Als die professionelle Vermessungsingenieurin Sylvia De Vuyst im März 2021 für ein bedeutendes Tunnelbauprojekt in den nördlichen Rand Norwegens eintraf, war sie sich nicht sicher, was sie erwarten würde.De Vuyst, frisch eingestellt als Tunnelvermessungsmanager für Mesta, ein Tiefbauunternehmen mit Sitz in Lysaker, Norwegen, war der einzige Vermessungsingenieur, der für die 211 Millionen NOK (24,8 Millionen US-Dollar) teure Renovierung der Maursund- und Kågen-Tunnel, zwei kritischen Passagen, verantwortlich war die die Städte Nordreisa auf dem Festland und Skjervøy auf der Insel Kågen verbinden.Der jeweils etwa 2 km lange Maursundtunnel (Maursund) fährt unter der Nordsee hindurch und erreicht eine Tiefe von –92,5 m (–303 ft) unter dem Meeresspiegel und in einigen Gebieten eine Steigung von 10 Prozent.Der Kågen führt durch den Berg Kågen, der anfällig für Lawinen und Erdrutsche ist.Beide Bauwerke wurden 1991 erbaut und werden umfangreichen Modernisierungen unterzogen, darunter die Verbreiterung ihrer Fahrbahnen, die Installation neuer LED-Beleuchtung, Co / No2-Gaszähler, neuer Wasser- und Frostschutz sowie neuer Entwässerungssysteme und der Bau neuer Straßenoberflächen.Nach einer Woche in den dunklen, feuchten Tunneln wurde De Vuyst eine Projektanforderung überdeutlich: Sie musste agil sein.„Eine große Herausforderung beim Maursund ist, dass er rund um die Uhr geöffnet bleiben muss, damit der Verkehr zu festgelegten Zeiten passieren kann“, sagt De Vuyst.„Das bedeutet, dass die Bagger und Bolzensetzer mehrmals am Tag zur Seite fahren müssen, große Lastwagen ausfahren müssen und ich manchmal meine Vermessungsarbeiten unterbrechen muss.Wenn wir also arbeitsbereit sind, müssen wir unsere Produktivität maximieren.Um sicherzustellen, dass die Bauarbeiten im Plan und Tempo bleiben, muss ich effizient, zuverlässig und präzise sein.“Anstatt die herkömmliche Totalstation – die typische Domäne der Tunnelvermessung – zu verwenden, entschied sich De Vuyst dafür, die Konvention durch eine scannende Totalstation zu ersetzen.De Vuyst kombiniert die hochpräzise Totalstationspunktmessung mit der Geschwindigkeit und Präzision des 3D-Scannens und verwaltet zwei Tunnelumgebungen, in denen Toleranzen eng, der Platz knapp, die Sicht schlecht und die Erwartungen hoch sind – allein.Und sie erreicht das frenetische Tempo des Grabens, Sprengens und Bohrens mit der sechsfachen Geschwindigkeit von Mehrpersonenteams.Die Tunnelvermessung ist eine besondere Art von Projekt, das einzigartige Techniken und Fähigkeiten erfordert.Es ist eine Herausforderung, ein geodätisches Kontrollnetzwerk zu erstellen und zu verwalten, das in einer GNSS-beschränkten Umgebung betrieben wird und eine hohe Genauigkeit über eine lange, lineare Entfernung unter der Erde aufrechterhält.Es erfordert auch ein solides Verständnis der Geodäsie, um vorherzusehen, wie die vertikale Ausrichtung des Tunnels über seine Länge beeinflusst wird.Die Tunnel Maursund und Kågen haben nicht nur diese allgemeinen Komplexitäten, sie haben zusätzlich zu dem Problem des 24/7-Verkehrsflusses mehrere Ebenen von Herausforderungen.Keines von beiden wurde mit einer vordefinierten Form entworfen, was es schwieriger macht, den Bau zu leiten.Das gesamte abgebaute Gesteinsmaterial wird sofort von anderen Firmen wiederverwendet, sodass keine Möglichkeit besteht, Bestände zu messen und Mengen zu berechnen.Keine der Maschinen – außer einem Grader mit einem Trimble SCS900 – ist mit einer Maschinensteuerung ausgestattet.Und im Maursundtunnel musste ein 5,4 m breites, 4 m hohes und 19 m langes Technikgebäude auf engstem Raum mit einer Toleranz von 0,5 m errichtet und montiert werden.Als die ersten Renovierungsarbeiten im Januar 2021 begannen, war ursprünglich geplant, ein zweiköpfiges Vermessungsteam mit einer Totalstation und gelegentlichem Scannen einzusetzen, das sich jede Woche abwechseln würde.Angesichts des Umfangs, des Rahmens und der Projektfristen erwies sich dieser Ansatz jedoch innerhalb der ersten zwei Arbeitsmonate als problematisch.„Das Messen und Festlegen der Kontrolle für die Fahrbahn – eine der wichtigsten Aufgaben, um sicherzustellen, dass wir die erforderliche Breite und Höhe erstellen – mit einer Totalstation erfordert ein ständiges Einrichten, Messen und Abstecken, was ziemlich zeitaufwändig ist“, sagt De Vuyst.„Um Schritt halten zu können, mussten sie also Tag und Nacht vor Ort sein und Messungen vornehmen.Laserscanning ist wesentlich effizienter.Mit meiner scannenden Totalstation kann ich in vier Stunden 500 Meter scannen, um die Kontrolle mit einer Genauigkeit von 0,005 Metern zu messen;dafür würde das Team der Totalstation zwei Tage brauchen.Diese Effizienz hat es mir nicht nur ermöglicht, alle Vermessungsaufgaben selbst zu bewältigen, sondern es mir auch ermöglicht, meine Zeit vor Ort auf nur vier Tage alle zwei Wochen zu beschränken, was uns Vermessungskosten spart und sich positiv auf das Projektbudget auswirkt.“Die scannende Totalstation, auf die sich De Vuyst bezieht, ist die Trimble SX12, eine Kombination aus Totalstation und Scanner, die sich besonders gut für unterirdische Projekte wie Tunnel eignet.Er kann in 11 Minuten eine vollständige Kuppel auf 100 m mit einer Punktdichte von 0,1 m scannen, in fünf Sekunden auf ein Prisma zielen und mit seinem grünen, augensicheren Laserpointer einen Fleck mit 3 mm Durchmesser auf 50 m lokalisieren.„Wir haben uns für den SX12 aufgrund umfangreicher Demos entschieden, die wir darauf erhalten haben, sowie unserer Erfahrung mit früheren Trimble SX-Modellen“, erklärt De Vuyst.„Die Kombination aus Vermessungs- und Scantechnologie macht es unglaublich vielseitig – ich kann mehrere Funktionen mit derselben Einrichtung ausführen.Es ist schnell und präzise, ​​was für ein so dynamisches Umfeld wichtig ist.Mit seiner Benutzerfreundlichkeit, kurzen Lernkurve, einfachen und intuitiven Funktionalität und nahtlosen Workflow-Integration fühlte ich mich mit dem SX12 für mein erstes Projekt mit Mesta in guten Händen.“Basierend auf den bisherigen Fortschritten scheinen der SX12 und die Vermessungsaufgaben bei De Vuyst in guten Händen gewesen zu sein.Da Dunkelheit die einzige Konstante in den Tunneln ist, war es für die Besatzungen von entscheidender Bedeutung, zuverlässige Bezugspunkte zu haben, um zu wissen, wo sie sich physisch im Tunnel befinden und wo bestimmte Arbeiten durchgeführt werden müssen.Daher bestand eine der Hauptaufgaben von De Vuyst darin, nahtlos zwischen der Totalstation und dem Scanner der SX12 umzuschalten, um diese Führung bereitzustellen.Mit der Robotik-Totalstation des Instruments hat sie Bodenkontrollen eingerichtet, indem sie Prismen in Abständen von 80 m entlang der Tunnelwände aufgestellt hat.Mit diesen Fixpunkten unterhält De Vuyst ein auf 0,005 Meter genaues Projektsteuerungsnetzwerk.Um die vier Teams von 40 bis 50 Personen, die im Tunnel arbeiten, einfach und zuverlässig zu führen, verwendet De Vuyst den Totalstationsscanner, um eine „Meterlinie“ zu erstellen und zu messen, eine horizontale Linie, die alle 10 m gesprüht wird und die 1-Meter-Markierung darüber anzeigt die zukünftige neue Straße des Maursund.„Die bestehende Straße hat steile Gefälle mit einem Gefälle von etwa 80 m und ist gekrümmt, sodass sie keine verlässliche Referenz darstellt“, sagt De Vuyst.„Wir kennen die Höhe und das Design der neuen Straße, sodass ich diese theoretischen Daten und den SX12 verwenden kann, um die Meterlinie zu messen und festzulegen, die den Besatzungen nicht nur eine physische Position im Tunnel gibt, sondern auch eine Markierung darstellt, der sie zur Bestimmung folgen können eigene Arbeiten wie das Verlegen von Kabeln oder das Anbringen von Bewehrungsmaterial an den Wänden.Um dies mit einer herkömmlichen Totalstation festzulegen, wären stundenlange mehrfache Einstellungen erforderlich, aber mit der Reichweite und Geschwindigkeit des grünen Lasers des SX12 kann ich die Vermessungsdaten in Minuten von einer Position aus erfassen.“Wenn es ein Wort gibt, das den Tag von De Vuyst oft dominiert, dann ist es „Lautstärke“.Mit den routinemäßigen Sprengungen und Grabungen zur Verbreiterung und Erhöhung des Maursunds überprüft und berechnet De Vuyst ständig die Volumen, um zu bestätigen, dass die Teams genug Material entfernt haben, um eine 6 m breite Fahrbahn mit einem 1,2 m breiten Randstreifen auf jeder Seite und einem freien Platz zu schaffen Höhe von 4,6 Metern.Und sie musste bei der Maschinensteuerung kreativ sein, da keiner der Bagger vor Ort an die Ortungstechnologie der universellen Totalstation (UTS) angeschlossen ist.Um dieses Problem zu lösen, erstellte De Vuyst zunächst ein 3D-Modell des „Fahrkastens“ des Tunnels mit der vordefinierten Höhe und Breite, die erforderlich sind, damit Fahrzeuge sicher hindurchfahren können.Sie scannte 60 m lange Abschnitte des Tunnels und importierte die 3D-Daten in Trimble Business Center (TBC), um ein Modell der Straße zu erstellen, und gab dann die Abmessungen des 6 m breiten und 4,6 m hohen Fahrkastens ein, um ein Linear zu erstellen 3D-Zeichnung der Box.Sie importierte es in die Trimble Access Tunnels-Software und speicherte es als Masterdatei auf einem Trimble TSC7-Controller, sodass sie den Fortschritt der Erdarbeiten jederzeit schnell überprüfen konnte, indem sie den SX12 positionierte, jeden Punkt misst und jeden Unterbruch in Bezug auf den Umfang des Vortriebskastens sofort identifizierte sichtbar auf der grafischen Oberfläche des Controllers.Sie hat auch 3D-„Profildrucke“ erstellt, Zeichnungsdateien, die die Tunnelform, den Tunnelboden, den Fahrkasten und eine nummerierte Positionsmarkierung für die Tunnelorientierung liefern.Sobald ein Abschnitt gesprengt oder ausgehoben wurde, positioniert De Vuyst den SX12 und erfasst einen Full-Dome-Scan, um eine georeferenzierte Punktwolke des 60-Meter-Bereichs zu erfassen.Sie integriert diese Daten in TBC und nutzt das spezialisierte Tunnelmodul der Software, um die Daten mit einem Klassifizierungstool automatisch zu bereinigen und zu verarbeiten, um eine Tunnelform zu erstellen – ein Vorgang, der 3 Minuten pro Scan dauert.„Der Scanner erfasst alles, was er sieht – Menschen, Autos, sogar Wassertropfen – sowie die Tunnelform“, sagt De Vuyst.„Ohne das automatische Klassifizierungstool in TBC müsste ich jedes Rauschen manuell auswählen und löschen.Diese Funktion, zusammen mit den automatisch georeferenzierten Scans, spart mir Stunden an Verarbeitungszeit.Und weil ich weiß, dass ich Geräusche automatisch eliminieren kann, mache ich mir keine Gedanken über vorbeifahrenden Verkehr oder Gegenstände im Weg.“Sobald sie die Tunnelform hat, kann sie Vermessungskontrollen mit der Dichte von Punkten kombinieren, um Erdarbeiten zu berechnen und zu überprüfen sowie das 3D-Modell in eine Tunnelprofilzeichnung umzuwandeln, die genau angibt, wo mehr Sediment entfernt werden muss und wie viel.Die Baggerfahrer verwenden dann die Ausdrucke in ihrer Kabine als Leitfaden für die Maschinensteuerung.„Ich mache alle halben Meter Profilabdrücke des Tunnels“, sagt De Vuyst.„Dadurch kann jeder den Fortschritt in festgelegten Intervallen überwachen.Die Mannschaften können nicht nur sehen, wie der Tunnel jetzt aussieht, ich kann auch historische Ansichten bereitstellen, um zu zeigen, wie der Tunnel vor einer Woche oder sogar zu Beginn des Baus aussah.Es ist unglaublich hilfreich, um den Fortschritt zu messen und zu überwachen.“Die Fähigkeit, Tunnelprofile effizient herzustellen, war besonders vorteilhaft für die Vorbereitung und Positionierung des technischen Gebäudes von Maursund, das sich in der Tunnelmitte, 93 m unter dem Meeresspiegel, befindet.Die Teams mussten einen 5 m tiefen und 20 m langen Raum sprengen.Präzision war von größter Bedeutung, da die vorgefertigte Konstruktion des Gebäudes bis auf einen halben Meter an die Tunnelwand und die Oberkante von zwei Gebäudeecken heranreichte.De Vuyst verwendete den SX12 zur Bestandsaufnahme und Berechnung des Aushubvolumens basierend auf zwei Profildrucken für denselben Bereich, um sicherzustellen, dass der Platz korrekt war.Anfang Juni errichteten die Mannschaften erfolgreich das Technikgebäude.Neben der Überprüfung und Berechnung von Volumina hat sich De Vuyst auch mit Bolzen beschäftigt – Prismenbolzen, Verstärkungsbolzen, Beleuchtungsbolzen und Beschilderungsbolzen, von denen sie alle entweder As-Builts genommen oder abgesteckt hat.Von den rund 170 Bolzen, die sie festgelegt hat, waren die Bolzen für die Straßenschilder, die im Tunnel installiert werden, die größte Herausforderung bei der präzisen Positionierung.Die Bolzen mussten in einer Mindesthöhe von 2,2 m über der fertigen Straße gesetzt werden, aber zu diesem Zeitpunkt war ein Graben für unterirdische Kabel ausgehoben worden, was den Zugang zur ordnungsgemäßen Markierung der Positionen erschwerte.De Vuyst löste dies mit dem grünen Laser des SX12 und einem Lastwagen mit hydraulischer Ladefläche.Mit einem tunnelförmigen Modell als Basis verwendete sie die definierten Entwurfspläne und nationalen Höhenspezifikationen, um Abstecklinien zu bestimmen und zu zeichnen, die angeben, wo die Bolzen platziert werden sollten.Anschließend importierte sie diese 3D-Datei in die Access-Software des TSC7.Sie stellte den SX12 etwa 20 m vom LKW entfernt auf, nutzte die Absteckfunktion und ließ den grünen Laser des Scanners zur entsprechenden Linie navigieren.Von dort benutzte sie den Controller, um den Laser entlang der Linie zu bewegen, bis er den genauen Bruchpunkt traf.Die Person auf dem LKW könnte dann die Tunneldecke an der exakten Bolzenposition markieren.„Die Klarheit, Präzision und Reichweite des grünen Lasers haben die Aufgabe so viel einfacher gemacht“, sagt De Vuyst.„Sogar auf 100 Meter Entfernung sind die Punkte kristallklar.“Mit einem Kilometer des Maursund-Tunnels, der jetzt komplett mit installierten Ankern, Bewehrungsmaterialien, Betonbrandschutz und 8,5 Milliarden 3D-Punkten ist, wird De Vuyst weiterhin mehr davon für die letzte Hälfte des Maursund und die gesamte Länge des Kågen tun um die Fertigstellungsfrist im Herbst 2022 einzuhalten. De Vuyst weiß vielleicht immer noch nicht, was sie im Laufe der Arbeit erwarten wird, aber sie ist zuversichtlich, dass die Vielseitigkeit des SX12 den Weg ebnen wird.