CD-Labor für Maschineller Tunnelbau im Hartgestein 4.0

Dieses CD-Labor betreibt grundlagenorientierte Forschung, um die Umsetzung von Tunnelprojekten sicherer und effizienter zu gestalten. Hierzu wird eine systematische Auswertung von Daten und Erkenntnissen aus abgeschlossenen Projekten mit der Entwicklung neuer Methoden kombiniert.

Adressiert werden persistente Herausforderungen des Tunnelbaus wie Kosten- und Terminüberschreitungen, unrealistische Leistungserwartungen sowie erhöhte Unfallraten. Untersucht wird zudem, wie Beschaffungspraktiken, etwa preisgetriebener Wettbewerb, und Vergütungsstrukturen (für Auftragnehmer, Subunternehmer und Beschäftigte) die Bauqualität beeinflussen und zum Fachkräftemangel beitragen. Diese Herausforderungen lassen sich durch eine systematische Erfassung und Anwendung bewährter Verfahren und gewonnener Erkenntnisse aus abgeschlossenen Tunnelprojekten mindern.

Der Schwerpunkt des Labors liegt auf dem mechanisierten Hartgesteinsvortrieb mit Tunnelbohrmaschinen (TBM) und verbindet rückblickende Einsichten mit zukunftsgerichteter Innovation. Es konsolidiert erprobte Praktiken und fördert den Einsatz von TIM (Tunnel Information Modeling), BIM (Building Information Modeling) und digitalen Zwillingen zur Verbesserung von Planung, Ausführung und Überwachung. Echtzeitdaten werden in einen digitalen Tunnelzwilling sowie in einen Simulationszwilling integriert, um Studien und Szenario Betrachtungen zu ermöglichen. Die Arbeiten umfassen auch eine kritische Neubewertung etablierter Methoden, etwa von Penetrationsmodellen, um aktuelle Möglichkeiten in Datenverfügbarkeit, Automatisierung und Robotik abzubilden.

Zentrales Ziel ist die Entwicklung realistischer Leistungsprognosen, die eine robuste Grundlage für Entwurf, Planung und Ausführung bieten. Solche Prognosen sollen übermäßigen Termin- und Leistungsdruck reduzieren und das Risiko von Kosten- und Terminüberschreitungen verringern. Dies ist nur durch eine ganzheitliche Systemanalyse erreichbar, die TBM, Tunnelausbau und -sicherung, die Ringspaltverfüllung sowie die Logistik als integriertes Gesamtsystem betrachtet. Aus dieser einheitlichen Perspektive werden realistische Leistungsprognosen tatsächlich erreichbar.

Darüber hinaus zielt das Labor darauf ab, Sicherheit und Arbeitsbedingungen zu verbessern und zugleich die Projektdurchführung durch geeignete Technologien und Prozesse zu beschleunigen. Nachhaltigkeit wird als Querschnittsziel behandelt und durch Lebenszyklusanalysen sowie durch Methoden mit Fokus auf ökologische, soziale und Governance-Aspekte (ESG) unterstützt, mit dem Ziel, den Ressourcenverbrauch zu senken und die Gesamtleistung zu verbessern. Talententwicklung und Wissenstransfer sind integrale Bestandteile. Das Labor wird Wissen koordinieren und eine zentrale Plattform aufbauen, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken und die Bauqualität langfristig zu erhöhen.

Diese vielfältige Forschungsarbeit wird somit einen wichtigen Beitrag dazu leisten, dass zukünftige Tunnelprojekte sicherer, effizienter, kostengünstiger und nachhaltiger durchgeführt und betrieben werden können, wovon Unternehmen, Beschäftigten, Nutzer*innen und Umwelt gleichermaßen profitieren.