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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Nachweis
der Dichtheit in Kontaktbereichen zwischen dem Wirtsgestein eines
anstehenden Gebirges und dem Ausbaumaterial eines Verschlussbauwerk
in bergmännisch
aufgefahrenen Hohlräumen.
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Bei
der Errichtung von Bauwerken zur Abdichtung von Strecken und Tunneln
in Bergwerken stellt der Kontaktbereich zwischen dem Baukörper des
Verschlussbauwerkes und dem angrenzenden Wirtsgestein eine besondere
Schwachstelle dar. Der Nachweis der Dichtheit des direkten Kontaktbereiches,
und insbesondere des angrenzenden aufgelockerten und geschädigten Nahfeldes
im Gebirge – aufgelockerte
Zone um die Hohlraum- und Tunnelauffahrungen, ist zur Gewährleistung
der Funktion des gesamten Verschlussbauwerkes und anderweitiger
Untertagebauwerke von großer
Wichtigkeit.
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Insbesondere
bei schwierigen geologischen Verhältnissen z. B. in Form von
geringmächtigen Schichten
mit stark unterschiedlichen geomechanischen Eigenschaften (Toneinlagen,
Anhydritbänder, Kieseritschnüren z. B.
im Steinsalz) und bei horizontalem bzw. schwach geneigtem Hohlraumverlauf
ist ein Nachweis der Dichtheit des Grenzbereiches zwischen dem querschnittsdichtenden
Bauwerk und dem Gebirge zur Gewährleistung
der Funktionsfähigkeit
der gesamten Konstruktion unabdingbar. Dieser Nachweis muss erfolgen,
da es schon bei sehr kleinen örtlich
begrenzten Wegsamkeiten im Kontaktbereich zwischen dem Ausbaumaterial
eines Verschlussbauwerk und dem Wirtsgestein des anstehenden Gebirges
zu erheblichen, nicht akzeptierbaren Umströmungen der Dichtung kommen
kann.
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Es
ist bereits allgemein bekannt, dass mit Hilfe von Volumenstrom-
und/oder Druckabfallmessungen die Dichtheit resp. die Permeabilität eines Körpers ermittelt
werden kann. Derartige Verfahren wurde daher schon zur Lösung unterschiedlichster Aufgaben
erfolgreich eingesetzt.
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So
wird beispielsweise zur Bestimmung der Durchlässigkeit (Permeabilität) eines
durch eine Bohrung aufgeschlossenen Bodenkörpers nach
DE 43 19 976 A1 , der Bodenkörper mit
dem Druck eines geeigneten Prüfmediums
beaufschlagt und aus der eintretenden Druckänderung die Permeabilität bestimmt.
In einer weiter verbesserten Ausführungsvariante dieses Verfahrens
wird zwischen dem Bodenkörper
und einem definierten Volumen plötzlich
ein Druckausgleich erzeugt und über
dessen Verlauf die Durchlässigkeit
des Bodenkörpers
bestimmt.
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Aus
dem Bau nachträglich
vorgespannter Betonauskleidungen im Druckstollenbau sind ferner Verfahren
bekannt, nach denen zuerst der Felsstoß bzw. Gebirgsstoß zur Verhinderung
der Haftung des Betonausbaues am Gebirge mit Trennmitteln angesprüht oder
mit einer Kunststofffolie verkleidet wird. Anschließend werden
meist ringförmig
verlegte Injektionsleitungen auf den Fels bzw. auf den Spritzbeton aufgebracht.
Diese Injektionsleitungen besitzen gleichmäßig verteilte Manschettenventile, über welche
das flüssige
Injektionsgut sich in die künstlich
geschaffenen Kontaktfugen ausbreiten kann. Zur Verbesserung der
Druckwirkung in der Anfangsphase und zum besseren Aufreisen des
Ringspaltes wird eine rund 20 cm breite Folienhülle über die Injektionsleitung geschoben.
Die Injektion erfolgt somit gezielt in die Kontaktfuge, die durch
den Injektionsdruck zusätzlich
geöffnet
wird. Nach Beendigung der Injektion härtet der Zement aus, so dass
der innere Betonausbaudruck vorgespannt bleibt –
AT
265 980 und
AT 284 014 ,
Stein, D; Niederehe, W.: „Instandhaltung von
Kanalisationen”,
2. Auflage, 1992 Ernst und Sohn, Verlag für Ar chitektur und Technische
Wissenschaften, Seeber/Enke.: „Druckstollen
und Druckschächte”, Enke
im Georg Thieme Verlag Stuttgart New York 1992.
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Die
Anwendung dieser Verfahren für
den Nachweis der Dichtheit/Permeabilität im Kontaktbereich zwischen
dem Verschlussbauwerk und dem anstehenden Gebirge erfordert eine
Vielzahl von Bohrungen, die in Längsachse
des Bauwerkes verlaufen. Die Bohrungen sind nach Fertigstellung
des Bauwerkes einzubringen und müssen
nach der Messung wieder hochqualitativ verschlossen werden, da jedes Bohrloch
die Kontaktfuge bzw. den Kontaktbereich punktförmig anschneidet.
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Ähnliche
Probleme treten bei Anwendung des Verfahrens nach
DE 102 08 768 A1 zur Überprüfung der
Dichtheit von hydraulischen Sperren in ausgebauten Bohrungen auf.
Auch bei diesem Verfahren müssten
eine Vielzahl von Bohrungen, die in Längsachse des Bauwerkes verlaufen,
eingebracht und nach Abschluss der Messungen wieder hochqualitativ
verschlossen werden, wobei die Statik des Verschlussbauwerkes durch
die Perforationen der Bohrungen in nachteiliger Weise beeinflusst
wird.
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Zum
Schutz des Grundwassers sind bei der Errichtung von Deponien umfangreiche
Dichtungsmaßnahmen
zutreffen, die das Eindringen von kontaminiertem Oberflächenwasser
in die unter der Deponie befindliche Bodenschichten verhindern.
Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen
ist während
des Betreibens der Deponien und in darüber hinausgehende Zeiträume ständig zu überwachen
und zu kontrollieren –
DE 41 34 380 A1 ,
DE 43 17 537 A1 ,
DE 699 16 020 T2 und
DE 195 14 067 A1 .
Der Gegenstand der vorgeschlagenen Lösungen beziehen sich auf die Detektion
des zu überwachenden
Fluides in einer Prüfinstallation
und nicht auf Messverfahren mit denen die Dichtheit/Permeabilität im Kontaktbereich zwischen
einem Bauwerk und den angrenzenden geologischen Strukturen ermittelt
und nachgewiesen werden kann.
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Aus
DE 198 59 377 A1 ist
eine Vorrichtung zur Materialprüfung
und Überwachung
der Formstabilität
von mehrteilig aufgebauten festen Körpern, insbesondere der Radreifen/Räder von
Hochgeschwindigkeitszügen
bekannt, nach der symmetrisch zur Radachse vier mit Drucksensoren
ausgestattete Druckkammer im Radreifen vorgesehenen und über Kanäle miteinander
verbunden sind. Die Druckkammern und die Kanäle sind unter Druck mit einem
Gas oder einer Flüssigkeit
schlüssig
ge füllt.
Sinkt infolge von Haarrissen im Material oder durch Materialverschleiß der Druck
in den Druckkammern wird durch den Druckabfall eine Signaleinrichtung
ausgelöst
und auf den Materialfehler hingewiesen. Eine sachgemäße Übertragung
und Anwendung dieser Lösung
für den
Nachweis der Dichtheit in Kontaktbereichen zwischen dem Wirtsgestein
eines anstehenden Gebirges und dem Ausbaumaterial eines Verschlussbauwerk
ist aufgrund der unterschiedlichen Voraussetzungen und Bedingungen
für die
Durchführung
von Messungen nicht möglich.
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In
US 4,052,885 wird eine Vorrichtung
zur Messung der Permeabilität
der Erdoberfläche
offenbart. Zur Messung wird die Vorrichtung auf die Erdoberfläche aufgesetzt
und mittels eines elastischen Kissens als elastische Dichtung wird
die Fuge zwischen der Vorrichtung selbst und der Erdoberfläche hergestellt.
Zum Andruck auf die Erdoberfläche
ist vorgesehen, dass die gesamte Apparatur ein hohes Gewicht aufweist.
Zur Messung wird über
die Mitte einer scheibenförmigen
Anordnung eine Flüssigkeit aus
einer zentralen in das Erdreich gepresst und sensorische Öffnungen,
die kreisförmig
um die zentrale Drucköffnung
positioniert sind, messen den Druck der Flüssigkeit, die von der zentralen
Drucköffnung durch
das Erdreich der Erdoberfläche
in die sensorischen Öffnungen
geflossen ist. Infrage kommende Erdoberflächen sind der Boden einer Mine
oder einer Grube.
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Nach
der Lehre der
EP 0
567 239 A1 wird eine Öffnung
einer Messvorrichtung auf ein Präparat aufgesetzt
und seitlich abgedichtet. Ein Gas wird beaufschlagt und es wird
gemessen, bei welchem Druck oder bei welcher Flussraten sich ein
invarianter Druck über
die Messzeit einstellt. Die Lehre dieser Druckschrift geht von einem
Präparat
aus, das in einem Labor vermessen wird.
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Die
deutschen Offenlegungsschrift
2 332 488 lehrt eine Vorrichtung, die ähnlich, wie in
US 4,052,885 beschrieben, scheibenförmig mit
einer mittig angeordneten Messzelle ausgestaltet ist. Um die Messzelle
herum ist eine Ringzelle angeordnet, die zur Messung mit Druck beaufschlagt
wird und an der Unterseite ggf. mit Dichtungspasten am Boden gedichtet
wird. Der Permeabilitätsversuch
wird sodann allein mit der mittigen Kammer durchgeführt.
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Nach
der
FR 2 796 721 wird
ein tellerförmiger
Sensor mit mechanischem Andruck, der über ein Gestänge ausgeübt wird,
auf die Oberfläche
der zu vermessenden Ge steinsschicht aufgelegt. Die Permeabilitätsmessung
wird sodann mit Hilfe einer einzigen Kammer durchgeführt, welche
die Gesteinsschicht als eine Wand aufweist.
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US 20020189325 lehrt,
einen berührungslosen
Sensor, mit zwei konzentrisch angeordneten Gas-Zu- und Abführungen
zur Messung der Permeabilität
einzusetzen. Zur Messung wird der zu untersuchende Grund mit einem
kurzen Laserimpuls akustisch erregt und die mechanischen Schwingungen des
zu untersuchenden Grundes werden gemessen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Prüfung der
Dichtigkeit einer Fuge zwischen einem Gebirge und einem Verschlussbauwerk
und des an die Fuge unmittelbar angrenzenden Gebirges zur Verfügung zu
stellen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung nach den Merkmalen von Anspruch 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen
2 bis 9.
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Nach
der vorgeschlagenen Lösung
sind im Verschlussbauwerk im Bereich der Kontaktfuge zwischen dem
Verschlussbauwerk und dem anstehenden Gebirge punkt- und/der ringförmige Messkammern,
in Form ringförmig
verlegter Rohre, die über die
gesamte Umfangslänge
des Verschlussbauwerkes verteilt sind, oder eine Ringleitung, die
in bestimmten Abständen
perforiert ist, angeordnet und über
Zuleitungen mit einer Bezugsquelle für ein fließfähiges Prüfmedium, vorzugsweise ein Gas,
und mit einer Rechnerstation verbunden. Nach Fertigstellung des
Verschlussbauwerkes wird in diese Messkammern ein Prüfmedium
unter Druck eingeleitet und an Hand eines Strömungsmodells aus dem Druckabfall des
Prüfdruckes
und/oder aus der Einpressrate an Prüfmedium die Permeabilität und die
Dichtheit in der direkten Kontaktzone zwischen Verschlussbauwerk und
Gebirge und/oder im Bereich des aufgelockerten und geschädigten Nahfeldes
im Gebirge über
numerische Modellansätze
unter Annahme verschiedener Randbedingungen bestimmt.
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In
Abhängigkeit
davon, ob die Dichtheit/Permeabilität im Bereich der Fuge zwischen
Verschlussbauwerk und Gebirge oder die Dichtheit/Permeabilität des aufgelockerten
und geschädigten
Nahfeldes im Bereich der Kontaktzone ermittelt werden soll, wird das
Prüfmedium
in Richtung der Längsachse des
Verschlussbauwerkes oder radial zur Längsachse des Verschlussbauwerkes
in Richtung des anstehenden Gebirges eingepresst.
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Um
die Dichtheit/Permeabilität
im Bereich der Fuge zwischen Verschlussbauwerk und Gebirge zu bestimmen,
münden
die Messkammern, in Form einzelner, verteilt angeordneter Rohre,
in die Kontaktzone aus und bilden punktförmige Messkammern mit einer
in der Längsachse
des Verschlussbauwerkes liegenden Messrichtung. Durch die Anordnung einzelner
Messkammern im Bereich der Kontaktfuge ist eine zielgerichtete Druck-
bzw. Volumenstrombeaufschlagung zur Dichtheitsprüfung möglich, wobei durch die Messungen
im Bereich der Kontaktfuge insbesondere das Anbindeverhalten des
verwendeten Baustoffs an die Gebirgskontur ermittelt und bestimmt
werden kann.
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Gemäß einer
Weiterbildung dieser Ausführungsform
ist in die Kontaktzone eine Bohrung eingebracht und in diese Bohrung
ein Rohr eingeführt.
Der in die Bohrung befindliche Abschnitt des Rohres ist perforiert,
wobei die Perforationen so angeordnet sind, dass die Messrichtung
beispielsweise auf die Kontaktzone in Richtung der Längsachse
des zwischen dem Verschlussbauwerk und der Kontaktzone orientiert
ist.
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Anstelle
der Rohre, die in das Verschlussbauwerkes eingebunden sind und einzelne
punktförmige
Messkammern bilden, kann in die Fuge zwischen dem Verschlussbauwerk
und der Kontaktzone eine ringförmige
Messkammer angeordnet werden. Die ringförmige Messkammer besteht aus
einer perforierten Ringleitung, die teilweise in das Verschlussbauwerk
eingebunden ist. Die Perforationen dieser Ringleitung sind wiederum
so ausgebildet und angeordnet, dass die Messstrahlen den Bereich
der Fuge zwischen dem Verschlussbauwerk und der Kontaktzone erfassen,
um beispielsweise vorrangig die Fugendurchlässigkeit zu bestimmen und/oder
sind auf das geschädigte
Nahfeld der Kontaktzone gerichtet, um vorrangig die Gebirgsdurchlässigkeit
in Richtung des anstehenden Gebirges oder in Richtung des Verschlussbauwerkes
zu bestimmen. Mit den Messungen im Bereich der Kontaktzone werden
vorrangig die charakteristischen Eigenschaften des aufgelockerten
und geschädigten
Nahfeldes ermittelt, um daraus gegebenenfalls Maßnahmen zur Vergütung/Verfestigung
dieser Zonen abzuleiten.
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In
Kombination beider Ausführungsvarianten können sowohl
einzelne Rohre, die einzelne, punktförmige Messkammern bilden, als
auch eine perforierte Ringleitung im Verschlussbauwerk bzw. im geschädigten Nahfeld
der Kontaktzone angeordnet werden.
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Um
die Prüfreichweite
der Messeinrichtung zu erweiten, ist es von Vorteil, in die Kontaktzone
einen Schlitz einzubringen und in diesen Schlitz eine perforierte
Ringleitung zu verlegen. Analog zu der Ausführungsvariante mit den in die
Kontaktzone eingebrachten Bohrungen und den in diese Bohrung hineingeführten Rohre,
deren Rohrenden perforiert sind, kann mit dieser Anordnung vorrangig
die Durchlässigkeit
der Kontaktzone in Richtung des anstehenden Gebirges und Richtung
des Verschlussbauwerkes bestimmt werden.
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In
Weiterbildung dieser Ausführungsform
ist die in einem Schlitz in der Kontaktzone verlegte, perforierte
Ringleitung in Segmente unterteilt und jedes Segment mit der Bezugsquelle
für das
Prüfmedium verbunden
und an die Rechnerstation angeschlossen. Mit dieser Einrichtung
lässt sich
auf relativ einfache Weise die Permeabilität der Fuge zwischen Verschlussbauwerk
und Kontaktzone und der Kontaktzone selbst innerhalb bestimmter
Prüfsektoren
bestimmen.
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Die
Perforationen der Ringleitung und der Endabschnitte der Rohre sind
mit speziellen Manschetten abgedeckt, die das Eindringen fremder
Medien in die Messkammern verhindern. Die Manschetten besitzen eine
unterschiedliche Materialhärte
bzw. Eigensteifigkeit, so dass sie bei unterschiedlich hohen Innendrücken öffnen. Mit
Hilfe der unterschiedlichen Eigensteifigkeit der Manschetten und
der unterschiedlichen Druckbeaufschlagung ist ebenfalls eine Bestimmung
der Permeabilität
innerhalb bestimmter Prüfsektoren
möglich.
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Die
in Längsachse
des Verschlussbauwerkes verlegten Zuleitungen für das Prüfmedium zu den Messkammer sind
vorzugsweise so angeordnet und ausgebildet, dass sie nach Anschluss
der Messprozesse auf bekannte Weise überbohrt und diese Bohrungen
anschließend
dicht verschlossen werden können.
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Auf
der Basis des Volumenstromes und/oder des Druckabfalls können mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung exakte
Messungen zur Bestimmung der Permeabilität in den für eine Umströmung besonders
gefährdeten
Bereichen des geschädigten Nahfeldes
der Kontaktzone und der Fuge zwischen Verschlussbauwerk und Kontaktzone
resp. dem anstehenden Gebirge durchgeführt werden.
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Durch
die segmentförmige
Ausbildung und Anordnung der ringförmigen Messkammern, durch die
unterschiedlichen hydraulischen Widerstände der Manschetten, mit denen
die Perforationen, und die Rohrenden abgedeckt werden und durch
die gezielte Anordnung von Messkammern in besonders zu untersuchende
Bereiche können
auch Aussagen zur Dichtheit von ausgewählten Bereichen der Kontaktzone
und der Fuge zwischen dem Verschlussbauwerk und dem Gebirge getroffen
werden.
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Im
Unterschied zu Überwachungs-
und Prüfeinrichtungen
von Maschinen- und Fahrzeugteilen bzw. Rohren- und Schachtbauwerken
liegt ein Schwerpunkt der erfindungsgemäßen Lösung auf die Auswertung der
Messergebnisse im Hinblick auf den anstehenden und komplex aufgebauten
Gebirgskörper.
Die Auswertung erfolgt erfindungsgemäß über numerische Modellansätze unter
Annahme verschiedener Randbedingungen, wobei der komplexe Gebirgskörper als
Grenzbereich in die Auswertung einbezogen wird. Im Gegensatz hierzu
erfolgt im Maschinen- bzw. Ingenieurbau auf der Grundlage von Druckabfall-
oder Volumenstrommessungen ausschließlich eine Prüfung von
künstlich
hergestellten Teilen bzw. Konstruktionen.
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Die
Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In den dazugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1 die
Anordnung einer ringförmigen
und punktförmiger
Messkammern in der unmittelbaren Kontaktzone/Fuge zwischen dem Verschlussbauwerk
und dem anstehenden Gebirge,
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2 den
Schnitt A-A aus 1 durch die punktförmige Messkammer
in der direkten Kontaktzone/Fuge zwischen dem Verschlussbauwerk
und Gebirge,
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3 eine
Frontansicht auf die punktförmige Messkammer
gemäß Schnitt
B-B in 1, die in die direkten Kontaktzone/Fuge ausmündet,
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4 die
Anordnung einer ringförmige Messkammer
in der direkten Kontaktzone/Fuge zwischen Verschlussbauwerk und
Fuge entsprechend dem Längsschnitt
C-C in 1,
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5 den
Querschnitt durch die ringförmige Messkammer
in der direkten Kontaktzone/Fuge zwischen Verschlussbauwerk und
Gebirge nach Schnitt D-D in 1,
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6 die
Anordnung einer ringförmigen Messkammer
in einem umlaufenden Schlitz und die Anordnung einer punktförmigen Messkammer
in einer Bohrung die jeweils in die Kontaktzone eingebracht worden
sind,
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7 den
Schnitt E-E durch die punktförmige
Messkammer entsprechend der Anordnung und Ausbildung nach 6,
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8 den
Schnitt F-F durch die Anordnung und Ausbildung der ringförmige Messkammer
nach 6,
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9 die
schematische Darstellung einer in Segmente unterteilten ringförmigen Messkammer, die
in einem umlaufenden Schlitz in der Kontaktzone angeordnet ist,
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10 Messapparatur
zur Messwerterfassung
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Wie
aus 1 ersichtlich, wurde in einem bergmännischen
aufgefahrenen Hohlraum eine Verschlussbauwerk 1 in Form
eines Dammes errichtet, um den Hohlraum 7, der beispielsweise
als Lagerstätte
genutzt werden soll, vom übrigen
Teil des Hohlraumes zu trennen bzw. gegenüber diesem Teil abzudichten.
Für die
Sicherung und Gewährleistung
der vollen Funktionsfähigkeit
des Verschlussbauwerkes 1, sind genaue Kenntnisse über die
Dichtheit/Permeabilität
in den häufig
undichten Bereich der Fuge 27 zwischen dem Verschlussbauwerk 1 und
der Kontaktzone 2 des anstehenden Gebirges 3,
insbesondere des aufgelockerten und geschädigten Nahfeldes der Kontaktzone 2 unerlässlich.
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Um
die Dichtheit/Permeabilität
in diesen gefährdeten
Bereich in situ ermitteln und bestimmen zu können, sind im Verschlussbauwerk 1 punktförmige Messkammern 5,
die über
den Umfang des Verschlussbauwerkes 1 verteilt angeordnet
sind, und/oder ringförmige
Messkammern 9 vorgesehen, die jeweils mit einem fließfähigen Prüfmedium
beaufschlagt werden können.
Die Messkammern 5 werden durch Rohre 4, die im
Bereich der Fuge 27 zwischen dem Verschlussbauwerk 1 und
der Kontaktzone 2 in die Kontaktzone 2 ausmünden – 1, 2 und 3 – oder durch
eine perforierte Ringleitung 10 gebildet, die im Bereich
der Fuge 27 in das Verschlussbauwerk 1 eingebunden
ist – 1, 4 und 5.
Die Perforationen 26 der Ringleitung 10 und die
Rohre 4, die über
Zuleitungen 6 mit einer Bezugsquelle 20 für das Prüfmedium
und mit einer Rechnerstation 22, 23 – 10 verbunden
sind, sind so eingebracht und angeordnet, das sich die Messstrahlen 21 in
Richtung der Längsachse
des Verschlussbauwerkes 1 auf den Fugenbereich zwischen Verschlussbauwerk 1 und
Kontaktzone 2 erstrecken.
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Für die Feststellung
der Dichtheit/Permeabilität
wird über
die Messkammern 4; 9 ein fließfähiges Prüfmedium, vorzugsweise eine
Gas, welches in einem Gasbehälter 20 bereitgestellt
wird, verpresst und mittels Volumenstromzähler 18 die Einpressrate und
mittels Druckaufnehmer 16 die Druckentwicklung in Abhängigkeit
von der Zeit gemessen – 10.
Die Messwerte werden in einem Datenrecorder 22 protokolliert
und einem Rechner 23 zugeleitet. Auf der Grundlage eines
speziellen Strömungsmodells
wird dann aus diesen Messwerten die Permeabilität der Kontaktfuge 27 ermittelt.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung, mit der insbesondere der Messbereich der Messeinrichtung
erweitert wird und die Dichtheit/Permeabilität in der Kontaktzone 2 festgestellt
werden kann, ist in den 6, 7 und 8 dargestellt. Wie
aus 6 ersichtlich, ist die ringförmige Messkammer 9,
die durch die perforierte Ringleitung 10 gebildet wird,
in einem Schlitz 12 installiert, der in die Kontaktzone 2 eingebracht
worden ist, während
für die
punktförmige
Messkammer 5 eine Bohrungen 11 in der Kontaktzone 2 vorgesehen
und in diese Bohrung ein perforierter Rohrabschnitte 25 des
Rohres 5 hineingeführt
ist, die die punktförmige
Messkammer 5 bildet. Die Perforationen 26 der
Rohrabschnitte 25 und der Ringleitung 10 sind
so ausgebildet und angeordnet, dass sich die Messstrahlen 21 in
Richtung der Längsachse
des Verschlussbauwerkes 1 auf die aufgelockerte Kontaktzone 2 erstrecken.
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Neben
der integralen Messung der Durchlässigkeit/Permeabilität im gesamten
Bereich der Fuge 27 und der Kontaktzone 2 mit
Hilfe der Messkammern 5 und 9 und den Messanordnungen
nach 1 und 6, ist aber auch eine Messung
der Durchlässigkeit
im Bereich einzelner Prüfsektoren 13 möglich. Die
Messungen im Bereich einzelner Sektoren 13 wird vorzugsweise
dann eingesetzt, wenn nur bestimmte Teilbereiche, wie beispielsweise
an den Hohlraumstößen oder
nur der Firstbereich gesondert zu untersuchen sind. Eine solche
Messeinrichtung ist in 9 dargestellt. Diese Messeinrichtung
kann natürlich
auch für
Messungen eingesetzt werden, die den gesamten Querschnitt des Fugenbereiches
oder der Kontaktzone erfassen. Für
die Messung in einzelnen Prüfsektoren 13 sind
die perforierte Ringleitung 10 in Ringkammersegmente 14 unterteilt
und die einzelnen Ringkammersegmente 14 über separate
Zugangsleitungen 15 an die Rechnerstation 22; 23 und an
die Bezugsquelle 17, 18, 19, 20 für das Prüfmedium
angeschlossen.
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Die Öffnungen
der Rohre 4, die in die Kontaktzone 2 oder in
die Fuge 27 zwischen Verschlussbauwerk 1 und Kontaktzone 2 ausmünden sowie
die Perforationen 26 in den Rohrabschnitten 25 und
der Ringleitung 10 sind mit einer dehnbaren Manschette 8 abgedeckt,
die das Eindringen fremder Medien, wie beispielsweise Baustoff des
Verschlussbauwerkes 1, in die Messkammern 5 und 9 verhindern.
Die Manschetten 8 öffnen
bei entsprechender Druckbeaufschlagung durch den Prüfdruck und
stellen so die Verbindung zum zu prüfenden Kontaktbereich herstellt.
Bevorzugt können
Manschetten 8 mit unterschiedlicher Härte bzw. Eigenstabilität eingesetzt werden,
die bei unterschiedlichen Drücken öffnen. Auf
diese, relativ einfach Weise kann ebenfalls eine Prüfung der
Dichtheit/Permeabilität
in einzelnen Prüfsektoren 13 vorgenommen
werden.
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Die
Prüfeinrichtungen
nach 1, 6 und 9 werden
vor Einbau des Verschlussbauwerkes 1 an den entsprechenden
Positionen im Bereich der zwischen dem Verschlussbauwerk 1 und dem
Gebirge 3 und/oder in der Kontaktzone 2 installiert.
Mit der Errichtung des Verschlussbauwerkes 1 werden die
Prüfeinrichtungen
fest in die Struktur des Bauwerkes 1 eingeschlossen. Nach
Durchführung der
Messkampagnen können
die Zugangsleitungen 6, 15 mit geeigneten Verfahren überbohrt
und in die entstandenen Bohrungen Baustoff des Verschlussbauwerkes 1 verpresst
werden. Durch die nachträgliche
Verpressung von Baustoff in diese Bereiche entsteht ein weitgehend
homogener Körper
des Verschlussbauwerkes 1.
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- 1
- Damm-
oder Verschlussbauwerk
- 2
- Kontaktzone
- 3
- Gebirge/Wirtsgestein
- 4
- Rohr
- 5
- punktförmige Messkammer
- 6
- Zugangsleitung
- 7
- abzudichtender
Hohlraum/Tunnel
- 8
- Manschette
- 9
- ringförmige Messkammer
- 10
- Ringleitung
- 11
- Bohrloch
- 12
- Schlitz
- 13
- Prüfsektor
- 14
- Ringkammersegment
- 15
- Zugangsleitung
- 16
- Druckaufnehmer
- 17
- Ventil
- 18
- Volumenstromzähler
- 19
- Ventil
- 20
- Gasbehälter
- 21
- Messrichtung
- 22
- Datenrecorder
- 23
- Rechner
- 24
- -
- 25
- Rohrabschnitt
- 26
- Perforation
- 27
- Fuge
zwischen Damm- oder Verschlussbauwerk und Gebirge/Wirtsgestein