GIS in der baugeologischen Praxis
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GIS in der baugeologischen Praxis
Werner Fürlinger, Franz Peter Weichenberger
ÖGG Fachseminar 2007
Computerorientierte Methoden in der Geomechanik
10.10 10:10 2007
Kontakt:
ZT Büro Dr. Werner Fürlinger, Karlbauernweg 12, 5020 Salzburg
Email: office@geologie-salzburg.at, Web: www.geologie-salzburg.at
Inhalt
Einleitung Geologisch- Geotechnische Aufgaben
und deren Bearbeitung mittels GI- Systemen
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
GIS Anwendung bei einer hydrogeologischen
Fragestellung
Trassenführung, Bauwerke, geologische und hydrogeologische Verhältnisse
Erhebung der Wassernutzungen und Datenhaltung mittels eines GI Systems
Finite Differenzen Grundwassermodellierung in Kombination mit GIS
Hydrogeologische Beweissicherung und laufende Baubetreuung, Dauer-
beobachtung, Soll/ Ist Vergleiche, Methodik
Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Geologische Tunnelbetreuung - GIS und digitale
Tunnelinformationssysteme
Übersicht Projekt, generelle geologische und hydrogeologische Verhältnisse
Anforderungen an ein GIS kompatibles, digitales Tunnelinformationssystem
Geologische Tunneldokumentation mit TUGIS.NET
Auswertung der Daten mit GIS – Visualisierung, Analyse und Prognose
Zusammenfassung
Geologisch- Geotechnische Aufgaben und deren Bearbeitung mit GIS Geologische, hydrogeologische und geotechnische Fragestellungen weisen fast immer auch eine räumliche Komponente auf. Die Bearbeitung dieser Fragestellungen unter Einbeziehung eines GI- Systems eröffnet zusätzliche Visualisierungs-, Analyse- und Prognosemöglichkeiten. Gründe für GIS Einsatz ¾ GI- Systeme sind inzwischen weit verbreitet ¾ Leistungsfähige Standardwerk- zeuge sind in handelsüblichen GI- Systemen enthalten ¾ Zwei und dreidimensionale Visualisierungen können effizient erstellt werden ¾ Beobachtungen werden nachvollziehbar, standardisiert und großteils auch quantitativ ausgewertet ¾Datensätze unterschiedlicher Herkunft können miteinander in Beziehung gesetzt werden.
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Geologischer Schnitt und Gesteinsinhalt
Schluffsteine,
Feinsandsteine und
Tonsteine (Schlier) Kies, sandig, Kies, sandig,
Grundwasserstauer steinig, schwach steinig,
schluffig (Austufe) (Niederterrasse)
Mehrere gespannte
Grundwasserhorizonte Grundwasserleiter Grundwasserleitend
NE Weiße Grundwasserwanne Tunnel EGLSEE SW
Unterquerung Unterquerung
Schwanenbach B135
Sohle im
Blau: Grundwasserspiegel
GW -Stauer Magenta: Bauwerk
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Messstellen – Ersterhebung, Änderungsverfolgung
KB 2/02 bis 03. 2007
KB 2/02 aktuell
Brunnen Rauscher Okt.2006
Brunnen Rauscher aktuell
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Verwendete Software
Grafische Benutzeroberfläche
Analysewerkzeug
Pläne
Basisdaten der Messstellen
Tabellen
Messdurchgänge
Berichte
Klimadaten
Schnitte
Messwerte
Aktenvermerke
Grundwassermodellierung
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
GIS: Ermittlung, Inter- und Extrapolation der Eingangsparameter, Randbedingungen
Æ Ziel Modellierung unbeeinflusster Zustand für unterschiedliche GW- Stände
Staueroberfläche (Schlier)
Schlierreliefkarte, Ergebnisse
Erkundungsbohrungen
Durchlässigkeitsbeiwerte
Pump-, Sickerversuche und
Parameter - Estimation
Grundwassergleichen für
definierte Messzeitpunkte
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Modellrechnungen Bau- Endzustand, GW Tief-, Hochstände
Grundwassertiefstand – Grundwasserhochstand –
Bauzustand Endzustand
ÆZiel Minimierung
Beeinflussungen Bauzustand
ÆZiel Vermeidung
Grundwasserhochstand –
Beeinflussungen Endzustand
Bauzustand
Fallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt
Baukonzepte zur Vermeidung von Beeinflussungen
9Unterströmung durch Einbau einer Filterschicht (Körnung 4-64mm)
9Abschnittsweises Abspunden und Errichten des Tunnels,
Ziehen der Spundwände des Teilabschnittes unmittelbar nach Einschütten des
Tunnelabschnittes
9 Zulassen der teilweisen Überströmung des Bauwerks
bei Grundwasserhochständen im Endzustand und bei Erreichen eines
natürlichen 20jährigen Grundwasser- Hochstandes im Bauzustand
(Vermeidung der Stauwirkung und damit von Grundwasser in
tiefer liegenden Kellersohlen)
Unbeeinflusster Grundwasserspiegel (theoretische Situation) Vollstände Barriere (theoretische Situation) Überströmung und Unterströmung ermöglicht (Soll- Situation)
Überhöhte DarstellungFallbeispiel B1 Umfahrung Schwanenstadt Soll/ Ist Vergleiche
Automatische Datenlogger,
gemessene tatsächliche
Beeinflussungen
Datenlogger
PB 1/02
Datenlogger
PB 2/02
GW- Ganglinie
unbeeinflusst Abschnittsweises
AbspundenFallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Achraintunnel: Länge 3340m, Steigung über 5%, drei Fahrstreifen, Ausbruchsquerschnitte bis zu 188m2
Geologie: Tonmergelschichten, Bausteinschichten (Meeresmolasse) und
Weißachschichten (Untere Süßwassermolasse)
Veränderlich feste Gesteine und quellendes Gebirge, tektonisch beanspruchte Bereiche
Baugeologische
Dokumentation:
Über 1700 Abschläge des
zyklischen Vortriebs (Sohle,
Strosse, Kalotte) geologisch
dokumentiert
Geotechnische Messungen
einbezogen
DIBIT Aufnahmen der Laibung
Schüttungsmessungen von
Wasserzutritten und
anfallende Tunnelwässer
Geologische Informationen aus
der Vorerkundung
Geologische Dokumentation
der Voreinschnitte
Dokumentationssystem
TUGIS.NET Version 2.0
Orthofoto und digitales Geländemodell vom Amt der Vorarlberger Landesregierung erhaltenFallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
3D Modellierung Volumenkörper
Die geologischen und hydrogeologischen Beobachtungen können
nicht effizient direkt mittels eines CAD oder GI- Systems eingearbeitet
werden. Die Informationen müssen über eine spezielle
Softwarelösung in eine GIS kompatible Datenstruktur überführt
werden.
Anforderungsprofil für ein geologisches Tunnelinformationssystem
• Erfassung aller geologischen Beobachtungen und Messungen in einem vollständig digitalen
System
• Einfache Anbindung an ein GI- System
• Überführung dreidimensionaler geologischer Körper in eine GIS kompatible Datenstruktur 2 ½ D Oberflächenmodelle
• Abstimmung des Dokumentationssystems auf die geomechanische Planung des Projekts
(geologische Schlüsselparameter und Einflußfaktoren)
• Standardisierte Erfassung der Beobachtungen mit eindeutiger Klassifizierung und
Quantifizierung der gewonnenen Informationen
• Einbeziehung von Datensätzen anderer Quellen ist notwendig
• Langjährige Verfügbarkeit der Daten ist zu gewährleisten
• Kompatibilität der Daten mit dem GI- System des Auftraggebers
• Schnittstellen zu Standard Office Programmen, CAD Anwendungen und geologischen
Spezialapplikationen
• Einfache und effiziente Handhabbarkeit des Eingabeteilsystems
• Semiautomatische Validierung der Daten auf Plausibilität und Sinnhaftigkeit
• Erweiterungsfähigkeit und Flexibilität um eine Anpassung als sich ändernde Anforderungen
zu gewährleistenFallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Aus Beobachtungen werden Informationen Modellierung
Visualisierung
Prognose
Datenerfassung
Speicherung
Analyse
Dokumentation
Ziel: Rasche Erstellung von PrognosenFallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Dibit vermisst die tatsächliche
Ausbruchsleibung genauer als 4cm
Übernahme in TUGIS.NET (Fallbeispiel L200 Bregenzerwaldstraße Achraintunnel
Sprengtechnisch
beweisgesicherte
Gebäude
Messstellen der
Hydrogeologischen
Aktueller Beweissicherung
Vortriebsstand mit
allg. Informationen
zur StationZusammenfassung - Ausblick Datenzugriff im GIS Integration von Fremddaten Analyse Prognose Qualitätsmanagement Flexibilität Visualisierung Zeitersparnis
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