Gutachten und Untersuchungen
Topografie
Netzwerkerkennung
Geotechnische Untersuchungen
Geophysikalische Untersuchungen
Auskultation und Überwachung von Eisenbahnbauwerken
Datenerfassung und -überwachung
Um die richtige Dimensionierung und Auslegung von grabenlosen Projekten sicherzustellen oder deren Auswirkungen auf bestehende Strukturen zu bewerten, sind Datenerfassung und Monitoring unerlässlich. Diese lassen sich in fünf Hauptkategorien einteilen:
Topografie zur präzisen Vermessung und Abbildung von Höhenlinien und vorhandenen Strukturmerkmalen. Bathymetrie ist eine spezielle Art der Topografie zur Bestimmung von Unterwasser-Höhenprofile in Gewässern.
Netzwerkerkennung umfasst die Kartierung der genauen Standorte bestehender unterirdischer Energie-/Versorgungsnetze innerhalb des Untersuchungsgebiets. In städtischen Gebieten ist die Lage von Netzen ein hochsensibler und kritischer Faktor für jedes grabenlose Projekt.
Geotechnische Untersuchungen umfassen die Entnahme von Bodenproben und die Messung von Parametern vor Ort durch lokale Bohrungen. Laboruntersuchungen der entnommenen Proben helfen bei der Bestimmung der charakteristischen Eigenschaften der Böden.
Geophysikalische Untersuchungen ergänzen geotechnische Untersuchungen und liefern Bilder der Bodenschichten, Tiefen und Grenzflächen entlang der gesamten Länge der potenziellen Bohrstrecke.
Eisenbahnüberwachung umfasst die Verfolgung und Aufzeichnung potenzieller Bodenverschiebungen, die durch unterirdische Arbeiten verursacht werden, um sicherzustellen, dass die Bedingungen innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben.
Die Bedeutung der Datenerfassung für grabenlose Machbarkeitsstudien
Mit Ausnahme der strukturellen Überwachung, die während der Bauphase stattfindet, sollten Untersuchungen und Datenerfassungen vor der detaillierten grabenlosen Machbarkeitsstudie (G2 PRO-Auftrag) durchgeführt werden. So kann die Projektumgebung vollständig erfasst und verstanden werden, um basierend auf den Untersuchungsergebnissen die am besten geeignete und zuverlässigste Lösung zu ermitteln.
Topografie
Wesentliche Daten für jede Machbarkeitsstudie
Um ein grabenloses Projekt korrekt zu planen, ist eine genaue topografische Vermessung entlang der gesamten Länge der Kreuzungsstrecke (Tiefpunkte, Hochpunkte, Höhenunterschiede, Reliefs usw.) unerlässlich.
Die Vermessungen dienen der Ermittlung der Koordinaten für jeden Punkt (X, Y und Z). Hierfür werden entweder GPS oder Drohnen auf der Grundlage eines vordefinierten regionspezifischen Referenzsystems verwendet. Das so erstelle digitale Geländemodell (DGM) gibt sämtliche vorhandenen Strukturmerkmale und Höhenunterschiede an: Straßen, Gehwege, Gräben, Bäume, Gebäude, Eisenbahnstrecken, Flüsse, natürliches Gelände usw. Auf der Grundlage des DGM werden möglichst zuverlässige Pläne, Profile und Kreuzungsquerschnitte erstellt.
Topografie auf einen Blick
In welchem Kontext?
Für alle Machbarkeitsstudien
Warum?
Garantiert den richtigen Zuschnitts des Projekts auf die jeweiligen Standortbedingungen
Netzerkennung
Neben der Topografie ist die Identifizierung bestehender unterirdischer Leitungsnetze ein entscheidender Punkt für grabenlose Arbeiten, insbesondere in städtischen und stadtnahen Gebieten.
Spezifische Vorschriften legen den rechtlichen Rahmen für die Planung und Durchführung von Bauarbeiten in der Nähe bestehender unterirdischer Leitungsnetze fest. Jeder unserer OPTIMUM-Ingenieur ist als Planer für unterirdische Strukturen ausgebildet und zertifiziert (AIPR-Zertifizierung – Autorisierung für Arbeiten in der Nähe von Leitungsnetzen).
Bestehende unterirdische Leitungsnetze: Eine zentrale Herausforderung für grabenlose Bauarbeiten
Vor Durchführung der Machbarkeitsstudien werden alle Betreiber mit unterirdischen Leitungsnetzen in einem vorab festgelegten Gebiet über mögliche grabenlose Bauarbeiten informiert.
Die Betreiber müssen dann innerhalb weniger Wochen bestätigen, ob ihre Leitungsnetze in diesem Gebiet vorhanden sind oder nicht.
Ist Infrastruktur vorhanden, müssen die Betreiber georeferenzierte Pläne ihrer Leitungsnetze vorlegen.
Jedes Netz wird dann auf den während der topografischen Vermessung erstellten Grundkarten neu positioniert.
Die Netze werden anhand der Genauigkeit und der Zuverlässigkeit ihrer Lage in drei Kategorien eingeteilt: A, B und C. Unterirdische Arbeiten können nur fortgesetzt werden, wenn alle Netze als A eingestuft sind, d. h. wenn sie mit einer Genauigkeit von 50 cm lokalisiert wurden.
Im Fall von Netzklassifikationen B oder C, müssen zusätzliche Untersuchungen vor Ort durchgeführt werden.
Bereits in der Planungsphase kann somit die genaue Lage der verschiedenen Netze festgestellt werden. Dies gewährleistet ein das Kreuzungsprofil mit ausreichenden Abstand zu allen bestehenden unterirdischen Infrastrukturen einhält.
Netzerkennung auf einen Blick
In welchem Kontext?
Zwingend erforderlich für alle grabenlosen Projekte
Entscheidend für Projekte in städtischen, stadtnahen und dicht bebauten Gebieten
Warum?
Um eine möglichst zuverlässige Planung des grabenlosen Projekts zu gewährleisten
Um die Integrität bestehender Netze zu gewährleisten
Um einen reibungslosen Ablauf der grabenlosen Bauphase zu gewährleisten
Geotechnische Untersuchungen
Geotechnische Untersuchungen sind unerlässlich, um die mechanischen Eigenschaften des zu durchquerenden Bodens zu bestimmen. Sie sind für die detaillierte Machbarkeitsstudie (G2 PRO-Auftrag) von entscheidender Bedeutung und werden in der Regel nach der Vorstudie (G1 ES / PGC-Auftrag) durchgeführt.
Jedes grabenlose Projekt ist einzigartig und erfordert ein maßgeschneidertes Programm für geotechnische Untersuchungen, das auf den Standortbedingungen und der vorgesehenen Durchquerungstechnik basiert. Daher ist es unerlässlich, dass das Programm von einer spezialisierten Ingenieurin für grabenlose Verfahren entwickelt wird, der die genaue Position jedes Bohrlochs sowie die Art, Tiefe und die vor Ort durchzuführenden Tests festlegt.
Vor Beginn der Arbeiten erstellt der Ingenieur für grabenlose Technologien außerdem ein vorläufiges Laborprüfprogramm. Dieses Programm ist anzupassen, sobald die tatsächlichen Bedingungen vor Ort bekannt sind, d. h. nach der Bohrlochprobenahme. Damit werden unnötige Untersuchungen vermieden und die Vollständigkeit aller wichtigen Informationen für nachfolgende Analysephasen gewährleistet.
Geotechnische Untersuchungen umfassen in der Regel die folgenden Verfahren
Kernbohrungen zur Probengewinnung
Destruktive Bohrungen zur Beurteilung der Bodenbeschaffenheit
Aushubarbeiten zur Beurteilung der Größe und Menge großer Elemente, die die Bohrlochabmessungen überschreiten.
Einige Bohrlöcher können auch mit Piezometern ausgestattet werden, um Schwankungen des Grundwasserspiegels im Laufe der Zeit zu messen.
In Kombination mit geophysikalischen Untersuchungen ermöglichen diese geotechnischen Tests die Erstellung eines zuverlässigen Bodenmodells und geotechnischen Profils, die beide für die genaue Planung der grabenlosen Kreuzung unerlässlich sind.
Die gängigsten In-situ-Prüfungen
Bodenpermeabilität: Wichtiger Parameter bei grabenlosen Arbeiten. Er gibt Aufschluss über die Permeabilität der Formation. Dieser Parammeter ist besonders wichtig für den Einsatz von Spülungen für Aushubarbeiten, z. B. bei HDD- und Microtunneling-Verfahren.
Pressiometrische Prüfungen: Prüfungen der mechanischen Parameter (Grenz- und Kriechdrücke) zur Bestimmung der Bodenkonsistenz an einer bestimmten Stelle.
Penetrometerprüfungen (Kegelpenetrationstest / Standardpenetrationstests): Liefern ähnliche Informationen wie pressiometrische Prüfungen. CPT hat jedoch den Vorteil, dass kontinuierlich geprüft wird. Außerdem ist das Verfahren weniger anfällig für Anwendungsfehler und kann zudem Verflüssigungspotenzial bewerten.
Laboruntersuchungen für körnige Böden (Sand oder Kies) umfassen
Korngröße oder Sedimentometrie: Misst die Größe der Bodenpartikel.
Atterberg-Grenzen: Misst den Tonanteil von Materialien und liefert einen guten Hinweis auf deren Klebrigkeit oder Quellfähigkeit.
Methylenblau-Test: Zusätzlich zur Korngröße und Sedimentometrie ermittelt diese Untersuchung auch die Klebrigkeit oder Quellfähigkeit von Ton.
Dreiachsige / Schertests: Diese messen die intrinsischen Parameter eines Bodens, darunter den Reibungswinkel und die Kohäsion.
Laboruntersuchungen für felsige Böden umfassen
Druckfestigkeitsprüfungen, die direkt (UCS) oder indirekt (Franklin) gemessen werden können: Beide Messungen sollten kombiniert werden. Damit wird sichergestellt, dass die tatsächliche Festigkeit der Gesteinsmatrix und nicht die Festigkeit der Zementierung einer bestehenden Bruchfläche bewertet wird.
Zugfestigkeit (brasilianischer Test), die zur Beurteilung der Bohrbarkeit des Gesteins beiträgt.
Abrieb- und Härtetest (Cerchar test).
Diese Gesteinstests identifizieren potenzielle Herausforderungen beim Bohren oder Tunnelbau, unterstützen bei der Ermittlung der erforderlichen Werkzeuge und bewerten deren Verschleiß während der Bauphase.
Geophysikalische Untersuchungen
Wertvolle Ergänzung zu geotechnischen Untersuchungen
Geophysikalische Untersuchungen sind eine wertvolle Ergänzung zu geotechnischen Untersuchungen in komplexen geotechnischen oder geologischen Kontexten und bei großflächigen Baumaßnahmen.
Diese Untersuchungen ergänzen die in Bohrlöchern gewonnenen Daten und ermöglichen eine präzise Verfeinerung des geotechnischen Profils über die gesamte Querschnittslänge. Die Ergebnisse können auch dazu beitragen, das geotechnische Untersuchungsprogramm zu verfeinern oder zu vervollständigen, insbesondere durch die gezielte Untersuchung von Bereichen, in denen Anomalien festgestellt wurden.
Das geophysikalische Untersuchungsprogramm wird in der Regel während der vorläufigen Machbarkeitsstudie (G1 PGC-Auftrag) festgelegt und anschließend an die projektspezifischen Gegebenheiten angepasst: Standortbedingungen, grabenlose Kreuzungstiefe, erforderliche Genauigkeit. Es gibt verschiedene Methoden zur Datenerfassung, z. B. elektrische oder seismische Verfahren, die je nach den Besonderheiten des jeweiligen Standorts und der für das Projekt erforderlichen Untersuchungstiefe ausgewählt werden sollten.
Eisenbahnüberwachung
Grabenlose Bauarbeiten führen immer zu einer Veränderung der Bodenverhältnisse. Das Ausmaß dieser Veränderung hängt von der verwendeten grabenlosen Technik, den örtlichen Gegebenheiten und der Tiefe der Installation ab. Kreuzungen unter bestehenden Bauwerken, wie z. B. Eisenbahnstrecken, erfordern besondere Aufmerksamkeit und spezifische Maßnahmen, um sicherzustellen, dass die unterirdischen Arbeiten keine Oberflächenstörungen verursachen.
Vor und nach den Arbeiten: Überprüfung des Bahnsteigs auf Störungen und Umgebungseinflüssen. Je nach Tiefe der grabenlosen Verlegung kann die Untersuchung durchgeführt werden mit:
- Georadar: Vor und nach dem Bohren/Tunnelling unter den Gleisen werden Bilder aufgenommen. Durch den Vergleich der Bilder können Störungen erkannt werden.
- Geophysikalische Untersuchungen, insbesondere seismische Untersuchungen, wenn die grabenlose Kreuzung in sehr tiefen Formationen und/oder unterhalb des Grundwasserspiegels liegt.
Während der Arbeiten: Eine gründliche und kontinuierliche Überwachung der strukturellen Integrität der Bahnstrecke ist unerlässlich. Dazu werden Sensoren entlang der Gleise angebracht und regelmäßig topografische Positionsmessungen durchgeführt, die bei Abweichungen von den festgelegten Parametern automatische Warnmeldungen auslösen.
Nach Abschluss der Arbeiten: Eine Nachüberwachungsphase stellt sicher, dass sich im Laufe der Zeit keine Hohlräume gebildet haben. Nach Abschluss dieser Kontrollen werden die Überwachungsgeräte entfernt und der normale Bahnbetrieb kann wieder aufgenommen werden.