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Fräsarbeiten im Tunnel Berghofen, Dortmund
Mit Spezialmeißel von BETEK weicht auch härtester Fels

Die Luft im Tunnel ist erfüllt von Lärm und Staub. Meter für Meter trägt eine Wirtgen Kaltfräse das schwere Gestein des Tunnelbodens ab. Alles atmet auf, denn die Arbeiten laufen erfolgreich weiter. Dass das Projekt Berghofen wie geplant zu Ende geführt werden kann, ist eine Geschichte über das richtige Werkzeug, eine spezielle Maschinenausrüstung und herausragendes Fachwissen über Frästechnik.

Ein Tunnel nach neuesten Sicherheitsrichtlinien entsteht

Dortmunder kennen das extrem hohe Verkehrsaufkommen auf der B 236 im Stadtteil Berghofen. Mit einem 1.300 Meter langen Tunnel wird die Bundesstraße unter Tage verlegt. Der erste Spatenstich erfolgte am 13. August 2003. An die 80 Millionen Euro werden verbaut sein, wenn die neue B 236 im Jahr 2007 ihrer Bestimmung übergeben wird. Die Autofahrer durchfahren dann einen Tunnel, der mit Sicherheitstechnik nach den neuesten Erkenntnissen ausgestattet ist.

An der breitesten Stelle wird der Tunnel Berghofen 22,3 Meter messen und über zehn Meter hoch sein. Er gliedert sich in drei unterschiedliche Abschnitte: einen Nordteil mit 405 Metern Länge, einen Südteil mit 256 Metern Länge und einen Mittelteil mit 649 Metern Länge. Der Mittelteil wird in "offener Baugrube“ erstellt und anschließend abgedeckt. Der Nord- und Südteil wird "bergmännisch“ erstellt.

Sprengen? Mit Hydraulikhämmern arbeiten? Fräsen!

In Berghofen haben wir es mit Gesteinen wie Rheinischem Schiefer, Karbon und Sand zu tun. Die Tunnelröhren wurden mit Teilschnittmaschinen aufgefahren. Anschließend wurde ein Betonsockel für die Höhenabnahme eingebracht. Jetzt ging es darum, die Tunnelsohle abzutragen und ein ebenes Planum herzustellen. Bei konventioneller Vorgehensweise werden dazu Bagger und Hydraulikhämmer eingesetzt, eventuell auch Teilschnitt- maschinen. Bei besonders hartem Untergrund wird auch gesprengt. Alle diese Vorgehensweisen haben zwei gravierende Nachteile. Zum einen muss der abgetragene Untergrund mühsam und zeitaufwändig weggeräumt und verladen werden. Zum zweiten entsteht dabei keine ebene Oberfläche und es würden weitere zeit- und kostenaufwändige Arbeiten anfallen. Das verantwortliche Bauunternehmen entschied sich daher für das wirtschaftliche Abfräsen und beauftragte einen süddeutschen Frässpezialisten, die Firma Kutter aus Memmingen.

Eine Fräse, zwei Mann und 80 BETEK-Meißel

Die Maschinisten Schickling und Kuhn der Firma Kutter kamen mit einer Wirtgen W 2200 an die Baustelle. Diese Kaltfräse verfügt über eine spezielle Fräswalze, die für solche Herausforderungen geeignet ist. Der Unterschied liegt unter anderem im Wechselhaltersystem HT 7 von Wirtgen. Es wurde speziell für das Fräsen von Gestein entwickelt, ist sehr robust und 50 Prozent größer als die Standardsysteme HT 3 bzw. HT 11. Auch kann die Hälfte der Wechseloberteile entfernt werden, um den Linienabstand von 15 mm auf 30 mm zu erhöhen. Ein erhöhter Linienabstand minimiert den Fräswiderstand und die Meißel kommen besser durch das Material. Speziell entwickelte Abdeckteile schützen die Unterteile vor Verschleiß. Statt der üblichen 180 Meißel beim Asphaltfräsen waren jetzt 80 Standard-Meißel von BETEK auf den Wechselhaltern.

Es ist beeindruckend, eine W 2200 mit Mining-Ausrüstung in Aktion zu sehen. In der Mitte der Maschine wird das Gestein abgefräst. Sofort wird das Fräsgut vorne über ein Fördersystem auf den bereitstehenden LKW verladen. Das bringt handfeste Kostenvorteile mit sich - und natürlich Zeitgewinn.

Erst Spezialmeißel von BETEK "knacken“ den Fels

Die Fräsarbeiten begannen planmäßig. Die Druckfestigkeit des Gesteins lag bei 85 mpa. Aber bedingt durch die geringe Klüftigkeit waren die üblichen Standardmeißel schnell am Rande ihrer Belastungsfähigkeit. Hier war der Punkt, wo Firma Kutter sich an den Meißelhersteller BETEK wandte. Beratungsingenieur Moosmann kam umgehend an die Baustelle und erkannte sofort, wo die Probleme mit den Standardmeißeln lagen. Im Dialog mit den Werkzeugexperten von BETEK war schnell klar, dass nur eine Sonderlösung dieser Fräsaufgabe gewachsen sein könnte. Sofort begannen die BETEK-Ingenieure mit der Entwicklung des Meißels auf modernsten 3-D-CAD-Systemen. Es versteht sich von selbst, dass hier langjährige Erfahrung in diese Spezialentwicklung einfloss. Zusätzlich wurde die Konstruktion mit FEM-Berechnungen überprüft. Im neuen modernen Sprühturm wurde das Hartmetallpulver für die Meißel in einem Mischungsverhältnis aufbereitet, das exakt auf diese Bearbeitungsaufgabe abgestimmt war. Zeitgleich entstanden im eigenen Werkzeugbau des Aichhalder Hartmetallspezialisten die präzisen Pressformen. Gesintert wurden die Spezialmeißel in der zur Zeit modernsten Sinter-Hip-Anlage.

Es waren nur wenige Tage vergangen, als BETEK-Mitarbeiter Moosmann mit den Spezialmeißeln nach Dortmund fuhr, sauber verpackt in den praktischen BETEK-Toolboxen. 80 Meißel wurden sofort montiert. Es war ein spannender Moment, als die W 2200 startete. Sie fräste einen Meter, zwei Meter, drei Meter, vier Meter. Die Mienen aller Beteiligten zeigten mehr und mehr Erleichterung. Es war geschafft, die Meißel "knackten“ den extremen Untergrund!

Die Lösung: das richtige Hartmetall und eine optimale Werkzeuggeometrie

Der neue BETEK-Meißel W1 K 17 V22 weist gegenüber dem Standard eine Geometrie auf, die genau auf diese Fräsaufgabe abgestimmt wurde. Ohne Werkzeugbruch konnten die Arbeiten fortgesetzt werden. Der Verschleiß war allerdings durch die geringe Klüftigkeit und Härte einzelner Gesteinszonen überdurchschnittlich hoch. Die Maschinenführer fuhren einen Vorschub von 2 bis 5 Meter pro Minute. Mehr erlaubte das schwere Gestein nicht. Zum Vergleich: Im wesentlich leichter zu fräsenden Asphalt ist eine Fräsgeschwindigkeit bis zu 20 Meter in der Minute drin.

Schicht für Schicht trug die Kaltfräse den Fels ab. Mit jedem Fräsgang wurden zwischen 5 und 10 cm abgetragen. Auch hier der Vergleich: Bei Asphalt schafft die Fräse 35 cm Frästiefe. Insgesamt musste eine Frästiefe von 1,2 bis 1,4 Metern hergestellt werden - für ein sauberes und ebenes Planum. Bei den bis zu 28 Fräsgängen fielen 12.000 Kubikmeter Fräsgut an.

Bei dieser Baustelle hat sich wieder eine Erfahrung bestätigt, die BETEK aus dem Hartmetallalltag gut kennt. Bei Fräsaufgaben lassen sich aufgrund der verschiedenen Rahmenbedingungen Probleme nicht umgehen. Manchem Fräsmaterial ist mit Standard einfach nicht beizukommen. Genau hier setzt der Service des Hartmetallspezialisten Maßstäbe. In engster Zusammenarbeit mit dem Maschinenhersteller und dem Fräsunternehmen werden Lösungen entwickelt, die Außergewöhnliches möglich machen - wie im Tunnel Berghofen in Dortmund.