innovative messtechnologie zur kampfmittelfreimessung des...
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Vortragender: Dr. Thomas Richter 1
Co-Autoren: Michael Eidner 1
Peter Kockel 2
Tel.: +49-3329-6982-0
Fax: +49-3329-6982-222
Mobil.: +49-172-253 73 68
Web: www.heinrich-hirdes.de
email: [email protected]
2Heinrich Hirdes
Kampfmittelräumung GmbH
Stansdorfer Straße 106
D - 14513 Teltow
GERMANY
Innovative Messtechnologie zur
Kampfmittelfreimessung des Baugrundes im Rahmen
des BV „Neubau NVD Graz Hbf / Österreich“
Tel.: +49-3643-77369-20
Fax: +49-3643-77369-26
Mobil.: +49-172-360 65 76
Web: www.boratec.net
email: [email protected]
1Bo-Ra-tec GmbH
Hegelstraße 5
D - 99423 Weimar
GERMANY
Fachtagung Kampfmittelbeseitigung
Bad Kissingen
27.+28.02.2012 2
Bo-Ra-tec GmbH
• Gesellschaft für Ingenieur- und Umweltgeophysik
• Geophysikalische Dienstleistungen in der Prospektions-
erkundung und Überwachung
• Spezialisierung auf den Gebieten
- der Radar- und Bohrloch-Radar-Technologie
- tomographischer Spezialverfahren (insbes. Radar und
Seismik)
- Hochfrequenzseismik (SONAR)
• Eigene Geräteentwicklung und -weiterentwicklung
• Methodische Verfahrensweiterentwicklung der geophy-
sikalischen Spezialverfahren
• Angewandte Forschung
Vorstellung
der Firma
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Bad Kissingen
27.+28.02.2012 3
• Einleitung und Problemstellung
• Messtechnologie
• Einsatz im BV „Neubau NVD Graz Hbf“
- Vorgehensweise
- Ergebnisdarstellung
• Zusammenfassung und Ausblick
Vortrags-
gliederung
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27.+28.02.2012 4
• Einleitung und Problemstellung
• Messtechnologie
• Einsatz im BV „Neubau NVD Graz Hbf“
- Vorgehensweise
- Ergebnisdarstellung
• Zusammenfassung und Ausblick
Vortrags-
gliederung
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Einleitung/
Problem-
stellung
Ausgangssituation:
Notwendigkeit der kampfmitteltechnischen Freimessung der Baugruben für
das Bauvorhaben „Neubau Nahverkehrsdrehkreuz Graz Hbf in Österreich“
Entscheidung zur Einbeziehung moderner Ortungsverfahren mit dem Ziel
der Kostenreduzierung und Optimierung des Bauablaufes
Konzentration auf zwei Schwerpunktbereiche für den Einsatz der
Verfahren der Bohrloch-Radar-Technologie:
- Freimessung des zukünftigen Untertagebahnhofes und der angrenzenden
Trasse östlich vor dem Hauptbahnhof
- Freigabe des Baugrundes im Bereich der Trassenführung unter dem
denkmalgeschützten Kino
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Einleitung/
Problem-
stellung
Aufgabenstellung für den Untertagebahnhof und die Trasse:
- Primäre Aufgabe: Kampfmittelfreimessung der Bohrpfahltrasse
beidseitig der Baugrubenbegrenzung
- Sekundäre Aufgabe: Kampfmitteltechnische Freimessung der gesamten
Baugrube
Aufgabenstellung für den Bereich des Kinogebäudes:
- Primäre Aufgabe: Kampfmittelfreimessung des von der Gelände-
oberfläche nicht zugänglichen Trassenbereiches
unter dem Kinogebäude
- Sekundäre Aufgabe: Einbeziehung des Bahnsteigbereiches westlich
des Kinogebäudes
Erweiterte Aufgabenstellungen für beide Untersuchungsabschnitte
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Wichtige Entscheidungskriterien für den Einsatz der
BOhrloch-RAdar-TEChnologie
im BV „Neubau NVD Graz Hbf“
Einziges geophysikalisches Bohrloch-Messverfahren zur messtechnischen
Erfassung räumlicher Strukturaussagen um die Bohrlochachse mit „großen“
Erkundungsreichweiten und hoher Auflösung
Idealer und sicherer Nachweis metallischer Störkörper auf Grund hoher
Störamplitude (Reflektivität)
Geeignete Untergrundbedingungen (Sande, Kiese ohne bzw. mit geringen
bindigen Anteilen) große Eindringtiefe der Radarwellen möglich
Nachweis der Eignung und Grenzen des Verfahrens
sollte für jeden neuen Standort und für das BV durch
Testmessungen oder
petrophysikalische Laboruntersuchungen bestätigt werden
Einleitung/
Problem-
stellung
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27.+28.02.2012 8
• Einleitung und Problemstellung
• Messtechnologie
• Einsatz im BV „Neubau NVD Graz Hbf“
- Vorgehensweise
- Ergebnisdarstellung
• Zusammenfassung und Ausblick
Vortrags-
gliederung
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Verfahrens-
beschreibung
Impuls-Reflexionsverfahren
Antenne
gesendeter
Puls
Einlagerung/
Erdoberfäche
reflektierter
Puls
geschichteter
Untergrund
Empfänger
Magnetband- oder
Computerregistrierung
Direktregistrierung
Sende/Empfangs-
wähler
Stromversorgung
Pulssender
Hohlraum
- hoch auflösendes (Bohrloch-)Messverfahren
- hoher Messfortschritt durch kontinuierliche Messung
- Gewinnung räumlicher Aussagen des Untergrundes und zum
bohrlochumgebenden Gestein
- Messpunktdichte im Millimeterbereich möglich
- keine feste Ankopplung der Messsensoren erforderlich
- Realisierbarkeit einer hohen Erkundungstiefe in Abhängigkeit
vom umgebenden Sediment/Gestein
- Messung in trockenen und wassergefüllten Bohrungen
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Allgemeine
Untersuchungs-
methodik
Kombination von Reflexions-Messungen aus einem Bohrloch und
Crosshole-Reflexionsmessungen zwischen jeweils zwei Bohrlöchern
Reflexionsmodus Crosshole-Reflexionsmodus
Sender und Empfänger mit
konstantem Abstand in einer
Bohrung
Sender und Empfänger getrennt,
aber i. A. parallel in zwei unter-
schiedlichen Bohrungen
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Allgemeine
Untersuchungs-
methodik
- Teufung von Sondierungsbohrungen um das Gebäude mit
minimaler Entfernung zum Gebäude (ca. 1 m) und
mit einem Abstand von ca. 2 m zwischen den Bohrungen
- Teufe der Bohrungen ca. 3 m tiefer als erwartete maximale Teufenlage
des Kampfmittels
- Schutzausbau mit PVC-Rohr
- herkömmliche geomagnetische Vermessung
- Bohrlochradarmessungen
Gebäudegrundfläche
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- Analytische und geometrische Komplexauswertung aller Messdaten
innerhalb eigenentwickelter Interpretationsroutine
- Korrelation mit Ergebnissen aus Magnetikmessungen
- Ausgliederung von metallverursachten Reflexionsstrukturen
exakte laterale und vertikale Lagebestimmung
- Korrelation mit bekannten Störkörpern (z. B. Brunnen)
- Mess- und Interpretationsprotokoll
Kampfmittelfreigabe der untersuchten Flächen
oder
Öffnung des georteten Verdachtspunktes
Allgemeine
Interpretations-
methodik
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27.+28.02.2012 13
• Einleitung und Problemstellung
• Messtechnologie
• Einsatz im BV „Neubau NVD Graz Hbf“
- Vorgehensweise
- Ergebnisdarstellung
• Zusammenfassung und Ausblick
Vortrags-
gliederung
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Untersuchungsgebiet
Untersuchung
Bereich Bahnhof
Untersuchung
Trassenbereich
Untersuchung
Bereich Kino
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Vorgehensweise
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Auswertung
Baugrund-
gutachten
Planungsstadium
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Auswertung
Baugrund-
gutachten
Planungsstadium
sandig-kiesiges Material
Radar i.A. anwendbar
Auffüllung + bindiger Horizont
Radaranwendung i.A. unsicher
Notwendigkeit: Testmessungen zur Eignung der Technologie unter diesen
konkreten Bedingungen
sandig-kiesiges Material
Radar i.A. anwendbar
Auffüllung + bindiger Horizont
Radaranwendung i.A. unsicher
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27.+28.02.2012 17
• Bestimmung des Bohrregimes und Bohrlochabstandes
zur Erkundung des Untergrundes unterhalb des Kinos
• Festlegung des Bohrlochabstandes zur Erkundung der
beiden Bohrpfahlreihen innerhalb des verkehrsberuhigten
Bereiches
• Bewertung der Möglichkeiten einer geophysikalischen
Kampfmittelortung der gesamten bzw. von Teilbereichen
der Baugrube und Festlegung des Bohrregimes
Zielstellung der Testmessungen Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
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1. Bohren 2. Verrohren
Vorbereitende Arbeiten durch
SCHOLLENBERGER Kampfmittelbergung GmbH Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
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Reichweitemessungen Vergrößerung des Abstandes zwischen den Bohrungen
Kontrollmessung zur Abschätzung,
ob Verhältnisse auf dem gesamten
Gebiet vergleichbar
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
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27.+28.02.2012 20
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
Abstand: 6m Abstand: 19m
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27.+28.02.2012
Stark gedämpfter Bereich infolge Schluff und
Auffüllungen
Aussagen Bohrlochradar stark eingeschränkt
Übergangsbereich
Einsatz Bohrlochradar mit reduzierter
Eindringtiefe
für Bohrlochradar geeigneter Bereich
geringe Dämpfung / große Eindringtiefe
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Testmessungen
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Bohrplanung
Parameter Bohrungen:
- 2 bzw. 3 Bohrlochreihen
- Abstand zwischen den Bohrungen: 5m
- jede 3. Bohrung versetzt
Bohrplanung der gesamten Freifläche
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27.+28.02.2012
Bahnhofsbereich wurde konventionell erkundet
Messung des Trassenbereiches bleibt
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Bohrplanung
Parameter Bohrungen:
- 2 Bohrlochreihen
- Abstand zwischen den Bohrungen: 5m
- jede 3. Bohrung versetzt
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27.+28.02.2012 25
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Bohrplanung
Parameter Bohrungen:
- Bohrungen nur im erweiterten Trassenbereich
- Abstand zwischen den Bohrungen: 3m
- jede 3. Bohrung versetzt
Planung der Bohrungen für Erkundung
der Grundfläche des Kino
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27.+28.02.2012 26
Bohrlochradar-Messungen
im Crosshole-Modus (Sender und Empfänger getrennt)
Messausrüstung
Messungen mit Bohrlochradar (exemplarisch)
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Messdurch-
führung
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Ergebnis-
darstellung
sowie: 9 Reichweite-Messungen zur
Qualitätskontrolle
3 Messkampagnen:
insgesamt 84 Bohrungen mit 2 Antennensystemen
vermessen (100 MHz, 250 MHz)
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Ergebnis-
darstellung
sicher erkundete Fläche
Zusatzinformationen
Anomalien ab 3m uGOK
Anomalien bis 3m uGOK
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Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Ergebnis-
darstellung
Schattenzonen
Kollektorgang
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27.+28.02.2012 30
Bauvorhaben
NVD Graz Hbf
Zusammen-
fassung
Kein Nachweis von großkalibrigen Kampfmitteln in
der mittels Bohrlochradar und Magnetik sicher
freigegebenen Fläche ab 3m unter GOK
• Durchführung von zeitlich vorlaufenden Testmessungen zur Eignung
des Verfahrens
• Planung der zu untersuchenden Trassenabschnitte (Ausschlusskriterien,
Bohrregimefestlegung)
• Herstellen der Bohrungen (SCHOLLENBERGER Kampfmittelbergung
AT) und Vermessung mittels Bohrlochradar
• Zeitparallele Auswertung und Interpretation aller Daten
Ausgliederung von Anomalien bzw. flächenhafte Freigabe
• Nacherkundung der Anomalien mittels Magnetik durch
SCHOLLENBERGER Kampfmittelbergung AT
Freigabe oder Öffnen / Bergung
Chronologie der Kampfmittelerkundung:
Bestätigung der geophysikalischen Messergebnisse:
kein Bombenfund in der erkundeten Fläche
während des kompletten Baugrubenaushubs
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
... und allzeit gute Fahrt !