TSP im Einsatz auf dem Sprung in das Drachenjahr
Yang Shaoqi, China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd.
Zusammengefügt von Thomas Dickmann, Amberg Technologies AG
Kurz vor dem Neujahrsfest des Drachens haben viele Menschen ihre Heimreise angetreten, aber auf der Baustelle der Sichuan-Qingdao-Eisenbahn (Abschnitt Gansu) in 3'500 Metern Höhe sind viele Tunnelbauer noch tief in der Arbeit. Mitten im Winter begleitet auch das geologische Vorerkundungsteam des China Railway First Survey and Design Institute die Baustelle, um einen sicheren Tunnelvortrieb zu gewährleisten.
Es ist abnehmender Mond, das Klima wird immer kälter, der Tag ist noch nicht hell. Eine Gruppe von drei Personen aus einem Wohnsitz in der Provinz Gansu fährt 90 Kilometer weit, um die Tunnelbaustelle zu erreichen. Gemäss den Anforderungen des Bauprogramms werden sie Bodenuntersuchungen in der Nähe der Ortsbrust des Eisenbahntunnels Sichuan-Qingdao durchführen. Ausserhalb des Autos herrschen -19 Grad Celsius, Schneeflocken fallen, und am Ende der Bergkette liegen Gras und Bäume verdorrt. Von der Hochebene hören sie vage das lange Heulen der Wölfe.
"Beim Tunnelbau stossen wir oft auf Bruchzonen, plötzliche Schlamm- und Wasserüberschwemmungen und andere Notfälle, die die Sicherheit der Bauarbeiten gefährden. Wir nutzen daher die geologische Prognosetechnologie TSP, um die Daten zu analysieren und diese Risikofaktoren zu erkennen", stellt der Teamleiter den anderen vor. "Unsere Technologie kann nicht nur das Auftreten von Katastrophen beim Bau wirksam verhindern, sondern auch den Verlust von Baufortschritten aufgrund unerwarteter Gebirgszustände verringern."
Nach fast zwei Stunden Fahrt kam das Team am Eingang des Zechentunnels an und lud die Kisten mit den Instrumenten aus dem Auto. "Die Arbeiter nennen unsere Arbeit oft 'Tunneldoktor', so wie der Arzt, der medizinische Untersuchungen durchführt. Neben der TSP-Ausrüstung verwenden wir auch einen geologischen Kompass und ein Rückprallmessgerät". Er stellte die Ausrüstung für die geologische Vorhersage als einen Schatz vor. "Dieses TSP 603-System ist das fortschrittlichste Gerät auf dem internationalen Markt, das eine drahtlose Übertragung von Signalen ermöglicht und die Effizienz unserer Arbeit vor Ort erheblich steigert."
Unter Tunnelbeleuchtung arbeiten Lader, Bagger, Spritzwagen und andere Maschinen und Geräte in geordneter Weise. Hier ist es heiss und trocken. "Wir setzen diese Methoden zur Erkundung des 10,48 Kilometer langen Zeche-Tunnels ein, da er eine komplexe Stratigraphie, tektonische Entwicklungen, starke Karstphänomene und hohe Spannungen aufweist und durch neun regionale Verwerfungen führt. Er weist äusserst komplexe geologische Bedingungen auf und ist ein Hochrisikotunnel für die gesamte Strecke."
Sobald sie an der Tunnelwand angekommen sind, beginnen die Teammitglieder mit der Arbeit. Mit Hilfe eines geologischen Kompasses und eines Massbandes werden die umgebende Lithologie, die strukturellen Merkmale und die Tropfensickerung gemessen und eine umfassende Bewertung der aktuellen Umgebung der Tunnelwand vorgenommen, um die Gesteinsklassifizierung so genau wie möglich zu bestimmen. Dies dient der möglichen Anpassung der Ausbruchmethode und der Sicherungsmassnahmen.
"Nach den Ergebnissen der geologischen Kartierung ist die derzeitige Klassifizierung des umgebenden Gesteins korrekt, und die Bauarbeiten können mit der derzeitigen Ausbruchmethode und den Sicherungsmassnahmen fortgesetzt werden. Die Beschaffenheit des umgebenden Gesteins vor der Ortsbrust muss jedoch mit der Methode der elastischen Wellenreflexion weiter untersucht werden. Wir müssen eine effektive Überlappung mit der vorherigen Methode sicherstellen, damit die geologische Prognose kontinuierlich, zeitnah und effizient durchgeführt werden kann. Während die Instrumente installiert werden, kümmert sich das Baupersonal um die Schusslöcher, den Einbau der Sprengkapsel und andere Sprengvorbereitungen.
"Die seismische Tunnelvorhersage (TSP) ist eine Prognosemethode, die die Ausbreitungseigenschaften seismischer Wellen im Gebirge nutzt, um den Zustand des umgebenden Gesteins und der geologischen Gegebenheiten zu ermitteln. Seismische Wellen müssen durch die Sprengung von Sprengstoff erzeugt werden, also müssen wir Sprengzünder für die Sprengung installieren." Um 10:20 Uhr wird der erste Schuss gezündet, woraufhin sofort die aufgezeichneten seismischen Wellenformen auf dem TSP-Tablet angezeigt werden. "Diese Wellenformen stellen die Reflexionswege und -geschwindigkeiten der seismischen Wellen von verschiedenen geologischen Gesteinsschichten dar", erklärt Herr Li und zeigt auf den Bildschirm des Tablets.
Nachdem die nachfolgenden Sprengungen in 23 weiteren Schusslöchern abgefeuert wurden, ist die TSP-Datenerfassung im Tunnel abgeschlossen.
Ausserhalb des Tunnels ist die Landschaft komplett mit Schnee bedeckt. Herr Li sagt: "Die Qualität der Felddaten ist die Grundlage für unsere gesamte Vorhersagearbeit. Nach der Rückkehr in unsere Residenz werden wir numerische Inversionsmodelle erstellen und die ungünstigen geologischen Bedingungen vor der Ortsbrust analysieren und interpretieren. Auf dieser Grundlage können wir einen Risikowarnbericht für den nächsten Tunnelbauabschnitt erstellen." Im hohen Schnee des Gannan-Plateaus machte sich das Team auf den Weg zur nächsten Tunnelbaustelle dieser neuen und langen Eisenbahnlinie.
