Moderne Bagger und das Entfernen von Felsen unter Wasser. Von Ingenieur G. Goldberg. GOLDBERG: Moderne Bagger und das Entfernen von Felsen unter Wasser. Gerade in der letzten Zeit hat der Bau von Baggern eine bedeutsame Veränderung erfahren, die man nicht nur im Hinblick auf die Größenverhältnisse, sondern auch vom Standpunkt der praktischen Betriebsfähigkeit eine fortschreitende Entwicklung nennen darf. Wenn auch die größten zurzeit existierenden Bagger in Großbritannien und Amerika entstanden sind, hauptsächlich ins Leben gerufen durch den Bau des Panamakanals, so ist doch auch Deutschland an der Verbesserung dieser Maschinen nicht unbeteiligt. Das System des Saugebaggers hat z.B. durch Frühling-Schichau eine so durchgreifende Verbesserung erfahren, daß diese Baggerart eine ganz neue Wertschätzung für geeignete Arbeiten erfährt. Aus diesem Grunde ist es interessant, die acht verschiedenen Berichte aus eben so vielen Ländern durchzusehen, welche zum XII. internationalen Schiffahrtkongreß eingegangen waren und in welchen die neuesten Schöpfungen und Konstruktionen auf diesem Gebiete von hervorragenden Fachleuten besprochen werden. Abhandlungen zu diesem Thema waren aus Ungarn, Frankreich, Spanien, Schweden, Italien, Deutschland, Amerika und Holland eingetroffen, von deutscher Seite hatte der Direktor der Schiffs- und Maschinenbau-A.-G. in Mannheim, R. Blümcke, die Berichterstattung übernommen. Bis vor kurzem fürchtete man, durch eine wesentliche Ausdehnung der Größenverhältnisse bei Baggern die Betriebskosten zu sehr zu erhöhen und dadurch die Wirtschaftlichkeit zu gefährden. Die in letzter Zeit auszuführenden Arbeiten größten Maßstabs veranlaßten jedoch die Konstrukteure, mit dem alten Vorurteil zu brechen, und der Erfolg gab ihnen recht. Es hat sich gezeigt, daß dort, wo die Masse des auszuhebenden Bodens es rechtfertigt, die Mehrausgabe für den Bau größerer Geräte reichlich durch die Verringerung der Betriebskosten pro Kubikmeter aufgehoben wird. So hat sich z.B. der größte der heut existierenden Bagger, der sogenannte Leviathan, ein für den Mersey erbauter Saugebagger, welcher in 50 Minuten 7650 m3 Boden aushebt, wirtschaftlich und technisch gut bewährt. Ebenso hat es sich als vorteilhafter herausgestellt, das Material der Bagger zu verbessern, infolgedessen kommt bei den neueren Geräten Gußstahl zur Anwendung, während alle besonders der Beanspruchung und Abnutzung unterliegenden Teile aus Manganstahl gefertigt werden. Die Konstruktion der Bagger ist verschieden und richtet sich nach der Art des auszuhebenden Bodens. An den Küsten Deutschlands und Hollands, wo es sich, mit Ausnahme der Insel Helgoland, nirgends um felsigen Boden handelt, haben sich die Saugebagger mit schleppendem Saugekopf am vorteilhaftesten bewährt. Auch wirtschaftlich kann für ähnliche Verhältnisse kein anderer Baggertyp mit dieser Konstruktion konkurrieren: einschließlich aller Nebenunkosten belaufen sich die Betriebskosten auf 0,05 M pro m3. Dagegen zeigt sich diese Konstruktion bei felsigem Boden als gänzlich ungeeignet. Hier haben die schweren Eimerbagger in Funktion zu treten. Zwei Bagger der letzteren Art sind kürzlich von der Schiffs- und Maschinenbau-A.-G. in Mannheim für die Firma Gebr. Goedhart, A.-G., in Düsseldorf erbaut worden. Die Hauptabmessungen der Schiffskörper sind folgende: Länge über Deck 53,50 m Größte Breite über Spanten 11,50 „ Seitenhöhe über Deck   4,00 „ Tiefgang mit 60 t Kohlen und 30 t    Frischwasser   2,15 „ Größte Baggertiefe 15,00 „ Jedes Schiff weist acht wasserdichte Querschotten auf und bleibt stabil und schwimmfähig, wenn auch eines derselben voll Wasser gelaufen ist, ein Vorzug, den die wenigsten großen Bagger aufzuweisen haben. Einer etwaigen Beschädigung durch erbaggerte große und scharfe Eisenteile ist durch eine Verstärkung und Umpanzerung der Schlitzwände vorgebeugt. Die Eimerleiter ist 32 m lang, der Antrieb des OberturasAntriebswelle mit Räderwerk. geschieht doppelseitig. Das Gewicht der aus einem Stück Stahlguß hergestellten Eimer beträgt je 1200 kg. Das Hauptwindewerk betätigt sechs Trommeln für Drahtseile, von denen jede einzeln und unabhängig von den anderen angetrieben werden kann, wozu eine zweizylindrige Dampfmaschine dient. Die ganze Windeanlage ist so angebracht, daß das Deck freibleibt, und dem Baggermeister eine vollständige Uebersicht über das ganze Arbeitsfeld gewährt wird. Von Deck aus betätigt derselbe die ganze Anlage. An Maschinen führen die Schiffe Zweizylinder-Verbundmaschinen mit Zentral-Oberflächenkondensation, die gewählt wurden, um die Energie der Maschine nach Möglichkeit den Bodenarten anpassen zu können. Dieselben haben 440 und 730 mm ⌀ und 500 mm Hub. Ihre Leistung beläuft sich auf 150 Umdrehungen in der Minute bei 50 v. H. Füllung im Hochdruckzylinder und bei 9 at Kesseldruck auf 350 PS. Der Dampfkessel von 160 m2 Heizfläche ist für 10 at Kesseldruck konzessioniert. Auch sonst sind die Bagger in jeder Weise modern und bequem eingerichtet. Dieser Baggertyp, welcher sich bisher hervorragend bewährt hat, dürfte bis jetzt in Europa nur in diesen beiden Schiffsexemplaren vertreten sein. Im Hinblick darauf, daß die deutschen Bagger bei uns das Hauptinteresse erregen dürften, ist an dieser Stelle ausführlicher auf die Ausstattung der neuesten Konstruktionen eingegangen worden. Auch der amerikanische Bericht bietet vieles Interessante, da der Bau des Panamakanals dort in letzter Zeit weitgehende Erfahrungen auf diesem Gebiete zeitigte. Erst die Ausführung dieses gewaltigen Werks der Wasserbautechnik verhalf in den Vereinigten Staaten dem Eimerbagger zur verdienten Anerkennung. Die Wiederherstellung der Geräte der französischen Gesellschaft und die damit erzielten billigen Arbeitsmethoden führten später zum Ankauf eines großen Eimerbaggers aus Schottland. Dagegen hat sich in den Vereinigten Staaten und in Kanada der Löffelbagger noch immer als der den örtlichen Verhältnissen am besten angepaßte Apparat erwiesen. Auf einem schmaleren Wasserlauf mit lebhaftem Schiffsverkehr ist der Gebrauch der Eimerbagger immer insofern von Schwierigkeiten begleitet, als es notwendig ist, um den Bagger zum Bodenaushub vor- und seitwärts zu bewegen, Trossen oder Ketten an Ankern außerhalb der Fahrrinne zu befestigen. Diese müssen, sobald Schiffe vorbeifahren, gefiert, und der Baggerbetrieb damit unterbrochen werden. Auch ist der Erfolg der Böschungsarbeit nicht immer befriedigend. Doch erscheinen die Vorteile des Eimerbaggers gegenüber dem Löffelbagger dort unverkennbar, wo es sich entweder darum handelt, große Massen festen Bodens zu entfernen, oder wo fortlaufend im Tidegebiet gebaggert werden muß. An Stelle der Eimerbagger sind neuerdings vielfach große Saugebagger mit besonders konstruierten, rotierenden Vorschneidern am Saugekopf getreten, bei welchen der letztere, indem er den Boden löst und ins Saugerohr schafft, gleich den Baggereimern wirkt. Der Wasserstrom im Saugerohr hat alsdann das Baggergut fortzuschaffen. Ein solcher Bagger arbeitet z.B. im unteren St. Lorenzstrom in festem, blauem Ton mit Findlingen und spült bei einer Monatsleistung von 765000 m3 das Baggergut 1,2 km weit fort. Das Saugerohr dieses Baggers hat 91 cm ⌀, Findlinge in der Größe von 0,38 m3 passierten anstandslos Pumpe und Druckleitung. Dagegen hat der Eimerbagger zurzeit eine Ausbildung erfahren, die es ihm möglich macht, seine Tätigkeit in Bodenarten auszuführen, welche früher ein vorheriges Sprengen unumgänglich erforderten. Ganz fester Ton, zusammengebackener Kies, Korallenbildungen und weichere Felsschichten können jetzt ohne weiteres durch moderne Eimerbagger entfernt werden. Zu dieser Art von Baggern gehören auch die oben beschriebenen deutschen Schiffstypen. In Amerika werden diese Bagger meistens durch Elektrizität betrieben, wobei die Betriebskraft einem durch Wasserkraft gespeisten Werk am Ufer entnommen wird. Einige Bagger dieser Art führten den Aushub bis zu einer Tiefe von 12,8 m in sehr festem, zähem Ton, untermischt mit Granitfindlingen aus, die Spülung war eine weite und passierte Ufer bis zu 19,5 m Höhe. Die Rohrleitung wies zeitweise eine Länge von 790 m auf. Zum Antrieb des Baggers wurde Drehstrom in einer Spannung von 2080 Volt zum Bagger geleitet. Die Eimerkette wird von zwei Motoren von je 300 PS, die Hauptpumpe von einem solchen für 1000 PS getrieben. Eine Baggerung mit Druckwasserspülung, die zum ersten Male beim Bau eines Seekanals verwendet wurde, findet sich an der pazifischen Seite des Panamakanals. Südlich von den Schleusen von Miraflor waren 11000000 m3 Fels zu beseitigen, über welchen 6000000 m3 Boden, durchschnittlich 11 m tief lagerten, welche sich baggern ließen. Aus wirtschaftlichen Gründen und Mangel an Dampfschaufeln usw. entschloß man sich zur Einführung des Spülbetriebes und pumpte einen Teil des Bodens nach Miraflor, wo er als Dichtungskern des Erddammes Verwendung findet, den Rest in die umliegenden Sümpfe, wodurch 180 ha Land gewonnen werden konnten. Der Betrieb findet in der Weise statt, daß der Boden zunächst aufgeweicht und zu Sümpfen geleitet wird, wo mächtige Druckwasserspüler arbeiten, dann durch Kreiselpumpen gehoben und in die Druckleitungen gepreßt wird. Die Druckwasseranlage liegt am Ufer des Rio Grande und besteht aus einer Pumpanlage und drei Kreiselpumpen. Der Pumpenraum enthält vier liegende Worthington-Pumpmaschinen mit direktem Antrieb, die Dampfmaschinen arbeiten mit dreifacher Expansion und haben Zylinder von 19, 30 und 50'' ⌀, während der Durchmesser der Pumpenzylinder 24½'' ist. Jede Pumpe liefert pro Minute 28,5 m3 bei einem Druck von 10,5 at. Vier normale Wasserrohrkessel von je 418 m2 Heizfläche dienen mit einem Druck von 10,5 at dem Betriebe. Jeder Baggersatz besteht aus einer Kreiselpumpe von 0,46 m mit nur einem Saugerohr und ist direkt mit einem elektrischen Motor von 655 PS gekuppelt. Jeder der drei Bagger ist imstande, 38 m3 Wasser mit 10 v. H. festem Stoff pro Minute fortzuschaffen. An jedem arbeiten zwei Druckwasserspüler, welche um die Prähme herum Sümpfe herstellen, indem sie Trichter bilden und die Erde bis zum Felsen forträumen. Die Anlage hat bisher den Erwartungen entsprochen. Fester Felsboden muß allerdings noch immer gesprengt werden, bevor an eine Baggerung gedacht werden kann; die gesprengten Felsstücke werden dann am vorteilhaftesten durch Schaufel- oder Löffelbagger entfernt. Die modernen Bagger dieser Art haben Schaufeln von 3,8 bis 11,5 m3 Inhalt; die Angriffsfläche muß stets vor der Schaufel liegen, und diese wird von der Sohle aus an der Angriffsfläche entlang hochgeführt. Die großen Abmessungen der Schaufel ermöglichen es, sehr große Felsstücke zu greifen, infolgedessen dürfen auch die Sprengbohrlöcher weiter auseinander gesetzt werden, wodurch sich die Gesamtkosten erniedrigen, denn gerade auf das Bohren und Sprengen entfällt der Hauptanteil der Kosten. Gelangen in solchem Fall Eimerbagger zur Anwendung, so kann es vorkommen, daß die Felsstücke vor den Eimern fortgewälzt werden oder nach hinten herunter fallen. In diesem Fall haben noch einmal Taucher und Greifbagger in Tätigkeit zu treten. Greifbagger haben sich im allgemeinen nicht als vorteilhaft erwiesen, nur bei geringen, unzusammenhängenden Felsmassen kann dieser Typ mit dem Löffel- oder Eimerbagger in Konkurrenz treten. Immerhin bleibt die Frage offen, ob es wirtschaftlicher ist, in weicherem Felsboden nur kräftige Bagger zu verwenden, oder ein Sprengen vorangehen zu lassen, denn die Abnutzung, welche die Bagger erfahren, darf nicht unterschätzt werden. Allerdings sind, wie schon oben bemerkt, die Mehrkosten für das Bohren und Sprengen beträchtlich. Bei der atlantischen Einfahrtstrecke des Panamakanals, wo Korallenriffe zu entfernen waren, beliefen sich die Kosten, auf 0,48 M pro m3. Ein Bohrschiff, welches aus einem Prahm und acht Brunnen- oder Fallbohrern bestand, fand dabei Verwendung. In Amerika bedient man sich jetzt fast nur noch der Fall- oder Dampfstoßbohrer, die von Bohrschiffen aus arbeiten, weshalb diese Bohrungsart den Namen „amerikanische Sprengmethode“ erhalten hat. Das Verfahren scheint unter den bisher erprobten das vorteilhafteste zu sein, und ist auch z.B. bei den letzten Sprengungen in der Donau teilweise zur Anwendung gelangt. Der Bohrvorgang findet in der Regel folgendermaßen statt: das Bohrschiff, eine Schute oder ein Prahm, wird, um das Schwanken des Schiffes zu vermeiden, über dem wegzusprengenden Felsen auf Füße gestellt, d.h. auf vier maschinell verstellbare Säulen. Das Schiff trägt die notwendigen Bohrer, meistens Dampfstoßbohrer, von denen jeder 250 bis 275 Stöße in der Minute mit einer Kraft von 1130 kg macht. (Brunnen- oder Fallbohrer machen rund 75 Stöße in der Minute mit einer Kraft von 450 kg.) Die Dampfbohrer sind den am Lande üblichen ähnlich, nur besitzt der Zylinder größere Abmessungen; meistens hat der Kolben 14 bis 16,5 cm ⌀. Die Bohrer werden von eisernen Türmen getragen, welche auf Schienen am Rande des Schiffes laufen, lotrechte Balken geben die Führungen für die Bohrzylinder ab. Diese Führungen haben eine Länge von 4,6 bis 9,1 m und eben so viel beträgt der Vorschub des Bohrers, d.h. um dieses Maß kann der Bohrer während des Betriebes lotrecht gehoben oder gesenkt werden, was maschinell bewirkt wird. Eine besondere Vorrichtung ermöglicht es, den Prahm während des Betriebes über seine normale Schwimmebene zu heben, um Ungleichheiten im Wasserstande auszugleichen. Bohrapparate, welche nach der oben geschilderten Methode erbaut sind und einen bis fünf Bohrer tragen, haben Betriebsergebnisse gezeitigt, welche hinter Sprengungsarbeiten an Land in keiner Weise, auch nicht in bezug auf Zeit, zurückstehen. Im Generalbericht findet sich eine nicht uninteressante Zusammenstellung einer auf die geschilderte Art vorgenommenen Sprengung durch die Galoppschnellen des St. Lorenzflusses, welche manche Aehnlichkeit mit den Sprengungsarbeiten am Eisernen Tor der Donau hat. Hiernach beliefen sich die Kosten für eine Bohrstunde auf 4,64 M, die stündlich von einem Bohrer hergestellte Tiefe betrug 0,69 m. Die Bohrer leisteten durchschnittlich 1,27 m3 pro Stunde. Für 1 m3 Fels verwandte man 0,79 kg 75-proz. Dynamits. Insgesamt beliefen sich die Kosten für 1 m3 auf 20,4 M, der Vertragspreis hatte 46,2 M vorgesehen, so daß der Unternehmer bei einer Gesamtausgabe von 277725 Dollar einen Bargewinn von 351909 Dollar verzeichnen konnte. In diesem Fall handelte es sich um sehr harten Kalkstein in starken Schichten von 0,6 bis 0,9 m. Durch ein in Amerika gesammeltes vielseitiges Zahlenmaterial läßt sich feststellen, daß die geschilderte „amerikanische Sprengmethode“ das geeignetste Mittel ist, härtere Felsschichten von einer größeren Tiefe als 0,6 m zur Baggerung vorzubereiten. Ist die Tiefe geringer, so zeigt sich der Lobnitz-Felsmeißel wirtschaftlich überlegen. Dieser Apparat, dessen Idee aus Suez stammt, wurde in gänzlich umgearbeiteter Weise als Meißelschiff zur Beseitigung von Felsen in der unteren Donau verwandt. Im Prinzip handelt es sich um einen Meißel, welcher aus einem 9 bis 12 m langen, im Geviert 30 bis 40 cm starken, 8 bis 13 t schweren Eisenkörper besteht, bei welchem unten in der Länge von 2,5 m eine Stahlschneide eingeschweißt ist und welcher oben in einem Bügel endet. Auf dem Schiff findet ein 13 bis 14 m hoher Dreifuß Aufstellung, an dessen Spitze ein 1 m großes Schneckenrad aufgehängt ist. Hieran läuft eine 45 mm dicke Kette zu der entsprechenden Dampfwinde. Eine 1,5 t schwere Glocke hängt am freien Ende der Kette. An dieser Glocke ist ein mit einer Ausschaltungsvorrichtung versehener Hebelarm angebracht, welcher durch ein am Ende des Armes befestigtes Seil gehandhabt wird. Die Ausschaltungsvorrichtung greift nun selbsttätig in den Bügel des Meißels, die Dampfwinde hebt Glocke und Meißel in die Höhe, bis das abgebundene Seil den Hebelarm anzieht, wodurch der Meißel ausgeschaltet wird und auf den Felsen herabfällt, wo er infolge der heftigen Schlagwirkung baggerartig Stücke abschlägt. Die Glocke wird nun herabgelassen, der Bügel erfaßt und durch eine Umsteuerung der Dampfwinde der Meißel wieder emporgezogen. In etwa zwei Minuten kommt der Meißel dreimal zum Herabfallen. Bemerkenswert ist noch folgende Tatsache: die ersten verwandten Meißel stammten aus Schottland und bestanden aus einem Stück Gußstahl. Sie hatten eine Lebensdauer von 100000 Schlägen. Später bezog man dieselben von Krupp-Essen, wo der Gußstahl durch Schmieden gehärtet, und damit die Lebensdauer der Meißel auf 150000 Schläge erhöht wurde. Endlich übernahm die Kgl. ungarische Eisen- und Stahlfabrik in Diosgyör die Produktion, wo weicher, nicht mehr gedehnter Guß zur Anwendung kam. Dagegen wurde die Stahlschneide des Meißels in denselben eingeschmolzen und nicht eingeschweißt. Die auf diese Art hergestellten Meißel überdauern 250000 Schläge. Zur Entfernung des auf diese Weise zertrümmerten Gesteins empfiehlt sich der Gebrauch von Eimerbaggern, während gebohrter und gesprengter Fels sicherer durch Löffelbagger beseitigt wird.