DE4001949A1

DE4001949A1 - Pressure monitor for cement injection point behind tunnelling machine - by extrapolating from pressure differences measured at points along cement delivery pipe

Info

Publication number: DE4001949A1
Application number: DE19904001949
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Kempf
Original assignee: Putzmeister Werk Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1991-07-25

Abstract

A method monitors the filling pressure of a filling compound (pref. cement) conveyed via a pipe line (40,32) to an injection point (34) leading into a circular space (30) behind a funnelling machine (10) in a funnel. Pressure differences for the viscous filling compound are measured inside the pipe line at several places (42) at a distance from the injection point (34) and lying along a given measurement path. To determine the filling pressure prevailing at the injection point, a value dependent on the measured pressure difference is taken as a measure of the pressure drop between the pressure-measuring point (42) and the injection point (34) and is subtracted from the pressure measured at the pressure-measuring point (42). ADVANTAGE - Precise pressure measured independently of viscosity and flow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Überwachung des Fülldrucks bei Konsoldierungs injektionen im Tunnelbau der im Oberbegriff der Ansprü che 1 bzw. 8 angegebenen Gattung.The invention relates to a method and a Vorrich device for monitoring the filling pressure during consolidation injections in tunnel construction in the preamble of claims che 1 or 8 specified genus.

Beim Tunnelbau entsteht hinter dem Schildschwanz der Tunnelvortriebsmaschine ein Ringraum, der nach außen hin durch das umgebende Gebirge und nach innen durch eine Tunnelschalung oder durch Tübbinge begrenzt wird. Der Ringraum entsteht dadurch, daß die Tunnelschalung oder die Tübbinge einen kleineren Durchmesser als die von der Tunnelmaschine ausgeführte Bohrung aufweisen. Der Ringraum wird regelmäßig durch eine Fettkammer mit Stahleinlagen gegenüber Wassereintritt in das Tunnelinne re abgedichtet. In der Dichtung sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Füllöffnungen für den Anschluß von Injektionsleitungen angeordnet, die abwechselnd mit Zementmörtel oder Beton unter Druck beaufschlagbar sind. Eine Fülldrucküberwachung ist zur Begrenzung des Druckes im Ringraum aus verschiedenen Gründen notwendig. Wenn der Fülldruck zu hoch ist, kommt es zu Verpressungen durch Anheben des umgebenden Erdreichs. Hierdurch kann es zu Verformungen an der Erdoberfläche kommen, die vor allem bei der Untertunne lung von Gebäuden und Straßen verhindert werden müssen. Weiter besteht bei zu hohem Injektionsdruck die Gefahr, daß die Füllmasse die empfindlichen Schildschwanzdich tungen zerstört oder daß das Material zum Bohrkopf der Tunnelmaschine gedrückt wird, so daß die dort befindli chen Schneidwerkzeuge verschmutzt oder bei Stillstand sogar festzementiert werden. Umgekehrt besteht bei zu niedrigem Fülldruck die Gefahr, daß der Ringraum wegen des entgegenwirkenden Gebirgsdrucks sich nicht vollstän dig mit der Füllmasse füllt und es dadurch zu einer schlechten Verankerung der Betonschale im Gebirge und möglicherweise zu Durchbrüchen und Undichtigkeiten kommen kann. Der Überwachung des Fülldrucks und der eingepreßten Füllmenge kommt daher beim Tunnelbau eine besondere Bedeutung zu.When building a tunnel, behind the shield tail Tunnel boring machine an annulus facing the outside through the surrounding mountains and inside tunnel formwork or bounded by segments. The annulus arises from the fact that the tunnel formwork or the tubbings a smaller diameter than that have a bore made by the tunnel machine. The annulus is regularly filled with a fat chamber Steel inserts to prevent water from entering the tunnel interior re sealed. In the seal are in the circumferential direction staggered filling openings for arranged the connection of injection lines, the alternating with cement mortar or concrete under pressure are acted upon. A filling pressure monitor is for Limiting the pressure in the annulus from different Reasons necessary. If the inflation pressure is too high, there is compression by lifting the surrounding Soil. This can lead to deformation of the Earth's surface come, especially at the sub-tun buildings and roads must be prevented. If the injection pressure is too high, there is also the risk of that the filling compound the sensitive shield tail tions destroyed or that the material to the drill head Tunnel machine is pressed, so that the located there Cutting tools are dirty or at a standstill even cemented in place. Conversely, there is too low filling pressure the risk that the annulus because of the opposing mountain pressure are not complete dig fills with the filling compound, making it one poor anchoring of the concrete shell in the mountains and possibly breakthroughs and leaks can come. Monitoring the filling pressure and the injected filling quantity therefore comes in tunnel construction special meaning too.

Grundsätzlich ist es zwar möglich, den lnjektionsdruck in der Injektionsleitung nahe der Injektionsstelle zu messen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es, bedingt durch die Rohrreibung in der mehrere Meter langen Injek tionsleitung zu einem Druckabfall von 3 bis 6 bar kommen kann, der zudem abhängig von der Konsistenz und Fließ geschwindigkeit der Füllmasse in weiten Grenzen variie ren kann. Eine Folge davon ist, daß im Ringraum trotz einer Überwachung des Injektionsdrucks sich unkontrollier te Druckverhältnisse einstellen können.In principle it is possible to change the injection pressure in the injection line near the injection site measure up. However, it has been shown that it is conditional due to the pipe friction in the injek, which is several meters long lead to a pressure drop of 3 to 6 bar can, depending on the consistency and flow speed of the filling compound varies widely can. One consequence of this is that in spite of monitoring the injection pressure becomes uncontrolled can adjust te pressure ratios.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, womit der Fülldruck unabhängig von der Konsistenz und Fließgeschwindigkeit des Füllmaterials mit hoher Genauigkeit gemessen und überwacht werden kann. The invention is therefore based on the object Method and a device of the initially mentioned Way of developing what the filling pressure is independent of the consistency and flow rate of the filling material be measured and monitored with high accuracy can.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Ansprüchen 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem are in the claims 1 or 8 specified features proposed. Further advantageous refinements and developments of Invention result from the dependent claims.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß zur Bestim mung des Fülldrucks im Ringraum der an einer im Abstand von der Injektionsstelle angeordneten Druckmeßstelle der Rohrleitung gemessene lnjektionsdruck durch Subtrak tion des sich entlang dem Endabschnitt der Rohrleitung zwischen Druckmeßstelle und Injektionsstelle einstellen den Druckabfalls modifiziert wird. Um dies zu erreichen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß an einer im Abstand von der lnjektionsstelle angeordneten Druckmeß stelle der Druck und entlang einer vorgegebenen Meßstrecke die Druckdifferenz der dickflüssigen Masse innerhalb der Rohrleitung gemessen wird, und daß zur Ermittlung des an der Injektionsstelle herrschenden Fülldrucks ein von der gemessenen Druckdifferenz abhängiger Wert als Maß für den Druckabfall auf dem zwischen Druckmeßstelle und Injektionsstelle befindlichen Endabschnitt der Rohrleitung vom Druckmeßwert an der Druckmeßstelle subtrahiert wird.The invention is based on the idea that the Bestim the filling pressure in the annulus at a distance from the injection site arranged pressure measuring point injection pressure measured in the pipeline by subtrak tion of extending along the end section of the pipeline between the pressure measuring point and the injection point the pressure drop is modified. To achieve this is proposed according to the invention that at an in Distance from the injection site arranged pressure measurement set the pressure and along a given measuring distance the pressure difference of the viscous mass within the pipeline is measured, and that for determination of the filling pressure prevailing at the injection site value dependent on the measured pressure difference as Measure of the pressure drop between the pressure measuring point and injection site located end section of the Pipeline from the pressure reading at the pressure measuring point is subtracted.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der die Meßstrecke bildende Rohrleitungabschnitt an den Endabschnitt der Rohrleitung maßlich angepaßt, so daß zur Ermittlung des an der Injektionsstelle herr schenden Fülldrucks entweder die gemessene Druckdifferenz selbst oder ein zur Druckdifferenz proportionaler Wert vom Druckmeßwert subtrahiert werden kann. Insbesondere werden dabei die Maße des die Meßstrecke bildenden Rohrleitungsabschnitts und des Endabschnitts so aufeinan der abgestimmt, daß in ihnen bei stationärer Massenströ mung der gleiche Druckabfall entsteht.According to a preferred embodiment of the invention becomes the pipeline section forming the measuring section dimensionally adapted to the end section of the pipeline, so that to determine the at the injection site filling pressure either the measured pressure difference itself or a value proportional to the pressure difference can be subtracted from the pressure reading. In particular are the dimensions of the measuring section Pipe section and the end section so together who voted that in them with steady mass flows the same pressure drop occurs.

Im einfachsten Fall kann die Druckmeßstelle zugleich als stromabseitiger Druckmeßpunkt der Differenzdruck- Meßstrecke ausgebildet sein. Wenn dagegen der Ringraum an mehreren im Abstand voneinander angeordneten Injek tionsstellen über je eine Injektionsleitung mit dickflüs siger Masse beaufschlagt wird, indem die Injektionslei tungen unter Bildung der augenblicklich durchströmten Rohrleitung abwechselnd an eine gemeinsame Förderleitung angeschlossen werden, ist es zweckmäßig, wenn der Druck meßwert abwechselnd an einer Druckmeßstelle in der jeweils mit Füllmasse beaufschlagten Injektionsleitung und die Druckdifferenz entlang einer Meßstrecke in der gemeinsamen Förderleitung gemessen wird. Im letzteren Falle kann die Massenzufuhr zu den Injektionsleitungen vorzugsweise durch Umsteuerung zwischen den verschiede nen Injektionsleitungen nach Maßgabe der Abweichung des aus den gemessenen Druck- und Differenzdruckwerten abgeleiteten Fülldrucks von einem Soll- oder Grenzwert gesteuert werden. Ebenso ist es möglich, den Vorschub der Tunnelvortriebsmaschine nach Maßgabe der Abweichung des aus den gemessenen Druck- und Differenzdruckwerten abgeleiteten Fülldrucks von einem Grenzwert zu steuern. In the simplest case, the pressure measuring point can at the same time as the downstream pressure measuring point the differential pressure Measuring section be formed. If, on the other hand, the annulus on several injecs spaced from each other tion sites via one injection line each with thick fluid mass is applied by the injection line tations with formation of the current flow Pipeline alternately to a common delivery line connected, it is appropriate if the pressure measured value alternately at a pressure measuring point in the each injection line charged with filling compound and the pressure difference along a measuring section in the common delivery line is measured. In the latter Trap can supply mass to the injection lines preferably by switching between the different ones NEN injection lines according to the deviation of the from the measured pressure and differential pressure values derived filling pressure from a target or limit value to be controlled. It is also possible to use the feed the tunnel boring machine according to the deviation of the measured pressure and differential pressure values to control the derived filling pressure from a limit value.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine über eine Dickstoffpumpe mit der dickflüssigen Füllmasse beaufschlagbare Rohrleitung und mindestens eine von der dickflüssigen Füllmasse beauf schlagte Druckmeßsonde zur Abgabe eines dem gemessenen Druckwert entsprechenden Ausgangssignals aufweist, enthält gemäß der Erfindung zusätzlich folgende Merkma le:The device for performing the invention Procedure that a with a slurry pump with the viscous filling compound and pipeline at least one of the viscous filling compound struck the pressure probe to deliver one of the measured Has the corresponding output signal pressure value, also contains the following feature according to the invention le:

- Define in an end section of the pipeline distance from the injection site a first equipped with a pressure measuring probe Pressure measuring point,
- Is at a distance from the first pressure measuring point at least one more, with a pressure measuring probe equipped pressure measuring point, two of the pressure measuring points len limit a measuring section along the pipeline,
- The outputs of the pressure sensors are off value and control unit for arithmetical determination of the filling pressure from the pressure reading at the first Pressure measuring point and the pressure difference along the Measuring section connected.

Die Meßstrecke kann dabei im einfachsten Fall abstrom seitig durch die erste Druckmeßstelle begrenzt werden. Zweckmäßig ist die Meßstrecke jedoch durch zwei im Abstand stromaufwärts von der ersten Druckmeßstelle angeordnete Druckmeßstellen begrenzt. In the simplest case, the measuring section can flow off be limited by the first pressure measuring point. However, the measuring section is expediently separated by two arranged upstream of the first pressure measuring point Pressure measuring points limited.

Vorteilhafterweise wird die Rohrleitung so ausgebildet, daß sie entlang der Meßstrecke und dem Endabschnitt jeweils den gleichen Querschnitt und Reibbeiwert und vorzugsweise auch die gleiche Länge aufweist. Die Län gen, Querschnitte und Reibbeiwerte der Rohrleitung werden dabei entlang der Meßstrecke und dem Endabschnitt derart aufeinander abgestimmt, daß bei stationärer Strömung der Füllmasse in ihnen unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und der Konsistenz der Füllmas se ein zueinander proportionaler oder gleicher Druckab fall eintritt.The pipeline is advantageously designed such that that they are along the measurement section and the end section each have the same cross-section and coefficient of friction and preferably also has the same length. The Län conditions, cross sections and friction coefficients of the pipeline are along the measuring section and the end section matched to each other so that when stationary Flow of the filling mass in them regardless of the Flow rate and the consistency of the filling mats se a pressure proportional to or equal to each other case occurs.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsge mäßen Vorrichtung, bei welcher eine über die Dickstoff pumpe mit der Füllmasse beaufschlagbare Förderleitung und mehrere zu verschiedenen Injektionsstellen führende, über einen Dickstoffverteiler abwechselnd unter Bildung der Füllmasse-durchströmten Rohrleitung an die Förder leitung anschließbare Injektionsleitungen vorgesehen sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in jeder Injektionsleitung eine mit einer Druckmeßsonde bestückte erste Druckmeßstelle angeordnet ist und daß sich die Meßstrecke für die Differenzdruckmessung in der gemein samen Förderleitung befindet. Die Ausgänge der in den Injektionsleitungen angeordneten Druckmeßsonden können dabei nach Maßgabe der Schaltstellung des Dickstoffver teilers abwechselnd mit der Auswerte- und Steuereinheit verbunden werden. According to a preferred embodiment of the fiction moderate device, in which one over the thick matter pump can be filled with the filling material and several leading to different injection sites, alternately with formation via a thick matter distributor the pipeline through which the filling material flows to the conveyor Connectable injection lines are provided are, it is proposed according to the invention that in each Injection line one equipped with a pressure measuring probe first pressure measuring point is arranged and that the Measuring section for differential pressure measurement in the common seed delivery line is located. The outputs of the in the Injection lines arranged pressure measuring probes can according to the switching position of the Dickstoffver divider alternately with the evaluation and control unit get connected.

Die Ausgangssignale der Auswerte- und Steuereinheit können verwendet werden, umThe output signals of the evaluation and control unit can be used to

- The thick matter pump when a limit value is exceeded to temporarily switch off the filling pressure and under a lower setpoint ten,
- The advance of the tunnel boring machine according to the requirements a predetermined filling pressure setpoint on and off switch;
- The thick matter distributor when a pre-exceeded the given inflation pressure setpoint.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerte- und Steuereinheit eine erste Subtrahierstufe auf, deren Eingänge mit den Signal ausgängen der an den Druckmeßstellen der Meßstrecke angeordneten Druckmeßsonden verbunden ist und an deren Ausgang das Differenzdrucksignal abgreifbar ist. Vorteil hafterweise ist in der Auswerte- und Steuereinheit eine zweite Subtrahierstufe angeordnet, deren einer Eingang mit dem Signalausgang der an der ersten Druckmeßstelle angeordneten Druckmeßsonde verbindbar ist und deren zweiter Eingang mit dem Differenzdrucksignal der Meß strecke beaufschlagbar ist und an der ein dem Fülldruck im Ringraum entsprechendes Ausgangssignal abgreifbar ist.According to a further preferred embodiment of the Invention has the evaluation and control unit first subtraction stage, whose inputs with the signal outputs the at the pressure measuring points of the measuring section arranged pressure measuring probes is connected and at their Output the differential pressure signal can be tapped. Advantage there is unfortunately one in the evaluation and control unit second subtractor arranged, one input with the signal output at the first pressure measuring point arranged pressure probe is connectable and their second input with the differential pressure signal of the meas is pressurizable and at which the filling pressure corresponding output signal can be tapped in the annulus is.

Die Auswerte- und Steuereinheit ist vorteilhafterweise mit einer ersten Vergleicherstufe bestückt, deren Ein gänge mit dem Ausgangssignal der zweiten Subtrahierstu fe einerseits und mit einem Soll- bzw. Grenzwertsignal andererseits beaufschlagbar sind, und mit deren Ausgangs signal die Dickstoffpumpe und/oder die Tunnelvortriebs maschine ansteuerbar und/oder der Dickstoffverteiler umsteuerbar sind. Weiter weist die Auswerte- und Steuer einheit vorteilhafterweise eine zweite Vergleicherstufe auf, deren Eingänge mit dem Ausgangssignal der ersten Druckmeßsonde und mit einem vorgegebenen Grenzwertsignal beaufschlagbar sind, und mit deren Ausgangssignal der Vorschub der Tunnelvortriebsmaschine und/oder die Dick stoffpumpe ansteuerbar sind.The evaluation and control unit is advantageously equipped with a first comparison stage, the one gears with the output signal of the second subtracting stage fe on the one hand and with a setpoint or limit signal on the other hand, and with their output signal the thick matter pump and / or the tunneling machine controllable and / or the thick matter distributor are reversible. Furthermore, the evaluation and tax points unit advantageously a second comparison stage whose inputs match the output signal of the first Pressure measuring probe and with a predetermined limit signal are acted upon, and with the output signal of the Feed the tunnel boring machine and / or the Dick fabric pump can be controlled.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on one in the Drawing shown in a schematic manner example explained in more detail. Show it

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Tunnelvortriebsmaschi ne mit Betoniereinrichtung in schaubildlicher Darstellung; Figure 1 shows a section through a tunnel driving machine ne with concreting device in a diagram.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Schildschwanzes der Tunnelvortriebs maschine; FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 in the area of the shield tail of the tunnel boring machine;

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung einer Fülldruck-Über wachungseinrichtung. Fig. 3 shows a circuit arrangement of a filling pressure monitoring device.

Die Tunnelvortriebsmaschine 10 weist einen Bohrkopf 12 auf, der Gestein 14 aus dem Erdreich vor der Maschine löst und zerkleinert und in dieser Form einer Förderein richtung 16 im Inneren der Tunnelvortriebsmaschine zuführt. An dem Bohrkopf 12 schließt sich nach hinten ein im wesentlichen zylindrischer Schild 18 an, der an seiner Außenseite über nichtdargestellte Zentriernocken in der Bohrung 20 des Erdreichs 14 geführt ist und der im Bereich seines rückwärtigen Schwanzes 22 an einer sich über den gesamten Umfang erstreckenden mehrstufigen Dichtungsanordnung 24 gegenüber der aus Tübbingen 26 bestehenden Tunnelwand nach dem Tunnelinneren druckdicht abgedichtet ist. Der ringförmige Zwischenbereich 28 außerhalb des Schwanzes 22 ist mit einer flüssigen oder pastösen Masse, beispielsweise mit Bentonit als Dicht und Gleitmittel gefüllt. Der hinter dem Schildschwanz 22 beim Vorschub der Tunnelvortriebsmaschine entstehen de Ringraum 30 wird über lnjektionsleitungen 32, 32′, 32′′, 32′′′ mit Zementmörtel gefüllt. Um eine gleichmäßige und vollständige Füllung zu gewährleisten, sind mehrere Injektionsleitungen 32, 32′, 32′′, 32′′′ vorgesehen, die im Winkelabstand voneinander durch die Dichtungsanord nung 24 hindurchgreifen und mit ihrem austrittsseitigen Ende 34 in den Ringraum 30 münden. Die Injektionsleitun gen 32, 32′, 32′′, 32′′′ werden abwechselnd über einen Rotorverteiler 36 mit einer über eine Dickstoffpumpe 36 mit Zementmörtel beaufschlagten gemeinsamen Förderlei tung 40 verbunden. In jeder Injektionsleitung 32, 32′, 32′′, 32′′′ befindet sich im Abstand von der Injektions stelle 34 eine Druckmeßstelle mit je einer Druckmeßson de 42, 42′, 42′′,42′′′, deren Signalausgänge 44, 44′, 44′′, 44′′′ über eine Relaisanordnung 46 wahlweise mit einer Auswerte- und Steuereinheit 48 verbindbar sind. Die einzelnen Relais der Relaisanordnung 46 sind über einen mit dem beweglichen Teil des Rotorverteilers 36 verbun denen, nichtdargestellten Dauermagneten nach Maßgabe der augenblicklich an die Förderleitung 40 angeschlosse nen Injektionsleitung 32 durchsteuerbar.The tunnel boring machine 10 has a boring head 12 which loosens and crushes rock 14 from the soil in front of the machine and in this form feeds a conveying device 16 inside the tunnel boring machine. At the back of the drilling head 12 is an essentially cylindrical shield 18 , which is guided on the outside via centering cams (not shown) in the bore 20 of the soil 14 and which in the region of its rear tail 22 is connected to a multi-stage sealing arrangement which extends over the entire circumference 24 is sealed in a pressure-tight manner from the tunnel wall consisting of tubbing 26 after the inside of the tunnel. The annular intermediate region 28 outside the tail 22 is filled with a liquid or pasty mass, for example with bentonite as a sealant and lubricant. The behind the shield tail 22 during the advance of the tunnel boring machine de annulus 30 is made via injection lines 32 , 32 ', 32 '', 32 ''' filled with cement mortar. In order to ensure a uniform and complete filling, a plurality of injection lines 32 , 32 ', 32 '', 32 ''' are provided which reach through the seal arrangement 24 at an angular distance from one another and open into the annular space 30 with their outlet-side end 34 . The Injektionsleitun gen 32, 32 ', 32' ', 32' '' are alternately processing a rotor 36 having a distributor through a slurry pump 36 charged with cement mortar joint Förderlei connected 40th In each injection line 32 , 32 ', 32 '', 32 ''' is located at a distance from the injection point 34, a pressure measuring point with a pressure measuring sensor de 42 , 42 ', 42 '', 42 ''', the signal outputs 44 , 44 ', 44 '', 44 ''' via a relay arrangement 46 can optionally be connected to an evaluation and control unit 48 . The individual relays of the relay arrangement 46 are connected via a connected to the movable part of the rotor distributor 36 , the permanent magnet, not shown, in accordance with the instantaneous connection to the delivery line 40 , the injection line 32 which can be controlled.

In der Förderleitung 40 befindet sich ferner eine Meß strecke 54, die durch zwei im Abstand voneinander ange ordnete Druckmeßsonden 50, 52 begrenzt ist, die ihrer seits mit ihren Signalausgängen 56, 58 mit der Auswerte und Steuereinheit 48 verbunden sind. Der durch die Meßstrecke 54 definierte Rohrabschnitt der Förderlei tung 40 und die Endabschnitte der Injektionsleitungen 32, 32′, 32′′, 32′′′ im Bereich der Druckmeßstellen 42, 42′, 42′′, 42′′′ und der zugehörigen Injektionsstellen 34 sind hinsichtlich ihrer Abmessungen und Reibbeiwerte so aufeinander abgestimmt, daß in ihnen bei stationärer Strömung unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und Viskosität der dickflüssigen Masse im stationären Strömungszustand der gleiche oder ein zueinander propor tionaler Druckabfall eintritt. Dementsprechend kann der Fülldruck im Ringraum im Bereich der Injektionsstellen 34 sehr genau aus einer Druckmessung an den Druckmeß stellen 42, 42′, 42′′, 42′′′ und Subtraktion der entlang der Meßstrecke 54 gemessenen Druckdifferenz ermittelt werden.In the delivery line 40 there is also a measuring section 54 , which is limited by two spaced-apart pressure measuring probes 50 , 52 , which in turn are connected to the evaluation and control unit 48 with their signal outputs 56 , 58 . The pipe section of the conveyor line 40 defined by the measuring section 54 and the end sections of the injection lines 32 , 32 ', 32 '', 32 ''' in the area of the pressure measuring points 42 , 42 ', 42 '', 42 ''' and the associated injection points 34 are matched in terms of their dimensions and coefficients of friction so that in stationary flow the same or a proportional pressure drop occurs regardless of the flow speed and viscosity of the viscous mass in the steady flow state. Accordingly, the filling pressure in the annular space in the area of the injection points 34 can be determined very accurately from a pressure measurement at the pressure measuring points 42 , 42 ', 42 '', 42 ''' and subtraction of the pressure difference measured along the measuring path 54 .

Um dies zu ermöglichen, enthält die Auswerte- und Steuer einheit 48 eine eingangsseitig mit den Druckmeßsonden 50, 52 der Meßstrecke 54 verbundene Subtrahierstufe 60, an deren Ausgang 62 ein der Druckdifferenz entlang der Meßstrecke 54 entsprechendes Ausgangssignal abgreifbar ist. Eine weitere Subtrahierstufe 64 ist eingangsseitig mit einem über die Relaisanordnung 46 ausgewählten, von einer der Druckmeßsonden 42, 42′, 42′′, 42′′′ kommenden Drucksignal einerseits und dem am Ausgang 62 abgegrif fenen Differenzdrucksignal andererseits beaufschlagt. Am Ausgang 66 der Subtrahierstufe 64 ist dementsprechend ein dem Fülldruck an der Injektionsstelle 34 der augen blicklich durchgeschalteten Injektionsleitung 32 ent sprechendes Signal abgreifbar. Der Ausgang 66 der Sub trahierstufe 64 ist mit dem einen Eingang einer Verglei cherstufe 68 verbunden, an deren Ausgang 69 nach Maßga be des Über- oder Unterschreitens eines an dem Eingang 70 einstellbaren Soll- oder Grenzwerts ein Steuersignal abgegeben wird. Das Steuersignal kann entweder über ein Stellglied 72 zur Ansteuerung der Dickstoffpumpe 38 oder über ein Stellglied 74 zur Umsteuerung des Rotor verteilers 36 verwendet werden. In einer weiteren Ver gleicherstufe 76 kann das Druckmeßsignal der augenblick lich ausgewählten Druckmeßsonde 42 unmittelbar mit einem am Eingang 78 einstellbaren Grenzwert zur Erzeu gung eines am Ausgang 80 abgreifbaren und über das Stellglied 72 auf die Dickstoffpumpe 38 durchsteuer baren Notabschaltsignals verglichen werden.To make this possible, the evaluation and control unit 48 contains a subtracting stage 60 connected on the input side to the pressure measuring probes 50 , 52 of the measuring section 54 , at the output 62 of which an output signal corresponding to the pressure difference along the measuring section 54 can be tapped. A further subtraction stage 64 is acted upon on the input side by a pressure signal selected via the relay arrangement 46 , coming from one of the pressure measuring probes 42 , 42 ', 42 '', 42 ''', and the differential pressure signal tapped at the output 62 . Accordingly, a signal corresponding to the filling pressure at the injection point 34 of the instantaneously connected injection line 32 can be tapped at the output 66 of the subtracting stage 64 . The output 66 of the subtractor stage 64 is connected to the one input of a comparator stage 68 , at the output 69 of which a control signal is emitted according to the measure of exceeding or falling short of a setpoint or limit value that can be set at the input 70 . The control signal can be used either via an actuator 72 to control the thick matter pump 38 or via an actuator 74 to reverse the rotor distributor 36 . In a further comparator stage 76 , the pressure measurement signal of the currently selected pressure measurement probe 42 can be compared directly with a limit value that can be set at the input 78 to generate an emergency stop signal that can be tapped at the output 80 and can be controlled via the actuator 72 on the thick matter pump 38 .

Claims

1. A method for monitoring the filling pressure of a pipeline ( 40 , 32 ) at an injection point ( 34 ) in an behind a tunnel boring machine ( 10 ) located to the interior of the tunnel sealed annular space ( 30 ) injected viscous filling material, preferably from cement mortar or concrete, characterized in that at a pressure measuring point ( 42 , 42 ′, 42 ′ ′, 42 ′ ′ ′) arranged at a distance from the injection point ( 34 ) the pressure and along a predetermined measuring path ( 54 ) the pressure difference of the viscous filling compound inside half of the pipeline is measured, and that to determine the filling pressure prevailing at the injection point ( 34 ) there is a value dependent on the measured pressure difference as a measure of the pressure drop on the end section of the pipeline located between the pressure measuring point ( 42 ) and the injection point ( 34 ) from the pressure reading at the pressure measuring point ( 42 ) is subtracted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pipe section forming the measuring section ( 54 ) is dimensionally adapted to the end section, and that to determine the filling pressure prevailing at the injection point ( 34 ), the measured pressure difference or a value proportional to the pressure difference Pressure reading is subtracted.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the dimensions of the measuring section ( 54 ) forming the pipe section and the Endab section are matched to one another so that the same pressure drop arises in them with a steady mass flow.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure measuring point ( 42 ) is also formed as a downstream pressure measuring point of the measuring section ( 54 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the annular space ( 30 ) at several spaced-apart injection sites ( 34 ) via an injection line ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') with viscous filling compound is acted upon by connecting the injection lines ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') alternately to a common delivery line ( 40 ), forming the pipeline ( 40 , 32 ) through which current flows, characterized in that the pressure measurement value alternates at a pressure measuring point ( 42 ) in the injection line ( 32 ) each filled with filling compound and the pressure difference along a measuring section ( 54 ) in the common delivery line ( 40 ) is measured.

6. The method according to claim 5, characterized in that the mass supply to the injection lines ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') in accordance with the deviation of the filling pressure derived from the measured pressure and differential pressure values from a target or Limit value is controlled.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the feed of the tunneling machine ( 10 ) is controlled by a limit value in accordance with the deviation of the filling pressure derived from the measured pressure and differential pressure values.

8. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, with a via a thick matter pump ( 38 ) with the viscous filling compound pipeline ( 40 , 32 ) and with at least one of the viscous filling material impinged pressure measuring probe ( 42 , 50 , 52 ) for emitting an output signal corresponding to the measured pressure value, characterized in that in an end section of the pipeline ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') defining distance from the injection point ( 34 ) one with a pressure measuring probe ( 42 , 42 ', 42 '', 42 ''') equipped first pressure measuring point is angeord net that at least a further pressure measuring point ( 50 , 52 ) equipped with a pressure measuring point is arranged at a distance from the first pressure measuring point, two of which Pressure measuring points ( 50 , 52 ) limit a measuring section ( 54 ) along the pipeline, and that one is acted upon with the output signals of the pressure measuring probes re evaluation and control unit ( 48 ) for the mathematical determination of the filling pressure from the pressure measured value at the first pressure measuring point ( 42 , 42 ', 42 '', 42 ''') and the pressure difference along the measuring section ( 54 ) is provided.

9. The device according to claim 8, characterized in that the measuring section ( 54 ) is limited on the downstream side by the first pressure measuring point.

10. The device according to claim 8, characterized in that the measuring section ( 54 ) by two at a distance upstream from the first pressure measuring point ( 42 , 42 ', 42 '', 42 ''') arranged pressure measuring points ( 50 , 52 ) is limited.

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the pipeline along the measuring section ( 54 ) and the end portion has the same cross-section and coefficient of friction.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the pipeline ent along the measuring section ( 54 ) and the end section each have the same length.

13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the lengths, cross sections and coefficients of friction of the pipeline ( 40 , 32 ) along the measuring section ( 54 ) and the end section are matched to one another in such a way that with a steady flow of the filling compound in them the same or a proportional drop in pressure occurs.

14. Device according to one of claims 8 to 13 with a via the thick matter pump ( 38 ) with the Füllmas se acted delivery line ( 40 ) and several ren to different injection points ( 34 ) lead, via a thick matter distributor ( 36 ) alternately to the delivery line ( 40 ) connectable injection lines ( 32 , 32 ', 32 '', 32 '''), characterized in that in each injection line ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') one with a pressure measuring probe ( 42 , 42 ', 42 '', 42 ''') equipped first pressure measuring point is arranged, and that the measuring section ( 54 ) is arranged in the common delivery line ( 40 ).

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the outputs ( 44 , 44 ', 44 '', 44 ''') in the injection lines ( 32 , 32 ', 32 '', 32 ''') angeord neten Pressure measuring probes ( 42 , 42 ', 42 '', 42 ''') can be connected alternately with the evaluation and control unit ( 48 ) in accordance with the switching position of the thick matter distributor ( 36 ).

16. Device according to one of claims 8 to 15, characterized in that the thick matter pump ( 38 ) can be switched off by a signal from the evaluation and control unit ( 48 ) when a predetermined limit value of the filling pressure is exceeded.

17. The device according to one of claims 8 to 16, characterized in that the feed of the tunnel boring machine according to a predetermined target value of the filling pressure by a signal from the evaluation and control unit ( 48 ) is on and off bar.

18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the thick matter distributor ( 36 ) can be reversed by a signal from the evaluation and control unit ( 48 ) when a predetermined setpoint value of the filling pressure is exceeded.

19. Device according to one of claims 8 to 18, characterized in that the evaluation and control unit ( 48 ) has a first subtracting stage ( 60 ), the inputs of which with the signal outputs ( 56 , 58 ) limit the measuring section ( 54 ) the pressure measuring probes ( 50 , 52 ) is connected, and at their signal output ( 62 ) the differential pressure signal can be tapped.

20. Device according to one of claims 8 to 19, characterized in that the evaluation and control unit ( 48 ) has a second subtracting stage ( 64 ), one input of which is connectable to the signal output ( 44 ) of the first pressure measuring probe ( 42 ) , and the second input of which the differential pressure signal ( 62 ) of the measuring section can be acted upon, and on which an output signal ( 66 ) corresponding to the filling pressure can be tapped.

21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the evaluation and control unit ( 48 ) has a first comparator stage ( 68 ), the inputs ge with the output signal ( 66 ) of the second subtractor stage ( 64 ) on the one hand and with a target or limit value signal on the other hand, and with the output signal ( 69 ) the thick matter pump ( 38 ) and / or the tunnel boring machine ( 10 ) can be controlled and / or the thick matter distributor ( 36 ) can be reversed.

22. Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the evaluation and control unit ( 48 ) has a second comparator stage ( 76 ), the inputs of which with the output signal ( 44 ) of the first pressure measuring probe ( 42 ) on the one hand and with a predetermined limit value signal can be applied on the other hand, and with the output signal ( 80 ) the feed of the tunneling machine ne ( 10 ) and / or the thick matter pump ( 38 ) are controllable.