Hinterfüllkontrolle für Erdwärmesonden – Beurteilung einer magnetischen Methode

Zusammenfassung Bei der Installation von Erdwärmesonden ist die Vermeidung hydrogeologischer Schadensfälle mit einer adäquaten Hinterfüllung essenziell. In dieser Studie wurde ein magnetisches Suszeptibilitätsmesssystem zur Hinterfüllkontrolle im Labormaßstab untersucht. An mit Magnetit dotierten Verfüllbaustoffproben wurde die Sensoreindringtiefe und Sensitivität ermittelt sowie die unbekannten Messwerte des Messsystems nachvollzogen. Zudem wurde das Potenzial hinsichtlich der Füllstands- und Fehlstellenkontrolle sowie der Einfluss möglicher Störstellen betrachtet. Die Messwerte entsprechen magnetischen Volumensuszeptibilitäten im SI-System, die vom Messsystem mit dem Faktor 350 in übersichtlichere Dezimalzahlen von 0 bis 11 [–] überführt werden. Dies wurde durch Vergleichsmessungen mit einem anderen Suszeptibilitätssensor validiert, und hat den Hintergrund der benutzerfreundlicheren Baustellenanwendung. Mit einer Eindringtiefe von 20–35 mm und einer Sensitivität von nur noch 10 % bei > 20 mm ist das Messsystem ausreichend für die Füllstandskontrolle, jedoch nicht ausreichend, um alle potenziell kritischen Fehlstellen zu erfassen. Schwächungen des Suszeptibilitätssignals durch Sondenrohre, Abstandshalter und Hohlräume sind kaum voneinander zu unterscheiden. Außerdem können bestimmte Gesteine Signalstörungen verursachen. Optimierungen der Sensoreindringtiefe, des Messprozederes sowie der Verfüllbaustoffsuszeptibilität können Beiträge zu einer verbesserten Qualitätssicherung sein. Neben der Schadensfallvermeidung können diese möglicherweise auch eine Ausweitung der Erdwärmesondentechnologie in wasserrechtlich noch unzulässigen Regionen zukünftig zulassen.