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In der zweiten Separationsstufe (Mitteltrennung) wird die in der ersten Stufe von Siebkornanteilen (2-6 mm) getrennte Suspension mittels Hydrozyklonen weiter gereinigt. Im Prinzip ist ein Hydrozyklon (Abschnitt 10.9.3.2) (Bild 10.9.3.2) eine Vollmantel-Zentrifuge von schlanker Bauart, bei der sich das Rohr nicht bewegt. Die Suspensionstrübe wird unter Druck durch Düsen dem konischen Behälter tangential zugeführt … |
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In der dritten Separationsstufe wird die Suspensionstrübe von Feinstoffen getrennt, d.h. von Ton im Korngrößenbereich < 0,002 mm. Da die Korngrößenverteilung der Feinstoffe die des Bentonits überdeckt, weisen die abgeschiedenen Bestandteile noch u.U. beträchtliche Restanteile an Bentonit auf [Arnol93] [FI-AKW] [Schri01]. Das Spektrum der in dieser Separationsstufe eingesetzten Technik erstreckt sich von Zentrifugen bis hin zu Filterpressen. Das … |
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Die grundsätzliche Auslegung von Separationsanlagen und die Dimensionierung der einzelnen Separationsstufen werden im wesentlichen durch den anstehenden Baugrund, die spezifischen Randbedingungen auf der Baustelle, den Durchmesser der aufzufahrenden Leitung und von wirtschaftlichen Überlegungen hinsichtlich der Durchflussmengen bestimmt (Tabelle 10.9.3.4). (Tabelle: Einfluss bautechnischer und geologischer Randbedingungen auf die Ausführung und Dimensionierung … |
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Das besondere Merkmal der steuerbaren Verfahren des grabenlosen Leitungsbaus auf der Basis des Rohrvortriebes ist es, dass der gesamte Rohrstrang in Form einer Gelenkkette der Vortriebsmaschine/Schildmaschine bzw. das flexible Bohrgestänge dem Bohr- oder Verdrängungskopf folgen muss. Damit wird der Weg derselben zwangsläufig auch zur Trasse und Gradiente der endgültigen Leitung. Dies bedeutet, dass alle Abweichungen von der Solllage nahezu unverändert … |
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Zur Erzielung einer Richtungsänderung des Bohr- oder Verdrängungskopfes sowie der Vortriebs-/Schildmaschine bei ungewollten Abweichungen von der Solllage bzw. bei gewünschter Kurvenfahrt (gekrümmter Linienführung) kommen gegenwärtig in der Regel maschinenabhängig folgende Varianten zum Einsatz:
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Voraussetzung für das Einleiten von Steuerbewegungen ist die Kenntnis der Lage (3 Lagekoordinaten x, y und z) und Richtung (3 Richtungen) der Vortriebs-/Schildmaschine bzw. des Bohr- oder Verdrängungskopfes im dreidimensionalen Raum [Sachs95]. Die 3-D-Koordinaten beschreiben die augenblickliche Ist-Position im Raum (Lage). Die Richtungsdaten
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Die zur Lage- und Richtungsbestimmung eingesetzten Messgeräte lassen sich wie folgt unterteilen:
Neben der Lage- und … |
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In der Ingenieurvermessung allgemein, aber auch beim grabenlosen Leitungsbau auf der Basis des Prinzips des Rohrvortriebs werden die Horizontal- oder Lagemessungen sowie die Vertikal- oder Höhenmessungen vornehmlich mit optischen Geräten durchgeführt. Folgende Messinstrumente bzw. -geräte kommen dabei zum Einsatz:
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06.07.2007 Der Theodolit ist ein Instrument zum Messen von Horizontal- und Vertikalwinkeln (Bild 11.2.2.1). Seine Hauptbestandteile sind der um die vertikale Stehachse drehbare Oberbau mit dem vertikalen Teilkreis, dem um eine horizontale Kippachse drehbaren Zielfernrohr, dem Unterbau mit dem Horizontalkreis sowie Einrichtungen zum Ablesen der Kreiseinteilungen, zur Horizontierung (gleich Vertikalstellen der Stehachse) und zum Zentrieren [Deuml80] [Kahme97]. |
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06.07.2007 Laserstrahlen sind sichtbare, einfarbige, stark gebündelte und kohärente Lichtstrahlen. Kohärenz bedeutet, dass die einzelnen Lichtwellen in einer festen Phasenbeziehung im Gleichtakt schwingen. Laser heißt "Light amplification by stimulated emission of radiation" (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission), wobei dieser Begriff inzwischen für das gesamte, den Laserstrahl erzeugende Gerät, benutzt wird. Die Erfindung des Lasers (Maiman … |
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06.07.2007
(Bild: Lasertheodolit (PENTAX ETH-120 F) [FI-Penta] [FI-GeoFe])
Die Kopplung eines Richtlasers mit einem Theodolit ergibt den Lasertheodolit (Bild 11.2.2.3) [Henne93]. In diesem Fall ersetzt der Laserstrahl den optischen Strahl. Er wird durch das Fernrohr des Theodolits geleitet und projiziert den Lichtfleck auf die Zieltafel. Mit dem Lasertheodolit können Richtungen im Raum angegeben werden, auch ist durch Drehen des Theodolits um die Stehachse … |
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"Als Kreisel wird allgemein jeder starre Köper bezeichnet, der eine beliebige Drehbewegung ausführt. Fundamentale Merkmale sind sein Beharrungsvermögen (die Trägheit) und seine Präzession (die Verschwenkung auf Grund eines auf seine Rotationsachse einwirkenden äußeren Moments). Nach den Bewegungsmöglichkeiten um alle drei Achsen, um zwei Achsen oder nur eine Achse unterscheidet man Kreisel mit drei oder zwei Freiheitsgraden oder einem Freiheitsgrad" [… |
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Eines der Geräte zur hydrostatischen Höhenmessung ist die Schlauchwaage. Das Messprinzip beruht auf der physikalischen Eigenschaft von Flüssigkeiten, in verbundenen Gefäßen beliebigen Querschnittes stets den gleichen Flüssigkeitsstand einzunehmen (kommunizierende Röhren). Im einfachsten Fall befindet sich ein Ende der Schlauchwaage am Messort (gegebenenfalls in einer Sonde, die z. B. auch durch ein Rohr bewegt werden kann) und am anderen Ende des … |
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Für die Steuerung einer Vortriebs-/Schildmaschine ist weiterhin die Kenntnis ihres Neigungs- und Verrollungswinkels erforderlich (Abschnitt 11.2). Zur Bestimmung des Neigungs- und Verrollungswinkels der Vortriebs-/… |
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Die Messung der von der Vortriebs- bzw. Schildmaschine oder vom Bohr- und Verdrängungskopf jeweils zurückgelegten Strecke (Vortriebsfortschritt) ist für die Positionsbestimmung von grundlegender Bedeutung. Sie kann erfolgen durch:
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(Tabelle: Übersicht der im grabenlosen Leitungsbau eingesetzten Messsysteme)
Zur Positionsbestimmung im grabenlosen Leitungsbau kommen in Abhängigkeit der Verfahrenstechnik und insbesondere der Linienführung und Zugänglichkeit des Rohrstranges (Rohrnennweite) folgende Messsysteme mit unterschiedlichen Kombinationen der oben angeführten Messverfahren zur Anwendung (Tabelle 11.3) :
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06.07.2007 Im einfachsten Anwendungsfall - Pilotrohr-Vortrieb, Mikrotunnelbau und Rohrvortrieb mit gerader Linienführung und Vortriebslängen, die den Leistungsbereich des jeweiligen Messverfahrens nicht überschreiten - befindet sich das den Zielstrahl aussendende Messinstrument an einem eingemessenen, festen Punkt im Startschacht und die Zieltafel, an der die Abweichung zur Sollachse gemessen wird, im Pilotbohrkopf, Bohr- und Verdrängungskopf oder im Nachläufer … |
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Bei diesem Messsystem wird eine passive beleuchtete (Bild 11.3.1.1) oder selbstleuchtende Zieltafel (Diodenzieltafel) vom Vermessenden oder Geräteführer zu festgesetzten Vortriebsstationen durch das Fernrohr betrachtet, um die Zieltafelkoordinaten abzulesen (Bild 11.3.1.1). Aus diesen Messwerten und der Streckenmessung wird die Position des Pilotbohr- oder Verdrängungskopfes, Bohr- und Steuerkopfes oder Schneidenschusses berechnet.
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Dieses Messsystem entspricht prinzipiell dem Messystem mit Theodolit oder Lasertheodolit mit direkter Zieltafelbeobachtung (Abschnitt 11.3.1.1). Das Bild der Zieltafel wird in diesem Fall nicht durch einen Beobachter sondern durch eine Videokamera, die je nach Platzangebot entweder in der Zieltafel selbst (Bild 11.2.2.2) (Bild 11.3.1.2), in der Nähe der Zieltafel (Bild 11.2.2.2) oder am Okular des Theodoliten installiert sein kann (Bild 11.3.1.2) |
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Die Kombination Richtlaser mit aktiver Zieltafel hat insbesondere beim Mikrotunnelbau und Rohrvortrieb zur wahlweisen manuellen, halb- oder vollautomatischen Steuerung eine weite Verbreitung gefunden [Fitzk94]. In diesem Fall dient ein Laserstrahl, der auf eine aktive Zieltafel trifft, als optisches Führungsmittel (Abschnitt 11.2.2.2). Ein Vertreter dieses Standardmesssystems ist das ELS (Elektronisches Laser System) (Tabelle 11.3.1.3) [FI-GeneS]. |
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06.07.2007
(Bild: Unterbrechung der Sichtverbindung zwischen Startschacht und Zieltafel bei Vortrieben mit gekrümmter Linienführung in Anlehnung an [Grübl94] [Bild: S&P GmbH])
Bei Rohrvortrieben, bei denen die Vermessung nicht mehr aus dem Startschacht heraus erfolgen kann, weil entweder die Distanz zwischen dem zielstrahlerzeugenden Messinstrument im Startschacht und der Zieltafel in der Schildmaschine zu groß wird oder durch Kurven oder Krümmungen die Sichtverbindung … |
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(Bild: Messanordnung bei Verwendung eines Theodoliten zur Vermessung der Lageabweichung der Vortriebsmaschine [Borne83])
Die statische Vermessung mittels Theodolit ist die älteste im Rohrvortrieb angewandte Vermessungsmethode [Borne83] [Jacob96]. Zur Erfassung der Position der Schildmaschine müssen bei jedem Messvorgang der gesamte Polygonzug und die Höhenübertragung vom Startschacht bis zur Zieltafel gemessen und durchgerechnet werden. Dies erfordert … |
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Um die Nachteile der statischen Vermessung zu eliminieren, wird immer mehr die Vermessung mittels im Rohrstrang mitfahrender Messinstrumente (dynamische Polygonzugmessung) eingesetzt. Zu diesen Messsystemen zählen:
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Zu den Vertretern der Polygonzugmessung mit mitfahrender Servo-Totalstation zählen u.a.:
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(Bild: Systemübersicht Kurvenvermessungssystem NELS in Anlehnung an [FI-Herre98] [Bild: S&P GmbH])
An Stelle der mitfahrenden Servo-Totalstation sowie der Anschluss- und Stützpunktprismen zur Polygonzugvermessung kann auch ein Kreisel in Kombination mit einem Richtlaser eingesetzt werden. Ein Vertreter des Messsystems "mitfahrender Kreisel mit Richtlaser" ist das Kurvenvermessungssystem NELS (Bild 11.3.2.2.2) [FI-Herreb]. Es besteht aus:
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