Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International
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Panel 11<br />
| Proceedings 54 th BetonTage<br />
Inspection of non-accessible precast concrete ducts using the duct crawler<br />
Inspektion nicht begehbarer Betonfertigteilkanäle mittels Kanalspinne<br />
Autor<br />
Dipl.-Ing. (FH) Hartmut Solas,<br />
FITR – Forschungsinstitut für<br />
Tief- und Rohrleitungsbau<br />
Weimar<br />
hartmut.solas@fi tr.de<br />
Geb. 1955; 1978 Abschluss<br />
zum Dipl.-Ing. (FH) für Tiefbau<br />
an der Ingenieurschule Cottbus;<br />
1979–1981 Kraftwerksbau;<br />
1982–1991 versch. Positionen<br />
im Bereich der stadttechnischen<br />
Erschließung, dabei<br />
tätig in Planung, Ausschreibung,<br />
Bauüberwachung<br />
und Bauleitung; 1992–2001<br />
Geschäftsführung eines<br />
Ingenieurbüros; seit 2002<br />
Projektmanagement beim Forschungsinstitut<br />
für Tief- und<br />
Rohrleitungsbau Weimar e.V.<br />
In built-up areas, district heat pipelines had been laid in<br />
non-accessible heating ducts (hood/foundation slab,<br />
trough/cover slab) until plastic-jacket pipes were introduced.<br />
Due to the fact that the heating ducts provide neither<br />
walk-in access nor any crawlway, the current condition<br />
of both the structural envelope and the pipelines with<br />
their insulation is largely unknown. According to estimates,<br />
about 20,000 km of these ducts exist in Germany.<br />
As a result of their long exposure periods, structural damage<br />
has occurred in and at the ducts. In addition, the ducts<br />
are subject to live loads diff erent from those acting at the<br />
time of their construction.<br />
Damage patterns include concrete spalling, leaking<br />
joints and corrosion at sliding and fi xed supports. Utilities<br />
are usually interested in the continued operation of these<br />
ducts using either the existing pipelines or following a rehabilitation<br />
of the duct lines installing plastic-jacket pipes.<br />
In order to draw up appropriate, commercially viable<br />
plans for the operation of these networks, however, the<br />
assessment of their current condition is crucial and will<br />
also highlight related priorities to the utilities. At the same<br />
time, the structural condition of these hood-covered ducts<br />
is important for the planning of, for instance, crossing<br />
traffi c routes.<br />
To record their actual condition and to defi ne related<br />
repair and rehabilitation activities, these ducts need to be<br />
evaluated using a suitable inspection system. Currently<br />
used methods include excavations during works at lines<br />
that cross or approach each other, combined with a visual<br />
inspection carried out by an employee of the utility company.<br />
Another method is to drill a hole in the duct and to<br />
use a stethoscope to inspect the internal space. For this<br />
purpose, holes are drilled in the duct approx. every 20 meters,<br />
and its condition is documented. Due to the fact that<br />
the non-accessible heating ducts may include unexpected<br />
features such as caving-in, branches or junctions, sliding<br />
and fi xed supports, changes in direction, bottom or component<br />
off sets, defective insulation, construction waste,<br />
or open joints, it is not possible to access and inspect these<br />
ducts using the currently available camera equipment. To<br />
date, assessments of the duct condition have been carried<br />
out only for short sections and do not provide representative<br />
information at all.<br />
Under the head responsibility of the Forschungsinstitut<br />
für Tief- und Rohrleitungsbau Weimar (FITR; Weimar<br />
Research Institute for Civil Engineering and Pipeline<br />
Construction), an inspection device has been developed<br />
for such ducts together with other project partners. The<br />
prototype has been in use since June 2009. Several utilities<br />
rely on this system that is being off ered as a service. To<br />
date, non-accessible ducts in Dresden, Frankfurt/Main,<br />
Leipzig and Essen have been inspected. These inspections<br />
enabled conclusions to be drawn as to the structural condition<br />
of the ducts, which results in a more eff ective allocation<br />
of funds. The inspections carried out thus far resulted<br />
in useful information regarding modifi cations of<br />
the design and operation of this inspection device. As a<br />
result, an improved version is now available.<br />
Bis zur Einführung der Kunststoff -Mantel-Rohre (KMR-<br />
Rohre) wurden Fernwärmeleitungen in bebauten Bereichen<br />
vorwiegend in nicht begehbaren Heizkanälen (Haube/Bodenplatte,<br />
Trog/Abdeckplatte) verlegt. Aufgrund<br />
dessen, dass die Heizkanäle weder begeh- noch bekriechbar<br />
sind, ist der derzeitige Zustand der baulichen Hülle<br />
sowie der Rohrleitungen einschließlich der Isolierung<br />
weitgehend unbekannt. Nach Schätzungen gibt es in<br />
Deutschland ca. 20.000 km dieser Kanäle. Aufgrund der<br />
langen Liegezeit sind entsprechende bauliche Schäden in<br />
und an den Kanälen aufgetreten. Des Weiteren sind die<br />
Kanäle zwischenzeitlich anderen Verkehrsbelastungen<br />
als bei ihrer Erstellung ausgesetzt.<br />
Es treten Schäden in Form von Betonabplatzungen,<br />
Fugenundichtigkeiten und Gleit- und Festpunktlagerkorrosionen<br />
auf. Für die Versorger ist im Regelfall die weitere<br />
Betreibung dieser Kanäle einerseits mit den vorhandenen<br />
Leitungen, aber auch in Form der Trassensanierung mittels<br />
KMR-Rohren interessant. Um aber sinnvolle und wirtschaftliche<br />
Planungen für die Betreibung dieser Netze anstellen<br />
zu können, ist die Beurteilung des derzeitigen<br />
Zustandes von großer Bedeutung und zeigt den Versorgern<br />
auch entsprechende Prioritäten auf. Gleichzeitig sind<br />
bei der Planung z.B. neuer kreuzender Verkehrstrassen die<br />
baulichen Zustände dieser Haubenkanäle von Bedeutung.<br />
Zur Erfassung des Ist-Zustandes und zur Festlegung<br />
von Sanierungsmaßnahmen ist es erforderlich, diese Kanäle<br />
mit einem entsprechenden Inspektionssystem zu untersuchen.<br />
Derzeit gängige Methoden sind Aufgrabungen<br />
bei Arbeiten an kreuzenden bzw. sich nähernden Leitungen<br />
mit visueller Begutachtung durch einen Mitarbeiter<br />
des Netzbetreibers. Eine weitere Methode ist das Anbohren<br />
des Kanals und eine Begutachtung des Inneren<br />
mithilfe eines Stethoskops. Hierzu wird der Kanal ca. alle<br />
20 m angebohrt und der Zustand dokumentiert. Auf Grund<br />
der Tatsache, dass in den nichtbegehbaren Heizkanälen<br />
Unwägbarkeiten in Form von Einbrüchen, Abzweigungen,<br />
Gleitlagern und Festpunkten, Richtungsänderungen, Sohlsprüngen,<br />
Elementeversatz, defekten Isolierungen, Bauschutt,<br />
off enen Fugen usw. vorhanden sind, ist es nicht<br />
möglich, diese Kanäle mit der momentan zur Verfügung<br />
stehenden Kameratechnik zu befahren. Die bisherige Zustandsbeurteilung<br />
erfolgt nur in kurzen Teilabschnitten<br />
und bildet in keiner Weise ein umfassendes Bild ab.<br />
Unter Federführung des Forschungsinstituts für Tief-<br />
und Rohrleitungsbau Weimar (FITR) erfolgte in Zusammenarbeit<br />
mit weiteren Partnern die Entwicklung eines<br />
Inspektionsgerätes für solche Kanäle. Das ursprüngliche<br />
Funktionsmuster befi ndet sich bereits seit Juni 2009 in Betrieb<br />
und wird von verschiedenen Versorgungsunternehmen<br />
als Dienstleistung genutzt. So wurden bisher nicht<br />
begehbare Kanäle in Dresden, Frankfurt/Main, Leipzig<br />
und Essen befahren. Aus diesen Befahrungen konnten<br />
Schlussfolgerungen auf die Baulichkeit der Kanäle gezogen<br />
werden, was somit für einen eff ektiveren Einsatz von<br />
Mitteln sorgt. Aus den bisherigen Befahrungen haben sich<br />
entsprechende Hinweise auf die Konstruktion und den Betrieb<br />
dieses Inspektionsgerätes ergeben, so dass nunmehr<br />
eine verbesserte Version zur Verfügung steht.<br />
<strong>BFT</strong> 02/2010