DE4420705A1

DE4420705A1 - Automatic measurement and control of propulsion system when tunnel building

Info

Publication number: DE4420705A1
Application number: DE19944420705
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Winkel
Original assignee: Keller Grundbau GmbH
Current assignee: Smet-Boring Nv Dessel Be
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-12-21

Abstract

The geodetical measuring unit e.g. theodolite acts as an initial measuring station (20), and the measurement stretch between this station (20) and the destination point (21) is divided up by an arrangement of at least one intermediate station (20-1,20-1), to provided several straight line measurement sections. so that a continuous measurement polygon path (19,19-1,19-2) is formed. The measuring beam is led along this path, for the continuous determining of the entire positional data of all stations, including the distance data from the initial station (20) to the destination point (21) across the intermediate station or stations. The beam is reflected from th destination point again to the initial measuring station. So that all the determined actual data acts in a central computer system, acts as the basis for determining the control signals to the propulsion system (6). during the running of the propulsion, the method steps are continuously repeated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Ver messung und Steuerung einer Vortriebsvorrichtung bei Tun nelbauten u. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so wie eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a method for automatic Ver measurement and control of a jacking device at Tun buildings and Like. According to the preamble of claim 1 so like one intended to perform this procedure Device according to the preamble of claim 7.

Im heutigen Tunnel- oder Kanalbau werden häufig Schildvor triebsvorrichtungen eingesetzt, mit denen Betonrohrfer tigabschnitte im Rohrvortriebsverfahren von einem sog. Vor preßschacht (Startschacht) aus über Strecken von mehreren 100 m bis über 1000 m zum Zielpunkt (Zielschacht) am Ende der Vortriebsstrecke unterirdisch vorgetrieben werden. Um die vorgegebene, meist kurvenförmige Steckenführung mög lichst genau einzuhalten, kommt es entscheidend darauf an, die Vermessung, d. h. die Lagebestimmung der Vortriebsvor richtung während des Vortriebs mit hoher Präzision durch zuführen und bei unerwünschten Lageabweichungen so schnell wie möglich die erforderlichen Gegensteuerungsmaßnahmen vorzunehmen.In today's tunnel or canal construction, shields are often used used drive devices with which concrete pipe tig sections in the pipe jacking process from a so-called Vor press shaft (starting shaft) over distances of several 100 m to over 1000 m to the target point (target shaft) at the end be driven underground. Around the given, mostly curved route is possible It is essential to adhere to the the measurement, d. H. the position determination of the advance direction during the advance with high precision feed and in case of undesired position deviations so quickly the necessary countermeasures as possible to make.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die Vermessung von Rohrvortrieben vom Startschacht aus mittels eines geodäti schen Meßgerätes, beispielsweise mittels eines Theodoliten oder mittels eines Laserstrahlmeßgerätes, innerhalb der Vortriebsstrecke in Intervallen, d. h. in Vortriebspausen, durchzuführen. Hierbei wird die Lage der Rohrachse einge messen, wobei die erzielten Meßergebnisse die Vorgabe für die weitere Rohrsteuerung bilden.In this context, it is known to measure Pipe jacking from the starting shaft using a geodesic cal measuring device, for example by means of a theodolite or by means of a laser beam measuring device, within the Driving section at intervals, d. H. during breaks in driving, perform. Here, the position of the pipe axis is inserted measure, with the measurement results achieved the specification for form the further pipe control.

Ein gravierender Nachteil bei diesem bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß die Vermessung nur in Vortriebspau sen erfolgen kann, was die Wirtschaftlichkeit des Rohrvor triebsverfahrens stark beeinträchtigt. Weiterhin können zwischen zwei Messungen Fehlsteuerungen eintreten, die erst relativ spät, d. h. erst nach der folgenden Messung, erkannt und korrigiert werden können. Hinzu kommt außerdem, daß aufgrund der räumlichen Bewegung eines sich im Vortrieb be findlichen gesamten Rohrstranges die Meßpunkte in der Vor triebsstrecke für jede Messung praktisch neu justiert wer den müssen. Es muß also jedesmal eine neue Nullmessung zum Bezugspunkt bzw. zum Ausgangspunkt im Startschacht durchge führt werden. Erst nachdem die Meßpunkte innerhalb der Strecke auf diese Weise mit entsprechendem Zeitaufwand und entsprechenden Stillstandspausen einjustiert worden sind, kann mit hinlänglicher Sicherheit die eigentliche Inter vallmessung durchgeführt werden. Auch die Justierung als solche kann jedoch wieder mit Fehlern behaftet sein.A serious disadvantage with this known method can be seen in the fact that the surveying only in advance sen can be done, what the economy of the Rohrvor driving process severely impaired. Can continue between two measurements, misregistration occurs that first relatively late, d. H. recognized only after the following measurement and can be corrected. In addition, there is that due to the spatial movement of a be in the tunnel sensitive entire pipe string the measuring points in the front drive line practically readjusted for each measurement have to. So there must be a new zero measurement each time Reference point or starting point in the starting shaft leads. Only after the measuring points within the Route in this way with the appropriate expenditure of time and appropriate breaks have been adjusted, the actual inter vall measurement be carried out. Even the adjustment as however, this can again be subject to errors.

Diese Art der Vermessung ist daher nur bei geraden Rohrach sen und begrenzter Länge von maximal einigen 100 m wirt schaftlich durchführbar.This type of measurement is therefore only for straight Rohrach and a limited length of a maximum of a few 100 m socially feasible.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art (DE-PS 37 33 553) ist vorgesehen, zwischen einem moto risierten Theodolit, der in einem ausgebauten Tunnelab schnitt hinter der Vortriebsmaschine angeordnet ist, und einem Zielreflektor an der Rückseite der Vortriebsmaschine eine Meßstrecke von bis zu 100 m zu installieren. Mit Hilfe dieser jeweils der Vortriebsmaschine nachgeschalteten Meß strecke werden Meßdaten ermittelt, auf deren Basis dann über einen elektronischen Rechner Steuerdaten für den Vor trieb direkt berechnet und an die Schildvortriebsmaschine weitergegeben werden. Mit diesem bekannten Verfahren kann jedoch die fortlaufende Steuerung der Vortriebsvorrichtung mittels der aus der Vermessung gewonnenen Werte nur solange erfolgen, als der vom Laserstrahlgerät ausgesandte Laser strahl innerhalb der ausgebauten Tunnelstrecke in gerader Linie bis zum Zielreflektor an der Rückseite der Schildvortriebsvorrichtung geleitet werden kann. Bei ge krümmten Tunnelstrecken müssen daher häufige Vortriebspau sen eingelegt werden, um das Laserstrahlgerät neu zu posi tionieren. Somit ist ein kontinuierlicher Betrieb der Schildvortriebsmaschine nicht möglich.In a further known method of the generic type Art (DE-PS 37 33 553) is provided between a moto Theized theodolite, which is in an expanded tunnel cut is arranged behind the tunneling machine, and a target reflector on the back of the tunneling machine to install a measuring distance of up to 100 m. With help each of these following the tunneling machine distance measurement data are determined, on the basis of which then control data for the front via an electronic computer directly calculated and sent to the shield tunneling machine be passed on. With this known method can however, the continuous control of the propulsion device by means of the values obtained from the measurement only as long take place as the laser emitted by the laser beam device beam within the extended tunnel section in a straight line Line up to the target reflector at the back of the Shield driving device can be directed. At ge curved tunnel sections must therefore frequently stop driving must be inserted to reposition the laser beam device function. Continuous operation is therefore the Shield boring machine not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Besei tigung der geschilderten Nachteile das Verfahren der gat tungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß die Vermessung der Tunnelstrecke unabhängig von deren Verlauf, d. h. insbe sondere auch bei kurvenförmigen Tunnelstrecken, kontinuier lich durchgeführt und der Rohrvortrieb ohne Stillstandszei ten mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden kann. Außerdem soll eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.The invention is therefore based on the object to Besei the disadvantages described the gat process appropriate type in such a way that the measurement the tunnel route regardless of its course, d. H. esp especially with curved tunnel sections, continuous Lich carried out and the pipe jacking without downtime can be made with high accuracy. also should be an advantageous device for performing this Procedure are created.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hier von sind in den Ansprüchen 2-6 beschrieben.This object is achieved by the invention with the method solved according to claim 1. Advantageous configurations here are described in claims 2-6.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge schaffene Vorrichtung ergibt sich aus Anspruch 7. Vorteil hafte Ausführungsformen hiervon sind in den weiteren An sprüchen beschrieben.The ge for performing the method according to the invention created device results from claim 7. advantage sticky embodiments of this are in the further An sayings described.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird derart vorgegan gen, daß die Meßstrecke zwischen der Ausgangsmeßstation und dem Zielpunkt durch Anordnung wenigstens einer Zwischenmeß station in mehrere geradlinige Meßabschnitte unterteilt wird; hierdurch wird ein durchgehender Meßpolygonzug gebil det, entlang dem der Meßstrahl zur kontinuierlichen Erfas sung sämtlicher Lagedaten aller Stationen einschl. der Ab standsdaten von der Ausgangsmeßstation über die Zwischen meßstation(en) zum Zielpunkt geleitet und von dort wieder zur Ausgangsmeßstation reflektiert wird, so daß sämtliche erfaßten Ist-Daten in der zentralen Rechenanlage als Basis für die Ermittlung der Steuersignale an die Vortriebsvor richtung dienen. Wesentlich bei der Erfindung ist weiter hin, daß während des laufenden Vortriebs die vorerwähnten Verfahrensschritte kontinuierlich wiederholt werden.The procedure according to the invention is carried out in this way conditions that the measuring section between the starting measuring station and the target point by arranging at least one intermediate measurement station divided into several straight measurement sections becomes; this creates a continuous measurement traverse det, along which the measuring beam for continuous detection Solution of all location data of all stations including the Ab status data from the output measuring station via the intermediate measuring station (s) directed to the destination and from there again is reflected to the exit measuring station, so that all recorded actual data in the central computer system as a basis for the determination of the control signals to the advance serve direction. What is important in the invention is further indicates that the above-mentioned during the tunneling Process steps are repeated continuously.

Bei der Erfindung wird daher die Vermessung von Rohrvor trieben mit für das Meßsystem beliebiger Länge bei vorgege benem Achsverlauf nach Höhe und Seite in jedem Punkt der Rohrstrecke vom Startschacht bis zum Zielschacht einer sol chen Vortriebsstrecke kontinuierlich, sich selbst kontrol lierend und korrigierend, mit automatischer Aufnahme und Auswertung der Meßergebnisse, ohne Rücksicht auf den jewei ligen Betriebszustand (Vorschub oder Stillstand) vorgenom men. Dies erfolgt derart, daß unmittelbar die Steuerung des Vortriebsschildes von den Meßergebnissen, d. h. von dem per manenten Datenfluß, gesteuert wird.In the invention, therefore, the measurement of Rohrvor driven with for the measuring system of any length given axis course according to height and side in each point of the Pipe section from the starting shaft to the target shaft of a sol Chen tunneling section continuously, self-control corrective and corrective, with automatic recording and Evaluation of the measurement results, regardless of the respective current operating state (feed or standstill) men. This is done in such a way that the control of the Driving shield from the measurement results, d. H. from the per manent data flow is controlled.

Der Erfindung liegt somit der wesentliche Gedanke zugrunde, die vorzutreibende Rohrstrecke vom Anfangspunkt (Start schacht) aus in ihrer jeweiligen Länge bis zum Steuerschild der Vortriebsvorrichtung in soviel - geradlinige - Meßab schnitte zu unterteilen, als notwendig sind, um den Meß strahl als durchgehenden Meßpolygonzug vom Startschacht aus bis zum jeweiligen Standort des Steuerschildes zu leiten und diesen Meßstrahl sodann vom Steuerstand des Vortriebs schildes zum Startschacht zu reflektieren.The invention is therefore based on the essential idea the pipe section to be driven from the starting point (start shaft) in their respective lengths up to the control plate the propulsion device in so much - rectilinear - meas to divide cuts than are necessary to measure beam as a continuous measurement traverse from the starting shaft to the respective location of the tax label and then this measuring beam from the steering position of the jacking shield to reflect the starting shaft.

Die Auswertung eines derart verlaufenden Meßstrahls mit seiner gleichzeitigen Reflektierung, d. h. Rücklauf, erfolgt über die Aufnahme aller ermittelter Meßdaten an den jewei ligen Zwischenmeßstationen. Dadurch, daß sämtliche Zwi schenmeßstationen einschl. der im Startschacht angeordneten Ausgangsmeßstation miteinander verkabelt und mit der als Steuereinheit dienenden zentralen elektronischen Rechenan lage verbunden sind, können sämtliche erfaßten Meßdaten un mittelbar an diese Rechenanlage weitergegeben und in dieser für die sofortige Datenauswertung sowie Berechnung entspre chender Steuersignale für die Vortriebsvorrichtung verar beitet werden.The evaluation of such a measuring beam with its simultaneous reflection, d. H. Rewind, done on the inclusion of all determined measurement data on the respective intermediate measuring stations. Because all the two measuring stations including those arranged in the starting shaft Output measuring station wired together and with the as Control unit serving central electronic computing location are connected, all recorded measurement data can un indirectly passed on to and in this computer system for immediate data evaluation and calculation Process control signals for the propulsion device be prepared.

Eine derart vorgetriebene Rohrstrecke besteht vorzugsweise aus einzelnen Betonrohrfertigteilen, die ihren Verbund nur über den in Rohrachse gerichteten Anpreßdruck sowie durch den umgebenden Bodendruck als erforderliche Bettung für die Achshaltigkeit jedes einzelnen Rohres erhalten und einer permanenten räumlichen Bewegung unterliegen. Diese Bewegung kann am Rohrmantel auch als jeweilig vor- oder zurückdre hende Schraubenbewegung (Verrollbewegung) auftreten. Es un terliegen daher auch sämtliche der erfindungsgemäßen Zwischenmeßstationen, die im mobilen Rohrstrang angeordnet sind, einer durch solche Verrollbewegungen bewirkten perma nenten Abweichung von der Null-Lage. Dies gilt auch für den an der Rückseite der Vortriebsvorrichtung angeordneten Zielpunkt.A pipe section driven in this way preferably exists from individual precast concrete pipe parts that only combine them via the contact pressure directed in the pipe axis and by the surrounding soil pressure as required bedding for the Preserve the axis of each tube and one subject to permanent spatial movement. This movement can also move forward or backward on the pipe jacket the screw movement (rolling movement) occurs. It un are therefore also all of the invention Intermediate measuring stations arranged in the mobile pipe string are, a perma caused by such rolling movements nent deviation from the zero position. This also applies to the arranged on the back of the jacking device Target point.

Hier sieht jedoch die Erfindung eine Abhilfe in Form einer entsprechenden Verrollkorrektur der einzelnen Zwischenmeß stationen vor, indem sämtliche Meßpunkte bzw. Meßgeräte au tomatisch, vorzugsweise mechanisch oder mittels Motorkraft oder durch Magneteinwirkung, nivelliert werden. Es werden daher erfindungsgemäß sämtliche Meß- und Zwischenmeßpunkte selbsttätig zu jedem Zeitpunkt, d. h. nach jeder sich etwa ergebenden Lageänderung aufgrund etwa auftretender Bewegun gen, unabhängig von der Bewegungsrichtung in die Normlage justiert. Here, however, the invention sees a remedy in the form of a corresponding roll correction of the individual intermediate measurement stations before by all measuring points or measuring devices au tomatically, preferably mechanically or by means of motor power or by magnetic action. It will therefore all measuring and intermediate measuring points according to the invention automatically at any time, d. H. after everyone about resulting change in position due to any movement regardless of the direction of movement in the normal position adjusted.

Die Erfindung erbringt den wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil, daß sämtliche Vermessungsarbeiten kontinuierlich, d. h. zu jeder Zeit, also sowohl in den eigentlichen Vor triebszeiten (Betriebszeiten) als auch in den Stillstands zeiten, durchgeführt werden. Somit muß beim eigentlichen Betrieb keinerlei Rücksicht auf die Vermessungsarbeiten ge nommen werden. Allein dadurch ergibt sich schon eine Ein sparung von bis zu mehreren Vortriebsstunden/Arbeitstag, was insbesondere bei langen und gekrümmten Rohrvortriebs strecken gilt.The invention provides the essential economic Advantage that all surveying work is continuous, d. H. at any time, both in the actual pre operating times (operating times) as well as in the standstill times. Thus the actual Operation no consideration of the survey work ge be taken. This alone results in an on saving up to several hours of driving / working day, which is particularly the case with long and curved pipe jacking stretch applies.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Sicher heit für die planmäßige Lage der Rohrtrasse infolge der un mittelbaren Übertragung der Meßwerte in die Steuerung des Vortriebsschildes.Another advantage of the invention is that it is secure unit for the planned location of the pipe route as a result of the un indirect transmission of the measured values into the control of the Heading shield.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im einzelnen derart vorgegangen, daß die Lageparameter der Ausgangsmeßstation über Festpunkte außerhalb der Vortriebs strecke eingemessen bzw. ermittelt werden. Darauf werden dann die Lageparameter einschl. des Abstandes der jeweils folgenden Zwischenmeßstation durch entsprechendes Messen im sog. Vorblick und Rückblick (Reflektion) zwischen der vor hergehenden Station und der betreffenden Station ermittelt.When carrying out the method according to the invention proceeded in detail such that the position parameters of the Initial measuring station via fixed points outside the tunneling distance measured or determined. Be on it then the location parameters including the distance between each following intermediate measuring station by appropriate measurement in So-called foresight and retrospect (reflection) between the before outgoing station and the station concerned.

Eine besondere Meßsicherheit ergibt sich, wenn dann außer dem noch, wie erfindungsgemäß möglich, die Lageparameter einschl. des Abstandes der jeweils folgenden Zwischenmeß station durch entsprechendes Messen in der ersten und zwei ten Lage des Meßkopfes der vorhergehenden Station ermittelt werden.A special measuring certainty arises if then except the position parameters, as is possible according to the invention including the distance between the following intermediate measurements station by measuring accordingly in the first and two th position of the measuring head of the previous station determined become.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Meßstrahl erst dann zur nächsten Zwischenmeßstation bzw. zum Zielpunkt ge leite;L wird, wenn zuvor ein Abgleich der Meßdaten zwischen zwei vorhergehenden Stationen durchgeführt worden ist. It is within the scope of the invention that the measuring beam only then to the next intermediate measuring station or to the target point conduct; L is, if a comparison of the measurement data between two previous stations has been carried out.

Wie schon dargelegt, lassen sich mit der Erfindung die bei einem Rohrvortrieb auftretenden unvermeidbaren Verrollbewe gungen mit Vorteil dadurch ausgleichen bzw. unschädlich ma chen, daß jede der im mobilen Rohrstrang angeordneten Zwi schenmeßstationen unabhängig von der jeweiligen Verrollage des Rohrstranges selbsttätig nivelliert wird. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer entsprechenden Nivelliereinrich tung, die beispielsweise ein selbsthorizontierender Dreifuß sein kann, auf dem das betreffende Zwischenmeßgerät befe stigt ist.As already explained, can be with the invention unavoidable rolling movement occurring in pipe jacking It is therefore advantageous to compensate for this or make it harmless chen that each of the arranged in the mobile pipe string Measuring stations independent of the respective roll position of the pipe string is automatically leveled. this happens preferably by means of an appropriate leveling device tion, for example, a self-leveling tripod can be on which the relevant intermediate measuring device is increasing.

Es ist von Vorteil, wenn jedes Meßgerät bzw. Zwischenmeßge rät als selbständig arbeitendes Meßgerät ausgebildet ist, das zu den anderen Geräten funktionsäquivalent ist. Ein derartiges Meßgerät kann ein motorisierter Theodolit sein, der im Handel, beispielsweise unter der Bezeichnung "Geodi meter System 4000", erhältlich ist.It is advantageous if each measuring device or intermediate measurement advises that it is designed as an independently operating measuring device, that is functionally equivalent to the other devices. A such a measuring device can be a motorized theodolite, which is commercially available, for example under the name "Geodi system 4000 "is available.

Die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgese hene Vorrichtung gemäß der Erfindung ist derart ausgestal tet, daß zwischen dem Ausgangsmeßgerät und dem Zielpunkt in der Meßstrecke wenigstens ein Zwischenmeßgerät angeordnet ist, das zusammen mit dem Ausgangsmeßgerät und dem Ziel punkt einen durchgehenden Meßpolygonzug bildet.The vorese to carry out the described method The device according to the invention is designed in this way tet that between the output meter and the target point in the measuring section arranged at least one intermediate measuring device is that together with the output meter and the target point forms a continuous measurement traverse.

Sämtliche der erfaßten Meßdaten werden in einer zentralen elektronischen Rechenanlage verarbeitet. In dieser wird die räumliche Ist-Lage der Vortriebsvorrichtung erfaßt und mit der abgespeicherten räumlichen Soll-Lage der Vortriebsvor richtung verglichen, worauf in Abhängigkeit von der jewei ligen Abweichung entsprechende Steuersignale an die Vor triebsvorrichtung zur Korrektur von deren Lageparameter ab gegeben werden.All of the measured data recorded are in a central electronic computing system processed. In this the actual spatial position of the jacking device detected and with the stored spatial target position of the advance direction compared, depending on the respective control deviation to the front drive device for correcting their position parameters are given.

Das entsprechende Programm zum Betrieb des Meßsystems und der elektronischen Rechenanlage ist gleichfalls im Handel erhältlich, und zwar von der Firma TUMA GmbH, D-49762 Lathen.The corresponding program for operating the measuring system and the electronic computing system is also on the market available from TUMA GmbH, D-49762 Lathen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention will now be described with reference to the drawing explained. This shows in:

Fig. 1 schematisch den Verlauf einer als Abwasserkanal zu verwendenden Rohrstrecke, die unterirdisch unter bebautem Gebiet von einem Startschacht bis zu einem Zielschacht vorgetrieben worden ist; Fig. 1 shows diagrammatically the course of a channel to be used as wastewater pipe section, the underground has been driven forward by built-up area from a starting shaft to a target shaft;

Fig. 2 schematisch eine Vortriebsanordnung zur Herstel lung einer Rohrleitung und Fig. 2 shows schematically a jacking arrangement for the manufacture of a pipeline and

Fig. 3 schematisch das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung bei einer mehr fach gekrümmten Rohrvortriebsstrecke. Fig. 3 shows schematically the method and the device according to the invention in use in a multi-curved pipe jacking section.

Wie aus der Zeichnung, insbes. aus Fig. 1, ersichtlich, ge langt das Vortriebsverfahren zur Herstellung von unterirdi schen Kanal- oder Tunnelstrecken zur Anwendung, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel ein aus aneinandergereih ten Betonrohrfertigteilen 1 gebildeter Rohrstrang 2 in ge krümmtem Verlauf unterhalb von bebautem Gebiet 3 im sog. Rohrvortriebsverfahren verlegt wurde. Hierbei wird das Vor triebsverfahren von einem Startschacht 4 (Vorpreßschacht) zu einem Zielschacht 5 durchgeführt.As can be seen from the drawing, in particular from FIG. 1, the tunneling method for the production of subterranean sewer or tunnel sections is used, in the exemplary embodiment shown a pipe string 2 formed from precast concrete pipe parts 1 formed in a curved course below built-up Area 3 was moved using the so-called pipe jacking method. Here, the drive method is carried out from a starting shaft 4 (pre-press shaft) to a target shaft 5 .

Wie deutlich aus Fig. 2 ersichtlich, gelangt eine entspre chende Vortriebsvorrichtung 6 zur Anwendung. Diese wird hydraulisch angetrieben sowie gesteuert und weist ein sich drehendes Schneidrad 7 auf. Durch dieses wird im jeweiligen Abbauraum der Boden an der Ortsbrust abgefräst und in eine Mischkammer 8 verbracht. Diese Mischkammer 8 wird durch eine von übertage kommende Zuleitung 9 ständig mit Suspen sion gefüllt. As can clearly be seen in FIG. 2, a corresponding propulsion device 6 is used. This is hydraulically driven and controlled and has a rotating cutting wheel 7 . Through this, the soil on the working face is milled off in the respective excavation space and brought into a mixing chamber 8 . This mixing chamber 8 is constantly filled with a suspension from a surface 9 coming from above.

Der Abbauraum und die Mischkammer 8 sind über eine ver schließbare, in der Größe verstellbare Durchtrittsöffnung verbunden. In der Mischkammer 8 werden der abgebaute Boden und die über die Zuleitung 9 zugeführte, als Transportflüs sigkeit dienende Suspension vermischt und durch eine Ent sorgungsleitung 10 zu einer Separationsanlage 11 gepumpt.The degradation space and the mixing chamber 8 are connected via a closable, adjustable size opening. In the mixing chamber 8 , the mined soil and the suspension 9 , which is used as a transport liquid, are mixed and pumped through a supply line 10 to a separation system 11 .

In dieser Separationsanlage 11 wird das Grobkorn von der Transportflüssigkeit getrennt und über ein Vibrationssieb 12 entsorgt. Demgegenüber wird das Feinkorn in Absetzbecken 13 separiert, damit die gesäuberte Transportflüssigkeit als Suspension wiederverwendet werden kann.In this separation system 11 , the coarse grain is separated from the transport liquid and disposed of via a vibrating sieve 12 . In contrast, the fine grain is separated in settling basin 13 so that the cleaned transport liquid can be reused as a suspension.

Von einer Bauleitzentrale 14 aus wird der gesamte Arbeits prozeß, beispielsweise über Videoanlagen, überwacht.From a site control center 14 , the entire work process is monitored, for example via video systems.

Eine wasserdicht ausgebildete sog. Brillenwand 15 verhin dert das Eindringen von Grundwasser und Boden aus der Vor triebsstrecke in den als Startschacht dienenden Vor preßschacht 4.A watertight so-called spectacle wall 15 prevents the penetration of groundwater and soil from the drive section into the press shaft 4 that serves as the starting shaft.

Die einzelnen Vortriebsrohre 1, die nacheinander aneinan dergereiht werden und somit später insgesamt den Rohrstrang 2, beispielsweise zur Funktion als Abwasserkanal, bilden, werden von teleskopierbaren Hydraulikpressen 16 in den Bo den gedrückt. Bei längeren Vortriebsstrecken werden Zwi schenpreßstationen 17 eingesetzt, die mit kleinen Hydrau likpressen 18 gleicher Gesamtdruckkraft bestückt sind.The individual jacking pipes 1 , which are arranged one after the other and thus later in total form the pipe string 2 , for example to function as a sewer, are pushed into the Bo by telescopic hydraulic presses 16 . For longer tunneling, intermediate press stations 17 are used, which are equipped with small hydraulic presses 18 with the same total compressive force.

Die jeweilige räumliche Ist-Lage des Schneidrades 7 der Vortriebsvorrichtung 6 wird mittels eines Meßstrahls 19 er faßt, der von einem als Ausgangsmeßstation dienenden geo dätischen Meßgerät 20 in Form eines motorisierten Theodoli tes, ausgesandt wird. Dieser ausgesandte Meßstrahl 19 wird von einem als Zielpunkt dienenden Zielreflektor 21, der an der Rückseite der Vortriebsvorrichtung 6 angeordnet ist, reflektiert, so daß dadurch die erfaßten Meßdaten betref fend die räumliche Ist-Lage der Vortriebsvorrichtung 6 in einer nicht näher dargestellten elektronischen Rechenanlage mit der abgespeicherten räumlichen Soll-Lage der Vortriebs vorrichtung 6 verglichen werden können. In Abhängigkeit von der jeweiligen Abweichung werden sodann entsprechende Steu ersignale an die Vortriebsvorrichtung 6 zur Korrektur von deren Lageparameter abgegeben.The respective spatial actual position of the cutting wheel 7 of the propulsion device 6 is detected by means of a measuring beam 19 , which is sent from a geo-measuring device 20 serving as an output measuring station in the form of a motorized Theodoli tes. This emitted measuring beam 19 is reflected by a target reflector 21 serving as the target point, which is arranged on the rear side of the propulsion device 6 , so that the measured data acquired relates to the actual spatial position of the propulsion device 6 in an electronic computer system (not shown) with the stored spatial target position of the propulsion device 6 can be compared. Depending on the respective deviation, corresponding control signals are then sent to the propulsion device 6 for the correction of its position parameters.

Insbesondere bei längeren sowie auch bei mehrfach in ver schiedenen Richtungen gekrümmten Vortriebsstrecken, insbe sondere Rohrvortriebsstrecken, ist die Anordnung derart ge troffen, daß, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Meßstrecke zwischen der Ausgangsmeßstation 20 und dem Zielreflektor 21 in mehrere geradlinige Meßabschnitte unterteilt ist. Dies er folgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch Anord nung von zwei Zwischenmeßstationen 20-1, 20-2 im Rohrstrang 2. Hierdurch wird ein durchgehender Meßpolygonzug 19, 19-1, 19-2 gebildet, entlang dem der Meßstrahl 19 zur kontinuier lichen Erfassung sämtlicher Lagedaten aller Stationen 20, 20-1, 20-2 einschl. der Abstandsdaten von der Ausgangsmeß station 20 über die Zwischenmeßstationen 20-1, 20-2 zum Zielpunkt 21 geleitet und von dort wieder zur Ausgangsmeß station 20 reflektiert wird. Hierbei dienen sämtliche er faßten Ist-Daten in der zentralen Rechenanlage als Basis für die Ermittlung der Steuersignale an die Vortriebsvor richtung 6.Especially with longer as well as with several in various directions curved jacking sections, in particular special pipe jacking sections, the arrangement is such that, as can be seen from FIG. 3, the measuring section between the output measuring station 20 and the target reflector 21 is divided into several rectilinear measuring sections . This he follows in the illustrated embodiment by arranging two intermediate measuring stations 20-1 , 20-2 in the tubing string 2 . As a result, a continuous measurement polygon 19 , 19-1 , 19-2 is formed, along which the measuring beam 19 for the continuous detection of all position data of all stations 20 , 20-1 , 20-2 including the distance data from the output measuring station 20 via the intermediate measuring stations 20-1 , 20-2 directed to the target point 21 and from there again to the output measuring station 20 is reflected. Here, all the actual data he collects in the central computer system serve as the basis for determining the control signals to the Vortriebsvor device 6 .

Wie dargestellt, sind sämtliche Meßstationen 20, 20-1, 20-2 über entsprechende Leitungen 22 miteinander verkabelt, um dadurch die Daten in der erforderlichen Weise übertragen zu können.As shown, all measuring stations 20 , 20-1 , 20-2 are wired to one another via corresponding lines 22 , in order thereby to be able to transmit the data in the required manner.

Zum Ausgleich der sich im Rohrstrang 2 in den einzelnen Be tonrohrfertigteilen 1 ergebenden Verrollbewegung weist jede Zwischenmeßstation 20-1, 20-2, die als selbständig arbei tendes Meßgerät ausgebildet und zu den anderen Geräten funktionsäquivalent ist, eine Nivelliereinrichtung 23 auf, mittels der jede der im mobilen Rohrstrang 2 angeordneten Zwischenmeßstationen 20-1, 20-2 unabhängig von der jeweili gen Verrollage des Rohrstrangs 2 selbsttätig nivelliert wird. Diese Nivelliereinrichtung 23 besteht beim darge stellten Ausführungsbeispiel jeweils aus einem selbsthori zontierenden Dreifuß, so daß eine ständige Korrektur der Lage der betreffenden Zwischenmeßstation gewährleistet ist.To compensate for the rolling movement resulting in the pipe string 2 in the individual clay pipe prefabricated parts 1 , each intermediate measuring station 20-1 , 20-2 , which is designed as an independently working measuring device and is functionally equivalent to the other devices, has a leveling device 23 by means of which each of the Intermediate measuring stations 20-1 , 20-2 arranged in the mobile pipe string 2 are automatically leveled independently of the respective roll position of the pipe string 2 . This leveling device 23 consists in the Darge presented embodiment each of a self-leveling tripod, so that a constant correction of the position of the intermediate measuring station in question is ensured.

Bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens bzw. beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung zur automatischen Vermessung und Steuerung der Vortriebsvorrichtung 6 wird derart vorgegangen, daß das ortsfest angeordnete Ausgangs meßgerät 20, nachdem seine Lageparameter über außerhalb der Vortriebsstrecke liegende, beispielsweise im Startschacht 4 angeordnete Festpunkte eingemessen bzw. ermittelt wurden, den Meßstrahl 19 zu dem im mobilen Rohrstrang 2 angeordne ten ersten Zwischenmeßgerät 20-1 aussendet. Hierdurch bzw. durch entsprechende Reflektion dieses Meßstrahls 19 werden die Lageparameter einschl. des Abstandes der ersten Zwi schenmeßstation 20-1 ermittelt (Vorblick-Vorgang). Zur Ab sicherung der derart erfaßten Meßwerte erfolgt außerdem noch ein Rückblick-Vorgang, indem ein entsprechender Meßvorgang von der ersten Zwischenmeßstation 20-1 zum Aus gangsmeßgerät 20, d. h. also im Rückblick, durchgeführt wird.When carrying out the described method or when operating the described device for the automatic measurement and control of the propulsion device 6 , the procedure is such that the fixedly arranged output measuring device 20 , after its position parameters have been measured or fixed points located outside the tunnel section, for example in the starting shaft 4, are fixed points were determined, emits the measuring beam 19 to the first intermediate measuring device 20-1 arranged in the mobile pipe string 2 . As a result or by appropriate reflection of this measuring beam 19 , the position parameters including the distance between the first intermediate measuring station 20-1 are determined (foresight process). To back up the measured values recorded in this way, a retrospective process is also carried out by carrying out a corresponding measuring process from the first intermediate measuring station 20-1 to the output measuring device 20 , ie, in retrospect.

Außerdem erfolgt ein weiterer Meßvorgang dadurch, daß die Lageparameter einschl. des Abstandes der Zwischenmeßstation 20-1 durch entsprechendes Messen in der 1. und 2. Lage des Meßkopfes der vorhergehenden Station, im vorliegenden Fall also des Ausgangsmeßgerätes 20, ermittelt werden.In addition, a further measuring process is carried out in that the position parameters, including the distance between the intermediate measuring station 20-1, are determined by appropriate measurements in the 1st and 2nd position of the measuring head of the previous station, in the present case, therefore, of the output measuring device 20 .

Erst dann, wenn die erfaßten Meßdaten zwischen den beiden Meßstationen 20 und 20-1 entsprechend abgeglichen worden sind, wird der Meßstrahl zur nächsten Station geleitet, d. h. also im vorliegenden Fall, daß dann erst von der er sten Zwischenmeßstation 20-1 der Meßstrahl 19-1 zur zweiten Zwischenmeßstation 20-2 geleitet bzw. reflektiert wird. Auf dieser Zwischenmeßstrecke wird der Meßvorgang in einer der zuvor beschriebenen Art entsprechenden Weise wiederholt, worauf dann nach einem Abgleich sämtlicher erfaßten Meßda ten der Meßstrahl 19-2 von der zweiten Zwischenmeßstation 20-2 zum Zielreflektor 21 geleitet bzw. von dort reflek tiert wird. Sämtliche erfaßten Daten werden über die Lei tungen 22 zu der zentralen elektronischen Rechenanlage ge leitet und dort in der bereits beschriebenen Weise zur Er mittlung der Steuersignale für die Vortriebsvorrichtung 6 ausgewertet.Only when the measured data recorded between the two measuring stations 20 and 20-1 have been appropriately compared is the measuring beam directed to the next station, ie in the present case that the measuring beam 19- is only then taken from the most intermediate measuring station 20-1. 1 is directed or reflected to the second intermediate measuring station 20-2 . On this intermediate measuring section, the measuring process is repeated in a manner corresponding to that described above, whereupon, after a comparison of all the measured data detected, the measuring beam 19-2 is passed from the second intermediate measuring station 20-2 to the target reflector 21 or is reflected from there. All of the recorded data are sent via lines 22 to the central electronic computing system and are evaluated there in the manner already described for determining the control signals for propulsion device 6 .

Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuter ter Merkmale der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeich nung sowie auf die Ansprüche verwiesen.With regard to the above not explained in detail ter features of the invention is expressly based on the drawing as well as to the claims.

Claims

1. Method for the automatic measurement and control of a tunneling device in tunnels u. Like., In particular special in pipe jacking, in which the spatial actual position of the jacking device ( 6 ) by means of a measuring beam ( 19 ), which is sent from a geodetic measuring device serving as an output measuring station ( 20 ) and from a target reflector serving as a target point ( 21 ) is reflected on the back of the Vortriebsvor direction ( 6 ), detected and compared in an electronic computing system with the stored spatial target position of the propulsion device ( 6 ), whereupon depending on the respective deviation corresponding control signals to the propulsion device ( 6 ) for correcting their position parameters, characterized in that the measuring section between the starting measuring station ( 20 ) and the target point ( 21 ) is divided into several rectilinear measuring sections by arranging at least one intermediate measuring station ( 20-1 , 20-2 ), thereby to form a continuous measurement polygon ( 19 , 19-1 , 19-2 ) along which the Meßstr ahl for the continuous recording of all location data of all stations including the distance data from the initial measuring station ( 20 ) via the intermediate measuring station (s) ( 20-1 , 20-2 ) to the destination point ( 21 ) and from there back to the initial measuring station ( 20 ) is reflected, so that all the recorded actual data in the central processing system serve as the basis for determining the control signals to the Vortriebsvor direction ( 6 ), and that the aforementioned process steps are continuously repeated during the ongoing operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the position parameters of the output measuring station ( 20 ) via fixed points outside the tunneling section or he is averaged.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the location parameters including the distance of the respective interim measuring station ( 20-1 , 20-2 ) because of appropriate measurements in the foresight and review between the previous station and the station in question be determined.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the position parameters including the distance of the following intermediate measuring station ( 20-1 , 20-2 ) by appropriate measurement in the 1st and 2nd position of the measuring head of the previous one Station can be determined.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that only after a comparison of the measurement data between two previous stations, the measuring beam ( 19 ) to the next intermediate measuring station ( 20-1 , 20-2 ) or to the target point ( 21st ) is conducted.

6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that each of the in the mobile pipe string ( 2 ) arranged intermediate measuring stations ( 20-1 , 20-2 ) independently of the respective roll position of the pipe string ( 2 ) automatically is leveled.

7. An apparatus for performing the method according to any one of claims 1-6, with a geodetic output measuring device ( 20 ) arranged at the beginning of a propulsion line for emitting a measuring beam ( 19 ) to a target point ( 21 ) serving as a target reflector on the back of an operating device (6), characterized in that between the output meter (20) and the target point (21) at least one Zwischenmeßgerät (20-1, 20-2) angeord net, which together with the output meter (20) and the target point (21) forms a continuous measurement polygon ( 19 , 19-1 , 19-2 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that each measuring device ( 20 , 20-1 , 20-2 ) is designed as an independently working measuring device which is functionally equivalent to the other devices.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that each measuring device ( 20 , 20-1 , 20-2 ) is a motorized theodolite.

10. Device according to one of claims 7-9, characterized in that each intermediate measuring device ( 20-1 , 20-2 ) is connected to a leveling device ( 23 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the leveling device ( 23 ) is a self-leveling tripod on which the relevant intermediate measuring device ( 20-1 , 20-2 ) is attached.