Okt
20
2011

Laserscanning im Tunnelbau

Tunnelbauarbeiten sind ein schwieriges Unterfangen: Der kleinste Fehler kann zeit- und kostspielig werden. Die Projektpläne sind eng gestrickt, Zeitfenster klein. Täglich müssen mehrere Kilometer erschlossen werden – und dass unter schwersten atmosphärischen Bedingungen. Wir zeigen, wie der Laserscanner in diesem Umfeld die Tunnelbauarbeiten unterstützt.

Sprengvortrieb anfällig für Fehler

Beim Tunnelbau im Gebirge wird häufig der Sprengvortrieb eingesetzt. Das Gestein wird durch Sprengungen gelöst. Das Problem: Die Bohrungen und Sprengstoffmengen können zwar im Vorfeld berechnet werden, die Ergebnisse jedoch sind ungenau. Das tatsächliche Ergebnis weicht vom theoretischen Tunnelprofil ab. Vor der Sicherung der Felswände müssen diese „Mehrausbrüche“ ausgebessert werden. Die weiteren Arbeitsschritte verzeihen keine Fehler beim Sprengen. Hydraulikhämmer lockern loses Gestein, das über Förderbänder entfernt wird. Strukturbolzen stützen den Schacht, Spritzbeton stabilisiert die Felsoberfläche. Bereits jetzt, vor der Endverkleidung der Felswände, werden der Straßenbelag oder ein Schienensystem installiert. Erst danach werden die endgültigen Verkleidungselemente aus Beton angebracht. Nun zeigt sich, ob die Tunnelwände exakt herausgearbeitet wurden: Die vorgefertigten Verkleidungselemente müssen millimetergenau passen.

Laserscanner erfasst Tunnelquerschnitt

Um sicher zu stellen, dass die Betonelemente passen, kann man jedoch nicht einfach mehr Gestein abtragen. Jeder Zentimeter zu viel im Tunnelquerschnitt würde immense Kosten nach sich ziehen. Beim Vintebro-Tunnel nahe Oslo bspw. hätte ein um einen Zentimeter größerer Tunneldurchmesser, auf die gesamten 3,6 Kilometer gerechnet, zusätzlich 5000 Tonnen Fels bedeutet. Die Alternative: Ein Laserscanner begleitet die gesamte Vortriebsarbeit. Mithilfe des Laserscanners kann nach jedem Sprengvorgang die gesamte Ausbruchsfläche vollständig erfasst werden. Da jeder Vortriebsstillstand Verzögerungen im Zeitplan nach sich zieht, ist das Zeitfenster für Vermessungen sehr klein. Der FARO Focus3D erfasst innerhalb weniger Minuten mehrere Hundert Millionen Messpunkte. Die Daten werden nach dem Scannen in einem externen Notebook abgespeichert und unmittelbar im Tunnel verarbeitet. So entsteht an Ort und Stelle eine Bestandsdokumentation des Tunnelquerschnitts. Die Ingenieure sehen sofort, an welchen Punkten der Tunnelwände sie nachbessern müssen.

Der FARO Focus3D im Tunneleinsatz

Herausforderung für Laserscanner unter Tage

Der Laserscanner wird beim Einsatz im Tunnel vor schwierige Herausforderungen gestellt: Unter Tage ist es zuweilen sehr heiß oder sehr kalt, hinzu kommt die hohe Luftfeuchtigkeit. Das Gerät muss also robust sein, gleichzeitig aber leicht genug, um die Arbeit zu begleiten. Die Tunnelbauarbeiten finden auf engem Raum statt, Geräte wie der Laserscanner müssen den gesamten Weg getragen werden. Die per Laserscanner gewonnen Daten werden genutzt, um den Tunnelquerschnitt in Bezug auf Struktureffizienz zu optimieren. Die Amberg Software TMS Tunnelscan vergleicht das tatsächliche Profil des Tunnels mit dem theoretischen Sollprofil. Anhand einer exakten Berechnung des Mehrausbruchs, können die Mineure erkennen, an welchen Stellen zu viel oder zu wenig Gestein abgetragen wurde.

Laserscanner fördern Sicherheit im Tunnelbau

Der Laserscanner unterstützt die Arbeit im Tunnelbau, da Fehler im Vortrieb frühzeitig erkannt und kostensparend beseitigt werden können. Oliver Schneider, Produkt Manager Tunnel bei Amberg Technologies hat einen weiteren Pluspunkt für Laserscanner bei der Arbeit im Tunnel ausgemacht: “Beim modernen Tunnelbau wird neben den wirtschaftlichen Aspekten ein sehr großer Wert auf die Sicherheit gelegt. Die Laserscanning Technologie hilft durch die schnelle und exakte Datenauswertung den Tunnelbau sicherer zu machen.“

Aug
31
2011

Webinar: Amberg Technologies & FARO Laser Scanner Focus3D

Hier haben Sie die Möglichkeit alles Wissenswerte über die georeferenzierte Erfassung und Veredlung von baulicher Infrastruktur-Information von Amberg zu erfahren.

Ob Sie ein Tunnelprofil genau vermessen oder den Vortrieb automatisch steuern und überwachen wollen, ob Sie eine 3D-Profilkontrolle mit Echtzeitergebnissen durchführen oder Dimensionen und Zustand eines Tunnelbauwerkes lückenlos analysieren und dokumentieren möchten: Die Tunnelmesssysteme TMS Solution bieten für Ihre Anforderungen genau die richtige Lösung.


Datum und Zeit:
08.Septmeber um 15:00 (GMT+1)
Titel: Amberg Technologies innovative positioning method for the FARO Laser Scanner Focus3D
Präsentator: Nicolas Tanala
Sprache: Englisch

Weitere Infos: http://www.faro.com/content.aspx?ct=ge&content=news&item=4118&tab=1

Anmeldung: http://www.faro.com/contentv2.aspx?cid=9&content=misc&item=2157

Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme am 13.September.

Jun
28
2011

Laserscanning im Tunnelbau

Oliver Schneider, Produkt Manager Tunnel bei Amberg Technologies AG, im Interview mit dem Laserscanner Blog:

>> Welche Eigenschaften sind für eine optimale Kombination Hardware/Software im Bereich Tunnelbau entscheidend?

OSch: Das Umfeld im Tunnelbau stellt sehr hohe Ansprüche an die Robustheit der eingesetzten Hardware und fordert eine einfache Bedienung der Software/Hardware. Häufig wird ein System durch Mineure bedient, d.h. die Software muss viele Prozessschritte automatisch abwickeln und Fehlmanipulationen weitestgehend verunmöglichen.

>> Was sind die wesentlichen Herausforderungen beim Scannen eines Tunnels mit einem Laserscanner?

OSch: Infolge des notwendigen Vortriebsstillstandes während dem Scannen wird ein Vermesser häufig als Hindernis im Tunnelvortrieb gesehen. Deshalb ist das Zeitfenster für die Durchführung eines Scans in einem Tunnelvortrieb sehr limitiert. Dazu kommen die atmosphärischen Bedingungen im Tunnel, welche häufig sehr warm resp. sehr kalt sind und dazu eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht. Zum Beispiel hatten wir im Januar bei einer Messung mit dem FARO Focus3D im Gotthard Basistunnel eine Temperatur von 38° Grad und eine Luftfeuchtigkeit von 100% gemessen.

>> Wie verarbeitet die Software die Daten die von einem Laserscanner geliefert werden?

OSch: Die Daten werden direkt nach dem Scannen in einem externen Notebook abgespeichert und können unmittelbar verarbeitet werden. Damit ist eine erste Analyse der Daten bereits im Tunnel möglich. Diese direkte Auswertung ermöglicht ein rasches Handeln und kann somit unnötige Kosten für temporäre Sicherheitsmaßnahmen sparen.

>> Welche sind die zukünftigen Herausforderungen im Tunnelbau?

OSch: Der Kosten- und Zeitdruck in welchen sich Infrastrukturprojekte befinden stellen hohe Anforderungen an die Hilfsmittel, welche die Arbeitsabläufe für den Tunnelbauprozess optimieren. Auch beim modernen Tunnelbau wird neben den wirtschaftlichen Aspekten ein sehr großer Wert auf die Sicherheit gelegt. Die Laserscanning-Technologie hilft durch die schnelle und exakte Datenauswertung den Tunnelbau sicherer zu machen.

>> Warum haben Sie sich für eine Kooperation mit FARO entschieden?

OSch: Das zentrale Arbeitsgebiet von Amberg Technologies ist die Weiterverarbeitung resp. Veredelung von Scandaten für die Anwendungen im Tunnel- und Bahnbereich. Neben den bereits unterstützten Laserscanner Herstellern ist es uns sehr wichtig, auch Produkte des weltweit führenden Laserscanner Herstellers FARO zu unterstützen.

 



Der Laserscanner Blog

Alles rund um Laserscanning, 3D-Dokumentation und 3D-Messtechnik für Architekten und Bauingenieure

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