Setzungsmonitoring mit der Hydrostatischen Linienvermessung in einem Staukanal
In Nordrhein-Westfalen sollte ein 338 Meter langer Staukanal neu überbaut werden. Das Ingenieurbüro Lhotzky und Partner wurde mit der Installation und dem Betrieb eines dauerhaften Setzungsmonitorings mittels Hydrostatischer Linienvermessung beauftragt.
Das Bauwerk: ein Staukanal unter einer Baustelle
Der Staukanal mit einer Länge von über 300 m verläuft unter einem Gelände, das aufgeschüttet und mit einem Sportplatz und Gebäuden überbaut wurde. Dadurch enstanden zusätzliche Auflasten für das Bauwerk. Diese könnten zu vertikalen Verformungen führen. Begehbar ist der Tunnel über tiefe Schächte nur bei Trockenwetter und unter hohem Sicherheitsaufwand.
1. Problem
Klassisches Setzungsmonitoring im Tunnel sehr aufwendig
Die Setzungsmessungen an den Tunnelsegmenten wurden bisher vom Auftraggeber selbst vorgenommen. Dazu wurde eine geodätische Einmessung von Messbolzen an der Tunneldecke durchgeführt.
Diese Arbeiten erforderten aufgrund der Sicherheitsanforderungen und der Tunnelproblematik einen hohen Personal- und Geräteeinsatz. Wegen der Überflutungsgefahr konnten die Arbeiten nur bei Trockenwetter ausgeführt werden.
2. Problem
Engmaschigere Überwachung während Bauphase
Die Errichtung eines Sportgeländes über dem Staukanal mit Aufschüttungen und Gebäuden war mit zusätzlichen Auflasten verbunden. Daher wurde eine zeitlich engmaschigere Überwachung des Staukanals erforderlich. Diese wäre während der Bauphase mit dem bisherigen Verfahren kaum realisierbar, auf jeden Fall aber extrem aufwendig geworden.
Die Lösung von Lhotzky und Partner
Installation unseres linienförmigen Mess- und Überwachungssystems
Für ein dauerhaftes, beliebig engmaschiges Setzungsmonitoring mit der Hydrostatischen Linienvermessung installierten wir im Staukanal zunächst unsere hochrobusten, PE-ummantelten Systemschläuche.
Montage spezieller Systemschläuche für die Hydrostatische Linienvermessung im Staukanal
Dazu montierten wir auf beiden Seiten des Staukanals den Standard-Systemschlauch HLV-4S0K-STD mit Schellen an der Tunnelwand. Die Messauflösung beträgt 1 mm in der Höhe, bei einem typischen Messpunktabstand von 25 cm. Damit hat das Höhenprofil eine sehr hohe Messpunktdichte mit mehr als 1000 Datensätzen. Zukünftig erfolgt die Vermessung mit dem System der Hydroststischen Linienvermessung im Ein-Mann-Betrieb.
Der Anschlusspunkt für die Messgeräte befindet sich in einem Schacht neben dem Einstiegbauwerk.
Im Schacht auf der Südseite des Staukanals montierten wir Messendpunkte als Messschnecken für eine hochgenaue Höhenmessung am Messleitungsende.
Am südlichen Ende des Staukanals ordneten wir an der Sohle des zweiten Einstiegbauwerks die Endpunkte der beiden Messstrecken an. Diese speziellen Endpunkte ermöglichen ein sicheres Erkennen des Endes der Messlinie sowohl in der Lage als auch der Höhe.
Im Bereich des nördlichen Einstiegbauwerks werden die Systemschläche in den Messschacht geführt.
Exakte, engmaschige Überwachung
Beide Messleitungen vermaßen wir mit dem System der Hydrostatischen Linienvermessung. Dabei koppelten wir während der Bauphase die Messungen engmaschig an den Baufortschritt. Auf diese Weise konnten wir die Einflüsse der Bautätigkeit kontinuierlich überwachen.
Setzungsmonitoring nach Abschluss der Bauphase
Seit Fertigstellung des Sportgeländes über dem Staukanal vermessen wir mit Hilfe unseres hochgenauen, effektiven Systems der Hydrostatischen Linienvermessung das Bauwerk weiter und dokumentieren das Setzungsverhalten.
Die Messergebnisse der Hydrostatischen Linienvermessung zeigen den Einfluss der Bautätigkeit in der Mitte des Staukanals. Außerdem ist an den einzelnen Messungen die gute Reproduzierbarkeit zu erkennen.
Fazit: Nachhaltiger Nutzen der installierten Linienvermessung
Die geodätischen Vermessungsarbeiten im Staukanal konnten durch die im Ein-Mann-Betrieb ausführbare Hydrostatische Linienvermessung komplett substituiert werden.
Damit ersetzten wir kosten- und personalintensive Sicherungs- und Vermessungsarbeiten vollständig und dauerhaft durch ein Verfahren, das jetzt von nur einem einzelnen Mitarbeiter ohne weitere Unterstützung ausgeführt werden kann.
Dabei liefert das installierte System der Linienvermessung zuverlässig örtlich und in der Höhe hoch aufgelöste Messergebnisse. Vermessen werden nicht mehr nur einzelne Messbolzen, sondern linienhaft die gesamte Strecke. Damit können wir den Informationsgehalt jeder Messkampagne deutlich erhöhen.
Referenzprojekt 1005