Tiefbau 30.01.2025, 17:00 Uhr

KI sortiert Aushub beim Tunnelbau automatisch

Wohin mit den Massen an Bodenmaterial, die beim Tunnelbau zutage gefördert werden? Ein KI-gestütztes System hilft beim Sortieren des Aushubs.

Das neue System, bei dem der Aushub beim Tunnelbau qualitativ sortiert wird, wurde unter anderem auf einem 50 m langen Förderband bei der Herrenknecht AG in Schwanau erprobt. Foto: Herrenknecht AG

Das neue System, bei dem der Aushub beim Tunnelbau qualitativ sortiert wird, wurde unter anderem auf einem 50 m langen Förderband bei der Herrenknecht AG in Schwanau erprobt.

Foto: Herrenknecht AG

Es sind gewaltige Erdmassen, die bei einem Tunnelbau weggebaggert werden. Pro Stunde können mehr als 200 t Material anfallen. Dieser Aushub landet meist auf Deponien, wenn er nicht auf der gleichen Baustelle zwischengelagert und wieder eingesetzt werden kann. Deponieraum ist knapp, der Transport mit Lkw teuer. Nun haben die TH Köln und ihre Partner ein KI-gestütztes System entwickelt, mit dem das Bodenmaterial direkt nach dem Abtragen qualitativ untersucht wird, um eine nachhaltige Verwertung zu ermöglichen.

„Aushub aus dem Tunnelbau kann je nach Charakterisierung vielfältig genutzt werden, zum Beispiel als Straßenunterbau oder Betonzuschlagsstoff. Dazu muss das Material aber noch auf der Baustelle möglichst sortenrein getrennt werden. Um dies überhaupt möglich zu machen, haben wir ein System entworfen, das auf künstlicher Intelligenz basiert und künftig die für die Sortierung maßgeblichen geotechnischen Parameter in Echtzeit ermitteln soll“, erläutert Christoph Budach von der Fakultät für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik der TH Köln.

Das Messsystem besteht u. a. aus einem Kugelpendel, einem Pflug, Kameras und Beleuchtungsmitteln über dem laufenden Förderband.

Foto: TH Köln

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
intecplan integrierte technische Planung GmbH-Firmenlogo
Projektleiter:in (m/w/d) TGA intecplan integrierte technische Planung GmbH
Düsseldorf Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Dozent/in (m/w/d) in der Bildungsstätte Dresden BG ETEM
Dresden Zum Job 
BRAMM Bau GmbH-Firmenlogo
Bauingenieur - Tiefbau & Rohrvortrieb (m/w/d) BRAMM Bau GmbH
Vaihingen an der Enz Zum Job 
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Architekt / Bauingenieur im Facility Management (w/m/d) DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Straßenbau Die Autobahn GmbH des Bundes
EMS-CHEMIE (Deutschland) GmbH-Firmenlogo
Produktionsleiter Kunststoffherstellung LFT (m/w/d) EMS-CHEMIE (Deutschland) GmbH
Groß-Umstadt Zum Job 
GVE Grundstücksverwaltung Stadt Essen GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Städtische Hochbauprojekte GVE Grundstücksverwaltung Stadt Essen GmbH
TenneT-Firmenlogo
Network Engineer Kommunikationsnetze (m/w/d) TenneT
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter Wohnungsbau (m/w/d) für Neubau und Modernisierung auf Bauherrenseite Allbau Managementgesellschaft mbH
Orano GmbH-Firmenlogo
Strahlenschutzingenieur / Strahlenschutztechniker (m/w/d) Orano GmbH
Nürnberg Zum Job 
UPM - The Biofore Company-Firmenlogo
Production Engineer (m/f/d) UPM - The Biofore Company
KLEBL GmbH-Firmenlogo
Arbeitsvorbereiter / Stationärer Projektleiter (m/w/d) für Auftragsabwicklung und Produktionssteuerung im Bereich Fertigteilbau KLEBL GmbH
Gönnern Zum Job 
Stadtwerke Essen AG-Firmenlogo
Betriebsingenieur/in (gn) für Technisches Sicherheitsmanagement und Sonderprojekte Stadtwerke Essen AG
OCS Optical Control Systems GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieure (m/w/d) für die Bildverarbeitung & Softwareentwicklung OCS Optical Control Systems GmbH
OCS Optical Control Systems GmbH-Firmenlogo
Applikationsingenieur (m/w/d) für Automatisierungssysteme OCS Optical Control Systems GmbH
Stadt Freiburg-Firmenlogo
Ingenieur*in / Techniker*in / Meister*in Elektrotechnik als Projektleitung Stadt Freiburg
Freiburg Zum Job 
Staatliches Baumanagement Hannover-Firmenlogo
Ingenieure (m/w/d) Elektrotechnik Staatliches Baumanagement Hannover
Hannover Zum Job 
Koehler Paper-Firmenlogo
Produktionsingenieur (m/w/d) Papier Koehler Paper
Gottlob Brodbeck GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauingenieur - Oberbauleiter Rohbau (m/w/d) Gottlob Brodbeck GmbH & Co. KG
Metzingen Zum Job 
Gottlob Brodbeck GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauingenieur/Bautechniker - Bauleiter Rohbau (m/w/d) Gottlob Brodbeck GmbH & Co. KG
Stuttgart Zum Job 

Neuentwickelte Instrumente messen Kräfte im Materialstrom

Von Interesse ist zum Beispiel das sogenannte Setzmaß des Bodens, das die Verarbeitbarkeit bzw. die Fließfähigkeit des abgebauten Materials beschreibt. Auch Parameter wie die Scherfestigkeit und der Wassergehalt sind bei der Beurteilung wichtig, denn sie geben Auskunft über die Standsicherheit einzubauender Böden. „Diese Kenngrößen lassen sich mit den üblichen Methoden im laufenden Betrieb einer Erddruckschildmaschine, einem besonders häufig eingesetzten Typ einer Tunnelbohrmaschine, nicht kontinuierlich bzw. nur sehr schwer ermitteln“, sagt Pierre Müller, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehr- und Forschungsgebiet Geotechnik und Tunnelbau der TH Köln. „Wir haben daher ein Kugelpendel und einen Pflug über dem laufenden Förderband montiert. Es wird dann gemessen, wie stark das vorbeifließende Material die Instrumente bewegt, und die Kraftverläufe werden dokumentiert. Diese Kräfte sehen etwa bei sandigem Boden ganz anders aus als bei tonhaltigem.“

Die Kölner Forschenden haben daher ein KI-System dahingehend trainiert, dass es aus der Krafteinwirkung auf die Messgeräte auf die geotechnischen Eigenschaften des Aushubmaterials schließen kann. Anhand der gewonnenen Daten können die Maschinenführer im Tunnel den Aushub bereits auf dem Förderband klassifizieren und eine entsprechende Sortierung einleiten.

Getestet unter realen Bedingungen mit Projektpartner Herrenknecht AG

Seine Fähigkeiten unter Beweis gestellt hat das System bereits beim Projektpartner der Stuva e. V. in Köln. Um den Verhältnissen auf einer Tunnelbohrmaschine besser gerecht zu werden, errichtete der Projektpartner Herrenknecht AG ein rund 50 m langes Testförderband im Maßstab 1:1 an seinem Hauptsitz in Schwanau, Baden-Württemberg. Dort konnten viele verschiedene Proben unter realen Bedingungen untersucht und klassifiziert werden. Zudem wurden die im Projekt neu entwickelten Messgeräte in einem realen Einsatz bei einem Tunnelbauprojekt erprobt.

Ein Beitrag von:

  • Bettina Reckter

    Bettina Reckter ist Diplom-Ökotrophologin und langjährige Wissenschaftsjournalistin. Sie schreibt über Biotechnologie, Chemie, Medizintechnik und Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.