Verlaufsmessung in Osnabrücker Hauptkanal

KIEL, 16.11.2018 – Über 100 Jahre alt ist der sanierungsbedürftige Hauptkanal in der Osnabrücker Buersche Straße, genauso alt sind die Bestandspläne. Exakte Daten über den Rohrverlauf mit den Bögen lieferte nun die 3D-GeoSense-Messung mit Breiten-, Längen- und Höhenangaben (xyz-Koordinaten). Der Vergleich mit den alten Plänen überraschte.

3D-GeoSense-Rohrverlaufsmessung
Für die 3D-GeoSense-Rohrverlaufsmessung wurde die Schwenkkopfkamera Orion 2.9 3D auf dem Fahrwagen T 76 für eine stabile und mittige Fahrt in der Rohrsohle flach aufgebaut. Damit wurde insbesondere in den Bögen vermieden, Querneigungen aufzunehmen. | Foto: IBAK

Mit einer Tiefenlage von bis zu 11 m ist der in Stollenbauweise errichtete Schmutzwasserkanal unter der Buersche Straße der tiefst liegende Kanal in Osnabrück. Die SWO Netz GmbH, ein 100-prozentiges Tochterunternehmen der Stadtwerke Osnabrück, beabsichtigt die Sanierung des überhöhten Ei-Profils mit den Abmessungen DN 600/1050 auf einer Länge von rund 475 m in geschlossener Bauweise in Zusammenarbeit mit der Lindschulte Ingenieurgesellschafft mbH (Nordhorn). Das ist notwendig, weil der aus dem Baujahr 1913 stammende Kanal an vielen Stellen undicht ist, Fremdwasser eindringt und vereinzelt das Mauerwerk beschädigt ist. Als Planungsgrundlage lagen bisher lediglich die digitalisierten Bestandspläne von 1913 vor. Die Radien der Bögen waren in diesen mit R = 10 m angegeben.

Hauptkanal mit Bögen

Zwischen den Schächten wird in der Regel ein geradliniger Verlauf der Haltung angenommen. Es treten jedoch immer wieder Fälle auf, in denen der Haltungsverlauf stark von diesem Prinzip abweicht. In diesen Situationen ist eine genaue Rohrlverlaufsmessung auch in Hauptkanälen angeraten.
Im vorliegenden Projekt sollte die Aufzeichnung des Rohrverlaufs mit Breiten-, Längen- und Höhenangaben vor allem die Frage beantworten, wie exakt der Kanal mit den Bögen 1913 eingemessen werden konnte, da die Radien ein Ausschlusskriterium für bestimmte geschlossene Verfahren sein können. Die SWO Netz GmbH entschied sich, die Angaben aus den Bestandsplänen mit Hilfe der von der IBAK Helmut Hunger GmbH & Co. KG entwickelten 3D-GeoSense-Rohrlverlaufsmessung zu verifizieren. Die neuen Erkenntnisse über den Verlauf fließen in die weitere Sanierungsplanung der Lindschulte Ingenieurgesellschaft ein.

Bestandsplan von 1913
Bestandsplan von 1913 | Abbildung: SWO Netz GmbH

Reinigung und Inspektion

Der Kanal wurde mittels eines mobilen Höchstdruck-Wasserstrahl-Roboters vorbereitend gereinigt. Dabei wurden vorhandene Inkrustationen und anhaftende Stoffe entfernt. Anschließend erfolgte die Inspektion mit der Dreh-, Neige- und Schwenkkopfkamera Agrus 5. Bei dieser Kamera für den Einsatzbereich ab DN 200 bleibt das Kamerabild selbst beim Verschwenken bzw. Drehen und Neigen des Kamerakopfes immer aufrecht und lagerichtig, so dass sich der Betrachter problemlos orientieren kann. Für die Inspektion wurde das Schmutzwasser abgepumpt und an anderer Stelle wieder in den Schmutzkanal eingeleitet.

3D-Verlaufsmessung

Für die 3D-GeoSense-Rohrverlaufsmessung kam die Schwenkkopfkamera Orion 2.9 3D zum Einsatz. Die Ermittlung der xyz-Koordinaten erfolgte sowohl während der Vorwärts- als auch während der Rückwärtsfahrten der Kamera. Jeder Durchgang lieferte unmittelbar einen realitätsgetreuen Lageplan mit Breiten-, Längen- und Höhenangaben der Schmutzwasserleitung auf dem Monitor im Bedienraum. Der Kamerafahrwagen T 76 verfügt über eine elektronische Stabilitätsfunktion, die ihn bei Lageabweichungen automatisch in die Sohle zurückbringt. Durch eine Mittelwertbildung der Messungen während der Hin- und Rückfahrt konnten kleine Abweichungen automatisch minimiert werden.

Kalibrierung der Bauwerksabmessungen
Um eine exakte Kalibrierung der Bauwerksabmessungen durchführen zu können, wurde der Kanal mit einem mobilen Höchstdruck-Wasserstrahl-Roboter effizient und schonend gereinigt. [1] | Foto: Lindschulte Ingenieurgesellschaft mbH

Ergebnisse

In der Weiterverarbeitung berechnete die Software Ikas evolution aus den ermittelten Sensordaten die Koordinaten kompatibel für alle gängigen Kanaldatenformate. Somit konnte die resultierende Rohrverlaufsgeometrie an die Kanaldatenbank übergeben werden.
Nach dem Import der mittels 3D-GeoSense vermessenen Rohrverlaufsgeometrie in die Datenbank wurde diese mit den vorhandenen Daten aus der Bauphase verglichen. Die Aufzeichnung des Rohrverlaufs mit Breiten-, Längen- und Höhenangaben liegt teilweise lediglich leicht parallel verschoben zu dem 1913 dokumentierten Verlauf. Derart exakte Daten von 1913 waren insbesondere vor dem Hintergrund, dass der Hauptkanal in Tunnelbauweise im Felsgestein entstanden ist, im Vorfeld nicht zu erwarten. Die Kenntnis und nun hergestellte Gewissheit über die genauen Radien der Bögen gibt den Verantwortlichen Planungssicherheit und stellt eine verlässliche Grundlage für die zu treffende Entscheidung für ein Renovierungsverfahren dar.

3D-Verlaufsmessung des Hauptkanals in der Nacht
Um verkehrliche Einschränkungen zu minimieren, nahm die SWO Netz GmbH die 3D-Verlaufsmessung des Hauptkanals unter der Buersche Straße nachts vor. Das Unternehmen ist eine 100-prozentige Tochter der Stadtwerke Osnabrück und für die Planung, den Bau und den Betrieb der Infrastrukturnetze im Stadtgebiet zuständig. | Foto: IBAK

3D-GeoSense liefert wichtige Daten

Die kontinuierliche dreidimensionale Vermessung hat sich bereits im Einsatzbereich von verzweigten Anschlussleitungen etabliert und sich dort vielfach bei unterschiedlichsten Auftragsarten und -bedingungen bewährt. Der vorliegende Praxisfall bestätigt einmal mehr, dass die geodätisch exakte Lagevermessung auch einen wertvollen Informationsgewinn bei Hauptleitungen leistet: Mit 3D-GeoSense können nicht geradlinig verlaufende Haltungen exakt vermessen werden. Die Plandaten von 1913 konnten bestätigt und durch exakte Bogenmaße ergänzt werden. Damit vervollständigten die xyz-Koordinaten des Hauptkanals die Information über den zu sanierenden Schmutzwasserkanal. Die umfassenden Daten dienen SWO Netz und Lindschulte für die Wahl, Kalkulation und Planung des technisch und wirtschaftlich geeignetsten Renovierungsverfahrens.

Lesen Sie außerdem unseren Artikel über die "Pegasus HD", eine Kamera, die ebenfalls für die Kanalinspektion sehr interessant ist.

Orion 2.9 3D
Während die Orion 2.9 3D durch das gemauerte Ei-Profil fuhr, baute sich die realitätsgetreue Darstellung des Haltungsverlaufs in Echtzeit am Bildschirm im Bedienraum des Inspektionsfahrzeugs auf. | Foto: IBAK
Literatur:
[1] www.lindschulte.de/blog/2017/12/27/kanalsanierung-drain-jet-robotics-ebnet-schonend-den-weg/