Berichtsband 1999 Band 2 - WBW Fortbildungsgesellschaft

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24 Fachbeiträge 6. Erfahrungsaustausch 1999 Messgröße Messeinrichtung Anordnung Messmethode/ Messgerät manuell automatisiert Sickerwassermenge Dränage-Mess- Schächte mehrere Profile, mindestens 1x pro Hang Gefäßmessung Messwehr und Messung der Überfallhöhe Wasserstand im Stützkörper des Dammes (Sickerlinie) Porenwasserdruck Dammpegel Porenwasserdruck- Geber Tabelle 1: hydrometrische Messeinrichtungen Profilweise in einem/ mehreren Querprofilen linienhaft in der Dichtung bzw. Dammkörper Lichtlotmessung nicht möglich elektrische / pneumatische Druckgeber elektrische / pneumatische Druckgeber - Stauanlage zumindest zu Beginn des Hochwasserereignisses unbesetzt, - Vandalismus. Daraus ergeben sich spezielle Anforderungen an die Messeinrichtungen wie z. B.: - lange Lebensdauer, - extrem robuste und zuverlässige Ausführung, - einfache und schnelle Bedienbarkeit, - automatische Datenerfassung mit variabler Aufzeichnungsrate, evtl. ereignisgetriggert, - Überspannungs- und Blitzschutz, - kostengünstig bei Montage, Messung und Wartung. 5.1 Arten von Messeinrichtungen 5.1.1 Messeinrichtungen für den Betrieb Laut DVWK-Merkblatt 202/91 sind mindestens die folgenden Messeinrichtungen vorgeschrieben: - Erfassung des Beckenpegels; - Messung der Abflussmenge; - Erfassung der Stellung der Regelarmaturen (falls vorhanden). Zusätzlich ist es sinnvoll, zur Steuerung des Stauregimes die Zuflussmenge, die Niederschlagsmenge an ausgewählten Punkten im Einzugsgebiet und wichtige unterwasserseitige Pegel zu erfassen, zu registrieren und zeitnah auszuwerten. Wegen der dezentralen Messwerterfassung spielt hierbei eine auch im Katastrophenfall gesicherte Datenübertragung (z. B. Datenfunk) eine wichtige Rolle. 5.1.2 Messeinrichtungen zur Überwachung des geotechnischen / konstruktiven Verhaltens a) Hydrometrische Messeinrichtungen Hydrometrische Messungen erfassen im weitesten Sinne Wasserstände, Wasserdrücke oder –mengen und damit hydrostatische oder hydrodynamische Einflüsse auf das Bauwerk und seine unmittelbare Umgebung (siehe Tabelle 1). Besonders wichtig im Zusammenhang mit der Sicherheitsbewertung ist die Erfassung der Sickerlinie im Damm, also die räumlich differenzierte Erfassung des Wasserstandes im Stützkörper des Dammes, besonders hinter der Dichtung. Um Kenntnisse über den Potentialabbau gewinnen zu können, müssen zur Gewährleistung einer hohen Aussagekraft die Messpegel profilweise angeordnet sein. Der Verlauf der Sickerlinie ist zumindest im Hauptquerschnitt an mehreren Stützstellen zu erfassen. In der Praxis hat sich bewährt, zur Anordnung der Pegelrohre die Dammkrone und Bermen zu nutzen und die Bohrung etwa in Höhe der Gründung enden zu lassen. Der Zugang zu den Pegeln muss ständig, also auch im Winter gewährleistet sein. Die Erfassung der Sickerwassermenge am luftseitigen Dammfuß gibt Auskunft über die Unter- bzw. Durchströmung des Absperrbauwerkes. Die Einflüsse werden generell nur summarisch erfasst. Durch eine gute konstruktive Differenzierung ist es aber möglich, Bereiche hoher Durchsickerung räumlich einzugrenzen. Hierzu sind zumindest die Wassermengen an beiden Hängen und in der Talaue getrennt zu erfassen. Besser ist eine weitergehende Unterteilung. In diesem Zusammenhang soll auf die getrennte Ableitung der einmal erfassten Sickerwässer in die Vorflut hingewiesen werden. Der Messtechniker wird immer dann vor Probleme gestellt, wo bereits einmal gefasste Wassermengen unkontrolliert wieder versickern und in anderen Bereichen wieder zutage treten. Insbesondere an Dämmen mit Lehmdichtung ist es notwendig, den Porenwasserdruck im bindigen Material gezielt zu erfassen. Dies geschieht mit Hilfe von elektrischen oder pneumatischen Druckgebern, wobei letztere den Vorteil der Störunempfindlichkeit gegenüber Überspannungseinflüssen (Blitzschlag) besitzen. Bei der Auswahl der Geber ist auf hohe Nullpunktkonstanz und Gewährleistung einer langen Lebensdauer durch geeignete konstruktive Merkmale und langlebige Materialien zu achten. Berichtsband 6. Erfahrungsaustausch HRB, WBW Fortbildungsgesellschaft, 4. Jahrgang, Heidelberg 2000
1999 Fachbeiträge 6. Erfahrungsaustausch 25 b) Geometrische / geomechanische Messeinrichtungen interessierenden Belastungsfalles, meist ausschließt. Deformationen im Innern des Dammes können nicht direkt erfasst werden, allenfalls deren Auswirkungen. Vertikale Bewegungen im Damm können entlang von horizontal liegenden Messbahnen mittels stationärer oder beweglicher Überlaufschlauchwaagen oder durch pneumatische Setzungspegel gemessen werden. Letztere besitzen den Nachteil geringerer Genauigkeit, erfordern aber weniger baulichen Aufwand beim Einbau. Ein Nachrüsten von Dämmen im Sinne einer Erweiterung des Messsystems mit derartigen Systemen ist praktisch nicht möglich. Tabelle 2: Messung von vertikalen Bewegungen im und am Absperrbauwerk Messgröße Messeinrichtung Anordnung Messmethode/ Messgerät manuell automatisiert Verschiebung Objektpunkte für die Lagemessung Dammkrone, evtl. auch auf den luftseitigen Bermen geometrisches/ trigonomtrisches Alignement automatische Registrierung (Digitaltheodolit) Handmessgerät elektrischer Weggeber Verschiebung, berechnet aus Neigungen im Stützkörper entlang der Dammachse, verknüpft mit Magnetsonde Verschiebung Schwimmlot Messnischen im Kontrollgang Tabelle 3: Messung von vertikalen Bewegungen im und am Absperrbauwerk Inklinometersonde, Messung in Nutzrohren Verschiebung horizontale Extensometer horizontale Messbahnen gekoppelt mit Überlaufschlauchwaage Vertikalverschiebungspegel Koordimetermessung automatische Erfassung und Berechnung notwendig automatische Positionsgeber Bewegungen treten prinzipiell als Vektoren unterschiedlicher Raumlage und Beträge auf, unabhängig davon, ob nur ein- oder zweidimensionale Komponenten dieser Bewegungen im konkreten Fall erfasst werden können. Die im Folgenden vorgenommene Trennung in vertikale und horizontale Anteile hat ihre Ursache in der Gestaltung der Messeinrichtungen sowie der Gegebenheiten beim Einbau derselben. Zur gezielten Erfassung aller Deformationskomponenten ist es also wichtig, dass alle Einzelanteile möglichst am gleichen Ort und zeitnah erfassbar sind. In die Betrachtung sind stets auch die unmittelbare Umgebung des Absperrbauwerkes und besonders alle Anschlüsse zu Betonbauwerken einzubeziehen (vgl. Tabelle 2). Das Nivellement, ausgeführt als Präzisionsnivellement, ist das mit Abstand am häufigsten angewendete Verfahren der Deformationsmessung an kleinen Dämmen. Die Erfassung von Höhenänderungen ist an der Außenkontur des Absperrbauwerkes, in seiner unmittelbaren Umgebung sowie an zugänglichen Anschlüssen von Betonbauwerken an den Damm möglich und lässt sich als Standardaufgabe des Vermessungswesens mit hoher Genauigkeit lösen. Nachteilig ist die starke Abhängigkeit von geeigneten Witterungsbedingungen bei der Messung, was eine Durchführung bei Regen und heftigem Wind, also u. U. während des Vertikale Setzungspegel, kombiniert mit Inklinometermessbahnen, bieten den Vorteil der echt dreidimensionalen Deformationsaussage. Dazu werden außen um spezielle Nutrohre im Zuge der Dammschüttung Magnetringe eingebaut, deren Vertikalbewegung mittels Magnetsonde messbar ist. Durch Messungen während der Bauzeit ist eine frühzeitige baubegleitende Überwachung möglich. Derartige Systeme lassen sich bei Bedarf auch nachträglich einbauen. Die Messung erfolgt von der Dammkrone aus, die Pegel erfassen Bewegungen im Dammkörper entlang der Dammachse (vgl. Tabelle 3). Das Standardverfahren zur Messung horizontaler Bewegungen (z. B. Verschiebungen) auf der Dammkrone in der Hauptbewegungsrichtung orthogonal zur Damm- Berichtsband 6. Erfahrungsaustausch HRB, WBW Fortbildungsgesellschaft, 4. Jahrgang, Heidelberg 2000
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