Tunnelbohrmaschine

Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine im Größenvergleich zu einem Menschen. Bild: Wikipedia
Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine im Größenvergleich zu einem Menschen. Bild: Wikipedia
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Die größten Maschinen der Welt

Wie werden Tunnel durch die höchsten Berge der Alpen, unter dem Ärmelkanal und auch unter Großstädten gebaut? Wie entstehen mit Hilfe von Tunnelbohrmaschinen die längsten Eisen- und Autobahntunnels der Welt? Wie werden diese 200 Meter langen und circa 4.000 Tonnen schweren Maschinen gesteuert? Und vor allem: Wie genau müssen diese durch den Tunnel geführt werden, um ihr Ziel zu erreichen? Damit beschäftigen sich die Schüler in unserem Tunnelbohrmaschinen-Experiment.

High-Tech im Großformat

Tunnelbohrmaschinen sind technologisch sehr hochentwickelte Maschinen. In Großprojekten, wie dem Gotthard- oder dem Brenner-Basistunnel, werden beidseitige Vortriebe mit mehreren gegenläufigen Tunnelbohrmaschinen realisiert. Aber wie wird sichergestellt, dass sich die Bohrtrupps tief unter dem Berg in der Mitte genau treffen? Hier kommt dem geodätischen Steuerleitsystem eine besondere Bedeutung zu, um nur minimale Abweichungen am Durchstoßpunkt zu erreichen. Die Präzision, die hier inzwischen erreicht wird, ist enorm: Beim 57 Kilometer langen Gotthard-Basistunnel erfolgte der Durchschlag mit einer Genauigkeit in der horizontalen und vertikalen Abweichung von lediglich einem Zentimeter.

Geo-Daisy: die Tunnelbohrmaschine im DLR_School_Lab

Geo-Daisy im DLR_School_Lab. Bild:  DLR
Geo-Daisy im DLR_School_Lab. Bild: DLR

In unserem Experiment muss das Schülerteam hohe Anforderungen erfüllen, um eine entsprechende Genauigkeit zu erreichen: Eine Portion dreidimensionales Vorstellungsvermögen hilft beim Umgang mit den verschiedenen räumlich zueinander ausgerichteten Lasermodulen. Auch Teamgeist ist erforderlich, um zusammen das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Besitzt man jetzt noch das nötige Feingefühl, um unsere Tunnelbohrmaschine „Geo-Daisy" an einer bestimmten Trasse entlang zu steuern, dann steht einem erfolgreichen Durchschlag nichts mehr im Weg. Aber Vorsicht: Wie in der Realität wirken sich kleine Unsauberkeiten in der Messung auf die Durchschlagsgenauigkeit im Endpunkt der Trasse aus! Wenn alle „Jungvermessungsingenieure" gute Arbeit leisten, gelingt ein Durchschlag in Millimetergenauigkeit.

Das Experiment richtet sich an Schülerinnen und Schüler ab der 8. Klasse.