EP4085182B1 - Tunnelbohrmaschine - Google Patents

Tunnelbohrmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP4085182B1
EP4085182B1 EP21719108.9A EP21719108A EP4085182B1 EP 4085182 B1 EP4085182 B1 EP 4085182B1 EP 21719108 A EP21719108 A EP 21719108A EP 4085182 B1 EP4085182 B1 EP 4085182B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distance
boring machine
tunnel boring
distance sensors
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21719108.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4085182A1 (de
EP4085182C0 (de
Inventor
Werner Burger
Gerhard WEHRMEYER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herrenknecht AG filed Critical Herrenknecht AG
Publication of EP4085182A1 publication Critical patent/EP4085182A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4085182B1 publication Critical patent/EP4085182B1/de
Publication of EP4085182C0 publication Critical patent/EP4085182C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines

Definitions

  • the invention relates to a tunnel boring machine according to the preamble of claim 1.
  • Such a tunnel boring machine is out CN 106 437 731 B known.
  • This previously known tunnel boring machine has a shield casing extending in a longitudinal direction and is equipped with a sensor unit having distance sensors. There is also a central unit with which the distance values of the distance sensors can be evaluated to determine convergences.
  • This previously known tunnel boring machine has a shield jacket extending in a longitudinal direction and a sensor unit equipped with distance sensors for detecting convergences. To carry out a continuous measuring process, the distance sensors work with a continuous spring force and are in constant contact with the surrounding mountains during advance.
  • a tunnel boring machine is known with a shield jacket extending in a longitudinal direction and with a sensor unit having a number of laser distance meters, which are attached to the inside of the shield jacket in the longitudinal direction and in the circumferential direction.
  • the invention has for its object to provide a tunnel boring machine of the type mentioned, which is characterized by a reliable measurement of an annular gap existing between the shield shell and the rock.
  • the local accuracy in the position of the distance sensors is very reliably and easily ensured in terms of measurement technology and also ensures that the distance sensors are extremely accurate during the advance phases not be damaged in harsh environments.
  • the sensor unit in the tunnel boring machine has at least two, expediently more than two, hydraulic distance sensors with an extendable probe head with extension distance measurement, which are arranged in the longitudinal direction at at least one measuring distance and, in the case of more than two distance sensors, expediently also in the circumferential direction, As advance progresses, convergences in the area of the shield jacket can be determined in changing distance values and evaluated using the central unit.
  • Fig. 1 shows a sectioned side view of an exemplary embodiment of a tunnel boring machine for driving a tunnel in a mountain 103 in the area of a shield shell 106.
  • a number of feed presses 109 are attached to the shield shell 106, which act in a longitudinal direction of the shield shell 106 and are located on segments 112 during the advance of a ring structure to line a tunnel.
  • segments 112 On the front end opposite the segments 112 in the direction of advance
  • Tunnel boring machine is an in Fig. 1 Cutting wheel, not shown, is available with which a tunnel cavity can be introduced into the mountains 103.
  • the tunnel cavity created by the mining effect of the cutting wheel has a larger diameter than the diameter of the shield shell 106, so that an annular gap 115 is formed between the mountains 103 and the outside of the shield shell 106.
  • the annular gap 115 is usually at least partially filled with liquid and solid, granular components from the mining operation.
  • convergences of the mountain range 103 usually lead, as in Fig. 1 shown, to the fact that the annular gap 115 tapers in the longitudinal direction of the shield jacket 106 away from the cutting wheel in the direction of the segments 112. If the convergence is too strong and the mountain 103 comes into contact with the shield jacket 106, there is a risk that the tunnel boring machine will become jammed.
  • the exemplary embodiment has according to Fig. 1 via a sensor unit 118, which has a number of hydraulic distance sensors 121, which are arranged at a measuring distance in the longitudinal direction of the shield jacket 106 and preferably also at regular intervals along the circumference of the shield jacket 106.
  • Each distance sensor 121 has a probe 124 which extends into the annular gap 115 in the radial direction can be advanced and is set up as a distance value as part of an extension path measurement for measuring the distance between the shield jacket 106 in the area of the relevant distance sensor 121 and the mountains 103.
  • Fig. 2 shows in a cross section in the exemplary embodiment according to Fig. 1 the shield jacket 106 in the ridge area.
  • the sensor unit 118 in addition to distance sensors 121 arranged at a measuring distance in the longitudinal direction of the shield jacket 106, also has distance sensors 121 that are arranged along the circumference of the shield jacket 106.
  • the distance sensors 121 arranged along the circumference of the shield jacket 106 are positioned essentially symmetrically to a central vertical axis 203.
  • the angle of the distance sensors 121 to the central vertical axis 203 is expediently between approximately 15 degrees and approximately 45 degrees, preferably in the range of approximately 30 degrees.
  • distance sensors 121 are also arranged in the middle of the ridge area on the central vertical axis 203.
  • Fig. 3 shows a block diagram of the sensor unit 118 with the distance sensors 121, which are connected to a measurement data memory 303 for storing the distance values obtained via the distance sensors 121.
  • a timer 306 and a position transmitter 309 are also connected to measurement data memory 303.
  • Time data can be generated with the timer 306, which can be linked in the measurement data memory 303 with the distance values obtained at the relevant time.
  • position transmitter 309 position data of the shield jacket 106 can be generated, which can also be linked to the distance values obtained at certain positions of the shield jacket 106.
  • the distance values of the various distance sensors 121 are available in a time profile and in a location profile.
  • the measurement data memory 303 is connected to a central unit 312, with which the distance values with the linked time data and position data can be evaluated to the extent that convergences of the mountains 103 can be evaluated in particular as to whether certain minimum distance values between the mountains 103 and the shield shell 106 are maintained. Furthermore, the central unit 312 can be used to generate a prediction about expected convergences, especially in the area facing away from the cutting wheel and adjacent to the segments 112, based on the temporally and spatially resolved distance values, in order to ensure as far as possible that there is no risk of the tunnel boring machine becoming jammed .
  • a signal generator 315 and a display 318 are expediently connected to the central unit 312.
  • the signal generator 315 is set up to issue a warning, for example in the form of a signal tone or a visual warning signal, when critical distance values between the mountains 103 and the shield shell 106 are reached.
  • the display 318 in turn is set up to graphically display the temporal and spatial progression of the distance values recorded by the distance sensors 121 as well as predicted distance values.
  • the central unit 312 has advance data representing the trajectory of the tunnel boring machine, which can be taken into account when evaluating the convergences with regard to critical values in such a way that an annular gap 115 that decreases in a controlled manner in some areas due to cornering does not lead to false alarms.
  • Fig. 4 to Fig. 7 show accordingly in a sectioned side view Fig. 1 a further exemplary embodiment of a tunnel boring machine in the area of a shield shell 106 in different phases of advance.
  • Fig. 4 shows the arrangement accordingly Fig. 1 after completing a ring on segments 112 with a ring width B with retracted feed presses 109 and retracted probe heads 124 from here in the longitudinal direction two distance sensors 121.
  • the distance sensors 121 are arranged at a measuring distance D. Based on the order according to Fig. 4 A tunneling cycle begins, which will be completed with the construction of the next ring on segment 112.
  • Fig. 5 shows the arrangement according to Fig. 4 with fully extended feed presses 109 shortly before the shoring of segments 112.
  • the advance is interrupted, so that, as in Fig. 5 shown, the probe heads 124 of the distance sensors 121 are extended, possibly displacing pieces of rock, and rest against the mountain 103.
  • the distance values obtained at this point in time and at this position of the shield shell 106 can be fed into the measurement data memory 303.
  • Fig. 6 shows the next phase of the advance that begins after the next ring has been installed on segments 112, in which the probes 124 of the distance sensors 121 are retracted again and remain retracted until the end of this phase of the advance.
  • Fig. 7 shows accordingly Fig. 5 the feed presses 109 in the maximum extended position again with the probe heads 124 of the distance sensors 121 extended again to obtain distance values.
  • the measuring distance D between the two distance sensors 121 corresponds to the ring width B of the segments 112. This ensures that each measuring point on the mountain 103 is recorded twice, or if a number of more than two distance sensors 121 are provided, each time at a corresponding measuring distance D several times, in terms of its distance from the shield shell 106. This makes it possible to determine the convergences very precisely and also to generate reliable forecasts for the area of the shield jacket 106 at the rear in the direction of advance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tunnelbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Tunnelbohrmaschine ist aus CN 106 437 731 B bekannt. Diese vorbekannte Tunnelbohrmaschine verfügt über einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Schildmantel und ist mit einer Abstandssensoren aufweisenden Sensoreinheit ausgestattet. Weiterhin ist eine Zentraleinheit vorhanden, mit der die Abstandswerte der Abstandssensoren zum Feststellen von Konvergenzen auswertbar sind.
  • Eine weitere Tunnelbohrmaschine ist aus CN 107 607 082 A bekannt. Diese vorbekannte Tunnelbohrmaschine weist einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Schildmantel und eine mit Abstandssensoren ausgestattete Sensoreinheit zum Erfassen von Konvergenzen auf. Die Abstandssensoren arbeiten zum Durchführen eines kontinuierlichen Messverfahrens mit einer kontinuierlichen Federkraft und sind im Vortrieb in andauernder Anlage an dem anstehenden Gebirge.
  • Aus US 4 152 027 A ist eine mit einem Schildschwanz ausgestattete Tunnelbohrmaschine bekannt, die zum Verhindern von Tunneleinbrüchen eine Anzahl von verschiebbaren Stabteilen aufweist.
  • Aus CN 207 879 337 U ist eine Tunnelbohrmaschine mit einem Konvergenz- und Verformungsüberwachungssystem mit einer laserbasierten Umfangsüberwachung sowie mit Dehnungsmessern bekannt.
  • Eine weitere Tunnelbohrmaschine ist aus dem Fachartikel von D. Harding mit dem Titel "Difficult Ground Solutions (DGS): New TBM Solutions carve a Path to Success", erschienen in Proceedings of the World Tunnel Congress 2017 - Surface challenges - Underground solutions, Bergen, Norway, bekannt. Bei dieser vorbekannten Tunnelbohrmaschine, die über einen sich in eine Längsrichtung erstreckenden Schildmantel verfügt, ist eine Sensoreinheit in Gestalt eines hydraulischen Zylinders vorgesehen, der nahe des Schneidrads im Firstbereich an dem Schildmantel verbaut ist. Mit diesem Hydraulikzylinder ist die Dicke des Ringspalts an der Tunnelkrone messbar, um Konvergenzen zu erfassen.
  • Aus CN 207879337 U ist eine Tunnelbohrmaschine mit einem sich in eine Längsrichtung erstreckenden Schildmantel und mit einer eine Anzahl von Laserentfernungsmessern aufweisenden Sensoreinheit bekannt, die in Längsrichtung und in Umfangsrichtung innenseitig an dem Schildmantel angebracht sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine verlässliche Messung eines zwischen dem Schildmantel und dem Gebirge vorhandenen Ringspalts auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch das bei der vorliegenden Erfindung geschaffene diskontinuierliche Arbeiten in Vortriebspausen und Erfassen von Abstandswerten bei durch zu verbauende Tübbinge festgelegten Messabständen ist zum einen die Ortstreue in der Position der Abstandssensoren sehr verlässlich sowie messtechnisch einfach sichergestellt und ebenfalls gewährleistet, dass die Abstandssensoren in der während Vortriebsphasen äußerst rauen Umgebung nicht beschädigt werden. Zudem hat sich herausgestellt, dass sich durch das Vorschieben der Tastköpfe in den Ringspalt in radialer Richtung auch größere bewegliche Komponenten wie Gesteinsstücke verdrängen lassen, so dass sich eine verhältnismäßig hohe Messgenauigkeit ergibt.
  • Dadurch, dass die Sensoreinheit bei der Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung über wenigstens zwei, zweckmäßigerweise mehr als zwei, hydraulische Abstandssensoren mit einem ausfahrbaren Tastkopf mit Ausfahrwegmessung aufweist, die in Längsrichtung in wenigstens einem Messabstand und bei mehr als zwei Abstandssensoren zweckmäßigerweise auch in Umfangsrichtung angeordnet sind, lassen sich bei fortschreitendem Vortrieb Konvergenzen im Bereich des Schildmantels in sich verändernden Abstandswerten feststellen und mittels der Zentraleinheit auswerten.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines Schildmantels einer Tunnelbohrmaschine mit einer Sensoreinheit, die in einer Längsrichtung eine Anzahl von Abstandssensoren aufweist,
    Fig. 2
    in einer Schnittansicht durch einen Schildmantel einer Tunnelbohrmaschine eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im Firstbereich,
    Fig. 3
    in einem Blockschaubild eine beispielhafte Ausgestaltung einer Sensoreinheit und einer Zentraleinheit mit weiteren Komponenten bei einem Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung und
    Fig. 4 bis Fig. 7
    in Schnittansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung im Bereich eines Schildmantels in verschiedenen Etappen eines Vortriebs.
  • Fig. 1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine zum Vortreiben eines Tunnels in einem Gebirge 103 im Bereich eines Schildmantels 106. An dem Schildmantel 106 sind eine Anzahl von Vorschubpressen 109 angebracht, die in einer Längsrichtung des Schildmantels 106 wirken und sich im Vortrieb an Tübbingen 112 eines Ringbaus zum Auskleiden eines Tunnels abstützen. Auf der den Tübbingen 112 gegenüberliegenden, in Vortriebsrichtung vorderen Stirnseite der
  • Tunnelbohrmaschine ist ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Schneidrad vorhanden, mit dem in das Gebirge 103 ein Tunnelhohlraum einbringbar ist.
  • Der durch die Abbauwirkung des Schneidrads geschaffene Tunnelhohlraum weist gegenüber dem Durchmesser des Schildmantels 106 einen größeren Durchmesser auf, so dass zwischen dem Gebirge 103 und der Außenseite des Schildmantels 106 ein Ringspalt 115 ausgebildet ist. Der Ringspalt 115 ist aus dem Abbaubetrieb üblicherweise mit flüssigen und festen, körnigen Bestandteilen wenigstens teilweise gefüllt. Konvergenzen des Gebirges 103 führen üblicherweise jedoch, wie in Fig. 1 dargestellt, dazu, dass sich der Ringspalt 115 in Längsrichtung des Schildmantels 106 von dem Schneidrad wegweisend in Richtung der Tübbinge 112 verjüngt. Bei zu starken Konvergenzen und einem Kontakt des Gebirges 103 mit dem Schildmantel 106 besteht daher die Gefahr, dass die Tunnelbohrmaschine eingeklemmt wird.
  • Zum Erfassen von Konvergenzen des Gebirges 103 über Änderungen der Dimensionen des Ringspalts 115 verfügt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über eine Sensoreinheit 118, die eine Anzahl von hydraulischen Abstandssensoren 121 aufweist, die in Längsrichtung des Schildmantels 106 in einem Messabstand und vorzugsweise auch entlang des Umfangs des Schildmantels 106 regelmäßig beabstandet angeordnet sind. Jeder Abstandssensor 121 verfügt über einen Tastkopf 124, der in radialer Richtung in den Ringspalt 115 vorschiebbar und im Rahmen einer Ausfahrwegmessung zum Messen des Abstands zwischen dem Schildmantel 106 im Bereich des betreffenden Abstandssensors 121 sowie dem Gebirge 103 als Abstandswert eingerichtet ist.
  • Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 den Schildmantel 106 im Firstbereich. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Sensoreinheit 118 neben in Längsrichtung des Schildmantels 106 in einem Messabstand angeordneten Abstandssensoren 121 auch über Abstandssensoren 121 verfügt, die entlang des Umfangs des Schildmantels 106 angeordnet sind. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 sind die entlang des Umfangs des Schildmantels 106 angeordneten Abstandssensoren 121 im Wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelhochachse 203 positioniert. Der Winkel der Abstandssensoren 121 zu der Mittelhochachse 203 liegt zweckmäßigerweise zwischen etwa 15 Grad und etwa 45 Grad, bevorzugt im Bereich von etwa 30 Grad.
  • Bei einer nicht dargestellten Weiterbildung ist vorgesehen, dass Abstandssensoren 121 auch in der Mitte des Firstbereichs auf der Mittelhochachse 203 angeordnet sind.
  • Fig. 3 zeigt in einem Blockschaubild die Sensoreinheit 118 mit den Abstandssensoren 121, die an einen Messdatenspeicher 303 zum Speichern der über die Abstandssensoren 121 gewonnenen Abstandswerte angeschlossen sind. An den Messdatenspeicher 303 sind weiterhin ein Zeitgeber 306 und ein Positionsgeber 309 angeschlossen. Mit den Zeitgeber 306 sind Zeitdaten erzeugbar, die in dem Messdatenspeicher 303 mit den zu der betreffenden Zeit gewonnenen Abstandswerten verknüpfbar sind. Mit dem Positionsgeber 309 sind Positionsdaten des Schildmantels 106 erzeugbar, die ebenfalls mit den bei bestimmten Positionen des Schildmantels 106 gewonnenen Abstandswerten verknüpfbar sind.
  • Auf diese Art und Weise liegen die Abstandswerte der verschiedenen Abstandssensoren 121 in einem Zeitprofil und in einem Ortsprofil vor.
  • Der Messdatenspeicher 303 steht mit einer Zentraleinheit 312 in Verbindung, mit der die Abstandswerte mit den verknüpften Zeitdaten und Positionsdaten dahingehend auswertbar sind, dass Konvergenzen des Gebirges 103 insbesondere dahingehend auswertbar sind, ob bestimmte Mindestabstandswerte zwischen dem Gebirge 103 und dem Schildmantel 106 eingehalten werden. Weiterhin lässt sich mit der Zentraleinheit 312 aufgrund der zeitlich und örtlich aufgelösten Abstandswerte eine Prognose über zu erwartende Konvergenzen insbesondere auch in dem dem Schneidrad abgewandten und an die Tübbinge 112 angrenzenden Bereich erzeugen, um soweit als möglich sicherzustellen, dass kein Festklemmen der Tunnelbohrmaschine zu befürchten ist.
  • An die Zentraleinheit 312 sind zweckmäßigerweise ein Signalgeber 315 und eine Anzeige 318 angeschlossen. Der Signalgeber 315 ist dazu eingerichtet, bei Erreichen von kritischen Abstandswerten zwischen dem Gebirge 103 und dem Schildmantel 106 eine Warnung beispielsweise in Gestalt eines Signaltons oder eines optischen Warnsignals auszugeben. Die Anzeige 318 wiederum ist dazu eingerichtet, den zeitlichen und räumlichen Verlauf der von den Abstandssensoren 121 aufgenommenen Abstandswerte sowie von prognostizierten Abstandswerten grafisch anzuzeigen.
  • Des Weiteren verfügt die Zentraleinheit 312 über die Trajektorie der Tunnelbohrmaschine repräsentierende Vortriebsdaten, die bei dem Auswerten der Konvergenzen hinsichtlich kritischer Werte dahingehend berücksichtigbar sind, dass ein sich aufgrund einer Kurvenfahrt bereichsweise kontrolliert verringernder Ringspalt 115 nicht zu Fehlalarmen führt.
  • Fig. 4 bis Fig. 7 zeigen in einer geschnittenen Seitenansicht entsprechend Fig. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine im Bereich eines Schildmantels 106 in verschiedenen Phasen des Vortriebs.
  • Fig. 4 zeigt die Anordnung entsprechend Fig. 1 nach Fertigstellen eines Rings an Tübbingen 112 mit einer Ringbreite B mit eingefahrenen Vorschubpressen 109 und eingefahrenen Tastköpfen 124 von hier in Längsrichtung zwei Abstandssensoren 121. Die Abstandssensoren 121 sind in einem Messabstand D angeordnet. Ausgehend von der Anordnung gemäß Fig. 4 beginnt ein Vortriebszyklus, der mit dem Verbau eines nächsten Rings an Tübbingen 112 abgeschlossen sein wird.
  • Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 mit vollständig ausgefahrenen Vorschubpressen 109 kurz vor dem Verbau von Tübbingen 112. In dieser Phase ist der Vortrieb unterbrochen, so dass, wie in Fig. 5 dargestellt, die Tastköpfe 124 der Abstandssensoren 121, gegebenenfalls unter Verdrängen von Gesteinsstücken, ausgefahren sind und an dem Gebirge 103 anliegen. Die zu diesem Zeitpunkt und an dieser Position des Schildmantels 106 gewonnenen Abstandswerte sind in den Messdatenspeicher 303 einspeisbar.
  • Fig. 6 zeigt die nach dem Verbau des nächsten Rings an Tübbingen 112 beginnende nächste Phase des Vortriebs, bei der die Tastköpfe 124 der Abstandssensoren 121 wieder eingefahren sind und bis zum Ende dieser Phase des Vortriebs eingefahren bleiben.
  • Fig. 7 zeigt entsprechend Fig. 5 die Vorschubpressen 109 in wieder maximal ausgefahrener Stellung mit den zum Gewinnen von Abstandswerten wieder ausgefahrenen Tastköpfen 124 der Abstandssensoren 121.
  • In der Abfolge von Fig. 4 bis Fig. 7 lässt sich weiterhin deutlich erkennen, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der Messabstand D zwischen den hier zwei Abstandssensoren 121 der Ringbreite B der Tübbinge 112 entspricht. Dadurch ist sichergestellt, dass jede Messstelle an dem Gebirge 103 zweimal, oder bei Vorsehen von einer Anzahl von mehr als zwei Abstandssensoren 121 jeweils in einem entsprechenden Messabstand D mehrfach, in ihrem Abstand zu dem Schildmantel 106 erfasst wird. Dadurch lassen sich die Konvergenzen sehr genau bestimmen und darüber hinaus verlässliche Prognosen für den in Vortriebsrichtung rückseitigen Bereich des Schildmantels 106 erzeugen.

Claims (8)

  1. Tunnelbohrmaschine mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Schildmantel (106), mit einer Abstandssensoren (121) aufweisenden Sensoreinheit (118) zum Erfassen von Konvergenzen und mit einer Zentraleinheit (312), mit der die Abstandswerte der Abstandssensoren (121) zum Feststellen von Konvergenzen auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (118) wenigstens zwei hydraulische Abstandssensoren (121) mit einem ausfahrbaren Tastkopf (124) mit Ausfahrwegmessung aufweist, mit denen der Abstand zwischen dem Schildmantel (106) im Bereich des betreffenden Abstandssensors (121) und dem anstehenden Gebirge (103) als Abstandswert erfassbar ist, dass die Abstandssensoren (121) in Längsrichtung des Schildmantels (106) in einem Messabstand (D) angeordnet sind, wobei der Messabstand (D) der Abstandssensoren (121) in Längsrichtung des Schildmantels (106) der typischen Ringbreite (B) eines Tübbings (112) entspricht und dass die Tastköpfe (124) bei unterbrochenem Vortrieb ausfahrbar und bei Vortrieb eingefahren sind.
  2. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionsgeber (309) vorhanden ist, mit dem die Position des Schildmantels (106) bestimmbar ist, so dass die Abstandswerte zu bestimmten Positionen der Abstandssensoren (121) in Längsrichtung auswertbar sind.
  3. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Schildmantels (106) wenigstens drei Abstandssensoren (121) vorhanden sind.
  4. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs des Schildmantels (106) wenigstens zwei Abstandssensoren (121) vorhanden sind.
  5. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang des Umfangs des Schildmantels (106) angeordneten Abstandssensoren (121) symmetrisch zur Mittelhochachse (203) angeordnet sind.
  6. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitgeber (306) vorhanden ist, mit dem die Zeiten bei der Aufnahme von Abstandswerten bestimmbar sind, so dass die Abstandswerte zu bestimmten Zeiten auswertbar sind.
  7. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Zentraleinheit (312) verbundener Signalgeber (315) vorhanden ist, mit dem bei kritischen Konvergenzen ein Warnsignal ausgebbar ist.
  8. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Zentraleinheit (312) verbundene Anzeige (318) vorhanden ist, mit der der zeitliche und/oder wegmäßige Verlauf der Abstandswerte grafisch anzeigbar ist.
EP21719108.9A 2020-04-28 2021-04-13 Tunnelbohrmaschine Active EP4085182B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111585.7A DE102020111585A1 (de) 2020-04-28 2020-04-28 Tunnelbohrmaschine
PCT/EP2021/059587 WO2021219369A1 (de) 2020-04-28 2021-04-13 Tunnelbohrmaschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4085182A1 EP4085182A1 (de) 2022-11-09
EP4085182B1 true EP4085182B1 (de) 2024-03-20
EP4085182C0 EP4085182C0 (de) 2024-03-20

Family

ID=75539331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21719108.9A Active EP4085182B1 (de) 2020-04-28 2021-04-13 Tunnelbohrmaschine

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12196083B2 (de)
EP (1) EP4085182B1 (de)
CN (1) CN115244270B (de)
AU (1) AU2021263785B2 (de)
CA (1) CA3174494A1 (de)
DE (1) DE102020111585A1 (de)
ES (1) ES2985717T3 (de)
WO (1) WO2021219369A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7875549B2 (ja) * 2022-10-13 2026-06-18 戸田建設株式会社 トンネル掘削機の位置姿勢測定装置
CN117967307B (zh) * 2024-04-01 2024-06-07 枣庄矿业集团新安煤业有限公司 一种用于远程控制采煤机旋转调采的数据处理方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53111630A (en) * 1977-03-11 1978-09-29 Tekken Constr Co Method of shield excavating and shield excavator
JPS53135140A (en) * 1977-04-28 1978-11-25 Tekken Constr Co Excessive excavation detector for muddy water shield excavator
DE3222556C1 (de) * 1982-06-16 1983-12-22 Wayss & Freytag Ag, 6000 Frankfurt Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Tunnels in druckhaftem Gebirge mittels Schildvortrieb
JPS6250294U (de) * 1985-09-19 1987-03-28
DE4131673C2 (de) * 1991-09-24 1995-05-04 Bodenseewerk Geraetetech Steuereinrichtung für eine Tunnelbohrmaschine
JPH07217380A (ja) * 1994-02-01 1995-08-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd シールド掘進機のコピーカッタのストローク測定方法および装置
DE19532605A1 (de) * 1995-09-04 1997-03-06 Flowtex Technologie Import Von Verfahren zum Erkunden von geplanten Tunnelstrecken
JP3498687B2 (ja) * 2000-07-13 2004-02-16 石川島播磨重工業株式会社 シールド掘進機のテールクリアランス計測装置
JP2013108834A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔路位置計測方法及び装置
CN103713335B (zh) * 2014-01-07 2015-04-22 山东大学 隧道掘进机搭载的综合超前地质探测系统
WO2015103721A1 (zh) * 2014-01-07 2015-07-16 山东大学 隧道掘进机搭载的综合超前地质探测系统
CN103742156B (zh) * 2014-01-13 2015-08-12 中国科学院武汉岩土力学研究所 深埋硬岩隧道贯通前相向改单向掘进时机与方式确定方法
CN103867202B (zh) * 2014-03-28 2016-07-06 辽宁瀚石机械制造有限公司 无人智能采矿机
CN106194221B (zh) * 2016-08-30 2018-06-22 中国铁建重工集团有限公司 掘进机、用于掘进机的隧道管片调整装置及其控制方法
CN106437731B (zh) * 2016-10-09 2018-06-15 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 预警式双护盾tbm
CN107545124B (zh) * 2017-09-29 2019-11-12 天津大学 岩石隧道掘进机常截面盘形滚刀磨损状况的预测方法
CN107607082A (zh) 2017-10-24 2018-01-19 成都理工大学 Tbm施工围岩变形监测系统
CN108035724B (zh) * 2017-11-24 2024-04-16 徐工集团凯宫重工南京有限公司 一种盾构机及其刀具磨损检测及自动补偿装置
CN108286433B (zh) * 2018-02-09 2020-12-04 安徽恒诺机电科技有限公司 一种盾构隧道检测机构及其使用方法
CN207879337U (zh) 2018-02-24 2018-09-18 黄河勘测规划设计有限公司 具有围岩收敛变形监测系统的护盾式tbm
CN108278117B (zh) * 2018-03-15 2024-04-09 中铁工程装备集团有限公司 一种用于管片真空吸盘的抓举检测装置
CN208950583U (zh) * 2018-09-28 2019-06-07 中铁工程装备集团有限公司 基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统
CN109738022A (zh) * 2019-02-18 2019-05-10 中国科学院武汉岩土力学研究所 Tbm掘进过程围岩与tbm相互作用监测方法及装置
GB2592699B (en) * 2020-09-21 2022-03-16 Hypertunnel Ip Ltd Tunnelling shield
EP4141212A1 (de) * 2021-08-23 2023-03-01 Sandvik Mining and Construction Oy Vorrichtung, verfahren und software-programmprodukt zum entwurf von bohrmustern

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021219369A1 (de) 2021-11-04
US12196083B2 (en) 2025-01-14
CN115244270B (zh) 2024-06-18
EP4085182A1 (de) 2022-11-09
US20230135570A1 (en) 2023-05-04
AU2021263785B2 (en) 2026-08-06
ES2985717T3 (es) 2024-11-07
DE102020111585A1 (de) 2021-10-28
AU2021263785A1 (en) 2022-10-20
EP4085182C0 (de) 2024-03-20
CN115244270A (zh) 2022-10-25
CA3174494A1 (en) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4167290A (en) Shield type hydraulic tunnel boring machine
US4152027A (en) Shield type hydraulic tunnel boring machine
WO2021219369A1 (de) Tunnelbohrmaschine
EP2035767B1 (de) Verfahren und einrichtung zum ermitteln von verschiebungen und/oder deformationen im untertagbau
DE202007006122U1 (de) Einrichtung zur Ermittlung des Schnitthorizonts einer Bergbaugewinnungsanlage und Rinnenelement hierfür
JP2009221802A (ja) シールド掘進機の掘削断面土層判定装置および判定方法
EP1001134B1 (de) Verankerungseinrichtung mit seismischem Sensor
JP6338097B2 (ja) トンネル切羽の安定性予測/判定方法
EP0203978B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung von rollenbohrwerkzeugen
CN118243038A (zh) 一种多点位移计
EP2834464B1 (de) Strebausrüstung mit an deren schildausbaugestellen verlegten schlauchwaagen
FI80323B (fi) Foerfarande och anordning foer styrning av bergborrning.
EP0394617B1 (de) Messvorrichtung zur Ermittlung des Betonierdruckes
JP2004316117A (ja) 切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法
EP2740895A2 (de) Tübbing-Abstandssensor für Tunnelbohrmaschine
EP0912816B1 (de) Verfahren zum steuern des schneidprozesses und einrichtung zur erfassung der einbruchstiefe von schrämwerkzeugen
JP3622163B2 (ja) トンネル崩壊予知方法
DE102005038313B4 (de) Verfahren zur Messung der geologischen Lagerungsdichte und zur Detektion von Hohlräumen im Bereich eines Vortriebstunnels
EP3252234B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum entfernen eines pfahlelements aus einem boden
DE2402058C2 (de) Verfahren zur Ermittlung und laufenden Überwachung von am Rande bergmännischen Hohlräume auftretenden Zonen erhöhter, insbesondere Gebirgsschlaggefahr auslösender Spannungen sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung
Singer et al. Monitoring the deformation of a temporary top heading invert using time domain reflectometry
US3538755A (en) Device and method for determining rock stress
GB1590276A (en) Shield-type tunnel boring machine
EP0760419B1 (de) Verfahren zum Erkunden von geplanten Tunnelstrecken
JPS6233399B2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220802

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240126

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502021003046

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20240320

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI

Effective date: 20240327

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 4

Effective date: 20240326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240621

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240620

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240620

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240620

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240621

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240720

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240720

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2985717

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20241107

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502021003046

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

26N No opposition filed

Effective date: 20241223

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 5

Effective date: 20250311

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240413

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20210413

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20210413

U1N Appointed representative for the unitary patent procedure changed after the registration of the unitary effect

Representative=s name: MAUCHER JENKINSPATENT- UND RECHTSANWAELTE; DE

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20260324

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: U11

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-U10-U11 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260501

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 6

Effective date: 20260330

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240320

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20260520

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20260501

Year of fee payment: 6