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Die **Bohrfräse** wird üblicherweise in horizontaler Richtung zum Graben und Bohren von Pipelines, Straßen und unterirdischen Räumen eingesetzt. Im Allgemeinen kann die Bohrfräse nach ihrem Arbeitsprinzip, ihrer Struktur und ihrem Einsatz in sechs Typen unterteilt werden.
Arbeitsprinzip ohne Schneidflüssigkeit:
Ohne Schneidflüssigkeit erzeugt die Bohrfräse durch einen Trockenbohrprozess eine Bruchbildung im Untergrund. Das Verfahren nutzt die Luftzirkulation oder Vakuum-Exkavation, um sichtbare Oberflächen von Gestein und Erde zu reinigen. In einigen Gebieten, wie z. B. umweltgeschützten Gebieten, werden ungeformte Flüssigkeiten bevorzugt, da Bohrflüssigkeiten das umliegende Ökosystem schädigen können.
Die Schleppfräser-Methode:
Die Schleppfräser-Methode beinhaltet die Verwendung einer Bohrfräse, um einen Bohrfräser über den Boden zu ziehen. Diese Technik beruht auf der Form und dem Design des Bohrfräsers, um den Boden und das Gestein beim Ziehen zu durchschneiden und so ein Bohrloch zu erzeugen. Im Vergleich zu herkömmlichen Bohrmethoden bietet die Schleppfräser-Methode einen einfacheren Ansatz, der mechanische Komplexitäten reduziert und sie für bestimmte Bohrbedingungen geeignet macht. Sie wird häufig für Bohrungen in weichem Boden verwendet.
Luft-Nebel-Bohren:
Beim Luft-Nebel-Bohren wird ein Gemisch aus Druckluft und Wasser, auch bekannt als Bohrflüssigkeit, verwendet, um den Bohrfräser während des Bohrvorgangs zu kühlen und zu reinigen. Diese Methode verbessert die Sichtbarkeit der gebohrten Materialien und reduziert die Wärmeentwicklung, wodurch die Bohrleistung gesteigert wird. Luft-Nebel-Bohren ist wertvoll für die Aufrechterhaltung optimaler Bohrbedingungen und die Erhaltung der Integrität von Bohrfräsern, insbesondere in unterschiedlichen geologischen Formationen. Außerdem ist es ideal für Bohrungen mit kleinen Durchmessern und Tiefen von weniger als 2000 Fuß.
Down-the-Hole-Hammerbohren:
Down-the-Hole-Hammerbohren ist eine Methode, die einen Hammer verwendet, der sich innerhalb des gebohrten Lochs befindet, um dem Bohrfräser einen Schlag zu versetzen. Diese Technik ermöglicht eine effiziente Energieübertragung direkt auf den Bohrfräser, wodurch Hartgesteinsformationen effektiv gebohrt werden können. DTH-Hammerbohren bietet eine hohe Produktivität, insbesondere unter schwierigen geologischen Bedingungen, und wird häufig im Bergbau, Steinbruchbetrieb und bei großen Bauprojekten eingesetzt.
Rotations-Mikrofrequenzbohren:
Rotations-Mikrofrequenzbohren ist eine spezielle Technik, die eine niederfrequente, hochfrequente Rotation verwendet, um Bohrlöcher in verschiedenen Materialien zu erstellen. Diese Methode bietet eine präzise Steuerung der Bohrparameter, wodurch saubere Bohrlöcher mit minimaler Auswirkung auf umliegende Strukturen geschaffen werden können. Mikrofrequenzbohren eignet sich für spezielle Anwendungen, darunter Bodenuntersuchungen, Verlegung von Versorgungsleitungen und die Installation von Pipelines.
Umkehrende Zirkulationsbohrung:
Umkehrende Zirkulationsbohrung ist eine Technik, bei der der Rückfluss der Bohrflüssigkeit entgegengesetzt zur normalen Zirkulationsrichtung verläuft. Bei dieser Methode werden die Bohrspäne in einem abgedichteten Rohr zur Oberfläche transportiert, bevor sie mit Bohrflüssigkeit vermischt werden, wodurch die Sichtbarkeit der gebohrten Materialien verbessert und die Kontamination reduziert wird. Umkehrende Zirkulationsbohrung wird häufig bei der Mineralexploration und geotechnischen Untersuchungen eingesetzt und bietet eine hochwertige Probengewinnung und eine genaue geologische Bewertung.
Technische Daten einer Bohrfräse:
Bohrdurchmesser:
Der Bohrdurchmesser bezieht sich auf die Breite des Tunnels, den die Bohrfräse ausheben wird. Im Allgemeinen variiert der Bohrdurchmesser von 300 mm bis 2000 mm.
Bohrtiefe:
Die Bohrtiefe gibt die Länge des Tunnels an, die die Bohrfräse ausheben kann. Die Bohrtiefe der Bohrfräse kann von 3 m bis 20 m reichen.
Energiequelle:
Die Energiequelle einer Bohrfräse kann hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder mit Benzinmotor betrieben werden. Ihre Arbeitskapazität variiert je nach Energiequelle.
Betriebsgewicht:
Das Betriebsgewicht ist das Gesamtgewicht der Bohrfräse, einschließlich der Nutzlast. Es bestimmt, ob die Bohrfräse für verschiedene Arten von Aushubprojekten geeignet ist. Das Betriebsgewicht der Bohrfräse liegt zwischen 1 Tonne und 15 Tonnen.
Aushubgeschwindigkeit:
Die Aushubgeschwindigkeit bezieht sich auf die Grabgeschwindigkeit der Bohrfräse pro Minute. Sie steht im Zusammenhang mit der Effizienz des Projekts. Wenn die Aushubgeschwindigkeit steigt, verbessert sich auch die Bauleistung. Andererseits variiert die Aushubgeschwindigkeit je nach Typ und Modell der Bohrfräse.
Wartung:
Einige Szenarien, die die Nützlichkeit von Bohrfräsen demonstrieren, sind die folgenden:
Verlegung von Versorgungsleitungen unter Straßen
Bohrfräsen erstellen Tunnel zur Verlegung von Versorgungsleitungen unter stark befahrenen Straßen, ohne den Verkehrsfluss zu unterbrechen. Die präzise Bohrung der Bohrfräse reduziert die Oberflächenstörungen und gleichzeitig wird die Tunnelintegrität für die Leitungen gewahrt.
Horizontale Richtbohrung
Bei HDD-Projekten bohren Bohrfräsen in horizontaler Richtung, was die Installation von Leitungen unter Flüssen, Straßen und anderen Hindernissen ermöglicht. Die Maschine erstellt ein Eingangsloch und richtet dann den Bohrkopf so aus, dass er einem vorgegebenen Weg folgt. Bohrfräser in verschiedenen Größen werden je nach Projektgöße und -bedingungen ausgewählt.
Fundamentarbeiten für Gebäude
Beim Fundamentbau für neue Gebäude bohren Bohrfräsen tiefe, präzise Löcher, um Fundamentpfähle oder Fundamente zu installieren. Die Bohrpřesnost ist ideal, egal ob gebohrte Löcher, Kastenpfähle oder Glocken-Kastenpfähle verwendet werden.
Hangsicherung
Wenn versucht wird, einen geologischen Hang zu stabilisieren, können Bohrfräsen Erdnägel erstellen. Erdnägel sind stabilisierende Elemente des trockenen Bodens. Das bedeutet, dass beim Bohren der Maschine in den Hang schraubenförmige Stahlnägel in die Bohrlöcher eingebracht werden. Dies sorgt für die Stabilität des Hangs und bietet auch Schutz vor Erosion.
Bergbauarbeiten
Im Bergbau werden Bohrfräsen verwendet, um Kohle und andere Mineralien über vertikale oder geneigte Schächte abzubauen. Sie können Zugangslöcher zu geotechnischen Bedingungen bohren. Daher ist es für Techniker vor Ort einfach, die Boden- oder Gesteinsverhältnisse des geplanten Abbaugebiets zu ermitteln.
Beim Kauf einer Bohrfräse sollten die folgenden Merkmale und Spezifikationen sorgfältig berücksichtigt werden:
Bodentransportsystem:
>Ein Bodentransportsystem ist ein Bodentransportmechanismus einer Mikrotunnelbohrmaschine. Es ist für die Entfernung des ausgehobenen Bodens aus dem Tunnel verantwortlich. Das Transportsystem kann ein Band, ein Eimer oder ein Rohr sein. Bohrfräsen haben in der Regel ein Transportsystem, das wie ein Band oder eine Pipeline funktioniert, was eine kontinuierliche Entfernung des ausgehobenen Materials ermöglicht. Das System stellt auch sicher, dass das Abraum rechtzeitig entfernt wird, so dass das Graben ohne Verzögerung fortgesetzt werden kann.
Schneidkopfdesign:
>Je nach den spezifischen Bedürfnissen eines Projekts sind verschiedene Arten von Schneidköpfen verfügbar, darunter flache, radiale und konische Ausführungen. Bohrfräsen verwenden ein bestimmtes Schneidkopfdesign, das auf die Bodenverhältnisse und die Anforderungen an den Aushub abgestimmt ist. Einige Schneidköpfe sind auch so konzipiert, dass sie Produktrohre unterschiedlicher Größe aufnehmen können.
Bodenarten und Herausforderungen:
>Bei einigen Projekten können bestimmte Bodenarten oder Tunnelherausforderungen (z. B. bestehende unterirdische Versorgungsleitungen oder hoher Grundwasserspiegel) die Auswahl einer Bohrfräse mit Spezialfunktionen erfordern, wie z. B. ein Untergrundsicherungssystem oder eine Bodensicherungseinheit.
Länge und Durchmesser:
>Die Projektanforderungen bestimmen die Größe der zu verwendenden Bohrfräse. Bei vielen Bohrfrässtunneln können der Durchmesser und die Länge durch die Größe der Bohrfräse selbst begrenzt sein, und die Abmessungen müssen mit den verwendeten Produktrohren übereinstimmen.
Antriebsart:
>Bohrfräsen werden in der Regel von einem Schienen- oder Presssystem angetrieben. Ein Schienensystem ist eine wirtschaftliche Option, wenn es keine Einschränkungen bei der Rohrverlegung gibt. Bei Projekten, bei denen nur wenig Platz vorhanden ist oder eine größere Kontrolle über die Bewegung der Maschine erforderlich ist, kann ein Presssystem verwendet werden. Viele Bohrfräsen verfügen auch über einen optionalen Schlitten, der das Rohr vor Abrieb schützt und die Effizienz des Presssystems erhöht.
Umweltanforderungen:
>Eine Bohrfräse verfügt in der Regel über ein Bodenspeicher- oder Filtersystem, um Bodenlecks oder Kontaminationen zu verhindern. Dieses System ist bei Projekten unerlässlich, die einen strengen Umweltschutz erfordern.
F1: Welche Bodenarten kann eine Bohrfräse bewältigen?
A1: Die Vielseitigkeit von Bohrfräsen ist wirklich bemerkenswert, da sie verschiedene Bodenarten effektiv bewältigen können, von bindigem Ton und nicht-bindigem Schluff bis hin zu klebrigem und sandigem Boden. Durch die Auswahl des passenden Bohrfräserdesigns und der Schneidköpfe können sich diese Maschinen an unterschiedliche geologische Bedingungen anpassen und so effiziente und präzise Tunneloperationen gewährleisten.
F2: Kann eine Bohrfräse Tunnel mit jedem Durchmesser erstellen?
A2: Bohrfräsen sind sehr anpassungsfähig und können Tunnel mit Durchmessern von klein bis groß erstellen. Ob es sich um einen gemütlichen 6-Zoll-Tunnel oder einen weitläufigen 120-Zoll-Tunnel handelt, eine Bohrfräse kann durch Anpassung ihrer Größe und Konfiguration an die spezifischen Projektanforderungen angepasst werden.
F3: Ist eine Bohrfräse sicher im städtischen Bereich zu verwenden?
A3: Sie gilt im Allgemeinen als sicher für die Verwendung in städtischen Gebieten, da sie Tunnel erstellen kann, ohne erhebliche Oberflächenstörungen zu verursachen oder nahegelegene Strukturen einzustürzen. Dies macht sie ideal für städtische Gebiete, in denen der Platz begrenzt ist und die Erhaltung der bestehenden Infrastruktur entscheidend ist. Dennoch ist es wichtig, vor der Verwendung einer Bohrfräse in jeder Umgebung gründliche Sicherheitsbewertungen durchzuführen und geeignete Maßnahmen zur Risikominderung zu ergreifen.