CH688109A5

CH688109A5 - Detecting the inclination of excavations.

Info

Publication number: CH688109A5
Application number: CH313893A
Authority: CH
Inventors: Heinz Maly
Original assignee: Porr Technobau Aktiengesellsch
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1997-05-15
Also published as: AT399000B; DE4335479C2; ATA219592A; DE4335479A1

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Neigung von Grabungen gegenüber dem Lot in Abhängigkeit von der Grabungstiefe, insbesondere für Schlitzwände, unter Verwendung einer am Grabwerkzeug angeordneten Messzelle, sowie eine Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for detecting the inclination of excavations with respect to the solder as a function of the excavation depth, in particular for diaphragm walls, using a measuring cell arranged on the digging tool, and a measuring device for carrying out the method.

Zur Herstellung von Schlitzwänden werden in Abhängigkeit von der Tiefe der herzustellenden Aushübe entweder Schlitzwandfräsen oder Schlitzwandgreifer verwendet. Nur bei Aushüben grosser Tiefe, i.a. über 50 m, und bei grossen Bauprojekten ist der Einsatz einer Schlitzwandfräse wirtschaftlich und auch sinnvoll. Diese Fräse fräst den Schlitz in einem einzigen Arbeitsgang und ist mit einem Trägergerät über ein Hauptseil sowie Versorgungsund Spülleitungen verbunden. An einer solchen Fräse ist vorteilhafterweise ein Neigungsmesssystem angeordnet, welches über ein mehrpoliges Kabel die Inklinometeraufzeichnung in den Baggerführerstand überträgt. Der Gerätefahrer kann dadurch die eventuelle Abweichung der Fräse aus der vorgegebenen Achse leicht kontrollieren und sofort eine Korrektur herbeiführen. Nach Fertigstellung des Schlitzes kann auch falls gewünscht, ein die Tiefe, Abweichung und Zeit angebendes Protokoll erstellt werden. Depending on the depth of the excavations to be made, either diaphragm wall cutters or diaphragm wall grippers are used to produce diaphragm walls. Only when exercising great depth, i.a. over 50 m, and in large construction projects, the use of a trench cutter is economical and also sensible. This milling machine mills the slot in a single operation and is connected to a carrier device via a main cable and supply and flushing lines. An inclination measuring system is advantageously arranged on such a milling cutter and transmits the inclinometer recording to the excavator driver's cab via a multi-pole cable. The operator can thus easily check the possible deviation of the milling cutter from the specified axis and immediately make a correction. After completion of the slot, a protocol indicating the depth, deviation and time can also be drawn up if desired.

Beim Arbeiten mit einem Schlitzwandgreifer war eine derartige permanente Überwachung und Auswertung nicht bekannt, da die Grabung einerseits stets unterbrochen oder auch im nachhinein vermessen werden konnte. When working with a diaphragm wall grab, such permanent monitoring and evaluation was not known, since the excavation could be interrupted on the one hand or measured afterwards.

Herkömmliche Neigungsmesssysteme wurden dabei entweder am Schlitzwandgreifer oder am Tragseil hängend vorsichtig in den bereits fertigen Schacht abgesenkt und die Messdaten über ein mitgeführtes Datenkabel übertragen. Conventional inclination measuring systems were carefully lowered into the already finished shaft either on the diaphragm wall grab or hanging on the suspension cable, and the measurement data was transmitted via a data cable that was carried along.

Die Korrektur eines nicht innerhalb der Toleranz verlaufenden Schlitzes ist bei derartigen Verfahren nur unter erheblichem Zeitaufwand und damit unter wirtschaftlichem Verlust möglich. The correction of a slot that does not run within the tolerance is only possible with such methods with considerable expenditure of time and thus with economic loss.

Aus einem diese herkömmlichen Verfahren verbessernden Verfahren ist weiters bekannt, dass die Neigung während der Grabungsarbeiten von einem auf der Baggerschaufel angeordneten Neigungsmesser laufend ermittelt wird und das Signal in das Trag- oder Betätigungsseil des Grabwerkzeuges eingespeist und diesem an einer geeigneten Stelle wieder entnommen und ausgewertet wird. It is also known from a method which improves these conventional methods that the inclination is continuously determined during the excavation work by an inclinometer arranged on the excavator shovel and the signal is fed into the carrying or actuating cable of the digging tool and is removed and evaluated again at a suitable point .

Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar eine Überwachung der Neigung des Grabwerkzeuges während des Aushubes, setzt jedoch durch die Verwendung eines ungeschützten und mechanisch ständig beanspruchten Kabels oder Seils die Messdaten sämtlichen äusseren elektromagnetischen als auch mechanischen Einflüssen aus, was leicht zu einer Verzerrung der Messdaten führen kann. Although this known method enables the inclination of the digging tool to be monitored during excavation, the measurement data are exposed to all external electromagnetic and mechanical influences due to the use of an unprotected and mechanically constantly stressed cable or rope, which can easily lead to a distortion of the measurement data.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzusehen, das eine permanente Messung, Aufzeichnung und Überwachung während der Grabarbeiten ohne zusätzliches Verbindungselement ermöglicht. The object of the invention is therefore to provide a method which enables permanent measurement, recording and monitoring during the digging work without an additional connecting element.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Datenübertragung ohne grossen gerätetechnischen It is a further object of the invention, the data transmission without large technical equipment

Aufwand sowie möglichst störungsfrei vorzusehen. To provide effort and as trouble-free as possible.

Schliesslich ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzusehen, zur Verwendung in Verbindung mit einem Grabwerkzeug, das mit einem Grundgerät verbunden ist und eine am Grabwerkzeug angeordnete Messzelle umfasst. Finally, it is also an object of the invention to provide a measuring device for carrying out the method, for use in connection with a digging tool, which is connected to a basic device and comprises a measuring cell arranged on the digging tool.

Die Erfindung soweit diese das Verfahren betrifft, löst die Aufgabe dadurch, dass die Neigung während der Grabungsarbeiten von der Messzelle in X-und Y-Richtung laufend festgestellt, gespeichert und an eine Basisstation drahtlos übertragen wird, welche die Daten mit der festgestellten Tiefe des Grabwerkzeuges in Verhältnis bringt, und dass diese Datenkombination in einer zentralen Datensteuerung dargestellt und einem Auswerterechner zugeführt wird. The invention, insofar as this relates to the method, solves the problem in that the inclination is continuously determined by the measuring cell in the X and Y directions during excavation work, stored and transmitted wirelessly to a base station which transmits the data with the determined depth of the digging tool correlates, and that this data combination is displayed in a central data controller and fed to an evaluation computer.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Messzelle gespeicherten Daten beim Durchgang der Messzelle durch einen festgelegten absoluten Nullpunkt an die Basisstation übertragen werden. According to a further development, it is provided that the data stored in the measuring cell are transmitted to the base station when the measuring cell passes through a fixed absolute zero point.

Die während eines Schaufelhubes gespeicherten Daten werden somit bei jedem Anheben des Grabwerkzeuges an der selben Stelle abgenommen und der Verlauf des Aushubes kann ständig kontrolliert werden. The data stored during a shovel stroke is thus taken from the same location each time the digging tool is lifted and the progress of the excavation can be monitored continuously.

Es ist weiters vorteilhaft vorgesehen, dass die in der Messzelle gespeicherten Daten von der Basisstation abgerufen werden. It is also advantageously provided that the data stored in the measuring cell are called up by the base station.

Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann die Datenkombination auf einem Bildschirm dargestellt sowie an eine Speicherkarte weitergegeben werden, wobei mittels der Speicherkarte ein Messprotokoll erstellt wird. After a further development of the method, the data combination can be displayed on a screen and forwarded to a memory card, a measurement protocol being created using the memory card.

Nach einer anderen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Tiefe des Grabwerkzeuges, wie an sich bekannt, schrittweise über die Bewegung der Seiltrommel abgenommen werden. According to another development, the method is characterized in that, as is known per se, the data about the depth of the digging tool are gradually taken off about the movement of the cable drum.

Die Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 8 gekennzeichnet. According to the invention, the measuring device for carrying out the method is characterized by the features of the characterizing part of claim 8.

Nach einer Weiterbildung der Messeinrichtung ist eine elektrische Versorgung am Grundgerät vorgesehen, welche in einem massiven druckwasserge-schützten Gehäuse angeordnet und über ein Kabel mit der Messzelle verbunden ist. According to a further development of the measuring device, an electrical supply is provided on the basic device, which is arranged in a massive housing protected against pressurized water and is connected to the measuring cell via a cable.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal ist es, dass die abgespulte Seillänge an der Winde mittels Inkrementalgeber ermittelt und an die Basisstation weitergeleitet wird. Another advantageous feature is that the uncoiled rope length on the winch is determined by means of an incremental encoder and forwarded to the base station.

Eine Weiterbildung der Messeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Grabung ein absoluter Nullpunkt festgelegt wird, dass die Messzelle bei Anheben des Grabwerkzeuges aktiviert wird und ihre Werte an den Speicher abgibt und dass nach Anheben des Grabwerkzeuges beim Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der Empfänger der Basisstation den Sender am Grabwerkzeug zur Übertragung der Daten aktiviert. A further development of the measuring device is characterized in that an absolute zero point is established before the excavation begins, that the measuring cell is activated when the digging tool is lifted and transfers its values to the memory and that after the digging tool is lifted when it passes through the absolute zero point the receiver of the Base station activated the transmitter on the digging tool to transfer the data.

Eine weitere Ausführungsvariante der Messeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim wiederholten Absenken des Grabwerkzeuges beim A further embodiment variant of the measuring device is characterized in that when the digging tool is repeatedly lowered during the

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Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der mit vorhergegangenem Anheben des Grabwerkzeuges gültige Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Richtung, bezogen auf die Tiefe permanent angezeigt und an die Speicherkarte weitergegeben wird. Passage through the absolute zero point, the course of the slot in the X and Y directions, valid with the previous lifting of the digging tool, is permanently displayed in relation to the depth and passed on to the memory card.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der angeschlossenen Zeichnungen näher beschrieben. The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the attached drawings.

Es zeigen Show it

Fig. 1 einen Schlitzwandgreifer in Vorderansicht; Figure 1 shows a diaphragm wall grab in front view.

Fig. 2a-c die erfindungsgemässe Messeinrichtung in einem Blockschaltbild; und 2a-c the measuring device according to the invention in a block diagram; and

Fig. 3 ein mit der Messeinrichtung erstelltes Schlitzwandprotokoll. 3 shows a diaphragm wall protocol created with the measuring device.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Schlitzwandgreifer 1, welcher mit einem Halte- und einem Schliessseil mit dem nicht dargestellten Trägergerät verbunden ist. Mit den Halte- und Schliessseil kann das Schaufelpaar 2 geöffnet und geschlossen und die Grabarbeiten durchgeführt werden. Fig. 1 shows a conventional diaphragm wall gripper 1, which is connected to the carrier device, not shown, with a holding and a closing rope. The bucket pair 2 can be opened and closed with the holding and closing rope and the digging work can be carried out.

Vor dem Beginn der Aushubarbeit wird ein absoluter Nullpunkt ermittelt, welcher vorzugsweise mit der Leitwandoberkante identisch ist. Der Nullpunkt wird mittels einer Resettaste im Datenverarbeitungssystem fixiert. Before starting the excavation work, an absolute zero point is determined, which is preferably identical to the top edge of the guide wall. The zero point is fixed in the data processing system using a reset button.

Anschliessend wird der Greifer 2 stossweise solange auf den auszuhebenden Boden bzw. in den Schlitz aufgesetzt, bis die Schaufeln voll sind, worauf mittels dem Schliessseil das Schaufelpaar geschlossen wird. The gripper 2 is then placed intermittently on the ground to be excavated or in the slot until the blades are full, whereupon the pair of blades is closed by means of the closing rope.

Beim Anheben des Schlitzwandgreifers 1 wird die im Bereich seines Rahmens 3 angeordnete Messzelle 4 aktiviert und beginnt mit ihrer Messung. Dabei geben zwei, die Neigung des Greifers sowohl in X- als auch in Y-Richtung angebende Inklinome-tersensoren ihre Werte an ein Mikroprozessorsystem ab, welches die Daten in einem ebenfalls in der Messzelle 4 angeordneten Speicher ablegt. Die Stromversorgung der Messzelle erfolgt über eine ebenfalls im Bereich des Rahmens 3 angeordnete Stromversorgung 5, welche mit der Messzelle über ein Kabel verbunden ist. Die Messzelle ist in einem massiven, stoss- und druckwassergeschützten Gehäuse angeordnet. Beim Durchgang des Schlitzwandgreifers durch den festgelegten absoluten Nullpunkt aktiviert der Empfänger einer im Bagger angeordneten Basisstation B den Sender der Messzelle und es kommt zu einer drahtlosen Datenübertragung per Funk von der Messzelle am Greifer zur Basisstation B am Bagger (Fig. 2a, b). When the diaphragm wall gripper 1 is raised, the measuring cell 4 arranged in the area of its frame 3 is activated and begins its measurement. Two inclinometer sensors, which indicate the inclination of the gripper both in the X and Y directions, output their values to a microprocessor system which stores the data in a memory likewise arranged in the measuring cell 4. The measuring cell is supplied with power via a power supply 5, which is likewise arranged in the area of the frame 3 and is connected to the measuring cell via a cable. The measuring cell is arranged in a solid, shock and pressure water protected housing. When the diaphragm wall gripper passes through the specified absolute zero point, the receiver of a base station B arranged in the excavator activates the transmitter of the measuring cell and there is wireless data transmission by radio from the measuring cell on the gripper to base station B on the excavator (Fig. 2a, b).

Die Basisstation B erhält weiters Daten über die jeweilige Tiefe des ausgehobenen Schlitzes. Diese Tiefenmessung erfolgt über Inkrementalgeber an der Winde und wird über die abgespulte Seillänge ermittelt. The base station B also receives data about the respective depth of the excavated slot. This depth measurement is carried out using incremental encoders on the winch and is determined using the uncoiled rope length.

In der Basisstation B werden nun die Messdaten über die Neigung des Schlitzwandgreifers in X- und Y-Richtung mit den Daten über die gegenständliche Tiefe verbunden, die jeweilige Abweichung von der Sollvorgabe, also vom Lot, errechnet und an die im Baggerführerhaus angeordnete zentrale Datensteuerung weitergegebenen. Die Abweichung wird im «mm» errechnet. In base station B, the measurement data on the inclination of the diaphragm wall gripper in the X and Y directions are combined with the data on the depth in question, the respective deviation from the target specification, i.e. from the plumb line, is calculated and passed on to the central data control system located in the excavator cab . The deviation is calculated in «mm».

Beim wiederholten Absenken des Greifers in den Schlitz wird bei Durchlaufen des absoluten Nullpunktes eine optische Anzeige im Baggerführerhaus aktiviert, wobei der Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Richtung, bezogen auf die aktuelle Tiefe, wie er sich beim Anheben des Greifers darstellte, permanent angezeigt wird. Der Baggerführer erfährt also beim Absenken des Greifers den Zustand, der beim Anheben des Greifers vorherrschte und kann damit rechtzeitig erkennen, ob und inwieweit der Schlitzwandgreifer von der gewünschten Soll-Linie abweicht, und eine entsprechende Korrektur vornehmen. When the gripper is repeatedly lowered into the slot, a visual display is activated in the excavator cab when the absolute zero point is passed, the course of the slot in the X and Y directions, based on the current depth, as it was when the gripper was lifted is shown. When the gripper is lowered, the excavator operator thus experiences the condition that prevailed when the gripper was lifted and can thus recognize in good time whether and to what extent the diaphragm wall grab deviates from the desired target line and make a corresponding correction.

Die Daten über die Neigung des Greifers in X-Y-Richtung sowie über die Tiefe werden von der zentralen Datensteuerung auch an eine Speicherkarte weitergegeben. The data on the inclination of the gripper in the X-Y direction and on the depth are also passed on to a memory card by the central data controller.

Die in Fig. 2 a-c schematisch dargestellte Einrichtung umfasst auch einen in einem Büro-Container C aufgestellten Auswerterechner sowie einen an diesen angeschlossenen Drucker. Nach Fertigstellung des Schlitzes oder auch nach einem bestimmten Arbeitszeitraum kann durch einfaches Einführen der Speicherkarte in den Auswerterechner ein Schlitzprotokoll angefertigt werden. The device shown schematically in FIG. 2 a-c also includes an evaluation computer set up in an office container C and a printer connected to it. After completion of the slot or after a certain working period, a slot protocol can be made by simply inserting the memory card into the evaluation computer.

Ein in Fig. 3 dargestelltes Schlitzprotokoll zeigt den Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Richtung in Abhängigkeit von der Tiefe. Darüber hinaus werden zur sicheren Identifizierung eine Schlitznummer, der Schlitzbeginn, das Schlitzende, das Gerät und der Gerätefahrer ausgedruckt. A slot protocol shown in FIG. 3 shows the course of the slot in the X and Y directions as a function of the depth. In addition, a slot number, the slot start, the slot end, the device and the device driver are printed out for secure identification.

Claims

1. A method for detecting the inclination of excavations with respect to the plumb as a function of the excavation depth, in particular for diaphragm walls, using a measuring cell arranged on the excavation device, characterized in that the inclination runs continuously in the X and Y directions from the measuring cell during the excavation work is determined, stored and transmitted wirelessly to a base station, which relates the data to the determined depth of the digging tool, and that this data combination is displayed in a central data controller and fed to an evaluation computer.

2. The method according to claim 1, characterized in that the data stored in the measuring cell are transmitted to the base station when the measuring cell passes through a fixed absolute zero point.

3. The method according to claim 2, characterized in that the data stored in the measuring cell are retrieved from the base station.

4. The method according to claim 1, characterized in that the data combination is displayed on a screen.

5. The method according to claim 1, characterized in that the data combination is passed on to a memory card.

6. The method according to claim 5, characterized in that a measurement protocol is created by means of the memory card.

7. The method according to claim 1, characterized

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records that the data about the depth of the digging tool is gradually taken over the movement of the rope drum.

8. Measuring device for performing the method according to claim 1, for use in connection with a digging tool which is connected to a basic device, comprising a measuring cell arranged on the digging tool, characterized in that the massive, pressurized water-protected measuring cell has two inclinometer sensors for determining the inclination of the digging tool in the X and Y directions, a microprocessor for data acquisition and storage, and a device for wireless transmission of the data to a base station arranged on the base unit, that the data about the depth and the inclination in the X and Y directions of the The base station comparing the digging tool is connected to a central data control arranged on the basic device, which central data control permanently displays the data on a screen and related to the current depth and forwards the data via a memory card to a switching point for the creation of a measurement protocol.

9. Measuring device according to claim 8, characterized in that an electrical supply is provided on the basic device, which is arranged in a solid pressure-water-proof housing and is connected to the measuring cell via a cable.

10. Measuring device according to claim 8, wherein a cable winch is provided on the basic device, characterized in that means are provided to determine the uncoiled cable length on the winch by means of an incremental encoder and to forward it to the base station.

11. Measuring device according to claim 8, characterized in that an absolute zero point is determined before the start of the excavation.

12. Measuring device according to claim 8, characterized in that means are provided to activate the measuring cell when the digging tool is raised and to release its values to the memory.

13. Measuring device according to claim 11, characterized in that after lifting the digging tool when passing through the absolute zero point of the receiver of the base station activates the transmitter on the digging tool for the transmission of the data.

14. Measuring device according to claim 11, characterized in that when the digging tool is repeatedly lowered when passing through the absolute zero point, the course of the slot in the X and Y directions, based on the depth, which is valid with the previous lifting of the digging tool, is permanently displayed and sent to the Memory card is passed on.

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