Sensortechnologien für online- Analysen von Tunnelausbruchmaterial
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Masterarbeit
Standard
2023.
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TY - THES
T1 - Sensortechnologien für online- Analysen von Tunnelausbruchmaterial
AU - Erdkönig, Mathias
N1 - nicht gesperrt
PY - 2023
Y1 - 2023
N2 - Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Implementierung von sensorgestützter Merkmalanalyse, in Form der online- Analyse, zur Charakterisierung von Tunnelausbruchmaterial. Durch die immer stärker werdenden Klimaproteste und Maßnahmen zur CO2- Reduktion, besteht die Motivation zur Findung von neuen Ansätzen, damit die Bauindustrie in Zukunft allen ökologischen Zielen entspricht. Zudem kommt es durch die Vernetzung der Gesellschaft zur Errichtung von Infrastrukturprojekten, welche stetig an Größe zunehmen. Vor allem bei Tunnelbauprojekten kommt es mit dem Bau von Basistunneln, zu einer großen Menge an Tunnelausbruchmaterial, welches zurzeit oftmals deponiert wird. Die Deponierung ist weder Ziel der angestrebten Kreislaufwirtschaft noch in der Genehmigungsphase erforderlichen Umweltverträglichkeitsprüfung. Mit dieser Arbeit wird ein Ansatz zur Wiederverwertung dieses Stoffstromes behandelt. Die online- Analyse charakterisiert den anfallenden Stoffstrom direkt am Förderband, durch die Emission von elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Wellenlänge. Durch das unterschiedliche Reflexions- oder Absorptionsverhalten der Geomaterialien, werden die Materialparameter aus den detektierten Strahlungen abgeleitet. Durch eine ausführliche Recherche über Sensortechnologien und Möglichkeiten zur Detektion von Gesteinseigenschaften in Verbindung von Anforderungen an möglichen Endprodukten wird die Umsetzung einer online- Analyseanlage auf einer Tunnelbaustelle geprüft. Anhand der unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten sowie der Vor- und Nachteile wird die Eignung jeder Sensortechnologie geprüft. Anschließend wird aus der resultierenden Sensorkombination eine Prototyp- Anlage, sowohl für zyklische als auch für kontinuierliche Tunnelvortriebe, zusammengestellt. Eine online- Analyseanlage bringt zusätzliche Anforderungen an das Projektmanagement eines Tunnelprojektes. Dafür wird ein Prozess erstellt, welcher die Implementierung einer online- Analyseanlage in den derzeitigen Tunnelbauprozess berücksichtigt, um in Zukunft vielversprechende Ergebnisse zu erhalten. In weiterer Folge sind Ansätze zur Digitalisierung einer Tunnelbaustelle genannt. Diese wird durch die Kombination der Daten aus dem Vortrieb und der online- Analyse aufgebaut. Abschließend sind die Vorteile der Integration einer online- Analyseanlage auf einer Tunnelbaustelle erläutert.
AB - Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Implementierung von sensorgestützter Merkmalanalyse, in Form der online- Analyse, zur Charakterisierung von Tunnelausbruchmaterial. Durch die immer stärker werdenden Klimaproteste und Maßnahmen zur CO2- Reduktion, besteht die Motivation zur Findung von neuen Ansätzen, damit die Bauindustrie in Zukunft allen ökologischen Zielen entspricht. Zudem kommt es durch die Vernetzung der Gesellschaft zur Errichtung von Infrastrukturprojekten, welche stetig an Größe zunehmen. Vor allem bei Tunnelbauprojekten kommt es mit dem Bau von Basistunneln, zu einer großen Menge an Tunnelausbruchmaterial, welches zurzeit oftmals deponiert wird. Die Deponierung ist weder Ziel der angestrebten Kreislaufwirtschaft noch in der Genehmigungsphase erforderlichen Umweltverträglichkeitsprüfung. Mit dieser Arbeit wird ein Ansatz zur Wiederverwertung dieses Stoffstromes behandelt. Die online- Analyse charakterisiert den anfallenden Stoffstrom direkt am Förderband, durch die Emission von elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Wellenlänge. Durch das unterschiedliche Reflexions- oder Absorptionsverhalten der Geomaterialien, werden die Materialparameter aus den detektierten Strahlungen abgeleitet. Durch eine ausführliche Recherche über Sensortechnologien und Möglichkeiten zur Detektion von Gesteinseigenschaften in Verbindung von Anforderungen an möglichen Endprodukten wird die Umsetzung einer online- Analyseanlage auf einer Tunnelbaustelle geprüft. Anhand der unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten sowie der Vor- und Nachteile wird die Eignung jeder Sensortechnologie geprüft. Anschließend wird aus der resultierenden Sensorkombination eine Prototyp- Anlage, sowohl für zyklische als auch für kontinuierliche Tunnelvortriebe, zusammengestellt. Eine online- Analyseanlage bringt zusätzliche Anforderungen an das Projektmanagement eines Tunnelprojektes. Dafür wird ein Prozess erstellt, welcher die Implementierung einer online- Analyseanlage in den derzeitigen Tunnelbauprozess berücksichtigt, um in Zukunft vielversprechende Ergebnisse zu erhalten. In weiterer Folge sind Ansätze zur Digitalisierung einer Tunnelbaustelle genannt. Diese wird durch die Kombination der Daten aus dem Vortrieb und der online- Analyse aufgebaut. Abschließend sind die Vorteile der Integration einer online- Analyseanlage auf einer Tunnelbaustelle erläutert.
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KW - Deponierung
U2 - 10.34901/mul.pub.2024.016
DO - 10.34901/mul.pub.2024.016
M3 - Masterarbeit
ER -