gebohrt. Um Unterbohrungen zu vermeiden, beendet das System beim Erreichen der berechneten Endtiefe des Bohrlochs den Bohrvorgang selbstständig.

Der enorme zeitliche Aufwand des herkömmlichen Markierens mit Sprühfarbe auf dem meist staubig-schlammigen Baugrund entfällt. Auch die Witterung wie Regen und Schnee und der die Bohrarbeiten ständig begleitende Baustellenverkehr lassen die Markierungen schnell verschwinden, was dauernde Verzögerungen nach sich zieht.

Der Fels wurde in zwei Lagen über die Gesamtlänge des geplanten Tunnels in Teilabschnitten mit einem mittleren Abtragsvolumen von ca. 15.000 bis zu 30.000 m3 pro Sprengung in einem Zeitraum von ca. 1 Jahr gelöst und abtransportiert. Pro Sprengfeld wurden ca. 250 bis 300 Bohrlöcher gesetzt. Durch die exakte und planmäßige Umsetzung mit den GNSS-gesteuerten Bohrgeräten konnte das Projekt schnellstmöglich und termingerecht beendet werden.

Das DPS900-System dokumentiert jedes Bohrloch mit Lage, Tiefe, Datum, Uhrzeit und Bohrdauer. Über die Eindringgeschwindigkeit der Bohrkrone in den Untergrund und weitere Maschinendaten können Rückschlüsse auf den Untergrund gezogen werden, die ebenfalls dokumentiert werden.

Der daraus resultierende Qualitätsbericht kann jederzeit online im Büro abgerufen werden. Dies ermöglichte dann eine genaue Einschätzung über den Fortgang der Arbeiten und die voraussichtliche Dauer des noch abzubohrenden Sprengfeldes. Des Weiteren werden mit dem Qualitätsbericht gegenüber dem Auftraggeber die korrekte Ausführung der Bohrarbeiten und die Kubatur als Abrechnungsgrundlage zur Rechnungsstellung dokumentiert.

Trimble ist ein führender Anbieter von GPS-Technologien.Das Unternehmen entwickelt und kombiniert mit mehr als 7.000 Mitarbeitern Mobilfunkkommunikation und Software u.a. für die Bauwirtschaft, das Transportwesen, Telekommunikation und Landwirtschaft. Firmensitz des 1978 gegründeten Unternehmens ist Sunnyvale, Kalifornien. 2014 erwirtschaftete Trimble in 35 Ländern 2014 einen Umsatz von 2,4 Mrd. Dollar. Die Sitech Deutschland GmbH ist der exklusive Vertriebs- und Servicepartner von Trimble in den Bereichen Maschinensteuerung, Bauvermessung und Baustellen-Management-Lösungen.