Langzeitmonitoring von nicht visuell inspizierbaren Tunnelinnenschalen mittels Faseroptik

Die wiederkehrende Prüfung von Tunnelinnenschalen erfolgt üblicherweise mittels visueller Inspektion. Rissphänomene und deren Veränderungen sind dabei wesentliche Indikatoren für Änderungen des mechanischen Spannungsregimes. Risse zählen daher zu den prominentesten Grundlagen für die Zustandsbeurteilung bestehender Innenschalen. In Bereichen mit nachträglicher Verkleidung (z. B. Brandschutzplatten) ist die Innenschale visuell nicht ohne größeren Aufwand inspizierbar, sodass auf andere Methoden der Rissdetektion und ‐verfolgung zurückgegriffen werden muss. Das Ziel dabei ist eine Bauwerksüberwachung mit einer Zuverlässigkeit, die der visuellen Inspektion möglichst gleichwertig ist. Eine vielversprechende Möglichkeit bieten nachträglich an die Bestandsschale applizierte Glasfasern. Damit wird die Identifizierung lokaler Schäden wie Risse in der Struktur oder unerwartete Veränderungen in Dehnungsmuster und Temperatur möglich. Das System kann nachträglich auf die Betonoberfläche, auch beispielsweise hinter Brandschutzplatten, appliziert werden. Damit können auch nicht einsehbare Bereiche überwacht werden. Aus den gemessenen Dehnungsprofilen kann die effektive aktuelle und historische maximale Rissbreite auf bis zu 0,01 mm genau ermittelt werden und auf das Tragverhalten der Innenschale rückgeschlossen werden. Während der Einsatz von verteilter faseroptischer Sensorik durch im Beton eingebettete Glasfaserkabel bereits erprobt ist, stellt die nachträgliche Applikation besondere Herausforderungen dar. Die dafür durchgeführten Laborversuche, eine Versuchsinstallation in einem bestehenden Tunnel, sowie die Eignung für eine langfristige Bauwerksüberwachung werden hier im Detail vorgestellt.