BLS – Kostenoptimierung des Innengewölbes des Lötschberg-Basistunnels

Für die Realisierung des ½ h-Takts im Fernverkehr und die Kapazitätserhöhung im Güterverkehr zwischen Brig und Bern ist der durchgängig zweispurige Ausbau des Lötschberg-Basistunnels (LBT) erforderlich. Um dies zu erreichen, ist unter anderem in der aktuell mit Spritzbeton gesicherten zweiten Röhre des LBT auf 14 km Länge ein Innengewölbe einzubauen. Für die im Sprengvortrieb mit wechselndem Überprofil ausgebrochene zweite Röhre kann durch eine geschickte Wahl in der Abfolge der Schalwagengeometrien eine Optimierung sowohl in Bezug auf das einzubauende Betonvolumen, die Baubarkeit bzw. die Bauabläufe unter Berücksichtigung des zur Verfügung stehenden Ausbruchsprofils erfolgen.

Im Sinne eines "Proofs-of-Concept" wurde zwischen km 31'500 bis km 32'000 der Einsatz von mathe­ma­tischen Optimierungsalgorithmen für die automatisierte Findung einer kostenoptimalen Abfolge von Schal­wagen-Geometrien untersucht. Grundlagen bilden die reduzierte Punktwolke eines Laserscans und geo­metrische Vorgaben zur Schalwagengeometrie. Zudem ist vorgegeben, dass die Anpassung des Schal­wagens ausschliesslich durch die Anordnung einer horizontalen Einlage im Scheitel erfolgt.

Abbildung: Geplanter Einbau des Innengewölbes

Um die Kosten­optimierung später möglichst gut für die gesamten 14 km einsetzen zu können, wurde besonderes Augenmerk auf eine möglichst gute Skalierbarkeit im Zusammenspiel mit einer weitgehenden Modu­la­ri­sierung und Automatisierung gelegt. Gegenüber der klassischen händischen Optimierung konnte der hier gewählte und selbst entwickelte automatisierte Optimierungsansatz eine Einsparung von ca. 1000 m³ Beton pro 500 m aufzeigen und somit deutliche Vorteile für Kosten, Termine und Ressourcen ermöglichen.

Details zu dieser Kostenoptimierung finden sich in unserer Publikation in der Zeitschrift "tunnel":

• Meier, J.; Pitteloud, L.; Irngartinger, S. (2021): Lötschberg Base Tunnel, Second Tube: Automated Cost Optimization of the Inner Lining. Tunnel 5/2021, Bauverlag, S. 22-35. pdf

Abbildung: Visualisierung eines Durchlaufs des 'Partikel Schwarm Optimierers'

Leistungen: Spezialtiefbau, Geotechnik, mathematische Optimierung, Tunnelbau

Veröffentlichung zu diesem Projekt: 

Meier, J.; Pitteloud, L.; Irngartinger, S. (2021): Lötschberg Base Tunnel, Second Tube: Automated Cost Optimization of the Inner Lining. Tunnel 5/2021, Bauverlag, S. 22-35. pdf

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