Sicherheit in explosiver Atmosphäre

Mit Köpfchen durch die Wand

Ob hoch im Gebirge oder in ungeahnten Tiefen: Tunnel überwinden ganze Bergmassive, unterqueren Flüsse und Meere. Sie kürzen Wege ab und entlasten unsere Straßen, verbinden Stadtteile, Länder oder gar Kontinente. Für einen effizienten und sicheren Weg zum Ziel unterstützt auch Pepperl+Fuchs seine Kunden – in den verschiedensten Teilen der Welt.

 Baustellenmontage der Gripper-T BM für den Lötschberg-Tunnel (Bild: www.herrenknecht.com)

Baustellenmontage der Gripper-T BM für den Lötschberg-Tunnel (Bild: www.herrenknecht.com)

Die Erschütterung gleicht einem Erdbeben, das Geräusch ist ohrenbetäubend. Gigantische Maschinen fressen sich mit brachialer Kraft Stück für Stück durch den Felsen: Im Tunnelbau geht es mitunter grob zu. Ob für Eisenbahn oder Auto – bis die Arbeiter Licht am Ende eines Tunnels sehen, werden Unmengen von Gestein abgetragen. Am Werk sind Tunnelbohrmaschinen (TBM) wie die der Firma Herrenknecht. Sie sind bis zu mehrere Hundert Meter lang und beeindrucken mit Durchmessern von bis zu 19m. Gleich an mehreren Stellen sorgt Pepperl+Fuchs hier seit der Einführung neuer Vorschriften für den notwendigen Explosionsschutz.

Herausforderungen unter der Erde

Im Tunnelbau herrschen besondere Bedingungen: Wenn aus gashaltigen Gesteins- und Bodenformationen etwa eine zu hohe Konzentration Methangas austritt und Explosionsgefahr besteht, werden die Bohrungen sofort automatisch unterbrochen und die Energieversorgung abgestellt. Das bringt nicht nur die Bohrantriebe selbst zum Stoppen, sondern auch sämtliche Kommunikationssysteme. Problematisch ist das jedoch für die wichtige Navigationseinheit und die Notevakuierungsanlage der TBM, denn beide dürfen nicht ausfallen.

Riesige Dimensionen, millimetergenaue Präzision

Das lasergesteuerte Navigationssystem der Firma VMT GmbH, Teil der Herrenknecht-Gruppe, zeichnet in Echtzeit stets die exakte Position und Bewegungstendenz der TBM auf und liefert damit essentielle Informationen für den Maschinenführer und die präzise Steuerung. Doch schon bei einer kurzen ungeplanten Unterbrechung des Systems wären alle gespeicherten Daten verloren – fatal für den Fortschritt der Bauarbeiten. Um bei Gaseinbruch einen Datenverlust der Navigationseinheit zu vermeiden, dient deshalb eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) als Notreserve für das Maschinengedächtnis. Sie hält den Computer bis zum kontrollierten Herunterfahren in Betrieb. Nicht minder wichtig sind bei Explosionsgefahr die Notevakuierungssysteme der TBM. Mindestens 60 Minuten müssen diese laut Vorschrift noch eingeschaltet bleiben, um eine gefahrlose Evakuierung im Tunnel sicherzustellen. Sobald die Energieversorgung unterbrochen wird, greift hier deshalb ebenfalls eine USV, sodass z.B. die Rettungswegebeleuchtung auch bei Gefahr zuverlässig funktioniert.

Doppelt hält besser: Die Sicherung der Sicherung

Da eine USV bei explosiver Atmosphäre im Tunnel aber selbst eine potentielle Zündquelle darstellt, suchten beide Firmen nach einem Partner, der sich um den Explosionsschutz kümmert. Pepperl+Fuchs hat die richtige Lösung: Eingebaut in ein robustes Gehäuse in der Zündschutzart ‚Druckfeste Kapselung‘ (Ex d) ist die USV sicher geschützt. Angeschlossene Steuerkästen in ‚Erhöhter Sicherheit‘ (Ex e) erleichtern dabei jeweils den Zugang zu Klemmen und Signalkabeln. Geplant, gefertigt und zertifiziert werden diese Ex-de-Kombinationen im Solution Engineering Center (SEC) Bühl. „Mit dem Einbau in das Ex-d-Gehäuse kann die USV nicht zur Zündquelle für die umgebende Atmosphäre im Tunnel werden. Die Systeme können währenddessen weiter arbeiten und die nötigen Daten liefern bzw. die Evakuierung sichern“, erläutert Christian Ströhle, Projektreferent bei Pepperl+Fuchs in Bühl. Mensch und Maschine sind nicht gefährdet. „Selbst wenn explosive Atmosphäre in ein robustes Ex-d-Gehäuse eindringt, hält es im Fall einer Explosion im Inneren dem entstehenden Druck stand und verhindert die Übertragung auf die Umgebung.“ So haben die Maschinenführer während des Bauprozesses Zugriff auf alle relevanten Informationen für die exakte Steuerung. Gleichzeitig funktionieren die Notevakuierungssysteme zuverlässig und weisen den Arbeitern im Gefahrenfall den sicheren Weg in den nicht gefährdeten Bereich.

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