DE102021122140A1

DE102021122140A1 - Verfahren zur Lagebestimmung von Kampfmitteln, sowie Vorrichtung und Bohrgerät zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102021122140A1
Application number: DE102021122140.4A
Authority: DE
Inventors: Simon Gremmler; Jan-Philipp Schmoldt
Original assignee: Tauber Herklotz Consult Geowissenschaftler & Ingenieure GmbH
Current assignee: Tauber Herklotz Consult Geowissenschaftler & Ingenieure GmbH
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-03-02
Also published as: DE202021106176U1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Lageermittlung von im Boden vorhandenen Kampfmitteln, wobei eine Sondierungsbohrung in den Boden eingebracht wird, und in die Sondierungsbohrung eine Sonde eingebracht wird, die dazu bestimmt ist, Anomalien im Boden zu erfassen, und die Positionen der einzelnen Sondierungsbohrungen mittels einer GPS-Antenne (5) bestimmt werden und abgespeichert werden, schlägt die Erfindung vor, dass ein Bohrgerät (1) bereitgestellt wird, das einen zur Erzeugung der Sondierungsbohrung bestimmten Bohrer (2) aufweist, und dass eine GPS-Antenne (5) in einer bestimmten Position relativ zu dem Bohrer (2) angeordnet wird und an dieser Position festgesetzt wird, und dass im Zuge der Erzeugung der Sondierungsbohrung die Position des Bohrers (2) und somit der Sondierungsbohrung mittels der GPS-Antenne (5) bestimmt wird. Weiterhin schlägt die Erfindung eine Vorrichtung und ein Bohrgerät (1) zur Durchführung des Verfahrens vor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lagebestimmung von Kampfmitteln, sowie eine Vorrichtung und ein Bohrgerät zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der Praxis ist ein Verfahren bekannt, das bei der Untersuchung eines Baugrundes auf eventuell vorhandene Kampfmittel angewandt wird:

Wenn beispielsweise eine Pfahlgründung vorgesehen ist, wird für jeden geplanten Pfahl jeweils eine Pfahlbohrung in den Boden eingebracht, wobei oftmals die Pfahlbohrungen jeweils einen Durchmesser von mehr als 1 m aufweisen. Die dabei verwendeten Bohrer bringen erhebliche Erschütterungen und Druckwellen in den Boden ein. Auch wenn zur Begrenzung einer Baugrube Spundwände gesetzt werden, leiten die Rammen, welche die einzelnen Spundwandabschnitte in den Boden treiben, erhebliche Erschütterungen und Druckwellen in den Boden ein. Bei solchen oder ähnlichen Arbeiten kann das zu Auslösungen von im Boden verborgenen Kampfmittel führen, was eine erhebliche Gesundheits- oder gar Lebensgefahr darstellt. Deshalb muss vor Beginn der Bautätigkeiten der Boden auf mögliche Kampfmittel im Untergrund hin untersucht werden.

Das aus der Praxis bekannte Verfahren für tiefere Erdarbeiten oder Bohr- und Pressverfahren sieht vor, dass der Untergrund, in dem die Arbeiten stattfinden sollen, zuvor durch kleinere Sondierungsbohrungen untersucht wird. Hierbei kann die gesamte Fläche durch regelmäßige Bohrungen in geringen Abständen (z.B. 1,5 m) untersucht werden oder je nach anstehenden Arbeiten auch nur die Achsen einer geplanten Spundwand oder die Standorte geplanter Bohrpfähle. Die hierbei durchgeführten Sondierungsbohrungen werden meist als drehende nichtschneidende Schneckenbohrungen mit einem Durchmesser kleiner 12 cm durchgeführt.
Oftmals ist die Lage der zu setzenden Sondierungsbohrungen auf Grund der Bauwerksplanung klar vorgegeben. Dies ist unter anderem bei Pfahlgründungen der Fall, bei denen die einzelnen Pfahlstandorte je nach Durchmesser mit einer oder mehreren Sondierungsbohrungen zuvor untersucht werden müssen. So müssen im Vorfeld der Sondierungsbohrungen für die Kampfmittelsuche die Positionen der notwendigen Bohrungen mit Vermessungstechnik, typischerweise durch GPS-Geräte mit sehr hoher Genauigkeit eingemessen und markiert werden, z. B. durch Farbe oder Pflöcke. Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags wird die satellitengestütze Positionserfassung GNSS (global navigation satellite systems) als GPS-Verfahren bezeichnet, unabhängig davon, ob dabei das GPS-, GOLNASS-, GALILEO- oder ein anderes Satellitensystem genutzt wird.
Das Einmessen der Punkte erfolgt typischerweise durch Vermessungstechniker oder anderes in dem Gebiet speziell ausgebildetes Personal. In einem späteren Verfahrensschritt werden die Sondierungsbohrungen an den markierten Stellen erzeugt. Die Sondierungsbohrungen werden beispielsweise von einer Person geschaffen, die einen Bagger bedient, an dessen Baggerarm der Bohrer montiert ist. Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags wird lediglich der in Drehung versetzbare Bohrer als Bohrer bezeichnet, während andere Bestandteile, wie z. B. der Drehantrieb des Bohrers, der als Bohrglocke ausgestaltet sein kann, sowie eine gelenkige Aufhängung, mittels welcher der Bohrer bzw. sein Drehantrieb an den Bagger anschließt im Rahmen des vorliegenden Vorschlags als Teil des Bohrgeräts, angesehen werden, auch wenn sie nicht ursprünglich Bestandteile des Baggers sind.
Im Falle der Spundwand kann vorgesehen sein, dass als Markierung für die Sondierungsbohrungen zwei Endpunkte und dazwischen eine Verbindungslinie markiert wird, entsprechend dem geplanten Verlauf der Spundwand, wobei die einzelnen Stellen, an denen im späteren Verfahrensschritt dann auf dieser Verbindungslinie die Sondierungsbohrungen gesetzt werden, nicht präzise vorgegeben sind. Die Bestimmung der Stellen, wo Sondierungsbohrungen in den Boden eingebracht werden sollen, erfolgt in diesem Fall durch die Person, die das Bohrgerät bedient.
Nachdem die Sondierungsbohrungen erzeugt worden sind, werden in einem späteren Verfahrensschritt Kunststoffrohre in die Sondierungs-Bohrlöcher eingeführt, so dass dadurch die Sondierungsbohrungen nun bereit stehen für eine spätere geophysikalische Sondierung. Die Sondierung erfolgt dadurch, dass eine Sonde in die Bohrung abgesenkt wird, wobei die Sonde durch ein geeignetes Messverfahren - z.B. durch eine Magnetfeldmessung - Unregelmäßigkeiten im Boden zu detektieren vermag, insbesondere metallische, durch Kampfmittel hervorgerufene Unregelmäßigkeiten. Durch Triangulation oder ähnliche Methoden kann anhand der Messdaten aus mehreren Sondierungsbohrungen die Lage der jeweiligen Anomalie und dementsprechend die Position möglicherweise im Boden befindlicher Kampfmittel bestimmt werden. Auch eine Abschätzung der Objektgröße ist aus diesen Daten möglich, um zu bestimmen, ob es sich um einen relevanten Körper im Sinne eines Kampfmittels handelt.
Für die Auswertung der Messdaten und zur lagerichtigen Ortung der möglicherweise vorhandenen Kampfmittel ist es wesentlich, die exakte Lage der jeweiligen Sondierungsbohrung zu kennen. Nur so kann sichergestellt werden, dass das Objekt bei Bergung sicher und ungefährlich angegraben werden kann für die Entschärfung. Zudem ist die genaue Lage für die Auswertung wichtig, um ausschließlich relevante Objekte zu öffnen, um unnötige kostenintensive und untergrundschädigenden Bodeneingriffe zu vermeiden. Daher wird die Position jeder Sondierungsbohrung per GPS erfasst. Dies dient dazu, mögliche Abweichungen zwischen den zuvor geplanten und markierten Bohrpositionen und den tatsächlich abgeteuften Bohrungen festzustellen, um die zuvor erwähnte genaue Auswertung der Messdaten nicht zu verfälschen. Dieses Einmessen der Bohrlöcher mittels GPS erfolgt ebenfalls wieder durch einen Vermessungstechniker oder entsprechendes geschultes Personal oder durch den Geophysiker, Geowissenschaftler oder speziell geschulten Truppführer im Vorfeld der Sondierungsmessungen innerhalb der Bohrlöcher.
Im Falle größerer Baustellen sind oftmals auch Hunderte oder auch mehrere tausend Sondierungsbohrungen notwendig, so dass das Abstecken der Bohrpunkte und Aufnehmen der Positionen der Bohrlöcher einen erheblichen Zeitaufwand darstellt, der auch oft nur durch eine extra hierfür anfahrende Person, wie einen Vermesser, durchgeführt werden kann.
Bei der bisher üblichen Verfahrensweise sind drei Personen involviert: zunächst eine erste Person zur Markierung der Stellen, wo die Sondierungsbohrungen geschaffen werden sollen, dann eine zweite Person zur Erzeugung der Sondierungsbohrungen, und schließlich eine dritte Person zur Positionsbestimmung der Sondierungsbohrungen. Auch wenn die erste und die dritte Person identisch sein können, fallen doch die drei separaten Arbeitsschritte und Arbeitszeiten an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, dass es zeitsparend und besonders wirtschaftlich durchführbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Bohrgerät anzugeben, die jeweils die Durchführung dieses Verfahrens ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 und ein Bohrgerät nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, an dem Bohrgerät, welches die Sondierungsbohrungen erzeugt, eine GPS-Antenne zu montieren, so dass im Zusammenhang mit der Erzeugung einer Sondierungsbohrung deren Position erfasst und abgespeichert werden kann. Hieraus resultiert erstens eine erhebliche Zeiteinsparung, weil keine zusätzliche, eigens für die GPS-Erfassung der Sondierungsbohrungen dienende Begehung des Baugrunds erforderlich ist. Zweitens ergibt sich vorteilhaft, dass die Markierung der Stellen, an denen die Sondierungsbohrungen durchgeführt werden sollen, nicht nur optisch erkennbar auf dem Gelände erfolgen kann, z. B. mittels Sprühfarbe, durch in den Boden geschlagene Pflöcke oder dergleichen, sondern dass die Markierung der Stellen auch virtuell durch die Vorgabe von bestimmten GPS-Daten erfolgen kann. Diese Stellen können beispielsweise auf einem Monitor angezeigt werden, auf dem eine Geländekarte dargestellt ist, so dass auch solche ausgewählten Stellen problemlos und präzise angefahren werden können, wenn sie nicht oder nur schlecht auf dem Gelände optisch markiert werden können, z. B. wenn sie in einem Gewässer oder an einer steilen Böschung liegen.
Unterschiede bei der Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens können z.B. in den nachfolgend beschriebenen Varianten liegen:

• In einer ersten Variante wird die GPS-Position des Bohrers erfasst, wenn sich das untere, als Bohrkrone bezeichnete Ende des Bohrers nahe der Bodenoberfläche befindet. Dies kann beispielsweise vor dem Absenken des Bohrers, also vor dem Erzeugen der Sondierungsbohrung erfolgen, beispielsweise indem die Position eines Bohrgestänges, einer Bohrglocke oder dergleichen erfasst wird, und zwar beispielsweise wenn das Bohrgestänge auf den Boden aufgesetzt ist und bevor es in den Boden eindringt. Die GPS-Daten enthalten unter anderem auch eine Höheninformation, die zur Lagebestimmung der Sondierungsbohrung nicht notwendigerweise ausgewertet zu werden braucht.
- Ein Vorteil dieser ersten Variante liegt darin, dass die GPS-Erfassung erfolgt, wenn der Bohrer deutlich erhöht über der zukünftigen Bohrung ist. Eine erhöhte Position ermöglicht immer eine genauere GPS-Lagebestimmung, da abschattende Objekte wie Gebäude, Fahrzeuge, Büsche oder Bäume eine geringere Rolle spielen und der GPS-Empfänger mehr Satellitensignale in besserer Ausrichtung empfangen kann. Dieser Vorteil ist insbesondere in Gebieten mit entsprechenden GPS-Hindernissen erheblich, z. B. in einer städtischen Umgebung.
- Im Vergleich dazu, die Position in einer noch größeren Höhe zu erfassen, wobei sich das untere Ende des Bohrgestänges im Abstand über dem Boden befindet, gewinnt die Präzision der Lagebestimmung insofern, als das Bohrgestänge sich präzise an dem Ort befindet, wo die Bohrung tatsächlich in den Boden eingebracht wird. Zudem kann die Lagebestimmung bei stillstehendem Bohrer durchgeführt werden, so dass eine vorteilhaft genaue GPS-Positionsbestimmung durchgeführt werden kann, bei welcher der GPS-Empfänger für einige Augenblicke bewegungslos seine derzeitige Position beibehält.
- In einer Ausgestaltung der ersten Variante und ergänzend zu der oben beschriebenen Vorgehensweise kann vorgesehen sein, dass die GPS-Position des Bohrers durch eine zusätzliche GPS-Messung in einem definierten Abstand von der Bodenoberfläche erfasst wird, nachdem der Bohrer in den Boden eingedrungen ist. Durch diese Vorgehensweise wird erstens die Positionsbestimmung nach wie vor in großer Höhe mit den daraus resultierenden Vorteilen durchgeführt, und zudem wird auch bei einem eventuellen seitlichen Versatz des Bohrers, den dieser beim Eindringen in den Boden erfährt, die tatsächliche Lage des Bohrlochs präzise erfasst, da die Positionsbestimmung erst nach dem Versatz erfolgt.
• In einer zweiten Variante wird die GPS-Position des Bohrers erfasst, wenn oder kurz nachdem der Bohrer die Sondierungsbohrung erzeugt und den tiefsten Punkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat, die Bohrkrone sich also nahe dem tiefsten Punkt ihrer Bewegungsbahn befindet.
- Ein Vorteil der zweiten Variante liegt darin, dass nicht die Lage der beabsichtigten, sondern der tatsächlich erzeugten Sondierungsbohrung erfasst wird. Ablenkungen des Bohrers, die dieser möglicherweise aufgrund harten Gesteins oder dergleichen beim Erzeugen der Bohrung erfahren hat, sind daher berücksichtigt, was der Präzision der Positionsbestimmung zugute kommt.
- Um unerwünschte Vibrationseinflüsse möglichst vollständig auszuschließen, kann die Positionsbestimmung bei Umschalten zwischen der Abwärts- und der Aufwärtsbewegung des Bohrers erfolgen und dabei die Bewegung des Bohrers unterbrochen werden, um während dieser Bewegungspause die GPS-Messung bei stillstehendem Bohrer durchzuführen. Insbesondere da sich der GPS-Empfänger näher am Boden befindet und in bestimmten Umgebungen der Empfang der GPS-Signale bodennah erschwert sein kann, kann die Dauer der Bewegungspause so gewählt werden, dass eine zuverlässige Positionsbestimmung gewährleistet ist.
• In einer dritten Variante wird die GPS-Position des Bohrers wenigstens zweimal erfasst, beispielsweise durch Kombination der ersten mit der zweiten Variante, nämlich erstens wenn sich der Bohrer unmittelbar außerhalb oder knapp innerhalb der Sondierungsbohrung befindet und zweitens an deren tiefstem Punkt. Wie zu der ersten Variante erläutert, kann auch dann die Höhenlage der Bodenoberfläche bestimmt werden, wen die erste Positionsbestimmung des Bohrers erfolgt, wenn sich der Bohrer um ein bestimmtes Tiefenmaß in den Boden eingedrungen ist.
- Ein Vorteil der dritten Variante liegt darin, dass sich bei konstanter Länge des Bohrers auch die real abgeteufte Bohrlochtiefe bei dieser Variante als Differenz aus den beiden Höhenwerten ergibt. Dies ist ein erheblicher Mehrwert, da die Bepreisung von Sondierungsbohrungen zumeist über die Bohrmeter erfolgt und somit einem Auftraggeber die exakt gebohrte Tiefe für jedes Bohrloch angegeben werden kann.
- Außerdem kann anhand einer eventuellen horizontalen Differenz zwischen den beiden erfassten GPS-Positionen eine Aussage darüber getroffen werden, ob die Bohrung schräg verläuft, so dass die später erhaltenen Messdaten eines Kampfmittelsensors, die zur Erfassung von Kampfmitteln ausgewertet werden, mit größerer Präzision ausgewertet werden können.
• In einer vierten Variante werden die GPS-Daten während der Bewegung des Bohrers aufgezeichnet, so dass eine der vorgenannten Varianten oder auch zwei auch in Kombination angewendet werden können. Beispielsweise kann auch bei einer kontinuierlichen Bewegung des Bohrers die Position der Bodenoberfläche automatisch berechnet werden: Durch den erhöhten Antriebswiderstand des Bohrers kann z.B. erfasst werden, in welcher Höhe der Bohrer beginnt, in den Boden einzudringen, so dass die Positionsbestimmung gemäß der ersten Variante z.B. unmittelbar beim Aufsetzen des Bohrers auf den Boden erfolgen kann oder dann, wenn das Bohrloch bereits 20 oder 50 cm tief ist.
- Dadurch, dass die GPS-Daten nicht nur für ein oder zwei punktuelle Positionen vorliegen, sondern eine Bahnkurve beschreiben, können beispielsweise durch Interpolation bestimmte Positionen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Unabhängig davon, welche der genannten Varianten oder auch falls eine davon abweichende, weitere Variante angewendet wird, um die GPS-Positionsbestimmung durchzuführen, kann die Abwärts- oder Aufwärtsbewegung und / oder die Drehbewegung des Bohrers unterbrochen werden, um während dieser Bewegungspause die GPS-Messung durchzuführen. So können erstens unerwünschte Vibrationseinflüsse möglichst vollständig ausgeschlossen werden und zweitens wird durch eine Bewegungspause des GPS-Empfängers ein besonders zuverlässiger Empfang von GPS-Signalen an diesen bestimmten Positionen auch unter schwierigen Empfangsbedingungen ermöglicht.
Eine Maschinensteuerung, z. B. die Maschinensteuerung eines für die Bohrung verwendeten Baggers, kann so ausgestaltet sein, dass beim Start der GPS-Positionserfassung automatisch alle Antriebe des Baggerfahrwerks, des Baggerarms und des Bohrers für die Dauer der GPS-Positionsbestimmung blockiert werden. Wenn gemäß der vierten Variante die Bahnkurve mittels eines GPS-Loggers erfasst wird, kann an dem einen oder den mehreren Punkten, an denen eine besonders zuverlässige GPS-Positionsbestimmung durchgeführt werden soll, ein Steuerbefehl an die Maschinensteuerung übermittelt werden, z.B. in Form eines Tastendrucks, um die Bewegungspause auszulösen.
Die Bewegungspause kann automatisch beendet werden, z.B. spätestens nach einer vorbestimmten Zeitdauer, oder auch bereits früher, wenn vom GPS-Empfänger ein entsprechendes Beendigung-Signal ausgegeben wird, z.B. dass die GPS-Signale einer bestimmten Anzahl von Satelliten ausgewertet werden konnten.
Falls die GPS-Messung erfolgt, wenn sich der Bohrer außerhalb der Sondierungsbohrung befindet, können zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sein um sicherzustellen, dass die Messung dann erfolgt, wenn der Bohrer präzise mit der noch zu erzeugenden Sondierungsbohrung oder mit der bereits erzeugten Sondierungsbohrung fluchtet. Der Bohrer bzw. das den Bohrer tragende Bohrgerät kann zu diesem Zweck praktisch in der Art verriegelt werden, dass nur noch vertikale Ortsveränderungen des Bohrers möglich sind. Diese Verriegelung bewirkt, dass nach dem Erzeugen der Bohrung der Bohrer ausschließlich in vertikaler Richtung bewegt werden kann, ohne eine horizontale Bewegungskomponente, so dass beispielsweise der weiter oben erwähnten Bagger weder verfahren werden kann noch der Baggerarm geschwenkt werden kann. Erst nach Durchführung der GPS-Messung wird die Verriegelung beendet, so dass nun die für die Bohrung verwendete Arbeitsmaschine, die den Bohrer trägt, frei beweglich ist. Beispielsweise kann die Durchführung der GPS-Messung eine automatische Abschaltung dieser Betriebsart bewirken, z. B. dadurch, dass die GPS-Koordinaten in einem Speicher abgespeichert worden sind und ein entsprechendes Bestätigungssignal automatisch erzeugt und an die Steuerung der Arbeitsmaschine übermittelt wird.
Um bei einem drohenden Unfall den Bagger schnell aus einer Gefahrenzone bewegen zu können, kann im Sinne des Arbeitsschutzes ein Notschalter vorgesehen sein, der die Verriegelung, aber auch die weiter oben erwähnte Bewegungspause, bereits vor Beendigung der GPS-Messung beendet. Die Betätigung des Notschalters kann gleichzeitig dazu genutzt werden, automatisch die bis dahin erfolgte und nun unterbrochene Positionsbestimmung zu löschen oder als „unterbrochen“ zu kennzeichnen, so dass bei einer späteren Auswertung der GPS-Messwerte erkennbar ist, dass diese Position nicht erfasst oder mit reduzierter Genauigkeit erfasst worden ist.

• Wenn die GPS-Messung vor dem Bohren erfolgen soll, kann die Steuerung des Bohrers beispielsweise in der Art ausgelegt sein, dass zunächst eine Betriebsart eingeschaltet wird, die als „Positionserfassung“, „GPS-Messung“ oder dergleichen bezeichnet ist. In dieser Betriebsart ist das Bohrgerät wie oben erwähnt verriegelt, so dass mittels der Steuerung der Bohrer ausschließlich in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Beispielsweise kann nun die Sondierungsbohrung erzeugt werden und dabei behält der Bohrer seine GPS-Koordinaten unverändert bei, abgesehen von der Höhe. Beispielsweise kann diese Verriegelung, also das Einschalten der Betriebsart „Positionserfassung“ oder „GPS-Messung“, automatisch erfolgen, sobald der Bohrer in Drehung versetzt wird, also bevor mit der Bohrung begonnen wird und der Bohrer in den Boden eindringt.
• Wenn die GPS-Messung erfolgen soll, nachdem der Bohrer aus der erzeugten Sondierungsbohrung herausgezogen worden ist, kann ebenfalls die GPS-Messung zur Positionsbestimmung der Sondierungsbohrung erfolgen, entweder als alleinige Messung oder als redundante zweite bzw. Kontrollmessung. Auch dabei kann die Steuerung des Bohrers in ihre als „Positionserfassung“, „GPS-Messung“ oder dergleichen bezeichnete Betriebsart geschaltet und dementsprechend verriegelt sein. Dies kann z. B. automatisch erfolgen, sobald die Bohrung durchgeführt wird, indem z. B. der Widerstand, den der Boden dem Bohrgeräts entgegensetzt, automatisch erfasst wird, z. B. durch einen Anstieg der elektrischen Stromaufnahme oder des hydraulischen Drucks im Antrieb des Bohrers. Oder die Verriegelungs-Betriebsart kann automatisch dadurch eingeschaltet werden, dass in der Steuerung automatisch die Aufwärtsbewegung des Bohrers nach Erzeugung der Sondierungsbohrung detektiert wird, z. B. anhand der Stellung eines Bedienhebels.

Um die korrekte Zuordnung der GPS-Position zur tatsächlichen Position des Bohrers zu gewährleisten, ist die GPS-Antenne am Bohrgerät vorteilhaft ortsfest in Bezug auf den Bohrer montiert. Ein Versatz zwischen dem Bohrer und der GPS-Antenne ist dabei unkritisch, da dieser Versatz konstant bleibt und durch einen entsprechenden Korrekturfaktor aus den Messergebnissen automatisch herausgerechnet werden kann. Beispielsweise kann an dem Bagger eine zweite GPS-Antenne im Abstand von der dem Bohrer zugeordneten GPS-Antenne angeordnet sein, so dass die Kompass-Ausrichtung des Baggerarms und dementsprechend die Richtung des erwähnten Versatzes automatisch bestimmt und in dem Korrekturfaktor automatisch berücksichtigt werden kann.
Vorteilhaft jedoch kann die GPS-Antenne exakt auf der Mittelachse des Bohrers liegen, so dass die erfassten GPS-Daten unmittelbar die Mittelachse der Sondierungsbohrung anzeigen und Umrechnungen, Korrekturfaktoren oder dergleichen nicht erforderlich sind und vielmehr die erfassten GPS-Daten unmittelbar die Lage der Sondierungsbohrung wiedergeben.
Um das vorschlagsgemäße Verfahren bei unterschiedlichen Bohrgeräten anwenden zu können, kann vorteilhaft eine Halterung verwendet werden, die an unterschiedliche Geometrien der jeweiligen Bohrgeräte angepasst werden kann und dementsprechend verstellbar ist. Eine solche Halterung kann an die unterschiedlichsten Bauformen der Bohrgeräte angepasst und somit maximal flexibel eingesetzt werden. Daher kann die Halterung vorteilhaft einen Sockel aufweisen, der an der jeweils verwendeten Maschine, die der Bohrer trägt, montiert wird. Von dem Sockel kann sich ein abgewinkelter Arm bis zur GPS-Antenne erstrecken, wobei die beiden Abschnitte des Arms verstellbar zueinander sein können und auch der gesamte Arm relativ zu dem Sockel verstellbar sein kann, so dass in Art eines Koordinatensystems die Position der GPS-Antenne sowohl in horizontaler X-als auch in vertikaler Y-Richtung in Bezug auf den Sockel verstellt und in der jeweiligen Stellung fixiert werden kann.
Der vom Sockel entfernte, abgewinkelte und beispielsweise horizontal verlaufende Abschnitt des Arms, der die GPS-Antenne trägt, kann beispielsweise in einer Gleitführung an den sockelnahen Abschnitt des Arms anschließen. Auf diese Weise kann die X-Position der GPS-Antenne durch eine entsprechende Verschiebung dieses sockelfernen Abschnitts relativ zu dem sockelnahen Abschnitt eingestellt werden. Mittels Klemmschrauben, eines Exzenter-Spannhebels oder dergleichen kann der sockelferne Abschnitt in seiner jeweiligen Stellung relativ zu dem sockelnahen Abschnitt festgesetzt werden.
Der sockelnahe und beispielsweise vertikal ausgerichtete Abschnitt des Arms kann höhenbeweglich an den Sockel anschließen, um auf diese Weise die Y-Position der GPS-Antenne einstellen zu können. Beispielsweise kann der sockelnahe Abschnitt über ein Gewinde oder ebenfalls über eine Gleitführung an den Sockel anschließen. Der sockelferne Abschnitt kann durch entsprechende Spannmittel in seiner jeweiligen Stellung relativ zu dem Sockel festgesetzt werden.
Ein besonders großer wirtschaftlicher Vorteil kann erreicht werden, wenn abweichend von der bisherigen Verfahrensweise die Stellen, an denen die Sondierungsbohrungen in den Boden eingebracht werden sollen, nicht zunächst eigens auf dem Boden markiert werden müssen. Die Positionsbestimmung des Bohrers mittels der GPS-Antenne kann bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens bereits vor der Positionsbestimmung der Sondierungsbohrung genutzt werden, nämlich dazu, das Bohrgerät an eine Stelle zu fahren, wo sich der Bohrer auf der für die Sondierungsbohrung vorgesehenen Position befindet. Beispielsweise kann auf einer digitalen Karte diese Stelle markiert bzw. die Positionsdaten können digital gespeichert werden, so dass jedenfalls die Position dieser Stelle auf einem Display des Bohrgeräts angezeigt werden kann. Dieses Display des Bohrgeräts kann fest am Bohrgerät montiert sein oder als separates Element - wie ein Tablet oder Mobilfunktelefon - vorliegen und dem Bohrgerät zugeordnet sein, so dass das Bohrgerät beispielsweise unbemannt und per Fernsteuerung bewegt werden kann. Auch die aktuelle Position der GPS-Antenne - und damit des Bohrers - wird auf dem Display angezeigt, so dass der Bohrer zu der gewünschten Position verbracht werden kann. Die Darstellung der momentanen Position der GPS-Antenne wird regelmäßig aktualisiert, wenigstens zweimal pro Minute und vorteilhaft sekündlich oder mehrmals pro Sekunde.
Dementsprechend kann die Person, die das Bohrgerät steuert, den Bohrer über der zuvor bestimmten Stelle positionieren, wo die Sondierungsbohrung erzeugt werden soll. Alternativ kann ein autonom fahrendes Bohrgerät verwendet werden, welches zumindest eine kurze Strecke autonom zurücklegen kann, so dass es manuell bis in die Nähe der für die Sondierungsbohrung bestimmten Stelle gesteuert werden kann und anschließend autonom fährt, bis der Bohrer sich an der bestimmten Stelle befindet.
Im Fall der Spundwand, wenn lediglich eine Verbindungslinie zwischen zwei Punkten angegeben wird, wird dementsprechend auf dem Display eine solche Linie dargestellt und die Person, die das Bohrgerät steuert, kann die Stelle der Sondierungsbohrung bestimmen, indem sie die auf dem Display angezeigte Position des Bohrers mit dieser Verbindungslinie in Überdeckung bringt.
Bei der Erzeugung der Sondierungsbohrung wird deren Position allerdings nicht aus den zuvor hinterlegten digitalen Kartendaten abgespeichert, sondern vielmehr wird die tatsächliche Position der Sondierungsbohrung vorschlagsgemäß mittels der GPS-Antenne wie weiter oben beschrieben erfasst und abgespeichert.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens dient, werden anhand der rein schematischen Zeichnung nachfolgend näher erläutert.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel dient ein Bagger als Bohrgerät 1, das den Bohrer 2 an einem Baggerarm 3 trägt. Eine Bohrglocke 4 enthält den Drehantrieb des Bohrers. Sie schließt an den Baggerarm 3 mittels einer Kardan-Gelenkanordnung 12 an. Der Bohrer 2 dient zur Erzeugung von Sondierungsbohrungen mit einem Durchmesser, der im Bereich von etwa 10 cm bis 15 cm liegt.
Eine GPS-Antenne 5 befindet sich an einer verstellbaren Halterung 6 in einer Position mittig oberhalb der Bohrglocke 4, so dass die GPS-Antenne 5 auf der gedachten Mittelachse liegt, die durch den Bohrer 2 und die Bohrglocke 4 verläuft. Die Halterung 6 weist einen Sockel 7, einen sockelnahen ersten, vertikalen Abschnitt 8 und einen sockelfernen zweiten, horizontalen Abschnitt 9 auf. Der Sockel 7 ist fest an der Kardan-Gelenkanordnung 12 montiert, während der sockelnahe Abschnitt 8 mittels einer Gleitführung 10 und Klemmschrauben 11 am Sockel 7 festgelegt ist. Nach Lockerung der Klemmschrauben 11 ist der sockelnahe Abschnitt 8 gegenüber dem Sockel 7 höhenverstellbar. Der sockelferne Abschnitt 9 ist am oberen Ende des sockelnahen Abschnitts 8 ebenfalls mittels einer Gleitführung 10 gehalten, so dass er in horizontaler Richtung wahlweise in Bezug auf den sockelnahe Abschnitt 8 verstellt oder aber festgelegt werden kann.
Durch die Verstellbarkeit der Halterung 6 kann die GPS-Antenne 5 an unterschiedlichen Bohrglocken 4 stets so ausgerichtet werden, dass sie exakt axial mit dem Bohrer 2 fluchtet, so dass die Position der Sondierungsbohrung präzise und unmittelbar aus den GPS-Daten erfasst und abgespeichert werden kann, ohne mittels Korrekturfaktoren einen Versatz zwischen der GPS-Antenne 5 und dem Bohrer 2 berücksichtigen zu müssen.
In einer Ausgestaltung des dabei angewendeten Arbeitsverfahrens können die Sondierungsbohrungen an Stellen in den Boden eingebracht werden, die zuvor an der Bodenoberfläche markiert worden sind.
In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens kann auf eine solche Markierung der Bodenoberfläche verzichtet werden, wenn die für die Sondierungsbohrungen vorgesehenen Stellen in einer digitalen Karte markiert werden. Das Bohrgerät 1 - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel also der Bagger - wird dann an die entsprechende Position gefahren. Dabei kann die Position des Bohrgerätes 1 auf einer digitalen Karte ebenso angezeigt werden wie die Position der für die Sondierungsbohrungen vorgesehenen Stellen, so dass das Bohrgerät 1 manuell zu den jeweiligen Stellen manövriert werden kann. Alternativ kann eine automatische, GPS-gestützte Steuerung des Bohrgeräts 1 verwendet werden, so dass das Bohrgerät 1 beispielsweise manuell bis in die Nähe einer für eine Sondierungsbohrung vorgesehenen Stelle gefahren wird und anschließend die exakte Positionierung des Bohrgeräts 1 und somit insbesondere auch des Bohrers 2 automatisch mittels der GPS-gestützte Steuerung des Bohrgeräts 1 erfolgt, welches insofern zumindest für diese vergleichsweise kurze Strecke autonom fährt.
Bezugszeichenliste

1: Bohrgerät
2: Bohrer
3: Baggerarm
4: Bohrglocke
5: GPS-Antenne
6: Halterung
7: Sockel
8: Sockelnaher Abschnitt
9: Sockelferner Abschnitt
10: Gleitführung
11: Klemmschrauben
12: Kardan-Gelenkanordnung

Claims

Verfahren zur Lageermittlung von im Boden vorhandenen Kampfmitteln, wobei zunächst eine Stelle, an welcher eine Sondierungsbohrung in den Boden eingebracht werden soll, bestimmt wird, und dann eine Sondierungsbohrung an der bestimmten Stelle in den Boden eingebracht wird, und in einem späteren, als Sondierung bezeichneten Verfahrensschritt in die Sondierungsbohrung eine Sonde eingebracht wird, die dazu bestimmt ist, Anomalien im Boden zu erfassen, welche auf das Vorhandensein von Kampfmitteln im Boden deuten, und die Positionen der einzelnen Sondierungsbohrungen mittels einer GPS-Antenne (5) bestimmt werden und abgespeichert werden, und schließlich die Lage der Anomalie anhand der Sondierungen aus zwei oder mehr Sondierungsbohrungen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrgerät (1) bereitgestellt wird, das einen zur Erzeugung der Sondierungsbohrung bestimmten Bohrer (2) aufweist, und dass eine GPS-Antenne (5) in einer bestimmten Position relativ zu dem Bohrer (2) angeordnet wird und an dieser Position festgesetzt wird, und dass im Zuge der Erzeugung der Sondierungsbohrung die Position des Bohrers (2) und somit der Sondierungsbohrung mittels der GPS-Antenne (5) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bohrers (2) bestimmt wird, nachdem die Sondierungsbohrung erzeugt worden ist, der Bohrer (2) den tiefsten Punkt seiner Bewegungsbahn also erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Position des Bohrers (2) bestimmt wird, wenn sich das untere Ende des Bohrers (2) nahe der Bodenoberfläche befindet, und dass eine zweite Position des Bohrers (2) bestimmt wird, wenn sich das untere Ende des Bohrers (2) nahe dem tiefsten Punkt seiner Bewegungsbahn befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Stelle, an welcher eine Sondierungsbohrung in den Boden eingebracht werden soll, in einer digitalen Karte markiert und auf einem Display des Bohrgeräts (1) angezeigt wird, und dass auch die mittels der GPS-Antenne (5) erfasste Position, an welcher sich der Bohrer (2) momentan befindet, auf dem Display angezeigt und mehrmals pro Minute aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrgerät (1) bereitgestellt wird, das autonom verfahrbar ist, und eine bestimmte Stelle, an welcher eine Sondierungsbohrung in den Boden eingebracht werden soll, in einer digitalen Karte markiert wird, und dass mittels der GPS-Antenne (5) auch die Position erfasst und mehrmals pro Minute aktualisiert wird, an welcher sich der Bohrer (2) momentan befindet, und dass das Bohrgerät (1) autonom zu der bestimmten Stelle gesteuert wird, bis die beiden Positionen der bestimmten Stelle und des Bohrers (2) deckungsgleich sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer GPS-Antenne (5), und mit einer Halterung (6), die dazu bestimmt ist, die GPS-Antenne (5) an einem Bohrgerät (1) zu halten, welches einen Bohrer (2) zum Erzeugen von Sondierungsbohrungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) derart ausgestaltet ist, dass sie dazu bestimmt ist, die GPS-Antenne (5) axial fluchtend mit der Mittelachse des Bohrers (2) an dem Bohrgerät (1) zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) einen Sockel (7) aufweist, der zur Festlegung der Halterung (6) am Bohrgerät (1) bestimmt ist, sowie einen Abschnitt (9), der die GPS-Antenne (5) trägt, und dass der Abschnitt (9) relativ zu dem Sockel (7) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) zwei Abschnitte (8, 9) aufweist, von denen ein sockelnaher Abschnitt (8) an dem Sockel (7) gehalten ist und ein sockelferner Abschnitt (9) die GPS-Antenne (5) trägt, und dass der sockelnahe Abschnitt (8) wahlweise verstellbar oder festgelegt an dem Sockel (7) gehalten ist, und dass der sockelferne Abschnitt (9) wahlweise verstellbar oder festgelegt an dem sockelnahen Abschnitt (8) gehalten ist.
Bohrgerät (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Bohrer (2) zum Erzeugen von Sondierungsbohrungen, und mit einer GPS-Antenne (5), die in einer vorbestimmten Relativstellung zu dem Bohrer (2) an dem Bohrgerät (1) gehalten ist.
Bohrgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die GPS-Antenne (5) in der Art gehalten ist, dass sie auf der gedachten Mittelachse des Bohrers (2) liegt.