search query: @keyword excavation quality / total: 1
results-list
reference: 1 / 1
« previous | next »
Author:Matikainen, Antti Johannes
Title:Excavation quality and statistical evaluation of laser scanned tunnel cross-sections
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:73 + [37]      Language:   eng
Department/School:Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos
Main subject:Kalliorakentaminen   (Rak-32)
Supervisor:Rinne, Mikael
Instructor:Uotinen, Lauri ; Halonen, Juha ; Piirainen, Mikko
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:excavation quality
statistical evaluation
loading and hauling
underbreak
shotcrete
louhintalaatu
ruiskubetoni
lastaus ja kuormaus
kovien poisto
Abstract (eng): The reason to undertake this subject was to find out, if the true excavation quality can be explained by statistical means derived from laser scanned tunnel cross-sections.
The purpose of this thesis is to introduce indicator parameters for statistical evaluation of true excavation quality and apply them for quality assurance, economical inspection of excavated tunnel and risk analysis of costs.

The true excavation quality has been determined in this thesis as follows: excavated mean cross-sectional area, continuance within excavation tolerances, excavated total volume, roughness of the excavated rock surface and mean circumference of the excavated cross-sections.
These quality factors are explained by statistical indicator parameters, that have been derived from laser scanned tunnel cross-sections by random variables c and r.
Random variable c illustrates the length of tunnel periphery.
With mean and standard error of the sample mean, the mean length of circumference and shotcrete consumption can be determined.
Random variable r illustrates excavation deviations, measured perpendicular between theoretical profile and realized excavation.
With mean and standard error of the sample mean, the mean cross-sectional area can be determined and if multiplied with tunnel length the total volume.
Standard deviation illustrates roughness of the realized tunnel periphery and quality.
With confidence intervals the continuance within tolerances can be determined.
Results presented in this work are obtained from Kalliorakennus-Yhtiöt Oy's Ring Railway (Kehärata) and Western Metro (Länsimetro) projects.

The results suggest, that true excavation quality can be explained by statistical means.
It is reasonable to point out that none of the distribution fittings could explain the data in all cases, therefore best fit was used.
The total volume was calculated with statistical means and then result compared to modelled total volume (calculated with TMS Tunnelscan program) giving 0.1 % difference between the results.
When studying quantity related costs, including: loading & hauling, post removal of under breaks and shotcreting with statistical means, the results suggested post-removal of under breaks as a determining cost factor.
Methods presented in this work offer tools for calculating accurately the quantity of under breaks and even controlling them.
Therefore, if under breaks can be controlled and their removal on the job can be done, calculations suggest to accepting the risk of under breaks.
This means lowering the mean of random variable r, and same time increasing the risk of under breaks.
In other words optimizing the excavation towards smaller over break as the profit gained from the loading & hauling cost changes was significant enough for controlling under breaks and making the best profit.
According to calculations, by lowering the mean with 20 cm, and same time accepting the risk of under breaks, which increased from 0 to 0.6 % of the total excavation, the profit gained from the loading & hauling cost changes was 100 000 EUR / 1 km.
Abstract (fin): Tämä diplomityö sai alkunsa halusta hyödyntää jo olemassa olevaa lasermittaustekniikkaa ja soveltaa sitä tilastollisin menetelmin todellisen louhintalaadun määrittämiseen.
Työn tarkoituksena on esitellä tilastolliset indikaattoriparametrit, joiden avulla todellinen louhintalaatu voidaan määrittää, lisiksi parametreja tullaan soveltamaan laadunvalvontaan, projektin talouden tarkasteluun ja kustannusten riskitarkasteluun.

Todellinen louhintalaatu on määritetty tässä työssä seuraavien tekijöiden avulla: keskimääräinen poikkipinta-ala, louhintatoleransseissa pysyminen, kokonaistilavuus, louhitun pinnan tasaisuus ja keskimääräinen piirin pituus.
Nämä yksittäiset tekijät selitetään tilastollisten indikaattoriparametrien avulla, jotka ovat johdettu laserskannatuista poikkileikkauksista satunnaismuuttujien e ja r avulla.
Satunnaismuuttuja c kuvaa louhitun pinnan piirin pituutta.
Keskiarvon ja keskiarvon keskivirheen avulla, keskimääräinen toteutunut louhintapiiri voidaan määrittää.
Satunnaismuuttuja r kuvaa kohtisuoraa etäisyyttä teoreettisen pinnan ja toteutuneen pinnan välissä.
Keskiarvon ja keskiarvon keskivirheen avulla keskimääräinen poikkipinta-ala voidaan selittää ja mikäli tämä luku kerrotaan louhinnan etenemällä, saadaan kokonaistilavuus laskettua kuutioissa.
Keskihajonta kuvaa louhitun pinnan tasaisuutta sekä laatua.
Luottamusvalin avulla louhintatoleransseissa pysyminen voidaan määrittää.
Työssä käsitelty aineisto on hankittu Kalliorakennus-Yhtiöt Oy:n Kehärata- ja Länsimetro hankkeista.

Työstä saatujen tulosten perusteella, voidaan todeta tilastollisen menetelmän ja indikaattoriparametrien selittävän todellisen louhintalaadun.
Huomioitavaa on, että yhdenkään jakauman sovitus ei kuvannut mitattua aineistoa kaikissa tapauksissa, joten menetelmäksi valittiin paras sovitus (best fit).
Kokonaistilavuus laskettiin kahdella eri tavalla, tilastollisin menetelmin ja TMS Tunnelscan-ohjelmalla, jonka jälkeen tuloksia verrattiin keskenään ja ero oli 0,1 %.
Työssä tutkittiin louhintalaadun vaikutusta määräsidonnaisiin louhintakustannuksiin: lastauksen ja kuormauksen, kovien poiston ja ruiskubetonoinnin osalta.
Tulosten perusteella kovien jälkipoisto on määräävä kustannustekijä.
Tässä työssä esitetyt menetelmät mahdollistavat syntyvien kovien laskemisen tarkasti, sekä tarjoavat työkaluja niiden kontrollointiin.
Mikäli syntyvät kovat voidaan hallita ja niiden poistaminen voidaan suorittaa louhintatyön aikana, laskelmat suosittelevat optimoimaan louhinnan kohti pienempää ylilouhintaa ja samalla hyväksymään riskin kovien olemassa olosta.
Säästöt, jotka saataisiin lastaus ja kuormauskustannuksista, ovat hyvin merkittäviä ja kattavat riskin hallintaan vaadittavan summan ja parhaan voiton.
Laskelmien mukaan, mikäli satunnaismuuttujan r keskiarvoa pienennettäisiin 20 cm, kasvaisi kovien määrä 0.6 % louhinnasta ja kustannussäästöt lastaus- ja kuormauskustannuksissa olisi 100 000 EUR 1 km.
ED:2013-09-30
INSSI record number: 47281
+ add basket
« previous | next »
INSSI