Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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