DE102005038313A1

DE102005038313A1 - Device for measuring the geological storage compactness and for detecting hollow chambers of an advancing tunnel used in tunnel construction comprises a probe, a drive unit and a measuring unit

Info

Publication number: DE102005038313A1
Application number: DE200510038313
Authority: DE
Inventors: Ralf Dietz
Original assignee: Rohrvortrieb Diez & Co KG GmbH
Current assignee: Rohrvortrieb Diez & Co KG GmbH
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: DE102005038313A8; DE102005038313B4

Abstract

Device for measuring the geological storage compactness and for detecting hollow chambers of an advancing tunnel comprises a probe (09) located in a tunnel tubular section (06) arranged behind an advancing machine (05), a drive unit for moving the probe through an opening (10) into the ground and a measuring unit for directly or indirectly determining the resistance, pressing force and/or traveling path of the probe. An independent claim is also included for a method for measuring the geological storage compactness and for detecting hollow chambers of an advancing tunnel. Preferred Features: The probe is arranged in the tunnel tubular section arranged directly behind the advancing machine. The opening is arranged in the top region of the tunnel tubular section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der geologischen Lagerungsdichte und zur Detektion von Hohlräumen im Bereich eines Vortriebstunnels, der durch eine Mehrzahl von nacheinander angeordneten Tunnelrohrabschnitten gebildet wird, die hinter einer Vortriebsmaschine angeordnet sind.The The invention relates to a device for measuring geological Storage density and for the detection of cavities in the area of a tunnel tunnel, the by a plurality of successively arranged tunnel tube sections is formed, which are arranged behind a tunneling machine.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung der geologischen Lagerungsdichte und zur Detektion von Hohlräumen im Bereich eines Vortriebstunnels.Farther The invention relates to a method for measuring the geological Storage density and for the detection of cavities in the area of a tunnel tunneling.

Beim Vortrieb eines Tunnels, beispielsweise im Lockergestein oder sandigen Böden, können durch das Abbauwerkzeug Hohlräume unmittelbar über der Vortriebsmaschine verursacht werden. Diese sind für das Bedienungspersonal der Tunnelbohrmaschine nicht oder nur kaum erkennbar. Es entsteht hierdurch ein erhebliches Risiko der Nachsackung oder Setzung des über dem Vortriebstunnels befindlichen Geländes, so dass eine erhebliche Einsturzgefahr der Bodenoberfläche und den darauf gegebenenfalls befindlichen Baukörpern resultiert.At the Propulsion of a tunnel, for example in loose rock or sandy floors, can through the mining tool cavities immediately above causing the tunneling machine. These are for the operating personnel the tunnel boring machine not or hardly recognizable. It arises as a result a significant risk of collapse or settlement of the above Tunneling tunnels located terrain, so that a considerable Danger of collapse of the soil surface and the structures possibly located thereon.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Messvorrichtungen und – verfahren zur Bestimmung der geologischen Lagerungsdichte und zum Auffinden von Hohlräumen im Erdreich bekannt. Diese nutzen direkte oder indirekte Messmethoden, die zum einen von der Erdoberfläche und zum anderen von einer Tunnelinnenseite aus eingesetzt werden können.Out The prior art includes various measuring devices and methods for determining the geological storage density and for finding of cavities known in the ground. These use direct or indirect measurement methods, on the one hand, from the earth's surface and on the other hand from a tunnel inside can be used.

Sondierungsbohrungen sind eine sehr zuverlässige, wenngleich kostenintensive und zeitaufwendige direkte Messmöglichkeit der geologischen Bodenbeschaffenheit.exploratory drilling are a very reliable, although costly and time consuming direct measurement option the geological soil condition.

Daneben ermöglichen indirekte Methoden wie Rammsondierungen, bei denen eine Sonde durch einen Rammbären mit gleichbleibender Fallhöhe in den Untergrund getrieben wird, sowie Drucksondierungen, bei denen ein Sondenstab durch eine statische Kraft mit möglichst gleichbleibender Geschwindigkeit in den Boden eingedrückt wird, eine Bodensondierung, von der Erdoberfläche aus. Innerhalb eines Tunnels oder Bohrlochs ermöglichen Breitendrucksondierungen die Bestimmung des Steifemoduls (Elastizitätsmoduls) des umliegenden Erdreichs und Gesteins.Besides enable indirect methods such as ramming, in which a probe by a ram with constant fall height is driven into the ground, as well as pressure soundings in which a probe rod by a static force with the fastest possible speed pressed into the ground is a soil probe from the surface of the earth. Inside a tunnel or hole Width pressure probing the determination of the modulus of elasticity (modulus of elasticity) of the surrounding soil and rock.

Diese mechanischen Sondierungsmethoden sind im Vortriebstunnelbau vor dem Hintergrund einer genügend hohen Sondierungsgenauigkeit nur mit einem erheblichen technischen und wirtschaftlichen Aufwand einsetzbar und sind von der Erdoberfläche aus angewendet oftmals nicht in der Lage, Hohlräume, Wassereinschlüsse, Lunker oder Lockerungen oberhalb des Vortriebstunnels zu erkennen.These Mechanical sounding methods are available in tunneling tunnel construction the background of a sufficient high probing accuracy only with a considerable technical and economic effort applicable and are from the earth's surface often not able to use cavities, water inclusions, voids or loosening above the tunnel tunnel to detect.

Ferner sind aus dem Stand der Technik geophysikalische Verfahren bekannt, die eine indirekte Lagerungsdichtemessung und Hohlraumdetektion gestatten.Further are known from the prior art geophysical method, which allow indirect storage density measurement and cavity detection.

Hierzu zählen seismische Methoden, die die Fortpflanzgeschwindigkeit oder die Reflexion seismischer Wellen beim Durchgang durch das Erdreich messen. Geoelektrische und geomagnetische Methoden beruhen auf der Analyse der elektrischen oder magnetischen Eigenschaften des umliegenden Erdreichs und Gesteins. Daneben kommen auch Radarsondierungsmethoden zum Einsatz, die die geologische Beschaffenheit durch Abstrahlung elektromagnetischer Impulse in den Untergrund und der Erfassung ihrer Reflexion analysieren. Diese geophysikalischen Verfahren erfordern den Einsatz von kostspieligen Messgeräten und deren Bedienung durch fachkundiges Personal. Sie liefern im allgemeinen nur globale Aussagen über die Bodenbeschaffenheit und können nur in seltenen Fällen derart genaue Bodenanalysen liefern, wie sie für den Vortriebstunnelbau notwendig sind.For this counting seismic methods that determine the reproductive rate or the Measure the reflection of seismic waves as they pass through the earth. Geoelectric and geomagnetic methods are based on the analysis the electrical or magnetic properties of the surrounding soil and rocks. In addition, radar sounding methods are also used the geological nature by radiation electromagnetic Analyze impulses into the underground and the recording of their reflection. These geophysical methods require the use of expensive ones measuring instruments and their operation by expert staff. They deliver in the general only global statements about the soil condition and can only in rare cases provide such accurate soil analyzes as necessary for the tunneling tunnel construction are.

Nachteilig an den oben beschriebenen Sondiermethoden im Tunnelbau ist, dass die Messvorrichtungen in den meisten Fällen sehr kostspielig sind, sowie ihr Einsatz mit einem hohen Zeit und Kostenaufwand verbunden ist. Darüber hinaus können sie zumeist die durch die Vortriebsmaschine verursachten Hohlräume nicht oder nur ungenau erkennen. Ihr Einsatz ist in vielen Fällen so zeitaufwendig, dass der Schaden durch die Hohlraumentstehung bereits eingetreten ist, bevor die Messung zuverlässige Daten liefert.adversely in the tunneling methods described above is that the measuring devices are very expensive in most cases, as well as their use associated with a high time and expense is. About that They can go out usually not caused by the tunneling machine cavities or only vaguely recognize. Their use is in many cases like this time consuming, that the damage caused by the cavitation already occurred before the measurement provides reliable data.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit der bzw. mit dem eine einfache kostengünstige, zuverlässige und zeitersparende Detektion von Hohlräumen und Untersuchung der geologischen Lagerungsdichte im Vortriebstunnelbau ermöglicht wird.outgoing From this prior art, it is therefore the object of the present Invention, an apparatus and a method to propose with the or with the a simple inexpensive, reliable and time-saving detection of cavities and investigation of geological Storage density is made possible in Vortriebstunnelbau.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach der Lehre des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 15 gelöst.These The object is achieved by a device according to the teaching of the claim 1 and a method according to the teaching of claim 15 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Messvorrichtung gemäß der Erfindung weist mindestens eine Sonde auf, die im Wesentlichen in einem hinter der Vortriebsmaschine angeordneten Tunnelrohrabschnitt angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Antriebsvorrichtung, mit der die Sonde durch mindestens eine in der Außenwand des im Tunnelrohrabschnitts angeordneten Sondenaustrittsöffnung in das umgebende Erdreich oder Lockergestein verfahrbar ist, und eine Messvorrichtung, mit welcher der von der Sonde zu überwindende Widerstand, die Presskraft und/oder der Verfahrweg der Sonde mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist.The measuring device according to the invention comprises at least one probe which is angeord substantially in a behind the tunneling machine Neten tunnel tube section is arranged. Furthermore, the invention comprises a drive device with which the probe can be moved into the surrounding earth or loose rock by at least one probe exit opening arranged in the tunnel pipe section, and a measuring device with which the resistance to be overcome by the probe, the pressing force and / or or the travel of the probe is directly or indirectly detectable.

Mit anderen Worten dient diese Vorrichtung der Drucksondierung des umliegenden Gesteins im Tunnelrohr. Hierbei kann die Sonde beispielsweise durch eine statische Kraft, die von der Antriebsvorrichtung aufgebracht wird, in möglichst gleichbleibender Geschwindigkeit in das Erdreich oder Gestein gedrückt werden. Die Messvorrichtung dient hierbei zur Messung des Druckwiderstands bei Überwindung eines definierten Verfahrwegs bzw. dem Verfahrweg bei Ausübung einer definierten Presskraft. Der gemessene Sondierungsdruck bzw. Verfahrweg dient der Charakterisierung der Lagerungsdichte und ermöglicht die Detektion von Hohlräumen, Wassereinschlüssen oder Lunkern.With In other words, this device is used for pressure probing of the surrounding Rock in the tunnel tube. In this case, the probe, for example, by a static force applied by the drive device will, in as possible constant speed into the soil or rock. The measuring device serves to measure the pressure resistance in overcoming a defined travel path or the travel path when exercising a defined pressing force. The measured probing pressure or travel serves the characterization of the storage density and allows the Detection of cavities, water inclusions or voids.

Der Ort, an dem die Sonde innerhalb des Tunnels angebracht wird, ist grundsätzlich beliebig wählbar. Jedoch bietet sich die vorteilhafte Anordnung der Sonde unmittelbar hinter der Vortriebsmaschine an, um Hohlräume, die von der Vortriebsmaschine verursacht werden, direkt in räumlicher Nähe ihrer Verursachung zu detektieren, um rechtzeitig vor dem Nachsacken der Geländeoberkante Gegenmaßnahmen einleiten zu können.Of the Location where the probe is placed inside the tunnel is in principle arbitrary. However, the advantageous arrangement of the probe offers immediate behind the tunneling machine, to cavities coming from the tunneling machine be caused directly in spatial Close to her Cause detection to be timely before sagging ground level countermeasures to be able to initiate.

Im Allgemeinen entstehen durch das Abbauwerkzeug verursachte Hohlräume vor allem im Firstbereich des Tunnels. Aus diesem Grund empfiehlt sich eine bevorzugte Anordnung der Sondenaustrittsöffnung im Deckenbereich des Tunnels. Grundsätzlich und ohne den Boden der Erfindung zu verlassen sind jedoch auch Sondenaustrittsöffnungen und damit Messungen in alle Richtungen des Tunnelmantels denkbar.in the In general, cavities caused by the mining tool are created especially in the ridge area of the tunnel. For this reason, it is recommended a preferred arrangement of the probe outlet opening in the ceiling region of Tunnel. in principle and without leaving the bottom of the invention, however, are also probe outlet openings and thus measurements in all directions of the tunnel mantle conceivable.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Sonde als Sondierstange ausgebildet, so dass eine einfache, beispielsweise vertikale Antriebsvorrichtung zum Ausfahren der Sonde verwendet werden kann. Solch eine Sondenausführung ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion der Sondenantriebs- und Messvorrichtung.To a preferred embodiment the probe is designed as a probing rod, so that a simple, For example, vertical drive device for extending the probe can be used. Such a probe design allows a particularly simple and cost-effective Construction of the probe drive and measuring device.

Im Allgemeinen weist das den Tunnel umgebende Gestein und Erdreich eine hohe Feuchtigkeitskonzentration auf. Darüber hinaus kann in Hohlräumen Wasser eingeschlossen sein. Um ein Eindringen von Feuchtigkeit, aber auch von Sand oder Lockergestein durch die Sondenaustrittsöffnung zu verhindern, ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich der Sondenaustrittsöffnung mindestens eine Dichtvorrichtung vorgesehen. Diese Dichtvorrichtung schützt das Tunnelinnere vor dem Eindringen von Grundwasser und Erdreich.in the In general, the surrounding rock and soil surrounding the tunnel a high moisture concentration. In addition, in cavities can be water be included. To prevent ingress of moisture, as well of sand or loose rock through the probe exit opening is in the preferred embodiment in the field of Probe outlet opening provided at least one sealing device. This sealing device protects that Inside the tunnel before the penetration of groundwater and soil.

Die Ausformung dieser Dichtvorrichtung ist grundsätzlich beliebig. Jedoch lässt gerade die Anwendung einer verschiebbaren Sonde eine vorteilhafte Ausformung der Dichtvorrichtung als Lippendichtung zu.The Formation of this sealing device is basically arbitrary. However, just lets the application of a displaceable probe an advantageous shape the sealing device as a lip seal to.

Die Anordnung der Dichtvorrichtung und der Sondenaustrittsöffnung in der Tunnelhülle ist grundsätzlich beliebig. Jedoch erzeugt der Vortrieb der Tunnelrohrabschnitte an der Außenfläche des Tunnels erhebliche Reibung und dadurch eine Abnutzung der Tunnelmanteloberfläche. Um eine langlebige und zuverlässige Abdichtung der Sondenaustrittsöffnung zu gewährleisten, ist eine radiale Versetzung der Dichtvorrichtung gegenüber der Außenumfangsfläche des Tunnelrohrabschnitts besonders vorteilhaft. Hierdurch wird der Vortriebs- und Gesteinsdruck auf die Dichtvorrichtung erheblich vermindert.The Arrangement of the sealing device and the probe outlet opening in the tunnel envelope is basically any. However, the propulsion of the tunnel pipe sections generates the outer surface of the Tunnels considerable friction and thus wear of the tunnel jacket surface. Around a durable and reliable Sealing of the probe outlet opening to ensure, is a radial displacement of the sealing device relative to the Outer peripheral surface of Tunnel tube section particularly advantageous. As a result, the propulsion and rock pressure on the sealing device significantly reduced.

Eine solche vorteilhafte Ausgestaltung der radial nach innen gerichteten Versetzung der Dichtvorrichtung kann beispielsweise durch eine becher- oder rohrabschnittsförmige Buchse erreicht werden, die in einer die Wand des Tunnelrohrabschnitts durchgreifende Öffnung angeordnet ist. Solch eine Buchse lässt sich leicht nach dem Fertigen der Tunnelrohrab schnitte nachträglich in die Außenwand eines Tunnelrohrabschnitts einsetzen.A Such advantageous embodiment of the radially inwardly directed Displacement of the sealing device, for example, by a cup or pipe section-shaped socket can be achieved, which arranged in a the wall of the tunnel tube section through opening is. Leave such a socket easily after finishing the Tunnelrohrab cuts in retrospect the outer wall Insert a tunnel pipe section.

Die Buchse kann nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Öffnung entfernbar angeordnet werden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, nach Detektion eines Hohlraums die Buchse zu entfernen und durch die Öffnung hindurch Füllmaterial, z.B. Spritzbeton oder ähnliches in den Hohlraum zu füllen und ihn damit zu verschließen. Auch lässt sich nach Beendigung des Vortriebstunnelbaus die Buchse entfernen, sie kann somit wiederverwendet werden und in die sie hinterlassende Öffnung kann eine Abdichtung des Tunnelrohrabschnittes, beispielsweise ein Deckel, eingesetzt werden.The Socket can according to a particularly preferred embodiment in the opening be arranged removably. This gives the possibility after detection of a cavity to remove the socket and through the opening through filling material, e.g. Shotcrete or similar to fill in the cavity and to close it off. Also let yourself After completing the tunneling tunnel construction, remove the bushing can thus be reused and in which it can leave opening a seal of the tunnel tube section, for example a lid, be used.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Dichtvorrichtung in einer radialen Vertiefung angeordnet werden, die in der Mantelfläche des Tunnelrohrabschnitts eingelassen ist. Hierdurch ergibt sich eine kostensparende Versenkmöglichkeit der Dichtvorrichtung, wobei die Sondenaustrittsöffnung schon bei der Produktion des Tunnelrohrabschnitts vorgesehen werden kann.To a further embodiment may the sealing device are arranged in a radial recess, in the lateral surface the tunnel tube section is embedded. This results a cost-saving sinking possibility the sealing device, wherein the probe outlet opening already during production the tunnel tube section can be provided.

Nach Abschluss der Tunnelbauarbeiten ist beispielsweise eine Verschlussmöglichkeit der Sondenaustrittsöffnung bzw. der Buchsenöffnung vorzusehen. Diese dichtet den Tunnelrohrabschnitt zuverlässig gegen Feuchtigkeit oder dem Eindringen von Erdreich ab.After completion of the tunnel construction, for example, a closure possibility of Son to provide the outlet opening or the socket opening. This seals the tunnel pipe section reliably against moisture or the penetration of soil.

Die Antriebsvorrichtung zum Verfahren der Sonde kann prinzipiell beliebig ausgeführt werden. Nach einem ganz besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsvorrichtung als elektrischer, insbesondere elektromechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Antrieb ausgebildet. Hierdurch lässt sich das Verfahren der Sonde von einem Führungsstand steuern, wobei die Antriebsvorrichtung mithilfe einer elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Versorgungsleitung mit Energie versorgt werden kann bzw. diese Energie aus der Energieversorgung des Vortriebsantriebs entnommen werden kann. Solche Antriebe sind in solider Ausführung bereits kostengünstig auf dem Markt in jeder Ausführung und Leistungsfähigkeit erhältlich Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die von der Messvorrichtung ermittelten Messwerte mittels einer elektrischen oder elektronischen Auswerteeinrichtung ausgewertet werden. Eine solche Ausgestaltung bietet neben einer einfachen Verarbeitbarkeit von elektrischen Messsignalen den Vorteil einer einfachen Protokollierbarkeit der Messergebnisse und einer einfachen Anschlussmöglichkeit an ein optisches oder akustisches Warngerät.The Drive device for moving the probe can in principle arbitrary accomplished become. According to a very particularly preferred embodiment is the drive device as electrical, in particular electromechanical, designed hydraulic or pneumatic drive. hereby let yourself control the procedure of the probe from a guide post, wherein the drive device by means of an electrical, hydraulic or pneumatic supply line to be powered can or this energy from the power supply of the propulsion drive can be removed. Such drives are already in solid execution economical in the market in every execution and efficiency available According to another embodiment can the measured values determined by the measuring device by means of a evaluated electrical or electronic evaluation become. Such a configuration offers in addition to a simple processability of electrical measurement signals the advantage of easy logging the measurement results and a simple connection option to an optical or acoustic warning device.

Generell kann sich diese Auswerteeinrichtung an einer beliebigen Stelle befinden. Nach einer vorteilhaften Ausführung ist die Auswerteeinrichtung im Führungstand der Vortriebsbohrmaschine angebracht. Sie kann dem Maschinenfahrer unmittelbar wertvolle Hinweise auf die Beschaffenheit des Bodens anzeigen, und hierdurch den weiteren Ablauf der Tunnelbauarbeiten bestimmen.As a general rule This evaluation device can be located anywhere. According to an advantageous embodiment is the evaluation device in the management position attached to the jacking machine. She can the machine operator immediately valuable information on the condition of the soil indicate, and thereby the further course of tunneling work determine.

Die Erfindung beschreibt darüber hinaus ein Verfahren zur Messung der geologischen Lagerungsdichte und zur Detektion von Hohlräumen, die aus folgenden Verfahrensschritten besteht:

1. Ausfahren einer Sonde während eines Vortriebsstillstandes der Vortriebsmaschine durch eine Sondenaustrittsöffnung in der Wand eines Tunnelrohrabschnitts.
2. Ermittlung des von der Sonde zu überwindenden Widerstands, der Presskraft und/oder des Verfahrwegs der Sonde mittelbar oder unmittelbar über eine Messvorrichtung.
3. Einfahren der Sonde durch die Sondenaustrittsöffnung in eine Position, in der die Sonde nicht über die Außenwand des Tunnelrohrabschnitts hinausragt.

The invention further describes a method for measuring the geological storage density and for the detection of voids, which consists of the following method steps:

1. Extending a probe during a propulsion stoppage of the tunneling machine through a probe outlet opening in the wall of a tunnel pipe section.
2. Determining the resistance to be overcome by the probe, the pressing force and / or the travel of the probe directly or indirectly via a measuring device.
3. Retraction of the probe through the probe outlet opening in a position in which the probe does not protrude beyond the outer wall of the tunnel tube section.

Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bei jedem Vortriebsstillstand, der beispielsweise beim weiteren Ansetzen eines Tunnelrohrabschnitts im Bauschacht erforderlich ist, angewendet werden. Bei einem Vortriebsstillstand fährt die Sonde aus und die Messeinrichtung bestimmt die notwendige Presskraft und/oder den möglichen Verfahrweg. Nach der Ermittlung der Messergebnisse wird die Sonde mittels der Antriebsvorrichtung wieder eingefahren. Dieses Verfahren ermöglicht somit eine sequenzielle Abfolge von Messungen, die im Abstand des Vortriebsstillstandes vorgenommen werden können. Bei Bedarf lässt sich die Messungsgenauigkeit durch eine Verringerung der Vortriebsabstände erhöhen. Durch das Einfahren der Sonde während eines Vortriebs wird der Sondenkopf vor Beschädigungen geschützt.With In other words, the method proposed according to the invention at each propulsion stoppage, for example, the further Fitting a tunnel pipe section in the construction site is necessary be applied. In a propulsion stoppage moves the Probe off and the measuring device determines the necessary pressing force and / or the possible Traverse. After the determination of the measurement results, the probe becomes retracted by means of the drive device. This method allows Thus, a sequential sequence of measurements, the distance of the Driving stoppage can be made. If necessary, can be increase the accuracy of measurement by reducing the driving distances. By the retraction of the probe during a propulsion of the probe head is protected from damage.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine Übertragung der Signale der Messvorrichtung über Signalleitungen an eine außerhalb des Tunnels angeordnete Auswerteeinrichtung vor. Die Signalleitung kann parallel zu den Versorgungsleitungen der Tunnelbohrmaschine verlegt sein und gewährleistet eine zuverlässige und einfache Übertragung der Messergebnisse.The inventive method sees a transmission the signals of the measuring device via signal lines to an outside the tunnel arranged evaluation. The signal line can laid parallel to the supply lines of the tunnel boring machine be and guaranteed a reliable one and easy transfer the measurement results.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daneben auch eine modulierte Übertragung der elektrischen Signale der Messvorrichtung über die Versorgungs- oder Steuerleitungen der Vortriebsmaschine vor. Hierdurch sind keine zusätzlichen Steuerleitungen notwendig, Daten der Messeinrichtung können über die bereits vorhandenen elektrischen Leitungen der Tunnelbohrmaschine übertragen werden. Dieses Übertragungsverfahren minimiert die Störanfälligkeit der Datenübertragung.The inventive method sees beside it also a modulated transmission of the electrical Signals of the measuring device via the supply or control lines of the tunneling machine before. There are no additional ones Control cables necessary, data of the measuring device can be transmitted via the already existing electrical lines of the tunnel boring machine transmitted become. This transmission method minimizes the susceptibility of the Data transfer.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele zeigender Zeichnungen näher erläutert.in the The invention will now be described by way of example only showing drawings closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung im Längsschnitt durch einen Vortriebstunnel den Einsatz der Messvorrichtung im Tunnelbauvorhaben; 1 in a schematic representation in longitudinal section through a tunnel tunnel the use of the measuring device in the tunnel construction project;

2 in einer der 1 entsprechenden Darstellung den Vortriebstunnelkopf mit der Messvorrichtung; 2 in one of the 1 corresponding representation of the tunneling tunnel head with the measuring device;

3 in schematischer Darstellung einen Querschnitt entlang der Schnittlinien B-B durch die in 2 gezeigte Messvorrichtung; 3 in a schematic representation of a cross section along the section lines BB through the in 2 measuring device shown;

4 in vergrößerter Darstellung die Sondenaustrittsöffnung gemäß des Ausschnitts C der 3; 4 in an enlarged view, the probe outlet opening according to the section C of 3 ;

5 in entsprechend der 4 gezeigten vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sondenaustrittsöffnung in Form einer Vertiefung der Mantelfläche des Tunnelrohrabschnitts eingelassenen Sondenaustrittsöffnung. 5 in accordance with the 4 shown enlarged view of another embodiment For example, a probe outlet opening in the form of a recess of the lateral surface of the tunnel tube section recessed probe outlet opening.

In 1 ist in schematischer Darstellung der Einsatz der Messvorrichtung in einem Tunnelbauvorhaben gezeigt. Die Vortriebsmaschine 05 ist über eine Steuer- und Versorgungsleitung 07, die durch den Vortriebstunnel 04 verlegt ist, über eine Grube oder einen Schacht 01 an den Führungsstand 02 der Tunnelbohrmaschine angeschlossen. Die Steuer- und Versorgungsleitung 07 wird von der dargestellten Messvorrichtung verwendet, um die gemessenen Sondendruckkräfte an die Auswerteeinrichtung 03 im Führungsstand 02 zu übermitteln. Die Messvorrichtung befindet sich im Tunnelrohrabschnitt 06 direkt hinter der Vortriebsmaschine 05. Hierbei ist die Sonde 09 als vertikaler Sondierstab ausgebildet. Oberhalb des Firstbereichs 11 des Vortriebstunnels sind Wassereinschlüsse, Lunker und Hohlräume 08 schematisch dargestellt, wie sie typischerweise durch den Vortrieb des Abbauwerkzeugs entstehen können. Die Sonde 09 tritt aus der Sondenaustrittsöffnung 10 aus und detektiert Hohlräume durch ein Ausfahren des Sondierstabs.In 1 is shown in a schematic representation of the use of the measuring device in a tunnel construction project. The tunneling machine 05 is via a control and supply line 07 passing through the tunnel tunnel 04 is laid over a pit or a shaft 01 to the leadership 02 the tunnel boring machine connected. The control and supply line 07 is used by the illustrated measuring device to transmit the measured probe pressure forces to the evaluation device 03 in the management stand 02 to convey. The measuring device is located in the tunnel tube section 06 directly behind the tunneling machine 05 , Here is the probe 09 designed as a vertical probe. Above the ridge area 11 of the tunnel are water inclusions, voids and cavities 08 schematically illustrated how they can typically arise by the propulsion of the mining tool. The probe 09 exits the probe exit opening 10 out and detects cavities by extending the probe rod.

Der Ausschnitt A der 1 ist in 2 vergrößert dargestellt. Der Vortriebstunnelkopf besteht aus dem Abbauwerkzeug 18 und dem Vortriebsantrieb 19. Unmittelbar hinter der Tunnelbohrmaschine befindet sich die Messvorrichtung. Diese Messvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung 15, die Messeinrichtung 16 sowie die Gestängeführung 17 und eine vertikal ausgebildete Sondierstange 12. Durch eine Sondenaustrittsöffnung, die durch eine Dichtvorrichtung abgedichtet ist, verfährt die Antriebsvorrichtung 15 mit Hilfe der Gestängeführung 17 die Sondierstange 12 einen Verfahrweg 13. Die durch die Messvorrichtung 16 aufgenommenen Messdaten über den Verfahrweg bei definierter Presskraft oder Presskraft bei definiertem Fahrweg werden mithilfe einer Signalleitung 14 an den Führungsstand 02 übermittelt.The section A of the 1 is in 2 shown enlarged. The tunneling tunnel head consists of the mining tool 18 and the propulsion drive 19 , Immediately behind the tunnel boring machine is the measuring device. This measuring device comprises the drive device 15 , the measuring device 16 as well as the rod guide 17 and a vertically formed probing rod 12 , Through a probe outlet opening, which is sealed by a sealing device, moves the drive device 15 with the help of the rod guide 17 the probing rod 12 a travel path 13 , The through the measuring device 16 Recorded measurement data on the travel at a defined pressing force or pressing force at a defined route are using a signal line 14 to the leadership 02 transmitted.

In 3 ist ein transversaler Schnitt durch die Messvorrichtung, die in 2 dargestellt ist, gezeigt. Die skizzenhafte Schnittdarstellung zeigt die räumliche Anordnung der Antriebsvorrichtung 15 und der Messeinrichtung 16 sowie der Gestängeführung 17 aus einer geänderten Perspektive. Die Sondenaustrittsöffnung 21 weist dabei eine Dichtvorrichtung 20 auf, durch die die Sondierstange 12 ausgefahren werden kann. Die Sondierstange ist hierbei im eingefahren Zustand 23 sowie gepunktet im ausgefahren Zustand 22 gezeigt.In 3 is a transverse section through the measuring device, which in 2 is shown. The sketchy sectional view shows the spatial arrangement of the drive device 15 and the measuring device 16 as well as the rod guide 17 from a changed perspective. The probe exit opening 21 has a sealing device 20 on, through which the probing rod 12 can be extended. The probing rod is here in the retracted state 23 as well as spotted in extended state 22 shown.

4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Sondenaustrittsöffnung, der in 3 mit C gekennzeichnet ist. Die vergrößerte Darstellung der Sondenaustrittsöffnung zeigt hierbei eine Sondenaustrittsbuchse 25, in der die vertikale Sondierstange durch eine Buchsenabdichtung 24 austritt. Die Zeichnung zeigt hierbei die Sondierstange 12 sowohl im eingefahrenen Zustand 23 als auch im ausgefahrenen Zustand 22 (gepunktet). 4 shows an enlarged section of the probe outlet opening in 3 marked with C. The enlarged view of the probe outlet opening in this case shows a probe outlet 25 in which the vertical probing rod through a bushing seal 24 exit. The drawing shows the probing rod 12 both in the retracted state 23 as well as in the extended state 22 (dotted).

5 stellt in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen vergrößerten Abschnitt einer Sondenaustrittsöffnung D der 3 dar, in der die Sonde aus einem vertieften Abschnitt der Außenmanteloberfläche eines Tunnelrohrabschnitts austritt. Innerhalb der Sondenaustrittsvertiefung 27 ist eine Vertiefungsabdichtung 26 dargestellt, durch die die Sondenaus trittsöffnung 12 abgedichtet wird. Auch hier wird wiederum die Sonde im eingefahrenen Zustand 23 und im ausgefahrenen Zustand 22 (gepunktet) dargestellt. 5 represents in a further embodiment, an enlarged portion of a probe exit opening D of 3 in which the probe emerges from a recessed portion of the outer jacket surface of a tunnel pipe section. Within the probe exit well 27 is a depression seal 26 represented by the probe outlet opening 12 is sealed. Again, the probe is in the retracted state 23 and in the extended state 22 (dotted) shown.

Claims

Device for measuring the geological storage density and for detecting cavities in the region of a tunneling tunnel, which is formed by a plurality of successively arranged tunnel tube sections, which are arranged behind a tunneling machine, characterized by at least one probe ( 09 ), which are essentially located in one behind the tunneling machine ( 05 ) arranged tunnel tube section ( 06 ) is arranged, a drive device ( 15 ), with which the probe ( 09 ) by at least one in the outer wall of the tunnel tube section ( 06 ) arranged probe outlet opening ( 10 ) is moved into the surrounding soil or loose rock, and a measuring device ( 16 ), with which of the probe ( 09 ) to be overcome resistance, the pressing force and / or the travel path ( 13 ) of the probe is directly or indirectly detectable.

Device according to claim 2, characterized in that the probe ( 09 ) in the immediate vicinity of the tunneling machine ( 05 ) arranged tunnel tube section ( 06 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the probe outlet opening ( 10 ) in the ridge area ( 11 ) of the tunnel tube section ( 06 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the probe ( 09 ) as probing rod ( 12 ) is trained.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the region of the probe outlet opening ( 10 ) at least one sealing device ( 20 ) for sealing the probe ( 09 ) is provided.

Device according to claim 5, characterized in that the sealing device ( 20 ) as lip is formed.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the sealing device ( 20 ) with respect to the outer peripheral surface of the tunnel pipe section ( 06 ) is offset radially inward.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the sealing device ( 20 ) in a cup or tube-shaped socket ( 25 ) arranged in one of the wall of the tunnel tube section ( 06 ) through opening is arranged.

Device according to claim 8, characterized in that the bushing ( 25 ) is removably disposed in the opening.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the sealing device ( 20 ) in a depression ( 27 ) is arranged, which in the lateral surface of the tunnel tube section ( 06 ) is admitted.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the probe outlet opening ( 09 ) and / or the opening is closable.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the drive device ( 15 ) is designed as an electrical, in particular electromechanical, hydraulic or pneumatic drive.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized by an electrical or electronic evaluation device ( 03 ) for the evaluation of the measuring device ( 16 ) measured values.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the evaluation device ( 03 ) is in the leading position of the tunnel boring machine.

Method for measuring the geological storage density and for detecting cavities in the region of a tunneling tunnel, which is formed by a plurality of successively arranged tunnel tube sections, which are arranged behind a tunneling machine, with the following method steps: a) extension of a probe (FIG. 09 ) during a propulsion stoppage of the tunneling machine ( 05 ) through a probe exit opening ( 10 ) in the wall of a tunnel pipe section ( 06 ); b) Determination of the probe ( 09 ) to be overcome resistance, the pressing force and / or the travel path ( 13 ) of the probe ( 09 ) directly or indirectly via a measuring device ( 16 ); c) retraction of the probe ( 09 ) through the probe exit opening ( 10 ) into a position ( 22 ), in which the probe ( 09 ) not over the outer wall of the tunnel tube section ( 06 protrudes).

A method according to claim 15, characterized in that the signals of the measuring device ( 16 ) via signal lines ( 14 ) to an evaluation device (outside the tunnel) ( 03 ) be transmitted.

A method according to claim 15, characterized in that electrical signals of the measuring device ( 16 ) modulated via supply or control lines ( 07 ) of the tunneling machine ( 05 ) to an evaluation device (outside the tunnel) ( 03 ) be transmitted.