City-Tunnel Leipzig - Trivecmessung

Messverfahren

Ein Messrohr mit axial verschiebbaren Messmarken, welche einen Abstand von 1 m zueinander haben, wird in das Bohrloch installiert. Die Messmarken werden mittels einer geeigneten Zementsuspension mit dem umgebenden Medium (Lockergestein, Fels oder Beton) verbunden.
Nach dem die Zementsuspension ausgehärtet ist, wird mit der Trivec-Sonde die Referenzmessung Meter für Meter in den Messmarken durchgeführt. Dabei werden bei jedem Messschritt die Referenzmesswerte für die Verschiebungsvektoren X,Y und Z festgehalten. Die folgenden Messungen werden gleich wie die Referenzmessung durchgeführt.
Die gemessenen X- , Y- und Z-Werte werden mit denen der Referenzmessung verglichen. Die dabei erhaltenen relativen Differenzen in jeder Messposition werden aufsummiert um die gesamten Verschiebungen entlang des Messrohres zu erhalten.

Wichtig ist die Messung in zwei Lagen (0° und 180°), da diese den Temperatureinfluss und eventuelle systematische Instrumentenfehler kompensiert.

Bohrlochanforderungen

Die wichtigsten Bohrlochanforderungen sind:

• standfestes oder verrohrtes Bohrloch
• minimal es Bohrloch- oder Verrohrungsinnendurchmesser ist 100 mm. Dieser Durchmesser ist zu Vergrößern je nach Injektionsmethode (Injektionsgestänge oder Injektionsschlauch).
• Bohrungen mit Klüften (Injektionsverluste) sollten vor Messrohreinbau aufinjiziert und neu nachgebohrt werden. Das Messrohr kann allenfalls mit einem Geotextil versehen, in die klüftige Bohrung eingebaut werden.
• Das Bohrloch muss vertikal sein (wichtig für die Messgenauigkeit)
• Bei verrohrten Bohrungen darf die Verrohrung nur soweit gezogen werden, dass die Bohrung im unverrohrten und noch nicht injizierten Teil nicht einstürzt. Die Verrohrung muss vorsichtig und ohne zu drehen zurückgezogen werden.

Messrohreinbau

Um eine gute Verbindung zwischen dem natürlichen Boden und der Zementsuspension zu erhalten, sollte der Elastizitätsmodul der Zementsuspension in etwa dem des Bodens entsprechen.
Die Zementsuspension besteht im Wesentlichen aus Zement und Wasser und kann der Festigkeit durch Beigabe von Aktivbentonit oder Ton variiert werden.
Um eine Pfahlwirkung im Lockergestein zu verhindern, kann eine weiche, elastische Mischung injiziert werden. Es können aber auch injizierbare Geotextilkissen, nur punktweise bei den Messmarken verwendet werden. Die Geotextilkissen haben keine aussteifende Wirkung auf die zu messende Messrohrrichtung.
Nach dem sich die Zementsuspension verfestigt hat, ist es von Vorteil, das Messrohr vor der ersten Messung mit Wasser und Bürste zu reinigen.

Messgenauigkeiten

Die Messgenauigkeit liegt in der Sonde. Sie unterscheidet sich im Wegsensor
(Z-Komponente) und Inklinometersensor (X- und Y-Komponente). Der Wegsensor schafft eine Genauigkeit von + 0.003 mm (mittlerer Fehler) und der Inklinometersensor 0.05 mm/m.

Anwendungsgebiete

Staumauern: Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Mauer und Felswiderlager, z.B. in Abhängigkeit des Staupegels. Erfassen der kompletten Verteilung der vertikalen Dehnungen und horizontalen Verschiebungen

Tunnel und Schächte:
Erfassen von Vertikal- und Horizontalverschiebungen. Beobachtung der Setzungsmechanismen im städtischen Tunnelbau.

Pfähle und Schlitzwände:
Erfassen der Dehnungsverteilung und der Horizontalverschiebungen entlang einer vertikalen Messlinie.

Trivec - Messung am City-Tunnel Leipzig

Vertikale und horizontale Bewegungen des den Tunnel umgebenden Bodens während der Schildfahrt werden von der Geländeoberfläche aus durch Trivec – Bohrlochmesssonden aufgenommen. Insgesamt sind 60 Trivec – Messpunkte in 14 Messquerschnitten zu je 3-5 Messpunkten entlang der Strecke  geplant. Sie werden von Beginn der ersten Schildfahrt an in einem festgelegten Messrhythmus gemessen