Felswerkzeug

Felswerkzeug umfasst alle Werkzeuge und hydraulischen Anbaugeräte, mit denen natürliches Gestein kontrolliert bearbeitet, gespalten, getrennt oder in transportfähige Einheiten überführt wird. In der Praxis reicht das Spektrum vom sprengfreien Spalten über das Schneiden und Scheren eingebetteter Bauteile bis zum selektiven Rückbau im Übergang zwischen Fels und Beton. Besonders in sensiblen Umgebungen – innerstädtisch, in bestehenden Tunneln oder im Bereich denkmalgeschützter Bausubstanz – sind erschütterungsarme Verfahren gefragt. Hier kommen hydraulische Systeme der Darda GmbH wie Stein- und Betonspaltgeräte oder ergänzend Betonzangen zum Tragen, wenn felsnahe Betonbauteile oder Einbauten selektiv zu entfernen sind.

Definition: Was versteht man unter Felswerkzeug

Unter Felswerkzeug versteht man spezialisierte Werkzeuge und hydraulische Anbaugeräte zur mechanischen Bearbeitung von Gestein. Sie erzeugen kontrollierte Spannungen im Fels, um Risse zu initiieren und Blöcke entlang der gewünschten Schnittlinien zu lösen. Dazu gehören insbesondere Stein- und Betonspaltgeräte mit Steinspaltzylindern, aber auch schneidende und scherende Systeme, die bei Mischbausituationen (Fels/Beton/Stahl) eingesetzt werden können. Die Energieversorgung erfolgt typischerweise über präzise abgestimmte Hydraulikaggregate. Felswerkzeuge kommen in den Einsatzbereichen Felsabbruch und Tunnelbau, Natursteingewinnung, Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden sowie im Sondereinsatz zur Anwendung.

Aufbau und Funktionsprinzipien von Felswerkzeugen

Felswerkzeuge nutzen mechanische Hebel-, Keil- oder Scherprinzipien, um die Zugfestigkeit des Gesteins lokal zu überschreiten. Bei hydraulischer Spalttechnik werden Bohrlöcher gesetzt, in die Steinspaltzylinder eingebracht werden. Ein Keil fährt aus, drückt zwei Gegenlager auseinander und erzeugt radial wirkende Kräfte, die den Fels entlang natürlicher oder vorgegebener Schwächezonen öffnen. Schneidende und scherende Systeme greifen ergänzend ein, wenn im Fels verbaute Bauteile – etwa Bewehrungen, Ankerköpfe oder Betonverstärkungen – zu trennen sind. Hydraulikaggregate stellen den erforderlichen Druck und Volumenstrom bereit; eine präzise Abstimmung erhöht die Effizienz und reduziert die thermische sowie mechanische Beanspruchung des Systems.

Hydraulische Spalttechnik

Die Spalttechnik basiert auf dem Keil-Spalt-Prinzip. Voraussetzung sind Bohrlöcher mit passendem Durchmesser und ausreichender Tiefe. Der Spaltkeil erzeugt hohe Radialkräfte bei sehr geringen strukturellen Erschütterungen – ideal in vibrationssensiblen Zonen. Diese Methode ist besonders geeignet für Felsabbruch und Tunnelbau, die kontrollierte Natursteingewinnung sowie den Sondereinsatz, etwa bei Rettungsarbeiten oder Arbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen, in denen sprengfreie Verfahren bevorzugt werden.

Schneid- und Scherprinzipien

In Übergangsbereichen von Fels zu Bauwerk kommen ergänzend scherende oder schneidende Werkzeuge zum Einsatz. Betonzangen für den selektiven Rückbau trennen Betonbauteile und erleichtern das Freilegen des Felses, wenn der Rückbau in Etappen erfolgt. Kombischeren und Multi Cutters sind nützlich, wenn Bewehrungen, Anker oder sonstige Metallteile zu durchtrennen sind. Stahlscheren und Tankschneider gehören primär zum Bereich Entkernung und Schneiden, zeigen aber ihre Relevanz, sobald metallische Einbauten oder Behälter in felsnahen Baugruben oder Stollen zurückzubauen sind.

Greifen, Brechen und Nachbrechen

Nach dem Spaltvorgang erfolgt häufig ein kontrolliertes Nachbrechen, um transportfähige Stückgrößen zu erhalten. Durch abgestimmte Spaltsequenzen und gegebenenfalls das Nachsetzen in sekundären Bohrlöchern lässt sich die Blockgeometrie gezielt steuern. Wo Betonanteile anliegen, unterstützen Betonzangen beim separaten Abtrag.

Typische Felswerkzeuge und Anwendungen

• Stein- und Betonspaltgeräte: Sprengfreie Spaltung von Granit, Gneis, Basalt, Kalk- oder Sandstein. Anwendung in Felsabbruch und Tunnelbau, bei Unterfangungen, bei sensiblen Abbrüchen nahe Infrastruktur sowie in Schächten oder Kellern mit eingeschränkten Platzverhältnissen.
• Steinspaltzylinder: Kernkomponenten der Spaltgeräte; sie übertragen die hydraulische Energie des Aggregats direkt in Spaltkraft. Variierende Keilgeometrien und Zylindergrößen erlauben die Anpassung an Bohrlochdurchmesser und Gesteinsfestigkeit.
• Betonzangen: Für den selektiven Rückbau von Beton in felsnahen Bereichen, etwa zum Freilegen von Ankerplatten, Fundamentanschlüssen oder Auskleidungen in Tunneln, bevor der Fels selbst gespalten wird.
• Kombischeren und Multi Cutters: Zum Trennen gemischter Materialien (Beton mit Bewehrung, Metallelemente) im Zuge von Entkernung und Schneiden oder bei Mischprofilen im Spezialrückbau.
• Hydraulikaggregate: Versorgen Spaltzylinder, Scheren und Zangen. Entscheidend sind ausreichend Volumenstrom, stabiler Systemdruck, sauberes Hydrauliköl und eine robuste Filtration.
• Stahlscheren und Tankschneider: Für metallische Einbauten, Schächte oder Behälter in felsnahen Umgebungen; sie komplettieren die Werkzeugkette bei komplexen Rückbauprojekten.

Auswahlkriterien: das passende Felswerkzeug bestimmen

Die Wahl des passenden Felswerkzeugs richtet sich nach Gesteinsparametern, Umgebungsbedingungen und logistischen Rahmenbedingungen. Ziel ist ein sicheres, reproduzierbares Ergebnis bei minimalen Emissionen und optimaler Taktzeit.

Geologische Parameter

• Druckfestigkeit und Zähigkeit: Harte, dichte Gesteine benötigen höhere Spaltkräfte und angepasste Keilgeometrien. Weichere, geschichtete Gesteine reagieren empfindlicher auf Kantenlasten und profitieren von engeren Bohrbildern.
• Klüftung und Lagerung: Natürliche Risse, Schichtgrenzen und Verwitterungszonen können genutzt oder müssen überbrückt werden. Die Orientierung der Bohrlöcher sollte die bevorzugten Spaltrichtungen des Gesteins berücksichtigen.
• Feuchte und Temperatur: Nässe, Frost und Temperaturgradienten beeinflussen Reibung, Keilwirkung und den Verlauf von Rissen.

Bautechnische Rahmenbedingungen

• Vibrations- und Lärmschutz: In sensiblen Bereichen bieten hydraulische Spaltgeräte Vorteile gegenüber schlagenden Verfahren.
• Zugänglichkeit: Gerätedimension, Schlauchführung und Hublasten müssen zur Baustellensituation passen – von engen Schächten bis zu großvolumigen Tunnelquerschnitten.
• Medienmanagement: Staubreduzierung (z. B. durch Wassernebel beim Bohren), sichere Ölhandhabung und eine geeignete Belüftung sind zu planen.

Leistungskennzahlen und Systemabstimmung

• Spaltkraft und Keilhub: Dimensionierung nach Gesteinsfestigkeit und gewünschter Blockgröße.
• Hydraulikdruck und Volumenstrom: Hydraulikaggregate müssen stabilen Druck liefern; Hochdruckspitzen und Druckverluste sind zu vermeiden.
• Bohrlochspezifikation: Durchmesser und Tiefe beeinflussen Wirksamkeit und Takt. Präzise Bohrbilder reduzieren den Werkzeugverschleiß.

Arbeitsablauf im Felsabbruch: Schritt für Schritt

1. Erkundung und Planung: Aufnahme von Geologie, Kluftsystemen, Anbindungen an Bauwerke und Transportwegen.
2. Bohrbild festlegen: Raster, Randabstände und Staffelung definieren, um gewünschte Konturen zu erreichen.
3. Bohren: Maßhaltige, gereinigte Bohrlöcher sind entscheidend für die Spaltwirkung.
4. Spaltzylinder einsetzen: Positionieren, vorspannen, Spaltvorgang sequenziell und kontrolliert durchführen.
5. Nachsetzen und Sequenzen: In mehreren Zyklen entlang der geplanten Linie arbeiten, um Überrisse zu vermeiden.
6. Nachbrechen und Abtrag: Blöcke lösen, sortieren und verladen; bei anstehendem Beton mit Betonzangen selektiv ergänzen.
7. Dokumentation: Ist-/Soll-Vergleich, Emissions- und Qualitätskontrolle.

Tipps für präzise Bohrbilder

Bohrlöcher rechtwinklig zur geplanten Spaltrichtung anordnen, Randabstände einhalten und Verschneidungen vermeiden. Unregelmäßige Zonen mit engerem Raster versehen und bei wechselnden Gesteinslagen die Sequenz anpassen.

Sicherheit, Gesundheit und Umwelt

Bei Arbeiten im Fels gelten hohe Anforderungen an Arbeitsschutz und Umweltvorsorge. Persönliche Schutzausrüstung, sichere Aufstellflächen, Absperrungen und ein durchdachtes Schlauch- und Lastmanagement sind grundlegend. Hydraulische Systeme stehen unter hohem Druck; Dichtheit, Kupplungen und Schläuche sind regelmäßig zu prüfen. Emissionen wie Staub und Lärm sind – je nach Umfeld – mit geeigneten Maßnahmen zu mindern. Spalttechnik verursacht im Vergleich zu schlagenden Verfahren typischerweise geringere Erschütterungen und eignet sich daher für Arbeiten an sensiblen Strukturen.

Emissionsarme Verfahren im Bestand

In Bestandsbauten, Tunneln oder Produktionsanlagen punkten hydraulische Spaltgeräte durch geringe Vibrationen. In Kombination mit Absaugung oder Wassernebel lässt sich die Staubentwicklung weiter reduzieren. Achten Sie auf geordnete Ölhandhabung und Leckageprävention, um Boden und Gewässer zu schützen.

Wartung, Betrieb und Lebensdauer

Regelmäßige Sichtkontrollen und eine vorbeugende Wartung sichern die Verfügbarkeit. Keile und Gegenlager sind Verschleißteile; sie sollten sauber gehalten und rechtzeitig gewechselt werden. Hydraulikaggregate profitieren von korrektem Ölstand, geeigneter Viskosität und wirksamer Filtration. Druckeinstellungen sind gemäß den technischen Vorgaben einzuhalten; Abweichungen erhöhen den Verschleiß und können die Spaltleistung mindern.

Störungen systematisch eingrenzen

• Unvollständige Spaltung: Bohrlochdurchmesser prüfen, Keilzustand kontrollieren, Bohrloch reinigen und Sequenz anpassen.
• Druckabfall: Filterzustand, Schlauchverbindungen und Pumpe des Aggregats überprüfen; unnötige Schlauchlängen vermeiden.
• Unkontrollierte Rissverläufe: Bohrbild verdichten, Randabstände erhöhen und Spaltreihenfolge an die Lagerung des Gesteins anpassen.

Normen, Richtlinien und gute Praxis

Je nach Region gelten Anforderungen zu Arbeitssicherheit, Lärm, Staub, Erschütterungen und Umweltschutz. Die Auswahl und der Betrieb von Felswerkzeugen sollten sich an anerkannten Regeln der Technik orientieren. Sicherheitsangaben der Hersteller sind zu beachten; projektspezifische Genehmigungsauflagen und Abstimmungen mit Behörden können erforderlich sein. Die Hinweise sind allgemeiner Natur und ersetzen keine Prüfung des Einzelfalls.

Abgrenzung und Zusammenspiel mit anderen Verfahren

Hydraulische Spalttechnik ergänzt oder ersetzt konventionelle Verfahren wie Sprengtechnik, Hydraulikhämmer oder Seilsägen – abhängig von Geologie, Umweltauflagen und Terminplan. Wo Beton- und Felszonen ineinander greifen, erleichtern Betonzangen den selektiven Rückbau, während Stein- und Betonspaltgeräte den eigentlichen Felsabtrag sprengfrei und kontrolliert ermöglichen. Scherende Werkzeuge wie Kombischeren, Multi Cutters oder Stahlscheren komplettieren das Ensemble, wenn metallische Einbauten zu trennen sind.

Einsatzbereiche von Felswerkzeug in der Praxis

Im Felsabbruch und Tunnelbau werden Spaltgeräte zur Konturherstellung, zum Lösen von Ausbruchsüberständen und zur Blockteilung genutzt. In der Natursteingewinnung ermöglichen sie die schonende Gewinnung von Rohblöcken mit definierter Kantenqualität. Im Betonabbruch und Spezialrückbau helfen sie bei Fundamentunterfangungen und beim Abtrag felsnaher Verstärkungen, häufig im Zusammenspiel mit Betonzangen. Bei der Entkernung und Schneiden ergänzen Scheren- und Cutter-Systeme die Werkzeugkette, während im Sondereinsatz sprengfreie, vibrationsarme Methoden den sicheren Fortschritt unter schwierigen Randbedingungen unterstützen.