Schlüsselwörter
(Deutsch)
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zerstörungsfreie Untersuchung, Untertagbau, Thermographie, Tunnelabdichtung
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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non-destructive testing, tunnelling, thermography, waterproofing
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das Lokalisieren von Leckstellen in vollflächigen Tunnelabdichtungen stellt eine wichtige Aufgabe bei der Untersuchung von bestehenden zweischaligen Tunnelgewölben dar. Die genaue Ermittlung einer Leckstelle bringt mehrere Vorteile bei der Planung und Ausführung von Reparaturen mit sich, einschliesslich einer Optimierung des Bauvorgangs durch gezielte Reparaturen sowie eine verbesserte Schätzung von Kosten und Terminen. Destruktive Untersuchungsmethoden zur Ermittlung von Leckstellen sind meist unpraktisch und unwirtschaftlich, deshalb sind zuverlässige zerstörungsfreie Methoden gefragt. Die Thermographie hat schon seit mehreren Jahren im Rahmen von Zustandsanalysen von Untertagbauwerken Anwendung gefunden. Erfolgreiche Anwendungen sind bei der Abgrenzung von bautechnischen Problemzonen sowie bei der Lokalisierung von vorhandenen Wassereintritten, feuchten Stellen und Wasser hinter der Verkleidung dokumentiert worden. Mit dem vorgeschlagene Forschungsprojekt soll untersucht werden, ob tragbare thermographische Geräte eine zuverlässige zerstörungsfreie Untersuchung von Leckstellen in zweischaligen Untertagbauwerken ermöglichen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The determination of the location of a leak in full coverage tunnel waterproofing systems represents an important task during the investigation of existing double-shell tunnel linings. The exact determination of the location of a leak provides several advantages during the planning and realization of repairs. These include the optimization of construction procedures by enabling selective repairs as well as improved estimations of costs and schedules. Destructive investigations to determine the location of a leak are usually not practical or economical. Reliable non-destructive methods are therefore in demand. Thermography has been applied for several years within the framework of condition assessments in tunnels. Successful application have been documented in locating the boundaries of problem areas of structures as well as in the localization of existing points of water inflow, damp areas and water behind the lining. Within the scope of the proposed research project, the question of whether portable thermographic cameras are suited for the precise determination of the leakage point in double-shell underground structures is to be investigated.
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Methoden
(Deutsch)
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Durch Literaturrecherchen und Beratungen durch Experten der Geophysik bzw. Thermographie wird der theoretische Teil des Forschungsplanes bearbeitet. Messungen im Feld werden auf Bauwerke ausgeführt, welche unterschiedliche Rahmenbedingen aufweisen. Gewonnene Erkenntnissen für den Einsatz von tragbaren thermographischen Geräten für die Zustandserfassung werden präsentiert.
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Spezielle Geräte und Installationen
(Deutsch)
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Thermografische Kamera und Software für die Auswertung der thermografischen Aufnahmen
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Stand der eigenen Forschung
(Deutsch)
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Schäden an einer Tunnelverkleidung reduzieren den Ausbauwiderstand und die Lebensdauer des Bauwerkes und beeinträchtigen dadurch langfristig die Sicherheit der Infrastrukturbauten. Erfahrungen aus Zustandserfassungen von bestehenden Tunnelbauwerken haben gezeigt, dass das Wasser – in verschiedenen Formen - bei sehr vielen Schäden mitbeteiligt oder verantwortlich ist. Ein Wassereintritt in einem Tunnelbauwerk ist oft Ursprung einer Kette von weiteren Schadensbildern. Ist eine Abdichtungsfolie bei einem zweischaligen Tunnelgewölbe defekt, muss zuerst geklärt werden, wo sich das Leck hinter der Innenschale befindet. Meistens ist die Wassereintrittstelle nicht identisch mit der Leckstelle. Die Auswertung von mehreren km thermografischen Aufnahmen hat gezeigt, dass die erfolgreiche Anwendung der Thermographie bei der Abgrenzung von bautechnischen Problemzonen sowie bei der Lokalisierung von vorhandenen Wassereintritten, feuchten Stellen und Wasser hinter der Verkleidung eindeutig möglich ist. Die Frage, ob thermographische Geräte eine zuverlässige Lokalisierung von Leckstellen in zweischaligen Untertagbauwerken ermöglichen, wurde bisher nicht speziell untersucht.
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Projektziele
(Deutsch)
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Mit dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt soll untersucht werden, ob tragbare thermographische Geräte eine präzise Ortung von Leckstellen in zweischaligen Untertagbauwerken ermöglichen. Die Erreichung dieses Ziels wird durch die folgenden Informationen unterstützt:
- Kenntnisse der möglichen Schädigungsmechanismen von Tunnelabdichtungen
- die Konstruktion und die Materialien des Tunnelgewölbes
- eine visuelle Inspektion des Bauwerkes im Untersuchungsbereich
- die Auswertung von thermographischen Aufnahmen
- Kenntnisse der Prinzipien und Grenzen der Thermographie und thermographischen Geräten
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Projektziele
(Englisch)
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Within the scope of the proposed research project, the question of whether portable thermographic cameras are suited for the precise determination of the leakage point in double-shell underground structures is to be investigated. This objective is to be supported by the following information:
- Understanding of possible damage mechanisms in tunnel waterproofing systems
- the design and materials of the investigated tunnel linings
- a visual inspection of the structure in the area of question
- an evaluation of thermographic images
- knowledge of the principles and limits of thermography and thermographic devices
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Forschungsplan
(Deutsch)
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Der Forschungsplan beinhaltet einen theoretischen Teil, indem die notwendigen anwendungstechnischen Aspekte der Thermographie für eine erfolgreiche Messung ermittelt werden sowie einen praktischen Teil, indem thermographische Aufnahmen im Feld auf bestehende Tunnelbauwerke ausgeführt werden. Das Arbeitsprogramm wird in den Phasen "Vorbereitung", "Feldarbeit Phase 1", "Feldarbeit Phase 2" sowie "Ergebnisse/Bericht" unterteilt und benötigt 1.5 Jahre.
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Abstract
(Deutsch)
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.
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Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
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Durch dieses Forschungsprojekt werden klare Erkenntnisse gewonnen, welche die Frage ob der Einsatz von thermografischen Geräten für die Ortung von Leckstellen in zweischaligen Untertagbauwerken sinnvoll ist beantwortet. Unabhängig von den Resultaten werden auch allgemeine Erkenntnisse für den Einsatz von tragbaren thermografischen Geräten für die Zustandserfassung in Tunnelbauwerken gewonnen.
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Berichtsnummer
(Deutsch)
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1205
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Literatur
(Deutsch)
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Tunnelzustandsbeurteilung, Nachbearbeitung ausgewählter Abschnitte aus dem 30 km Programm; Technischer Bericht der Amberg Ingenieurbüro für die Schweizerische Bundesbahnen, Bauabteilung der Generaldirektion; Regensdorf, 12. Februar 1991.
Friebel, W.-D.; Krieger, J.; Qualitätssicherung und Zustandserfassung von Strassentunneln mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren; Tunnel 8/2001; S. 36-46.
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