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DE19914973A1 - Process for determination of the earlier forces acting on an area or mountain or earth prior to boring of a tunnel or similar - Google Patents

Process for determination of the earlier forces acting on an area or mountain or earth prior to boring of a tunnel or similar

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Publication number
DE19914973A1
DE19914973A1 DE1999114973 DE19914973A DE19914973A1 DE 19914973 A1 DE19914973 A1 DE 19914973A1 DE 1999114973 DE1999114973 DE 1999114973 DE 19914973 A DE19914973 A DE 19914973A DE 19914973 A1 DE19914973 A1 DE 19914973A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
support
tunnel
mountain
determining
state
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.)
Withdrawn
Application number
DE1999114973
Other languages
German (de)
Inventor
Thiemo Hagedorn
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.)
Tachus GmbH
Original Assignee
Tachus GmbH
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 Tachus GmbH filed Critical Tachus GmbH
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Publication of DE19914973A1 publication Critical patent/DE19914973A1/en
Priority to CN 00808122 priority patent/CN1357078A/en
Priority to PCT/DE2000/000893 priority patent/WO2000060214A1/en
Priority to EP00925051A priority patent/EP1175551A1/en
Priority to JP2000609686A priority patent/JP2002541365A/en
Priority to CA002369020A priority patent/CA2369020A1/en
Priority to AU43909/00A priority patent/AU4390900A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for determining a previous state of stress in the area of a mountain range or soil. Said method comprises the following steps: applying a reference bit for a radial position, excavating a tunnel section, introducing a radially effective support in the area of the reference bit, determining the force acting upon said support and/or determining the dimensions of the support, and determining the previous state of stress using the detected force and/or dimensions of the support. The method for determining parts of a line that is characteristic of a mountain range comprises the following steps: introducing gradually variable, radially effective safety devices, allowing the support introduced to be deformed by geometrical changes, determining the force acting upon said support and determining the course and/or a parameter of the line characteristic of the mountain range on the basis of the detected force and/or the changed dimensions of the support. The values obtained are used in tunneling methods and systems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines früheren Spannungszustands, von Teilen der Gebirgskennlinie, zum Tunnelbau, eine Meßvorrichtung für den Tunnelbau und ein System für den Tunnelbau gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device to determine an earlier stress state, of parts the mountain characteristic, for tunnel construction, a measuring device for tunnel construction and a system for tunnel construction according to the preambles of the independent claims.

Beim Bau von unterirdischen Hohlräumen, Kavernen und Tun­ nels ist dafür Sorge zu tragen, daß das Bauwerk nicht ein­ stürzt. Insbesondere in losen Böden werden deshalb Siche­ rungen eingebracht, die dauerhaft das Einstürzen verhin­ dern. Anhand der beiliegenden Figuren werden Überlegungen hierzu erläutert. When building underground cavities, caverns and do Care must be taken to ensure that the building is not a falls. This is why siche are particularly popular in loose soils introduced that permanently prevent collapse other. Consideration is given to the attached figures explained here.  

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Boden, in dem zukünftig ein Tunnel (gestrichelt angedeutet durch 104) gebaut werden soll. 101 ist die Geländeoberfläche, 102 ein ebener Geländeteil, 103 ein bergiger. Die x- und y-Ko­ ordinaten sind so gewählt, daß sie horizontal quer zur Tun­ nellängsrichtung bzw. vertikal verlaufen. Durch Pfeile 105 sind Spannungen bzw. Kräfte angedeutet, wie sie sich unter der Geländeoberfläche 101 ergeben können. Bei 101 sind sie Null. In die Tiefe (negative y-Richtung) nehmen sie zu und können auch in ihrer Richtung abhängig von Geländeformatio­ nen, Gesteinsformationen und ähnlichem unterschiedlich ver­ laufen. Fig. 1 shows schematically a section through a floor, in the future, a tunnel (dashed line indicated by 104) is to be built. 101 is the terrain surface, 102 is a flat part of the terrain, 103 is a mountainous one. The x and y coordinates are chosen so that they run horizontally transverse to the longitudinal direction or vertical Tun. Arrows 105 indicate tensions or forces that can arise under the terrain surface 101 . At 101 they are zero. They increase in depth (negative y-direction) and can also run differently depending on the terrain, rock formations and the like.

Fig. 2 zeigt Verhältnisse, wie sie sich stationär einstel­ len, wenn ein Tunnel 200 gebaut ist. In der Regel ist eine Sicherung 201 vorhanden, beispielsweise aus Beton. Bei tief im Untergrund liegenden Hohlräumen bzw. Tunnels 200 wird die Sicherung 201 in der Regel nicht kräftig genug sein, um die über ihr liegende fast vollständig aufzunehmen. Viel­ mehr hat sie die Funktion, insoweit gegen das nachdrängende Material gegenzuhalten, daß sich dort Gewölbe 204 (nicht physisch vorhanden, sondern lediglich schematisch angedeu­ tet) ausbilden, die ihrerseits die darüber lastenden Kräfte außen um den Tunnel 200 herum leiten. Demnach ergibt sich durch den Tunnelbau eine Veränderung des ursprünglich vor­ handenen Spannungszustands dergestalt, daß Spannungen, die ursprünglich im Bereich des jetzt vorhandenen Tunnels wei­ tergeleitet wurden, insbesondere in der Nähe 202 des Tun­ nels, an diesem vorbeigeleitet werden. Die Sicherung 201 hält selbst einen Teil der Last, hat aber auch die Funkti­ on, die Stützkräfte des umgebenden Materials zu aktivieren, so daß sich (fiktive) Gewölbe 204 ausbilden, die die Kräfte bzw. Spannungen umleiten. Fig. 2 shows conditions as they set stationary len when a tunnel 200 is built. A fuse 201 is usually present, for example made of concrete. In the case of cavities or tunnels 200 lying deep underground, the fuse 201 will generally not be strong enough to almost completely absorb the one above it. Rather, it has the function of counteracting the pressing material to the extent that vaults 204 form there (not physically present, but only indicated schematically), which in turn guide the forces overlying them outside the tunnel 200 . Accordingly, the tunnel construction results in a change in the voltage state originally present in such a way that voltages which were originally passed on in the area of the tunnel now present, in particular in the vicinity 202 of the tunnel, are conducted past this. The fuse 201 itself holds part of the load, but also has the function of activating the supporting forces of the surrounding material, so that (fictitious) vaults 204 form which divert the forces or tensions.

203 in Fig. 2 bezeichnet einen Pfeil in radialer Richtung. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß nicht notwendigerweise Kavernen bzw. Tunnel mit kreisförmi­ gem Querschnitt betrachtet werden. Die Querschnitt können auch anders sein, beispielsweise oval, eiförmig, eckig oder ähnliches. 203 in Fig. 2 denotes an arrow in the radial direction. It is pointed out in this connection that caverns or tunnels with circular cross sections are not necessarily considered. The cross section can also be different, for example oval, egg-shaped, angular or the like.

Ähnliche Überlegungen wie in der x-y-Ebene gelten in der y­ z-Ebene, wobei z in Vortriebsrichtung des Tunnels liegt. Dies ist in Fig. 3 gezeigt. 200 ist der schon gebaute Tun­ nel, 201 die Sicherung, beispielsweise die umlaufende Be­ tonschicht, 301 bezeichnet mechanische Stützen, die eine möglicherweise noch nicht ausgehärtete Sicherung 201 unter stützen. 300 ist die Ortsbrust, von der ausgehend der Tun­ nel in Vortriebsrichtung z geführt wird. Auch hier stellen sich Gewölbebildungen 302 und 303 ein, die insbesondere den Bau an der Ortsbrust 300 begünstigen, da die (virtuellen) Gewölbe 302, 303 insbesondere den Bereich an der Ortsbrust von der darüber lagernden fast freihalten. Die Gewölbe 302, 303 finden ihre "Auflager" im ungestörten Boden (rechts) bzw. bei junger Sicherung in den Stützen 301 (302 links) oder in der ausgehärteten Sicherung (303 links). Insbeson­ dere im Zusammenwirken der Mechanismen, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, ergeben sich dadurch drei­ dimensionale "Gewölbe", über die Lasten seitlich am Tunnel bzw. an der Sicherung 201 vorbeigeführt werden. Solche "Gewölbe 204, 302, 303 stellen sich schon bei geringen Verformungen bzw. Dehnungen aufgrund der Bautätigkeit ein. Gleiche Überlegungen gelten für (nicht dargestellte) Gewöl­ bebildungen zum Auffangen (nicht dargestellter) horizonta­ ler Lasten.Similar considerations apply as in the xy plane in the y z plane, where z lies in the tunnel's direction of advance. This is shown in Figure 3. 200 is the already built tun nel, 201 the fuse, for example the circumferential concrete layer, 301 denotes mechanical supports that support a possibly not yet hardened fuse 201 under. 300 is the working face from which the tunnel is guided in the direction of advance z. Here, too, vault formations 302 and 303 occur , which in particular favor the construction on the face 300 , since the (virtual) vaults 302 , 303 in particular keep the area on the face almost free of the area overlying it. The vaults 302 , 303 find their "supports" in the undisturbed floor (right) or in the case of a young safety device in the supports 301 ( 302 left) or in the hardened safety device ( 303 left). In particular, in the interaction of the mechanisms, as shown in FIGS . 2 and 3, this results in three dimensional "vaults" over which loads are guided past the side of the tunnel or the fuse 201 . Such "vaults 204 , 302 , 303 occur even with slight deformations or strains due to the building activity. The same considerations apply to vault formations (not shown) for collecting (not shown) horizontal loads.

Sowohl hinsichtlich der Gewölbe 204 in Fig. 2 und 302, 303 in Fig. 3 ist anzumerken, daß diese kaum vorhergesagt wer­ den können. Der umgebende Boden 202 ist nicht homogen, son­ dern häufig im Gegenteil stark inhomogen, beispielsweise von Zerklüftungen und Verwerfungen durchzogen, so daß sich ortsabhängig deutliche unterschiedliche Gewölbebildungen ergeben können.With regard to the vault 204 in Fig. 2 and 302 , 303 in Fig. 3 it should be noted that these can hardly be predicted who can. The surrounding floor 202 is not homogeneous, but on the contrary is often very inhomogeneous, for example with fissures and faults, so that, depending on the location, distinctly different vaulting can result.

Fig. 4 zeigt allgemein eine Materialkennlinie, wie sie der Boden, in dem der Tunnel zu bauen ist, idealisiert aufwei­ sen kann. Dargestellt ist die aufnehmbare Spannung S an der Ordinate 402 über der erfolgten Dehnung e auf der Abszisse 401. Das Material weist ausgehend vom ungestörten Zustand (e = 0) zunächst einen elastischen Bereich 411 auf, in dem mit zunehmender Dehnung e (bei Druckbelastung: Stauchung) auch die durch das Material übertragene Spannung S größer wird. In der Regel liegt dieser Bereich in einer Größenord­ nung von e < 1%. Bei stärkeren Dehnungen/Stauchungen e schließt sich ein plastischer Bereich 412 an. Hier bleibt die übertragene Spannung in etwa konstant. Das Material be­ ginnt plastisch auszuweichen, es fließt. Der Prozeß ist in der Regel irreversibel. Wenn die Dehnung e noch weiter zu­ nimmt, schließt sich der Versagensbereich 413 an, in dem das Material spröde bricht. Es wird rollig und kann nur noch eine geringe Spannung S übertragen. Die Kennlinie der Fig. 4 gilt prinzipiell in ähnlicher Weise für alle spröden Materialien, insbesondere Gesteine, Böden oder auch Bauma­ terialien wie Beton. Die absoluten Werte können sich natür­ lich unterscheiden. Fig. 4 generally shows a material characteristic, as idealized on the floor in which the tunnel is to be built. The recordable stress S on the ordinate 402 is shown over the expansion e on the abscissa 401 . Starting from the undisturbed state (e = 0), the material initially has an elastic region 411 in which the tension S transmitted by the material increases with increasing elongation e (in the case of pressure load: compression). As a rule, this range is in the order of magnitude of e <1%. A plastic region 412 follows in the case of stronger expansions / compressions e. Here the transmitted voltage remains approximately constant. The material begins to dodge plastically, it flows. The process is usually irreversible. If the elongation e increases further, the failure area 413 follows, in which the material breaks brittle. It gets rolling and can only transmit a low voltage S. The principle of FIG. 4 applies in principle in a similar manner to all brittle materials, in particular rocks, floors or building materials such as concrete. The absolute values can of course differ.

Fig. 5 zeigt Spannungsverläufe, wie sie sich ausgehend von einem Tunnel 200 ergeben können. Dargestellt sind tangen­ tiale Komponenten (504, 505, also vertikal in Fig. 2) und radiale Komponenten (503, also horizontal in Fig. 2) im Bo­ den über dem Abstand x von der Tunnelwand. In diesem Zusam­ menhang wird darauf hingewiesen, daß die Richtung "tangen­ tial" und "radial" von der Position am Tunnelumfang abhän­ gen. An der gezeigten 3-Uhr-Position ist tangential verti­ kal und radial horizontal, während an einer 12-Uhr-Position tangential horizontal und radial vertikal wäre. Die radiale Spannungskomponente an der Tunnelwand (503 ganz links) ist Null, wenn kein Ausbauwiderstand vorhanden ist und ent­ spricht ansonsten dem Ausbauwiderstand. Sie strebt ausge­ hend von diesem Wert in Richtung weg vom Tunnel dem statio­ nären, ungestörten Zustand zu. 505 zeigt den Fall, daß die sich einstellenden Spannungsverteilungen so sind, daß der Boden nur im elastischen Bereich (Bereich 411) in Fig. 4 belastet wird. Die tangentiale Spannung hat dann an der Tunnelwand ihren Höchstwert (da durch diesen Bereich die unmittelbar über dem Tunnel liegenden Lasten hindurchgelei­ tet werden). Ausgehend vom Höchstwert sinkt die tangentiale Komponente mit zunehmenden Abstand x vom Tunnel 200 auf den stationären, ungestörten Zustand. 504 zeigt den Verlauf für den Fall, daß die Bodenbelastung so hoch ist, daß der pla­ stische Bereich 412 des Materials in Anspruch genommen wird. Es versagt hier noch nicht. Im ansteigenden Bereich 504b kann ein noch plastischer Materialbereich (aufgrund der durch das Material geleiteten tangentialen Spannung) angenommen werden, während im Bereich 504a der elastische Bereich vorliegt. In Fällen, in denen das den Tunnel umge­ bende Material 202 im Bereich 413 (rolliges Material) bela­ stet würde, würden ohne Ausbauwiderstand Ausbrüche und Ein­ stürze erfolgen. FIG. 5 shows voltage profiles as they can result from a tunnel 200 . Shown are tangential components ( 504 , 505 , i.e. vertical in FIG. 2) and radial components ( 503 , thus horizontal in FIG. 2) in the floor over the distance x from the tunnel wall. In this context, it is pointed out that the directions "tangential" and "radial" depend on the position on the circumference of the tunnel. The 3 o'clock position shown is tangentially vertical and radially horizontal, while at a 12 o'clock position Position would be tangentially horizontal and radially vertical. The radial stress component on the tunnel wall ( 503 on the far left) is zero if there is no expansion resistance and otherwise corresponds to the expansion resistance. Based on this value, it strives towards the stationary, undisturbed state in the direction away from the tunnel. 505 shows the case in which the stress distributions are such that the floor is only loaded in the elastic region (region 411 ) in FIG. 4. The tangential tension then has its maximum value at the tunnel wall (since the loads directly above the tunnel are passed through this area). Starting from the maximum value, the tangential component decreases with increasing distance x from the tunnel 200 to the steady, undisturbed state. 504 shows the course in the event that the floor load is so high that the plastic area 412 of the material is used. It doesn't fail here yet. In the rising area 504 b, a still plastic material area can be assumed (due to the tangential tension passed through the material), while in area 504 a the elastic area is present. In cases where the material surrounding the tunnel 202 would be loaded in the area 413 (rolling material), outbreaks and collapses would take place without resistance to expansion.

In Fig. 6 zeigt Kurve 601 eine Gebirgskennlinie. Darge­ stellt ist der notwendige Ausbauwiderstand SA über der Deh­ nung e. Der Ausbauwiderstand ist diejenige Spannung bzw. Kraft, die von einer während des Baus eingebrachten Siche­ rung übernommen werden muß, um den einmal gegrabenen Tunnel bei der angegebenen Dehnung e dauerhaft zu halten. In die­ sem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Dehnung e im Tunnelbau letztendlich eine Durchmesserverengung des ge­ grabenen Tunnels bedeutet. Eine große Dehnung würde einem vergleichsweise klein gewordenen Tunneldurchmesser entspre­ chen.In FIG. 6, curve 601 shows a characteristic line. The necessary expansion resistance SA is shown above the expansion e. The expansion resistance is the tension or force that must be taken over by a fuse introduced during construction in order to keep the tunnel once dug at the specified elongation e. In this context, it is pointed out that the elongation e in tunneling ultimately means a narrowing of the diameter of the excavated tunnel. A large expansion would correspond to a tunnel diameter that has become comparatively small.

Die Dehnung Null entspricht dem ungestörten Zustand, dem sog. Primärspannungszustand S0, wie er beispielsweise in Fig. 1 bei 104 oder in Fig. 5 bei großen x-Werten anzutref­ fen wäre. Praktisch wird dieser Fall nicht angetroffen wer­ den können, da man ausgehend von der Ortsbrust 300 in Fig. 3 nur in Bereich vorstoßen kann, die schon durch die frühe­ ren Aktivitäten Veränderungen (z. B. Gewölbebildung 302, 303) erfahren haben. Dies entspricht dem Bereich 304 in Fig. 3 in Vortriebsrichtung vor der Ortsbrust 300. Schon hier hat eine geringe Verformung, die sog. Vorverformung, stattgefunden. In Fig. 6 ist sie durch ev auf der Ordinate dargestellt. Will man (theoretisch) diesen Dehnungszustand dauerhaft halten, wäre ein Ausbauwiderstand SA notwendig, der im Vergleich zum Primärspannungszustand S0 schon leicht abgenommen hat, die Differenz wurde durch eine Spannungsum­ lagerung (z. B. virtuelle Gewölbe 204, 302, 303) übernommen. Bei zunehmender Dehnung e sinkt zunächst der Ausbauwider­ stand SA stetig, da ein zunehmender Anteil der Last durch diese Spannungsumlagerung übernommen wird. Wenn jedoch eine weitere Dehnung erfolgt, kann der Fall auftreten, daß man in den plastischen Bereich 412 des Materials 202 um den Tunnel herum gelangt. Dann können insoweit keine weiteren Kräfte mehr aufgenommen werden, und die Kurve flacht sich ab. Übersteigen die Dehnungen die Arbeitsfähigkeit des Ge­ birges, bricht es spröde. Das Verhalten ist analytisch nicht vorhersagbar.The zero extension corresponds to the undisturbed state, the so-called primary voltage state S0, as would be found, for example, in FIG. 1 at 104 or in FIG. 5 with large x values. In practice, this case will not be encountered because, starting from the face 300 in FIG. 3, one can only advance into areas that have already undergone changes (e.g. vaulting 302 , 303 ) due to previous activities. This corresponds to the area 304 in FIG. 3 in the direction of advance in front of the face 300 . A slight deformation, the so-called pre-deformation, has already taken place here. In Fig. 6 it is represented by ev on the ordinate. If you (theoretically) want to keep this strain state permanently, an expansion resistance SA would be necessary, which has already decreased slightly compared to the primary stress state S0, the difference was taken over by a stress redistribution (e.g. virtual vaults 204 , 302 , 303 ). With increasing elongation e, the expansion resistance SA initially decreases steadily, since an increasing proportion of the load is taken over by this stress redistribution. However, if further stretching occurs, the plastic area 412 of material 202 may get around the tunnel. Then no further forces can be absorbed and the curve flattens out. If the strains exceed the working capacity of the rock, it breaks brittle. The behavior is analytically unpredictable.

Eine Gebirgskennlinie ist spezifisch für eine bestimmte Po­ sition z im Tunnel (und im übrigen auch für eine bestimmte Position längs des Umfangs des Tunnels). Fig. 14 zeigt als dritte Achse die z-Achse (perspektivisch), so daß längs der z-Achse weitere, für die jeweilige z-Position geltende Ge­ birgskennlinien angetragen werden können. Es ergibt sich dann eine Kurvenschar bzw. ein dreidimensionales Relief.A mountain curve is specific for a certain position z in the tunnel (and also for a certain position along the circumference of the tunnel). Fig. 14 shows the third axis, the z-axis (in perspective), so that along the z-axis further Ge characteristic curves can be plotted for the respective z-position. The result is a family of curves or a three-dimensional relief.

Zur Aktivierung der Haltekräfte des Gebirges wird die Si­ cherung 201 eingebaut. Grundsätzlich ist es hier wünschens­ wert, zeit-, kosten- und materialsparend zu arbeiten. Diese bekannte Forderung führt zu einer Konstruktion, bei der möglichst stark die Stützkräfte im umgebenden Material selbst genützt werden sollen, um eine dementsprechend schwächere Sicherung 201 einbauen zu können. Kurve 602 in Fig. 6 zeigt eine Kennlinie ähnlich der aus Fig. 4. Sie stellt beispielhaft das Verhalten des Materials der Siche­ rung dar, wobei hier vom ausgehärteten Zustand ausgegangen wird. Die Kurve 602 ist in gewisser Weise gegenläufig zur Kurve 601, da bei stabilen Verhältnissen diejenigen Kräfte, die nicht vom umgebenden Material übernommen werden können (Kurve 601) von der Sicherung (Kurve 602) übernommen werden müssen. Die Kurve beginnt bei einer Dehnung des den Tunnel umgebenden Materials von etwa ev, weil zu einem früheren Zeitpunkt (noch kleinere Dehnung) das Material nicht zu­ gänglich ist und demzufolge die Sicherung nicht eingebaut werden kann. Im Punkt 603 schneiden sich die beiden Kurven. Hier würde sich bei den gezeigten Materialparametern ein stabiles Gleichgewicht einstellen.To activate the holding forces of the mountains, the fuse 201 is installed. Basically, it is desirable to save time, money and material. This known requirement leads to a construction in which the supporting forces in the surrounding material itself are to be used as much as possible in order to be able to install a correspondingly weaker fuse 201 . Curve 602 in FIG. 6 shows a characteristic curve similar to that from FIG. 4. It represents the behavior of the material of the fuse, for example, the hardened state being assumed here. Curve 602 is somewhat opposite to curve 601 , since under stable conditions those forces that cannot be taken over by the surrounding material (curve 601 ) must be taken over by the securing means (curve 602 ). The curve begins with an expansion of the material surrounding the tunnel of approximately ev, because at an earlier point in time (even smaller expansion) the material is not accessible and, consequently, the fuse cannot be installed. The two curves intersect at point 603 . A stable equilibrium would be established here with the material parameters shown.

Für die Konstruktion der Sicherung 201 ist es, solange Oberflächensetzungen außer Betracht bleiben können, grund­ sätzlich wünschenswert, einen möglichst niedrigen Bereich der Gebirgskennlinie 601 zu treffen, beispielsweise etwa bei 605, da dann einerseits noch Reserven in der Tragfähig­ keit des umgebenden Materials vorhanden sind (bis hinunter zum Punkt 606) und andererseits auch die Sicherung selbst noch Kraftreserven aufweist. For the construction of the fuse 201 , it is fundamentally desirable, as long as surface settlements can be disregarded, to hit the lowest possible area of the mountain curve 601 , for example around 605 , since on the one hand there are still reserves in the load-bearing capacity of the surrounding material ( down to point 606 ) and on the other hand the fuse itself still has power reserves.

Das grundlegende Problem im Stand der Technik ist, daß die Gebirgskennlinie 601 bestenfalls qualitativ bekannt ist. Häufig können aber Primärspannungszustand S0 und Gefälle der Kurve 601 nur geschätzt werden. Um ein Einstürzen des Tunnels zu vermeiden, muß deshalb von Worst-Case-Betrach­ tungen ausgegangen werden, so daß häufig hohe Sicherheits­ reserven angenommen und unnötig kräftige Sicherungen einge­ baut werden.The basic problem in the prior art is that the mountain characteristic 601 is at best known qualitatively. Often, however, primary voltage state S0 and slope of curve 601 can only be estimated. In order to prevent the tunnel from collapsing, worst-case considerations must be assumed, so that high safety reserves are often assumed and unnecessarily strong safeguards are installed.

Fig. 7 zeigt ein typisches zeitliches Abbindeverhalten von im Tunnelbau verwendetem Beton, wie er beispielsweise zum Bau der Sicherung verwendet werden kann. Dargestellt ist die aufnehmbare Spannung SS über der Zeit t. Unmittelbar nach dem Einbau ist der Beton flüssig, erreicht aber bis zum Zeitpunkt t1 eine Grundfestigkeit, die schon geeignet ist, gewisse Kräfte aufzunehmen, und die insbesondere dafür sorgt, daß der Beton am eingebauten Ort bleibt. Bei schnell härtenden Betonen liegt die Zeit t1 im Bereich von Sekunden bis Minuten. Nach dem Zeitpunkt t1 schließt sich eine Rast­ zeit t1 bis t2 an, in der die Spannungsfestigkeit mehr oder minder konstant bleibt. Es kann sich hierbei um Stunden handeln. Bis zum Zeitpunkt t3 erfolgt dann das vorläufig endgültige Aushärten. Typische Werte für t3 seit dem Einbau sind 12 bis 24 Stunden. Fig. 7 shows a typical time setting behavior of concrete used in tunnel construction, such as can be used for example to build the fuse. The recordable voltage SS is shown over time t. Immediately after installation, the concrete is liquid, but reaches a basic strength by the time t1, which is already suitable for absorbing certain forces, and which in particular ensures that the concrete remains in the installed location. In the case of fast-hardening concretes, the time t1 is in the range from seconds to minutes. After the time t1, there is a rest time t1 to t2, in which the dielectric strength remains more or less constant. It can be hours. The provisional final curing then takes place up to time t3. Typical values for t3 since installation are 12 to 24 hours.

Fig. 8 zeigt schematisch ein aus der DE 196 50 330.2 vom gleichen Anmelder bekanntes Tunnelbauverfahren, in dem die Erfindung angewendet werden kann. Ausgehend von der Orts­ brust 300 wird hier vorauseilend die Sicherung 201 herge­ stellt. Hierzu ist eine Maschine 800 vorgesehen, die vor­ zugsweise geschlossen um den Tunnelumfang herum umläuft und in ihrer Bewegungsrichtung vorne schlitzt und hinten in den gegrabenen Schlitz Beton drückt. Durch geeignete Steue­ rungs- bzw. Regelungsmechanismen wird die Arbeitsweise der Maschine gesteuert bzw. geregelt. Nach dem Einbringen der Sicherung 201 wird ausgehend von der Ortsbrust 300 das Ma­ terial abgegraben und entfernt. Die soeben freigelegte Si­ cherung 201 wird dann durch Stützen 301 unterstützt, bis sie ihre Endfestigkeit erreicht hat. Fig. 8 schematically shows a known 196 50 330.2 by the same applicant tunneling method from DE in which the invention can be applied. Starting from the face 300 , the fuse 201 is made here in advance. For this purpose, a machine 800 is provided, which runs around the tunnel circumference, preferably closed, and slits in the direction of movement at the front and presses concrete into the dug slot at the rear. The operation of the machine is controlled or regulated by suitable control mechanisms. After the fuse 201 has been inserted, the material is excavated and removed from the face 300 . The just exposed Si fuse 201 is then supported by supports 301 until it has reached its final strength.

Der Umlauf der Maschine 800 um den Tunnelumfang kann wie in den Schemazeichnungen b bis e gezeigt erfolgen. Gemäß b können geschlossene Kreisringe erzeugt werden. Gemäß c kön­ nen geneigte, geschlossene Kreisringe erzeugt werden, die zu einer geneigten Ortsbrust 300 führen, die weniger ein­ sturzgefährdet ist. Gemäß d kann einer Schraubenlinie ge­ folgt werden, deren Ganghöhe in etwa der Bearbeitungsbreite (Δz) der Maschine 800 entspricht. Gemäß e kann eine geneig­ te Schraubenlinie eingeregelt werden, so daß sich ein kon­ tinuierlicher Arbeitsvorgang bei geneigter Ortsbrust er­ gibt. Die Stützen 301 werden mit dem Fortschreiten des Bau­ werks mitgeführt.The machine 800 can rotate around the circumference of the tunnel as shown in the schematic drawings b to e. According to b, closed circular rings can be created. According to c, inclined, closed circular rings can be produced which lead to an inclined face 300 which is less prone to falling. According to d, a helical line can be followed, the pitch of which approximately corresponds to the machining width (Δz) of the machine 800 . According to e, a inclined screw line can be adjusted, so that there is a continuous operation when the face is inclined. The supports 301 are carried along with the progress of the building.

Hinsichtlich weiterer Eigenschaften und Details des bekann­ ten Tunnelbauverfahrens wird auf die schon genannte Anmel­ dung sowie auf die nicht vorveröffentlichte DE 198 59 821 verwiesen.With regard to other properties and details of the known The tunneling process is based on the aforementioned application as well as on the unpublished DE 198 59 821 referred.

Fig. 8f zeigt schematisch den Verlauf der Dehnung e (kor­ respondierend zur Schrumpfung des Tunneldurchmessers) in Abhängigkeit von der z-Koordinate. zo bezeichnet den (momentanen) Punkt der Ortsbrust 300. Schon rechts davon ist eine bestimmte Verformung aufgetreten, da sich das Ma­ terial geringfügig in den schon gegrabenen Tunnel 200 hin­ einwölbt. Dies entspricht der Vorverformung ev aus Fig. 6. Wenn Material abgegraben ist (links von zo), werden weitere Stützkräfte entzogen, so daß auf der Sicherung 201 und den Stützen 301 Kräfte lagern. Im Vorgriff auf die zu beschrei­ bende Erfindung wird von einstellbaren bzw. in ihren Abmes­ sungen unterschiedlichen Stützen ausgegangen. Es werden da­ durch weitere Verformungen (Schrumpfungen des Tunneldurch­ messers und damit einhergehende Dehnungen/Stauchungen des Materials und des Betons der Sicherung 201) zugelassen. Am Ort za wird ein ausgehärteter Beton angenommen. Hier werden deshalb die Stützen 301 entfernt. Es hat sich eine deutlich größere Verformung ev eingestellt, die sich jedoch auch im Laufe der weiteren Standzeit noch vergrößert, bis sie einen (hoffentlich) stationären Wert es annimmt. Fig. 8f schematically shows the course of the strain e (kor respondierend to shrinkage of the tunnel diameter) depending on the z-coordinate. zo denotes the (current) point of the face 300 . A certain deformation has already occurred to the right of this, since the material bulges slightly into the already dug tunnel 200 . This corresponds to the pre-deformation ev from FIG. 6. If material has been dug off (to the left of zo), further supporting forces are removed, so that forces are stored on the fuse 201 and the supports 301 . In anticipation of the invention to be described, adjustable or different dimensions of the supports are assumed. Further deformations (shrinkage of the tunnel diameter and the associated expansion / compression of the material and the concrete of the safety device 201 ) are permitted. A hardened concrete is assumed at location za. The supports 301 are therefore removed here. A significantly larger deformation ev has set in, but this also increases over the course of the remaining service life until it assumes a (hopefully) stationary value.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, mit denen Materialparameter an der Baustelle ge­ nauer als bisher bestimmt werden können und die somit ange­ paßte Baumaßnahmen erlauben.The object of the invention is methods and devices specify with which material parameters ge at the construction site can be determined more precisely than before and are thus indicated allow suitable construction measures.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen An­ sprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.This task is carried out with the characteristics of the independent An sayings solved. Dependent claims are on preferred Embodiments of the invention directed.

Nachfolgend werden Aspekte der Erfindung beschrieben, die einzeln oder kombiniert miteinander angewendet werden kön­ nen.Aspects of the invention are described below can be used individually or in combination nen.

Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Ermitteln eines früheren Spannungszustands an­ gegeben. Hierunter wird ein Spannungszustand verstanden, der möglichst ungestört von Baumaßnahmen ist. Insbesondere kann es sich um den Primärspannungszustand S0 handeln, wie er in Fig. 1 im Bereich des zukünftig zu bauenden Tunnels 104 angedeutet ist. Um einen früheren Spannungszustand SV zu ermitteln, wird möglichst frühzeitig und insbesondere vorauseilend eine in ihrer radialen Position bestimmte oder bestimmbare Referenz eingebracht. Nach dem Auffahren eines Abschlags wird eine Stütze eingebracht, anhand deren Abmes­ sung und/oder Stützkraft auf den früheren Spannungszustand geschlossen werden kann. According to a first aspect, a method and a device for determining an earlier voltage state are specified. This is understood to mean a state of tension that is as undisturbed by construction measures as possible. In particular, it can be the primary voltage state S0, as indicated in FIG. 1 in the area of the tunnel 104 to be built in the future. In order to determine an earlier stress state SV, a reference determined or determinable in its radial position is introduced as early as possible and in particular in advance. After opening a tee, a support is inserted, based on the dimensions and / or supporting force of the previous state of tension.

Gemäß einem weiteren Aspekt werden ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben, mit denen Materialparameter bzw. Teilverläufe der Gebirgskennlinie ermittelt werden können. Es können beispielsweise Elastizitätsmodule und damit Stei­ gungen der Gebirgskennlinie ermittelt werden. Sofern vorher der frühere Spannungszustand/Primärspannungszustand wie oben ermittelt wurde, kann die Gebirgskennlinie insgesamt genauer als bisher ermittelt werden. Die Ermittlung erfolgt dadurch, daß man an einer bestimmten Stelle, insbesondere in Bereichen nahe hinter der Ortsbrust, in denen variable Stützen stehen, an diesen Stützen Verformungen (in der Re­ gel Schrumpfungen des Tunneldurchmessers) zuläßt. Dabei können die Verformungen und/oder die Stützkräfte bzw. deren Änderung gemessen werden. Bezugnehmend auf einen oder meh­ rere gemessene Werte können die gewünschten Parameter und Teilverläufe ermittelt werden.According to a further aspect, a method and a Device specified with which material parameters or Partial courses of the mountain characteristic can be determined. For example, elasticity modules and thus stei conditions of the mountain curve can be determined. If before the previous voltage state / primary voltage state like The mountain curve as a whole can be determined above can be determined more precisely than before. The determination is made by being at a certain point, in particular in areas close behind the face where variable Columns stand, deformations on these columns (in the right gel shrinkage of the tunnel diameter). Here can the deformations and / or the supporting forces or their Change can be measured. Referring to one or more Other measured values can be the desired parameters and Partial courses can be determined.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden ein Tunnel­ bauverfahren und ein System hierfür angegeben, mit denen die Parameter wie oben beschrieben ermittelt werden können, wobei diese Parameter anschließend zur Auslegung/Dimen­ sionierung/Parametrisierung einer Sicherung verwendet wer­ den. Genauso können die ermittelten Umgebungsparameter auch zur Ansteuerung variabler Stützen herangezogen werden. Die Ansteuerung der Stützen kann kraftgesteuert oder weggesteu­ ert erfolgen.In another aspect of the invention, a tunnel construction method and a system therefor with which the parameters can be determined as described above, these parameters are then used for dimensioning sioning / parameterization of a fuse the. The determined environmental parameters can also do the same can be used to control variable supports. The Control of the supports can be force-controlled or path-controlled done.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Meßvor­ richtung angegeben, mit der gleichzeitig Lasten und Abmes­ sungen erfaßt werden können. Es handelt sich dabei vorzugs­ weise um eine Stütze, die anfänglich, insbesondere unmit­ telbar nach dem Auffahren eines Abschlags, angebracht wird, vorzugsweise so, daß die noch junge Sicherung unterstützt wird. Stützkräfte und/oder Abmessungen der Stütze können direkt oder indirekt gemessen werden.According to a further aspect of the invention, a measuring device direction indicated, with the simultaneous loads and dimensions solutions can be recorded. It is preferred wise around a support that initially, especially immediately telbar after installing a tee, is attached, preferably so that the still young backup supports  becomes. Supporting forces and / or dimensions of the support can be measured directly or indirectly.

Unter "Sicherung" werden in dieser Beschreibung dauerhafte Einbauten verstanden, die insbesondere druckfest sind. In der Regel wird es sich um Betonauskleidungen handeln. Es können jedoch auch andere, gleich wirkende Materialien ver­ wendet werden. In den früheren Anmeldungen des gleichen An­ melders wurde die Sicherung als "Stützschicht" bezeichnet."Backup" in this description are permanent Understand internals that are particularly pressure-resistant. In usually it will be concrete linings. It However, other materials with the same effect can also be used be applied. In earlier filings of the same To The fuse was referred to as the "support layer".

Unter "Stütze" wird in dieser Beschreibung eine temporär eingebrachte Vorrichtung verstanden, die Stützkräfte in mehr oder minder radial nach außen zeigender Richtung auf­ bringt."Support" in this description is a temporary one introduced device understood the supporting forces in more or less radially outward direction brings.

Die Größen Spannung S und Kraft F hängen über S = F/A zu­ sammen, wobei A die Fläche ist, durch die hindurch die Kraft F läuft. Insbesondere soweit Materialparameter be­ trachtet oder Materialverhalten beschrieben wird, ist es sinnvoll, von Spannungen auszugehen, da diese das Material­ verhalten gut charakterisieren.The quantities tension S and force F depend on S = F / A together, where A is the area through which the Force F is running. Especially as far as material parameters be strives or material behavior is described, it is it makes sense to start from tensions, since these are the material characterize behavior well.

Unter Dehnung e werden in diese Beschreibung häufig Stau­ chungen verstanden. Dies gilt insbesondere für den den Tun­ nel in nächster Nähe umgebenden Boden wie auch für das Ma­ terial der Sicherung. Im Laufe des Baufortschritts sowie im Laufe der Lebensdauer wird sich darüber hinaus in der Regel auch der Tunneldurchmesser verkleinern und gegen einen sta­ tionären Endwert konvergieren.Under strain e, this description is often jammed understood. This applies in particular to the doing ground in close proximity as well as for the Ma material of the fuse. In the course of the construction progress as well as in In addition, the lifespan will usually change also reduce the tunnel diameter and against a sta convergence end value.

Nachfolgend werden bezugnehmend auf die Zeichnungen einzel­ ne Ausführungen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:The following will refer to the drawings individually ne embodiments of the invention described. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Spannungsverläu­ fen im Boden, Fig. 1 is a schematic representation of Spannungsverläu fen in the ground,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen von Spannungsver­ läufen im Bereich eines gebauten Tunnels, Figs. 2 and 3 are schematic representations of Spannungsver runs in the region of a tunnel built,

Fig. 4 schematisch eine Kurve zur Darstellung von Materi­ alverhalten, Fig. 4 schematically shows a graph illustrating of Materi alverhalten,

Fig. 5 prinzipiell Spannungsverläufe ausgehend von einem gebauten Tunnel, Fig. 5 basically voltage waveforms from a built tunnel,

Fig. 6 eine Gebirgskennlinie, Fig. 6 is a characteristic line,

Fig. 7 das Zeitverhalten von Beton, Fig. 7, the time behavior of concrete,

Fig. 8 schematisch ein bekanntes Tunnelbauverfahren, Fig. 8 shows schematically a known tunneling methods

Fig. 9 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfah­ rens zur Bestimmung eines früheren Spannungszu­ stands, Fig. 9 is a block diagram of a procedural invention Rens stands for determining a previous Spannungszu,

Fig. 10 ein Blockdiagramm zum Bestimmen von Materialparame­ tern oder Teilen der Gebirgskennlinie, Fig. 10 tern or a block diagram for determining Materialparame parts of the characteristic line,

Fig. 11 ein Blockdiagramm, in dem in Kombination mehrere erfindungsgemäße Tunnelbauverfahren schematisch dargestellt sind, Fig. 11 is a block diagram showing in combination a plurality of tunneling process of the invention are shown schematically,

Fig. 12 eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung, Fig. 12 is a measuring device according to the invention,

Fig. 13 eine erfindungsgemäßes Tunnelbausystem, und Fig. 13 is a tunnel system according to the invention, and

Fig. 14 eine Kurvenschar. Fig. 14 is a family of curves.

Fig. 9 zeigt schematisch ein Verfahren zur Ermittlung eines früheren Spannungszustands SF, insbesondere des Primärspan­ nungszustands S0. In einem frühen Verfahrensschritt 901 wird eine Referenz für eine radiale Position erzeugt. Vor­ zugsweise wird die Referenz vorauseilend (in z-Richtung vor der Ortsbrust 300) erzeugt. Die Referenz kann absolut oder relativ sein. Absolut hieße, daß ihre absolute Position eingestellt bzw. gemessen und später bezugnehmend bei­ spielsweise auf ein im schon gebauten Tunnel vorhandenes Koordinatensystem ermittelt wird. Relativ hieße, daß zwei oder mehrere Referenzen angebracht werden, deren Position zueinander im weiteren ausgewertet wird. Im Verfahren der Fig. 8 können beispielsweise die Innenoberflächen 201a und 201b als Referenzen dienen, die relativ zueinander über­ wacht und vermessen werden. Beim Einbringen der Referenz erfolgt dies absolut oder relativ zueinander vergleichswei­ se genau, so daß ein Maß für einen noch vergleichsweise un­ gestörten Zustand (allenfalls Vorverformung ev in Fig. 6) vorhanden ist. Fig. 9 schematically shows a method for determining a previous voltage state SF, in particular the primary clamping voltage state S0. In an early method step 901 , a reference for a radial position is generated. The reference is preferably generated in advance (in the z direction in front of the working face 300 ). The reference can be absolute or relative. Absolutely would mean that their absolute position should be set or measured and later determined with reference to, for example, a coordinate system that was already in the tunnel. Relative would mean that two or more references are attached, the position of which will be evaluated in the following. In the method of FIG. 8, for example, the inner surfaces 201 a and 201 b can serve as references which are monitored and measured relative to one another. When the reference is introduced, this takes place absolutely or relatively exactly to each other, so that there is a measure of a still comparatively undisturbed state (possibly pre-deformation ev in FIG. 6).

Im Schritt 902 erfolgt das substantielle Abgraben von Mate­ rial aus dem Bereich des zukünftigen Tunnels. In Fig. 8 wird dann ausgehend von der Ortsbrust 300 durch geeignete Gerätschaften (nicht gezeigt), beispielsweise Tunnelbagger, in +z-Richtung Material abgegraben. Als Resultat dieser Maßnahme können weitere Dehnungen e (Materialstauchungen in der jungen Sicherung 201, Schrumpfung des Tunneldurchmes­ sers) erwartet werden. Dadurch ändert sich auch die Lage der Referenz.In step 902 , the material is substantially excavated from the area of the future tunnel. In FIG. 8, material is then excavated in the + z direction starting from the face 300 by suitable equipment (not shown), for example tunnel excavators. As a result of this measure, further strains e (material compression in the young fuse 201 , shrinkage of the tunnel diameter) can be expected. This also changes the position of the reference.

In Schritt 903 der vorzugsweise möglichst bald nach dem Schritt 902 erfolgt, wird eine Stütze 301 möglichst nahe vor die Ortsbrust gebracht. Die Stütze 301 ist so ausge­ legt, daß sie Abmessungen und/oder Stützkräfte bestimmen kann. Insbesondere kann sie ihre eigenen Abmessungen be­ stimmen und damit mittelbar auch die Lagen der Referenzen.In step 903, which preferably takes place as soon as possible after step 902 , a support 301 is brought as close as possible to the face. The support 301 is laid out so that it can determine dimensions and / or support forces. In particular, it can determine its own dimensions and thus indirectly the locations of the references.

Im Schritt 904 werden vorzugsweise Stützkraft F und Abmes­ sungsparameter, symbolisiert durch die Dehnung e, gemeinsam bestimmt. Aus den so bekannt gewordenen Größen kann der frühere Spannungszustand, insbesondere der Primärspannungs­ zustand, ermittelt werden. Hierbei kann beispielsweise von folgenden grob skizzierten Betrachtungen ausgegangen wer­ den.In step 904 , the supporting force F and dimension parameters, symbolized by the elongation e, are preferably determined jointly. The earlier voltage state, in particular the primary voltage state, can be determined from the variables which have become known in this way. Here, for example, the following roughly outlined considerations can be assumed.

Die über dem Tunnel lagernde Last F0 (entsprechend dem Pri­ märspannungszustand S0) wird aufgefangen durch eine Kombi­ nation aus dehnungsabhängiger Lastübernahme durch das umge­ bende Material FBerg(e) (entsprechend Gewölben 204, 302, 303), der ebenfalls dehnungsabhängigen Kraft durch die Stütze Fstütze(e) und, sofern schon eine Sicherung vorhanden ist, der von der Sicherung schon übernommenen Kraft Fsicher(e), die ebenfalls dehnungsabhängig ist. Vereinfacht kann deshalb geschrieben werden:
The load F0 stored above the tunnel (corresponding to the primary stress state S0) is absorbed by a combination of strain-dependent load take-up by the surrounding material F Berg (e) (corresponding to vaults 204 , 302 , 303 ), which is also strain-dependent by the support F support (s) and, if a fuse already exists, the force F safe (e) already taken over by the fuse, which is also dependent on the strain. To put it simply:

F0 = FBerg(e) + Fsicher(e) + Fstütze(e).F0 = F mountain (s) + F safe (e) + F support (s).

Fstütze(e) kann gemessen werden. Fsicher(e) kann aus der gemes­ senen Verformung und den bekannten Materialparametern des Materials der Sicherung (siehe z. B. Fig. 7) vergleichsweise genau bestimmt werden. F0 und FBerg(e) sind dagegen a priori unbekannt. Sofern jedoch eine frühzeitige (d. h. bei insge­ samt noch kleinen Dehnungen erfolgende) Bestimmung von Stützkräften und Dehnungen erfolgt, kann FBerg(e) hinreichend sicher abgeschätzt werden. Wenn beispielsweise aufgrund der Eigenheiten des Bauverfahrens die Vorverformung ev Null oder sehr klein ist (beispielsweise < 5%), kann die schon vom umgebenden Gelände übernommene Stützkraft FBerg(e) pau­ schaliert angesetzt oder vernachlässigt, d. h. zu 0 ge­ schätzt werden. Somit kann dann F0 bzw. S0 bestimmt werden. Die Abschätzung der schon vom umgebenden Gelände übernomme­ nen Stützkraft FBerg(e) erfolgt bezugnehmend auf die im Schritt 904 ermittelten Werte.F prop (s) can be measured. F safe (e) can be determined comparatively precisely from the measured deformation and the known material parameters of the material of the fuse (see, for example, FIG. 7). In contrast, F0 and F Berg (e) are unknown a priori. However, if an early determination of supporting forces and strains (ie when there are still small stretches) takes place, F Berg (e) can be estimated with sufficient certainty. If, for example, due to the peculiarities of the construction process, the pre-deformation may be zero or very small (for example <5%), the supporting force F Berg (e) that has already been transferred from the surrounding area can be applied as a blanket or neglected, ie estimated at 0 ge. F0 or S0 can then be determined. The estimation of the supporting force F Berg (e) already taken over from the surrounding terrain takes place with reference to the values determined in step 904 .

Die eben angesprochenen Überlegungen werden im Schritt 905 durchgeführt. Es wird dabei insbesondere die Tatsache aus­ genützt, daß bei noch kleinen Dehnungen die schon vom umge­ benden Gelände übernommene Stützkraft hinreichend genau ab­ geschätzt werden kann. Bei größeren Dehnungen ist dies nicht mehr möglich.The considerations just mentioned are carried out in step 905 . In particular, the fact is taken advantage of the fact that the support force already taken over from the surrounding area can be estimated with sufficient accuracy from even small strains. With larger strains this is no longer possible.

Sofern eine Sicherung noch nicht vorgesehen ist, kann der frühere Spannungszustand bzw. Primärspannungszustand natür­ lich ohne Betrachtung der Sicherung erfolgen. Zur Abschät­ zung der schon vom umgebenden Material übernommenen Stütz­ kräfte FBerg(e) können mathematische Verfahren wie Finite- Elemente-Verfahren oder ähnliches herangezogen werden.If a fuse is not yet provided, the previous voltage state or primary voltage state can of course take place without considering the fuse. Mathematical methods such as finite element methods or the like can be used to estimate the supporting forces F Berg (e) already taken over from the surrounding material.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die obige Gleichung lediglich qualitativ zu verstehen ist. Vek­ toreigenschaften der Kräfte bzw. Tensoreigenschaften der Spannungen können zusätzlich berücksichtigt werden. Es kön­ nen Finite-Elemente-Verfahren verwendet werden.In this context, it is pointed out that the The above equation is only to be understood qualitatively. Vek Gate properties of the forces or tensor properties of the Tensions can also be taken into account. It can A finite element process can be used.

Zur Ermittlung des früheren Spannungszustands und insbeson­ dere zur Abschätzung der schon vom umgebenden Material übernommenen Stützkräfte können weitere Einflußgrößen be­ rücksichtigt werden, insbesondere: neu vor Ort gewonnene geologisch Erkenntnisse, Erkenntnisse, die aus in Vor­ triebsrichtung weiter hinten liegenden Tunnelabschnitten gewonnen wurden, allgemeine Erfahrungswerte von Bedienungs­ personen, Abschätzung der Vorverformung, usw.To determine the previous state of tension and in particular another to estimate the material already surrounding Supported forces can be other influencing factors are taken into account, in particular: newly acquired on site geological knowledge, knowledge derived from in advance drive direction tunnel sections further back general experience of operation people, pre-deformation estimation, etc.

Als Ergebnis erhält man schließlich einen früheren (also möglichst unbeeinflußten) Spannungszustand SF, insbesondere den Primärspannungszustand S0. Letzterer entspricht dem Schnittpunkt der Kurve 601 mit der Ordinate.As a result, an earlier (ie unaffected) voltage state SF is obtained, in particular the primary voltage state S0. The latter corresponds to the intersection of curve 601 with the ordinate.

Fig. 10 zeigt ein Verfahren zum Bestimmen von Teilen bzw. Parametern einer Gebirgskennlinie. Ganz allgemein gespro­ chen können Wertepaare aus Stützkraftänderung und Geome­ trieänderung des Tunnels ermittelt werden. Hieraus können Parameter wie beispielsweise Elastizitätsmodul des umgeben­ den Bodens bestimmt werden. Die Bestimmung von Stützkraft und Geometrieänderung kann mit einer geeignet ausgelegten Stütze 301 erfolgen, was später erläutert wird. Es können bestimmbare oder vorbestimmte Geometrie- oder Kraftverände­ rungen durch Ändern der eingebrachten Stütze zugelassen werden. Sich daraus ergebende Kraft- oder Geometrieänderun­ gen können gemessen werden. Fig. 10 shows a method for determining parts or parameters of a characteristic line. Generally speaking, pairs of values can be determined from changes in the supporting force and changes in the geometry of the tunnel. From this, parameters such as the modulus of elasticity of the surrounding soil can be determined. The determination of the support force and change in geometry can be carried out with a suitably designed support 301 , which will be explained later. Determinable or predetermined geometrical or force changes can be permitted by changing the inserted support. The resulting changes in force or geometry can be measured.

Sofern der frühere Spannungszustand bzw. Primärspannungszu­ stand wie oben beschrieben bestimmt wurde, kann dann aber­ mals bezugnehmend auf die oben angegebene Formel die vom umgebenden Gelände übernommene Stützkraft ermittelt werden, so daß sich weitere absolute Werte zur Festlegung der Ge­ birgskennlinie ergeben. In Fig. 10 kann dies beispielsweise so erfolgen, daß an einer Stütze (beispielsweise zweite von rechts in Fig. 8) zunächst ein Wertepaar aus Stützkraft F1 und Abmessung r1 im Schritt 1001 gemessen wird. Im Schritt 1002 wird dann eine bestimmte Verformung in radialer Rich­ tung zugelassen. Es wird dann im Schritt 1003 abermals ein Wertepaar aus neuer Stützkraft F2 und neuer Abmessung r2 ermittelt. Aus den so gewonnenen Werten können Größen wie Dehnung e, Dehnungsänderung Δe, Kraftänderung ΔF und Ela­ stizitätsmodul E bestimmt werden. Der Elastizitätsmodul E des Gebirges ist dabei in der Regel nicht mehr geschlossen lösbar, sondern kann beispielsweise durch "Justieren" an­ hand von Vergleichsrechnungen ermittelt werden. Es können Finite-Elemente-Verfahren eingesetzt werden.If the previous voltage state or primary voltage state was determined as described above, the supporting force taken over from the surrounding terrain can then be determined by referring to the formula given above, so that there are further absolute values for defining the mountain characteristic curve. In FIG. 10 this can be done, for example, by first measuring a pair of values consisting of supporting force F1 and dimension r1 on a support (for example second from the right in FIG. 8) in step 1001 . A certain deformation in the radial direction is then permitted in step 1002 . In step 1003, a pair of values is then determined from the new supporting force F2 and the new dimension r2. From the values obtained in this way, variables such as strain e, strain change Δe, force change ΔF and elasticity module E can be determined. The modulus of elasticity E of the mountains can generally no longer be solved in closed form, but can be determined, for example, by "adjusting" using comparative calculations. Finite element methods can be used.

Sofern der frühere Spannungszustand bzw. Primärspannungszu­ stand bestimmt wurde, kann dann im Schritt 1005 die vom um­ gebenden Gelände übernommene Stützkraft qualitativ anhand der oben genannten Formel ermittelt werden. Es ergibt sich dadurch ein weiterer Punkt auf der Gebirgskennlinie in Fig. 6. Durch wiederholtes Anwenden des Verfahrens in Fig. 10 gelangt man so zu einer genaueren Ermittlung der Gebirgs­ kennlinie. Wie schon gesagt, ist diese für einen bestimmten Ort z in Vortriebsrichtung spezifisch. Sie kann jedoch als Abschätzung für kommende Kennlinien verwendet werden, so daß ein genauer angepaßter Bauvorgang möglich wird. If the previous voltage state or primary voltage state was determined, then in step 1005 the supporting force taken over from the surrounding area can be determined qualitatively using the above-mentioned formula. This results in a further point on the mountain characteristic in FIG. 6. Repeatedly using the method in FIG. 10 leads to a more precise determination of the mountain characteristic. As already mentioned, this is specific for a specific location z in the direction of advance. However, it can be used as an estimate for upcoming characteristic curves, so that a more precisely adapted construction process is possible.

Fig. 11 zeigt schematisch in Kombination mehrere erfin­ dungsgemäße Tunnelbauverfahren. Im Schritt 1101 werden Grö­ ßen wie bezugnehmend auf die Fig. 9 oder 10 beschrieben bestimmt. Es können der frühere Spannungszustand SF bzw. Primärspannungszustand S0, Materialparameter (z. B. Elasti­ zitätsmodul E) oder auch die Gebirgskennlinie bestimmt wor­ den sein. Die so gewonnenen Daten können in verschiedener Weise verwendet werden:
Im Schritt 1102 erfolgt die Dimensionierung der zukünftig einzubauenden Sicherung 201. Die Dimensionierung kann Mate­ rialparameter für das Material der Sicherung 201 (bei­ spielsweise Mischungsverhältnisse, Endfestigkeiten, . . .), Stärke der Sicherung (in r-Richtung), usw., umfassen. Zur Ermittlung der Parameter der zukünftigen Sicherung können beispielsweise die Überlegungen herangezogen werden, die anhand der Fig. 6 erläutert wurden. Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist, daß die Gebirgskennlinie genauer abgeschätzt werden kann und somit angepaßtere Parameter ge­ wählt werden können. Da ein früherer Spannungszustand für einen Bereich nahe an der Ortsbrust und eine Gebirgskennli­ nie für einen Bereich nicht allzu weit hinter der Ortsbrust bestimmt werden kann, liegen hilfreich Daten vor, um Dimen­ sionierungen für Bereiche vor der Ortsbrust vorzunehmen. Fig. 11 shows schematically in combination several inventive tunneling method. In step 1101 , sizes are determined as described with reference to FIG. 9 or 10. The previous stress state SF or primary stress state S0, material parameters (e.g. elasticity module E) or the mountain characteristic curve can be determined. The data obtained in this way can be used in various ways:
In step 1102 , the fuse 201 to be installed in the future is dimensioned. The dimensioning can include material parameters for the material of the fuse 201 (for example mixing ratios, final strengths,...), Strength of the fuse (in the r direction), etc. To determine the parameters of the future backup, for example, the considerations that were explained with reference to FIG. 6 can be used. The advantage over the prior art is that the mountain characteristic can be estimated more precisely and thus more adapted parameters can be selected. Since an earlier state of stress for an area close to the face and a mountain map can never be determined for an area not too far behind the face, useful data are available for dimensioning areas in front of the face.

Im Schritt 1103 können variable Stützen kraft- oder wegge­ steuert angesteuert werden. Insbesondere kann dadurch ein angepaßter Dehnungswert e für die ausgehärtete Sicherung 201 angefahren werden. Beispielsweise ist aus Diagrammen entsprechend Fig. 7 das Verhalten des Materials der Stütz­ schicht bekannt, insbesondere ihre Lastaufnahmefähigkeit für den ausgehärteten Zustand. Es kann dann beurteilt wer­ den, bei welcher Dehnung e (Fig. 6) sich ein Gleichgewicht zwischen dem vom umgebenden Gelände geforderten Ausbauwi­ derstand und dem von der Sicherung tatsächlich lieferbaren Ausbauwiderstand einstellt. Dieser Punkt kann gezielt ange­ fahren werden, so daß ein an die tatsächlichen Gegebenhei­ ten gut angepaßtes Gleichgewicht eingestellt wird.In step 1103 , variable supports can be controlled in a force-controlled or displacement-controlled manner. In particular, this enables an adjusted elongation value e for the hardened fuse 201 to be approached. For example, the behavior of the material of the support layer is known from diagrams corresponding to FIG. 7, in particular its load-bearing capacity for the hardened state. It can then be judged at which elongation e ( FIG. 6) a balance is established between the expansion resistance required by the surrounding terrain and the expansion resistance actually available from the fuse. This point can be targeted, so that a well-adjusted to the actual conditions is adjusted balance.

Da gebaute Tunnel bestimmte Mindestdurchmesser nicht unter­ schreiten dürfen, die stattfindende Dehnung aber nur unge­ nau bekannt war, mußte zur Sicherstellung des Mindestdurch­ messers eine bestimmte Sicherheitsreserve zuviel ausgebro­ chen werden. Da mit dem beschriebenen Verfahren die Dehnung besser vorhersagbar ist und insbesondere für die unmittel­ bar vorausliegenden Ausbrüche besser vorhergesagt werden kann, kann auch die Sicherheitsreserve beim Ausbruch ver­ ringert werden.Because tunnels built do not fall below certain minimum diameters allowed to walk, but the stretching that is taking place is only unsafe was known, had to ensure the minimum through a certain safety reserve is too much will be. As with the procedure described, the stretch is more predictable and especially for the immediate outbreaks ahead can be better predicted can, the safety reserve can ver ver be wrested.

Fig. 14 zeigt schematisch eine Karte von Gebirgskennlinien, wie sie sich bei fortwährender Anwendung der oben beschrie­ benen Verfahren ergeben kann. Dargestellt sind verschiedene Gebirgskennlinien mit der z-Koordinate als Parameter. zo ist der Ort der momentanen Ortsbrust. Hierfür konnte der frühere Spannungszustand bzw. Primärspannungszustand 1401 bestimmt werden. Für dahinter liegende Orte konnten schon mehrere Punkte der Gebirgskennlinie ermittelt werden, so daß sich zunehmend vollständigere Kennlinien ergeben. So bestehen die Kurven 1402 bis 1406 zunehmend aus zwei bis sechs Meßpunkten und liefern daher zunehmend vollständigere Kennlinien. Fig. 14 shows schematically a map of mountain characteristics as it can result from continued use of the above-described method. Various mountain curves are shown with the z coordinate as a parameter. zo is the location of the current face. The previous voltage state or primary voltage state 1401 could be determined for this. Several points of the mountain characteristic curve could already be determined for locations lying behind, so that increasingly more complete characteristic curves result. The curves 1402 to 1406 increasingly consist of two to six measuring points and therefore provide increasingly more complete characteristic curves.

Kurve 1407 entspricht einer Darstellung des früheren Span­ nungszustands bzw. Primärspannungszustands in Abhängigkeit von der z-Koordinate. Gezeigt ist ein Beispiel mit deutlich variierenden Werten. zz ist der Ort einer zukünftig zu bau­ enden Sicherung. Zu ihrer Dimensionierung kann beispiels­ weise auf Extrapolation bisher gewonnener Werte zurückge­ griffen werden. Beispielsweise kann Kurve 1407 in z- Richtung extrapoliert werden (1. Ableitung konstant). Für den Ort zz der zukünftigen Sicherung ergibt sich ein Schnittpunkt 1409. Er kann als Schätzwert für den dort herrschenden Primärspannungszustand genommen werden. Es kann auch eine weiterer Sicherheitszuschlag 1410 erfolgen, so daß sich ein Schätzwert 1411 für den Primärspannungszu­ stand ergibt. Dieser kann zu Dimensionierung der Parameter der Sicherung verwendet werden. Im späteren Verlauf kann sich dann beispielsweise herausstellen, daß nicht der Schätzwert 1411 richtig war, sondern der später tatsächlich gemessene Wert 1412.Curve 1407 corresponds to a representation of the previous voltage state or primary voltage state as a function of the z coordinate. An example with clearly varying values is shown. zz is the location of a fuse to be built in the future. For their dimensioning, for example, extrapolation of previously obtained values can be used. For example, curve 1407 can be extrapolated in the z direction (1st derivative constant). An intersection 1409 results for the location zz of the future backup. It can be taken as an estimate for the primary voltage state there. There may also be a further safety surcharge 1410 , so that there is an estimate 1411 for the primary voltage supply. This can be used to dimension the parameters of the fuse. In the later course it can then be found, for example, that it was not the estimated value 1411 that was correct, but the value 1412 that was actually measured later.

Mit 1104 sind weiterführende Sicherungsmaßnahmen angedeu­ tet. Wenn z. B. festgestellt wird, daß die Stütze 301 eine Stützkraft aufnimmt, die die Sicherung 201 selbst dann nicht übernehmen wird können, wenn sie ausgehärtet ist (oder Sicherheitsreserven zu klein sind), können weiterge­ hende Maßnahmen veranlaßt werden, etwa das Einbringen zu­ sätzlicher Sicherungen, Flucht oder ähnliches. Es können Alarme ausgegeben werden.Further security measures are indicated at 1104 . If e.g. B. it is found that the support 301 receives a supporting force that the fuse 201 will not be able to take over even if it has hardened (or the safety reserves are too small), further measures can be taken, such as the introduction of additional fuses, Escape or the like. Alarms can be issued.

Im Diagramm der Fig. 14 werden Gebirgskennlinien ermittelt, die tendentiell um so weiter fortgeschrieben sind, je wei­ ter der Ort hinter der Ortsbrust liegt. Immer jedoch können die schon vorhandenen Werte der Gebirgskennlinie geeignete extrapoliert werden, um anhand dieser extrapolierten Ge­ birgskennlinien weitere Bestimmungen treffen zu können, et­ wa zur Ansteuerung der Stützen am jeweiligen Ort. Beispiel­ haft angedeutet ist dies durch die gestrichelte Kurve 1402a. Durch später hinzugewonnene Meßwerte können die ex­ trapolierten Kurven an die tatsächlichen Verhältnisse ange­ paßt werden.In the diagram in FIG. 14, mountain characteristic curves are determined, which tend to be updated the further the location lies behind the working face. However, the already existing values of the mountain curve can always be appropriately extrapolated in order to be able to make further determinations based on these extrapolated mountain curves, for example to control the supports at the respective location. This is indicated by way of example by the dashed curve 1402 a. The measured values can be used to adapt the ex trapolated curves to the actual conditions.

Fig. 12 zeigt beispielhaft eine Meßvorrichtung für den Tun­ nelbau. Fig. 12a zeigt schematisch eine als Ringstütze aus­ gelegte Meßvorrichtung im eingebauten Zustand. Die Ring­ stütze weist Verstrebungen 1201 auf, von denen einige oder alle längenveränderlich sein können, beispielsweise hydrau­ lisch. Die Verstrebungen wirken auf Anlageplatten 1202, die flächig ausgebildet sind und entsprechend der Tunnelkontur profiliert sein können. Die Verstrebungen 1201 sind vor­ zugsweise gelenkig an den Anlageplatten 1202 sowie an be­ nachbarten Verstrebungen angelenkt. Fig. 12b zeigt schema­ tisch eine Verstrebung 1201d zwischen zwei Anlageplatten 1202c und 1202d. Die Verstrebung weist einen Hydraulikzy­ linder 1204 und einen Hydraulikkolben 1203 auf. Der Hydrau­ likzylinder empfänge unter Druck stehendes Hydraulikfluid über eine Leitung 1205, die von einer Hydraulikquelle 1206 gespeist wird. An der Verstrebung ist eine Sensorik 1210 vorgesehen. Die Sensorik kann die Länge der Verstrebung oder Längenänderungen messen und entsprechende Daten wei­ terleiten. Daneben kann auch eine Lagesensorik 1212 vorge­ sehen sein, um die Lage der Verstrebung und damit die Wir­ krichtung der durch sie erzeugten Kräfte (vektoriell) be­ stimmen zu können. Auch eine Krafterfassung ist vorgesehen. Es kann sich beispielsweise um Dehnungsmeßstreifen oder Kraftmeßdosen handeln. Andererseits kann die Kraft auch aus dem herrschenden Hydraulikdruck ermittelt werden. 1211 kennzeichnet die Krafterfassungseinrichtung, 1210 die Ab­ messungserfassungseinrichtung und 1212 die Lageerfassungs­ einrichtung. Die genannten Erfassungseinrichtungen können an mehreren oder allen Verstrebungen 1201 vorgesehen sein. Durch vektorielle Betrachtung der herrschenden Kräfte kön­ nen vergleichsweise genaue Werte für die radial aufgebrach­ ten Stützkräfte ermittelt werden. Darüber hinaus können Kräfte in mehrere Richtungen ermittelt werden. Für eine Stütze kann eine Datenauswertungs- bzw. -aufbereitungsein­ richtung vorgesehen sein, die aus den Daten der einzelnen Sensoren und Aufnehmer aufbereitete Daten erzeugt. Fig. 12 shows an example of a measuring device for Tun nelbau. Fig. 12a shows schematically a measuring device laid as a ring support in the installed state. The ring support has struts 1201 , some or all of which can be variable in length, for example hydrau lic. The struts act on contact plates 1202 , which are flat and can be profiled according to the tunnel contour. The struts 1201 are preferably articulated to the abutment plates 1202 and to adjacent struts. Fig. 12b schematically shows a strut 1201 d between two contact plates 1202 c and 1202 d. The strut has a Hydraulikzy cylinder 1204 and a hydraulic piston 1203 . The hydraulic cylinder receives hydraulic fluid under pressure via a line 1205 , which is fed by a hydraulic source 1206 . A sensor system 1210 is provided on the strut. The sensor system can measure the length of the strut or changes in length and forward the corresponding data. In addition, a position sensor 1212 can be seen in order to determine the position of the strut and thus the direction of the forces generated by it (vectorially). Force detection is also planned. For example, strain gauges or load cells can be used. On the other hand, the force can also be determined from the prevailing hydraulic pressure. 1211 identifies the force detection device, 1210 the dimension detection device and 1212 the position detection device. Said detection devices can be provided on several or all struts 1201 . By vectorial consideration of the prevailing forces, comparatively precise values for the radially applied supporting forces can be determined. In addition, forces can be determined in several directions. A data evaluation or processing device can be provided for a support, which generates processed data from the data of the individual sensors and transducers.

Fig. 13 zeigt ein Tunnelbausystem. Es weist die als Meßvor­ richtung ausgebildete Stütze 301 auf, die mehrere Sätze von Sensoren 1210 bis 1212 für Abmessung, Kraft und Lage auf­ weist. Das System kann mehrere der gezeigten Stützen auf­ weisen. Eine Regelung bzw. Steuerung 1300 empfängt die Meß­ werte. Sie kann weitere Meßwerte empfangen. Eine Bestim­ mungseinrichtung 1301 bestimmt wie oben beschrieben einen früheren Spannungszustand, insbesondere den Primärspan­ nungszustand und/oder Materialparameter bzw. Teilverläufe oder Verläufe der Gebirgskennlinie. Eine Ermittlungsein­ richtung 1302 ermittelt daraus Parameter der zukünftig zu bildenden Stützschicht und steuert dementsprechend die Ma­ schine 800 an oder gibt die einzustellenden Parameter aus, damit sie anderweitig eingestellt werden können. Eine zwei­ te Ermittlungseinrichtung 1303 ermittelt vorzunehmende Ver­ änderungen einer oder mehrerer Stützen 301 und gibt diese entweder aus steuert die Veränderungen selbst ein. Fig. 13 illustrates a tunneling system. It has the support 301 designed as a measuring device, which has several sets of sensors 1210 to 1212 for dimensions, force and position. The system can have several of the supports shown. A regulation or control 1300 receives the measured values. It can receive further measured values. As described above, a determination device 1301 determines an earlier voltage state, in particular the primary voltage state and / or material parameters or partial courses or courses of the mountain characteristic. A Ermittlungsein direction determined 1302 from parameters of future-forming support layer and accordingly controls the ma chine to 800 or outputs the parameters to be adjusted so that they can be set otherwise. A second determination device 1303 determines changes to be made in one or more supports 301 and either outputs them and controls the changes itself.

Claims (21)

1. Verfahren zum Bestimmen eines früheren Spannungszu­ stands im Bereich eines Gebirges oder Bodens, in dem ein Tunnel gegraben wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
Anbringen einer Referenz für eine radiale Position, Freigraben eines Tunnelabschnitts,
Einbringen einer radial wirkenden Stütze im Bereich der Referenz,
Erfassen der auf die Stütze einwirkenden Kraft und/oder der Abmessung der Stütze, und
Bestimmen des früheren Spannungszustands anhand der er­ faßten Kraft und/oder Abmessung der Stütze.1. a method for determining an earlier state of stress in the area of a mountain or ground in which a tunnel is dug,
characterized by the steps
Applying a reference for a radial position, excavating a tunnel section,
Introduction of a radially acting support in the area of the reference,
Detecting the force acting on the support and / or the dimension of the support, and
Determining the previous state of tension based on the detected force and / or dimension of the support. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung des früheren Spannungszustands auch be­ zugnehmend auf eine Abschätzung der schon vom Gebirge übernommenen Stützkräfte erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the determination of the previous state of tension also be based on an estimate of the already from the mountains supported forces takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzung bezugnehmend auf eine Abschätzung der stattgefundenen Dehnung und/oder auf lokale Gebirgspa­ rameter und/oder auf Erkenntnisse aus in Vortriebsrich­ tung weiter hinten liegenden Tunnelabschnitten erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the estimate referring to an estimate of the expansion and / or local mountain pa parameters and / or based on knowledge gained in tunneling tunnels further back. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Freigraben des Tunnelabschnitts vorauseilend eine vorzugsweise um den Tunnelumfang umlaufende Siche­ rung gebildet wird, wobei
  • - ein Bereich der Sicherung, vorzugsweise ihre Innen­ oberfläche als Referenz für radiale Positionen dient,
  • - die Stütze an der Innenoberfläche der Sicherung an­ greift, und
  • - die Bestimmung des früheren Spannungszustands auch bezugnehmend auf eine Ermittlung der von der Stütz­ schicht übernommenen Stützkräfte erfolgt.
4. The method according to claim 1, characterized in that before the excavation of the tunnel section leading a preferably around the tunnel circumference hedging tion is formed, wherein
  • an area of the fuse, preferably its inner surface, serves as a reference for radial positions,
  • - The support on the inner surface of the fuse engages, and
  • - The determination of the previous stress state is also carried out with reference to a determination of the supporting forces taken over by the supporting layer.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung bezugnehmend auf Kenngrößen und/oder Kennlinien des Materials der Sicherung erfolgt.5. The method according to claim 4, characterized in that the determination based on parameters and / or Characteristic curves of the material of the fuse is carried out. 6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als früheren Spannungszustand der Primärspannungszustand des Gebirges oder Bodens be­ stimmt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the earlier state of tension Primary stress state of the rock or soil be is true. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Finite-Elemente-Verfahren ange­ wendet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a finite element method is indicated is applied. 8. Verfahren zum Bestimmen von Teilen der Gebirgskennlinie im Bereich eines Gebirges oder Bodens, in dem ein Tun­ nel gegraben wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
Einbringen graduell veränderlicher radial wirkende Si­ cherungen,
Zulassen einer Verformung durch geometrisches Verändern der eingebrachten Stütze,
Erfassen der dann auf die Stütze einwirkenden Kraft, und
Bestimmen eines Verlaufs und/oder eines Parameters der Gebirgskennlinie anhand der erfaßten Kraft und/oder an­ hand der Veränderung der Abmessung der Stütze.8. Method for determining parts of the mountain characteristic in the area of a mountain or soil in which a tunnel is dug.
characterized by the steps
Introduction of gradually changing radial-acting fuses,
Allow deformation by geometrically changing the inserted column,
Detection of the force then acting on the support, and
Determining a course and / or a parameter of the mountain characteristic curve on the basis of the detected force and / or on the basis of the change in the dimension of the support. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein früherer Spannungszustand mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bestimmt wird, wobei das Bestimmen eines Verlaufs und/oder eines Parameters der Gebirgskennlinie auch anhand des bestimmten früheren Spannungszustandes erfolgt.9. The method according to claim 8, characterized in that an earlier state of tension using a method one of claims 1 to 7 is determined, wherein the Determining a course and / or a parameter of the  Mountain curve also based on the specific previous one Tension state occurs. 10. Verfahren nach Anspruch 9 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bestimmen des Teils der Gebirgskennlinie auch bezugnehmend auf Kenngrößen und/oder Kennlinien des Materials der Sicherung erfolgt.10. The method according to claim 9 and 4, characterized net that determining the part of the mountain curve also referring to parameters and / or characteristics of the material of the backup. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Finite-Elemente-Verfahren ange­ wendet wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized characterized in that a finite element method is indicated is applied. 12. Tunnelbauverfahren, bei dem ein in einem Gebirge oder Boden zu bauender Tunnel mit einer Sicherung ausgeklei­ det wird,
dadurch gekennzeichnet, daß ein früherer Spannungszustand und/oder ein Teil der Ge­ birgskennlinie mit einem Verfahren nach einem der vor­ herigen Ansprüche bestimmt wird, und
ein oder mehrere Parameter der zukünftig zu bildenden Sicherung bezugnehmend auf den bestimmten Spannungszu­ stand und/oder den bestimmten Teil der Gebirgskennlinie eingestellt werden.12. tunnel construction method in which a tunnel to be built in a mountain or ground is lined with a safety device,
characterized in that a previous state of stress and / or part of the Ge mountain characteristic is determined by a method according to one of the preceding claims, and
one or more parameters of the backup to be formed in the future with reference to the specific voltage state and / or the specific part of the rock curve are set. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke und/oder Materialparameter der Sicherung ein­ gestellt werden.13. The method according to claim 12, characterized in that the thickness and / or material parameters of the fuse be put. 14. Tunnelbauverfahren, bei dem ein in einem Gebirge oder Boden zu bauender Tunnel mit einer Sicherung ausgeklei­ det wird,
dadurch gekennzeichnet, daß graduell veränderliche radial wirkende Stützen einge­ bracht werden,
ein Spannungszustand und/oder ein Teil der Gebirgskenn­ linie mit einem Verfahren nach einem der vorherigen An­ sprüche bestimmt wird, und
eine graduelle Veränderung zumindest einer Stütze be­ zugnehmend auf den bestimmten Spannungszustand und/oder den bestimmten Teil der Gebirgskennlinie erfolgt.14. tunnel construction method in which a tunnel to be built in a mountain or ground is lined with a safety device,
characterized in that gradually changing radially acting supports are introduced,
a voltage state and / or part of the mountain characteristic line is determined using a method according to one of the preceding claims, and
a gradual change is made to at least one support referring to the specific stress state and / or the specific part of the mountain characteristic. 15. Meßvorrichtung für den Tunnelbau, gekennzeichnet durch
eine Stütze (301), die im Tunnel Stützkräfte radial nach außen einbringen kann und die über den Tunnelum­ fang zumindest bereichsweise an der Tunnelaußenwand an­ liegt,
eine Krafterfassungseinrichtung (1211), mit der eine oder mehrere Stützkräfte der Stützeinrichtung erfaßt werden können, und
eine Abmessungserfassungseinrichtung (1210) zum Erfas­ sen der Abmessung der Stütze.15. Measuring device for tunnel construction, characterized by
a support ( 301 ) which can bring support forces radially outwards in the tunnel and which is at least partially in contact with the outside of the tunnel via the tunnel circumference,
a force detection device ( 1211 ) with which one or more supporting forces of the support device can be detected, and
dimension sensing means ( 1210 ) for sensing the dimension of the support. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafterfassungseinrichtung einen Dehnungsmeß­ streifen und/oder eine Kraftmeßdose aufweist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the force detection device a strain gauge strip and / or has a load cell. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ihre Abmessung und/oder ihre Stützkraft hydraulisch einstellbar ist, wobei die Krafterfassungs­ einrichtung einen Drucksensor zur Erfassung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit aufweist.17. The apparatus of claim 15 or 16, characterized records that their dimension and / or their supporting force is hydraulically adjustable, the force detection device a pressure sensor for detecting the pressure which has hydraulic fluid. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch meh­ rere Drucksensoren, die Kräfte in mehrere Richtungen erfassen können. 18. The apparatus according to claim 17, characterized by meh rere pressure sensors, the forces in several directions can capture.   19. System für den Tunnelbau,
gekennzeichnet durch
eine Meßeinrichtung (301) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
eine Bestimmungseinrichtung (1300, 1301), die nach Maß­ gabe von Meßwerten der Meßeinrichtung mit einem Verfah­ ren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 einen Spannungs­ zustand und/oder einen Teil der Gebirgskennlinie be­ stimmt,
eine Ermittlungseinrichtung (1302), die bezugnehmend auf den bestimmten Spannungszustand und/oder den be­ stimmten Teil der Gebirgskennlinie einen oder mehrere Parameter der zukünftig zu bildenden Stützschicht er­ mittelt, und
eine Anzeige- und/oder Einstellvorrichtung, mit der ein oder mehrere Parameter der zukünftig zu bildenden Stützschicht angezeigt und/oder eingestellt werden.19. system for tunnel construction,
marked by
a measuring device ( 301 ) according to one of claims 15 to 18,
a determination device ( 1300 , 1301 ) which determines a voltage state and / or a part of the mountain characteristic curve according to the measurement values of the measuring device with a method according to one of claims 1 to 14,
a determination device ( 1302 ), which determines one or more parameters of the support layer to be formed in the future, and referring to the determined voltage state and / or the certain part of the mountain curve
a display and / or setting device with which one or more parameters of the support layer to be formed in the future are displayed and / or set. 20. System für den Tunnelbau, insbesondere nach Anspruch 19,
gekennzeichnet durch
eine Meßeinrichtung (301) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
eine Bestimmungseinrichtung (1300, 1301), die nach Maß­ gabe von Meßwerten der Meßeinrichtung mit einem Verfah­ ren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 einen Spannungs­ zustand und/oder einen Teil der Gebirgskennlinie be­ stimmt,
eine zweite Ermittlungseinrichtung (1303), die bezug­ nehmend auf den bestimmten Spannungszustand und/oder den bestimmten Teil der Gebirgskennlinie eine vorzuneh­ mende Veränderung einer Stütze bezugnehmend auf den be­ stimmten Spannungszustand und/oder den bestimmten Teil der Gebirgskennlinie ermittelt, und
eine Anzeige- und/oder Einstellvorrichtung (1206), mit der eine vorzunehmende Veränderung einer Stütze ange­ zeigt und/oder eingestellt wird.20. System for tunnel construction, in particular according to claim 19
marked by
a measuring device ( 301 ) according to one of claims 15 to 18,
a determination device ( 1300 , 1301 ) which determines a voltage state and / or a part of the mountain characteristic curve according to the measurement values of the measuring device with a method according to one of claims 1 to 14,
a second determining device ( 1303 ) which determines a change to be made to a support relating to the certain stress condition and / or the certain part of the rock curve with reference to the determined stress condition and / or the certain part of the rock curve, and
a display and / or setting device ( 1206 ) with which a change to be made to a support is indicated and / or set. 21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.21. Device for performing the method according to a of claims 1 to 14.
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