3D Vermessung im Tiefbau am Beispiel von begehbaren Abwasserkanälen

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Cornelius König, ObjektScan GmbH, Potsdam

Zur Bestandserfassung oder Sanierung von Kanälen hat sich in den letzten Jahren immer mehr die 3D-Vermessung durchgesetzt. Von dem Ingenieurbüro Dr. König in Potsdam wird alles – von der Vermessung bis zum fertigen Verlegeplan – aus einer Hand erledigt. Innerhalb kürzester Zeit entstehen so die geforderten Pläne und mit den Sanierungs- oder Endstandshaltungsarbeiten kann begonnen werden.

 

Problemdarstellung

 

Bei der Sanierung oder Bestandsaufnahme von Kanalprofilen hat sich in den letzten Jahren immer mehr die 3D-Laserscanvermessung durchgesetzt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vermessungsmöglichkeiten, ist die 3- dimensionale Erfassung schneller, effizienter und präziser. Seit 10 Jahren beschäftigt sich das Ingenieurbüro ausführlich mit der digitalen Erfassung von Kanälen sowie mit aufkommenden Problemen. Die digitale Erfassung der Kanäle erfolgt mit terrestrischen 3D-Laserscannern, die Weiterverarbeitung mit der Software Scalypso. Das Ziel der Baufirmen bzw. öffentliche Stellen die als Auftraggeber fungieren ist es, innerhalb kürzester Zeit ein genaues und aussagekräftiges Ergebnis des zu sanierenden Kanalabschnitts zu bekommen. Von den Vorbereitungen über die Durchführung bis hin zur Auswertung können alle Schritte aus einer Hand gefertigt werden. Die Baufirmen fordern einen genauen Verlegeplan des vermessenden Kanals, um daraufhin die einzubauenden Rohre für die Sanierung herzustellen. Je genauer die fertigen Verlaufspläne sind, desto genauer können die Teile gefertigt und eingebaut werden.

 

Planung, Ablauf und Durchführung

Die durch den Auftraggeber übermittelten Informationen, gilt es bei den Vorbereitungen zur 3D-Vermessung mit zu berücksichtigen. Die Pläne geben in der Regel den groben Verlauf und die Länge des Kanals wieder. Das Profil, die Länge sowie die Nutzung des Kanals (Abwasser, Regenwasser oder Mischwasser) geben dabei den Ausschlag, welche Ausrüstung, welche Materialien und welcher Scanner benutzt werden. Kanalprofile mit einem Durchmesser von 100*100 Zentimetern oder Eiprofile mit einem Profil von 600*900 Zentimetern brauchen eine andere Vorbereitung als Großprofile.

Da es nicht möglich ist, die ganz genauen Gegebenheiten im Büro zu analysieren, bleibt eine gewisse Spontaneität und Improvisierungsvermögen vor Ort nicht aus. Da die Kanaloberflächen unterschiedlich (Fertigteile oder gemauerter Kanal) und – teilweise – sehr verschmutzt oder feucht sein können, muss eine gewisse Vorarbeit geleistet werden. Nach den Planungen im Büro, geht es auf die Baustelle. Die Baufirmen oder die Mitarbeiter der Stadt sind stets an der Arbeit interessiert und stehen für Hilfsleistungen zur Verfügung. Die speziellen Sicherheitseinrichtungen, die bei jeder Kommune anders sind,  werden vom Arbeitgeber vor Ort gestellt. Die persönliche Ausrüstung wie Gaswarngerätes oder Lebensretter wird mitgebracht. Des Weiteren sorgen die Mitarbeiter des Kanalbetriebs vor Ort für eine Grundreinigung des Kanals sowie für eine Frischluftbewetterung. Nicht vorhersehbar eintretende Ereignisse wie wechselndes  Wetter oder befahrenen Straßen können die Arbeit vor Ort immer wieder hinauszögern und erschweren. Bei plötzlich einsetzenden Gewittern oder einem Alarm des Gaswarngerätes muss die Arbeit im Kanal sofort abgebrochen werden.

Die Erfassung der Rohrabschnitte durch den Laserscanner dauert, je nach Auflösung, zwischen zwei und 20 Minuten. Um eine relativ große Genauigkeit erzielen zu können, wird in einem Abstand von ca. drei Metern gescannt. Innerhalb von Kurven, die besonders wichtig bei der Erfassung sind, wird der Scanner öfters benutzt. Auf einer Länge von 400 Metern werden ungefähr 135 Scans aufgenommen, die im folgenden Schritt im ausgewertet werden müssen.

 

Auswertung

Nach den Vermessungen vor Ort, müssen die Laserscandaten im Büro ausgewertet werden. Zuerst werden die 3D-Laserscandaten in ein gemeinsames Koordinatensystem überführt und in das örtliche Koordinatensystem der Kommune referenziert. Dadurch ist die genaue Lage des Kanals im Raum bestimmt. Häufig weicht die tatsächliche Lage des Kanals von den Planungsunterlagen ab. Nachdem 2D-Schnitte und Lagepläne erstellt worden sind, erfolgt die digitale Kalibrierung des Kanals. Die  Grundlage hierfür sind die Daten der 3D-Vermessung. Das Ergebnis der Kalibrierung ist der optimale Außendurchmesser und die maximale Länge der einzubauenden Elemente. Nach Übergabe und Abnahme der digitalen Kalibrierung durch den Auftragnehmer, erfolgt die Erstellung des Verlegeplans. Der Verlegeplan kann nach Abschluss der Kanalsanierung als neuer Bestandsplan genutzt werden.

 

Zusammenfassung

Die 3D-Vermessung von Kanälen ist die schnellste und präziseste Möglichkeit ein komplettes, genaues und umfangreiches Bild des zu sanierenden Kanals zu bekommen. Die fertigen Pläne zeigen eine sehr hohe Genauigkeit und auf geringsten Verformungen kann später seitens der Baufirma Rücksicht genommen werden.

 

 

 

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