DE19852455A1 - Verankerungseinrichtung mit seismischem Sensor - Google Patents

Abstract

Eine Verankerungseinrichtung mit einem Ankerstab (21) und einem Ankerkopf zur Seismik und Tomographie von Gebirgszonen besitzt mindestens einen am Ankerstab (21) angebrachten Schwingungssensor (25-27).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verankerungseinrichtung, insbeson­ dere ein Ankerelement für den Grundbau, Felsbau, Bergbau oder Massivbau, und einen seismischen Sensor, wie z. B. ein Geophon oder ein Akzelerometer, sowie Verfahren zur räumlich hochauf­ lösenden Seismik und seismischen Tomographie in der Erdkruste oder in Bauwerken, insbesondere zur untertägigen seismischen Gebirgserkundung (sogenannte "Tunnel Seismic Prediction" oder TSP).

Beim Tunnelbau im Gebirge durch Vollausbruch mit Tunnelbohrma­ schinen (TBM) erfolgt eine seismische Vorauserkundung des Gebirges zur Untersuchung des Festgesteins in Vortriebsrich­ tung. Die Vorauserkundung ist darauf gerichtet, bautechnisch relevante Gebirgsänderungen im Vor- und Umfeld des Tunnelvor­ triebs vorherzusagen und felsmechanische Parameter im Vor­ triebsbereich zu gewinnen. Ein bekanntes Vorauserkundungsver­ fahren, das vom Unternehmen "Amberg Meßtechnik" (Schweiz) mit dem System "TSP 202" implementiert wird, ist im folgenden unter Bezug auf Fig. 4 erläutert.

Fig. 4 zeigt in schematischer Seitenansicht den Vortrieb eines Tunnels 40 in einem Gebirge 41 mit einer Tunnelbohrmaschine 42. Zur Vorauserkundung wird im Tunnel 40 hinter der Tunnel­ bohrmaschine 42 mit Einzelsprengungen oder einer Sprengschnur 43 eine Serie von seismischen Sprengungen ausgelöst, wodurch sich Schwingungssignale oder akustische Signale insbesondere in Vortriebsrichtung ausbreiten. Diese Signale werden in Be­ reichen veränderter Gebirgsfestigkeit (Störungen, Gesteins­ wechsel) aufgrund der sich ändernden seismischen Ausbreitungs­ geschwindigkeit in diesen Zonen teilweise reflektiert. Die re­ flektierten Signale werden von einem seismischen Aufnehmer 44 erfaßt. Die Zonen 41a und 41b liefern verschiedene Laufzeiten der reflektierten Signale ("Echolaufzeiten"), aus denen die Raumlage der Zonen, der Schnittwinkel mit der Tunnelachse und der Abstand zur Tunnelbrust 45 berechnet werden. Beim System TSP 202 besteht der Aufnehmer 44 aus einer kraftschlüssig im Gebirge eingebrachten Verrohrung, die mehrere Gruppen hochsen­ sitiver Akzelerometer enthält. Die Serie seismischer Sprengun­ gen wird durch die Einzelsprengungen oder die Sprengschnur 43 und eine zugehörige Zündsteuerung realisiert.

Das herkömmliche Vorauserkundungsverfahren besitzt die folgen­ den Nachteile. Die Anbringung des Aufnehmers 44 erfordert die Einbringung einer gesonderten Bohrung und Einzementierung der Verrohrung. Außerdem müssen Schußbohrungen für die Ein­ zelsprengungen bzw. die Sprengschnur 43 eingebracht werden. Diese Maßnahmen sind arbeits- und zeitaufwendig. Die eigent­ liche seismische Messung erfordert eine Unterbrechung des Vor­ triebs zur Auslösung der Ladungen in den Schußbohrungen und für die seismische Aufzeichnung, wodurch ein zusätzlicher Zeitaufwand entsteht, der den eigentlichen Tunnelbaubetrieb stört. Ein weiteres Problem besteht in der Beschränkung des herkömmlichen Systems auf wenige (z. B. vier) Meßkanäle, wo­ durch die Heterogenitäten im Gebirge nur ungenau erfaßt werden können. Schließlich ist das herkömmliche System auf eine zwei­ dimensionale Erfassung der Heterogenitäten im Gebirge, nämlich in Bezug auf die Vortriebsrichtung oder Tunnelachse und auf den radialen Abstand von dieser, beschränkt. Damit kann nur ein unvollständiges Bild vom den Tunnel umgebenden Gebirge und damit nur eine unvollständige Vorhersage und Dokumentation der tunnelbaurelevanten Parameter erreicht werden.

Es ist ferner allgemein bekannt, beim Tunnelbau im Gebirge an­ stelle eines massiven Ausbaus einen Verankerungsausbau (Systemankerung) der Tunnelwände vorzunehmen. Es ist bekannt, Felsanker beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff (sogenannte "GFK"-Anker) herzustellen. GFK-Anker werden bei­ spielsweise vom Unternehmen "H. Weidmann AG" (Schweiz) ver­ trieben. Ein GFK-Anker besteht aus einem Ankerstab, einer Ankerplatte und einer Ankermutter, von denen zumindest der Ankerstab aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht. GFK-Anker werden in entsprechende, vom Tunnel her in das Ge­ birge eingebrachte Ankerbohrungen mit Kunstharzklebern einge­ bracht und -geklebt (Klebeanker). Alternativ werden sogenannte Injektionsanker (aus GFK) verwendet; das sind Hohlrohre, bei denen der Zweikomponenten-Kunstharzkleber durch das Rohr ge­ preßt wird, am unten offenen Ende austritt und von dort zurück den Ringspalt zwischen Anker und Bohrlochwand ausfüllt und verklebt. Die Anbringung erfolgt anwendungsabhängig kamm- oder igelartig in der Tunnelwand quer zur Vortriebsrichtung oder als Vorausverankerung in Vortriebsrichtung. GFK-Anker werden beispielsweise in der Publikation "Sicherungs- und Befesti­ gungstechnik im Untertagebau" in "Schweizer Baublatt" (Nr. 24, 1994) beschrieben.

Aus der WO 98/19044 ist eine Verankerungseinrichtung auf der Basis eines GFK-Ankers bekannt, die zur Dehnungsmessung im Ge­ birge eingerichtet ist. In die Verankerungseinrichtung ist mindestens ein Lichtleiter integriert, der mindestens ein Bragg'sches Gitter aufweist und zur Dehnungs- oder Kraftmes­ sung in Wandungen von Hohlräumen beispielsweise des Gebirges oder in Bauwerken eingerichtet ist. Derartige GFK-Anker mit integrierten Lichtleitern erlauben auch schnell veränderliche Dehnungsmessungen (einige kHz), der apparative Aufwand für eine hochauflösende Messung der seismischen Schwingunsamplitu­ de mit dem faseroptischen System ist jedoch wesentlich höher als für die Geophon-Meßaufnehmer.

Die oben am Beispiel der seismischen Vorauserkundung beim Tun­ nelbau erläuterten Probleme treten auch allgemein bei seismi­ schen Untersuchungen der Erdkruste oder in der Bautechnik (z. B. Großbauten wie Kraftwerksmauern, Pfahlgründungen und dgl.) auf, wenn im untersuchten Boden- oder Bauwerksbereich Heterogenitäten durch Schall- oder Schwingungsmessungen erfaßt werden sollen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vor­ richtung zur Schwingungsuntersuchung, insbesondere in der Tun­ nelbautechnik, Seismik und Bautechnik, anzugeben, mit der die jeweiligen Schwingungsuntersuchungen mit vermindertem Zeitauf­ wand und erhöhter Genauigkeit durchgeführt werden können. Es soll insbesondere möglich sein, von den herkömmlichen zweidi­ mensionalen zu dreidimensionalen Untersuchungen überzugehen. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein verbessertes Ver­ fahren unter Einsatz einer derartigen Vorrichtung anzugeben.

Die genannten Aufgaben werden mit einer Verankerungseinrich­ tung, einer Systemankerung und einem tomographischen Schwin­ gungsmeßverfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1, 7 bzw. 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwen­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprü­ chen.

Gemäß einem ersten wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Verankerungseinrichtung (oder: Ankerelement), insbesonde­ re mit einem Ankerstab und einem Ankerkopf, angegeben, wobei am oder in der Verankerungseinrichtung mindestens ein Schwin­ gungssensor angebracht ist. Als Schwingungssensor sind bei­ spielsweise Geophone und/oder Akzelerometer einsetzbar. Es ist vorzugsweise eine integrierte Anbringung im Körper des Anker­ stabes oder an dessen ankerkopffernen Ende vorgesehen, so daß der oder die Schwingungssensor(en) mit der Verankerungsein­ richtung eine Einheit bilden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform wird ein GFK-Gebirgsanker mit mindestens einem Geo­ phon und/oder Akzelerometer ausgerüstet.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, aus einer Vielzahl der genannten Verankerungseinrich­ tungen Schwingungs-Empfängeranordnungen zur räumlich hochauf­ lösenden Reflexions- und Refraktionsseismik oder seismischen Tomographie anzugeben. Eine bevorzugte Anwendung ist die Ge­ staltung einer Systemankerung beim Ausbau einer Tunnelwand unter mindestens teilweiser Verwendung der genannten Veranke­ rungseinrichtungen, so daß eine seismische Empfängeranordnung geschaffen wird.

Gemäß einem weiteren wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein seismisches Vorauserkundungsverfahren für den Tunnel­ bau im Festgestein eines Gebirges unter Verwendung der genann­ ten Schwingungs-Empfängeranordnung beschrieben.

Die Erfindung besitzt die folgenden Vorteile. Die Integration von Schwingungssensoren in Verankerungseinrichtungen erlaubt die Anbringung der Schwingungssensoren an den interessierenden Meßorten simultan zur ohnehin erforderlichen Anbringung der Verankerungseinrichtungen z. B. beim Ausbau einer Tunnelwand oder bei Anwendungen in der Bautechnik. Dadurch wird der Zeit­ aufwand für die Durchführung der Messungen erheblich redu­ ziert. Ferner wird eine verhältnismäßig dichte Sensoranordnung geschaffen, die eine dreidimensionale Meßauswertung mit erhöh­ ter Genauigkeit erlaubt. Insbesondere der Einsatz von Geopho­ nen oder Akzelerometern ist dadurch vorteilhaft, daß eine re­ produzierbare Meßwertgewinnung unabhängig von etwaigen Störun­ gen unter Feldbedingungen realisiert werden kann. Es können gering ausgedehnte Heterogenitäten und/oder Deformationen im Gestein oder in einem Bauwerk erfaßt und lokalisiert werden. Die Meßwertgewinnung kann unmittelbar an der Verankerungsein­ richtung erfolgen. Das erfindungsgemäße Vorauserkundungsver­ fahren kann routinemäßig beim Tunnel-Baubetrieb ohne gesonder­ te Umstände implementiert werden. Die erfindungsgemäße Veran­ kerungseinrichtung mit integriertem Sensor ist besonders gut zur Erfassung dynamischer Signale geeignet, wie sie bei der Reflexionsseismik auftreten.

Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß das Meß- und Auswer­ tesystem zur seismischer Tomographie mobil ausgeführt sein kann. Das Meß- und Auswertesystem wird beispielsweise im Tun­ nel oder im Bauwerk am interessierenden Ort an die jeweiligen Verankerungseinrichtungen angeschlossen. Die Meßwerte der Schwingungssensoren werden erfaßt und ausgewertet. Das Meß- und Auswertesystem kann aber auch ortsfest im Tunnel und mit einer Vielzahl oder alle Verankerungseinrichtungen verbunden und für eine parallele oder serielle Abfrage eingerichtet sein, so daß sich nach geeigneter Schwingungserzeugung oder Anregung laufend Bilder vom umgebenden Gebirge oder Bauwerk ermitteln lassen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 schematische Längs- und Querschnittsansichten eines Tunnels mit einer Anordnung von Verankerungseinrich­ tungen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößere, schematische Schnittansicht des Endes eines Ankerstabes einer erfindungsgemäßen Verankerungseinrichtung;

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht zur Illustration der erfindungsgemäßen Verfahrensweise; und

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht zur Illustration eines herkömmlichen Vorauserkundungsverfahrens (Stand der Technik).

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel des Gebirgs- Tunnelbaus erläutert, ist jedoch nicht auf diese Anwendung be­ schränkt, sondern auch bei anderen seismischen Messungen in der Erdkruste oder in der Bautechnik anwendbar. Ferner kann neben der im folgenden beschriebenen Integration von Schwin­ gungssensoren in einer Verankerungseinrichtung diese mit zu­ sätzlichen Sensoren, z. B. einem Dehnungssensor gemäß der oben­ genannten WO-Publikation, versehen sein.

Fig. 1 zeigt einen Tunnel 10 in einem druckhaften Gebirgsbe­ reich 11 mit einer Systemankerung 12 in Längs-(A)- und Quer- (B)-Schnittdarstellung (nach S. Flury et al. in "Tunnel", 1998, S. 26 ff.). Die Systemankerung 12 umfaßt seitliche Wan­ danker 121 und eine Vorausverankerung 122, die als Ortbrustsi­ cherung dient. Es sind ferner die Ortbetonsohle 101, eine Spritzbetonbewährung 102, eine Ortbetonverkleidung 103 (Fig. 1(A)) und ein verformbarer Stahleinbau 104 (Fig. 1(B)) dargestellt. Der Tunneldurchmesser liegt beispielsweise im Bereich von 6 bis 12 m.

Die Anbringung der Wandanker 121, 122 der Systemankerung 12 entspricht dem an sich bekannten Tunnelausbau und den zur Er­ zielung einer bestimmten Ausbaustabilität erforderlichen An­ forderungen an die Dichte und Ausrichtung der Wandanker in Be­ zug auf die Tunnelwand. Dementsprechend sind die Wandanker 121 und die Vorausverankerung 122 igelartig, sich radial bzw. axial in das Gebirgsgestein erstreckend angeordnet. Es werden ggf. jedoch noch weitere Schräg-Wandanker 123 eingesetzt, die abweichend von der radialen Anordnung der seitlichen Wandanker 121 mit der Tunnelachse 13 einen Winkel bilden, der kleiner als 90° ist. Die nur im oberen Teil der Fig. 1(A) bzw. 1(B) ge­ zeigten Schräg-Wandanker 123 können in allen Tunnelbereichen angebracht sein und in Bezug auf den Anstellwinkel gegenüber der Tunnelachse 13 variieren. Die Schräg-Wandanker 123 besitzen zwar auch eine Ausbaufunktion, dienen aber ferner insbesondere zur Verbesserung der Auflösung der seismischen Tomographie des umgebenden Gebirges (s. unten).

Als Wandanker 121-123 sind alle Formen von Wandankern oder An­ kerelementen geeignet, die eine Integration von Schwingungs­ sensoren erlauben. Es werden jedoch GFK-Anker bevorzugt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß einige oder alle der Wandanker 121-123 erfindungsgemäße Verankerungseinrichtungen sind, deren Einzelheiten weiter unten unter Bezug auf Fig. 2 erläutert werden. Die Wandanker, die erfindungsgemäß mit min­ destens einem Schwingungssensor ausgestattet sind, bilden eine Empfangsantennenanordnung zur räumlich hochauflösenden seismi­ schen Tomographie des Gebirges.

Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Verankerungseinrichtung, die als mindestens einer der Wandanker in der igelartigen Sy­ stemankerung gemäß Fig. 1 vorgesehen sein kann, sind in der schematischen Schnittansicht gemäß Fig. 2 dargestellt.

Fig. 2(A) zeigt das vom Ankerkopf (nicht dargestellt) bzw. im Verankerungszustand von der Tunnelachse abgewandte Ende eines Wandankers 20 mit dem Ankerstab 21, der eine Kabelführung 22 enthält, einem Ankerstabaufsatz 23, der über einen Verbin­ dungsbereich 24 mit dem Ankerstab 21 verbunden ist und drei Schwingungssensoren 25, 26, 27 enthält, und einer Stabspitze 28, die zum Durchstechen der Klebepatrone beim Einkleben des Wandankers 20 im Gebirgsgestein eingerichtet ist. Die Dimen­ sionen des Wandankers 20 sind an die üblichen Dimensionen ei­ nes GFK-Ankers angepaßt. Demnach kann der Durchmesser des An­ kerstabs 21 z. B. rd. 2 bis 3 cm betragen. Die Kabelführung 22 zur Durchführung der elektrischen Signalleitungen (nicht dar­ gestellt) für die Schwingungssensoren 25, 26, 27 besitzt einen Durchmesser von rd. 5 mm (bei Injektionsankern rd. 10 mm). Der Durchmesser des Stabaufsatzes 23 ist an den des Ankerstabs 21 angepaßt. Die axiale Länge des Stabaufsatzes 23 ist in Abhängigkeit von der Zahl und Größe der Schwingungssensoren gewählt und beträgt beispielsweise rd. 6 cm. Der Verbindungs­ bereich 24 zwischen dem Stabaufsatz 23 und dem Ankerstab 21 wird beispielsweise durch eine Klebe-, Steck- oder Schraubver­ bindung gebildet.

Der Stabaufsatz 23 enthält mehrere Schwingungssensoren, die beispielsweise Geophone und/oder Akzelerometer umfassen. Die Schwingungssensoren sollten vorzugsweise einen meßbaren Fre­ quenzbereich besitzen, der bis zu 2,5 kHz bis 3 kHz reicht, um bei Ausbreitungsgeschwindigkeiten seismischer Wellen von rd. 5000 m/s im Festgestein eine Auflösung von rd. 1 bis 2 m zu erzielen. Außerdem sollte die Schwingungssensoren genügend klein dimensioniert sein, um im Ankerstabaufsatz angebracht werden zu können. Es handelt sich vorzugsweise um an sich kom­ merziell verfügbare, miniaturisierte Schwingungssensoren, die hier nur schematisch quadratisch bzw. kreisförmig dargestellt sind. Ein Geophon, z. B. vom Typ GS-14-LD, GS-14-L3 oder GS-14-L9, kann gemäß Fig. 2(B) typische Dimensionen a.b von rd. 16.18 mm² besitzen. Die erfindungsgemäß eingesetzten Geophone arbeiten vorzugsweise in allen Richtungslagen, d. h. sie können in allen Raumrichtungen angebracht werden.

Die Schwingungssensoren 25, 26, 27 sind so im Stabaufsatz 23 angeordnet, daß die Auswertung der Echolaufzeiten oder des Zeitmusters empfangener seismischer Schwingungen, die durch eine gemeinsame Schwingungsanregung und Reflexion an Ge­ birgsheterogenitäten verursacht worden sind, in Bezug auf die räumliche Ausbreitungsrichtung der jeweiligen Schwingung meß­ bar sind. Hierzu ist ein erster Schwingungssensor 27 axial auf der Längsachse des Wandankers 20 angeordnet. Die übrigen Schwingungssensoren 25, 26 sind in Bezug auf die Längsachse des Wandankers 20 in verschiedene Richtungen außermittig ver­ setzt, jeweils an die Außenwand des Stabaufsatzes 23 angren­ zend angeordnet. Die Geometrie dieser in Bezug auf die Längs­ achse versetzten Anordnung ist in Fig. 2(C) in schematischer Querschnittsansicht illustriert. Zur Orientierung der Sen­ soranordnung im Bohrloch enthält der GFK-Anker am Ankerkopf eine Markierung.

Die als Schwingungssensoren eingesetzten Geophone werden an­ wendungsabhängig gewählt. Mit einer Eigenfrequenz von rd. 20 Hz dienen die auf elektrodynamischen Meßprinzipien basie­ renden Geophone vorzugsweise zur Geschwindigkeitsmessung, wo­ hingegen Akzelerometer z. B. auf piezoelektrischer Basis mit Eigenfrequenzen im kHz-Bereich als Beschleunigungsaufnehmer dienen.

Der Aufbau des Stabaufsatzes 23 gemäß Fig. 2(A) kann anwen­ dungsabhängig modifiziert werden. Dies betrifft sowohl die An­ ordnung als auch die Zahl der einzelnen Empfänger, die größer oder kleiner als 3 sein kann. Die Anordnung kann die Form ei­ nes in Bezug auf die Längsachse des Ankerstabs schräg gestell­ ten Dreibeines gewählt sein.

Die Anbringung der Schwingungssensoren im Stabaufsatz 23 am Ende des Wandankers 12 stellt einen besonderen Vorteil der Er­ findung dar. Die Geophone sind kraftschlüssig am Anker befe­ stigt und über den Stabkörper 21 bzw. den Stabaufsatz 23 und die Zweikomponentenverklebung unmittelbar in mechanischem Kon­ takt mit dem umgebenden Gebirgsgestein. Der Wandanker 20 wird durch den Stabaufsatz 23 in seiner Stabilität und Funktion nicht geschwächt. Bei einer alternativen Gestaltung kann je­ doch vorgesehen sein, daß die Schwingungssensoren nicht in ei­ nem Stabaufsatz, sondern unmittelbar im Körper des Ankerstabs 21 integriert sind, falls dieser einen genügend großen Durch­ messer besitzt bzw. die Schwingungssensoren genügend klein (z. B. als Mikrosysteme ausgeführt) sind.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verankerungsvorrich­ tung wird im wesentlichen wie bei der Herstellung herkömmli­ cher GFK-Anker vorgegangen, wobei jedoch bei der Herstellung des glasfaserverstärkten Kunststoffs von vornherein die Ein­ bringung der Kabelführung 22 und die Gestaltung des Verbin­ dungsbereiches 24 vorgesehen sind. Der Stabaufsatz 23 mit der Stabspitze 28 kann dann als unabhängig herstellbare Kappe nach Einziehen der Signalleitungen (nicht dargestellt) auf dem Ver­ bindungsbereich 24 aufgesetzt werden.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 3 erläutert. Fig. 3 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung einen Tunnel 30 im Gebirge 31 mit einer Tunnelbohrmaschine 32 und einer Sy­ stemankerung 33, die entsprechend der Darstellung von Fig. 1 ausgebildet ist. Die Tunnelbohrmaschine 32 ist mit einer seis­ mischen Anregungseinrichtung 34 (Frequenz rd. 2-6 kHz) ausge­ rüstet. Die Anregungseinrichtung 34 ist beispielsweise zur mechanischen, elektrodynamischen oder piezoelektrischen Erzeu­ gung seismischer Schwingungen vorgesehen und im Vortriebskopf der Tunnelbohrmaschine 32 oder in einem vorauseilenden Bohr­ loch angebracht.

Erfindungsgemäß werden während der Auffahrung des Tunnels die hochauflösenden Reflexions- oder Refraktionsseismik oder seis­ mische Tomographie durchgeführt, indem ausgehend von der Anre­ gungseinrichtung 34 seismische Wellen in das Gebirgsgestein 31 abgestrahlt und mit Wandankern der Systemankerung 33 seismi­ sche Wellen empfangen werden, die an Heterogenitäten 31a, 31b im Gebirgsgestein 31 reflektiert worden sind. An den mit Schwingungssensoren ausgerüsteten, erfindungsgemäßen Wand­ ankern der Systemankerung 33 werden die reflektierten Signale zeit-, richtungs- und/oder amplitudenselektiv erfaßt und einer Auswertungseinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt. In der Auswertungseinrichtung erfolgt die Signalauswertung und Erzeu­ gung einer Abbildung des interessierenden Gebirgsbereiches mit den darin befindlichen Heterogenitäten oder reflektierenden Zonen.

Abweichend von der Positionierung der Anregungseinrichtung im Vortriebsbereich kann alternativ auch vorgesehen sein, daß die seismische Anregung im bereits fertiggestellten Tunnel, d. h. hinter der Tunnelbohrmaschine 32, erfolgt, wie es beispiels­ weise vom herkömmlichen System TSP 202 her bekannt ist.

Claims (10)

1. Verankerungseinrichtung mit einem Ankerstab (21) und einem Ankerkopf, gekennzeichnet durch mindestens einen am Ankerstab (21) angebrachten Schwingungs­ sensor (25-27).

2. Verankerungseinrichtung gemäß Anspruch 1, bei der mehrere Schwingungssensoren (25-27) vorgesehen sind, die jeweils ver­ schiedene Relativpositionen in Bezug auf die Längsachse des Ankerstabs (21) besitzen.

3. Verankerungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Schwingungssensoren (25-27) in einem Stabaufsatz (23) am vom Ankerkopf abgewandten Ende des Ankerstabs (21) angeordnet sind und der Ankerstab (21) eine Kabelführung (22) von den Schwingungssensoren (25-27) hin zum Ankerkopf aufweist.

4. Verankerungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei der drei Schwingungssensoren (25-27) vorgesehen sind, die entspechend einem orthogonalen Dreibein angeordnet sind.

5. Verankerungseinrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Schwingungssensoren (25-27) Geophone und/oder Akzelerometer umfassen.

6. Verankerungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ankerstab (21) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.

7. Systemankerung für den Tunnelbau bestehend aus einer Viel­ zahl von Wandankern, von denen mindestens ein Wandanker durch eine Verankerungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1-6 gebildet wird.

8. Verfahren zur hochauflösenden Seismik oder Tomographie von Gebirgszonen oder Bauwerken, bei dem im Gebirgsgestein bzw. Bauwerk Schallwellen angeregt und Echo-Wellen, die an Hetero­ genitäten reflektiert worden sind, mit mindestens einer Veran­ kerungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6 erfaßt wer­ den.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem eine Systemankerung (12, 33) zur hochauflösenden Seismik oder Tomographie des Gebirges verwendet wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem die Anregung seismi­ scher Wellen im Gebirges mit einer Anregungseinrichtung (34) am Vortriebskopf einer Tunnelbohrmaschine (32) oder in einem vorauseilenden Bohrloch erfolgt.