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Patent Searching and Data


Title:
ADVANCEMENT OF PIPE ELEMENTS IN THE GROUND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/080753
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to advance pipe elements (18) for constructing an elongate structure in a soft, stony, rocky, and/or monolithic ground. Said aim is achieved by determining the force of advancement (40), the eccentricity (52) thereof in relation to the neutral axis (N), and/or the direction of advancement (28) with the aid of a pressing device (24) and extension elements (44) which are filled with fluid and are disposed on the face of the joints (70) of the tubing (14). The fluid pressure (p) is measured in at least one portion of the extension elements (44) which extends along the entire length of the tubing (14), and/or the deformation is measured in some of the joints (70). The force of advancement (40) and the eccentricity (52) are calculated from said parameters, and the values are stored and/or are compared to stored standard values. According to a variant, the eccentricity (52) is calculated, and the values are converted into control commands for the pressing device (24) and/or the individual fluid supply to or the individual fluid discharge from the extension elements (44).

Inventors:
TRUEMPI STEFAN (CH)
Application Number:
PCT/CH2005/000090
Publication Date:
September 01, 2005
Filing Date:
February 17, 2005
Export Citation:
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Assignee:
TRUEMPI STEFAN (CH)
International Classes:
E21D9/00; E21D11/38; (IPC1-7): E21D9/00
Foreign References:
DE3414180A11985-10-24
CH574023A51976-03-31
DE3539897A11987-05-21
US4432667A1984-02-21
Attorney, Agent or Firm:
BREITER + WIEDMER AG (Postfach 366, Neftenbach, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln der Vortriebskraft (40), deren Exzentrizität (52) be züglich der neutralen Achse (N) und/oder der Vortriebsrichtung (28) beim Vortrieb von Rohrelementen (18) zum Erstellen eines länglichen Bauwerks in weichem, steinigem und/oder felsigem Untergrund, wobei eine Pressvor richtung (24) und stirnseitig in den Fugen (70) des Rohrstrangs (14) ange ordnete, fluidgefüllte Dehnelemente (44) eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem über die ganze Länge des Rohrstrangs (14) verteilten Teil der Dehnelemente (44) der Fluiddruck (p) und/oder der Fugen (70) die Verformung gemessen, aus diesen Parametern die Vortriebskraft (40) und die Exzentrizität (52) berechnet und die Werte gespeichert und/oder mit ge speicherten Standardwerten verglichen werden.
2. Verfahren zum Steuern der Vortriebskraft (40), Minimalisieren von deren Exzentrizität (52) bezüglich der neutralen Achse (N) und/oder der Vortriebs richtung (28) beim Vortrieb von Rohrelementen (28) zum Erstellen eines länglichen Bauwerks in weichem, steinigem und/oder felsigem Untergrund (10), wobei eine Pressvorrichtung (24) und stirnseitig in den Fugen (70) des Rohrstrangs (14) angeordnete, fluidgefüllte Dehnelemente (44) eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem über die ganze Länge des Rohrstrangs (14) verteilten Teil der Dehnelemente (44) der Fluiddruck (p) und/oder der Fugen (70) die Verformung gemessen, aus diesen Parametern die Vortriebskraft (40) und die Exzentrizität (52) berechnet, und die Werte in Steuerbefehle für die Pressvorrichtung (24) und/oder die individuelle Fluidzufuhr zu bzw. den indi viduellen Fluidabfluss von den Dehnelementen (44) umgewandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung, vorzugsweise die Dehnung oder die Scherverformung, in allen Fugen (70) gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung, vorzugsweise die Dehnung in einer Fuge (70) an we nigstens drei Stellen, vorzugsweise regelmässig über den Umfang verteilt, gemessen und die Geometrie der Dehnungsebene der Fuge (70) bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruck (p) in jedem Abschnitt (A, B, C) eines sektoriell unter teilten Dehnelements (44) gemessen und bei entsprechendem Steuerbefehl abschnittweise eine individuelle Fluidmenge zuoder abgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem vordersten Dehnelement (44) ein Kopfstück (30) gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruck (p) in einem mit einer drucksteifen Flüssigkeit gefüllten Dehnelement (44) gemessen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruck (p) in einem im Querschnitt kreisförmigen, ovalen, ellip tischen oder in Richtung wenigstens einer Stirnseite (42) der Rohrelemente (18) runden Dehnelement (44) gemessen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von ausgeübter Kraft (K1) zu zulässiger Kraft (K2) perio disch oder kontinuierlich berechnet und überwacht, und bei Ki > 1 K2 vorzugsweise Alarm ausgelöst wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vorstauchen des Dehnelementes (44) im Pressschacht (12) gemessenen Parameter gespeichert werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung in Echtzeit erfolgt.
12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Qualitätssicherung.
Description:
Vortrieb von Rohrelementen im Untergrund Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Vortriebskraft, deren Ex- zentrizität bezüglich der neutralen Achse und/oder der Vortriebsrichtung beim Vortrieb von Rohrelementen zum Erstellen eines länglichen Bauwerks in einem weichen, steinigen und/oder felsigen Untergrund, wobei eine Pressvorrichtung und stirnseitig in den Fugen des Rohrstrangs angeordnete, fluidgefüllte Dehn- elemente eingesetzt werden. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern der Vortriebskraft, der Exzentrizität und der Vorschubrichtung, sowie eine Anwendung des Verfahrens.

Das klassische Verlegen von Rohrleitungen erfolgt in Gräben, wo sie Stück für Stück in ein Bett eingelegt, abgedichtet und wieder eingedeckt werden.

In einem überbauten, coupierten oder sonstwie im oberen Bereich schwierigen Gelände bietet sich als an sich bekannte Alternative an, aus einem abgeteuften Schacht einen Rohrstrang in das Erdreich zu treiben. Es wird ein möglichst ge- rade verlaufender Sollweg für den Rohrstrang projektiert, wobei allfällige Hin- dernisse in einem möglichst grossen Kurvenradius umgangen werden.

Der Rohrstrang wird durch sukzessives Anlegen von Rohrelementen in das Erdreich gepresst, wobei ein steuerbares Kopfstück den Weg weist. Die neuen Rohrelemente werden in einen Pressschacht abgesenkt und mit einer Pressvor- richtung vorwärts getrieben, bis das nächste Rohrstück eingesetzt werden kann. Die Rohrelemente haben einen Durchmesser von bis zu mehreren Me- tern, ein Rohrstrang aus Rohrelementen von beispielsweise 1 bis 4 m Durch- messer kann eine Länge von 1 bis 2 km oder mehr erreichen.

In einem Zielschacht kann das Kopfstück des Rohrstrangs entnommen und die notwendigen Abschlussvorrichtungen und-leitungen zugefügt werden.

Mit zunehmender Vortriebslänge nehmen die erforderlichen Vorpresskräfte in- folge der Mantelreibung der Rohrelemente zu. Je nach der Länge des Rohr- strangs und der anzuwendenden Presskraft können Zwischenpressstationen oder Zwischenschächte für weitere Pressvorrichtungen erstellt werden, mit wel- chen die Reichweite entsprechend erhöht werden kann.

Das vom Förderkopf abgetragene Erdmaterial muss in Gegenrichtung zum meist etwa horizontalen Rohrvortrieb abgeführt werden, dies kann in an sich bekannter Weise mit Förderbändern, Schuttwagen oder dgl. erfolgen. Weiter ist bei entsprechendem Erdreich eine Dünnstromförderung in geschlossenen Roh- ren möglich.

Die hohen Vortriebskräfte müssen möglichst gleichmässig und ohne lokale Spannungskonzentrationen stirnseitig von Rohrelement zu Rohrelement über- tragen werden, was im Direktkontakt nicht ohne Beschädigungen möglich wäre.

Es ist bekannt, dem Rohrquerschnitt entsprechende Druckübertragungsringe aus Holzwerkstoffen einzulegen.

Beim Pressvortrieb werden die Rohrelemente sowohl in axialer als auch in radi- aler Richtung stark beansprucht. Die Vorpresskräfte müssen den Brustwider- stand und die Reibung zwischen dem Rohrmantel und dem Erdreich überwin- den. Richtungskorrekturen führen, neben einer Zunahme der Vorpresskräfte, vor allem zu einer ungleichförmigen Verteilung der Druckspannungen der Rohr- stirnseiten und im Rohrelement selbst. Weitere Einwirkungen, wie z. B. Zwän- gungskräfte und Eigengewicht, beanspruchen die Rohre auch in radialer Rich- tung.

In der CH 574023 A5 wird eine Fugendichtung für einen Rohrstrang beschrie- ben, der im Pressvortrieb hergestellt wird. Zwischen den Stirnseiten der einzel- nen Rohrelemente wird ein Dehnelement angeordnet, das einen geschlossenen Hohlraum bildet. Dieser ist mit einem unter Druck stehenden Füllmittel so

auspressbar, dass die Stirnseiten der benachbarten Bauelemente auseinander- gedrückt werden.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genann- ten Art zu schaffen, mit weichem wenigstens einer der drei Parameter Vor- triebskraft, Exzentrizität bezüglich der neutralen Achse und Vortriebsrichtung optimal ermittelt wird und wahlweise gespeichert und/oder zur Prozesssteue- rung eingesetzt werden kann.

Bezüglich der Ermittlung der Parameter wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in wenigstens einem über die ganze Länge des Rohr- strangs verteilten Teil der Dehnelemente der Fluiddruck und/oder der Fugen die Verformung gemessen, aus diesen Parametern die Vortriebskraft und die Ex- zentrizität berechnet und die Werte gespeichert und/oder mit gespeicherten Standardwerten verglichen werden. Zur Prozesssteuerung werden in wenigs- tens einem über die ganze Länge des Rohrstrangs verteilten Teil der Dehnele- mente der Fluiddruck und/oder der Fugen die Verformung gemessen, aus die- sen Parametern die Vortriebskraft und die Exzentrizität berechnet, und die Werte in Steuerbefehle für die Pressrichtung und/oder die individuelle Fluidzu- fuhr zu bzw. den individuellen Fluidabfluss von den Dehnelementen umgewan- delt. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen des Verfahrens sind Ge- genstand von abhängigen Patentansprüchen.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann eine lückenlose, jederzeit repro- duzierbare Bauwerksdokumentation aufgezeichnet und erstellt werden.

Die Aufzeichnungen können auch zur Qualitätssicherung verwendet werden, welche qualitativ und quantitativ nachvollziehbar ist. Weiter kann der Baufort- schritt jederzeit mit einem projektierten Sollwert für den Rohrweg verglichen werden.

Bei Abweichungen kann jederzeit die Variante nach der vorliegenden Erfindung,

eine laufende Prozesssteuerung, eingesetzt werden, bis die vorgegebenen Standardwerte wieder die Sollwerte für den projektierten Rohrweg einhalten.

Dies erfolgt im Sinne einer rollenden Planung des Prozessablaufs.

Selbstverständlich können beide erfindungsgemässen Prozesse, das Ermitteln der Parameter und die Steuerung gleichzeitig ablaufen.

Der englische Ausdruck Fluid ist auch in der deutschen Sprache üblich gewor- den, damit wird ein fliessfähiges Medium bezeichnet, insbesondere ein Gas, eine Flüssigkeit niedriger oder hoher Viskosität, ein Gel, eine pastöse Masse oder dgl. dgl.

Vorzugsweise ist in jeder Fuge ein Dehnelement mit einer Messvorrichtung an- geordnet. Während-wie erwähnt-in jeder Fuge ein Dehnelement angeordnet sein muss, können die Messelemente auch teilweise weggelassen werden, vor- zugsweise periodisch. Beispielsweise kann in jedem 2., 3., 4., ... n. Dehnele- ment eine Messvorrichtung für den Druck angeordnet sein. Selbstverständlich ist eine regelmässige Anordnung nicht zwingend, aber vorteilhaft. In den glei- chen oder unterschiedlichen Fugen kann die Verformung gemessen werden, wobei dies in der Regel mittels Messung der Dehnung der Fugen besteht. Es können jedoch auch die Scherverformung und/oder andere an sich bekannte Parameter gemessen werden. Dies erfolgt vorzugsweise an mindestens drei regelmässig über den Umfang verteilten Stellen, so kann im Falle der Deh- nungsmessung die Geometrie der Dehnungsebene einer Fuge bestimmt wer- den.

Der Fluiddruck in den Dehnelementen wird zweckmässig mittels eines Mano- meters gemessen. Wird aufgrund der gemessenen Parameter eine Abweichung des Fluiddrucks vom Sollwert festgestellt, veranlasst ein entsprechender Steu- erbefehl eine Zufuhr oder einen Abfluss von Fluid, oder die Vortriebskraft wird entsprechend erhöht oder erniedrigt. Die Steuerbefehle können individuell an einen spezifischen Aktor erfolgen, jedoch auch gruppenweise an mehrere Akto-

ren.

Das Dehnelement kann bezüglich des Querschnitts jede übliche geometrische Form annehmen. Im einfachsten Fall ist dies kreisförmig. Die Querschnittsform kann jedoch auch quadratisch, rechteckig, mit gleichen oder unterschiedlichen Wanddicken sein. Als Material bieten sich elastische Werkstoffe an, welche auch faserverstärkt sein können und deren mechanische Eigenschaften an die objektspezifischen Kräfte und geometrischen Verhältnisse anpassbar sind.

In Bezug auf den Querschnitt kreisförmige, ovale, elliptische oder rechteckige Dehnelemente haben die geometrische Eigenschaft, dass bei spannungsfrei erzeugten Vorstauchungen der Dehnelemente deren Auflagebreiten auf der Rohrstirnfläche nur in geringem Masse abhängig sind von den unter Kraft auf- tretenden Stauchungen. Dies hat zur Folge, dass auch bei stark schiefen Deh- nungsebenen in den Fugen die spezifischen, von den Dehnelementen übertra- genen Kräfte entlang des Rohrumfangs nur geringfügig variieren und damit die Exzentrizitäten der Vortriebskraft bezüglich der neutralen Achse der Rohre ge- ring bleiben, was einen starken Gegensatz zu den bisher meist verwendeten Fugen aus Holzwerkstoffen bedeutet.

Weiter kann das Verhältnis der ausgeübten Kraft K1 zur zulässigen Kraft K2 durch periodische oder kontinuierliche Berechnung des Verhältnisses über- wacht werden. Falls das Verhältnis 1 erreicht oder überschreitet, wird automa- tisch ein Alarm ausgelöst und/oder die betreffende Stelle auf einem Display an- gezeigt, der Operator kann sofort einschreiten.

Schliesslich wird im Pressschacht das zwischen das hinterste Rohrelement des Rohrstrangs und das neu eingeführte Rohrelement eingelegte Dehnelement vorzugsweise vorgestaucht und die dabei gemessenen Parameter gespeichert.

Mit anderen Worten wird beim Vorstauchen der geometrische Querschnitt des Dehnelements festgelegt. Wie bei allen übrigen Messungen erfolgt das Aus- werten vorzugsweise in Echtzeit, also nicht zeitverschoben.

Die Erfindung, insbesondere auch die dazu notwendigen Vorrichtungen, werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch : - Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Pressschacht mit einem Rohr- strang, - Fig. 2 den Verlauf eines Rohrstrangs unterhalb eines Strassenab- schnitts, - Fig. 3 einen Axialschnitt durch zwei stirnseitig aneinanderliegende Rohr- elemente, - Fig. 4 einen Radialschnitt durch ein Dehnelement, - Fig. 5 ein Detail einer Stossverbindung zweier Rohrelemente mit einer Mess-und Fülleinrichtung, gemäss V von Fig. 3, - Fig. 6 verschiedene Querschnittsformen von Rohrelementen, - Fig. 7 verschiedene Querschnittformen von Dehnelementen, - Fig. 8 eine Variante von Fig. 3 mit sektorieller Unterteilung des Dehnele- ments, und - Fig. 9 eine Variante gemäss Fig. 3 mit Dehnungsmessung.

Im Untergrund 10, vom weichen Erdreich bis zum monolithischen Fels, wird ausgehend von einem Pressschacht 12 ein Rohrstrang 14 vorgetrieben, wel- cher in einigen Metern Tiefe etwa parallel zur Erdoberfläche 16 verläuft. Die einzelnen Rohrelemente 18 werden mittels einer Hebevorrichtung 20 in den Pressschacht 12 abgesenkt.

Eine sich auf ein Widerlager 22 abstützende Pressvorrichtung 24 ist auf den Rohrstrang 14 ausgerichtet. Vorliegend handelt es sich um Hydraulikpressen, es können jedoch auch pneumatische Pressen oder Hubspindeln eingesetzt werden. Ein Druckring 26 drückt stirnseitig auf das hinterste Rohrelement 18 und drückt den ganzen Rohrstrang 14 in Vorschubrichtung 28 um die Länge I

eines Rohrelements 18 vorwärts. Dann wird der Druckring 26 zurückgezogen, ein neues Rohrelement 18 abgesenkt und unter Zwischenlage eines Dehnele- ments 44 (Fig. 3) präzis angesetzt. Dann erfolgt der Einschub um eine weitere Rohrlänge I.

Gleichzeitig mit dem Einpressen des Rohrstrangs 18 in den Untergrund 10 wird durch ein Kopfstück 30 in an sich bekannter Weise das verdrängte Erdreich abgebaut. Dies erfolgt beispielsweise durch einen eingebauten Bagger 32, eine Fräse oder einem anderen im Bergbau bekannten Arbeitsgerät. Mit einem nicht gezeichneten Laufband wird das abgetragene Erdreich 34 in Richtung des Pressschachts 24, also entgegen der Vortriebsrichtung 28, gefördert.

Der Vortrieb erfolgt wie erwähnt schrittweise. Ein Schritt beinhaltet das Einset- zen eines Rohrelements 18, den Vorschub des Rohrstrangs 14 um die Länge I des Rohrelements 18 in Vorschubrichtung 28. Die Vorschubkraft 40 (Fig. 3) wird über die nachstehend gezeigten Dehnelemente 44 (Fig. 3) von Rohrele- ment zu Rohrelement 18 übertragen.

Wie erwähnt, verläuft der Rohrstrang 14 in der Regel etwa parallel zur Erdober- fläche 16. Der Rohrstrang 14 kann aber auch in jedem beliebigen anderen Win- kel verlaufen.

Aus verschiedenen Gründen kann es während dem Vorschieben eines Rohr- strangs 18 zu Exzentrizitäten kommen, wie dies in Fig. 3 im Detail dargestellt wird.

Das Kopfstück 30 weist meist ein Ortungsgerät 36 auf, so kann die Lage jeder- zeit festgestellt und allenfalls notwendige Korrekturen vorgenommen werden.

Weiter kann bei einer allenfalls notwendigen Reparatur oder Auswechslung des Kopfstücks 30 ein Hilfsschacht präzis ausgehoben werden.

In Fig. 2 ist ein S-Stück einer Strasse 38 mit darunter liegendem Rohrstrang 14

angedeutet. Der Rohrstrang 14 wird mit möglichst grossem Biegeradius durch das S-Stück geführt, der projektierte Rohrweg verläuft möglichst gerade. Durch Messen und Prozesssteuerung gemäss der vorliegenden Erfindung kann der Rohrstrang 14 dem projektierten Rohrweg weitestgehend folgen.

Fig. 3 zeigt die Stirnseiten 42 zweier Rohrelemente 18, auf welche eine Vor- triebskraft 40 ausgeübt wird. Die beiden Stirnseiten 42 der Rohrelemente 18 werden durch ein als Hohlprofil ausgebildetes Dehnelement 44 gestossen. Der Hohlraum des Dehnelements 44 ist mit einem druckfesten Fluid 46 gefüllt, der Druck p kann auf weit mehr als 100 bar ansteigen.

Der Verbindungsbereich der beiden. Rohrelemente 18 ist mit einer Manschette 48 abgedeckt, welche eine Führungs-und Dichtungsfunktion hat. Die Dich- tungsfunktion wird durch einen eingelegten O-Ring 50 unterstützt.

Es kann während dem Vorschieben eines Rohrstrangs 14 aus Rohrelementen 18 zu Exzentrizitäten 52 der Vorschubkraft 40 bezüglich der neutralen Achse N des Rohrstrangs 14 kommen. Die Gründe dafür liegen in den unterschiedlichen Reibungsverhältnissen entlang der Kontaktfläche 54 der Rohrelemente 18 und dem Untergrund 10, hauptsächlich aber in geplanten und unvorhergesehenen Steuerbewegungen sowie Massungenauigkeiten in den Rohrelementen 18, ins- besondere bei der Verwendung von Fugenelementen aus Holzwerkstoffen, welche eine ausgeprägte nicht lineare, irreversible Last-Verformungs-Charakte- ristik aufweisen. Die erwähnten Exzentrizitäten 52 erzeugen Drehmomente um Achsen, die in einer senkrecht zur Vortriebsrichtung 28 stehenden Ebene lie- gen. Zur Erhaltung des Gleichgewichts wird die Mobilisierung von zu diesen Momenten gegenläufigen, betragsmässig gleich grossen Drehmomenten durch rechtwinklig zur Vortriebsrichtung 28 wirkende Erddrücken notwendig. Diese Erddrücke stellen bedeutende Belastungen dar, welche im Extremfall zu einem Bruch von Rohrelementen 18 führen.

Erfindungsgemäss sind alle Hohlräume der Dehnelemente 44 über den ganzen

Rohrstrang 14 über eine Druckleitung 56 verbunden, wie dies in Fig. 4 und 5 gezeigt wird. Diese Druckleitung 56 ist über einen Füllhahn 58 mit der Armatur 60 jedes angeschlossenen Dehnelements 54 verbunden. Mit einem Hebel 62 kann der Füllhahn 58 geöffnet werden. Die Armatur 60 ist auch mit einem Druckmessgerät 64 und einem Entlüftungshahn 66 bestückt, über welchen überflüssiges Fluid in den Innenraum des Rohrstrangs 14 abgelassen werden kann.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Dehnelement 44 aus einem Elasto- mer schlauchförmig ausgebildet. Der umlaufende Schlauch hat keine Aufteilung in Sektionen. Der Druck ist deshalb, bis auf den geodätischen Unterschied, im- mer rundherum gleich, auch bei grösster Druckanwendung, was in Fig. 5 mit dem punktierten, verformten Dehnelement 44 dargestellt ist.

In Fig. 6 sind einige mögliche Querschnitte von Rohrelementen 18 dargestellt.

Diese können beispielsweise rund, quadratisch, rechteckig, rechteckig mit einer Querwand oder gewölbeartig ausgebildet sein. Die Elemente haben einen Durchmesser bzw. ein entsprechendes Linearmass von einem oder mehreren Metern. Sie bestehen beispielsweise aus Beton, Faserbeton oder einem Metall.

Fig. 7 zeigt Querschnitte von Dehnelementen 44. Diese sind kreisförmig, quad- ratisch, elliptisch, langrechteckig abgerundet, kassettenförmig und beidseits konvex ausgebildet. Es gibt eine grosse Vielfalt von Querschnitten, die Wände können teilweise verstärkt ausgebildet sein.

In der Ausführungsform nach Fig. 8 ist das umlaufende Dehnelement 44 in drei gleich grosse Sektionen A, B, C aufgeteilt, welche hydraulisch nicht miteinander verbunden sind. Jede Sektion des Dehnelements 44 kann eine Armatur mit ei- nem Füllhahn 58 und einem Entiüftungshahn 66 aufweisen. Es kann eine aktive Richtungsänderung erfolgen. Mit einem Dehnelement 44 gemäss Fig. 8 kann bei entsprechender Anordnung direkt der Führungskopf 30 (Fig. 1) gesteuert werden. Üblich sind drei bis sechs Sektoren.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 9 wird die Dehnung zwischen den Stirn- seiten 42 der Rohrelemente 18 mit einem Dehnungsmesser 68 gemessen.

Die Messdatenverwaltung von Druck und Verformung, insbesondere der Deh- nung, erfolgt im Rohrstrang 18 oder ausserhalb davon mit einem Prozessor.

Der Füllhahn 58 und der Entlüftungshahn 66 können über entsprechende Akto- ren ebenfalls von einem Prozessor gesteuert werden. Die Datenübertragung vom und zum Prozessor erfolgt über elektrische oder optische Kabel bzw. über Funk, auch unter Einsatz des Internets. Diese wie üblich verwendeten elektro- nischen Bauteile sind der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnet.

Von wesentlicher Bedeutung ist dagegen, dass die Hohlräume aller betätigba- ren Dehnelemente 44 über die Druckleitung 56 kommunizierend miteinander verbunden werden können. Die sich im Innern des Rohrstrangs 14 über die ganze Länge erstreckende Druckleitung 56 kann mit allen Dehnelementen 54 oder nur einem Teil davon verbunden sein. Durch den Füllhahn 58 wird der Hohlraum eines Dehnelements 44 vor dem Aufbringen der Vortriebskraft 40 zweckmässig mit einer drucksteifen Flüssigkeit, auch Fluid 46 genannt, gefüllt und durch mindestens einen Entlüftungshahn 66 gleichzeitig entlüftet. Über diese beiden Hahnen 58,66 besteht auch die Möglichkeit, den vorhandenen Innendruck des Fluids 46 mit einem Druckmessgerät 64 zu messen. Mit Hilfe von mindesten drei punktuellen Messungen-der Dehnung von Fugen 70 in Vor- triebsrichtung 28 wird die Dehnungsebene in einer Fuge 70 bestimmt. Durch den erhaltenen Parameterdruck des Fluids 46 und die Geometrie der Deh- nungsebene in der Fuge 70 kann mit Hilfe eines reversiblen Last-Verformungs- gesetzes der beschriebenen Fugenfunktion die Grösse und Exzentrizität 72 der resultierenden Vortriebskraft 40 in Ort und Betrag ermittelt werden. Daraus kann wiederum die Grösse und Richtung der Erddrücke quer zur neutralen Achse N ermittelt und damit die Kenntnis über die Grösse der Gefährdung einer Beschädigung oder gar eines Bruchs der Rohrelemente 18 in Querrichtung ge- wonnen werden. Somit steht eine zuverlässige und genaue Methode zur Über-

wachung und Steuerung der Vortriebskräfte 40 zur Verfügung, welche mit ein- fachen, wirtschaftlichen und robusten Mitteln auskommt. Die Fuge 70 kann nach einer nicht dargestellten Variante auch konzentrisch, spiralförmig oder nach einer komplizierteren, jedoch keine Querkräfte erzeugenden geometri- schen Form verlaufen.

Durch eine Stauchung des Dehnelements 44 in der Fuge 70, während der die beschriebenen Füllhahn 58 und/oder Entlüftungshahn 66 geöffnet sind und so- mit das Fluid 46 frei in den Hohlraum des Dehnelements 44 ein-und austreten kann, wird das Dehnelement 44 deformiert, ohne dass sich der Druck im Hohl- raum des Dehnelements 44 ändert. Durch eine solche Vorstauchung kann die kraftübertragende Auflagefläche des Dehnelements 44 auf den Stirnseiten 42 der Rohrelemente und damit auch die Vortriebskraft 40 erhöht werden. Durch eine gezielte Vorstauchung kann somit das Deformationsverhalten des Dehn- elements 44 in gewissen Grenzen gemäss den Anforderungen gesteuert wer- den.

In mehrere Abschnitte unterteilte, d. h. sektionierte Dehnelemente 44 stellen unabhängige hydraulische Gefässe dar, die zueinander unterschiedliche Innen- drücke aufweisen können. Als gemeinsamen Parameter weisen diese Ab- schnitte lediglich die Geometrie der Dehnungsebene auf. Durch das Steuern des Druckes, bzw. der vorhandenen Menge Fluid 46 im Hohlraum der einzelnen Abschnitte des Dehnelements 44 wird die Lage der resultierenden Vortriebs- kraft 40 in Ort und Betrag beeinflusst. Mit einer gezielten Anwendung dieser Eigenschaft kann das unterteilte Dehnelement 40 die Lage und Grösse der Ex- zentrizität 52 der Vortriebskraft 40 genau kontrolliert und gesteuert werden.

Fehlen bei einem Dehnelement 44 diese Unterteilungen, so ist der Fluiddruck p im Hohlraum des Dehnelements 44 überall gleich gross, und die Grösse der über das Dehnelement 44 übertragenen Kraft je Längeneinheit des Dehnele- ments 44 in Umfangrichtung gemessen ist nur von der Grösse der Auflagebreite des Dehnelements 44 auf den Stirnseiten der Elemente abhängig und insbe-

sondere von der übrigen Geometrie des Dehnelements 44 unabhängig. Durch eine geschickte Wahl von Eigenschaften und Geometrie, sowie Vorstauchung des Dehnelements 44 gelingt es, die Abhängigkeit der stirnseitigen Fugenaufla- gefläche je Längeneinheit von der Stauchung des Dehnelements 44 klein zu halten. Damit kann auch die Exzentrizität 52 der resultierenden Vortriebskraft 40 von der Dehnung des Dehnelements 44 unabhängig gemacht oder in klei- nen Grenzen gehalten werden. Dies stellt eine bedeutende Verbesserung der Eigenschaften der beschriebenen Dehnelemente 44 dar.

Nach erfolgtem Vortrieb bestehen für die Weiterverwendung des beschriebenen Dehnelements 44 im wesentlichen zwei Möglichkeiten : - Der Innendruck des Dehnelements 44 wird abgesenkt und diese vom Innen- raum des erstellten Bauwerks her ausgebaut. Damit kann das Dehnelement 44 wieder verwendet werden.

- Das Dehnelement 44 bleibt eingebaut und wird als Bauwerksabdichtung für den Endzustand weiterverwendet.

Der Druck des Fluids 46 innerhalb des Dehnelements 44 wird weiter überwacht und gesteuert und damit die Dichtungsleistung des Dehnelements 44 kontrol- liert.

Das Fluid 46 im Dehnelement kann mit einer sich erhärtenden Flüssigkeit aus- getauscht werden, beispielsweise mit einer Zement-Suspension. Diese wird unter einem bestimmten Druck in den Hohlraum des Dehnelements 44 einge- presst und so nach erfolgter Erhärtung für eine dauerhafte Vorspannung und einen Dichtdruck verwendet.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass erfindungsgemäss die Mög- lichkeit besteht, mit dem beschriebenen Aufbau des Dehnelements 44 das ganze Bauwerk auf einfache Art und Weise zu überbrücken, bzw. vorzuspan- nen, mit all den damit verbundenen Vorteilen.