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DE4420705A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen automatischen Vermessung und Steuerung einer Vortriebsvorrichtung bei Tunnelbauten u. dgl. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen automatischen Vermessung und Steuerung einer Vortriebsvorrichtung bei Tunnelbauten u. dgl.

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DE4420705A1
DE4420705A1 DE19944420705 DE4420705A DE4420705A1 DE 4420705 A1 DE4420705 A1 DE 4420705A1 DE 19944420705 DE19944420705 DE 19944420705 DE 4420705 A DE4420705 A DE 4420705A DE 4420705 A1 DE4420705 A1 DE 4420705A1
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Germany
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measuring
station
measurement
stations
measuring station
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DE19944420705
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Roland Dipl Ing Winkel
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Smet-Boring Nv Dessel Be
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Keller Grundbau GmbH
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means

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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

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.
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 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.
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.
Diese Art der Vermessung ist daher nur bei geraden Rohrach­ sen und begrenzter Länge von maximal einigen 100 m wirt­ schaftlich durchführbar.
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.
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.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hier­ von sind in den Ansprüchen 2-6 beschrieben.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt 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. 2 schematisch eine Vortriebsanordnung zur Herstel­ lung einer Rohrleitung und
Fig. 3 schematisch das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung bei einer mehr­ fach gekrümmten Rohrvortriebsstrecke.
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.
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.
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.
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.
Von einer Bauleitzentrale 14 aus wird der gesamte Arbeits­ prozeß, beispielsweise über Videoanlagen, überwacht.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuter­ ter Merkmale der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeich­ nung sowie auf die Ansprüche verwiesen.

Claims (11)

1. Verfahren zur automatischen Vermessung und Steuerung einer Vortriebsvorrichtung bei Tunnelbauten u. dgl., insbe­ sondere im Rohrvortrieb, bei dem die räumliche Ist-Lage der Vortriebsvorrichtung (6) mittels eines Meßstrahls (19), der von einem als Ausgangsmeßstation (20) dienenden geodäti­ schen Meßgerät ausgesandt und von einem als Zielpunkt (21) dienenden Zielreflektor an der Rückseite der Vortriebsvor­ richtung (6) reflektiert wird, erfaßt und in einer elektro­ nischen Rechenanlage mit der abgespeicherten räumlichen Soll-Lage der Vortriebsvorrichtung (6) verglichen wird, wo­ rauf in Abhängigkeit von der jeweiligen Abweichung entspre­ chende Steuersignale an die Vortriebsvorrichtung (6) zur Korrektur von deren Lageparameter abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke zwischen Ausgangsmeßstation (20) und Zielpunkt (21) durch Anordnung wenigstens einer Zwischen­ meßstation (20-1, 20-2) in mehrere geradlinige Meßab­ schnitte unterteilt wird, um dadurch einen durchgehenden Meßpolygonzug (19, 19-1, 19-2) zu bilden, entlang dem der Meßstrahl zur kontinuierlichen Erfassung sämtlicher Lageda­ ten aller Stationen einschl. der Abstandsdaten von der Aus­ gangsmeßstation (20) über die Zwischenmeßstation(en) (20-1, 20-2) zum Zielpunkt (21) geleitet und von dort wieder zur Ausgangsmeßstation (20) reflektiert wird, so daß sämtliche erfaßten Ist-Daten in der zentralen Rechenanlage als Basis für die Ermittlung der Steuersignale an die Vortriebsvor­ richtung (6) dienen, und daß während des laufenden Vor­ triebs die vorerwähnten Verfahrensschritte kontinuierlich wiederholt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageparameter der Ausgangsmeßstation (20) über Fest­ punkte außerhalb der Vortriebsstrecke eingemessen bzw. er­ mittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lageparameter einschl. des Abstandes der je­ weils folgenden Zwischenmeßstation (20-1, 20-2) durch ent­ sprechendes Messen im Vorblick und Rückblick zwischen der vorhergehenden Station und der betreffenden Station ermit­ telt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lageparameter einschl. des Abstandes der jeweils folgenden Zwischenmeßstation (20-1, 20-2) durch entsprechendes Messen in der 1. und 2. Lage des Meßkopfes der vorhergehenden Station ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß erst nach einem Abgleich der Meßdaten zwischen zwei vorhergehenden Stationen der Meßstrahl (19) zur nächsten Zwischenmeßstation (20-1, 20-2) bzw. zum Ziel­ punkt (21) geleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede der im mobilen Rohrstrang (2) ange­ ordneten Zwischenmeßstationen (20-1, 20-2) unabhängig von der jeweiligen Verroll-Lage des Rohrstranges (2) selbsttä­ tig nivelliert wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, mit einem am Anfang einer Vortriebs­ strecke angeordneten geodätischen Ausgangsmeßgerät (20) zur Aussendung eines Meßstrahls (19) zu einem als Zielpunkt (21) dienenden Zielreflektor an der Rückseite einer Vor­ triebsvorrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangsmeßgerät (20) und dem Zielpunkt (21) wenigstens ein Zwischenmeßgerät (20-1, 20-2) angeord­ net ist, das zusammen mit dem Ausgangsmeßgerät (20) und dem Zielpunkt (21) einen durchgehenden Meßpolygonzug (19, 19-1, 19-2) bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Meßgerät (20, 20-1, 20-2) als selbständig arbei­ tendes Meßgerät ausgebildet ist, das zu den anderen Geräten funktionsäquivalent ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Meßgerät (20, 20-1, 20-2) ein motori­ sierter Theodolit ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenmeßgerät (20-1, 20-2) mit einer Nivelliereinrichtung (23) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivelliereinrichtung (23) ein selbsthorizontieren­ der Dreifuß ist, auf dem das betreffende Zwischenmeßgerät (20-1, 20-2) befestigt ist.
DE19944420705 1994-06-14 1994-06-14 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen automatischen Vermessung und Steuerung einer Vortriebsvorrichtung bei Tunnelbauten u. dgl. Withdrawn DE4420705A1 (de)

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