Bahnbrechender Ansatz für Analysen des Lebenszyklus von Tunnelbauwerken
Das EU-finanzierte Projekt NETTUN(öffnet in neuem Fenster) entwickelte Systeme und Software für Tunnelbau und Tiefbauarbeiten, um Konstruktion, Management und Instandhaltung zu verbessern. Die Projektpartner konzipierten ein Prognosesystem für Tunnelbohrmaschinen (TBM), das schnell, regelmäßig und effektiv die Bodenbeschaffenheit vor Tunnelarbeiten prüft. An verschiedenen Standorten wurden die einzelnen Subsysteme getestet: u.a. Radarantennen, Elektronik, Datenverarbeitungssoftware, S-Welle einer seismischen Quelle, Software zur automatischen Analyse von Radar- und Seismikbildern und Beobachtung geotechnischer Ereignisse, eine integrierte webbasierte Oberfläche für Endnutzer und Steuerungssoftware für das Management des gesamten Systems. NETTUN konstruierte ein robotergestütztes Wartungssystem für TBM-Bohrköpfe, um routinemäßige, aber riskante Arbeiten zu automatisieren. Das System ist mit einem Roboterarm ausgerüstet, an dem spezielle austauschbare Greifer für Schneidräder oder Meißel montiert werden können. Das System übernimmt den gesamten Werkzeugwechsel. Weiterhin konzipierte das Team neue robotergeeignete Verriegelungssysteme für Fräser und Meißel. Entwickelt wurden zudem zwanzig Materialien für Schleppbänder sowie Tribometer für Verschleißanalysen. Sechs dieser Materialien konnten die Verschleißfestigkeit um 20 % reduzieren. Die Wissenschaftler entwickelten mehrere Software-Tools, u.a. ein Software-Programm, das Mehraushub frühestmöglich erkennt und genügend Handlungsspielraum lässt, um die Grabungen zu stoppen und nachteilige Folgen für Strukturen und Gerätschaften zu vermeiden. Eine Simulationssoftware berechnet Zeit- und Kostenaufwand für die Tunnelabschnitte sowie geologische und baubezogene probabilistische Unsicherheiten. Integriert wurden zudem dedizierte Datenbanken für Risikofaktoren und Tunnelbau, und ein Expertensystem unterstützt die Nutzer bei der Eingabe korrekter Daten. Ergänzt wurde dies durch ein komplettes Entscheidungsinstrument. Schließlich entwickelte das Team ein Softwareprogramm mit Entscheidungshilfen für die Tunneldiagnose, das Wartungsexperten geeignete Strategien für Inspektionen und Wartungsarbeiten vorschlägt. Die Ergebnisse von NETTUN werden Werkzeugtechnologien für den intelligenten Tiefbau verbessern und gleichzeitig den Lebenszyklus für Tunnelbauwerke von der Planung bis zur Instandhaltung verbessern.
