Kablet drone til tunnelinspeksjon

I forbindelse med en planlagt 5-årig hovedinspeksjon ble det gjort funn av sprekker og deformasjoner i berget og sprøytebetongen i Strindheimtunnelen i Trondheim. Statens vegvesen satte derfor i gang en grundig spesialinspeksjon parallelt med prisme- og rystelsesmålinger. Til inspeksjon i det trange rommet mellom fjellet og tunnelens betonghvelv ble det bruk en liten, kablet drone som er utviklet i Trondheim.

Av Eirik Iveland, Min Drift & Vedlikehold

Artikkelen ble først publisert i Min Drift & Vedlikehold nr. 3-2025

– Dronen ga oss svært presise målinger, noe som gjør det mye enklere å planlegge sikringsarbeidet i tunnelen, sier Johnny Skår, vedlikeholdssjef i Statens vegvesen midt. Skår står helt til høyre, Eivind Sivertsen holder i ledningen.

Bergkvaliteten i Strindheimtunnelen er ikke spesielt bra. For å styrke fjellet i klebersteinssonen skal Statens vegvesen tilleggssikre veggene med lange bolter fra begge sider inn mot et tverrslaget (rømningsvei mellom de to tunnelløpene).
– Dronen ga oss svært presise målinger, noe som gjør det mye enklere å planlegge sikringsarbeidet i tunnelen, sier Johnny Skår, vedlikeholdssjef i Statens vegvesen midt.
Trondheimsselskapet ScoutDI har et utviklet et dronesystem for inspeksjonsflyvninger i svært trange og utilgjengelige omgivelser. Scout 137 Drone System er en spesialdesignet inspeksjonsdrone for GPS-frie omgivelser – med lidarbasert navigasjon og sanntids 3D-kartlegging. Dronen går på kablet strøm.
– En liten drone på batteri vil ha mer begrensning. Her kan vi kjøre så lenge vi vil om vi er koblet til strømnettet. Dersom det ikke fins strøm på stedet, tar vi med oss aggregat eller en Portable Power Station som lar oss fly et par timers tid, sier markedsdirektør Eivind Sivertsen i ScoutDI.

Trangt om plassen

Undersøkelser tyder på at det er større innslag av kleberstein i tunnelområdet enn tidligere forutsatt. Kleberstein har lavere styrke og deformerer lettere enn andre bergarter. Inspeksjoner viser at eksisterende bergsikring gjennom bolting og sprøytebetong ikke er tilstrekkelig
dimensjonert.
– Vi skal tilleggssikre tunnelløpene i området ved tverrslag fire med lange bolter. I tillegg setter vi opp sprøytebetongbuer, hvor armeringsstenger festes med lange bolter i fjellet i det ytre betonghvelvet og deretter sprøytes med betong. Dette skal stoppe bevegelsene i fjellet som vi opplever nå, forklarer Skår. Betonghvelvet er det du ser når du kjører gjennom tunnelen. Inspeksjonen i Strindheimtunnelen er gjort i de trange rommene mellom berget og betongelementene.
– Gjennom droneskanningen får vi en komplett 3D-modell. Grafikken viser med centimeternøyaktighet hvor mye plass vi har til rådighet mellom indre og ytre tunnelhvelv, sier Skår.
– Vi ble enige med Scout DI om at de skulle demonstrere konseptet for oss i februar. Etter skanning bearbeidet de data fra dronen og sendte til oss. Vi så at dette ga oss akkurat det vi trengte.
Etter den første økten ble det gjort utvidet skann etter påske, både på inn- og utsiden av tunnelløpet. Dette ga enda mer presise data om plassen som er tilgjengelig for vedlikeholdsarbeidet.
– Denne testen gav oss unike data som er veldig viktige knyttet til sikringsarbeidet som nå pågår. Det gjør at vi med stor nøyaktighet kan planlegge forsterkningstiltakene og hvor vi eventuelt må utføre pigging for å få enda bedre plass, forteller Skår.

Drone inspiserer en tank. De får strøm via en lang ledning til bakkestasjonen som i sin tur plugges rett i strømnettet. Man kan også bruke medbrakt Portable Power Station dersom det ikke er innlagt strøm på stedet.

Kablet kontroll

Dronen er bundet til en bakkestasjon med en 40 m lang kabel, mens piloten er forbundet til bakkestasjonen med en ethernetkabel. Forbindelsen blir ikke kompromittert av dårlige RF-forhold eller utsatt for uønsket dataavlytting.
– Du kan koble systemet til 4/5 G-nett for live streaming, for eksempel til tunneleksperter som sitter langt unna. Man kan også ha flere nettbrett koblet på med observatørstatus, da kan man gjøre vurderinger og ta beslutninger på stedet, forteller Sivertsen. Scout 137 Drone System er en Non-Destructive Testing (NDT) metode, der man ikke trenger å ta boreprøver for å fastslå bergkvaliteten. 3D lidar-teknologien gir automatisk antikollisjon og omfattende pilotstøtte for BVLOS-operasjoner (Beyond Visual Line of Sight).
– Piloten ser direkte video fra dronen, samtidig kommer det opp en 3D-grafikk av området (tunnelen). Det kommer signaler om hindringer foran, bak og på sidene, – noe som er til hjelp når droneoperatøren skal manøvrere seg ut igjen fra et trangt område, sier Sivertsen.
– Dronen drives av fire små propeller, som roterer med en hastighet på 16 000 o/min. Det genererer luftstrømmer som slår tilbake fra fjell og rørvegger. Systemet må korrigere posisjonen til dronen i forhold til dette. Statens vegvesen bruker droner for inspeksjon av fjellsider, for kartlegge sannsynlighet for snøskred og steinras. Men dette konseptet gir større presisjon.
– Det eksisterer målinger av tunnelen fra før, men disse er foretatt hver femte meter og gir ikke i nærheten av den samme nøyaktigheten som dronemålingene leverer, sier Skår.
– Gevinsten er åpenbar. Vi får et mye bedre grunnlag for å prosjektere sikringstiltakene, som igjen gjør at vi unngår overraskelser og kan gjennomføre selve arbeidene mer presist, raskere og billigere.
Skanningene generer data som kommer til nytte. Grafikken viser hele ruten dronen har fløyet viser, og du kan gå inn på POI (Point of Interest), enkeltpunkter for å sjekke for eksempel for kritiske sprekkdannelser.

Dronen kan gå inn små inspeksjonsluker. Punktskyen til høyre gir svært presis informasjon om hvordan det ser ut.

Flere tunneloppdrag?

Med utgangspunkt i forskningsmiljøene i SINTEF og NTNU har ScoutDI utviklet et dronesystem for sikker inspeksjon av trange rom. De har så langt levert til internasjonalt til skipsnæring, produksjonsindustri, vindkraft og offshore.
– Det lidar-baserte 3D-navigasjonssystemet muliggjør sikre og stabile inspeksjonsflyvninger i svært trange og utilgjengelige omgivelser. Spesielt for offshore og prosessindustri er det nyttig med tykkelsesmålinger ved hjelp av ultralyd og sensorer som varsler om tilstedeværelse av brennbare gasser, sier Sivertsen. Forretningsidéen er at ScoutDI skal være en utstyrsleverandør, men de kan også utføre oppdrag med egne dronepiloter, slik som i Strindheimtunnelen.
– Under oppdraget i Trondheim testet vi en ny versjon av softwaren, og det var veldig tilfredsstillende, sier han. Han sier det har vært et spennende og nytt oppdrag i en bransje de vanligvis ikke opererer i.
– Det er gledelig at resultat ble så bra og nyttig for både oss og Statens vegvesen. Vi har den siste tiden gjort flere tester, på lengre løp. Samferdsel med mange tunneler er et interessant område, vi ser på hvordan vi kan utvikle en arbeidsmodus for denne sektoren, sier Sivertsen. Også Statens vegvesen ser for seg at det blir mer samarbeid fremover.
– SDI har vært imøtekommende og serviceinnstilt. Det kan nok bli flere samarbeidsprosjekter, det er nok av tunneler i Norge, sier Skår.