Am 14. Juli 2026, in 96 Metern Tiefe unter dem Meeresspiegel der Jiaozhou-Bucht in China, vollendete die Schildvortriebsmaschine „Deep Blue“ mit einem Bohrdurchmesser von 15,63 Metern den letzten Zentimeter und erreichte eine Gesamtvortriebsstrecke von 3.258 Metern. Dies markiert den vollständigen Abschluss des Haupttunnelvortriebs des längsten und größten unterseeischen Straßentunnels der Welt – des zweiten Jiaozhou-Bucht-Tunnels in Qingdao. Diese 17,48 Kilometer lange „Unterwasserdrache“ mit einem 9,95 Kilometer langen Meeresabschnitt demonstriert Chinas Spitzenleistungen im Bereich großer unterseeischer Schildvortriebe durch drei Kerninnovationen: hochmoderne Ausrüstung, intelligente Steuerung und umweltfreundliche Bauweise.

Superprojekt: Die „Grenzherausforderungen“ hinter dem Weltrekord

Der zweite Jiaozhou-Bucht-Tunnel in Qingdao verbindet die Innenstadt mit dem neuen Westküstenbezirk. Mit einer Gesamtlänge von 17,48 Kilometern und einer Auslegungsgeschwindigkeit von 80 km/h ist er derzeit der weltweit größte und längste unterseeische Straßentunnel. Der Tunnel wird in einer Kombination aus Spreng- und Schildvortriebsverfahren gebaut. Der von der China Communications Construction Company (CCCC) gebaute nördliche Haupttunnelabschnitt im Schildvortrieb ist 3.258 Meter lang.

Der Bau dieses „Superprojekts“ war jedoch mit zahlreichen Herausforderungen verbunden:

Extremer Wasserdruck: Der tiefste Punkt des Schildvortriebsabschnitts liegt 96 Meter unter dem Meeresspiegel und ist einem extremen Wasserdruck von 0,96 MPa ausgesetzt, was dem Gewicht von 35 Autos pro Quadratmeter entspricht.

Dichte Bruchzonen: Die Trasse muss 22 unterseeische Bruchzonen durchqueren.

Komplexe Geologie: Die Schildvortriebsmaschine arbeitet über lange Strecken entlang unterseeischer Bruchzonen und muss durch vollständig festes Gestein und Bruchzonen vordringen. Die Gesteinsfestigkeit im Bereich ist ungleichmäßig, die Stabilität des umgebenden Gesteins gering und die Wasserdurchlässigkeit des Bodens extrem hoch.

Startrisiken: Der Startbereich besteht aus aufgefülltem Boden, der weich ist. Der Platz für die Demontage des Schilds ist begrenzt, und die Risiken beim Aushub unterseeischer Querverbindungen sind hoch.

„Über uns der weite Ozean, die hydrogeologische Umgebung komplex, die Eigenschaften des Meerwassers mit hohem Druck und starker Korrosion stellen extrem hohe Anforderungen an die Haltbarkeit der Tunnelstruktur und die Bausicherheit“, beschrieb Gan Congyu, Projektmanager der CCCC, die Schwierigkeiten des Baus.

Innovationen in der Hochleistungsausrüstung: Drei „einzigartige Techniken“ zur Bewältigung unterseeischer Vortriebsprobleme

Angesichts mehrerer weltweit einzigartiger Herausforderungen entwickelte das Projektteam für die „Deep Blue“ drei zentrale technologische Durchbrüche:

„Kurze Förderschnecke + Brecher + Brecherkasten“: Eine nationale Premiere zur Beseitigung von Gesteinsverstopfungen

Bei großen Schildvortriebsmaschinen im unterseeischen Einsatz neigen Schlamm und große Gesteinsbrocken dazu, das Ausgabesystem zu verstopfen – ein bekanntes Problem der Branche. Die „Deep Blue“ verwendet eine erstmals in China eingesetzte Kombination aus „kurzer Förderschnecke + Brecher + Brecherkasten“. Diese Lösung bricht große Gesteinsbrocken in der Abflussleitung mit einem nachgeschalteten Brecher im Brecherkasten, bevor sie abtransportiert werden, und löst so effektiv das Problem der Gesteinsverstopfung im unterseeischen Bereich.

Mehrdimensionale Informationsfusion zur Verschleißbewertung von Schneidwerkzeugen: Vom „passiven Werkzeugwechsel“ zur „aktiven Vorwarnung“

Bei langen unterseeischen Vortrieben in hartem Gestein ist der Verschleiß der Schneidwerkzeuge entscheidend für den Erfolg des Projekts. Die „Deep Blue“ verfügt über ein System zur Verschleißbewertung, das auf einer mehrdimensionalen Informationsfusion basiert. Dieses System überwacht in Echtzeit die Betriebsdaten der Schneidwerkzeuge und kombiniert diese mit geologischen Bedingungen und Vortriebsparametern, um den traditionellen „passiven Werkzeugwechsel“ in eine „aktive Vorwarnung“ umzuwandeln, was die Sicherheit und Effizienz langer Vortriebe gewährleistet.

Ausfahrbarer Hauptantrieb + Sichtüberwachung der Abbaukammer: „Röntgenaugen“ für die Schildvortriebsmaschine

Die „Deep Blue“ ist außerdem mit einem ausfahrbaren Hauptantrieb und einem System zur Sichtüberwachung der Abbaukammer ausgestattet, sodass Bediener den Zustand des Aushubmaterials und der Schneidwerkzeuge in der Abbaukammer in Echtzeit beobachten können. Mit einem Bohrdurchmesser von 15,63 Metern, einer Gesamtlänge von 160 Metern und einem Gewicht von 4.600 Tonnen, das einem extremen Wasserdruck von 0,96 MPa standhält, ist sie ein wahrer „Gigant“ unter den unterseeischen Schildvortriebsmaschinen.

Intelligentes Steuerungssystem: 5G + Beidou + Digitaler Zwilling – Baustellensteuerung auf einer Karte

Die „Deep Blue“ ist nicht nur ein Meisterwerk der Hochleistungsausrüstung, sondern auch eine tiefgreifende Anwendung von „intelligenter Fertigung in China“:

Eine digitale Zwilling-Plattform ermöglicht eine präzise Steuerung des gesamten Prozesses. Basierend auf 5G, Beidou-Positionierung und BIM-Digitalbausystemen wird ein integriertes Steuerungsnetzwerk für Personal, Ausrüstung und Tunnelstruktur aufgebaut. Vor-Ort-Inspektionen, Qualitätsprüfungen und Mengenabrechnungen werden vollständig online abgewickelt. Native elektronische Archive ersetzen traditionelle Papierdokumente und ermöglichen eine intelligente Steuerung der Baustelle auf einer Karte. Gleichzeitig wurden automatisierte Überwachungssysteme für Aushubmaterial und Schlamm sowie ein dynamisches Vortriebsanalysesystem entwickelt, um eine Echtzeitoptimierung der Vortriebsparameter zu ermöglichen und einen stabilen und effizienten Bau zu gewährleisten.

Umweltfreundliche Baupraxis: Wassereinsparung von fast einer Million Kubikmetern, Energieverbrauch um 75 % gesenkt

Umweltfreundliches Bauen durchzieht den gesamten Projektzyklus:

Das Projekt nutzt aufbereitetes Wasser aus Kläranlagen anstelle von Frischwasser für den Bau und sparte so insgesamt fast eine Million Kubikmeter Süßwasser ein. Ein Abwasseraufbereitungssystem ermöglicht die Wiederverwendung von Bauwasser. Ein integriertes System zur gleichzeitigen Injektion von Mörtel reduziert Tausende von Transportfahrten im Tunnel. Ein Luftwärmepumpensystem senkt den Energieverbrauch um 75 %. Diese scheinbar kleinen umweltfreundlichen Praktiken ermöglichen es diesem Superprojekt, den traditionellen Weg von „großem Bauen, großem Verbrauch“ zu verlassen.