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BEAM – Geoelectrical Ahead Monitoring for TBM‐Drives

Kaus, Arnim / Boening, Wolf

10.1002/geot.200800048.abs

BEAM is a non‐intrusive focused‐electrical induced polarisation ground prediction technique, permanently operating while TBM tunnelling. Main components of the survey system are the measuring unit placed in the TBM operator cabin and special adapted excavation tools which are used as electrodes. The unit is connected to the guidance system and receives the boring signal which allows fully automatic data acquisition and visualisation in real‐time on an integrated monitor. Communication facilities transfer the forecast results to every accredited computer world wide simultaneously. Based on the measuring data the percentage frequency effect PFE and the resistivity R, an advanced evaluation software is established for geoelectrical‐geological/hydrogeological classification and interpretation. Selected case studies from international TBM projects are outlined with prediction results of different kinds of exploration targets and geological situations. Since 2000 the geophysical probing system is fulfilling the practical demands under the rough and various conditions of TBM tunnelling work by indicating reliable results in hard rock as well as in soft ground.

BEAM – Geoelektrische Vorauserkundung für TBM‐Vortriebe

BEAM ist eine zerstörungsfreie, vortriebsbegleitende Baugrund‐Vorauserkundungs‐Technologie auf Basis der fokussierend‐elektrischen induzierten Polarisation. Das Monitoring‐System besteht hauptsächlich aus einem Messgerät, das in der Steuerkabine aufgestellt werden kann, und aus speziell angepassten, bauseits vorhandenen Abbauwerkzeugen und Sicherungsmitteln, die als Elektroden dienen. Die Messeinheit wird mit dem bestehenden Vermessungssystem verbunden und empfängt das Bohrsignal, sodass vollautomatisierte Messungen durchgeführt werden, ohne die Tunnelvortriebsarbeiten zu stören, bei gleichzeitiger Datenauswertung und Visualisierung der Ergebnisse in Echtzeit auf dem integrierten Bildschirm der Einheit. Durch Anschluss an die Kommunikationseinrichtungen der Baustelle lassen sich die Vorauserkundungsdaten zeitgleich an jeden akkreditierten Computer weltweit transferieren. Eine innovative Auswertesoftware bewerkstelligt die geoelektrisch‐geologische/hydrogeologische Klassifikation und Interpretation, die auf den Messparametern Prozent Frequenz Effekt PFE und dem Widerstand R basiert. Ausgewählte Fallbeispiele aus internationalen TBM‐Projekten zeigen Vorauserkundungsergebnisse unterschiedlicher Explorationsziele und geologischer Situationen. Seit 2000 ist das Vorauserkundungssystem in der Anwendung und zeigt, dass es unter den schwierigen und unterschiedlichen Bedingungen im mechanisierten Tunnelbau sowohl im Hartgestein als auch im Lockergestein im Dauereinsatz zuverlässige Ergebnisse erbringt.