DE3020570A1 - Deviation measuring system for trench construction - uses inserted rod with hollow guide cage and two measured inclination angles - Google Patents
Deviation measuring system for trench construction - uses inserted rod with hollow guide cage and two measured inclination anglesInfo
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Abstract
Description
EINRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG ESTABLISHMENT AND METHOD OF DETERMINATION
VON ABWEICHUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON BODENSCHLITZEN. OF DEVIATIONS IN THE MAKING OF GROUND SLOTS.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung von Abweichungen bei der Herstellung von Bodenschlitzen, insbesondere von Schlitzwandgräben für Schlitzwände nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device and a method for determination of deviations in the production of bottom trenches, in particular diaphragm wall trenches for diaphragm walls according to the preamble of claim 1.
Bei Bodenschlitzen großer Tiefe ist es vorteilhaft, den genauen Verlauf des Schlitzes zu kennen. Dies gilt insbesondere für tiefe Schlitzwandgräben für Schlitzwände mit geringer Breite und großer Länge. Aus bautechnischen und erdstatischen Gründen werden solche Schlitzwandgräben abschnittsweise hergestellt, wobei die Abschnittslänge durch das Grabwerkzeug und die Erdbeschaffenheit bestimmt wird.In the case of floor slots of great depth, it is advantageous to trace the exact course of the slot to know. This is especially true for deep diaphragm wall trenches Diaphragm walls of small width and great length. From structural engineering and geostatic For reasons, such trench wall trenches are made in sections, the length of the section is determined by the digging tool and the nature of the earth.
Nach Herstellung eines Abschnittes eines Schlitzwandgrabens mit vorgegebener Tiefe, Breite und Länge, wird üblicherweise die Aushubarbeit unterbrochen, wobei das Aushubgerät aus dem Graben herausgezogen und versetzt wird. Durch die Versetzung wird das Gerät in eine für den nächsten herzustellenden Grabenabschnitt günstige Arbeitsposition gebracht. Dieser neu herzustellende Graben wird dann wie der vorhergehende Graben von der Oberfläche her mit dem Aushubgerät ausgehoben, wobei die Geometrie und Lage des neuen Grabens optisch der Lage des vorhergehenden Grabens zugeordnet wird.After creating a section of a diaphragm wall trench with a specified Depth, width and length, the excavation work is usually interrupted, whereby the excavation equipment is pulled out of the trench and moved. Through the transfer the device is in a favorable for the next trench section to be made Brought to work position. This new trench to be created then becomes like the previous one Trench dug from the surface with the excavator, with the geometry and position of the new trench optically assigned to the position of the previous trench will.
Bei der Herstellung von Schlitzwandgräben großer Tiefe wird in Bauwesen üblicherweise der Graben mit einer Stützflüssigkeit gefüllt. Durch die Stützflüssigkeit, die vorzugsweise eine Bentonitsuspension ist, wird auf das Erdreich ein Druck ausgeübt und damit ein Einstürzen der freigelegten Grabenwände in den Graben verhindert. Wegen der Undurchsichtigkeit der Stützflüssigkeit wird der Blick in den Graben versperrt und eine optische Kontrolle des Grabenprofiles von der Oberfläche her ist nicht möglich.The construction of diaphragm wall trenches of great depth is used in construction usually the trench with a support fluid filled. By the supporting liquid, which is preferably a bentonite suspension, is applied to the Earth exerted a pressure and thus a collapse of the exposed trench walls in the ditch prevented. Because of the opacity of the support fluid the view into the trench is blocked and a visual inspection of the trench profile from the surface is not possible.
Schlitzwandgräben großer Tiefe, ab 5 m - 50 m, werden überwiegend mit Greifbaggern hergestellt, wobei die Greifschaufel des Baggers vorzugsweise die Breite des herzustellenden Grabens besitzt. Während des Ausbaggerns wird eine der Leistung des Gerätes entsprechende Lage Erdreich von der bisherigen Grabensohle abgehoben und üblicherweise an die Oberfläche befördert. Die Greifschaufel taucht hierbei in die in dem Graben befindliche Stützflüssigkeit ein. Die beim Abtragen der Lage neu entstehende Geometrie des Grabens ist damit für den Bedienungsmann des Greifbaggers nicht sichtbar.Diaphragm wall trenches of great depth, from 5 m - 50 m, are predominant produced with grab excavators, the grab bucket of the excavator preferably the Width of the trench to be made. During the dredging, one of the Performance of the device corresponding to the ground level from the previous trench bottom lifted off and usually carried to the surface. The grab shovel dives here in the support fluid located in the trench. The one when ablating The newly emerging geometry of the trench is therefore available to the operator of the grab excavator is not visible.
Aus geologischen Gründen muß bei Bodenschlitzen großer Tiefe mit Erdschichten unterschiedlicher Härte und Beschaffenheit gerechnet werden. Felsbrocken oder harte Gesteinsschichten können sowohl den Baufortschritt als auch die gewünschte Geometrie des Schlitzes stark beeinflussen.For geological reasons, deep trenches must have layers of earth different hardness and texture can be expected. Boulders or hard ones Layers of rock can determine both the construction progress and the desired geometry strongly affect the slot.
So kann es durchaus passieren, daß durch geologische Besonderheiten die Widerstände gegen das Abtragen auf die Greifschaufel unterschiedlich groß sind und die Schaufel dadurch aus ihrer Nullage abgedrängt wird. Die Abdrängung kann minimal und für den Bedienungsmann kaum wahrnehmbar sein, im wiederholten Falle kann sich die Abdrängung zu einer beträchtlichen Abweichung addieren und die Lage des Schlitzes in eine unerwünschte und unbekannte Position verschieben. Sowohl der Ort als auch die Größe und Richtung der Abdrängung sind unbekannt, so daß theoretisch jede Geometrie des Schlitzes möglich ist und der Verlauf des Schlitzes bis zur Schlitzsohle bei gleicher Schlitzbreite stark von dem geforderten Verlauf abweichen kann.So it can happen that due to geological peculiarities the resistances to the abrasion on the grab shovel are of different sizes and the blade is thereby displaced from its zero position. The displacement can be minimal and barely noticeable to the operator, in the repeated case the displacement can add up to a considerable deviation and the location of the slot to an undesirable and unknown position. Both the The location as well as the size and direction of the displacement are unknown, so that theoretically any geometry of the slot is possible and the course of the slot until to the slot sole with the same slot width deviate strongly from the required course can.
Bei Schlitzwandgräben mit geringer Breite können solche räumlichen Abweichungen, z.B. zweier benachbarter Grabenabschnitte in der Horizontalen zu Ungenauigkeiten beim Anschluß oder sogar zum völligen Fehlen des Anschlusses führen. Beim Vergießen mit Beton- oder einer anderen Füllmasse können dann Bereiche entstehen, in denen die Füllmasse des einen'Grabenabschnittes nicht mit der FEllmasse des anschließenden Grabenabschnittes verbunden ist.In the case of diaphragm wall trenches with a small width, such spatial Deviations, e.g. between two adjacent trench sections in the horizontal, resulting in inaccuracies when connecting or even lead to a complete lack of connection. When pouring with concrete or another filling compound, areas can then arise in which the filling compound of one trench section does not match the filling compound of the subsequent one Trench section is connected.
Die durch eine durchgehende Füllmasse (= Schlitzwand) erwünschte Abdichtung kann damit durchbrochen sein und undichte Stellen sind die Folge.The seal required by a continuous filling compound (= diaphragm wall) can be broken through and leaks are the result.
Schlitzwände haben im wesentlichen die Aufgabe, die im Erdreich vorhandenen Flüssigkeiten zurückzuhalten. So müssen bei Arbeiten in Baugruben, deren Sohle unter dem Grundwasserspiegel liegt, die Dichtwände das Grundwasser zurückhalten. Bei Undichtigkeiten und ständigem Wassereinbruch kann die Arbeit in der Baugrube unmöglich werden.Diaphragm walls essentially have the task of those existing in the ground Withhold fluids. For example, when working in construction pits, the bottom of the pits must be below the groundwater level, the sealing walls hold back the groundwater. In the event of leaks and constant water ingress can make work in the excavation impossible.
Verzögerungen und Zusatzkosten sind die Folge.Delays and additional costs are the result.
Außerdem besteht bei Wassereinbruch ständig die Gefahr des Abrutschens der Grubenwände in die Grube, wodurch Menschen und Material gefährdet werden.In addition, there is a constant risk of slipping in the event of water ingress the pit walls into the pit, putting people and material at risk.
Weiterhin werden Dichtwände häufig bei Mülldeponien angewandt. Das durch Regen entstehende Sickerwasser ist stark mit Schadstoffen und Krankheitserregern angereichert.Furthermore, sealing walls are often used in landfills. That Leachate from rain is heavy with pollutants and pathogens enriched.
Hier soll die Dichtwand verhindern, daß das Wasser unkontrolliert in das Grundwasser gelangt. Undichtigkeiten z.B. hätten zur Folge, daß das Grundwasser verseucht würde. Die Folgen wären unabsehbar. Es ist deshalb unbedingt erforderlich, alle undichten Stellen zu vermeiden.Here the cut-off wall is supposed to prevent the water from uncontrolled gets into the groundwater. Leaks, for example, would result in the groundwater would be contaminated. The consequences would be incalculable. It is therefore essential avoid any leaks.
Zur Vermeidung dieser Undichtigkeiten ist die Ermittlung und Kenntnis der Lage der Grabenabschnitte nötig.In order to avoid these leaks, the determination and knowledge the location of the trench sections necessary.
Bekannt sind Lösungen für die Lagebestimmungen von Bohrlöchern. So werden bei den bisherigen Verfahren der Inklinationswinkel und der Azimutalwinkel gemessen und durch rechnerische Zuordnung zur Bohrstangenlänge bzw.Solutions for determining the position of boreholes are known. So are the inclination angle and the azimuthal angle in the previous methods measured and calculated by assigning them to the boring bar length or
zur Fahrgeschwindigkeit der Meßsonde die Koordinaten des Bohrloches bestimmt. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß die Meßsonde eine Lageachse hat und diese die Neigung der Bohrungsmittellinie einnehmen muß, was oft nicht der Fall ist. Weiterhin ergeben sich nur dann korrekte Werte, wenn man voraussetzt, daß die Mittellinie der Bohrung eine Gerade ist und wenn die Bohrstangenlänge bzw. Kabellänge der Meßsonde auch tatsächlich der Tiefenlänge entspricht.the coordinates of the borehole for the travel speed of the measuring probe certainly. The disadvantage of this method is that the measuring probe has a position axis and this must assume the inclination of the center line of the bore, which is often not the case is. Furthermore, correct values are only obtained if it is assumed that the Center line of the hole is a straight line and if the drill rod length or cable length the measuring probe actually corresponds to the depth length.
In einem anderen Verfahren wird die Neigung des Bohrloches durch eine in Gleitschuhen geführte Sonde gemessen, die Kontakt zur Rohrwand haben. Hierbei wird durch 2 Meßpunkte in Bohrungslängsachse die punktuelle Neigung der Sonde an dieser Stelle gemessen. Durch wiederholte Messungen und Korrelation zur Absenkgeschwindigkeit kann der Verlauf des Bohrloches ermittelt werden.In another method, the inclination of the borehole is determined by a Measured probe guided in sliding shoes that are in contact with the pipe wall. Here the inclination of the probe is indicated by 2 measuring points in the longitudinal axis of the bore measured at this point. Through repeated measurements and correlation to the lowering speed the course of the borehole can be determined.
Auch eine Krümmung der Bohrungsmittellinie kann mit diesem Verfahren bestimmt werden, wobei die Sonde an 2 aufeinanderfolgende Meßstellen die punktuelle Neigung mißt und man.-durch Zuordnung zum vorgegebenen Meßabstand die Neigung der Sekante zwischen den beiden Meßstellen erhält.A curvature of the bore center line can also be achieved with this method be determined, with the probe at 2 successive measuring points the punctual Inclination measures and man.-By assigning to the predetermined measuring distance the inclination of the Secant between the two measuring points.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß zur Neigungsmessung mindestens 2 Messungen nötig sind und hierbei nur eine abschnittsweise Neigung gemessen werden kann. Zur Bestimmung der tatsächlichen Lage des Abschnittes muß zusätzlich der Bohrlochverlauf bekannt sein, wozu das Bohrloch auf seiner ganzen Länge abschnittsweise gemessen werden und die Daten ohne Unterbrechung vorliegen müssen. Die Tiefe wird als Bohrlochlänge angenommen, Längenänderungen durch die Krümmung der Bohrungsmittellinie werden nicht erfaßt.The disadvantage of this method is that for inclination measurement at least 2 measurements are necessary and only one inclination is measured in sections can. In order to determine the actual position of the section, the course of the borehole must also be taken be known, for which purpose the borehole is measured in sections along its entire length and the data must be available without interruption. The depth is called the borehole length assumed that changes in length due to the curvature of the bore center line are not recorded.
Weiterhin ist zur Anwendung und Führung der Sonde in Gleitschuhen eine enge räumliche Grube nötig, wie sie bei runden Bohrlöchern ueblich ist Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu finden, mit dem Abweichungen bei der Herstellung von Bodenschlitzen, insbesondere von Schlitzwandgräben für Schlitzwände, in jeder beliebigen Tiefe mit nur 1 Meßvorgang ermittelt werden können.Furthermore, the probe is used and guided in sliding shoes a narrow spatial pit is necessary, as is usual with round boreholes The invention is therefore based on the object of a method and a device for Carrying out the process to find the deviations in manufacture of bottom trenches, in particular of diaphragm wall trenches for diaphragm walls, in each any depth can be determined with only 1 measuring process.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Schlitzwandgräben parallel zu den Grabenwänden ein mindestens annähernd starres Längsgestänge unter Führung an den Grabenwänden herabgelassen und danach dessen Neigungslage gemessen wird.The object is achieved according to the invention in that in the diaphragm wall trenches parallel to the trench walls an at least approximately rigid longitudinal rod beneath Guide lowered on the trench walls and then measured its inclination will.
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein in den Graben absenkbares und der Grabenneigung nachfolgendes Längsgestänge 2, in dessen unterem Bereich mindestens ein an mindestens einer Grabenwand 14 gleitender Führungskörper 7 angeordnet ist Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.A device for carrying out the method according to the invention is characterized by one that can be lowered into the trench and that follows the slope of the trench Longitudinal linkage 2, in the lower region of which there is at least one on at least one trench wall 14 sliding guide body 7 is arranged. Further embodiments of the invention The method and the device result from the subclaims and the description and the drawings.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 3 an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The invention is shown in the drawings, FIGS. 1 to 3, in an exemplary embodiment shown.
Damit der Verlauf des Schlitzwandgrabens ermittelt werden kann, wird ein Führungskörper 7 an einem Längsgestänge 2 in den Graben 4 abgelassen. Der Abstand des Führungskörpers 7 oder eines daran fixierten Punktes 13 von der Grabenwand muß während des Absenkens konstant sein. Vorteilhaft ist daher ein Führungskörper, der in seiner horizontalen räumlichen Ausdehnung gleich groß oder geringfügig kleiner als die Grabenseite 4 ist und. dessen horizontale Mitte mit hinreichender Genauigkeit mit der Mitte der Grabenbreite zusammenfällt. Hierzu wird der Führungskörper auf die jeweilige Grabenbreite ausgewählt oder eingestellt.So that the course of the diaphragm wall trench can be determined a guide body 7 is lowered into the trench 4 on a longitudinal rod 2. The distance of the guide body 7 or a fixed point 13 of the trench wall must be constant during lowering. It is therefore advantageous to have a guide body which the same size or slightly smaller in its horizontal spatial extent than the ditch side is 4 and. its horizontal center with sufficient accuracy coincides with the middle of the trench width. For this purpose, the guide body is on the respective trench width selected or set.
Das Längsgestänge 2 wird über dem Graben 4 an der zu messenden Stelle installiert und seine Lage genau in die Vertikale einjustiert. Der Aufbau erfolgt derart, daß der am Längsgestänge 2 befestigte Führungskörper 7 um einen Festpunkt 3 senkrecht zur Grabenwand geschwenkt werden kann. Eine Auslenkung in Grabenlängsrichtung ist nicht möglich, da sonst eine Auslenkung des Längsgestänges in Grabenlängsrichtung die Neigungsmessung beeinflussen würde.The longitudinal rod 2 is above the trench 4 at the point to be measured installed and adjusted its position exactly in the vertical. The construction takes place such that the guide body 7 attached to the longitudinal rod 2 is around a fixed point 3 can be pivoted perpendicular to the trench wall. A deflection in the longitudinal direction of the trench is not possible, otherwise the longitudinal rods will deflect in the longitudinal direction of the trench the Would affect inclination measurement.
Erfindungsgemäß kann'das Längsgestänge an einem Festpunkt (3) angeordnet sein, so daß es nicht geschwenkt werden kann. In diesem Fall muß die Biegelinie des Profiles des Längsgestänges bekannt sein. Durch Zuordnung der Tiefe, der Neigung des Führungskörpers und den Kennwerten der Biegelinie kann die Abweichung ermittelt werden.According to the invention, the longitudinal linkage can be arranged at a fixed point (3) so that it cannot be panned. In this case the bending line must the profile of the longitudinal rod be known. By assigning the depth, the inclination the guide body and the characteristic values of the bending line can determine the deviation will.
Die Absenkung kann mechanisch, hydraulisch oder nach dem Schwerkraftprinzip erfolgen, wobei eine kontinuierliche oder schrittweise Teleskopierung möglich ist. Die Lage des Festpunktes (3) des Längsgestänges (2) wird hierbei nicht verändert.The lowering can be mechanical, hydraulic or according to the principle of gravity take place, a continuous or step-by-step telescoping is possible. The position of the fixed point (3) of the longitudinal rod (2) is not changed.
Während des Absenkens wird der Führungskörper (7) entsprechend dem Grabenprofil mehr oder weniger von der Lotrechten abweichen und das fest verbundene Längsgestänge (7) mitführen.During the lowering, the guide body (7) is according to the Trench profile deviate more or less from the vertical and the firmly connected Carry along the longitudinal rod (7).
Abhängig von der Länge des teleskopierten Längsgestänges (T) und der Größe der Abweichung aus der Lotrechten wird das hängsgestänge (7) um den Festpunkt (3) schwenken. Durch den Anbau von einem oder mehreren Neigungsmessern (1)(6) kann diese Auslenkung gemessen werden.Depending on the length of the telescoped longitudinal rod (T) and the The size of the deviation from the vertical is the hanging rod (7) around the fixed point (3) swivel. By adding one or more inclinometers (1) (6) you can this deflection can be measured.
Bei geringen Tiefen wird das Längsgestänge (2) nur gering teleskopiert sein und kann als starr angesehen werden.At shallow depths, the longitudinal rod (2) is telescoped only slightly and can be viewed as rigid.
Der an dem Festpunkt (3) gemessene Neigungswinkel wird also die tatsächliche Neigung des Führungskörpers (7) anzeigen.The angle of inclination measured at the fixed point (3) thus becomes the actual one Show the inclination of the guide body (7).
Mit zunehmender Teleskop länge kann die Verbindung nicht mehr als starr angesehen werden und eine gebogene Form annehmen (Fig. 3). Ursache hierfür sind die für das Teleskopieren erforderlichen Passungstoleranzen, die bei ausgefahrenem Teleskop geringen Führungslängen sowie die mit der Länge zunehmende Durchbiegung eines Profiles.With increasing telescope length, the connection can not exceed are viewed rigid and assume a curved shape (Fig. 3). Reason for this are the fit tolerances required for telescoping, which are when extended telescope short guide lengths as well as the deflection of a profile that increases with the length.
Alle diese Faktoren können bewirken, daß an den Meßpunkten die Neigung der Tangente des Längsgestänges an diesem Meßpunkt gemessen wird, der nicht der Neigung der Sekante zwischen den beiden Meßpunkten entspricht.All of these factors can cause the inclination at the measuring points the tangent of the longitudinal rod is measured at this measuring point, which is not the Corresponds to the inclination of the secant between the two measuring points.
Zur Bestimmung der Abweichung muß jedoch die Neigung der Sekante ermittelt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird für solcheFälle noch dadurch verbessert, daß die durch die gebogene Form des Längsgestänges entstehenden Winkel am Festpunkt und am Führungskörper mittels je einem Inklinometer gemessen werden und der tatsächliche Neigungswinkel durch eine einfache geometrische Formel « = = + r2 ermittelt wird.To determine the deviation, however, the inclination of the secant must be determined will. The device according to the invention is further improved for such cases by that the angle at the fixed point created by the curved shape of the longitudinal rod and measured on the guide body by means of an inclinometer and the actual The angle of inclination is determined by a simple geometric formula «= = + r2.
2 Es ist aber auch denkbar, die sich bei bekannter Gestängelänge ergebende Biegung zu ermitteln und z.B. in einer Eichkurve festzuhalten. Mittels dieser Kurve wird der am Festpunkt gemessene Neigungswinkel korrigiert und der tatsächliche Neigungswinkel der Sekante Führungskdrper - Festpunkt ermittelt Gleichzeitig wird die ausgefahrene Gestängelänge mittels technisch bekannter Geräte (z.B. 2 But it is also conceivable that if the rod length is known to determine the resulting bend and, for example, to record it in a calibration curve. Means The inclination angle measured at the fixed point is corrected for this curve and the actual one Angle of inclination of the secant guide body - fixed point is determined at the same time the extended boom length using technically known devices (e.g.
Meßrolle) gemessen und die Meßwerte zu einem Rechner übertragen.Measuring roller) and transfer the measured values to a computer.
Mit den Meßwerten werden in dem Rechner die Daten ermittelt, aus denen die genaue Lage des Grabens zu ersehen ist.With the measured values, the computer determines the data from which the exact location of the trench can be seen.
Dieses Verfahren kann so oft wiederholt werden, bis der genaue Verlauf des Grabens bis zur Grabensohle über den gesamten Abschnitt bekannt ist. Zweckmäßigerweise wird es jedoch ausreichen, den Grabenverlauf jeweils am vorderen und hinteren Ende des Grabens zu bestimmen, wo der Ubergang zum Anschlußgraben möglichst versatzfrei erfolgen soll. Durch Vergleich der Profile der benachbarten Grabenabschnitte können Größe und Richtung der Abweichungen festgestellt werden. Damit ist es möglich, durch Nacharbeiten die Abweichungen zu korrigieren und z.B. den Graben in einer bestimmten Richtung zu erweitern. Durch ständige Kontrolle mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung kann festgestellt werden, in welcher Richtung der Graben erweitert werden muß, um einen Anschluß zum Nachbargraben zu gewährleisten.This procedure can be repeated until the exact course of the trench to the bottom of the trench is known over the entire section. Appropriately However, it will be sufficient to trace the trench at the front and rear ends of the trench to determine where the transition to the connecting trench is as offset as possible should take place. By comparing the profiles of the neighboring trench sections you can The size and direction of the deviations can be determined. With this it is possible to get through Rework to correct the deviations and e.g. digging in a certain direction to expand. Through constant control by means of the device according to the invention it can be determined in which direction the trench needs to be widened to to ensure a connection to the neighboring trench.
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803020570 DE3020570A1 (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Deviation measuring system for trench construction - uses inserted rod with hollow guide cage and two measured inclination angles |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3020570A1 true DE3020570A1 (en) | 1981-12-10 |
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Family Applications (1)
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DE19803020570 Ceased DE3020570A1 (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Deviation measuring system for trench construction - uses inserted rod with hollow guide cage and two measured inclination angles |
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