CH701566A1 - Method for early recognition of building-site subsidence during construction of underground railways in urban area, involves transferring produced and previously evaluated measured values to persons working in working face area - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherfassung von Baugrundsetzungen beim Tunnelbau. The present invention relates to a method for the early detection of grounding in tunneling.
[0002] Beim Vortrieb eines Tunnels wird fortlaufend Erdmaterial (Fels, Lockergestein) ausgebrochen und wegtransportiert. Dabei verändert sich das natürliche Gleichgewicht im Baugrund, was Verformungen auslöst, die insbesondere auch zu Oberflächensetzungen führen können. Bleiben diese Verformungen und Setzungen in einem gewissen Rahmen, so muss dagegen nichts unternommen werden. When propelling a tunnel ground material (rock, loose rock) is continuously broken and transported away. This changes the natural balance in the ground, which causes deformations, which can lead in particular to surface settling. If these deformations and settlements remain within a certain range, then nothing must be done.
[0003] Gelingt es im Zuge der Vortriebsarbeiten aber nicht, durch geeignete Massnahmen ein stabiles Gleichgewicht im Baugrund aufrechtzuerhalten, so kann es über dem Tunnel, bzw. im Bereich der Ortsbrust, wo die Ausbruchsarbeiten vonstattengehen, zu unerwartet grossen Setzungen oder gar zu einer Kraterbildung an der Geländeoberfläche kommen. In der Regel löst das bei einer Kraterbildung in den Tunnel eingebrochene oder bei Anwesenheit von Grundwasser eingeschwemmte Material an der Geländeoberfläche zunächst nur eine kraterförmige Einsenkung aus, deren Tiefe und seitliche Ausdehnung von der Menge des eingebrochenen bzw. eingeschwemmten Materials abhängt. Mit zunehmender Menge des unkontrolliert in den Tunnel eindringenden Erdmaterials schreitet die Kraterbildung voran. Die Bodenbewegungen erfassen immer grössere Bereiche im Baugrund und so auch an der Geländeoberfläche selbst, bis es zu einem neuen stabilen Gleichgewicht kommt, bei dem kein Material mehr in den Tunnel eindringt. In Extremfällen kann es zu einem sogenannten Tagbruch kommen, bei dem die Tiefe des offenen Kraters bis zum Tunnel reicht. If it succeeds in the course of tunneling but not to maintain a stable balance in the ground through suitable measures, it may over the tunnel, or in the field, where the Ausbrucharbeiten vonstattengehen, unexpectedly large subsidence or even crater formation come on the terrain surface. As a rule, the material that has broken into the tunnel during a crater formation or flooded in the presence of groundwater at first dissolves only a crater-shaped recess, the depth and lateral extent of which depends on the amount of broken-down or flooded material. As the amount of soil material enters the tunnel in an uncontrolled manner, crater formation progresses. The ground movements cover ever larger areas in the ground and thus also on the terrain surface itself, until it comes to a new stable equilibrium, in which no material penetrates into the tunnel. In extreme cases, a so-called day break may occur, in which the depth of the open crater reaches to the tunnel.
[0004] Es hängt von der angewandten Tunnelbaumethode, den Baugrundeigenschaften, der Früherkennung und der Reaktionszeit der Beteiligten an der Ortsbrust ab, wie weit eine solche Kraterbildung fortschreiten kann. It depends on the applied tunneling method, the ground properties, the early detection and the reaction time of the participants in the working face, how far such cratering can progress.
[0005] Beim Tunnelbau im städtischen Gebiet - wie beispielsweise beim Bau von Untergrundbahnen - besteht in geringem oder hohem Masse stets das Risiko von unerwartet grossen Baugrundsetzungen und auch von Kraterbildungen. Diese führen oft zu Schäden an Strasse, Bahn und Bauwerken aller Art und können sogar Verletzte und Tote fordern. Die Folgen sind Bauzeitverlängerung und Kostensteigerungen. Zudem besteht die Gefahr eines Verlusts des Vertrauens der Öffentlichkeit in die verantwortlichen Instanzen. Ein solcher Vertrauensverlust kann für die Verwirklichung von aktuellen städtischen Infrastrukturprojekten schwerwiegende Folgen haben. When tunneling in urban areas - such as in the construction of subways - there is always low or high risk of unexpectedly large subsoil grounding and also crater formations. These often lead to damage to roads, railways and structures of all kinds and can even claim injured and dead. The consequences are construction time extension and cost increases. There is also a risk of loss of public confidence in the responsible authorities. Such a loss of confidence can have serious consequences for the realization of current urban infrastructure projects.
[0006] Es sind verschiedene planerische und konstruktive Massnahmen bekannt, mit denen versucht wird, das Risiko von übermässigen, Schäden verursachenden Baugrundsetzungen und Kraterbildung zu verringern oder gar zu vermeiden. Solche Massnahmen sind jedoch mehr oder weniger zeit- und kostenaufwändig und können das Risiko von zu grossen Setzungen bestenfalls auf ein annehmbar tiefes Mass verringern, in der Regel aber nicht gänzlich beseitigen. Various planning and constructive measures are known with which it is attempted to reduce or even avoid the risk of excessive, damage-causing grounding and cratering. However, such measures are more or less time-consuming and costly, and can, at best, reduce the risk of too large settlements to an acceptably low level, but in most cases do not eliminate them altogether.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, beim Tunnelvortrieb auftretende Baugrundsetzungen, insbesondere unerwartet grosse, abrupt einsetzende Setzungen, auf möglichst kostengünstige Weise frühzeitig zu erkennen und damit die oben erwähnten Risiken zu verringern oder gar zu eliminieren. The present invention is an object of the invention to provide a method of the type mentioned above, with which it is possible, occurring during tunneling subsoil grounding, in particular unexpectedly large, abrupt onset subsidence, early on the most cost-effective way to detect and thus the reduce or even eliminate the risks mentioned above.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1.
[0009] Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgen die Messungen der Baugrundverformungen innerhalb einer Messstrecke im Bereich der Ortsbrust. Diese Messstrecke wandert mit der fortschreitenden Ortsbrust mit und begleitet damit den Tunnelvortrieb. Die Länge der Messstrecke kann somit begrenzt werden, wodurch gegenüber fix installierten Messanlagen Kosten eingespart werden können. Gestützt auf die ermittelten und allenfalls ausgewerteten Messwerte werden die für den Tunnelvortrieb verantwortlichen Personen sofort über die auftretenden Setzungen ins Bild gesetzt. Übersteigen diese Setzungen einen gewissen Rahmen, so können die im Ortsbrustbereich arbeitenden Personen, beispielsweise der Führer einer Tunnelbohrmaschine, frühzeitig gewarnt werden. In the method according to the invention, the measurements of the ground deformations take place within a measuring section in the region of the working face. This measuring section moves along with the progressing working face and thus accompanies tunneling. The length of the measuring section can thus be limited, whereby compared to permanently installed measuring equipment costs can be saved. Based on the determined and possibly evaluated measured values, the persons responsible for tunneling are immediately shown in the picture about the occurring subsidence. If these settlements exceed a certain limit, the persons working in the face area, for example the leader of a tunnel boring machine, can be warned at an early stage.
[0010] Bevorzugte Weiterausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Preferred further developments of the inventive method form the subject of the dependent claims.
[0011] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch: <tb>Fig. 1 und 2<sep>eine beim Tunnelvortrieb aufgetretene Baugrundsetzung in einem Schnitt längs bzw. quer zur Tunnelachse, <tb>Fig. 3 und 4<sep>einen Einbruchkrater im Bereich der Ortsbrust in einem Schnitt längs bzw. quer zur Tunnelachse, <tb>Fig. 5 und 6<sep>beim Vortrieb eines Tunnels messtechnisch ermittelte Setzungskurven, <tb>Fig. 7 und 8<sep>das Prinzip der Ermittlung der die Grösse und Verteilung der Baugrundsetzung kennzeichnenden Messwerte, <tb>Fig. 9 und 10<sep>das Prinzip der die fortschreitende Ortsbrust begleitenden Messstrecke anhand von zwei Ausführungsformen, <tb>Fig. 11<sep>ein als Messsonde ausgebildetes Messgerät zum Ermitteln der die Grösse der Baugrundsetzung kennzeichnenden Messwerte, <tb>Fig. 12<sep>das Prinzip der Übermittlung der ermittelten und ausgewerteten Messdaten an die im Ortsbrustbereich des Tunnels arbeitenden Personen, <tb>Fig. 13<sep>eine Anzeigeanordnung zur Anzeige der ermittelten Setzungskurven, und <tb>Fig. 14 bis 17<sep>verschiedene Möglichkeiten zum Verlegen eines Messrohrs zur Aufnahme eines verschiebbaren Messgeräts.zur Tunnelachse A dargestellt ist, werden verschiedene beim Tunnelbau auftretende Baugrundsetzungen erläutert. Der Tunnel ist mit 2 und die Geländeoberfläche ist mit 3 bezeichnet. In the following the subject invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows purely schematically: <Tb> FIG. 1 and 2 <sep> a grounding encountered during tunneling in a section along or transverse to the tunnel axis, <Tb> FIG. 3 and 4 <sep> a burglary crater in the region of the working face in a section along or transverse to the tunnel axis, <Tb> FIG. 5 and 6 <sep> during the tunneling of a tunnel metrologically determined settlement curves, <Tb> FIG. 7 and 8 <sep> the principle of determining the measured values which characterize the size and distribution of the foundation ground, <Tb> FIG. 9 and 10 <sep> the principle of the measuring path accompanying the progressive working face on the basis of two embodiments, <Tb> FIG. 11 <sep> a measuring instrument designed as a measuring probe for determining the measured values characterizing the size of the foundation ground, <Tb> FIG. 12 <sep> the principle of transmission of the determined and evaluated measurement data to the persons working in the working area of the tunnel, <Tb> FIG. 13 <sep> a display arrangement for displaying the determined settlement curves, and <Tb> FIG. 14 to 17 <sep> different ways of laying a measuring tube for receiving a displaceable measuring device. To the tunnel axis A is shown, various substructures occurring during tunneling are explained. The tunnel is marked 2 and the terrain surface is marked 3.
[0012] In den Fig. 1 und 2 ist eine Geländemulde 4 im Baugrund B dargestellt, die wegen Baugrundsetzungen entstanden ist, die durch den Tunnelvortrieb verursacht worden sind. Der Boden der Mulde ist mit 4a bezeichnet. Die Grösse der variablen Setzung beträgt a. Liegt diese Setzungsgrösse a innerhalb gewisser, erwarteter Grenzen, d.h. im Millimeter- oder Zentimeterbereich, ausnahmsweise auch im Dezimeterbereich (normale Setzung), so sind je nach Bauwerkstyp keine oder nur akzeptierbare Schäden an der Infrastruktur (Strassen, Gebäude etc.) zu erwarten. Ein Grund zur Beunruhigung besteht also nicht. Übersteigt jedoch die Setzungsgrösse a diesen Grenzwert (abnormale Setzung), so muss gehandelt werden, damit keine grösseren Schäden entstehen. In Figs. 1 and 2, a terrain trough 4 is shown in the ground B, which has arisen because of grounding, which have been caused by the tunneling. The bottom of the trough is designated 4a. The variable variable is a. If this set value a lies within certain expected limits, i. in the millimeter or centimeter range, exceptionally also in the decimeter range (normal settlement), depending on the type of construction, no or only acceptable damage to the infrastructure (roads, buildings, etc.) can be expected. So there is no reason to worry. However, if the settlement size a exceeds this limit (abnormal settlement), action must be taken to prevent major damage.
[0013] In den Fig. 3 und 4 ist das Beispiel einer durch den Vortrieb des Tunnels 2 verursachten Kraterbildung gezeigt. Bei der Bildung eines Einbruchkraters 5 dringt Erdmaterial 6 in den Tunnel 2 ein. Die Bruchflächen des Einbruchkraters sind mit 7 bezeichnet. Es ist offensichtlich, dass eine solche Kraterbildung zu sehr grossen Schäden führen kann, vor allem wenn beim Tunnelbau in städtischen Gebieten Gebäude und Verkehrswege unterfahren werden. In Figs. 3 and 4, the example of a caused by the tunneling of the tunnel 2 cratering is shown. In the formation of a burglary crater 5 penetrates earth material 6 in the tunnel 2 a. The fracture surfaces of the burglary crater are designated 7. It is obvious that such cratering can lead to very great damage, especially if the construction of tunnels in urban areas is damaged by buildings and traffic routes.
[0014] In den Fig. 5 und 6 sind Beispiele von Setzungskurven gezeigt, die aufgrund von Messungen ermittelt worden sind. In Figs. 5 and 6 are shown examples of settlement curves which have been determined on the basis of measurements.
[0015] Die in der Fig. 5 gezeigten Kurven 8, 8 ́ gehören zum in den Fig. 1 und 2gezeigten Setzungsverhalten, während die The curves 8, 8 shown in FIG. 5 belong to the settlement behavior shown in FIGS. 1 and 2, while the
[0016] in der Fig. 6 gezeigten Setzungskurven 9, 9 ́ zur in den Fig. 3und 4dargestellten Kraterbildung gehören. Die Kurven 8 ́ und 9 ́ illustrieren Fälle von unerwartet aufgetretenen grossen Setzungen, wobei die Kurve 9 ́ eine mögliche bzw. angehende Kraterbildung anzeigt. Settling curves 9, 9 shown in FIG. 6 belong to the crater formation illustrated in FIGS. 3 and 4. Curves 8 and 9 illustrate cases of large settlements that have occurred unexpectedly, with curve 9 indicating possible or impending cratering.
[0017] Die Setzungskurven 8 und 9 stellen den Setzungszustand in dem Zeitpunkt dar, in dem die Ortsbrust die mit 1 bezeichnete Stelle erreicht hat. Die Setzungskurven 8 ́ und 9 ́ stellen hingegen den Setzungszustand in dem Zeitpunkt dar, in dem die Ortsbrust die mit 1 ́ bezeichnete Stelle erreicht hat. Zwischen diesen beiden Positionen 1, 1 ́ der Ortsbrust ist der Tunnel 2 um die axiale Abbaustrecke 10 vorangetrieben worden. The settlement curves 8 and 9 represent the settlement state in the time in which the working face has reached the point designated 1. The settlement curves 8 and 9, however, represent the settlement state at the time in which the working face has reached the point designated 1. Between these two positions 1, 1 of the working face of the tunnel 2 has been driven by the axial excavation distance 10.
[0018] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es nun möglich, Baugrundsetzungen so frühzeitig zu erfassen, dass Massnahmen getroffen werden können, bevor infolge unerwartet grösser Setzungen und Kraterbildung grössere Schäden entstehen können. With the inventive method, it is now possible to detect ground conditions so early that measures can be taken before due to unexpectedly larger subsidence and crater formation can cause major damage.
[0019] Anhand der Fig. 7 bis 9 wird nun das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Prinzip erläutert. The principle underlying the present invention will now be explained with reference to FIGS. 7 to 9.
[0020] Innerhalb einer Messstrecke 11 gegebener Länge b werden an einer Anzahl von Messpunkten 12 Messwerte ermittelt, die für die Grösse der im Baugrund auftretenden Verformungen kennzeichnend sind. Die Länge der Messstrecke 11 beträgt vorzugsweise etwa das Ein- Zweifache des mittleren Tunneldurchmessers D. Der Abstand c zwischen benachbarten Messpunkten 12 (Fig. 7) ist nicht grösser als etwa die Hälfte des Tunneldurchmessers D. Vorzugsweise ist dieser-Abstand jedoch nicht grösser als ein Viertel des Tunneldurchmessers D. Dadurch wird ein genügend dichtes Messstellennetz geschaffen, um auch plötzlich auftretende grössere Verschiebungen rechtzeitig zu entdecken. Die Ermittlung der Messwerte erfolgt kontinuierlich oder in einem zeitlichen Abstand von höchstens einigen Minuten, vorzugsweise jedoch in einem Abstand von höchstens einer Minute. Anstelle von Messungen an den vorgebestimmten Messpunkten 12 der Messstrecke 11 ist auch ein kontinuierliches Messen entlang der Messtrecke 11 möglich (ähnlich wie bei der in Fig. 11 gezeigten Variante). Within a measuring path 11 of given length b, measured values are determined at a number of measuring points 12, which are characteristic of the size of the deformations occurring in the ground. The length of the measuring section 11 is preferably approximately one-two times the mean tunnel diameter D. The distance c between adjacent measuring points 12 (FIG. 7) is not greater than approximately half of the tunnel diameter D. Preferably, however, this distance is not greater than one Quarter of the tunnel diameter D. This creates a sufficiently dense network of measuring points, in order to detect also suddenly occurring larger shifts in time. The determination of the measured values takes place continuously or at a time interval of at most a few minutes, but preferably at a distance of at most one minute. Instead of measurements at the predefined measuring points 12 of the measuring section 11, continuous measuring along the measuring section 11 is also possible (similar to the variant shown in FIG. 11).
[0021] Die Messstrecke 11 überspannt zumindest den Bereich der Ortsbrust 1, damit Setzungen im Baugrund infolge eines Abschlags 14 in diesem Ortsbrustbereich frühzeitig erfasst werden können. Dabei ist die Messstrecke 11 so angeordnet, dass sie sich von der Ortsbrust 1 aus jeweils um einen ersten Messstreckenteil b1 nach vorwärts und um einen zweiten Messstreckenteil b2 nach rückwärts erstreckt. Die Länge des ersten Messstreckenteils b1 beträgt vorzugsweise etwa die Hälfte bis das Einfache des Tunneldurchmessers D, während die Länge des zweiten Messstreckenteils b2 vorzugsweise etwa ein Viertel bis die Hälfte des Tunneldurchmessers beträgt. The measuring section 11 spans at least the region of the working face 1, so that subsidence can be detected early in the ground due to a discount 14 in this face chest area. In this case, the measuring section 11 is arranged such that it extends from the working face 1 in each case around a first measuring track section b1 to the front and around a second measuring track section b2 to the rear. The length of the first measuring path part b1 is preferably about half to the simple of the tunnel diameter D, while the length of the second measuring path part b2 is preferably about one quarter to one half of the tunnel diameter.
[0022] Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung neben dem Einsatz einer Messstrecke 11 von begrenzter Länge b bildet das schrittweise oder kontinuierliche Vorschieben dieser Messtrecke 11 mit der bei fortschreitendem Vortrieb wandernden Ortsbrust 1. Dieses Vorschieben der Messstrecke 11 erfolgt entlang einer Messlinie 13, die sich im Wesentlichen in Vortriebsrichtung C, d.h. in der Richtung der Tunnelachse A, erstreckt. In der Fig. 9ist diese Vorwärtsbewegung der Messstrecke- 11 schematisch dargestellt. Auf der linken Seite der Fig. 9 ist eine erste Lage der Ortsbrust gezeigt, in der die Ortsbrust mit 1 und die den Ortsbrustbereich überspannende Messstrecke mit 11 bezeichnet ist. Während der Abbau entlang einer axialen Abbaustrecke 14 bestimmter Länge erfolgt, kann die Messtrecke 11 stationär sein. Mit fortschreitendem Ausbruch wandert die Ortsbrust 1 in Vortriebsrichtung C und die Messstrecke 11 wird mit der Ortsbrust 1 mit verschoben. Auf der rechten Seite der Fig. 9 ist eine zweite Lage der Ortsbrust dargestellt, in der die Ortsbrust die mit 1 ́ bezeichnete Stelle erreicht hat. Die wie erwähnt mit verschobene Messstrecke ist mit 11 ́ bezeichnet und überspannt auch hier wieder den Bereich der Ortsbrust 1! und dient zur kontinuierlichen Überwachung von Baugrundsetzungen während des Abbaus entlang der axialen Abbaustrecke 14 ́. Dadurch, dass die Messstrecke 11 mit der Ortsbrust 1 vorwärts wandert, kommen laufend immer wieder neue Bereiche des Baugrunds B in die Überwachungszone, während die Überwachungszone den vorgängig überwachten Baugrundbereich wieder verlässt. Another essential aspect of the present invention in addition to the use of a measuring section 11 of limited length b forms the stepwise or continuous advancement of this measuring section 11 with the traveling in progress advancing working face 1. This advancement of the measuring section 11 along a measuring line 13, the essentially in the direction of advance C, ie in the direction of the tunnel axis A. In FIG. 9, this forward movement of the measuring section 11 is shown schematically. On the left side of FIG. 9, a first position of the working face is shown, in which the working face is denoted by 1 and the measuring span spanning the working face region is denoted by 11. While the excavation takes place along an axial length of excavation 14 of a certain length, the measuring section 11 may be stationary. With progressive eruption wanders the working face 1 in the forward direction C and the measuring section 11 is moved with the working face 1 with. On the right side of Fig. 9, a second position of the working face is shown, in which the working face has reached the point designated 1. The as mentioned with shifted measuring section is denoted by 11 and spans again here the area of the working face 1! and is used for continuous monitoring of building ground during mining along the axial excavation path 14. Due to the fact that the measuring section 11 moves forward with the working face 1, new areas of the ground B continually come into the monitoring zone, while the monitoring zone leaves the previously monitored subsoil area again and again.
[0023] Wie die Fig. 8 zeigt kann die Messlinie 13, entlang der die Messstrecke 11 verschoben wird, an der Geländeoberfläche 3 oder aber auch im Baugrund B (Messlinie 13 ́) angeordnet werden. Es können aber auch mehr als eine Messlinie 13 vorgesehen werden, z.B. eine zweite Messlinie 13 ́ ́. As shown in FIG. 8, the measuring line 13, along which the measuring section 11 is displaced, can be arranged on the ground surface 3 or also in the ground B (measuring line 13). However, more than one measuring line 13 may also be provided, e.g. a second measuring line 13.
[0024] In Fig. 10 ist eine andere Ausgestaltung der Messstrecke 11 gezeigt. Damit die Messstrecke 11 nicht während einer Vortriebsetappe, z.B. innerhalb einer Schicht, verschoben werden muss, kann die Messstrecke 11 um einen Betrag b’ verlängert werden, der etwa der Länge d des während dieser Vortriebsetappe ausgebrochenen Tunnelabschnitts 2a entspricht. In Fig. 10, another embodiment of the measuring section 11 is shown. Thus, the measuring section 11 is not during a propulsion stage, e.g. within a shift, the measuring section 11 may be extended by an amount b ', which corresponds approximately to the length d of the tunnel section 2a broken out during this propulsion stage.
[0025] Es gibt verschiedene, an sich bekannte und erprobte Methoden zur Erzeugung von Messwerten, die für die Grösse und Verteilung einer Verformung oder Setzung im Baugrund kennzeichnend sind. So ist es zum Beispiel möglich, eine Messsondenkette einzusetzen, die die Messstrecke 11 festlegt und die entlang der Messlinie 13 automatisch oder von Hand vorwärts bewegt wird. Eine solche Messsondenkette besteht aus einer Anzahl von miteinander gelenkig verbundenen Messsonden, z.B. Inklinometern oder Schlauchwaagen. Die Verbindungsstellen zwischen den Messsonden legen dann beispielsweise die Messpunkte 12 fest. Die Messsondenkette wird in einem Messrohr 15 (siehe Fig. 11) geführt, das sich in Richtung der Messlinie 13 erstreckt. There are several known and proven methods for generating measured values that are characteristic of the size and distribution of a deformation or settlement in the ground. For example, it is possible to use a measuring probe chain which defines the measuring section 11 and which is moved automatically or manually along the measuring line 13. Such a probe string consists of a number of probes hinged together, e.g. Inclinometers or hose scales. The connection points between the measuring probes then determine, for example, the measuring points 12. The measuring probe chain is guided in a measuring tube 15 (see FIG. 11) which extends in the direction of the measuring line 13.
[0026] In der Fig. 11 ist eine andere Ausführungsform einer Messanordnung gezeigt, bei der eine Messsonde 16 in einem sich in Richtung der Messlinie 13 erstreckenden Messrohr 15 entlang der Messstrecke 11 in beliebigen Schritten verschoben wird. Vorzugsweise erfolgt das Verschieben der Messsonde 16 automatisch mittels einer selbsttätigen Antriebseinrichtung (Roboter), oder mittels einer geeigneten Vorschubeinrichtung, wie sie in Fig. 11 durch eine antreibbare Aufwickelspule 17 und ein mit letzterer und der Messsonde 16 verbundenes Zugelement 18 angedeutet ist. 11, another embodiment of a measuring arrangement is shown, in which a measuring probe 16 is displaced along the measuring section 11 in an arbitrary step in a measuring tube 15 extending in the direction of the measuring line 13. The displacement of the measuring probe 16 preferably takes place automatically by means of an automatic drive device (robot), or by means of a suitable feed device, as indicated in FIG. 11 by a drivable take-up reel 17 and a tension element 18 connected to the latter and the measuring probe 16.
[0027] Ein automatisches Vorschieben der Messsondenkette bzw. der Messsonde 16 kann auch aufgrund von Signalen erfolgen, die von einem im Tunnel angeordneten Signalgeber übermittelt werden, der für die jeweilige Lage der Ortsbrust 1 kennzeichnende Signale erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorwärtsbewegung der Messstrecke 11 direkt mit dem Fortschreiten der Ortsbrust 1 gekoppelt. An automatic advancement of the measuring probe chain or the measuring probe 16 can also be effected on the basis of signals which are transmitted by a signal generator arranged in the tunnel, which generates signals indicative of the respective position of the working face 1. In this embodiment, the forward movement of the measuring section 11 is coupled directly to the progression of the working face 1.
[0028] Anhand der Fig. 12 wird nun das Prinzip der Übermittlung der ermittelten und ausgewerteten Messdaten an die im Ortsbrustbereich des Tunnels arbeitenden Personen beschrieben. Die entlang der Messstrecke 11 an den Messpunkten 12 ermittelten Messwerte werden über eine nur schematisch angedeutete Signalleitung 19 einem Datenerfassungsgerät 20 zugeführt, in dem eine Auswertung der erfassten Daten erfolgt. Die ausgewerteten Daten werden - wie durch den Pfeil E angedeutet - vom Datenerfassungsgerät 20 in Echtzeit an eine Anzeigeanordnung 21 übermittelt, die sich im Bereich der Ortsbrust 1, vorzugsweise in der Kabine der Tunnelbohrmaschine, befindet. The principle of transmission of the determined and evaluated measurement data to the persons working in the face chest area of the tunnel will now be described with reference to FIG. The measured values determined along the measuring path 11 at the measuring points 12 are fed via a signal line 19, which is indicated only schematically, to a data acquisition device 20, in which an evaluation of the acquired data takes place. The evaluated data are - as indicated by the arrow E - transmitted by the data acquisition device 20 in real time to a display device 21, which is in the region of the working face 1, preferably in the cabin of the tunnel boring machine.
[0029] In der Fig. 13 ist das Anzeigefeld 22 der Anzeigeanordnung 21 dargestellt. Im Anzeigefeld 22 sind verschiedene, mögliche Setzungszustände kennzeichnende Setzungskurven 23, 23a, 23b und 23c angezeigt. Dieses Anzeigefeld 22 weist verschiedene Anzeigebereiche 22a, 22b und 22c auf, von denen jeder einen andern Bereitschafts- oder Alarmzustand symbolisiert. Dabei steht der Anzeigebereich 22a für den Zustand «normales Setzungsverhalten», der Anzeigebereich 22b für den Zustand «sich anbahnendes abnormales Setzungsverhalten» und der Anzeigebereich 22c für den Zustand «abnormales Setzungsverhalten». Sobald die für den Tunnelvortrieb verantwortlichen Personen, vor allem die im Ortsbrustbereich arbeitenden Personen, zu denen auch der Führer einer Tunnelbohrmaschine gehört, erkennen, dass die angezeigte Setzungskurve sich aus dem Anzeigebereich 22a in den Anzeigebereich 22b oder gar in den Anzeigebereich 22c verschiebt, so treffen sie die geeigneten Vorsichtsmassnahmen, die z.B. das Anhalten der Tunnelbohrmaschine umfassen. Zusätzlich zur optischen Anzeige können auch akustische Warnsignale erzeugt werden. In Fig. 13, the display panel 22 of the display device 21 is shown. In the display panel 22 different, possible subsidence states characterizing subsidence curves 23, 23a, 23b and 23c are displayed. This display panel 22 has various display areas 22a, 22b, and 22c, each of which symbolizes a different standby or alarm condition. Here, the display area 22a stands for the state "normal settlement behavior", the display area 22b for the state "onset abnormal settlement behavior" and the display area 22c for the state "abnormal settlement behavior". As soon as the persons responsible for the tunneling, in particular those working in the working area, including the leader of a tunnel boring machine, recognize that the displayed settlement curve shifts from the display area 22a into the display area 22b or even into the display area 22c Take the appropriate precautionary measures, eg include stopping the tunnel boring machine. In addition to the visual display and acoustic warning signals can be generated.
[0030] Anhand der Fig. 14 bis 17 werden nachfolgend verschiedene Möglichkeiten zum Verlegen des Messrohrs 15, entlang dem die Messsondenkette bzw. die Messsonde 16 verschoben wird, beschrieben. Various possibilities for laying the measuring tube 15, along which the measuring probe chain or the measuring probe 16 is displaced, are described below with reference to FIGS. 14 to 17.
[0031] Bei den in den Fig. 14und 15 gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Messrohr 15 in den Belag 24 eingebettet (Fig. 14) oder in einen im Baugrund B ausgehobenen Graben 25 oder in eine Bohrung im Baugrund B eingelegt (Fig. 15). Dabei wird das Messrohr 15 auf geeignete Weise mit dem Belag 24 bzw. dem Baugrund B verbunden, vorzugsweise durch eine Vermörtelung 26. In den Fig. 16 und 17ist schematisch gezeigt, auf welche Weise Bohrungen zur Aufnahme des Messrohrs 15 in den Baugrund B getrieben werden können. Bei der in der Fig. 16 gezeigten Variante wird die Bohrung von einer Baugrube 27 oder einem Schacht aus in Richtung der Messlinie 13 erstellt. Bei der Variante gemäss Fig. 17 wird die in Richtung der Messlinie 13 verlaufende Bohrung von der Geländeoberfläche 3 her mittels einer gerichteten Bohrmethode erstellt. Diese Technik ist vom Kanalisationsbau her bekannt und wird auch von der Ölindustrie angewandt. In the exemplary embodiments shown in FIGS. 14 and 15, the measuring tube 15 is embedded in the lining 24 (FIG. 14) or inserted into a trench 25 excavated in the ground B or into a hole in the ground B (FIG. 15). In this case, the measuring tube 15 is connected in a suitable manner with the lining 24 or the ground B, preferably by a grouting 26. In Figs. 16 and 17 is shown schematically, in which way holes for receiving the measuring tube 15 are driven into the ground B can. In the variant shown in FIG. 16, the bore is created from an excavation 27 or a shaft in the direction of the measurement line 13. In the variant according to FIG. 17, the bore extending in the direction of the measurement line 13 is created from the terrain surface 3 by means of a directional drilling method. This technique is known from sewerage and is also used by the oil industry.
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