Am 1. August ist die weltweit erste Tunnelbohr-Sprengmaschine (BBM), die gemeinsam von der Tsinghua-Universität und der China Railway Science & Industry (CRECI) Tochtergesellschaft China Railway Ke Gong entwickelt wurde, in Jiangxia, Wuhan, offiziell vom Band gelaufen. Diese Ausrüstung vereint die Vorteile der beiden gängigsten Bauverfahren – Tunnelbohrmaschine und Bohr- und Sprengverfahren – und ermöglicht erstmals die Integration von Vortrieb und Sprengung in einer einzigen Maschine. Sie bietet eine völlig neue technische Lösung für den Bau langer Tunnel in komplexem geologischem Umfeld und schließt eine Lücke im Bereich der integrierten Bauausrüstung für Tunnel in komplexer Geologie.

„Die größte Innovation der Tunnelbohr-Sprengmaschine besteht darin, das Bohr- und Sprengverfahren erfolgreich auf die Tunnelbohrmaschine übertragen zu haben“, erklärten die Techniker des Entwicklungsteams. Der Kerndurchbruch der Maschine liegt in der originären Hohlschneidradstruktur. Durch das Zusammenspiel von Hohlschneidrad und Zentralschneidrad kann die Tunnelbohr-Sprengmaschine frei zwischen verschiedenen Betriebsmodi wie Sprengen vorne und Bohren hinten, Bohren vorne und Sprengen hinten sowie Vollquerschnittsvortrieb wechseln und sich flexibel an verschiedene Einsatzbedingungen anpassen. Bei extrem komplexen Formationen wie hohem Gebirgsdruck oder starken Verformungen weicher Gesteine kann die Maschine über den zentralen Kanal vorbereitende Maßnahmen wie Injektionsverstärkung, Vorriss und Notfallstützung durchführen, wodurch Sicherheitsrisiken wie Einstürze und Maschinenblockaden von vornherein vermieden und die Sicherheit des Tunnelbaus erheblich verbessert werden.

Diese Tunnelbohr-Sprengmaschine ist sowohl effizient als auch umweltfreundlich. Die Maschine ist mit einer speziellen Gesteinssäulen-Brecheinrichtung ausgestattet, die beim Tunnelausbruch anfallende Gesteinssäulen und Abraum direkt vor Ort zu Gesteinskörnung für den Bau verarbeitet. Dies reduziert nicht nur den Abtransport von Ausbruchmaterial und senkt die Baukosten, sondern ermöglicht auch das Recycling des Tunnelausbruchs. In Kombination mit dem integrierten Bauverfahren der Ortsbeton-Auskleidung wird ein wirklich grüner und kohlenstoffarmer Tunnelbau erreicht. Anschließend wird die Maschine in einem Pumpspeicherkraftwerksprojekt zur Demonstrationsanwendung eingesetzt. Das Forschungsteam wird auf Basis der vor Ort gemessenen Betriebsdaten die intelligente und präzise Weiterentwicklung der Tunnelbohr-Sprengmaschine kontinuierlich vorantreiben und Systeme wie intelligente Gebirgserkennung, vorausschauende Bauüberwachung und autonomen intelligenten Vortrieb integrieren, um den Übergang der Ausrüstung von „einsatzbereit und funktionsfähig“ zu „benutzerfreundlich und intelligent“ vollständig zu vollziehen.

Seit Projektbeginn hat das Amt für Wissenschafts- und Technologieinnovation der Stadt Wuhan, dem Sitz von China Railway Ke Gong, starke Unterstützung gewährt. Die erfolgreiche Fertigstellung der Tunnelbohr-Sprengmaschine durchbricht die bisherigen festgefahrenen Konstruktionsprinzipien vergleichbarer Ausrüstungen im In- und Ausland. Die Maschine integriert mehrere eigenständig entwickelte originäre Kerntechnologien; die gesamte Maschine und alle Kernkomponenten sind vollständig eigenständig kontrollierbar und lösen umfassend die Problemstellungen des Tunnelbaus. Darunter ermöglichen ausfahrbare Seitenmesser eine flexible Anpassung des Tunnelausbruchsquerschnitts und verbessern die Effizienz beim Umsetzen innerhalb des Tunnels; ein selbstadaptiver ausfahrbarer Schildschwanz passt sich verschiedenen Tübbing-Spezifikationen an und gewährleistet die Stabilität der Stützstruktur in komplexen Formationen; eine explosionsgeschützte Pufferstruktur absorbiert die Sprengstoßwellen und schützt die Hauptmaschine sowie Präzisionskomponenten umfassend; und zwei unabhängige Fördersysteme ermöglichen den getrennten Transport von Ausbruchmaterial und Gesteinskörnung und optimieren so den Bauablauf.