Technolog ie-inventarisatie meetsystemen L700-02 december 1998
Technologie-inventarisatie
meetsystemen
definitief
december 1998
COB: L700-02 GD: CO-381590/11 WL: 11506
COB: L700-02
definitief
december 1998
SAMENV ATTING Bij het opzetten van het Integraal Boor Beheerssysteem wordt beoogd de invloed van het boren op de omgeving te minimaliseren door terugkoppeling van de boorproceseffecten op de bodem en gebouwen naar de TBM besturing. Om adequaat te kunnen anticiperen in het nog te boren traject, wordt verder beoogd een mogelijkheid te creëren om opgedane ervaringen direct te kunnen verwerken. Eén van de functionele eenheden van het IDBS-systeem vormt de effect-meeteenheid, welke de effecten meten in de tunnelboormachine, de grond en de gebouwen. Een inventarisatie is uitgevoerd naar gewenste en beschikbare meetsystemen, die onderdeel moeten gaan uitmaken van genoemde effect-meeteenheid. Bij de technologie-inventarisatie van de meetsystemen is onderscheid gemaakt tussen meetsystemen in de TBM en meetsystemen in de grond en aan gebouwen. In het voorliggende rapport worden de resultaten van de technologie-inventarisatie van de meetsystemen gepresenteerd. In deel 1 worden de systemen voor de TBM behandel. In deel 2 worden de systemen voor de grond en gebouwen besproken. In het algemeen kan voor het meetsysteem van de TBM worden geconcludeerd dat voor een eerste orde IDBS de meeste physische grootheden kunnen worden gemeten met bestaande meetprincipes, zonder dat aanvullend onderzoek is vereist. Het tweede en derde orde generatie IDBS kan niet worden verwezenlijkt zonder verdere ontwikkeling van meetinstrumenten. Met uitzondering van de maaiveldzakkingen, voldoen bestaande meetsystemen voor de metingen aan de grond en de gebouwen.
Titel en subtitel: Technologie-inventarisatie
meetsystemen
Schrijvers: GD: ing. A.J.M. Peters, ir. E.P. van Jaarsveld WL: ir F.W.J. van Vliet, J. van der Pot
Datum rapport: december 1998 Rapportnummer opdrachtnemer: CO-381590111 Projectleider opdrachtnemer: ing. A.J.M. Peters Projectbegeleider opdrachtnemer: ir. E.P. van Jaarsveld
Type rapport:
Naam en adres opdrachtnemer: Grondmechanica Delft Postbus 69 2600 AB DELFf
Naam en adres opdrachtgever: Centrum Ondergronds Bouwen Postbus 420 2800 AK GOUDA
COB-document nummer: L700-02 Proj eetbegeleider opdrachtgever: Prof. W. Vlasblom
Samenvatting rapport: Bij het opzetten van het Integraal Boor Beheerssysteem wordt beoogd de invloed van het boren op de omgeving te minimaliseren door terugkoppeling van de boorproceseffecten op de bodem en gebouwen naar de TBM besturing. Om adequaat te kunnen anticiperen in het nog te boren traject, wordt verder beoogd een mogelijkheid te ereeren om opgedane ervaringen direct te kunnen verwerken. Eén van de functionele eenheden van het IBBS-systeem vormt de effect-meeteenheid. welke de effecten meten in de tunnelboormachine, de grond en de gebouwen. Een inventarisatie is uitgevoerd naar gewenste en beschikbare meetsysternen, die onderdeel moeten gaan uitmaken van genoemde effect-meeteenheid. Bij de technologieinventarisatie van de meetsystemen is onderscheid gemaakt tussen meetsystemen in de TBM en meetsystemen in de grond en aan gebouwen. In het voorliggende rapport worden de resultaten van de technologie-inventarisatie van de meetsystemen gepresenteerd. In deel 1 worden de systemen voor de TBM behandel. In deel 2 worden de systemen voor de grond en gebouwen besproken. In het algemeen kan voor het meetsysteem van de TBM worden geconcludeerd dat voor een eerste orde IBBS de meeste physische grootheden kunnen worden gemeten met bestaande meetprincipes. zonder dat aanvullend onderzoek is vereist. Het tweede en derde orde generatie IBBS kan niet worden verwezenlijkt zonder verdere ontwikkeling van meetinstrumenten. Met uitzondering van de maaiveldzakkingen, voldoen bestaande meetsystemen voor de metingen aan de grond en de gebouwen
Relationele rapporten: Verspreiding: COB-commissie
Trefwoorden:
Classificatie: Intern COB-rapport Versie: 1
Datum: 1998-12-04
Classificatie deze pagina: Nee Namens opdrachtnemer: E.P.van Jaarsveld F.W.J. van Vliet
L700
Aantal blz.: 57 Paraaf: Namens opdrachtgever: W. Vlasblom
-""
&J »:
Prijs: Paraaf:
Auteursrechten Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de CUR/COB. Het is toegestaan overeenkomstig artikel15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt. II©Rapport L700-02 Technologie-inventarisatie
meetsystemen, december 1998, CUR/COB, Gouda.
11
Aansprakelijkheid CUR/COB en degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CUR/COB sluit, mede ten behoeve van al diegenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, tenzij de schade mocht voortvloeien uit opzet of grove schuld zijdens CUR/COB en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt.
VOORWOORD De COB onderzoekscommissie L 700 "Integraal BoorBeheersSysteem IBBS" is in november 1996 opgericht met als doel de haalbaarheid van een integraal boorbeheerssyteem te onderzoeken. Een lliBS is een besturingssysteem dat het boorproces in de tunnelboormachine zodanig bestuurt dat de door het boren veroorzaakte bodemontspanningen zo min mogelijk effect hebben op de bebouwing in het omgevingsgebied. Gedurende totstandkoming
van dit rapport was de onderzoekscommissie L700 als volgt samengesteld:
Prof. ir. W.J. Vlasblom, VOORZmER, TU-Delft Faculteit Ontwerp, Constructie en Productie. Dr. ir. R.P. Krom, SECRET ARIS, TNO Bouw Ir. J.W. Bosch, TauwMabeg Civiel en Bouw BV Ir. F.J. Kaalberg, Tunnel Engineering Consultants v.o.f Ir. E.P. van Jaarsveld, Grondmechanica, Delft Ir. J.G.S. Pennekamp, Waterloopkundig Laboratorium R.P.W.l Kloek, TNO Bouw Naast de leden van de onderzoekscommissie hebben Ir. P.W.l van Vliet, Waterloopkundig Laboratorium en ing. A.lM. Peters van Grondmechanica Delft een bijdrage geleverd aan dit rapport. De COB spreekt zijn dank uit aan alle instellingen die kennis en kunde hebben gedeeld voor de totstandkoming van dit rapport. Bijzondere dank gaat uit naar het Adviesbureau van de Noord-Zuidlijn voor het beschikbaar stellen van hun kennis en ideeën die reeds binnen de Noord-Zuidlijn aanwezig waren met betrekking tot dit onderwerp. Eveneens is dankbaar gebruik gemaakt van de opgedane ervaring binnen het proefproject Tweede Heinenoord Tunnel.
Gouda, November 1998 Het Bestuur van het COB
COB:
definitief
L700-02
december 1998
INHOUD
SAMENVATTING DEELt
1
TBM
Hoofdstuk 1
INLEIDING
1
Hoofdstuk 2
PROGRAMMA VAN EISEN TBM-MEETSYSTEMEN 2.1 Boorprocesinstellingen en boorprocestoestand 2.2 Eisen aan het meetsysteem
3 3 3
Hoofdstuk 3
OVERZICHT BESCHIKBAAR MEETAPPARATUUR 3. 1 Totaaldruk van suspensie / grond 3.2 Niveau spoelv loeistof. 3.3 Metingen aan snijradcilinders 3.4 Schild voortstuwing 3.5 Draaimoment (koppel) van het snijrad 3.6 Ruimtelijke positie van het schild 3.7 Groutdruk en -viscositeit 3.8 Grout debiet
5 5 6 7 7 8 8 9 9
Hoofdstuk 4
VERGELIJKING PVE MET BESTAANDE TECHNIEKEN 4.1 Inleiding 4.2 Programma van eisen 4.3 Vergelijking met bestaande technieken
12 12 13 17
Hoofdstuk 5
CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
21
DEEL 2 GROND EN BELENDINGEN Hoofdstuk 6
PROGRAMMA VAN EISEN 6.1 Inleiding 6.2 Praktijkrandvoorwaarden 6.3 Meetspecificaties
23 23 23 24
Hoofdstuk 7
LITERATUURSTUDIE 7.1 Instrumenten 7.2 IBBS 7.3 Data-inwinning
28 28 28 29
Hoofdstuk 8
INSTRUMENTEN EN TOETSING 8.1 Maaivelddeformatie 8.1.1 Total Station 8.1.2 Automatisch waterpassysteem 8.1.3 Slangenwaterpas 8.1.4 Zettingsmeetslang 8.1.5 Elektronische tiltmeters 8.1.6 Glasvezels en optische technieken 8.2 Horizontale deformatie van de ondergrond
32 32 32 33 33 33 34 34 34
COB:
definitief
L700-02
8.3 8.3.1 8.3.2 8.4 8.5 8.6 8.7 Hoofdstuk 9
Verticale deformatie van de ondergrond Staaf-extensometer Fixed micrometer Gronddruk in de ondergrond Waterspanningen in de ondergrond Deformatie gebouwen Verkenning grondgesteldheid voor het boorfront..
CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN
Bijlagen: Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage
A B C E F G H I J K L M
Drukopnemer voorzien van scheidingsmembraan Drukopnemer voorzien van een coating Drukopnemer voorzien van een keramisch membraan Capacitieve electrodes Akoestische niveau meters Radar niveau meter Luchtdruk Magnetostriktieve verplaatsingsopnemer Incremental encoder Askoppelmeter Ruimtelijke positie van het schild Groutdruk in de staartspleet
Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage
Al BI B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BW BIl Bl2 B13 B14 B 15
Overzicht instrumenten en eigenschappen Automatic survey station Vibrating Wire Settlement Systems Multipoint Liquid Level System Chain-deflectometer EL Horizontal In-place IncIinometer EL Vertical In-place Inclinometer Vibrating Wire In-place Inclinometer Rad Extensometer Fixed Re-installable Micrometer VW Stress Stations Spannungsmonitorstation High Performance Piezometers VW Peizometer EL BEam Sensor VW Crackmeter
december 1998
35 35 36 36 37 37 38 40
Deell
TBM
COB: L700-02
definitief
december 1998
Hoofdstuk 1 INLEIDING In de TNO-rapportage ten aanzien van het functioneel en conceptueel ontwerp van het IBBS wordt beschreven dat het systeem gevoed zal worden met meetinformatie op drie deelgebieden, te weten TBM-informatie, bodeminformatie en gebouwinformatie. In dit rapport wordt een inventarisatie uitgevoerd naar mogelijk en beschikbaar meetinstrumentarium voor het verwerven van TBM-informatie. Hierbij is de aandacht primair gericht op de parameters die in de TNO-rapportage worden aangeduid als in gangs- of basisparameters voor het IBBS. In de inventarisatie wordt aandacht besteed aan meetprincipes, meetbereiken en meetnauwkeurigheden en worden specificaties gegeven van bestaande apparatuur. Het dient opgemerkt dat een groot deel van de meettechniek aansluit bij die die gebruikt wordt en ontwikkeld is door TBM-bouwers en aannemers ten behoeve van het operationeel beheer. Voorts dient opgemerkt dat onder invloed van de huidige proefprojecten er verscheidene meetmethoden in ontwikkeling zijn. Dit geldt voor de traditioneel te monitoren parameters maar ook voor de parameters die inmiddels gebleken zijn van groot belang te zijn, met name wordt hier het groutproces bedoeld. Het rapport sluit aan op de overige in het kader van het IBBS geschreven rapporten en beslaat de instrumentatie ten behoeve van het meten van processen in een slurryschild. Metingen die specifiek zijn voor een EPB-schild worden niet uitgewerkt. In hoofdstuk 2 wordt weergegeven welke processen in het functioneel ontwerp van het IBBS zijn aangemerkt om te worden gemonitoord. Tevens wordt in dit hoofdstuk aangegeven welke algemene eisen dienen te worden gesteld aan een meetsysteem in een TBM. In hoofdstuk 3 wordt een overzicht gegeven van de meetprincipes die kunnen worden toegepast om de in hoofdstuk 2 vastgesteld processen te monitoren. Hierbij wordt aandacht besteed aan de nauwkeurigheid van de verschillende principes. In hoofdstuk 4 wordt een vergelijking gemaakt tussen het programma van eisen als opgesteld door Witteveen + Bos en het in hoofdstuk 3 weergeven overzicht van beschikbare meetprincipes. Het rapport wordt in hoofdstuk 5 afgesloten met conclusies en aanbevelingen.
1
COB: L700-02
2
definitief
december 1998
COB:
definitief
L700-02
december 1998
Hoofdstuk 2 PROGRAMMA VAN EISEN 2.1
Boorprocesinstellingen
en boorprocestoestand
In het functioneel ontwerp van het IDBS wordt voor de tunnelboormachine onderscheid gemaakt tussen enerzijds "boorprocesinstellingen" en anderzijds "boorprocestoestand", Boorprocesinstellingen zijn TBM-onafhankelijk en dienen in het TBM-besturingssysteem te worden omgezet in TBM-instellingen. Deze omzetting is machine specifiek. Als belangrijkste boorprocesinstellingen • • • • •
gewenste gewenste gewenste gewenste gewenste
worden genoemd:
voortgangsrichting(sverandering) van de TBM boorfrondruk groutdruk en groutvolume in staartspleet graafkracht en rotatiesnelheid van het snijrad slurry-eigenschappen in de mengkamer
In een TBM zorgen diverse regelsystemen (en!of de operator) voor regeling van de TBM"actuatoren" en handhaving van de boorprocesinstellingen door bijsturing van de TBMinstellingen. De boorprocestoestand beschrijft de toestand van de diverse processen belangrijkste parameters zijn: • •
positie en oriëntatie van de TBM suspensiedruk aan het boorfront
• • • •
rotatiesnelheid van het snijrad grondtransport (afvoersnelheid) vanuit de mengkamer voortstuwingskracht en -richting van het schild groutdruk in de staartspleet en verpompt groutvolume
In hoofdstuk 3 worden de meetprincipes gemonitoord achtereenvolgens besproken.
2.2
kunnen worden
Eisen aan het meetsysteem
Afgezien van instrument-specifieke meetsysteem als zodanig: •
waarmee genoemde parameters
m de TBM. De
eisen, dienen ook eisen te worden gesteld aan het
De meetfrequentie waarmee processen dienen te worden gemonitoord hangt samen met de tijd die verstrijkt tussen het meten enerzijds en het uitvoeren van een sturende handeling anderzijds. Voor het handhaven van de boorpocesinstellingen is een cyclustijd van orde grootte seconden noodzakelijk zodat een meetfrequentie van 0,3 à 1,0 Hz is vereist.
3
COB:
•
•
L700-02
definitief
december 1998
Omdat de meetsystemen moeten functioneren onder zeer instrument-onvriendelijke omstandigheden worden hoge eisen gesteld aan de robuustheid van opnemers en dataacquisitie. De instrumenten dienen bestand dan wel beschermd te zijn tegen onder andere stof en vuil, schokken en trillingen, mechanische belasting en temperatuurschommelingen. De instrumenten in de TBM moeten gedurende het gehele boorproces functioneren. De levensduur moet dus vele maanden bedragen.
•
Het vereiste meetbereik van de instrumenten is afhankelijk van de specifieke omstandigheden en ontwerp van de TBM.
•
Het verdient voorkeur om voor het meetsysteem een eigen groep van 220 V te hebben die niet gestoord wordt door andere installaties.
•
Voorkomen dient te worden dat signalen worden gestoord door aanwezigheid sterkstroomkabels.
4
van
COB:
definitief
L700-02
december 1998
Hoofdstuk 3 OVERZICHT BESCHIKBAAR MEETAPPARA TUUR Onderstaand wordt een overzicht gegeven van de meetprincipes die kunnen worden toegepast om de in hoofdstuk 2 gegeven parameters te monitoren. De nauwkeurigheden die worden genoemd zijn indicatief voor de betreffende meetprincipes en kunnen per fabrikant verschillen.
3.1
Totaaldruk van suspensie I grond
Drukopnemer voorzien van scheidingsmembraan Voor het monitoren van de druk in de mengkamer kan gebruik worden gemaakt van industriële drukopnemer voorzien van een voorliggend scheidingsmembraan. De drukoverdracht van scheidingsmembraan naar drukopnemer vindt plaats door een vloeistof vulling (een voorbeeld hiervan zijn de Glötzl opnemers, zoals gebruikt in de TBM van de Tweede Heinenoordtunnel). - meetbereik - nauwkeurigheid
: vanaf 1 bar : ca. 0,5% van het meetbereik
Opmerking: Een blijvende vervorming van het membraan door bijvoorbeeld indrukken via een steen, kan een blijvende nulpuntverschuiving geven. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage A. Drukopnemer voorzien van een coating Tevens kan gebruik worden gemaakt van een industriële drukopnemer, coating (vaak polyurethaan): - meetbereik - nauwkeurigheid
voorzien van een
: vanaf 5 bar : ca. 1% van het meetbereik
Opmerking: Dergelijke drukopnemers zijn reeds langer in gebruik in de beton industrie. In verband met nauwkeurigheidseisen zijn voor de Tweede Heinenoordtunnel drukopnemers met betere specificaties ook voorzien van een pur coating. De coating functioneert goed maar door nog onbekende oorzaak trad bij deze opnemers veel nulpunt verloop op. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage B. Drukopnemer voorzien van een keramisch membraan Ten slotte kan gebruik worden gemaakt van industriële drukopnemer voorzien van een keramisch membraan. Bij een juiste constructie van het membraan kan dit direct aan de suspensie of grond worden blootgesteld: - meetbereik - nauwkeurigheid
; vanaf < 1 bar : ca. 0,1% van het meetbereik.
5
COB:
definitief
L700-02
december 1998
Opmerking: Bij toepassing voor drukmetingen aan bijvoorbeeld grout kan, om aanhechten van het grout op het membraan te voorkomen, in een coating van bijvoorbeeld PTFE voorzien worden. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage C.
3.2
Niveau spoelvloeistof
Metalen electrodes Als de vloeistof de electrodes bereikt wordt een weerstandsverandering gemeten: - meetbereik - nauwkeurigheid
tussen de electrodes
: afhankelijk van de plaatsing van de electrodes
: ca. 5 mm.
Opmerking: de meting is een aan I uit meting. De stapgrootte wordt bepaald door de posities van de electrode paren. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage D. Capacitieve electrode De electrische capaciteit van een geïsoleerde draad of staaf is afhankelijk van de indompeldiepte in een geleidende vloeistof: - meetbereik - nauwkeurigheid
°
: vanaf ca. 0,5 tot 1 m : ca. 0,5% van het meetbereik.
Opmerking: door kleef van de vloeistof aan de electrode kan een meetfout ontstaan. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage E. Akoestische niveau meters Met een transducent wordt een akoestische puls opgewekt. Het niveau wordt gemeten door de tijd te bepalen die de puls nodig heeft om na reflectie op het vloeistof niveau weer bij de transducent terug te komen: - meetbereik - nauwkeurigheid
: vanaf ca. 0,2 m tot 20 m : ca. 0,5% van het meetbereik.
Opmerking: akoestische niveaumeters hebben meestal een zogenaamde dode band van ca. 0,5 m onder de transducent waarin niet gemeten kan worden. De meting is temperatuur afhankelijk: hiervoor kan gedeeltelijk worden gecompenseerd. De meetmethode is niet toepasbaar bij schuimvorming op de vloeistof. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage F. Radar niveau meter Net als bij een akoestische niveau meting wordt een looptijd bepaald, in dit geval van een radar puls: - meetbereik - nauwkeurigheid
6
: vanaf ca. 0,2 m tot 20 m : ca. 0,2% van het meetbereik.
COB: L700-02
definitief
december 1998
Opmerking: de meting is niet temperatuur afhankelijk. De meetmethode is ook toepasbaar bij schuimvorming op de vloeistof. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage G. Luchtdruk Voor het bepalen van de luchtdruk zijn vele opnemers verkrijgbaar: : 800 tot 1200 mbar : vanaf 0, 1 mbar tot enkele mbar.
- meetbereik - nauwkeurigheid
Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage H.
3.3
Metingen aan snijradcilinders
De verplaatsing van een cilinder wordt veelal gemeten met een magnetostriktieve verplaatsingsopnemer of met een verplaatsingsopnemer die gebaseerd is op het tellen van lengte markeringen (incremental encoder). Vaak kan met deze typen verplaatsingsopnemers ook de bewegingssnelheid gemeten worden. Magnetostriktieve
verplaatsingsopnemer
- meetbereik - nauwkeurigheid
: van ca. 25 mm tot ca. 7,5 m : 0,02% van het meetbereik.
Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage 1. Incremental encoder : geen limiet, maar afhankelijk van het bereik van de electronische teller van het systeem : wordt voor een groot deel bepaald door de nauwkeurig heid waarmee de markeringen zijn aangebracht.
- meetbereik - nauwkeurigheid
Opmerking: in tegenstelling tot de magnetostriktieve opnemer is een incremental encoder meting niet absoluut. Bij spanningsuitval weet het systeem de juiste positie niet meer. Dit kan ondervangen worden door het geheugen van het systeem van een back-up batterij te voorzien. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage J. Stuwkracht hydraulische vijzels De stuwkracht van de vijzels is afhankelijk van het zuigeroppervlak van de cilinder en de druk in de cilinder. De druk kan met een industriële drukopnemer gemeten worden. - meetbereik - nauwkeurigheid
3.4
: afhankelijk van systeemdruk : 0,1% van het meetbereik
Schild voortstuwing
Stuurkrachten op het schild De stuurkrachten worden bepaald door de vijzeldrukken industriële drukopnemer gemeten worden:
te meten. De druk kan met een
7
COB:
L700-02
- meetbereik - nauwkeurigheid
definitief
december 1998
; afhankelijk van systeemdruk : 0,1% van het meetbereik.
Stuurrichting schild De stuurrichting van het schild kan bepaald worden door de snelheidsverdeling te meten van de vijzels die het schild voortduwen. Deze kan worden bepaald door de verplaatsing in de tijd te bepalen. De meting van de cilinderverplaatsing kan worden uitgevoerd met een magnetostriktieve verplaatsingsopnemer of met een verplaatsingsopnemer die gebaseerd is op het tellen van lengte markeringen (incremental encoder). Zie hiervoor paragraaf 8.3.
3.5
Draaimoment (koppel) van het snijrad
Askoppelmeter Het koppel op de as van het snij rad kan bepaald worden door met rekstrookmetingen de torsie van de as te meten. Als de materiaal eigenschappen van de as bekend zijn kan het koppel bepaald worden: - meetbereik - nauwkeurigheid
: afhankelijk van het systeem : 0,5% van het meetbereik voor de torsiemeting.
Opmerking: door de beperkte lengte van de as van het snij rad is het soms niet mogelijk om een askoppel meter te monteren. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage K. Opgenomen vermogen hydraulische motor Het koppel op de as van het snijrad kan ook bepaald worden door het door de aandrijvende hydromotor opgenomen vermogen te meten Het opgenomen vermogen van een hydromotor wordt bepaald door het rendement, de drukval over de motor en het toerental. Drukval en toerental kunnen nauwkeurig gemeten worden. Voor het rendement kan veelal slechts een schatting gegeven worden. - meetbereik - totale nauwkeurigheid
3.6
: afhankelijk van het systeem : ca. 10% van het meetbereik
Ruimtelijke positie van het schild
De ruimtelijke positie van het schild kan bepaald worden door vanuit een bekend punt afstand, richting en hoogte te meten. Er zijn geavanceerde, geautomatiseerde systemen ontwikkeld die deze metingen doen en voor bijvoorbeeld tunnelboormachines aangeven wat de afwijking is ten opzichte van de gewenste positie. Dit type systemen bevat vaak ook inclinometers om de helling en de verrolling van het schild te bepalen. - meetbereik - nauwkeurigheid
: door het vormen van een netwerk van bekende punten onbeperkt : de geschatte fout bij tunnelmetingen is ca. 0,05 mIkm.
Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage L.
8
COB:
3.7
december 1998
definitief
L700-02
Groutdruk en -viscositeit
Groutdruk in de staartspleet De groutdruk achter het schild zou gemeten kunnen worden met de zogenaamde borrelbuis meetmethode. Via een in het schild aangebrachte leiding die vlak bij de uitstroomopening van de groutleiding eindigt wordt een kleine hoeveelheid vloeistof in het grout gespoten. De druk die daarvoor nodig is, is gelijk aan de groutdruk. De druk in de borrelbuis kan gemeten worden door op een bereikbare plaats een drukopnemer te plaatsen. Omdat de drukopnemer niet met grout in contact komt, kan een standaard industriële drukopnemer toegepast worden. - meetbereik - nauwkeurigheid
: afhankelijk van maximale groutdruk : 0,5% van het meetbereik
Opmerking: een aandachtspunt bij deze meetmethode is dat uithardend grout de borrelbuis niet mag verstoppen. Voor specificatie van een dergelijk meetinstrument zie bijlage M. Grout viscositeit Met een drukverschil opnemer kan de drukval over een leidingstuk gemeten worden. Als de specifieke massa van de groutsuspensie bekend is kan uit het gemeten drukverschil de viscositeit van de suspensie bepaald worden. - meetbereik drukverschil opnemer - nauwkeurigheid drukmeting
: 50 à 100 mbar : 0,1% van het meetbereik
Opmerking: om meetfouten te voorkomen moeten de drukopnemer naar de drukopnemer hydraulisch correct aangelegd worden.
3.8
en de meetleidingen
Grout debiet
Plunjerpomp met slagen teller - meetbereik - nauwkeurigheid
: vanaf een slag : afhankelijk van de vulgraad van de plunjer.
Opmerking: bij de Tweede Heinenoordtunnel is gebleken dat voor grout een debietmeting via de slagentellers van een plunjerpomp erg onnauwkeurig is. Niveau meting in de grout voorraadbak Door voor en na een grout injectie het niveau van de voorraadbak te meten kan de verpompte grouthoeveelheid bepaald worden. Bij de Tweede Heinenoordtunnel wordt het niveau met een duimstok gemeten. Als alternatief zou een akoestische niveau meter gebruikt kunnen worden. - meetbereik - nauwkeurigheid niveau
: minimaal de dode band van de opnemer plus niveau variatie in de bak : 0,5% van het meetbereik
9
CaB:
definitief
L700-02
Elektromagnetische
december 1998
debietmeter
Met dit instrument kan het momentane debiet gemeten worden. De debietmeter kan als optie van een zogenaamde totalisator voorzien worden. Hiermee kan de verpompte hoeveelheid vloeistof bepaald worden. - meetbereik - nauwkeurigheid
: afhankelijk van boorproces : 0,2% van het ingestelde meetbereik
Opmerking: om verzekerd te zijn van een correcte meting moet een elektromagnetische debietmeter gekozen worden waarmee een extra sterk magnetisch veld opgewekt kan worden.
10
COB: L700-02
definitief
december 1998
11
eOB: L700-02
definitief
december 1998
Hoofdstuk 4 VERGELIJKING PVE MET BESTAANDE TECHNIEKEN 4.1
Inleiding
In dit hoofdstuk wordt een vergelijking gemaakt van het programma van eisen (PvE) als opgesteld door Witteveen + Bos en de in het voorgaande hoofdstuk weergegeven overzicht van beschikbare meetapparatuur. Uitgangspunt is een zettingsgeoriënteerde besturing voor een slurryschild met een diameter van circa 7 m. In de tabellen zijn de grootheden die betrekking hebben op een tweede en derde generatie mBS met een grijze achtergrond weergegeven. De eerste tabel is rechtstreeks afkomstig uit een rapport van Witteveen + Bos en bestaat uit een opsomming van de physische grootheden die dienen te worden gemeten in een mBS, met vermelding van het meetbereik en de meetnauwkeurgheid. In de de tweede tabel zijn dezelfde items genoemd en is aangegeven of voor het monitoren van de betreffende grootheden geschikte meetmethoden bestaan en of er additionele ontwikkeling is vereist voordat deze instrumenten kunnen worden toegepast.
12
COB: L7oo-02
december 1998
definitief
4.2
IEenheid
IW
1 2
200 360
3
20
4
I
5
I
I
6
I
I
9
2000
IBoorfront
aan het boorfront
kN
3000
kNm kNm
1000 4000 7
Ibar
ondersteuningssysteem
10 11
7 400
12 13 14
4 2000 2000
15
1000
10
druk
2 sec
I
lJ:l
o u
COB: L700-02
definitief
december 1998
§ u
L700-02
definitief
december 1998
Meting of bereking?
I
Eerder uitgevoerd ?
2 3
nee
nee nee
6 7
8 9
11
ja
nee
eOB:
definitief
--
december 1998
nee ja ja ja
nee
TBM's berekening
19
meting
18
ja
nee
nee ja
nee
ja
nee
ja
nee
ja
nee
december 1998
definitief
COB:
I
IAfvoerleiding-
meting
I
ja
I
nee
ja
ja
Ja
I Kleme scl1eetstandl1oeken nretneem voor
ja
I in de
staartspleet (t.p, v, injectie-
I
meting
I
die claimen
19
eOB: L700-02
Drukverdeling in het steunmedium in
-
36
37
-
december 1998
definitief
meting
nee
meting
ja
meting
1 Volgsysteem
meting
ja
38 39
nee
nee
maar wel
december
Hoofdstuk 5 CONCLUSIES
EN AANBEVELINGEN
In algem~en kan geconcludeerd worden dat voor een eerste orde mBS de meeste physische grc)otltleclenkunnen worden gemeten met bestaande meetprincipes, zonder dat aanvullend onderzoek is vereist. onderdelen die nog wel nadere studie vragen zijn: lil lil
•
de aandrijfkracht van de hoofdvijzels op het schild (onderzoek vindt plaats in KlOO) de vol~stroom van het steu~ium in de staartspleet (groutdebiet) de drukverdeling in het ste~ium in de staartspleet (groutdruk).
De meetprincipes die in hoofdstuk 3 worden beschreven komen voor een deel overeen met de principes momenteel in TBM' s worden toegepast. Het verdient aanbeveling bij het beïnstru~nteren van TBM' s deze andere meetprincipes af te wegen tegen de bestaande principes. Het tweede en derde orde mes (grijze vakken in de tabellen van hoofstuk 4) kunnen niet worden verwezenlijkt zonder verdere ontwikkeling van meetinstrumenten. Naast de instrumenten die in het kader van het eerste orde mBS moeten worden ontwikkeld vragen met name de volgende onderdelen nadere aandacht: lil lil
lil lil lil
Boorsysteem: krachten op en slijtage van tanden Boorfrontondersteuningssysteem: meting van geotechnische parameters in ongestoorde grond vanuit deTBM Schildsysteem: drukken en wrijvingsweerstand langs het schild Aandrijfsysteem: reactie draaimoment hoofdvijzels Tunneluitbouwsysteem: koersafwijking en vormafwijking van de tubbingring
COB: L700-02
definitief
Deel 2
GROND EN BELENDINGEN
22
december 1998
COB:
december 1998
definitief
L700-02
Hoofdstuk 6 PROGRAMMA 6.1
VAN EISEN
Inleiding
In dit hoofdstuk worden de eisen aangegeven die worden gesteld aan een Integraal BoorBeheers Systeem. De eisen zijn opgesteld op basis van het volgende: •
Basisprojectplan CUR/COB Ontwikkeling Integraal Boorbeheerssysteem, oktober 1996.
• •
"Functionele specificatie IBBS" F. Kaalberg en J. Bosch, dd 20 maart 1998. Technologie-inventarisatie IBBS, Plan van aanpak, E. van Jaarsveld en J. Pennekarnp, dd 20 januari 1998. Discussies in de werkgroep L700 onder voorzitterschap van W. Vlasblom. Eigen inzichten binnen Grondmechanica Delft gebaseerd op de praktijkervaringen bij de Heinenoordtunnel en andere instrumentatieprojecten.
• •
W. Leendertse, dd 16
Voor het opstellen van een Programma van Eisen is een duidelijke definitie van het Integraal BoorBeheers Systeem (IBBS) noodzakelijk. Het basisprojectplan geeft het volgende: "Het doel van de ontwikkeling van een IBBS is om de TBM processen te sturen vanuit het perspectief van de functie die de TBM vervult. Concreet betekent dit dat de TBM zodanig wordt gestuurd dat de (ont) spanning en daaruit voortvloeiende gronddeformaties c.q. maaiveldzettingen zo goed mogelijk beheerst worden. De meest voor de hand liggende manier om dit te realiseren is om de bodemontspanningseffecten te meten en terug te koppelen naar het IBBS voor sturing van de TBM processen." Wij vertalen dit in de volgende korte definitie: Het IBBS is een volledig automatisch meet- en regelsysteem met als doel het boorproces in belangrijke mate te sturen op minimalisering van beïnvloeding de omgeving (maaiveld, funderingen, gebouwen). In de meest ideale situatie gaat deze definitie dus uit van een volledig automatische sturing van het boorproces. In de praktijk kunnen er ook eerst tussenvormen ontstaan waarbij bijvoorbeeld de meetresultaten online beschikbaar zijn maar deze eerst worden geïnterpreteerd waarna het boorproces handmatig wordt bijgestuurd. Hierbij is dus sprake van een menselijke tussenkomst. Voor het opstellen van het Programma van Eisen wordt echter uitgegaan van de gestelde defmitie (volledig automatisch) waardoor bijvoorbeeld de eisen wat betreft aantallen meetpunten en meetfrequenties hoger zijn.
6.2
Praktijkrandvoorwaarden
Aangezien het IBBS vooral ingezet zal worden in stedelijk gebieden stelt dit reeds de volgende belangrijke randvoorwaarden aan de te kiezen meetinstrumenten: 1. De instrumenten zullen zodanig uitgevoerd moeten zijn dat ze bestendig zijn tegen vandalisme en diefstal. 2. De wijze van installatie dient zodanig plaats te vinden dat de doorgang van het verkeer slechts in beperkte mate wordt gehinderd. Het kan niet zo zijn dat bijvoorbeeld elke 10 meter de straat over de volle breedte moet worden opengebroken voor het aanbrengen van meetinstrumenten. 3. De instrumenten moeten zo zijn te installeren dat de kans op verstoring van het boorproces minimaal is.
23
COB:
4. 5.
definitief
L700-02
december 1998
De instrumenten dienen in de Nederlandse slappe bodem zodanig te kunnen worden geïnstalleerd dat de prestatie van het instrument optimaal is. De instrumenten moeten functioneren terwijl het verkeer blijft rijden over het belangrijkste deel van het meetgebied. Dit slaat vooral op de Amsterdamse situatie waar het tracé van de NZ-lijn het stratenplan volgt. Daarnaast mogen de instrumenten geen onoverkomelijke obstakels vormen voor het verkeer.
6.3
Meetspecificaties
In deze paragraaf worden per meetparameter de meetspecificaties gegeven. Dit wordt vervolgens samengevat in tabel 6.1. Voor alle instrumenten zijn de volgende specificaties van toepassing: • • •
automatisch uitleesbaar met een uniform datalogsysteem online presentatie (binnen 30 seconde) van meetgegevens in engineering-eenheden hoge mate van betrouwbaarheid (uitvalpercentage kleiner dan 5 % per jaar)
• •
meetperiode 2 jaar meetfrequentie maximaal 20x per uur.
Opmerkingen bij onderstaande meetspecificaties: •
Een nauwkeurigheid van +/- 1 mm betekent dat indien de gemeten waarde 100 mm bedraagt de werkelijke waarde ligt tussen 99 en 101 mmo
•
D
= diameter
tunnelbuis, H
Maaivelddeformatie nauwkeurigheid: resolutie: meetbereik: positie meetpunten:
= dekking
van de tunnelbuis.
+/- 0,5 mm 0,2 mm 100 mm elke 10 meter een raai dwars op het tunneltracé met 9 punten verdeelt over een afstand van H + 1,5D; over het hart van het tunneltracé tussen elke dwarsraai een extra punt zodat een lengteraai met elke 5 meter een meetpunt beschikbaar is
opmerking:
geen
Horizontale deformatie in de ondergrond +/- I mm nauwkeurigheid: 1mm resolutie: meetbereik: 400mm positie meetpunten : elke 30 meter aan weerzijde van het tunneltracé een meetlocatie op 0,5 tot 2 meter uit de tunnelwand waarbij vanaf maaiveld tot 0,5D onder de tunnel elke 2 meter een meting wordt verricht opmerking: volledig automatisch meten dus onderkant buis in een vaste laag Verticale deformatie nauwkeurigheid: resolutie: meetbereik:
24
in de ondergrond +/- 0,5 mm 0,2 mm 100 mm
COB:
L700-02
positie meetpunten:
opmerking:
definitief
december 1998
elke 30 meter aan weerzijde van het tunneltracé een meetlocatie op 0,5 tot 2 meter uit de tunnelwand waarbij vanaf maaiveld tot 0,5D onder de tunnel elke 0,5D (ca. 4 meter) een meting wordt verricht volledig automatisch meten (dus diepste anker in een vaste laag)
Gronddrukken in de ondergrond nauwkeurigheid: +/- 10 cm waterkolom (+/- 1 kPa) resolutie: 5 cm waterkolom (0,5 kPa) meetbereik: 50 m waterkolom (500 kPa) positie meetpunten: elke 10 meter aan weerzijde van het tunnel tracé een meetlocatie op 0,5 tot 2 meter uit de tunnelwand waarbij ter hoogte van de tunnel en direct daarboven op in totaal 3 diepten een meting wordt verricht opmerking: geen Waterspanningen in de ondergrond nauwkeurigheid: +/- 5 cm waterkolom (+/- 0,5 kPa) resolutie: 2 cm waterkolom (0,2 kPa) meetbereik: 25 m waterkolom (250 kPa) positie meetpunten: gelijk aan de gronddrukopnemers; zodat effectieve spanning kan worden berekend opmerking: geen Horizontale deformatie gebouwen nauwkeurigheid: +/- 0,5 mm resolutie: 0,2mm meetbereik: 50mm positie meetpunten : elke 10 meter twee meetpunten aan de gevels; één aan beide zijden van het tunneltracé opmerking: meetspecificatie (nauwkeurigheid, bereik en resolutie) hangt sterk af van het incasseringsvermogen van het gebouw Verticale deformatie nauwkeurigheid: resolutie: meetbereik: positie meetpunten: opmerking:
gebouwen +/- 0,5 mm 0,2 mm 50 mm elke 10 meter twee meetpunten aan de gevels; één aan beide zijden van het tunneltracé geen
Verkenning grondgesteldheid voor het boorfront De grondopbouw en de eigenschappen van de lagen worden vooraf onderzocht door de uitvoering van grondonderzoek op een aantal locaties langs het tunneltracé. Tussen de locaties wordt geïnterpoleerd. Vanuit de doelstelling van een IBBS is het wenselijk afwijkingen in de grondopbouw en eigenschappen van de lagen, zoals vooraf aangenomen, aan te passen aan de werkelijke situatie om effecten hiervan op de omgeving te minimaliseren. Daarnaast is het wenselijk eventuele obstakels voor het boorfront tijdig te kunnen detecteren om aanpassingsmaatregelen te nemen.
25
COB:
definitief
L700-02
Tabel 6.1
december 1998
Overzicht meetspecificaties
.
meetparameter
nauwkeurigheid
resolutie
meetbereik
aantal meetlocaties
Maaiveld deformatie
+/- 0,5 mm
0,2mm
100mm
10 dwarsraaien 1 lengteraai
100 stuks
Horizontale deformatie ondergrond
+/- 1 mm
0,5mm
400mm
6 stuks
72 stuks
Verticale deformatie ondergrond
+/- 0,5 mm
0,2mm
100mm
6 stuks
36 stuks
Gronddrukken ondergrond
+/- 10 cm w.k.
5 cm w.k.
50 m w.k.
6 stuks
18 stuks
Waterspanningen ondergrond
+/- 5 cm w.k.
2 cm w.k.
25 m w.k.
6 stuks
18 stuks
Horizontale deformatie gebouwen
+/- 0,5 mm
0,2mm
50mm
20 stuks
20 stuks
Verticale deformatie gebouwen
+/- 0,5 mm
0,2mm
50mm
20 stuks
20 stuks
per 100 m tunneltrace
26
,
totaal aantal meetpunten
.
cos.
L700-02
definitief
december 1998
27
COB:
L700-02
definitief
december 1998
Hoofdstuk 7 LITERA TUURSTUDIE De uitgevoerde literatuurstudie heeft tot doel een antwoord te geven op de volgende vragen: 1.
3.
Welke instrumenten worden de laatste jaren in de praktijk ingezet voor de verschillende geotechnische metingen rondom het tunnelboorproces? (paragraaf 7.1) Hoe ver zijn andere partijen met een Integraal BoorBeheers Systeem (IBBS) of daarop lijkende systemen volgens het principe: sturen op omgevingsparameters? (paragraaf 7.2) Welke wijze van data-inwinning (data-format) wordt toegepast? (paragraaf 7.3)
7.1
Instrumenten
2.
Er is een aantal auteurs die meetresultaten presenteren met een redelijke beschrijving van de gebruikte instrumenten, de positie van de instrumenten en meetresultaten. Vaak gebeurt dit vanuit onderzoeksdoelstellingen om begrip te krijgen voor de interactie tunnel-grond en om gemaakte berekeningen te evalueren [Katano 1995, Atahan 1996, Kastner 1996]. Hierbij worden meestal ongeveer dezelfde parameters in ondergrond (deformatie, gronddruk en waterspanning) en tunnellining (druk en vervorming) gemeten als voor het Tweede Heinenoordproject. In tabel 7.1 is een overzicht gegeven van de belangrijkste geotechnische paramaters en de daarvoor in de literatuur aangetroffen meetinstrumenten, inclusief relevante kenmerken.
7.2
IBBS
Naast het doen van onderzoek is een ander belangrijk doel voor metingen de monitoring van het bouwproces en bewaking van bijvoorbeeld gebouwen, leidingen en andere infrastructuur (alarmfunctie). Het CATSBY-systeem detecteert op basis van afwijkingen van de gemiddelde meetresultaten van de boorkop ('air buble pressure' en 'slurry level') mogelijke risico's voor instabiliteit van het boorfront [Aristates 1996]. Bij de aanleg van een riool onder Toronto wordt gemeten om het bouwproces te optimaliseren en het groutproces in te stellen (minimalisering zettingen) voordat een kritische metrolijn wordt gekruist [Shirlaw 1996]. Een deel van het boortraject wordt dus gebruikt om het proces in te stellen. Er is dus geen sprake van een directe real-time bijsturing van de TBM. In de literatuur is slechts één vorm van 'direct sturen op omgevingsparameters' gevonden namelijk: 'compensating grouting'. Hierbij worden volumeverliezen tijdens de boring gecompenseerd door extra grouting waardoor de grond als het ware weer wordt opgetild. Van deze techniek wordt melding gemaakt in een overzichtartikel over tunneling in soft ground in Duitsland [Wittke 1995]. Het betreft de toepassing van compensating grouting bij de aanleg van de metro in Essen. Een uitgebreid net van instrumenten wordt ingezet voor monitoring. Op basis van de meetresultaten van extensometers en inclinometers nabij de funderingen wordt tijdens de onderdoorgang van een industriegebouw de grouting-installatie bijgestuurd. Bij een aantal artikelen over het Jubilee Line extension Project in Londen wordt op basis van omgevingsmetingen compensating grouting toegepast, echter er lijkt geen directe real-time koppeling tussen metingen en grouting proces [Friedman 1996, Kimrnanee 1996 en Murugamoorthy 1996]. Murugamoorthy maakt tevens melding van het bachy EPICA systeem dat het groutproces controleert door real-time presentatie van druk, volume en debiet van het grout.
28
COB: L700-02 TabeI7.!
december 1998
definitief
In literatuur genoemde instrumenten
Geotechnische parameter
Instrument(en)
Type sensor! uitlezing
Handmatig! automatisch
Maai veldzetting
Precise leveling Beam Electro levels
W.P.toestel EL tilt
Hand Auto
Horizontale deformatie ondergrond
Insertion inclinometer Multistage inclinometer
FBA FBA
Hand Auto
Verticale deformatie ondergrond
Magnetic extensometer Rad extensometer Sliding micrometer Borros anchors
Reed-relais Pot. meter onbekend W.P.toestel
Hand Auto onbekend Hand
Deformatie gebouwen en infrastructuur
Precise leveling
W.P.toestel
Hand
Gronddruk ondergrond
Soil pressure cells
VW
Auto
Piezometer
VW
Auto
Gronddruk in/op de lining
Soil pressure cells Concrete presure cells
VW VW
Auto Auto
Vervorming van de lining
Strain gauges Tape extensometer
VW Tape
Auto Hand
Waterspanning
ondergrond
waarbij: FBA VW EL tilt Hand Auto
Force Balance Accelerometer Vibrating Wire ElectroLytic Tiltmeter meting kan uitlsuitend handmatig worden uitgelezen meting kan met een datalogsysteem worden uitgelezen; daarnaast ook handmatig
Van de bouwers van Tunnel Boor Machines (TBM) is één artikel gevonden (Herrenknecht 1997). Het artikel is gericht op nieuwe ontwikkelingen op het gebied van automatisering van de boring, meet®el systemen en data-inwinning. Er wordt niets aangetroffen wat in de richting komt van sturen op omgevingsparameters. Wel wordt 'vooruit kijken uit de TBM' voor verkenning van het boortraject (vergelijk prikneus) genoemd als toekomstige ontwikkeling.
7.3
Data-inwinning
Over de wijze van data-inwinning is één artikel gevonden dat de werking van een Automatic Monitoring System (AMS) beschrijft [Price 1996]. Het AMS verzorgt de data-inwinning, opslag en real-time presentatie. Tevens zijn er voorzieningen zoals alarrnfuncties en mogelijkheden bepaalde metingen te correleren. Een aantal auteurs bericht over database-structuren voor het bouwen van tunnels. Bij de aanleg van de Muini Metro in San Francisco wordt een database gebruikt voor het opslaan van inspectiegegevens, meetgegevens en omgevingsfactoren [Sherry 1996]
29
COB: L700-02
definitief
december 1998
Voor aan1eg van tunnels in gesteente is het Data Evaluation System for Tunneling (DEST) ontwikkeld [Liu 1997]. Hiermee worden geologische, mechanische en hydrologische gegevens en gegevens gedurende de bouwfase geëvalueerd. De data wordt automatisch geïnterpreteerd om de invloed op de tunnelbouw te evalueren (expertsysteem).
30
COB:
L700-02
definitief
december 1998
31
COB: L700-02
definitief
december 1998
Hoofdstuk 8 INSTRUMENTEN EN TOETSING Op basis van de literatuurstudie en contacten met leveranciers worden in dit hoofdstuk de verschillende instrumenten voor meting van een bepaalde geotechnische parameter en toetsing aan het Programma van Eisen behandeld. Gezien de gestelde eisen betreffende online monitoring worden de instrumenten die alleen handmatig kunnen worden uitgelezen buiten beschouwing gelaten. In bijlage AI wordt een overzicht gegeven van de instrumenten, belangrijkste eigenschappen en toetsing. In de bijlagen B I tot en met BI5 worden technische details van de diverse meetinstrumenten gepresenteerd.
8.1
Maaivelddeformatie
Een belangrijk deel van de inventarisatie van technieken voor meting van maaivelddeformatie is reeds uitgevoerd [Krom 1996]. In deze paragraaf wordt op basis hiervan een korte beschrijving van de relevante meettechnieken gegeven, inclusief een toetsing aan het Programma van Eisen. Voor automatische meting van de maaivelddeformatie zijn in principe drie methoden beschikbaar, namelijk: • • •
optische landmeetkundige meting (total station en automatisch waterpassyteem) waterpas systemen met sensoren (slangen waterpas en zettingsmeetslang) differentiële hoekmetingen (tiltmeters)
•
optische glasvezeltechnieken.
8.1.1
Total Station
Bij een meting met een total station worden op maaiveld reflectiepunten aangebracht. Het total station bestaat uit theodoliet met een laser afstandsmeter (in bijlage B I wordt een dergelijk systeem van Leica getoond). Wanneer een reflectiepunt wordt aangestraald worden met behulp van de theodoliet twee hoeken gemeten. Tevens wordt met de afstandsmeter de afstand tussen instrument en reflectiepunt bepaald. Met behulp van twee hoekmetingen en een afstand is het punt in X-, y- en z coördinaten vastgelegd. Het instrument kan worden voorzien van een aandrijving waardoor automatisch een serie voorgeprogrammeerde reflectiepunten kan worden aangestraald. Hierbij wordt het instrument automatisch gericht en de meting uitgevoerd. Het systeem 'zoekt' hierbij naar een optimale reflectie van het licht. Om de nauwkeurigheid van de meting te vergroten wordt meestal een meet opstelling voorzien van twee total stations waarmee dan meerdere punten kunnen worden opgemeten. In de praktijk is het systeem vooral ingezet voor monitoring van deformatie van grote constructies zoals stuwdammen, bruggen etc. Behalve dat het instrument niet geheel voldoet aan de gestelde meetspecificaties (nauwkeurigheid resolutie) zijn er een aantal praktische bezwaren: • •
32
Het is de vraag of het relatief dure instrument zodanig kan worden opgesteld dat diefstal of beschadiging niet mogelijk is. Passerend verkeer zal zorgen voor een verstoring van de meting.
en
COB:
•
L700-02
definitief
december 1998
Het richten van het instrument en het uitvoeren van één nauwkeurige meting duurt minimaal 5 seconde waardoor binnen de maximale verwerkingtijd (30 seconde) met één meetopstelling slechts 6 metingen kunnen worden uitgevoerd.
8.1.2 Automatisch waterpassysteem Bij een meting met een automatisch waterpastoestel worden op maaiveld barcode strips aangebracht. Het automatische waterpassysteem bestaat uit een waterpasinstrument met een sturingsmechanisme (in bijlage B16 wordt een dergelijk systeem van op basis van een waterpastoestel van Leica getoond). Het sturingsmechanisme richt het waterpastoestel op een barcode strip, stelt scherp en verricht een aflezing. Het instrument voldoet aan de gestelde meetspecificaties maar er zijn praktische bezwaren vergelijkbaar met een total station. Daarnaast is het plaatsen van de barcode strips, verlichting en instrument op het maaiveld niet mogelijk zonder het gebied af te zetten voor verkeer en publiek.
8.1.3
Slangen waterpas
Twee leveranciers hebben in hun assortiment zogenaamde slangen waterpas systemen. Hierbij wordt het principe toegepast dat het vloeistofniveau in twee communicerende vaten altijd gelijk is. Ten opzichte van dit referentieniveau kunnen deformatiemetingen worden verricht. Voorwaarde daarbij is dat er geen verschillen zijn in temperatuur en dichtheid van de vloeistof in het systeem en heersende luchtdruk bij de vaten. In de bijlagen B2 en B3 wordt schematisch de opzet van beide meetsystemen weergegeven. Met behulp van drijvers en daaraan verbonden sensoren wordt de optredende deformatie ten opzichte van nulmetingen bepaald. Eventuele luchtdrukverschillen worden bij deze systeemopzet geëlimineerd door de vaten te voorzien van een beluchtingsslang. De verschillen tussen beide systemen zijn minimaal. Geokon kiest als verplaatsingsopnemer trillende snaar opnemer terwijl Interfels gebruik maakt van de meer conventionele L VDT.
voor een
Beide meetsystemen voldoen goed aan de vereiste meetspecificaties maar zijn ook kostbaar. Alleen de kosten voor de instrumenten voor één meetraai bedragen circa 45 kf. Daarnaast zijn er een aantal praktische nadelen: •
•
Het systeem lijkt naar onze mening gevoelig voor trillingen van bijvoorbeeld het goede keuze van de vloeistof, voldoende demping in het systeem en filtering van verwachten wij echter dat dit probleem oplosbaar is. Het noodzaak van het installeren van meetcellen maakt de methode problematisch stedelijk gebieden omdat dan per meetraai (elke 10 meter) over de gehele breedte sleuf moet worden gemaakt in het wegdek.
verkeer. Door een de signalen voor gebruik in van de weg een
8.1.4 Zettingsmeetslang Een variant op de slangen waterpas is de zettingsmeetslang (zie bijlage B2, settlement profiler). Een in de grond aangebracht slang is gevuld met een vloeistof. Tijdens de uitvoering van de meting wordt een druksensor door de slang getrokken waarbij op discrete punten de vloeistofdruk wordt bepaald. Uit de verschildrukken tussen de nulmeting en vervolgmetingen kan de verticale deformatie worden berekend. Ook hierbij gelden dezelfde randvoorwaarden en trillingsgevoeligheid als bij het slangen waterpas systeem. Deze methode worden al vrij lang toegepast als handmatige metingen maar kan door modificatie geschikt worden gemaakt voor automatische metingen.
33
COB:
L700-02
definitief
december 1998
In de zettingsmeetslang wordt dan een streng drukopnemers (elke 2 meter een sensor) aangebracht in plaats van het doortrekken van één drukopnemer. De streng drukopnemers wordt tijdens de passage van de meetraai gemonitoord. Bijkomend voordeel is dat na passage de streng drukopnemers kan worden verwijderd en elders kan worden geïnstalleerd waardoor de kosten voor de instrumenten sterk kunnen worden teruggebracht. Een nauwkeurige druksensor van bijvoorbeeld de firma Druck heeft bij een bereik van 70 kPa een nauwkeurigheid van 0,1 %; in water is dit een nauwkeurigheid van 0,7 mmo Hiermee kan net niet worden voldaan aan de meetspecificaties. Door toepassing van een vloeistof met een hoger soortelijk gewicht dan water kan wellicht worden voldaan aan het nauw keurigheidscriterium Door gebruik van horizontaal gestuurde boringen is het naar onze mening mogelijk de zettingsmeetslangen te installeren zonder dat daarvoor de gehele weg moet worden opengebroken. Een nadeel van deze methode is dat weinig ervaring is met deze wijze van (automatische) uitvoering. Dit maakt het nodig het systeem goed te testen onder laboratoriumomstandigheden en te valideren in een veldproef.
8.1.5 Elektronische tiltmeters Er zijn twee leveranciers (Sinco en Solexpert) gevonden die een systeem leveren gebaseerd op het meten van hoekverdraaiing van het instrument als gevolg van maaivelddeformatie (zie bijlage B4 en B5) Het systeem bestaat uit gekoppelde scharnierende staven waarop een sensor is gemonteerd die de hoekverdraaiing bepaald. Hierbij is uitgegaan van een staaflengte (meetbasis) van 2 meter. Uit de gemeten hoekverdraaiingen wordt over de meetbasis een hoogteverschil berekend. Wanneer de hoogteverschillen worden gesommeerd ontstaat een totaalbeeld van de maaivelddeformatie. Belangrijk hierbij is dat het uiteinde van de gekoppelde staven is gemonteerd aan een zettingsvrij vastpunt. Dit is de enige wijze om ook de absolute maaivelddeformatie te kunnen bepalen zonder dat andere (hand)metingen noodzakelijk zijn. Beide systemen voldoen niet aan de meetspecificaties en ook de wijze van installatie is, voor zover nu is te overzien, problematisch. Voor installatie zal namelijk de straat moeten worden opengebroken. Het toepassen van horizontaal gestuurd boren als methode van installatie lijkt ons hiervoor niet goed mogelijk. Het probleem hierbij is van praktische aard: hoe wordt de speciale inclinometer casing (standaardlengte circa 3 meter met koppelstukken) met daarin het meetsysteem geplaatst met behulp van een gestuurde boring?
8.1.6 Glasvezels en optische technieken Glasvezels kunnen in principe worden gebruikt voor het meten van vervormingen. De firma Identity past bijvoorbeeld optische sensoren toe voor het meten van rekken in constructies en verplaatsingen van constructies. Voor meting van maaivelddeformatie zijn echter geen toepassingen gevonden. Door Grondmechanica Delft wordt op dit moment een verkennende studie verricht naar de mogelijkheden hiervan voor de langere termijn.
8.2
Horizontale deformatie van de ondergrond
Voor automatische meting van horizontale deformatie in de ondergrond is een geautomatiseerde versie van de in Nederland standaard uitgevoerde handmatige hellingmeting beschikbaar. In de grond wordt een kunststof hellingmeetbuis geplaatst die is voorzien van 4 gleuven over de gehele lengte van de
34
COB:
definitief
L700-02
december 1998
buis. Deze gleuven dienen als geleiding van het meetinstrument. Bij een handmatige meting wordt het meetinstrument (de inclinometer) in de buis afgelaten en wordt elke 0,5 meter de hellingshoek van de casing in twee richtingen bepaald. Daaruit kan per diepteniveau de horizontale deformatie worden berekend. Door sommatie van de meetwaarden over de diepten kan de totale horizontale deformatie worden bepaald. Om een vast referentiepunt voor de meting te verkrijgen wordt de onderkant van de hellingmeetbuis in een diepe vaste laag geplaatst waar geen deformatie optreedt. De handmatige inclinameter is voorzien van zeer nauwkeurige maar ook kostbare meetsensoren. Het automatische systeem bestaat uit gekoppelde meetelementen met een lengte van 2 meter met een goedkoper type meetsensor (zie bijlage B6 en B7). Deze meetelementen bepalen de hellingshoek van de hellingmeetbuis in 2 richtingen. De streng van gekoppelde meetelementen wordt in dezelfde hellingmeetbuis afgesteld als die voor handmatige metingen wordt gebruikt. Na passage van de TBM kunnen de instrumenten uit de buis worden gehaald en op een andere locatie worden ingezet hetgeen aanzienlijke kostenbesparing kan opleveren. Sinco kiest bij dit meetsysteem voor een elektrolytische transducer met een meetnauwkeurigheid die niet voldoet aan de meetspecificaties. Geokon gebruikt trillende snaar opnemers waarvan de nauwkeurigheid niet wordt gespecificeerd. Wij verwachten dat ook deze niet kan voldoen aan de meetspecificaties. Behalve de meetnauwkeurigheid voldoet het systeem aan alle gestelde eisen. Het plaatsen van de hellingmeetbuis gebeurt met behulp van een (puls)boring. Na het bereiken van de diepte wordt de boorcasing getrokken en het gat laagsgewijs afgedicht met grind en zwelklei. Grondmechanica Delft ontwikkelt op dit moment een wegdrukbare hellingmeetbuis met als doel bij een kwalitatief gelijkwaardige meting de plaatsingskosten (boorstelling) te reduceren.
8.3
Verticale deformatie van de ondergrond
Voor meting van de verticale deformatie in de ondergrond zijn twee verschillende systemen besc hikbaar : •
de staaf-extensometer maaiveld
waarbij deformatie op een bepaalde diepte wordt gemeten ten opzichte van
•
micrometer waarbij de deformatie wordt bepaald over een bepaalde meetbasis, om een totaalbeeld te verkrijgen worden de waarnemingen gesommeerd over de diepte.
8.3.1 Staaf-extensometer Bij een staaf-extensometer worden in een boorgat op meerdere niveaus ankerpunten in de ondergrond aangebracht. In de Nederlandse bodem kan het beste gebruik worden gemaakt van een zogenaamd packeranker (zie bijlage B8). Dit anker bestaat uit een stalen bus met eromheen een zak van geotextiel. Tijdens de installatie wordt de zak gevuld met grout zodat deze zich vastklemt tegen de wand van het boorgat. De ankers worden met fiberglas staven verlengd tot aan maaiveld. Met behulp van de verplaatsingsopnemer wordt de verticale deformatie van het ankerpunt ten opzichte van maaiveld gemeten. Interfels levert een dergelijk systeem waarbij gebruik kan worden gemaakt van verschillende type verp laatsingsopnemers. De staaf-extensometer wordt afgesteld in het boorgat van een (puls)boring. boorcasing wordt het boorgat, afhankelijk van de grondslag, afgedicht met beïnvloeding van de meting door bovenliggende grondlagen te voorkomen geplaats in een flexibele slang. Aangezien de meting wordt uitgevoerd ten
Tijdens het trekken van de zwelklei en grind. Om wordt de filberglassstaaf opzichte van het, aan
35
CaB: L700-02
definitief
december 1998
zettingen onderhevige, maaiveld is een referentiepunt nodig. Als referentiepunt van de meting kan worden gekozen uit de volgende opties: • •
afstelling van het diepste anker in een vaste laag waar geen deformatie optreedt het op een andere wijze automatisch meten van de deformatie van het maaiveld (zie paragraaf 10.1)
Het systeem voldoet aan alle gestelde eisen en is succesvol toegepast bij het Heinenoordproject.
8.3.2 Fixed micrometer Een andere wijze van het meten van verticale deformatie in de ondergrond wordt geleverd door Solexpert (zie bijlage B9). Hierbij wordt een buis in de grond geplaatst op een vergelijkbare wijze als bij een hellingmeetbuis. Deze buis is aan de binnenzijde voorzien van nokken voor het installeren van de meetinstrumenten. Het meetinstrument wordt op een bepaalde diepte afgesteld en meet dan de verlenging van het instrument over een bepaalde meetbasis (2 meter). Door in een buis over het totale dieptebereik meerdere instrumenten aan te brengen kan door sommatie een totaalbeeld van de vertikale deformatie worden verkregen. Ook voor deze meetmethode is een referentiepunt voor de meting noodzakelijk. Hierbij zijn in principe dezelfde mogelijkheden als bij een staaf-extensometer voorhanden. Uit de gegevens van de leverancier blijkt dat het systeem vooral is toegepast in gesteenteformaties en betonnen constructies waarbij de buis met behulp van grout in het boorgat is verankerd. De locale deformaties zijn relatief klein en worden zonder problemen via de buis overgebracht op het instrument. In de Nederlandse situatie ligt dit anders: de deformaties kunnen locaal groot zijn (slappe lagen) en de verankering kan niet met grout gebeuren omdat zich dan een stijf element in de ondergrond vormt die verticale deformaties van de ondergrond niet overneemt. Indien het boorgat wordt afgedicht met de gebruikelijke zand en zwelklei is het de vraag of verticale deformaties van grond voldoende worden overgebracht op de aan de buitenzijde gladde buis. Voor zover bekend is hiermee in Nederland geen ervaring. Het meetinstrument voldoet derhalve ons inziens bij deze uitvoeringsvorm niet aan de gestelde eisen met betrekking tot de wijze van installatie. Tevens is het meetbereik beperkt.
8.4
Gronddruk in de ondergrond
In principe zijn twee systemen direct beschikbaar voor meting van gronddrukken in de ondergrond, namelijk: •
Stress Monitoring Stations (SMS), zie bijlage BlO en B 11
•
Spade cells, zie bijlage B 12.
Het meetprincipe van beide systemen is vergelijkbaar echter door de verschillende wijze van plaatsing is de uitvoeringsvorm verschillend. Het meetprincipe berusten op een vloeistof gevulde platte cel met een ingebouwde druksensor. Indien de druk op de cel toeneemt wordt de vloeitofdruk groter, hetgeen wordt geregistreerd met een druksensor. Het stress monitoring station zoals geleverd door de firma' sInterfels en Glötzl wordt gebruikt voor plaatsing in boorgaten. Het instrument bestaat uit een frame waarop verschillende horizontale- en
36
COB: L700-02
definitief
december 1998
verticale drukcellen kunnen worden gemonteerd. Vaak wordt tevens een waterspanningmeter gemonteerd. Beide leveranciers gebruiken trillende snaar opnemers als druksensor. Het installeren van een SMS is moeilijk. Door de uitvoering van de boring zal namelijk altijd enige mate van grondontspanning optreden. De spade cell is een druksensor voor meting van uitsluitend horizontale gronddrukken die wegdrukbaar is gemaakt. Het installeren van een spade cell is moeilijk. Door het wegdrukken zal namelijk altijd enige mate van grondopspanning optreden. De instrumenten op zich voldoen beide aan de meetspecificaties echter de wijze van installatie is een problematische zaak. Op basis van de gegevens die nu beschikbaar zijn is voor deze vraagstelling geen goede uitspraak te doen over het toepassen van deze gronddrukinstrumenten.
8.5
Waterspanningen in de ondergrond
Een waterspanningsmeter bestaat uit druksensor met daarvoor een filter dat de waterdruk in de ondergrond scheidt van de totale heersende druk (grond + waterdruk) in het grondpakket (zie bijlage B12 en BB). Er zijn twee verschillende uitvoeringsvormen mogelijk van de meting: de barometrisch niet gecompenseerde waterspanningsmeter bevat een absolute druksensor; dit betekent dat de meting wordt beïnvloedt door luchtdrukvariaties. de barometrisch gecompenseerde waterspanningsmeter bevat een verschildruksensor die via een beluchtingsslang aan één zijde is verbonden met de buitenlucht; hierdoor vindt geen beinvloeding plaats door luchtdrukvariaties Wegdrukbare waterspanningsmeters worden door een aantal leveranciers geleverd (Geonor, Sinco Geokon en Grondmechanica Delft) waarbij als druksensor verschillende type sensoren worden toegepast. Aangezien de heersende luchtdruk op relatief eenvoudige wijze automatisch kan worden gemeten is het niet noodzakelijk barometrisch gecompenseerde waterspanningsmeters toe te passen. Eén waterspanningsmeter voldoet niet aan de meetspecificaties. Verder wordt door alle waterspanningsmeters voldaan aan de gestelde eisen. Met deze methode is in Nederland op ruime schaal ervaring opgedaan in de dagelijkse bouwpraktijk (dijkversterkingen, zandophogingen etc.)
8.6
Deformatie gebouwen
Voor horizontale en vertikale deformatie van gebouwen zijn de zeer geschikt. De tiltmeters kunnen worden gemonteerd op een meetbasis meetbasis wordt op de muur van een gebouw bevestigd. Met behulp wordt over de meetbasis de hoekverdraaing gemeten. Hieruit kan de gebouw worden berekend. (zie bijlage BI4). Het systeem van Sinco gestelde eisen.
gevoelige tiltmeters uitermate van een bepaalde lengte. De van een elektrolytische sensor relatieve deformatie van het en Geokon voldoen aan alle
Voor meting van uitsluitend de vertikale deformatie zijn een tweetal instrumenten voor meting van maaivelddeformatie, die voldoen aan de gestelde eisen, ook toepasbaar. Beide systemen voldoen nu wel aan de eisen met betrekking tot vandalisme en verkeer om dat de systemen hoog boven maaiveld kunnen worden opgesteld. Het betreft het volgende: •
automatisch waterpassysteem (zie paragraaf 8.1.2)
37
COB:
•
L 700-02
definitief
december 1998
slangenwaterpas (zie paragraaf 8.1.3)
Ten opzichte van de, relatief goedkope, elektronische tiltmeters is de inzet van deze systemen alleen interressant als om andere redenen deze reeds worden ingezet in het totale meetprogramma. Hierbij moet nog worden opgemerkt dat het automatische waterpassysteem maximaal circa 6 meetpunten per 20 seconde kan opmeten. Gezien de eis van online monitoring (binnen 30 seconde de meetresultaten beschikbaar) en het voorziene aantal meetpunten (20 stuks per 100 meter tunneltracé) betekent dit dat drie automatische waterpastoestellen nodig zijn. De praktische plaatsing van waterpastoestellen en meetpunten in één vlak kan een probleem zijn. Het total station voldoet niet aan de specificaties voor meetnauwkeurigheid en ook hierbij geldt dat, vergelijkbaar met het automatisch waterpastoestel, minimaal 4 total stations per 100 m tunneltracé nodig zijn om online te kunnen monitoren. Voordeel is wel dat horizontale- èn vertikale absolute deformaties worden geregistreerd en toestel en meetpunten niet in één vlak behoeven te worden opgesteld. In een praktijksituatie waarbij een meetnauwkeurigheid van +/-1 mm voldoet en de eis m.b.t online monitoring op 1 minuut wordt gesteld is het monitoren van de deformatie van gebouwen met behulp van 2 total stations een goed alternatief voor tiltmeters. Voor een praktijksituatie zou ook een combinatie van tiltmeters en total stations kunnen worden overwogen waardoor de specifieke voordelen van tiltmeters (gevoelig en snel) en total stations (direct absolute verplaatsingen) beiden beschikbaar zijn. Tevens is een manier van schade monitoring gevonden. Het betreft zogenaamde crackmeters. Hiermee kan scheurvorming tijdens de passage van de TBM worden gemonitoord. Het principe bestaat uit een nauwkeurige verplaatsingsopnemer die over een bestaande scheur of voeg wordt gemonteerd aan de muur (zie bijlage B 15). Sinco en Geokon gebruiken hiervoor trillende snaar verplaatsingsopnemers.
8.7
Verkenning grondgesteldheid voor het boorfront
In het kader van COB-onderzoek L300 worden op dit gebied verschillende onderzoeken uitgevoerd. Het gaat hierbij om het onderzoeken van meettechnieken zoals het horizontaal sonderen en andere detectietechnieken vanuit de TBM en visualisatie van de metingen.
38
COB: L700-02
definitief
december 1998
39
COB: L700-02
definitief
december 1998
Hoofdstuk 9 CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN Geen van de systemen voor meting van maaivelddeformatie voldoet direct aan het totale programma van eisen. De meest veelbelovende techniek is de gemodificeerde zettingsmeetslang aangebracht met een horizontaal gestuurde boring. Wij adviseren deze techniek eerst te testen onder laboratoriumomstandigheden en vervolgens te valideren in een veldtest. Voor meting van horizontale deformatie van de ondergrond is een meetnauwkeurigheid van +/- 1 mm niet haalbaar. Indien de gestelde eis kan worden aangepast tot een meetnauwkeurigheid van +/- 2 mm adviseren wij, gezien de kosten, het systeem van Sinco te gebruiken. Het Vertical In-place Inclinometer systeem voldoet behalve meetnauwkeurigheid aan alle andere gestelde eisen. De staaf-extensometer voldoet aan alle eisen voor meting van de verticale deformatie in de ondergrond. Gezien de goede ervaringen bij de Heinenoordtunnel adviseren wij het systeem van Interfels met Packer-ankers toe te passen. Op basis van de gegevens die uit dit onderzoek naar voren zijn gekomen is geen goede uitspraak te doen over het betrouwbaar meten van absolute gronddrukken in de ondergrond. Beide typen systemen zijn problematisch met betrekking tot de wijze van installatie. Wij adviseren hierna meer onderzoek te verrichten in de richting van de ontwikkeling van een goede methode van inbrengen van een gronddrukcel. Meting van de waterspanning in de ondergrond is een meting die vaak wordt uitgevoerd in Nederland. Meerdere waterspanningsmeters voldoen aan alle gestelde eisen. Indien de heersende luchtdruk apart wordt gemeten adviseren wij uit kostenoverwegingen een trillende snaar waterspanningsmeter van Sinco of Geokon. Relatieve deformatie van gebouwen kan goed worden gemonitoord met EL Beam sensoren (tiltmeters). Het systeem voldoet aan alle gestelde eisen. Voor een praktijksituatie zou ook een combinatie van tiltmeters en total stations kunnen worden overwogen waardoor de specifieke voordelen van tiltmeters (gevoelig en snel) en total stations (direct absolute verplaatsingen) beiden beschikbaar zijn. Tevens is een meetinstrument beschikbaar voor monitoring van scheurvorming, de zogenaamde crackmeter. Voor de aanbeveling zijn de gestelde eisen in het Programma van Eisen en Wensen van zeer groot belang. Het spreekt voor zich dat wanneer het programma van eisen wordt bijgesteld, andere meetsystemen zullen worden aanbevolen.
40
COB:
L700-02
definitief
december 1998
Literatuurlijst [Wittke 1995] W. Wittke, German national report on tunneling in soft ground, Underground Constuctions in Soft Ground (1995 Balkema, Rotterdam), p101-106 [Katano 1995] S. Katano, Behavior of cohesive soil ground during shield tunneling, Underground Constuctions in Soft Ground (1995 Balkema, Rotterdam), p269-272 [Krom 1996] R.P. Krom, Inventarisatie van technieken voor het continue meten van maaiveldzettingen (juli 1996 TNO-Bouw 96-CMC-R0286) [Aristaghes 1996] P. Aristaghes et al, CATSBY: Collapse real-time prevention system for slurry boring macines in soft ground, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p245-249 [Sherry 1996] G. Sherry et al, Tunnel observations for the Muni Metro Turnback project, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p317-323 [Friedman 1996] M. Friedman et al, Measures to limit structure settlements during construction of the station complex at Southwark, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p349-354 [Kimmance 1996] J.P. Kimmance et al, The NATM and compensation grouting at Redcross Way, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p385-390 [Murugamoorthy 1996] C. Murugamoorthy et al, Ground movements and vertical compensation grouting during shaft construction - Jubilee Line Extension, Green park Station: Contract 101, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p417 -422 [Shirlaw 1996] J.N. Shirlaw et al, Monitoring during construction of the Allen Sewer Tunnel, Toronto, Canada Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p429-434 [Atahan 1996] C. Atahan et al, Performance of a shield sewer tunnel in the Val-de-Marne, France, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p641-646 [Kastner 1996] R. Kastner et al, In situ monitoring of the Lyins Metro D line extension, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p701-724
41
COB:
L 700-02
definitief
december 1998
[Price 1996] G. Price et al, Monitoring of tunnels, surrounding ground and adjacent structures, Geotechnical aspects of Underground Constuctions in Soft Ground (1996 Balkema, Rotterdam), p737-743 [Liu 1997] Q. Liu et al, Evaluation of data during tunneling by using an expert system, Tunnels for People, (1997 Balkerna, Rotterdam), p97 -102 [Herrenknecht 1997] M. Herrenknecht, Electronics, data recording and guidance systems - The latest developments in mechanised tunnelling technology, Tunnels for People, (1997 Balkerna, Rotterdam), p701-708
42
BIJLAGEN
Bijlage A Drukopnemer voorzien van scheidingsmembraan
GlötzJ
Telef:Jx (07 21) 5166 30
GesellSChall1 lOr Baumess· teehnlk mbH
r<.lIi1mweg" 76287 Rheinstetten G••rmany
Der elektrische
Elektrischer Spannungsaufnehmer für Erddruck und Flüssigkeitsdruck
Te~'on (0721) 51 66·0
Spannungsaufnehmer
Typ EESK 8,6/14
VE
~50S93
dient zur Messung von Spannungen
und Flüssigkeitsdrucken
bis
max. 600 bar. In einem Druckkissen, das an einen elektrischen Aufnehmer schlossenen Svstem eine HYdraulikflüssigkeit. Bei Belastung
angeschlossen lst. befindet sich im gedes Druckkissens wird der entstehende
HydrauJikdruck auf die Membrane des elektrischen Autnehmers übertragen und in eine Spannung proportional
zur Belaslung gewandelt.
Ueferbare Be'astungsbereiche: 1/2/6/10/20/5011
00/200/400
und 600 bar
Technische Daten: U lIJ
s:
Versorgungsspannung oder
E
Ausgangssignal oder
;;,
:0
e•.. QI
'
l/')
&; QI
"S
E:
-<
~
0- 1000 mV
Ûberlastsicherheit
50 % v. E. 20 % v, E.
1 - 200 bar 400 und 600 bar
< + I- 0,5 % v, E.
Unearität und Hysterese Sonderausfûhrung
30
~
10 - 30 V De 4 - 20 mA. 2-Leiter
N
0
(10 V Del 4 mA
nach Kundenwunsch
140 rrun
Zur Registrlerung der Aufnehmer stehen zur Verfügung: l/')
~
I.
85
.1
•
Batteriebetriebenes
-
Zwischenverstärker zur FernObertragung Manuell bedienbare Umschaltgruppen Automatische MeB- und RegistrieranJagen
Anzeigegerät
mit Datenträger bzw. Speicher Weitere AusfQhrungen suf Anfrage.
Abb.: Elektrischer Spannungsaufnehmer
DruckkisaengröBe
tIJ 86 mm
Das Spezialkabel mit Abschirmung wird am AUfnehmer bei Uefe(ung in gewOnschter (ohne Verstärkereinheitl, vergossen.
Länge, max. 300 m
Bijlage B Drukopnemer voorzien van een coating
CUSTOM
TRANS
CERS
Pressure is our business. Sensit staff ';draw on many decades of experience in this field. We have mechanical, electronics and software engineers w:. thrive on problems. Our transducers have succeeded in some very unusual applications. Please tell us 't you want, or tell us your problem. Perhaps we have a solution already. These are some examples of spe'
roducts: IN-PROCESS FLAN GE for direct mounting to tanks in marine and chemica! applications.
CONCRETE PUMPING . rransducers multiply the life of conventional stainless steel devices many times over.
DELRIN housings give corrosion resistance, electrical isolation, light weight and are non-magnetic.
FLUSH MOU~'Tl~ for medica! and hygienic use.
MARINE BRONZEis purpose made for use in sea water. With cerarnic ,.~ there is no nel. to compromise.
ALUMINIUM HOUSINGS anodised to DEFl51 for lighrweight miniature submarine installation,
ENCLOSURE MOUNTING AND QUICK DISCONNECT tor water data logging. High impcdanee (15ill) bridge extends bartery lire.
~ ~, ~, .,. ;-
~,,,
~ ~~
_.~;- -.;.. #
J-
-.
-.
-;--
#
STRAIN GAUGES in cerarnic are cheap, amazingly easy to apply and use conventiona! wiring tor low-cost and volume gauging.
=n
D2 ISSUE I MARCH 1995
RAILWAYSHigh-shock and electrical transient prL~./-ed. wide ternperature range and high overpressure capabiliry,
• SIGNAL CONDITIONING modules are available to convert sensor output to voltage, current, frequency or digital plus temperature compensarion.
"WYSIWYG" very low cost, high volume pressure transduce for autornotive, consumer, hearing, etc.
Sensit Limited Campbell Court, Bramley TADLEY, Hampshire RG26 5EG, England Tel: +44 (0) 1256882992 Fax: +44 (0) 1256882986
~ @ .~ U .....
10:1I".'
~
.'
Sensit Umited.
Campbell
Court, Bramley. Basingstoke.
Hampshire
RG26 5EG. England. Tel: 0256 882992
Cenificate
Fax: 0256 882986
No. FM22358
P6420-XXX-21 Concrete Pressure Transducer Data Sheet Introduction: The P6-+20 is a pressure transducer having a rwo wire, ~ - 20mA output It is available in standard ranges frorn 5 bar to 100 bar SG. or may be scaled to custorner requirernents.
Features: Superb chemica! and eerrosion resistance ~ - lamA. two wire output Wide temperature range Unrivalled abrasion resistance
Rugged eenstrucnon High elecmcal isolauon Excellent long term stability Tempermure cernpensared
Description: The P6.+20 pressure transducer is based on a four active arm stram gauge bridge fused to a high punty eerarme diaphragm, offering high namral output coupled with superb chemica! and eerrosion reststance. It bas been designed primarily for use with concrete slurry and other abrasive fluids and bas a cavity-free, flush sensing diaphragm covered by a flexible polypropylene shieid It offers a rwo wire, ~ - 20mA output proportional to fluid pressure ••vith other outputs available as options. The sensmg element and lts associated eiectronics are housed in a rugged stainless steel case.
Specification: Pressure range: Excitation: Output - Span: Output - Zero: Non linearity. hysteresis & repeatability: Compensared temperamre range: Operating temperazure range: Thermal compensation: Safe over range: BUISt pressure Insulation / isolarion resistance: Laad driving: Electrical connections: Outputs available:
Applications : Concrete pumping and other abrasive applications
5. 10. 20 50 & 100 bar 12 - 32 Vdc umegulated 16mA :::1 % of span at rated pressure .+mA == 1% of span at zero pressure <±l.OO% of span (best fit straight line)
-io-c ta
+80°C
-25°C to +lOO°C <0.030o/./°C 1Y2 times rated range 3 times rated range >500MQ at 500V de, over the operabie temperature range lkn @ 28Vdc supply Armoured cable 4-20 mA (O-5Vdc, 1-5Vdc. 0-200mValso available
i-svae. o-rovee.
O-lOOmV &
t:::
In
.::
UI
Bijlage C Drukopnemer voorzien van een keramisch membraan
Technische Informatie TI 297D/15/nl
m€~etvvegaf van
_. ....•..... ..•..•....•.. .
.•...•• -..--...~ --8··
(Z) drukzender gebruikt van aluminiumoxide Q.ell1o:ntéerd in het proces, Deze is corrosiebestendig en chemische resistentie. rneetäereik wordt daarbij bepaald membraan, Bij mennbraan (2) kerarnisette grondplaat (1) hiervan niet van 1 liggen beschadigen. 0,025 mm van elkaar. luchtdruk
De PMC 134 druktransmitter kan worden samengesteld voor uiteenlopende doeleinden: •• absolute en relatieve drukmetingen vanaf vacuüm tot 60 bar •• applicaties in gassen en vloeistoffen •• bestendig tégen overbelasten tot een maximum van het 1OO-voudige van het meetbereik •• corrosie bestendig door het robuuste keramiek •• nauwkeurig (onnauwkeuriçheiosklasse 0,2%, typisch betert) •• temperatuurstabiel (Tk 0.015%/K) •• langetermijnstabiliteit 0,1% per (typisch beter!) U heeft de keuze uit diverse standaard componenten. •• brede keuze uit en elektrische aansluitingen, •• 1:3 of 1:10 .
•• •• is een
Ouality made by
ndress Heuser ISO 9001
De praktijk is onze maatstat
Bijlage D Metalen electrodes
• Zeer • Geen beweqenae
of dririkwi:Her. bier en frisdranken. VOor de diverse seerde elektrodes beschikbaar
Zie hier-
De aansluiting op een elektrode in
11380 met inlaskoppeling
Ex
zone
O.
Door op de Nivotester een tweetal elektrodes en een massareferentie aan te sl. ten is het mogelijk een directe tweepuntsuit te voeren. Hierdoor wordt een pomp- of De van de te meten producten mag ruim variëren en door gebruik te maken van speciale typen is schuimvorming en residu door visceuze produkten geen bezwaar voor een goede werking.
Elektrodetypes: - 11263 een dunne elektrode uit RVS. PE en aluminium. Voor de eenvoudige toepassingen onder druk) 11375 een universeel toepasbare elektrode voor detectie in procesvaten en tanks (drukbestendig) 11380 een sanitaire elektrode voor toepassing in de zuivel- en frisdranken industrie - 11463 een driestaafselektrode geschikt voor pomp- en klepsturing of als elek11961
trode met ingebouwde massareferentie. De staaflengte van 1 meter is naar wens inkortbaar. Zeer voor pornpsturing in lensput jes 11961 een deels keramisch
11380 met melkkoppeling
staafelektrode voor toepassinq bij drukken en temperaturen - 21270 een kleine de aansluitkabel in een put te De constructie voorkomt een foutieve scrlakelirlg doordat de elektrodeoen met een kunststof huls is afglesl:he,rmd.
meetbereik
opgenomen
48
vermio91en
: schakelversterker voor DIN-rail rnontaqe in een kast of controlekamer; werkt met een separate elektrode afl-lanlKeliikvan elektrodekeuze : bij de FTW; -20 ...+50°C : relais wisselcontact) : 230 V 50 Hz of 24 V 50 Hz IP40, klemmenrij IP20 : 3VA ia] IIc
Zie voor een van het werkingSlxirJcir::le het hoofdstuk theorie.
Monteer de elektrodes voorkeur zodanig dat vuil en aangroei geen brug kunnen vonmen naar de massa referentie lektrode of informatie.
Zie
In
Bijlage E Capacitieve electrodes
LJ" ~,
Capacitieve
......•..• i__ r , ,
•
elektrode DC 11 met 11h"BSP inschroef-
stuk.
:./QutTiaJ:;;
22.'i:J2ssln; E2,'~ i:...;
ri c ;'l-=' "....1.. • Ses::::=.,"'n7fn0 Te9='~ ve,~-v; ..!ii/,-;;·
te.v.:»: e: tuoeiure: • ,t-:ope enemisetie resisienu«
Werkingsprincipe De elektrode vormt met de metalen wand een condensator. De capaciteit wordt bepaald door het verschil in diëlektrische constante van lucht t.o.v. het te detecteren produkt. Deze capaciteitsverandering wordt omgezet in een meetsignaal voor verdere acties in het proces. FMC420
~~' •.• ,••...,- Voeding
.~ EC722
::::
4 ... 2OmA
~ Voeding
FMC423 EC472.
4 ... 2OmA
""
,
I
I
~Voedlng I
I
I
II
~
PMX570
Vi
~
U'tS:':,
I
14.. .2Om
;1
I'
I
, A
'1,.
.;.,;.:
C ~VOeClll"lg I i
Ië:\
{yl FMC671Z
' 14 ... 20mA
li'lS::-
I
i . iI';'';'
-
"I
,
Ccommunlc:: vratntertace meldlver.;e
En andere mogelijkheden
lndusTlreele
ereteeenen
Toepassingsgebieden De sensor Multicap De 11 wordt toegepast voor niveau meting en niveaudetectie in vloeistoffen en vaste stoffen. Dankzij de grote keuzemogelijkheid uit corrosiebestendige materialen IS deze elektrode ook toepasbaar in sterk agressieve media. De robuuste constructie is geschikt voor toepassingen in vacuüm en tot 50 bar overdruk.
Technische specificaties De gebruikte afdichtings- en isolatiematerialen maken bedrijfstemperaturen tanks mogelijk van -BOoe tot +200oe (drukafhankelijk). temperatuurbereik : zie Temperatuur/Druktabel procesmontage : 1'h"BSP, materiaal 1.4571 materiaal kop : aluminium beschermingsklasse : IP66 materiaal staaf : staal, bekleed met 2mm PTFE materiaal massabuis : RVS, 1.4571. optie materiaal inactief deel: RVS, 1.4571. optie maximale temperatuur in de elektrodekop : BOoe, zie nevenstaande grafiek lengte elektrode : min. 100mm, max. 4000mm Andere materialen en procesaansluitingen
72
in
Toepassingsrichtlijnen en keuzetips - bij keuze van de elektrodelengte dient men ervoor zorg te dragen dat de elektrode vrij van de bodem blijft (ca. 50mm) - indien er op een tubelure of tanktop waar condensatie en/of vervuiling plaatsvindt een elektrode gemonteerd wordt, is de toepassing van een macte deel op de elektrode aan te bevelen - een capacitieve meting of -signalering bestaat altijd uit een elektrode, een oscillator (ingebouwd in de elektrodekop) en een meetversterker - een massabuis wordt veelal toegepast bij vloeistoffen met lage viscositeit welke slecht elektrisch geleidend zijn (geleidbaarheid <100 IJS/cm, bijv. zoals bij de meeste koolwaterstoffen). Ook wanneer de elektrode mechanisch belast wordt (zoals bij roerwerken) is een massabuis aan te bevelen.
op aanvraag
Ons complete leveringsoverzichl. inclusief alle technische informatie. IS beschikbaar op CD-ROM. Zie de antwoordkaart voor m het boek
Opmerking
Tot welke temperatuur kan de oscillator standaard in de elektrodekop gemonteerd worden? Indien de proces- en de omgevingstemperatuur (zie temperatuurtabel) binnen het witte vlak blijven kan de oscillator normaal in de kop gemonteerd
Temperatuur
Temperatuur/Druk
bij hoog visceuse vloeistoffen (>4000 rnrn/sece) is een standaard massabuis niet aan te bevelen. Neem voor een alternatief contact op met Endress+Hauser. Voor metingen en signaleringen in vaste stoffen kan geen elekode met massabuis toegepast worden.
Pproces bar
•
50
:1
+2bar -1bar
i I i
20
10
-50
100
50
0
150
Tproc
oe
"'-"
200
worden. Valt de temperatuur in het grijze gedeelte. dan kan een temperatuurreduceerstuk op de elektrode besteld worden.
Tproces
Valt de temperatuur buiten de aangegeven grenzen? Bel in dat geval Endress+Hauser voor een alternatief.
Afmetingen Afb. C
Afb. B
Afb. A max 84
Afb. 0 max 84
max 84 max.BD
max. sa
max.80_
max.8D
160 ca.135
ca.135
,
:1 .2
.
"
.;;
~l
16
g
0 0 0
>
--
I 25
"
j 40
8
0
§
~
42
Ö
g
38
0
I
0
-
-
fi
f·
,
c
E
I
I
11 0
.
[
I· ·~ ~" §>
0
..ê
0;
Ë
0
0
>
>
0
0 0
1 0
ö
§
~
0;
-
G
n
"'n ""1Jr ,
160
::; ::;
~
-:.
::;
0 0
0
j
'"
;;
~ .2'" ~
I
0
0
>
0
~
16
0
Ö
§
i
38
»estelschema Procesaansluiting kirn)
Bestelschema
en insteeklengte
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A1A11B
L 1=100 mm
r 1 1/2" BSP (Afb. A) I
OC11-RAGR2A1A11B
L1=250 mm
810,-
L1=350 mm
837,-
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A1A11B
.'
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A 1A 11 B L1=500 mm
864,-
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A1A11B
L1=1000 mrn
999,-
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A 1A 11 B L 1=2000 rnrn
1269,-
1 1/2" BSP (Atb. A)
OC11-RAGR2A1A11B
L1=2500 mm
1404,-
1 1/2" BSP (Afb. A)
OC11-RAGR2A1A11B
L1=3000 mm
1539,-
1 1/2" BSP (Afb. B)
OC11-RAGR2A1A31B
L1=1000 rnm
1279,-
oN50/PN40
(Afb. C)
OC11-RABG2C1A11B
L1=1000 mm, L3=150 mm
1263,-
(Afb. 0)
OC11-RABG2C1A31B
L1=1000 mm, L3=150 mm
1543,-
! I lef
f'
y
v
756,~
/ 'f
/
t
oN50/PN40
ke Is
-en
prijs
./ ./
Meer/minderprijs
per 100 mm staaf
27,-
Meer/minderprijs
per 100 mm staaf en massabuis
55,-
Oscillator EC47Z
916653-0001
539,-
Oscillator EC72Z
916416-0000
470,-
/ v Meetversterker
./
.
/ I
FMC420. 220 VAC
FMC420-ROA 1
825,-
Meetversterker FMC423, 230 VAC
FMC423-ROA 1A
Meetversterker FMX570, 24 VOC
FMX570-AOE11
1247,-
Meetversterker FMC671, 24 VOC
FMC671Z-AOE1A1
2514,-
Monorack tbv FMC570/671, 230 VAC
MONO- R1A
" = voorraad artikel
~035-6958611
1461,-
337,035-6958825
73
Bijlage F
J ] J
]
1 1
Akoestische niveau meters
beats know-how
ProsonicT Fponic T is anew geh8ra.tion of u ~sonic measuring transmitters, which are' characterised by their extreme compactness and simplicity. Versions a ravailable for both non-contact limit d )ction and continuouslevel measurement of liquids and bulk solids. varf·.o. us communication options exist: tr . simpte on-site configuration to cl: lay and contiguration via laptop computer or process control system.
'I~Ored tb Yom Application P,J;onic T offers sensors which are tailored to your individual demands. , • ~U ultrasonic transmitters for bn-contact mE?asurement up to 15 m in liquiqs • !=JU ultrasonic transmitters tor pn-contact limit detection in ,lvitchint;j ranges trom 0.25 m to 7 m.
2
Prosonic T Features
Right Amount of Intelligence
• Optional plug-in LC display • Application parameter, e.g. for liquids, rapid changes, conveyors • Fixed target suppression • First echo recognition for correct identification of double echoes • Automatic suppression of echoes from agitator blades
Prosonic T ultrasonic transmitters offer the most important communication protocols as options:
10; L+
J J (
11
L. N
,*' _
1123"'",
4 1+ A
• Smart protocols INTENSOR or HART for comfortable remote configuration by hand held or, with a Commubox FXA 191 interface adapter, by laptop or personal computer. • Rackbus RS-485 for the linkage of several transmitters with centralised operation from a personal computer. • PROFIBUS PA (Process Automation) for linkage via intrinsically safe field bus and integration into process control systems
20 mA I· ,I:.
l/ilO[l'W'
000
1000
0000
From Measuring Point to System
@@
Prosonic T can be operated both as a single measuring point with a simp Ie on-site operatien (display optional) and, with the use of the appropriate gateway, as part of a fieldbus system. Gateways are available for the bus systems MODBUS, PROFIBUS and FIP.
Interface adapter Commubox FXA 191
.-
~
Power supply FXN 671
INTENSOR Commulog
HART universal handheld
3
handheld VU 260 Z
unit
Technica! data I
ProsonleT
with integrated
temperature
FTU/FMU x31 2"
FTU/FMU x30
1'h" Type
FTU 230/231
Application
limit detection
Input
sensor
FMU 230/231
FMU 130/131
continuous
FMU 232
level measurement
loop-powered
230 VAC/115 VAC
tooo-powered
relays
4 ... 20 mA or digital communication: HART, INTENSOR or PROFIBUSPA
24 VOC or 230 VAC/115 VAC
Output
Switching-/measuring Blocking
range
In liquids:
in liquids: FTU 230: 0.25 .. .4 m FTU 231: 0.4 ... 7 m
complete:
Operating
-20°C
temperature
gas Ex
Certtficates
105
I-
Oust-Ex" TI 246 F/OO/e
...
Supplementary
I
D
I
I I :5 ",I 1
'I
!
'~ SW60
... +80°C
EEx la IIC T6"
TI 247 F/OO/e
Teennical information
I
I
i
i
.
I
L
ON 100 sensor: 0.6 m
threads G 1W 1 2" or 1W-11 'h 1 2"-11 'ho NPT or flange ON 100 (with slip-on flange or mounting bracket)
threads G 1W 12' or 11f.I'-1W'; 2'-11'h' NPT
Process connection
"" Ni
I
lP 67 {with open lid: lP 20)1 sensors lP 68 sensors: PVDF 1 housing: ASA/PC
Materials
!
FMU 130/230: up to 4 m FMU 131/231: up to 7 m up to të m FMU 232:
1'h' sensor: 0.25 m 1 2' sensor: 0.4 m
distanee
Ingress proteetion
j
4 ... 20 mA or digital communication: HART, INTENSOR or Rackbus RS-485
•.
..
Nederland
België
Endress + Hauser B.V. Postbus 5102 1410 AC Naarden Tel. 03569586 11 Fax 035 695 88 25
Endress + Hauser N.V. Carlistraat 13 1140 Brussel Tel. 02-216 73 00 Fax 02-216 54 53
'
""
lil, 0,
i
,
::J
:J
::J ::J
::J ::J
Documentation
Prosonic ultrasonic sensors • Product Information PI 005 F/OO/e Nivosonic ultrasonic sensors Product Information PI 004 F/OO/e Commubox FXA 191 Technical Information TI 237F/00/e Power supply unit FXN 671 Technical Information TI 221 F/OO/e Silometer FMX 770 Technicallnformation TI 222F/00/e Rackbus System Information SI 014F/00/e
~I ~!
.);
J;}j
--
Endress+ Hauser Nothing beats know-how 0893lMTM
SI 021 F/OO/e/l 0.95 Pnnted in Germany/HO/CV5
../
/:;
.).
J
Bijlage G Radar niveau meter
Eenvoudige instelling ter plaatse door de uitneembare handbedieninqsrnoouie. ook In exptosteçevaarfj« gebied.
Uw meting
ia.
Onze opllossilI1g: l\IJil(';l'o:pil(lt De Micropilot van doet aan deze eisen loos meten van niveaus via op microootGHz rnultipuls-pnncipe en tegelijkertijd nauwmeetwaarden onder de meest exi,tèrne procescondities. Dankzij het van een. voor industrieel ge(ISM) trecuentiebaad tOE~PEissingook buiten
Wat biedt de Mic::ropHot •• etlectierneti
op het een
variaties. constante. • nauwkeungheid. ook variaties of wisselende In de tank . • Software met elementen zorgt zonder gel:ornpilcEle Instellingen voor-betrouwbare niveaumeting. • Vrij Instelbaar rneetqeb conform tankteken zonder kalibratie met vereenvoudigt de
••
2
Hog~.!>edtl.IfH~k~r· h~ld.l:lijv. bij toxlsche producten door dubbel afdichtingssysflllilm met O-ring en gelaste, gasdichte doorvoer.
en FIP ®
Gebruikersgeric:hteinstrumentkeuze Staafantenne • Smal model voor inbouw in diameters vanaf DN 50/2" • Teflon-antenne: toepassing in tanks met producten mogelijk
Kleine hoomantenne (voor montage in bypass) •
onafhankelijk van het product of de procescondities • van vlotter- of verdringersystemen
Standaard hoomantenne • Uitvoering voor zware meetcondities. grote bereiken of hoge tanktubelures
d. •
Proc:es-sc:heidingsflens met ge'lnt~~gn3erd
a)
b)
lViicropilot overzicht l
MICropilot
, t
FMR 131
FMR 130
Staafantenne
Voor bypass/standpijp
= Type
:-::-=
~
.,
..
:~~ -,:t:=tl
Oruk/temperatuur in tank
.....,.
Procesaansluiting 0tubelure
i
Materialen procesaansluiting
,.,.
-
-w
... LU ....tD'"
PTFE en 1.4571 of speciale
20m
35m
mm
elke 0.3 s
I
EEx de ia IIC T2,16. FM CI1 Oiv. 1. Grp. A.D BZT Nr. G 750476 TI 252F
documentatie
Communlcatie-unlts
(5.8 GHz. ISM-band),
r
FCC nummer LCG FMR 13x (6.3 GHz)
~~
~
..•.....,:
.
~ FXA675
FMX 770
FXA 191
J.;voer:ng
4 TE mtsrtacekaart
7 TE Interfacekaart
Interface-adapter
Ingang
Rackbus
1 x 4 .. 20 mA INTENSOR
4 .. 20 mA HA~/INTENSOR
2 x RacKbus RS 485
0/4 .. 20 mA. 0/2 ... 10 V Rackbus
HART'/INTENSORprotocol op RS-232C
Inlerface-omvormer
Aanwijzing. 3 relais. Rackbus-aansluiling
tnterface-adapter meI Commuwin 11
[EEx ia]
[EEx ia]
TI 222 F
TI 237F
doe.
TI 221 F
Nederland
België
Encress-Hauser BV ?cs::;us 5102 , ~ 1:' AC Naarden Te;. 035 695 86 11 Fax 035 695 88"25
Cathstraat 13 1140 Brussel Tel. 02·2480600 Fax 02-248 05 53
T1259F
Overige documentatie
Commubox
Type
Kenmerken
I
TI 253F
TI 258F
Meetversterker in Racksyst-uitvoering 19"-Europakaartformaal
200"
10mm
±3mm/1
Meetwaarde-actualisering
100-
PTFE-venster
I
33m
_----:> ..
alleen ON 150/6"
n.vt,
Reproduceerbaarheid
Frequenuetoetatinç
-100-
Viton, EPOM of Kalrez
±
Technische
1150" 2SO"'
materialen
Meetnauwkeurigheid
Technische
,t _~:.t---_m.. z ••
vanaf ON 150/6' (vanaf ON 80/3' via antenneverlenging)
PTFE (~ 16 bar: 1.4571)
Certicaten
lilt
\
.•
:~~
250"'
vanaf ON 80/3"
20m
Max. meetbereik
150~
vanaf ON 80/3" (ON 50/2' via adapter)
i zonder (vanaf 16 bar Viton of Kalrez)
O-ring
,/
"ï5J ....
200'"
Processcheidingsflens w.
\
.
i
18
-
ê
. '''q
./
r
Hoornantenne
~ :::
.•.-._-
J
Rackbus Digitale communicatie van intrinsiekveilige veldinstrumentatie met industriële netwerken Systeemdocumentatie SI 014F ~ Commuwin II Bedieningsprogramma voor intelligente veldinstrumentatie onder MS-Windows™ Systeemdocumentatie SI 018F
Microsoft'!' en Microsoft Wlndows'Mzijn gedeponeerde handelsmerken van Microsoft INTENSOR is een handelsmerk van Endress-Hauser GmbH+Co. HAR-r" is een handelsmerk van de HART Communication Foundation (HCF).
Corp
Enoress-Hauser NV
Endress+ Hauser Oe praktijk is onze maatslaf
" .,'..! ..'
"'/,r"
Bijlage H Luchtdruk
IN
RUMENTS I Pressure
IGITAL BAROMETER 200A I PTB 1A
The PTB 200 series transmitters are fully compensated high performancedigital barometers designedto cover a wide pressure and temperature range. The finalfactory adjustrnent of the PTB 200A is do ne against a pressure balance for best pressure traceability. The 201 A is adjusted by using electronic working standarde. There are th ree output choicss from the PTB 200 series transmitters. The RS-232C full duplex serlal interface with software selectable baud rates and pressure units is the standard output. TIL level bidirectional serlal or TIL level pulse output can also be selected. The transmitters with a serlal output can be used in contmuous, interval or on-demand eperation modes. The pulse output is activared by an external trigger. The PTB 200 series transmitters use the BAROCApR silicon capacitive absolute pressure sensor developed Vaisala. The BAROCAP sensors have excellent and repeatability characteristics and very temperature and long-term stability. The ruggedness of the BAROCAP sensors is outstanding and the transmitters are not affected by meenanical shocks or
DATA range temperature range
range range
600 1100 hPa -40 +60°C -60 +60°C Non-condensing
Total
± 0.3
PTB 200A PTB201A
0.01 hPa 0.1 hPa
Hesetutton
18
0.20 hPa hPa + 0.2 hPalyear
200A PTB 201A
ANALOG BAROM·ET PTA 427 I 427 A
R
The PTA 427 analog barometers are desiqned to meet the requirements of many irtdustrial and rneteorological applications. The PTA 427 transmitters feature excellent linearity and accuracy at room temperature, and they are weil suited for use overwider temperature ranges as weil. The PTA 427 series bar tric pressure transmitters use the unique BAROCA silicon capacltive absolute pressure sensor developed by Vaisala. The pressure sensor utilizes the outstanding elasticity cnaracteristics of slnqle-crystal silicon and achleves excellent repeatability, low hysterests with very good temperature and long-term stabitlty. The sensor withstands high overpressures and mechanical shocks with no effect on performance.
TECHNICAL
DATA
Preesure range: PTA427 PTA 427A Temperaturs range: Humidity range: Accuracy at 20°C: PTA 427 PTA 427A Typical total accuracy -40°C to +60 °C: PTA427 PTA 427A Resolution:
800 to 1060 hPa 600 to 1060 hPa -4010 +60 °C Non-condensing
± 0.4
hPa + 0.2 hPa/year 0.6 hPa + 0.2 hPalyear
2 hPa 3hPa 0.1 hPa
AE Sensors bv Postbus 9084 3301
AB Dordrecht
Tel.: ++ 31(0) 78-6213152 Fax: ++ 31 (0) 78-621 31 46
AE 600/ AE 1000 Lage druk transmitters/ Electronische barometers De AE 600 serie lage druk transmitters zijn voorzien van uiterst nauwkeurige piëzo resistieve sensoren en zeer stabiele geïntegreerde signaal conditioners. Met een lange termijn stabiliteit van ± 0,10/0 FS over 1 jaar, is de AB 600 een zeer geschikt instrument voor industriële toepassingen. Bovendien is een temperatuur uitgang beschikbaar voor compensatie doeleinden of voor een separate uitlezing. De AE 600 kan eveneens voorzien worden van een ingebouwd 3 digit display voor lokale aanwijzing of service doeleinden en is leverbaar als paneel inbouw instrument met 3 1/2 of 4 1/2 digit display. Beschikbaar in diverse nauwkeurigheidsklassen van ± 0,25% FS tot 0,06% FS, maakt de prijs/prestatie verhouding van deze transmitters ze uitermate geschikt voor de luchtbehandelings/ airconditioning industrie, voor filter vervuilings metingen, meteorologische toepassingen, computer ruimten, klimaatkamers, ovenregelingen enz.
Bijlage I Magnetostiktieve verplaatsingsopnemer
'~j
Serie TEMP
ONrCS-111
j
CAN-Bu5
Product Specificatiens
TEMPOSONICS® Position Sensors
that is what our cestorners
Sensor Model PA
for their
data processi
The new TEMPOSONICS-III your solution wh en you need smart sensor capabili for more reliable cornmunication in
automation.
TEMPOSONICS is the
brand name of the positron sensor
since 25 vears, TEMPOSONICS-III series provides
superior reliability.
• Absolute measurement svstem • Non-contactinq
Model RH
design
• Measuring range: 25 to 7600 mm - Displacement - Velocity • Non-Linearitv. Better 0,02 • Resotution: 5 um • Repeatabilltv: 0,001 0/0 • Built-in CAN Bus-Output
Sensor
0/0
Specifications
Measured Variabie Resolution Non-Linearity
(uncorrected)
Repeatability Hysteresis Output Signal Data Protocol Baudrate Measuring Range
Connection
Type
Input Voltage Current Drain Ripple Temperature Coefficient Electric Strength Operating Temperature EMC-Test Shock Rating Vibration Rating Mounting
Position
Profile Style PA
Magnet Speed Housing Style
Rod Style RH
Enclosure Mounting Magnet Type Sensor Head Sensor Rod with Flange - Pressure Rating
Displacement, velocity 5 urn standard (2 urn in preparation) < ± 0,02 % F.S. (Minimum ± 50 urn / ± 20 urn independent of outside temperature variations - in preparation) < ± 0.001 % F.S. (Minimum ± 2.5I-im) <4~m
CAN-Fieldbus System ISO 11898 CAN 2.0 A 1 Mbit/sec. maximum Profile Style PA 25/50 - 5000 mm in 50 mm increments Customized: In 5 mm increments Rod Style RH 25/50 -7600 mm in 50 mm increments Customized: In 5 mm increments Connector or integral cab Ie 24V dc (+20 % / -15 %) 90 mA typlcal < 1 % SOs < 15 ppm / °C 500 V (D.C. ground vs. machine ground) -40°C ... +75°C DIN IEC 801-4 / type 4/ CE qualified 100 9 (Single hit) / IEC-Standard 68-2-27 5 9 / 10 -150 Hz / IEC-Standard 68-2-6 Any orientalion
Any Aluminum profile lP 65 Adjustable mounting feet Captive sliding mag net, floating magnet Aluminum diecasted case Stainless steel 350 bar (530 bar peak pressure)
- Sealing
lP 67 (Sensor rod with lIange) / lP 65 (Sensorhead)
- Flange thread
M18 x 1.5 or 3/4-16 UNF-3A Aluminum with permanent mag nets or rare-earth/plastic moulding
Magnet Type
Bijlage
J
Incrernentalencoder
I
'
REXROTH Hydraudyne
Cylinders
B.V.
CIM8 MK land MK I1 Ceraniax Integrated Measuring 8ystem The simplicity of a unique innovation " '~
'-_.-
.. "
". ....
I
'
..\ . -", -, -';'",
--~
'~~"'~:-
;~' ri'\.::, t\\':";';~"" .:~, -,
._-_
'--.-/
I
•..
"
"
"
"
CERAMAX® ,
The l'Uult IIf CllITllIÎoo 111'1 hydnIUllc
CIMS, THE SIMPLICITY A UNIQUE INNOVATION The Ceramax Integrated Measuring System has been developed tor positon measurement on hydraulic Ceramax cylinders. The svstern is integrated in the cylinder and contains no moving mechanical The measuring principle is suitable tor any Because of the operatirlg can only be int with Cer:amélXcoated
The sensor is fully integrated in the cylinder head and merstore proteetee from water and dirt. The CIMS MK I execution has seperated the electronics from the sensor. The electrenles ..are placed into a box which is mounted on the cylinder, the sensor is integrated in the cylinder head in a special stainless housing. The CIMS MK 11has integrated the electronics and sensor in one housing. ,,,,,
CIMS MK I The electronic printed circuit boards necessary to convert the sensor signals to and trom the user interface, are built in a standard aluminum box with class lP 65 protection. Normally this box is mounted close to the sensor on the shell of the cylinder. The user interface cab Ie is fed into the box via a cable An lP 67/IP 68 protected box is optional.
CIMS MK I cylinder
OPERATING PRINCIPLE CIMS MK lAND MK 1I The CIMS sensor is mounted in the cylinder head and senses small grooves which are cut In the piston rod base material The pattern of grooves induces changes in a magnetic field and the additional electronles convert the sensor signal to logic puise count. The number of counted pulses the position intorrnation. CIMS IS a semi-absolute system CIMS cylinoers underqo a thorouqh acceptance inspection
The sensor and electrenles
of tne CIMS MK I system
The loss of position information in the case of a power-löss can be prevented by installation of a battery back-up in the power supply. After power-löss the cylinder must be moved to a predefined position, so the position counter can be reset. Alter CIMS will keep track of the and behaves as an absolute
CIMS MKII Due to further sealing down of lntegrated circuits by SMD technology the PCB tor CIMS could be reduced in size. Electronles ano sensor are integrated in one housing which is situated in the cylinder tront end, a separate electronic box is not neCI~ssaryanymore.
Direct trom the housing the output signal can be genl9ratE~din (MB) in RS is (see figure 1)
CIMS, simplicity itself The sensor and electronics of the CIMS system MK 11integrated in one housing
ADVANTAGES • stroke independent • not in contact with hydraulic preesure • robust
• simply to assemtee and • accurate
FIGURE 1
I
SENSOR CABLE SENSOR AND ELECTRONICS
ClMS MI< 11CYLINDER
••••••
CIMS MKI
DISPLACEMENT MEASURING SYSTEM CERAMAX CYLINDER TECHNICAL DATA ELECTRONICS •• Supply • Position output
24VDC ± 20%, 250 mA max. Analogue - voltage 0-1 0 V - current 4-20 mA Digital
- parallel: gray or binary resolution 13 bits phase shifted, max.
•• Velocity output
PERFORMANCE •• Position accuracy
•• Protection class Ol
range
1. voltage 2. current
5kHz
-10 ..+10V 4 ..20 mA General Incremental
Option I (+)Analogue
Opnon 11 (+)Digital
Linearity < 1 mm Temperature ± 0.025 mm/oC Hysteresis ±0.05 mm
FSO ±1 bit
lP 6511P67/ lP 68
+ 25°C up to +/+
60°C
:::::Full
Output
max
Bijlage K Askoppelmeter
Shaft Powermeter System
S;;-TECH ~~Systems
C- TECH Systems
has a proven track record in the development of specialised systems for the marine industry worldwide. The TSX-3 SHAFT POWERMETER SYSTEM is one of a range of systems and produets availabJe for ship performance and machinery monitoring. Whether the requirement is for supply only or for a complete turnkey package to include installation, expert technical assistance and/ or training, C-Tech systems are able to provide this service.
What Are The Benefits ? Shaft power metering equipment is becoming increasingly commonplace on new ships and retrofits. C-Tech's TSX-3 Shaft Powermeter has been developed for accurate and repeatable continuous measurement of shaft torque, speed and power, and equally as important to be reliable. Operational and economie benefits to owners and ship's staft are: •
Continuous measurement of torque and power avoids propulsion machinery overload
•
Optimisation consumption control, or
of fuel through manual
When power is transmitted through a propeller shatt, the applied torque results in an angular deformation, or twist, in the shaft. Surface strain in the shaft may be measured by electricafly energised straingauges bonded to the surface as an electrical signal of a few millivolts. Four straingauges are connected in a full bridge circuit and are aligned so that the .output is Iinearly proportional to applied torque but insensitive to bending, th rust or temperature eftects. Wh en thrust is applied, the shaft is subject to longitudinal compression. A second bridge, aligned at 45 degrees is applied, if required, tor thrust measurement. Compressive strain in the shaft may be measured in electricafly energised straingauges bonded to the surface as a signal approximately one tenth of the torque signa!. The flanged rotor unit, fitted to the shaft, carries the electronics and power circuitry. The rotor board converts the straingauge bridge signal to a frequency signal transmitted to the stator. The torque and speed signals are output from the stator to either a local/remote display unit or to the ship's control & monitoring system.
Rotor Unit
•
Reduction in fuel consumption part of a Ship Performance Optimiser system
as
•
Power balancing instaflations
•
Contactless signal transfer from shaft ensures unit is maintenance free
in multiple shaft
TSX-3 Power Measurement System The straingauge measurement technique is established as the most accurate method of measurement of shaft torque. This principle is employed within the TSX-3 Shaft Powermeter, together with precision electronics to guarantee highaccuracy and excellent long-term stability.
The rotor unit is compact, comprising flanges machined to fit each shaft diameter. These carry the rotor unit, power coil and signalloop. Teeth cut into the flange provide speed sensing. Covers proteet the electrical parts against oil and water ingress. Precision high stability electronics amplify and convert the bridge millivolt torque signal to a frequency signal which is fed to an aerial loop. The torque piek-up, mounted near the shaft, transfers the frequency signal to the stator unit. Power is supplied electromagneticafly from the stator to the rotor unit.
Sta tor The stator unit is mounted on a flanged pedestal, near the shaft. This watertight enelosure houses the signal processing and power electronics.
Display Units I@ ,
( I
3275 kW
I
!
,
140
"
223 kNm .. rev/min
POWERMETER
other than
Installation Installation and alignment of shaft powermeters, including bonding of strain gauges is normally carried out in-port by specialist technicians from C-Tech Systems' or their agents. Installation of the straingauges is typically accomplished in 1to 4 hrs per shaft.
,/
C-TECH
SHAFT
Output signal formats frequency can be provided.
~";;;:Sys'ems
A range of displays to suit individual applications are available from C-Tech systems. Stand-alone shaft powermeters utilise high-brightness vacuum fluorescent displays tor local mounting in machinery spaces, panel mounting on the bridge or control room. The displays are fed from a shaft powermeter Data Signal Processing Unit (DSPU)which can accommodate one or more shaft powermeters. Additional facilities such as speed log input and energy totalisation in kWh per shaft can be added.
Once installed the shaft powermeter is maintenance free. A calibration check should be carried out annually using simple-to-use test equipment. This can be supplied by C-Tech.
Applications These systems have gained acceptance as: •
Stand-alone shaft powermeters
•
Measurement devices for performance monitoring
•
Propulsion control systems
Speed Signal Torque Signa I
Specification
FJexibility and Support
Power Supply: 110/220 V AC 50/60Hz Power Consumption: 25W Size: To fit shafts 100 • 1000mm Shaft length required: 155 mm Operating range: -10°C + 50°C, 100% RH Accuracy (torque): better than ± 0.5% Accuracy (thrust) : better than ± 2.0% Accuracy (speed): better than ± 0.01% Stability: better than ± 0.045%/month
C-Tech is committed to the support of its products, systems and customers.
For further information
Each unit is built from modules which allow simple first-Iine maintenance by the user.Additional modules may be supplied to carry out other measurement tasks. In addition to offering installation and expert assistance C-Techwill provide training in the operation of its products and systems either in the UK or via its network of agents
contact:
.Ç-TECH ~Systems
The Court House 15 Glynne Way Hawarden DEESIDE Clwyd CH5 3NS Tel: Fax:
+ 44 (0) 244 535787 + 44 (0) 244 538908
slmae
••
CSI bv James Wattweg 16. P.O. Box 174 . 3130 AD Vlaardingen. Holland Teleloon: 010·4351411 Fax: 010-4350628
Bijlage L Ruimtelijke positie van het schild
tacs GCS
Guidance System for Tunnel Boring acs (advance control system) is a fully automatic system for controlling tunnel boring machines and the tunnellining.
Some of the Features Continuous display of the precise position of the TBM, updated every few seconds. Numericai and graphical display of horizontal and vertical deviation from the DTA and direetion with respect to the DTA. ~.7'%
,c.-2tf4
Oetermination of the position and ortentation.of the erected rings. Oetermination of the horizontal and vertical deviations from the DTA, ~d direction with respect to the OTA. 'I
Calculation of a correction curve to return tarjgentially to the OT A.l/
~7,--",
'/j
,li/
Calculation of the optimum conical ring, taking.into account tail cl'
J
"'\"., *'t,
;iI';
Calculation of the future TBM path along the ~orrection curve or ~ rings to be erected. _~ '\.
. r
..)_~
Precalculation of the desired jack extension, allowing fully automatic control. ,
"~.J'
Highly f1exibleautomatic data gathering; The system can communicate with a wide variety of theodolites and target units (manual/optoeleetl:onic/video target boards), as weil as the TBM ,
î
control computer., , .•.••.',.J--C.)-('~il ,_uJ,~ ~~vr---""'~........ : J$ A stand-by system for the event of failure of aR measuring instruments, allowing several advances to be carried out during the duration of the failure . ••••••. __ i
j
._il{~ i
•••••••
, ' ",<#
_
"-"
,,'.
,&;
_
ij
I
~
•
Full documentation of all the measured and clulated
-t
data.
All data on the driven tunnel can be exported for editing in a spreadsheet T
Integrated password-protection changes.!
of all critical ~rameter
Data transmission to the site office.
or word processor.
settings to prevent unintentional
T
t
A modular system allows users to choose the-best configuration for their needs: from a simple system with a tunnel laser and conventjonal target boards up to powerful features with automatic gathering of all data and a motorizelï theodolite with automatic servo-guided return to the target unit at curves in the tunnel.1-
•
The Philosophy behind GCS acs forms the interface between various disciplines. The acs system can draw on methods, experience and knowledge gained from various technical fields, releasing synergies. It therefore provides much more than a conventional surveying system. The guiding principle behind the development of acs was to provide a complete solution taking into account all the requirements of surveying, machine control and tunnel lining.
I
,':
:"
--:
,
"
.
Surveying.
] Machine Technology
CivU. Engineering
Surveying A wide variety of surveying techniques are supported. The user can toggle between different methods to test the results.
Machine Technology The program takes into account the particular geometry of the TBM and its control characteristics. For example, any lateral or vertical drift of the machine can be recognized and compensated.
Civil Engineering Much importance is attached to calculating the best ring, ensuring a perfeetly fitting tunnel lining.
-2-
.taes
The Surveying System - An Overview The most important elements of the GCS surveying system are a laser theodolite (or tunnel laser), a target unit and an industrial PC to run the GCS system software.
Laser Theodolite • • • •
Laser Beam .........
.....
TBM \
-$-1
I
Advance Jacks
Industrial PC Surveying
TBM Control Computer
Data Transmission to Surface Office
Machine surveying is carried out according to the following principle: The starting point for surveying is the laser th eodolite, which is mounted on a bracket. The bracket is screwed to an ereeted ring. The laser theodolite point is measured precisely. lts global coordinates are therefore known. The laser beam is coaxial or parallel to the target axis of the theodolite. The laser beam impinges on the target unit. which is fixed in the TBM. The target unit is ereeted at a position fixed in the local coordinate system of the TBM. The point at which the laser impinges on the target unit is used to determine the position of the TBM. Other data needed are the longitudinal pitch and roll of the TBM and the angle of incidence of the laser beam. Central to all this is the GCS system software. in which all data come together. The software performs the necessary calculations and presents the user with processed data in the form of clear, easy-to-read graphs.
-3-
The following target units can be used: W Conventional target boards W Video target boards W Eleetronics laser systems (ELS) The following types of laser theodolite used: W Leica T1600. TI610 W Leica TCA I 100, TCA 1800 W Geodimeter GDM 600
can be
If required, data can be transmitted via existing telephone lines to the site office on the surface. The current TBM position can be monitored, and remote diagnosis or remote maintenance carried out via the same telephone line. An uninterruptible power supply (UPS) proteets the computer and executing software against a power failure or voltage surge. All the components used are tried and tested to withstand the severe conditions underground .
• taes
Features Positioning the Erected Rings
Servo Guidance of the Laser
When GCS carries out ring erection, the position and orientation of the last ring erected are determined. T 0 calculate this, it is necessary to know the position of the TBM, extension of the jacks and tail articulation, and tail clearances.
If a motorized theodolite can be used, GCS provides automatic guidance of the laser to the target unit. You no longer need to correct the laser by hand.
Determining the Optimum Ring At the end of the advance, GCS will determine the best ring to erect for the current situation. This ring should usually fit smoothly into the TBM tail without damaging the concrete. If straight rings are used, a certain sawtooth tolerance can be taken into account. A special ring module is prepared for each tunnel project, taking into account the particular characteristics of each ring.
Correction Curve Ifthe TBM deviates too far from the designed tunnel alignment (DTA), a correction curve is calculated, which starts from the last ring erected and returns to and interseets tangentially with the DTA. The user himself can determine the correction curve radii, taking into account
Direction Check The direction check feature allows checking of the directional angle of the laser theodolite. If a direction check is performed regularly, errors such as incorrect angular values can be avoided. Errors can result from the laser theodolite losing its orientation, or the laser point being a1tered by accidental knocks against the laser bracket. If a motorized laser theodolite is used, the direction check can be carried out at the touch of button. All the measured data and results of calculations are written to a file as a measurement record, and can be evaluated and printed out at a later time. The direction check thus makes an important contribution to quality assurance.
Laser Movement Q
•••.•••••
7!f
,. ,....
:.::::::=;'~~ •..
.IJ1.Ilia~~_
••
has a separate dialogue to assist with u..,'~'.:>:<,',':_" :::»( the sequence of operations for moving the laser theodolite to a new point. All the necessary calculations are carried out by software. If a motorized theodolite is used, the new laser station, on which a reflector is mounted, can be measured at the touch of a button. GCS
41
u.. •••••
""_._••.•.•• ,_" •••• -.._---.._
•••••
";"';;'D"_._~';';'''':·
the control possibilities of the machine and the possible ring geometries. Users also have full control over wh en to calculate a correction curve, i.e. in the event of deviations in position, height or direction.
Ring Sequence From the curve of the DTA or the correction curve, a ring sequence or ring prediction is calculated. The future rings and ring positions thus determined can then be taken into account in planning the loading sequence and delivery from the segment warehouse. GCS makes a significant contribution to site logistics.
-4-
All the measured and calculated data are written to a file, providing a measurement record for subsequent evaluation and printing out. This can be carried out by the shift engineer or qualified tunnel staff.
It offers c1ear advantages:
Laser Control
• A surveyor no longer needs to do this. He can use the time for other tasks. The system thus helps to reduce labour costs. • There is less downtime if, for example, a surveyor is not available for the night shift.
The GCS software can be configured to switch off the laser while a ring is being ereeted. This is a safety measure to reduce the risk of accidents from tunnel personnel looking into the laser beam. The laser intensity can be adjusted by the software according to visibility and laser distance.
This automatic, dialoguèguided sequence for laser movement has already been employed with great success on several sites. Thanks to this function, a permanent surveyor was no longer needed on site. The position of the TBM could be checked once a week by an extemal surveyor.
Stand-By System
A Gift for Languages The GCS user can toggle between different languages while the program is running. At present we offer German, English. French and Spanish. Further languages are planned. This is a particularIy attraetive feature for international projeets involving workers with different mother tongues.
Integrated Security
This surveying method can be seleeted by software if the basic components of the surveying system fail and conventional surveying of the TBM is not possible. This occurs if the target unit or laser fails. In this case, the TBM position is determined geometrically from the jack extension (the jack stroke lengths). Occasionally - i.e. after each advance, after three or even ten advances - the surveyor must determine the precise position of the TBM and adjust the system accordingly. He does this by measuring two prisms and determining the roll and pitch with the aid of a spirit level. After this adjustment, measurement continues by means of the jack extensions.
The GCS software features a built-in user management funetion. Different classes of users have different access rights. For exarnple, a user can log in as "guest" to obtain information. but cannot make any changes. Users logged in as "worker" can enter data required for the advance or for ring ereetion. The "engineer" can also make settings to the system configuration (TBM parameters, coordinates ofthe laser station). The individual user levels are password proteeted.
-5-
.taes
Product
Sheet 4622 December 1993
Model 3051 C Differential Pressure Transmitter
PERFORMANCE accuracy il
100: 1 rangeability
• Microprocessor-based • Wor/d's tirst
eiectromcs
tow-power pressure transmitter
FLEXIBILITY • SmalI, lightweight coptensr: installation
design tor easy
ilA
,~Local J
Nonvoletile memory needsno batteries
'I
Sensor module memory allows easy repair
1. Model 3051 C Coplanar Transmitter Shown with Model 268 SMART FAMILY Interface.
Information
TI 035ID/06/e
No. 50075884
Electromagnetic Flow Measuring System 35
Applications Promag 35 5 solves sophisticated flow tasks and is used to rneasure: • fluids with a high solids content, e.g. slushed pulp with a solids content of up to 15%, yoghurt with of fruit; • highly abrasive fluids, e.g. ore slurries and coal washings; • and low-conductive fluids, e.g. demineralised water.
High operating safety • guaranteed zero-point stability • high electromagnetic compatibilily (EMC) • self-monitoring function, combined diagnostic and alarm tunetion • guaranteed qualily, 150-9001 certified • EEPROM protects data (without back-up battery) in case of supply tailure • high corrosion reststance assured by the use of Hastelloy C-22 as electrode material • top measuring reliabilily assured by a full set of electrodes (measuring, reference, and EPD electrodes)
• rneasurinq deviation ±O.5% or ±O.2% • measurinq range 1000: 1
•
• Rackbus RS 485 and HARr® communication
interfaces
Easily ponfigured • operating menu • touch control: operation trom outside without tools • two-line, iIIuminated display
Install anywhere • rob ust, shock-resistent aluminium housing, resistent to acids and eaustics • type of protection: lP 65, remote vers ion • nominal diameter range DN 15 ... 600 • flange version
Nothing beats know-how
Prornag
Measuring System
Fields of application
Modular design
The Promag 35 S measuring system is used whenever the respective measuring technology has to meet high requirements. It is particularly suitable for fluids characterised by a high solids content, high abrasiveness, and a highly inhomogeneous distribution of additives and chemieals. etc. Any fluids with a minimum conductivity of 1 /lS/cm can be measured. Fm difficult-to-measure fluids, Promag 35 S is mainly used for the following applications:
The Promag 35 S measuring system is based on a modular design mechanically as weil as electronically. An expansion of the measuring installation is possible based on an exchange of electron ie modules. The measuring device can be delivered as a compact or remote version • Compact version: Sensor and transmitter form one mechanical unit. • Remote version: The transmitter is mounted separately from the sensor.
the pulp and paper industry
• pulp with a solids content of up to 15% • cellulose • additives/chemicals
the mining irtdustry
• ore slurries • coal washings
the building materials industry
• cement, concrete. pastes
the food industry
• yoghurt with pieces of fruit
the sewage industry
• slurries of up to 30% dry solids
• fruit mash
Promag S sensor
Promag 35 transmitter
Nominal diameter: Process connection: Lining:
Sensor
Transmitter
Promag S
Promag 35
DN 15...600 (1 ...24") flanges DIN, ANSI. JIS PTFE, soft and hard rubber; (NR, PU etc. on request)
Transmitter equipment
• power-supply
• measuring
ON 15 ... 200
• Operating menu with illuminated two-Iine display and three optical operating elements (touch control). • All inputs and outputs are galvanically isolated from the supply, the measuring circuit. and from each other. • Simple and safe exchange of the transmitter as the sensor data are stored in a plug-type DAT component (EEPROM).
180 85 20 16
board
amplifier
260 V AC or 130 V AC, or 55 V AC; 62V OC
board
• communication board with pulse/frequency output, current output, HARr® protocol vla current output, alarm output (relay), status output (relay), configurabie, or • comrrumicatron board with current output or pulse/ frequency output. RS 485 Rackbus interface or auxiliary input. alarm output (relay), status output (relay), configurable
o ON 250 ... 600
• display/operating module (blind vers ion: without display/operating
module as option)
Note: Available for standare applications: the cost-effective Promag 30 versions with rnicroswitcn operatien or the Promag 33 comfort version with E+H matrix operation. All information on these measuring systems available from your E+H agent.
2
The measuring principle
Function
According to Faraday's law, a voltage is induced in a conductor moving in a magnetic field. For the respective magnetic-inductive measuring principle, the flowing material corresponds to the moving conductor. The voltage thus induced is proportional to the flow rate and is fed to the measuring amplifier by two measuring electrodes. Flow volume calculations are based on the pipe diameter. The direct-current magnetic field is generated by a switched direct current of alternating polarity. Along with the patented "integrating auto-zero circuit", this guarantees a stabie zero point and renders the measurement independent of the measured material and indifferent to the entrained solids. Each device is calibrated at the works on state-of-the-art calibration facilities based on international standards. No adjustment to changing fluids is necessary.
Ue = B· L· v = v·A
Q
Ue B L v Q A
= induced voltage
=
= = = =
magnetic induction (magnetic distance between electrodes flow velocity volume flow pipe cross-section
field)
Operation The Promag 35 transmitter is equipped with an i1luminated two-line LCD. Parameterisation is menu-driven and, therefore, very simpie. A mere 3 operating controls allow you to access and change all matrix fields, e.g.: • measuring units • current output functions • totaliser functions • pulse/frequency output functions • relay functions • limit values • batching function with integrated pre-selection counter
• • • •
display parameters creep suppression empty pipe detection (EPD) unidirectional and bidirectional measurements • auxiliary input (batching, totaliser reset, dual range measurement, measured-value suppression MVS). You may select any of the 12 available display languages and use the auxiliary (diagnosis) function during parameterisation.
two-Iine illuminated
tunetion symbols (fromleft)
Front view of Promag 35: display and operating elements
• access to the programming matrix • reset to HOME (display during norm al measuring operations) • programmed diagnosis function
3
3 optica I keypads
"Touch Control"
LCD
"unction
1000:1 operabie flow range
Operational security
The Promag 35 measuring amplifier has a very large measuring range of more than 1000: 1. It measures rates of 0 mIs to more than 10 mIs at the specified measuring accuracy. In case of pulsing flow conditions, the amplifier will not be overdriven even above the set limit and up to peak veloeities of up to 12.5 mIs. Thus, there is no corruption of measured values provided the outputs are not overloaded.
• An extensive self-monitoring function assures a high level of operational reliability. Any malfunctions are reported by way of the alarm output. • In case of a power supply tailure, all measuring-system data are safely stored in the EEPROM (without back-up battery). • The Promag 35 S measuring system fulfils the safety requirements acc. to EN 61010 and all general requirements for electromagnetic compatibility (EMC) acc. to EN 50081 Parts 1 and 21 EN 50082 Parts 1 and 2, as weil as the respective NAMUR recommendations. • Hastelloy C-22 and other electrode materials were used to assure high corrosion resistance. • A constant reference to the fluid (reference electrode) as weil as an integrated empty-pipe detection (EPD) function help avoid measuring errors and assure highly reliable measurements.
Communication Depending on the modules it is equipped with, the Promag 35 device is able to communicate with various interfaces to higher-order systems. • Direct communication with PCs and the E+H Rackbus range is enabled by the RS 485 interface. • The HART protocol is realised by way of the current output (SMART technology). Thanks to this capability to communicate, an operation of the measuring device without local display is possible, too.
4
Technical Data Sensor
Promag S sensor Nominal diameter
DN 15 ... 600
Nominal pressure
DIN:
PN 10 (ON 200 600) PN 16 (ON 25 150) PN 40 (ON 15) PN 25 (ON 200 600), option PN 40 (ON 25 600), option ANSI: Class 150 (112 8') Class 150 (10 24'), option Class 300 (112 24'), option JIS: 10K (ON 50...200,112... 24") 20K (ON 25.. .40, 112 ••• 24") 20K (ON 50...200), option
Process conneclion
flange connection: DIN: ANSI: JIS pipe fittings according to DIN 11851: milk coupling (DN 25 ... 100)
Flange material
DIN: St. 37.2, stainless steel St. 1.4435 ANSI: A 105, 316L JIS: S 20C, SUS 316L
Fluid temperature range electrode material
-40 -20 0 -40
Ambient temperature
-10 ... +50°C
range
+130°C +120°C + 80°C + 65°C
PTFE (DN 15 ... 600) soft rubber (DN 65 ... 600) hard rubber (DN 65 ... 600) NR (on demand) PU (on demand)
Electrode material
Hastelloy C-22, Tantalum, Platinum/Rhodium
Electrodes
DN 15 ... 600: Hastelloy C-22, measuring, reference and EPD electrodes
fitted
Minimum conductivity
80/20
1 JlS/cm
Gasket material
Housing material
DN 15 200: powder-coated die-casting DN 250 600: varnished steel
Type of protection
lP 65 (EN 60529): lP 67/68 option, on sensor PG 11 NEMA4X
CIP-suitable
yes (see also max. temperature)
Power supply
the sensor is supplied
Cable entries
PG 11 cable glands (5 ... 12 mm) or NPT W, M20x1.5 (8 ... 15 mm), G V2' threads for cable glands
17
aluminium
by the transmitter
Technical Data rransmitter
Promag 35 transmitter/measuring
system
powder-coated
Housing material
die-cast aluminium
Type of proteetion
lP 67 (EN 60529), NEMA 4x
Ambient temperature
-20 -20
Resistance to shock and vibration
testet to EN 61010 and IEC 68-2-6 (complete measuring system)
Cable entries
power supply cable and signal cable (outputs) PG 13.5 cab Ie glands (5 ... 15 mm) or NPT W', M20x1.5 (8 ... 15 mm), G W' threads for cable glands
Power supply
180 260 V AC, 45 65 Hz 85 130 V AC, 45 65 Hz 20 55 V AC, 16 62 V DC power supply failure: bridging at least 1 main cycle (22 ms)
Power consumption
AC: <35 VA (incl. sensor) DC: <35 W (incl. sensor)
Galvanical isolation
input and outputs galvanically isolated from the supply, from the sensor and one another
Full-scale value scaling
0.3 ... 10 mis
Current output
0/4 ... 20 mA adjustable, galvanically isolated, RL <700 n (with HART at least 250 n), time constant: can be chosen, scaleable full-scale value, temperature coefficient type: 0.005% o.r./°C
Pulse/frequency output
choice of active/passive, galvanically isolated, active: 24 V DC, 25 mA (250 mA for 20 ms), RL >100 n passive: open collector, 30 V DC, 25 mA (250 mA for 20 ms) frequencyoutput: fEnd = selectable to 10 kHz, pulse/pause ratio 1: 1, pulse width max. 2 s pulse output: choice of value per pulse, putse polarity selectable, pulse width adjustable (50 rns ... 2 sj; above a frequency of 1/(2x pulse width) the pulse/pause ratio is 1:1.
Alarm output
relay 1, either NC or NO contact available, factory setting: NO contact brought out max. 60 V AC/30 V DC, max. 0.5 A AC/0.1 A DC, galvanically isolated, programmabie for error, error + EPD, limit value 1, empty pipe detection (EPD), exceeding measure range (v~12.5 mis), dual range mode, batching or direction of flow
Status output
relay 2, either NC or NO contact available, factory setting: NC contact brought out max. 60 V AC/30 V DC, max. 0.5 A AC/0.1 A DC, galvanically isolated, programmabie for limit value 2, exceeding measuring range (v ~12.5 mis), dual range mode, batching, EPD (empty pipe detection) direction of flow
+60°C +50 °C (with 20 ... 55 V AC; 16 ... 62 V DC)
or
Communication
RS 485 interface (Rackbus protocol) or SMART (HART protocol via current output)
Data backup
EEPROM saves data of measuring system in the event of a power failure (without battery required)
Display
LCD, illuminated, two lines (16 characters
Compatibility with interference (EMC)
according to EN 50081 Part 1 and 2/ EN 50082 Part 1 and 2, and NAMUR recommendations (complete measuring system)
18
each)
Error Limits
Measuring uncertainty under reference conditions Pulse output
±O.5% o.r. ±O.01% o.t.s. (f.s. = 10 mis)
Current output
plus ±5 ~
Repeatability
±0.1 % o.r. ±0.005% o.t.s.
Options
±O.2% o.r. ±O.05% of Ok Ok = desired reference flow rate for the calibration (v = 2 ... 10 mis); state Ok if ordering
Power supply
within the specified range, voltage supply fluctuation exerts no infiuence
(typical)
±O.S% ±O.2% (option)
error [% o.r.]
2.5 2.0 1.5 1.0
s;
-..........
0.5
o
o
I I I I I I
---------- ----------- ---------- ----------I I
2
6
4
B
fluid velocity
[mis]
Reference conditions Medium temperature Ambient temperature Warm-up time Installation at reference conditions
19
(DIN 19200 and VDIIVDE 2641) +28 °C ±2 K +22 °C ±2 K 30 minutes inlet length> 10 x DN outlet length> 5 x DN Sensor and transmitter are grounded. Sensor is cent red in the piping.
10 co oi », co
§
Bijlage M Groutdruk in de staartspleet
t
Groutinjectie 'Wo. ter toevoer Instelling deloiet
VRAA(;STEI.lJNG instrument
gcotcrhnischc
TOETSIN(;
E!(;ENSClIAPPEN Iyrc
arameier
sensor
meet bereik
nauw
beschik
resolutie
kosten
haarhcid
kcuri 'hriJ
lcvêrancicr
I. Slangen
waterpas
I.VUT
11111111111+/-
2. Slangen
waterpas
VW
2511111111+/- 11,25 111111 11,025 mrn > IIKJ rum
J. Total stalion 4. Zettin~s
meetslanï;
5. Hor. In-pi ace inclinomcter
71111ml11
+/-11,7 111In
EL
+/-150 mln
+/- I 111In
6. Chain-dcflcctorrctcr
+/- J5 mln
+/-11,5I11m
7. Autornarisrh
> IIKJ mm
+/-11,5 111In
waterpastoestel
gevoelig
voor trillingen
I
1
0
I
Cl
J6.lXX),-- Gcokon
gevoelig
voor trillingen
I
I
0
1
Cl
I
75.lXK),-- Leien
max. ca. 5 meetpunten
0
(J
I
0
Cl
oneindig
2
J 1.5(X),--
gevoelig
(I
I
I
Cl
11,112111In
I
215IX),--
I O,J 111111
I
under~rund
Sinco
dilf. meting;
meerbasis
2(l(X) mm
0
I
0
Solexperts
diff. meting;
meetbasis
2IXX) mm
I
I
11
I
C
per 20 sec.
I
(J
I
0
C
50.IXX),-- Solcxp.zl.cica
derurmlilie
IlIlllergrund
I. Ver. tn-place
indinomeler
EL
+/- J511mln
2. Ver. ln-placc
inclinometcr
VW
+/- 3511mm
l , Stllllr extensumcter
POT
IlIlIml11
+/-11,3 mln
2. St'~It" extensometer
VW
IlIlIml11
+/-11,5 mm
.1. ln-placc
I.VDT
micrometer
+/- 2 mln
1. Stress Monitoring
tmdl'rJ!,rnnd
2. Spade rclls
Suuions
:1. Spade cclls met vrij snijdende
!JU lengte mn _10meter en 15 meetpunten
I
32.IXX),-- Sinco
mcctbnsis
21XK)I11m
fl
I
I
I
0
1I,ll11m
I
62.5IX),--
meetbasis
2IXX) mm
0
I
I
1
0
I
+/- 111mln
+/-11,02
n.ru
Geokon
71X) kPa
+/- 11,7 kPa
VW
71X) kPa
+/- J,5 kPa
mtdergnmd
2. Ban irnet ri sch geel nnp. waterspauni
Interfels
I
I
I
I
11,1125mrn
I
16.IXX),-- Interfels
I
I
I
I
I
I
5I.lJIX),--
11
I
0
I
0
Solexperts
11.2 kPa
gecnml'ensl'Crde
2. Crackmeters
.-
Inl.ICls/Glot/l
verstoring
I
4.3IX),--
tnrcrtcls
idem, echter
TECHNOLOGIE MONITORING
11
I
0
I
0
I
geen verstoring
()
door instullarie
I
I
I
I
1
\'an I waterspanningsmeter
I
5.0IX),-- GD
I
I
I
I
I
npsmeter
VW
JIK) kPa
+/- 1,5 kPa
0,1 kPa
I
23IX),--
11
I
I
I
0
wsm
VW
3511 kPa
+/- 0,-'5 kPa
0,1 kPa
I
IAIK),-- Sinco/Gcokon
I
I
I
J
I
+/- (, mm
+/- 0,111 mm
Il,lX)J mm
I
2.0IX),-- Sinco/Genkon
I
I
I
I
I
511 mm
+/- 0,25 mm
0,01 mm
I
IAIK),--
I
I
I
I
I
Teeloon Telefax
!O151269 35 00 (015t 2610821
INVENTARISATIE GROND
I
I
door installatie
I x grond
oneindig
VW
datum
1998/07/22 CO-381590
EN BELENDINGEN
OVERZICHT INSTRUMENTEN
I
I x water
meting
+/- 0,25 kPa
EL
Poslbus 69. 2600 AB OELn
en I watersp.meter
6.5IK),--
250 kPa
LVDT = Linear Vuriublc Ditf. Transforrncr VV>' = Vil-rating Wire transduccr PR = Picvn Rcsisticvc omzcucr EL = Elcctrol.ytic transducer POT = Potcntiolvlcrcr
DELFT
hij 2 gronddrukcellen
21XX)mm
PR
sensor
GRONDMECHANICA
veel kleiner:
I
Geonor
kostenindicatie Acbnuw~n
meerbasis
3
gccornn.watcrspunningsmcrcr
3. Nlet-barnmetrtsch
24 meier en 6 meetpunten
I J.5IXJ,--
kostenindicutie 1. Barometrisch
"'1/1
I
I11In II,1XlI I11Ill
VW
In] lellgle
mln
punt
Wlilersllllnnin~
L EL \leam
max. ca. (, mcetpuruen
Cl
0,02 rnm
kostenindientic I;rmllldruk
Ilcrormlltle
voor trillingen
J
kostenindicatie Vt'rlikale
per JO sec.
I I
kostenindicutir rlefurmatle
conclusie
20 nieter en /() meetpunten
45.tXKl,-- lntcrtcls
H. Glusvczcltcchnick
Uurimntale
eis 5 verkeer
I
+/- 1 111111
I'R
\'<111
installatie
vandalisme
I
11,111111111
11,1111111
bij ICIIgle
PvE
eis I eis 2 IIm 4
meet snecificaties
instrument kostenindicatie
Maalvddderurmatie
opmerking
EN EIGENSCHAPPEN
BIJL. A1
I = di reet leverhaar 2 = modificatie en lesten J = ontwikkelstadium
gel.
Pis qez.
toern
A3
\'CJn
I meier
Sinco/Genknn
rrcctbasis
51K) mm
11= voldoel ni Cl I = voldoei vel = hesle keus
survey station
JW/lD TM3DDD
'Maximum-accuracy non-contact .eutomstic object-data acquisition
The wor/d's most accurate lheodolite
Outstanding performance features
VersatiIe in use, flexib/e combination potentia/
The Wild TM3000 precision theodolite is 'the motorized version of the Wild T3000. the world's most accurate theodolite. It is 'designed for use wherever there is a need of outstanding performance to obtain 'non-contact measured data automaticallv and/or at rezular time intervals. The . ;TM3000 may be used either as a programmabie stand-alone station or form part of .a higher-order measuring system of up to eight instruments .
• Automatic target location
Con trol the Wild TM3000 by joystick. all-weather GRE4 data terminal. or computer ..
.A choice of software packages is the basis of these autornated measuring processes. Thev include the ATMS automated theodolite measuring system and special software for landslide and subsidence surveys. deformation surveys. etc.
• Superb positioning accuracy • Extremely accurate angle measurement • Angular correction of all axial errors • Two-axis compensator • Panfocal telescope with optical coupier to CCD camera
You can easily set it to point autornatically to any series of targets or to perform repeat measurements at predetermined times. In addition. the Wild TM3000 also has the full range of basic theodolite functions built into the Wild T3000 .
• Autofocus • Wide-field opties • Dynamic angle-scanning
system
• Fast rotation • Easy-to-use
controller ':;·1
Easy to use, tast, reliable tor aay measuring task
Flexible wide-field target-recognition system
Wide range of applications • Deformation surveys and control measurements of civil-engineering structures
There is a choice of target-recognition modules for the wide-field TM3000V camera theodolite. These can identifv a variety of targets: projected laser dots, geometrical targets. dynarnic targets. etc.
• Automatic monitoring of construction works • Various industrial applications • With EDM for monitoring areas subject to landslides and subsidence
A reference mark built into the telescope ensures measurement of the target by reference to the telescope axis. The camera image includes the reference mark and the target point at the same time.
• Pipeline construction • Surveys of volumes and voids • Tunnelling
The joystick of the GSEI control unit is the easiest, most convenient way to point a Wild TM3000V precision theodolite, quickly and accurately at a target.
Teennicel data of WILD TM3000 -\nl(lc measurement
Absolute encoder, dvnarnic rneasurinu svstem. intezrauon over the entire circurnference. diametrical scanning systcm
Units of measurement
3600 (decirnal).
400 gon
'Displa~' Smallest unit (selectable)
0.00001". 0.ססOO1gon
Time taken for single measurernent "horizontal and vertica1)
0.9 s
Standard deviation "to DIN 18723 (horizontal and vertical)
0.5" (0.00015 gon)
,;
Positioning .Maximurn
accuracy speed of rotation
Automatic vertical index 'Werking range Maximum lonzitudinal and transverse-tilt Setting accuracy
TIlting axis Height above tribrach
dish
12V to 14 V De GEB71 GKL 14 GIF 11 196mm as Wild T:::. nooo. T1600. T:::O!)().nOU!)
Telescope Objective aperture Focusing
Erect-image 52mm Automatic
TIlting range Face 1 and 2
V =45° 10 300° (50 gon to 333 gon)
Temperature range TM3000D TM3000V TM3000L
-ZO°C 10 + 50°C (_4° F 101:::2° F) -10°C 10 + 500e (14° F 10 12:::°F) -ro-c 10 + 500e (140 F 10122° F)
Weight TM3000D TM3000V TM3000L GDF21 tribrach Case
12.7 12.2 12.2 0.8 3.9
panfocal
alignment
type
0.5" (0.00015 gon) 50°/5 for both axes Two-axis liquid compensator 3' (0.055 gon)
0.1" (0.00003 gon)
,;
Displays
Power supply Input voltage External batterv Batterv charzer for GEB 7l Mains 'unit for several tneodolites
LCD (Iiquid-crystal display). up to eight digits and sign 1 alphanumeric for prompts display 2 data displays
kg kg kg kg kg
(27.95 lb) (26.85 lb) (26.85 lb) ( 1.75 lb) ( 8.601b)
Illustrations, descriptions. and technica} data are not binding and rnay he changed without notice.
j
'1
~
,)
j
This combination of an automatic Wild TM3000D, precision theodolite, Wild DI3000 , Dl5TOMAT EDM, and controlunit Wild G5EI with joystick automatically measures, records, j and analyzes measured data. j
f
i
'1 ~
I
o ~ Leiea Heerbrugg AG CH-9435 Heerbrugg (Switzer/and) Telephone +41 (071) 703131 Fax +41 (071) 103170 Telex 881222wich
...•.....
~
HBlERaRU'oCl
Trademark of world-famous products from Leica p/c
Q" I
-g'
j'
s :; .~
lil ~ :,.
a,.
=~. ~ ~;
oi' ,r·
Bijlage
e
on Vibr ting
Settiement
Suitable
s
resistant
for re rnote read out automatic data acquisition
The Model 4651 Settlernent Profiler is designed to meao sure or settlernent beneath fitis, surcharges, ernbankrnents, roadways, storage tanks, foundations, etc. The Model 4675 Settlement Monitoring System is used to detect very small changes of elevation at accessible locations, or to dereet smal! changes in water levels in wells, strearns etc. Both systems use vibrating wire sensors and can be re ad out using either the Model GK·401 readeur box or the Micro 10 Datalogger. Model 4651 Settiement Proflier consists of a sensitive vibrating wire pressure transducer inside a torpedo which is conneered bv a long liquid filled tube to a li· quid reservoir. In use, the torpedo is pulled through a pipe running beneath the fill, surcharge, embankment etc. The vibrating wire pressure transducer rneasures the fluid pressure inside the torpedo thus giving a measure of the difference in elevation between the torpedo location the fluid level in the reservoir. The reservoir and the vibrating wire readout box are mounted on the tube storage reel which turns a vertical axle mounted on a stabie bench (See Fig.LoverEach traverse of an elevation the pipe. filled with a antifreeze solution. sensitivity mercury can be used.
Model 4675
The Model 4675 Settlement Monitoring System (Fig.2) consists of a series of vessels interconnected by a liquid filled tube. A reference vessel is positioned at a stabie bench mark Iocation, the ethers at different locations, but at approximately the sarne elevation 50 th at the li· quid level inside each vessel is at ab out rnid height. Partially imrnersed in the liquid inside each vessel is a cvlindrical rnass suspended by means of a steel wire from the top of the vessel. Differential settiement or heave between any vessel and the reference vessel wil! cause an apparent rise or fal! of the liquid level in that vessel. Thus the buoyancy farces exerted on the suspended rnass will rise or fal! changing the rension and resonant vlbrational frequency of the suooortln wire, This system ticularly suitable where recuieed. Changes in elevation of as are detectable. In windy ocations in each vessel are tosether form atmospheric tion. A single unit a high resolution ting wire type ibration stabulties are exc:elll~rt1:; Thermistors (for plied with both corrections for wide
..
,
:-::
~ ~ .. -
".'
-~.
n . , . ~I---l-·--
Ud
"IOhO,,'
,.
Pull cord
. .•• _.'
Emb mkrncn
T
5,":":'~ trcnch
"'ii"~':,::•., ," ~
rn!~
----\-.-.--.... .... --.... -----.-.-~
Settlement
Fig.1 Model 4651 Settiement
probe
Access tube and cable
ProfiIer.
Reierenee Pin
\.''''
Connectinq tube lIiq~idl
\
Connecting tube lIiquidl 1'11.-1 P:l·:
Fig.1 Model 4675 Multipoint
Leveling System.
Fig.3 Model 4675LV Single Point Liquid Leveling Svstern.
SPECIFICATIONS Range Sensitivity Accuracy Temperature Dimensions
feet(m) in(mm) range
°c in(mm)
Model 4651
Model 4675
15,30,60 (4.5,9,18) .025% of F.S.R. 0.25% of F.S.R. -30 to +80 1 .75x7 (44.3x177)
Up to 24"Standard* .01 % of F .s.R. 0.1% of F.S.R. -30 to +80 Depends on range 10" range is 6x24(1 52x607) *Other ranges available on request.
.~ .• J
Accessories
Ordering Information
GK-401 Readout Box. Thermistor Readout. Readout Panel (4675) Datalogger
Specify: 1.Range. 2.Cable lengths. 3.Tube lengths. 4. Accessories required. 5. Liquid type (4651). 6. Number of points (4675).
i
lu,
/u,tlter
iN/UflHOtiuN CUNtact lIS • • . • . 48 SPENCER STREET LEBANON. NH 03766. USA TEL: 603/448-1562 FAX: 603/448-3216 TELEX: 4995473GEOKON
Settlernent S sterns
Bijlage B3
Multipoint Liquid Level System For continuous monitoring of settIement and heave
Reference Gauge
.,,~~
No
Movement
Automatic Level Controller
Heave Settlement
Tubing for Liquid INTFLS01.cdr
Applications The multipoint liquid level system from Boart Longyear Interfels is used to monitor small changes in the elevation of settlement gauges that are distributed around a structure. Typical applications include: .J Monitoring differential settlements in structures affected by nearby excavation, tunneling, and unexpected ground conditions. .J Controlling compensation grouting.
Operation Components of the system include a number of settlement gauges, an automatic level controller, and interconnecting tubing. One gauge is designated to be the reference gauge and is installed at a sta bie location outside the area affected by settlement. The other gauges are fixed to the structure at selected locations. Each gauge is connected by tubing to the automatic level controller which is installed at a central locatio~ so that tubing lengths are minimized.
Liquid is pumped into the tubing and gauges until the liquid within each gauge rises to the same elevation as the liquid in the level controller. The level controller then holds the elevation of the liquid constant by means of a pump, reservoir, and overflow unit. Sensors monitor the height of the liquid within each gauge. Wh en settIement or heave occurs, the sensor detects an apparent change in the height of the liquid. In fact, the gauge and sensor have moved relative to the. elevation of the liquid surface, which has remained constant. The system is typically connected to a data logger that provides continuous monitoring and stores readings in memory. Data processing involves computing movements by comparing the current reading from each sensor to the reading obtained from the reference gauge and applying corrections for temperature and, if necessary, for movement of the reference gauge.
Slope Indicator -
Advantages Accurate Readings: The LVDT sensor in each gauge provides a resolution of 0.01 mmo System accuracy is ±O.3 mm after corrections are applied. Settlement Profiles: The settlement system provides multiple independent settlement measurements which can be used to compute settlement profiles. Automatic Data Collection: The settlement system can be connected to a data acquisition system for fulltime, unattended monitoring. The logger stores both level and temperature readings and can transfer data to a computer for near-real time updates of graphs and tables.
Geotechnical and Structurallnstrumentation
59
,.
Sett/ement Systems
ettlement Gauge
Automatic level Controller
Signal Cable
lauge includes an LVDT level sensor oat, a temperature sensor (-20 to C), and a scale for checking liquid The LVDT sensor has a resolution of . ~ 11mand can be supplied with a range :: 50, or 100 mmoSmaller range sensors 3 the height of the gauge. System ; .racy is ± 0.3 mmoThe temperature " c"r has a range of -20 10 + 100°C. H es can be operated in temperatures .~ -20 to 55°C.
Automatic level controller maintains the level of liquid in the system. Includes reservoir. electric pump, and overflow unit.
Signa I Cable Shielded cable wlth SIX tinned-eopper conductors and PVC Jacket. Specify lenqth in meters .
C,
Jlounting Bracket -i . to mount settlement gauge. Allows .-ral adjustment
Tubing Tubing tor Liquid Connects settlement gauges. reference gauge, and automatic level controller. 12 mm diameter. Tubing tor Air Conneets settlement gauges and reference gauge. 10 mm diameter.
}rotective Cover tor Gauge . steel cover protects gauge.
-tainless
Data logger Campbell Scientific CR10: The size and configuration of the liquid level system will determine the components required for the data logger system. Custom Software: Slope Indicator can supply Windows-based software for the data logging system that meets the specific requirements of the customer. Features typically include a monitoring program. a retrieval program. and a processing program that delivers graphic and tabu lar reports.
Produets and specifications are subject to change without notice. For warranty information. pteese request "Terms of Seie.'
Slope Indicator Company A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway, PO Box 3015 BothelI, WA 98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
f:''' l~
SLOPE
'ND'CAI'OR
SINCO 70001923-0198
('J
Slope Indicator -
Geotechnical and Structurallnstrumentation
©1998 All RIghls Reserved
IN-DEFLECTOMETER SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY ,
is a multiple deflectometer used tor the such as in slopes, around excavations, or is instalied in a or concrete by Detlectorneter can installed in boreholes of any direction or Chain-Deflectometer is measured in two directions, joint. Chain-Deflectometer ls lnstallec in the borehole, it and can automatically monitored remotely,·if can then displayed numerically and graphically. can transmitted to the offices of the
---
x
---
CHAIN DEFLECTOMETER Possible Layout for 24m-Long Casing
•.
After stage 4 is excavated, the Chain Deflectometer is reinstalled in the next casing
lil
Head without electronic joint Fixpoint
=
Head with electronic joint Conneeting rods here 2m long Casing
TECHNICAL DATA The sensors can
be
within
the Chain
integrated
into
an automatic,
GEoMoNITOR,
Deflectometer
the
Sol experts
computerized
anc
GEoMoNITOR
system monitors up to 240 different
meters
including (gas
extensometers,
and
system.
data
acquisition sensors
monitoring temperature Iiquid),
sensors,
pressure
The flow
sensors,
strain gauges, clinometers, etc.
Separate documentation
Head with electronlc joint Signalhandling
describes this system.
Diameter outside Measuring range per 1m base length
IFANGSTRASSE 12 POSTFACH 230 CH-8603 SCHWERZENBACH TEL. 01/8252929 FAX 01/8250063
+/- 17.5mm deviation
·optional double measuring range upon special request
Sensitivity (one digit on SDC) Individual calibration of every measuring head Linearity Water resistance Connecting Rods Base length Water resistance
GEOTECHNICAL AND HYDROGEOLOGIC INSTRUMENTATION AND SERVICES
integrated signal conditioner (amplifier) and multiplex-system 42mm
Casing Diameter inside/outside Interval between couplings Recommended diameter of borehole or borehole casing (int.)
5~m11m base length
< +/- 1%
15 bar
trn or 2m 15 bar
50mml60mm 1 or 2 m
min. 86mm
Data AcquisitIon With Solexperts Geomonitor (see separate data sheet)
Technica! data are subject to change.
406404/4.93
Ask tor reterences, literature and examples of applications.
~
,
,
~.
,
Horizontaf Inclinometers
Bijlage B5
EL Horizontalln-Place Inclinometer For monitoring sett/ement and heave
Sensor rinClinometer
Wheel Assembly
Casinq
Gauge Length éLHIPI.cdr
Horizontal Inclinometers
Operation
Advantages
The horizontal inclinometer is used to monitor differential settlement and heave in embankments, darns, and foundations.
The in-place Inclinometer system consists of inclinometer casing and a string of electrolytic inclinometer sensors.
High Resolution: The EL sensor has a resolution of 2 arc seconds and can detect movements as small as 0.01 mm per meter (0.12 x 10.3 inch per foot).
The inclinometer casing controls the orientation of the sensors. It is installed in a horizontal borehole, buried in a trench, or attached to a structure. The string of sensors is positioned within the casing. Wh en settlement or heave occurs, the casing is displaced, causing a change in the tilt of the sensors.
..n-Place Inclinometers ..\n efficient alternative to the travers:ng prabe type of inclinometer, the in-place inclinometer employs a fixed string of sensors and does not require an on-site operator. It is ideal for data logging and real-time, remote monitoring for critical applications such as construction contral.
Applications J Monitoring of ground movements induced by tunnel construction anc excavation. .J Monitoring of stabilization measures such as grauting and underpinning. J Monitoring settlement under tanks, landfills, embankments, and dams.
!
Ideal tor Critica I Applications: In-place inclinometers are easily connected to real-time data acquisition systems, on-site alarms, and automatic diaiers. Lower Cost: EL IPI systems cost significantly less than comparable servo-accelerometer systems.
The sensors measure tilt from horizontal. Since a tilt reading applies over the gauge length of the sensor, it can be converted to deviation from horizontal using the formula L sine e, where Lis the gauge length of the sensor and e is the tilt from horizontal. Displacement, the distance the casing has moved, is the difference between the current and initial deviations. In most in-place inclinometer applications, sensors are connected to a data acquisition system that continuously monitors movements and can trigger an alarm when it detects a change, or rate of change, that exceeds a preset value.
Slope Indicator -
--_:-;;.--/
Components
Geotechnical and Structurallnstrumentation
jF~
of an EL IPI Sensor.
17
Horizontallnclinometers Component Overview
Gauge Extension Tubes
Installation Accessories
An assembied sensor typically includes the sensor. a set of wheels. and a gauge extension tube. A stnng of sensors is made up of a number of assem bied sensors and one additional set of wheels. This set is required to complete the gauge length of the sensor at the top (near-end) of the string. A placement tube is used to position the string of sensors in the casing. The placement tube is secured at the top of the casing by a support assembly. The placement tube is bolted to the top (near-end) wheel set using a male fitting (56802410). If additional lengths of placement tubes are required, they are joined by a coupling (56805100). If it is necessary to make an articulated tube. a wheel set is bolted on between two lengths of placement tube using one male and one female fitting. Each sensor requires its own signal cable to run from its insta lied depth to a data logger or terminal at the surface.
For 1-meter gauge length 56805210 For 2-meter gauge length 56805220 For 3-meter gauge length ..• 56805230 For 3-foot gauge length 56805209 For 5-foot gauge length 56805215 For 10-foot gauge length 56805231 19 mm (3/4 inch) stainless steel tubing used to extend the gauge length of the sensor. Gauge length is measured from fixed wheel to fixed wheel and extensions are sized accordingly. Extensions are shipped readyto-use with factory-aligned fittings attached.
Stainless Cabie 50402310 Cable Clamps, set of 2 52612740 Dead-End Pulley 50302951 Return-Pipe 50711104 Couplings for Return-Pipe 50711604 1/8" diameter starmess cable used to pull sensor stnng into casmq, Clamps form loop at each end of cabie. Daad-end pulley and return-pipe are insta lied when far end of casing is not accessible. Return-pips supplied in 10ft lenqths. requires PVC cement.
El HorizontallPI EL HorizontallPI
56804014
Type: Uniaxial electrolytic sensor with built-in temperature sensor. Tilt Range: ±10°. Resolution:
2 are seconds with averaging.
Precision: :':10 arc seconds. Accuracy: :':3.5are minute after temperature eerreenons are applied. Calibration: Calibrated with required length of cable attached. Temperature range used in calibration is normally 1 to 13 °C or as specified by customer. Minimum
Gauge Length: 0.5 rn.
Body Diameter:
38 mmo
Wheel Sets For 85 mm (3.34") Casing .•. 56805032 For 70 mm (2.75") Casing .•. 56805022 The wheel set is a chassis with a fixed wheel, a spnng-Ioaded wheel, and a pivot. It is connected to the sensor at the factory. Order one set per sensor plus one additional set to complete the gauge length of the top (near-end) sensor. For example. order 6 wheel sets for a string of 5 sensors.
HorizontaIIPIIDA-Sensor •.. 56808714 2-meter Bus Extension •..... 56807020 5-meter Bus Extension •..... 56807050 10-meter Bus Extension ..•.. 56807000 End-Plug ••••••••..••••..•. 56808750 IDA sensors can be connected via a single cabie. This eases installation and allows the use of long er strings of sensors. Wheels. gauge extension tubes. and fittings are the same as those used with the standard system.
Placement Tube .•.•........ 56805200 3.05 m x 19 mm (10ft x 3/4 inch) lengths of stainless steel tubing. At least one placement tube is required. Tube can be cut to required length. Fittings ordered separately. Male Fitting .••.•.•..•..•.. 56802410 Required to conneet placement tube to top (nearest) set of wheels. Coupling •.•.•.....•......• Joins two placement tubes.
Sensor
Sensor •.•.
Horizontal IPI tor IDA System
Placement Tube
!
56805100
Female Fitting .•..•.•...... 56802420 Used if wheel set is needed between two placement tubes. Support Assembly for: 85 mm (3.34'') casing •.•.... 56805255 70 mm (2.75'') casing ...•... 56805252 Required to secure placement tube. Instalis at top (near-end) of casing.
Signal Cable Signal Cabie ...•...•......• 50613527 Shielded cable with seven 22-gauge tinriedcopper conductors and polyurethane jacket. Each sensor requires its own signal cable to run from its installed depth to a data logger or terminal at the surface. Specify cable length required for each sensor. Cable is factory attached to sensor.
Data logger Campbell Scientific CR10 See separate brochure. Up to ten horizontal sensors can be connected to each AM416 multiplexer.
Slope Indicator Company A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway. PO Box 3015 BothelI, WA 98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
I
The horizontaiiDA sensor is a uniaxial electrolytic sensor with an IDA interface. It has a ± 9° range and is autornatically compensated for temperatures between 1 and 13°C. The sensor is supplied with a bus cable that allows sensor-ta-sensor connections for gauge lengths up to 2 meters. Io conneet sensors with longer gauge lenqths, or to conneet the bus cable to a data logger at the surface. order a bus cable extension. Bus cable extensions have neoprene Jackets and waterproof connectors. An end-plug is used to seal the unused connector at the far end of the string. Compatible data loggers include the IDA DataMate and the PC-based IDA system.
IDA IS aregistered trademark Slape Indicator Campany.
Produets and specificatians are subject ta change without notice. Fot warranty intotmetton. please request "Tetms of Seïe.'
f1:."" SI.OP.
l~
INDICATOR
SINCO 70001814-0198
18
of
@199B
All
RfghtS
Reserved
Bijlage B6
Inclinometers
EL Verticalln-Place Inclinometer For monitoring lateral movements and deformations
Displacement. the lateral distance the casing has moved. is calculated by comparing the difference between the current and initial deviations.
Inclinometers AoGroove
Inclinometers are used to monitor lateral movements in embankments , and landslide areas. Other uses include monitoring deformations of retaining walls and other structures.
In most applications, sensors are connected to a data acquisition system that continuously monitors movements and can trigger an alarm when it detects a change. or rate of change. that exceeds a preset value.
In-Place Inclinometers
Gauge Length
An efficient alternative to the traversing probe type of inclinometer, the in-place inclinometer employs a fixed string of sensors and does not require an on-site operator. It is ideal for data logging and real-time, remote monitoring for critica I applications such as construction control.
Applications
:J Monitoring
landslide areas above dams. highways, and railroads to provide early warning of slope failure. :J Monitoring ground movements induced by tunnel construction and excavation. :.J Monitoring deformations of embankments and retaining walls.
Advantages I
High Resolution: The EL sensor has a resolution of 2 are seconds and can detect movements as small as 0.01 mm per meter (0.12 x 10"3 inch per foot). Ideal for Critica I Applications: In-place inclinometers are easily connected to data acquisition systems with on-site alarms and automatic diaiers. Lower Cost: EL IPI systems cost significantly less than comparable servo-accelerometer systems.
Operation
Signal Cable
Gauge Extension Tube
Inclinometer Casing
Sensor
Wheel Assembly
The in-place inclinometer system consists of inclinometer casing and a string of electrolytic inclinometer , sensors. The inclinometer casing is installed in avertical borehole that passes through a suspected zone of movement. The string of sensors is positioned inside the casing to span the zone of movement. When ground move ment occurs, casing is displaced, causing a change in the tilt of the sensors.
Components
of IPI Sensor.
The sensors are designed to measure tilt, the angle of inclination from vertical. Since a tilt reading applies over the gauge length of the sensor, it can be converted to lateral deviation using the formula L sine 8, where L is the gauge length of the sensor and 8 is the tilt.
ELVIPl.cdr
Slope Indicator -
Geotechnical and Structurallnstrumentation
5
Inclinometers Component Overview
Gauge Extension Tubes
Installation Accessories
An assembied sensor typically includes the sensor ltself. a set of wheels. and a gauge extension tube. A string of sensors is made up of a number of assembied sensors and one additional set of wheels. This set is required to complete the gauge length of the sensor at the top (near-end) of the string. A placement tube is used to position the string of sensors in the casing. The placement tube is secured at the top of the casing by a support assembly. The placement tube is bolted to the top set of wheels using a male fitting (56802410). If additional lengths of placement tubes are required. they are joined bya coupling (56805100). If it is necessary to make an articulated tube. a set of wheels is bolted on between two lengths of placement tube using one male and one female fitting. Each sensor requires its own signal cable to run from its insta lied depth to a data logger or terminal at the surface.
For 1-meter gauge length 56805210 For 2-meter gauge length 56805220 For 3-meter gauge length 56805230 For 3-foot gauge length 56805209 For 5-foot gauge length 56805215 For 10-foot gauge length 56805231 19 mm (3/4 inch) stainless steel tubing used to extend the gauge length of the sensor. Gauge length is measured from fixed wheel to fixed wheel and extensions are sized accordingly. Extensions are shipped ready-to-use with factory-aligned fittings attached.
Stainless Cabie 50402310 Cable Clamps, set of 2 52612740 1/8" diameter stainless cable is attached to bottom of sensor string to prevent accidental loss and to assist retrieval of sensor string. Clamps farm loop at each end of cable
EL VerticallPI
Sensor
EL VerticallPI Sensor 56804020 Type: Biaxial electrolytic sensor with built-in temperature sensor. Tilt Range: ±1Oe.
, Placement Tube Placement Tube..........•• 56805200 3.05 m x 19 mm (10ft x 3/4 inch) lengths of stainless steel tubing. At least one placement tube is required. Tube can be cut to required length. Fittings ordered separately. Male Fitting 56802410 Required to conneet placement tube to top set of wheels. Support Assembly for: 85 mm (3.34") casing 56805255 70 mm (2.75") casing 56805252 Required to secure placement tube at top of casing.
Resolution: 2 arc seconds with averaging. Precision: ± 10 arc seconds. Accuracy: ± 3.5 are minute after temperature corrections are applied. Calibration: Calibrated with required length of cable attached. Temperature range used in calibration is normally 1 to 13 "C or as specified by customer.
Coupling .......•.......... Joins two placement tubes.
Minimum Gauge Length: 0.5 m. Body Diameter: 38 mmo
Signal CabIe 50613527 Shielded cable with seven 22-gauge tinnedcopper conductors and polyurethane jacket. Each sensor requires its own signal cable to run from its insta lied depth to a data logger or terminal at the surface. Cable is factory attached to sensor.
Wheel Sets For 85 mm (3.34") Casing ..• 56805032 For 70 mm (2.75") Casing ... 56805022 The wheel set is a chassis with a fixed wheel, a spring-Ioaded wheel. and a pivot. It is connected to the sensor at the factory. Order one set per sensor plus one additional set to complete the gauge length of the nearest sensor. For exarnple, order 6 wheel sets for a stri ng of 5 sensors.
56805100
Female Fitting ..•.......... 56802420 Used wh en wheel set is used between two placement tubes.
Signal Cable
Data Logger Campbell Scientific CR10 See separate brochure. Up to six vertical IPI sensors can be connected to each AM416 multiplexer.
Slope Indicator Company A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway, PO Box 3015 BothelI, WA 98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
Vertical IPI for IDA System VerticallPI IDA-Sensor 56808710 2-meter Bus Extension 56807020 3-meter Bus Extension 56807030 5-meter Bus Extension 56807050 10-meter Bus Extension 56807000 End-Plug 56808750 IDA sensors can be connected via a single cabie. This eases installation and allows the use of langer strings of sensors. Wheels, gauge extension tubes. and fittings are the same as those used with the standerd system. The vertical IDA sensor is a biaxial electrolytic sensor with an IDA interface. lt has a ± ge range and is automatically compensated for temperatures between 1 and 13°C. Custom temperature calibrations are available. The sensor is supplied with a bus cable that allows sensor-ta-sensor connections for gauge lengths up to 2 meters. Ta connect sensors with langer gauge lengths. or to conneet the bus cable to a data logger at the surface. order a bus cable extension. Bus cable extensions have neoprene jackets and waterproof connectors. An end-plug is used to seal the unused connector at the bottom of the string. Compatible data loggers incfude the IDA DataMate and the PC-based IDA system.
IDA is aregistered trademark Slope Indicator Company
Products and speciîicstions are subject to change without nottee. For warranty information. please refer to "Terms of Sale."
f:''' l~ INDICAI'OR SI.OPE
SINCO 70001813-0198
6
Slope Indicator -
of
Geotechnical and Structural Instrumentation
©1998 All Rights Reserved
•
Bijlage B7
rv1odel
63ÛO
Vibrating Wire In-Place Inchnemeter
TI1:: Geokon Vibrating Wire In-Place Inclino.netcr :s dcsigncd to mcasure displaccrncnts in boreholes in unstable ground sueh as that around open cxcavations, dams and crnbankrnents, and Ior landslide monitoring. The systcm provides a means of continuously monitoring the project without the ncccssiry of taking surveys with standard inc1inometer probes.
The vibrating wire transducers provide a rclativcly low cost system which offers excellent resoluticn and long-term stability,
Tep Support ____ / ~/ .. Protcctivc CJp
'. ".-.·"--C;.bl:: Connector '~~;, ~
..
..l~
...
~
I,. I~',,...-- luclinometer
I:":
Casing
1:' ~ ... :
1
In use the sensors are mounted on whcel assemblies connccted by rigid gage tubing between pivot joints. The guide whcels on the sensor keep it ecruered in the casing and inclinometer casings of 2.5 inches (I.O.) or larger may be used. The meesurement is of the change in inc1ination over the given gage length (normally 10 fect). Each segment measurement is independent ofthe ether scgrnents. The sensors are recoverable and reusablc, Readings are taken at a terminal station at the top ofthe hole with the GK-403 Vibrating Wire Readout Box or continuously and rcmotely with the MICRO-I 0 Datalogger. The MICRO-I 0 has the capacity to monitor up to 96 sensors and has control outputs which can bc uscd to activate alarms. Data transmission by field computer, te!ephone (normal and cellular), radio and satellite are possiblc, The vcrtical systerns are availablc in both uniaxial and biaxial verslons, Horizontal systcms are also available, These use a special uniaxial sensor installed in the sarne type of casing as that uscd for the vcrtical systcms. Specifications Transducer Type: Full Scale Range:'
Rcsolution:' Dimensions: Weight: Materiais: Operating Tcrnpcraturc:
Vibrating
Wire
±10° 10 arcscconds 1.15" (31.75 mm) x 7" (l77.S mm) Sensor: 2.0 Ibs. (.9 kg.) Tubing: .5 lbs.lft. (.2 kg./ft.) Cablc: .04 lbs.lft. (.02 kg.Jft.) Stainless Steel -20 to +80 C (standerd) -20 to +150 C (optional) 2 pair shielded (single) 0
0
CabIe:
"Othcr ranges available on request. ; Resolution depends on readeur cquipment.
Ordering Infonnation Sensor Asscmbly Gage Tubing Top Support Gage Cable Addressable Systcrn
Dummy Wheel Assernbly
UOOSPEC.DOC
Il.•.•.• _
•.•••
~ ':L..--'Gage Cabl::
Bijlage B8
Borehole Extensometers
Rad Extensometer For monitoring displacements and strains in SDi! and rock Applications
Reference Head
The rod extensometer monitors changes in the distance between one or more down hole anchors and a reference head at the borehole collar. Typical applications include: Cl Monitoring settlement in foundations. Cl Monitoring subsidence above tunnels and mines. Cl Monitoring heave in excavations. Cl Monitoring the stability of tunnels and other underground openings. Cl Monitoring deformation in abutments and walls.
Operation Components of a rad extenso meter inciude anchors, rods with protective tubing, and a reference head.
jJJlb:
The anchors, with rods attached, are installed downhole. The rods span the distance between the anchors and the reference head, which is installed at the borehole collar.
I
I
y'
Andx<~I~1I
l:ll1 I
I
Measurements are obtained at the reference head with a sensor or a depth micrometer, either of which measures the distance between the top (near) end of the rod and a reference surface. A change in this distance, found by cam paring the current measurement to the initial measurement, indicates that movement has occurred. Movement may be referenced to a downhole anchor that is installed in stabie ground or to the reference head, which can be surveyed. The resulting displacement data can be used to determine the zone, rate, and acceleration of movements, or to calculate strain.
Multipoint Monitoring Rad Extensameter
The rod extensometer can monitor up to six points along the borehole. The number of monitored points is Iimited by the size of the borehole, the type of anchor used, the diameter of the rods, and the amount of tubing required tor grouting and activating anchors.
Slope Indicator -
A two-point extensometer typically requires a 60 mm (2.4") borehole; a four-point extensometer requires a 76 mm (3") borehole; and a six-point extensometer requires a 96 mm (3.8") borehole. Borehole size for packer anchors depends on number of anchors.
Anchors Three types of anchors are available: the groutable anchor is suitable for rock; the hydraulic anchor is suitable tor soils; and the packer anchor is suitable for both rock and soil. While the packer anchor gene rally requires a larger borehole, it is especially convenient in jointed rock or non-cohesive soils, or where there is flowing water.
Rods Rods are made of fiberglass or stainless steel. Extensometers using 3/16" fiberglass rods can be preassembied at the factory, coiled, and shipped to the site, ready for instalIation. In general, fiberglass rods are easier to install in confined areas, such as tunnels. Fiberglass rods also resist corrosion and are preferred over stainless in alkaline environments. Extensometers using stainless rods must be assembied on site. Stainless rods are stiffer than fiberglass rods of the same diameter and are preferred when compression, rather than extension, is likely, or when langer lengths of rods are required. Protective tubing or protective pipe is installed with the rods to prevent bonding between the rods and grout.
Readout Options Extensometer measurements can be obtained with a depth micrometer or a sensor. The depth micrometer is suitable when there is easy access to the reference head. However, when ac ce ss to the reference head is difficult or where real-time or continuous monitoring is required, a sensor is the better option.
Geotechnical and Structurallnstrumentation
47
Borehole Extensometers eetrio Head
Mechanical Head
Reference Heads
Readouts
Reference head includes sensor clamps and protective cover. Does not include sensors.
See separate data sheets for features and specifications of readouts and data loggers below.
Dne-Point Head Two-Point Head Three-Point Head Four-Point Head Five-Point Head Six-Point Head
VS DataMate or VWP Indicator
51836111 51836112 51836113 51836114 51836115 51836116
Sensors Sensors can be connected to a data logger for automatic readout or to a terminal box for manual readout with an indicator.
VW Tmnsducer, 50 mmo... 52636023 VW Tmnsducer, 100 mm .. 52636043 VW displacement transducer has a range of 50 or 100 mm (2 or 4"). Resolution is 0.025% of full scats, O-ring seals provide water resistance. Includes 0.6 m (2') signa I cabie.
VW Dual-Read, 50 mmo ... 52636024 VW Dual-Read, 100 mmo.. 52636044 Reference
Heads
VW dual-read displacement transducer provides a mechanical means of verifying sensor readings. Specifications are the same as VW transducer above. Mechanical reading is obtained with a dial depth gauge (not included).
Potentiometer, 50 mm Potentiometer, 100 mm Potentiometer
vw
51836152 51836154
Potentiometer sensor has a range of 50 or 100 mm (2 or 4"). Resolution is 0.01% of full scale. O-ring seals provide water resistance. Includes 0.6 m (2') signa I cabie.
Sensor
Signal Cable Signal Cabie
50612512
Shielded cable with twelve ZO-gauge tinnedcopper conductors and polyethylene jacket Accommodates up to six VW sensors or six potentiometers.
Signal Cabie
50613524
Shielded cable with four 22-gauge tinnedcopper conductors and polyurethane jacket For one VW sensor.
Signal Cabie Sensors
53102900
Cable with six 20-gauge tinned-copper conductors and polyurethane jacket For one potentiometer.
Universal Terminal Box ....
57711600
Provides connections for 12 sensors and an indicator. A rotary switch is used to select sensors. Weatherproof fiberglass box measures 290 wide x 345 high x 135 mm deep (11.5 x 13.5 x 5.25" ), including mounting flanges.
48
For VW displacement
sensor.
Extensometer Indicator For potentiometers.
Metric Depth Gauge tor Dual Read Displacement Sensor ..... 51836141 Used only with VW dual-read displacement sensor. Dial depth gauge has 125 mm range and 0.025 mm resolution.
EnglishDial Depth Gauge for Dual Read DisplacementSensor 51836140 Used only with VW dual-read displacement sensor. Dial depth gauge has 5" range and 0.001" resolution.
Data loggers Campbell Scientific CR10 can be used to read both potentiometers or VW sensors, which are connected to multiplexers. Each multiplexer (up to six may be used) handles up to 32 VW sensors or 16 potentiometers. but the practical capacity of the multiplexer is determined by the number of sensors per head, the location of the heads, and whether temperature measurement is required.
Mechanical Reference Heads Reference head includes precision reference surface and proteetive cover. Does not include depth micrometer.
One-Point Head Two-Point Head Three-Point Head Four-Point Head Five-Point Head Six-Point Head
51836121 51836122 51836123 51836124 51836125 51836126
Metric Depth Micrometer.
51809610
Metric depth micrometer provides 0.01 mm resolution and 150 mm range. Not used with VW dual-read sensor.
English Depth Micrometer. 51809600 English depth micrometer provides 0.001" resolution and 6" range. Not used with VW dual-read sensor.
.))
l I R -INS LLABLE ,\1\1 ROMETER fo
ntinuous
axi I defo
Bijlage
FIXED RE-INSTALLABLE MICROMETER (FIM) In applications where the Sliding Micrometer or the Trivee has been used, Fixed Re-Installable Micrometers (refered to as FIM) may be installed for continuous deformation measurements along the borehole axis. Each FIM is temporarily locked in place between two Sliding Micrometer or Trivec measuring marks and connected to the readout unit or data logger. When desired, the FIM may be removed from the borehole and readings at all measurement positions taken using the Sliding Micrometer or Trivec. For additional long term micrometer readings the FIM is again placed between two of the measuring marks. Several FIMs may be installed between measurement marks at any depth along the measuring line. Variabie probe lengths allow the FIM to be placed between measuring marks of 1or 2 meters apart. Two probes can also be installed immediately following each other. As with the Sliding Micrometer and Trivec probes, the cone-sphere principle is used to precisely locate the FIM between measurement marks. Precise location of the probe allows high precision measurements to be taken.
Calibration The FIM is calibrated with its readout unit by placing a steel pin through specified holes in the inner and outer telescopic probe housing. If necessary the transducer output signal can be fine tuned to the desired reading in the middle of the measurement range. An initial reading in the middle of the measuring range allows the readout unit to use higher gain and thus increases the probes resolution.
Possible applications The FIM is designed to be installed in boreholes (or measuring Iines) where deformations for the entire borehole are only measured at specific times but the deformations in areas of special interest must be measured more frequently or continuously. The FIM may be used to monitor deformations along measuring lines with Iimited access or where access is only temporarily available (examples might include flooded measuring Iines at reservoirs, weirs, or drifts, or measuring !ines which are covered by snow). Readings from the FIM may be used to trigger alarms or other warning devices.
Specifications Base length: Measuring range: Resolution: Sensor type: Water tightness: Cabie: Optional:
Readout units:
1 or 2 meters
± 10 mm
0.001 mm LVDT-Typedisplacement sensor linearity within ± 0.2% tested up to 15 bar shielded four wire cable in protective sheath - Potentiometric displacement sensor - Temperature sensor in addition to displacement sensor For recording FIM data a variety of readout units and data loggers are available
Installation The FIM is installed and removed with the same guide rods used with the Sliding Micrometer or Trivec probes. The FIM is locked between the measuring marks by its spring loaded mechanism. After removing the guide rods additional FIMs may be installed in the borehole.
LTD Consultants in Application of Soil and Rock Mechanics Ifangstr.12, P.O.Box 230, CH-8603 Schwerzenbach (Switzerland) Telephone: (01) 825 29 29, Telefax: (01) 825 00 63
BljlageB'lû
Tota! Pressure GeJls
VW Stress Stations For monitoring stress in soi! and soft rock
i
Stress Stations
Advantages
VW stress stations from Boart Longyear Interfels are designed to monitor stress in soil or soft rock.
VW Sensor: The VW pressure sensor provides consistent readings and has an RTD temperature sensor.
Operation
Smalt Height to Width Ratio: The small height to width ratio of the cell provides superior performance.
The stress station is connected to a steel cable and lowered to a specified depth in the borehole. After the grout cures, the station's cells are pressurized by pumping oil through the pressurization tubing into each cell. This inflates the cell, forcing the sensitive side of the cell into contact with the surrounding grout. The total pressure acting on the sensitive surface of the cell is transmitted to the oil inside the cell and measured by the VW transducer.
Manual or Automatic Readout: The VW transducer can be read manually with a VS or VWP Indicator, or automatically with a data logger. Multiple Axes: Stress stations are available in one, two, or three axes versions.
1-axis, 2-axis, or 3-axis stress measurements can be taken, depending on which type of stress station is used.
1
j
1
31 Slope Indicator -
Geotechnical and Structurallnstrumentation
Stress Stations
Pressurization
l-Axis Stress Station 52608110 )tation is configured with one total pressure cell for t-axis stress measurements. Station dimensions are 320 x 100 x 20 mm '12 x 4 x 0.8 inch). Cell dimensions are 250 x 100 x 6 mm (10 x 4 x 0.2 inch). Does not include transducer or signal cabie.
Pressurization Tubing ... , ... 52608132 Stainless steel tubing includes adapter to conneet to cell and quick conneet coupling for hand pump. Requires separate tubing for each Geil.
2-Axis Stress Station 52608120 Station is configured with two total pressure celis oriented 90 apart for 2-axis stress measurements. Station dimensions are 920 xl 00 x t 00 mm (36 x 4 x 4 inch). Cell dimensieris are 250 x 100 x 6 mm (10 x 4 x 0.2 inch). Does not include transducers or siqnal cabie. 0
3-Axis Stress Station 52608130 Station is configured with th ree total pressure cells oriented 120 apart for 3-axis stress measurements. Station dimensions are 1.890 x 100 x 100 mm (74 x 4 x 4 inch). Cell dimensions are 250 x 100 x 6 mm (10 x 4 x 0.2 inch). 0
VW Transducers 3.5 bar/50 psi Transducer 52611420 7 bar/100 psi Transducer 52611430 17 bar/250 psi Transducer 52611440 35 bar/500 psi Transducer 52611450 VW transducers have built-in RTO temperature sensors. Thermistor can be substituted for RTO.Transducer resolution is 0.025% FS with VS DataMate. Accuracy is ±0.1% FS for 3.5 and 7 bar transduoers. and ±0.3% for 17 and 35 bar transducers. When attached to eelt. accuracy is ±0.5% FS. Maximum pressure is 2 x the rated range. RTO range is -45 to 100°C with VS DataMate.
Tubing
Readouts
Setting Rods Setting Rod, 2m 52608134 Setting Rod, 3m 52608136 Used to orient the monitoring station in the borehole. Rods can be retrieved after station is oriented. Includes 5 mm connecting screws. Specify number of 2 or 3 m lengths.
Signa I Cable Signal Cabie 50613524 Four 22-gauge tinned-eopper conductors. shielded, with polyurethane jacket. Does not include connector. Specify length. Universa I Connector
Compatible readouts include the VS DataMate and the VWP Indicator. See separate data sheets for features and specificaticris.
Data Loggers Compatible data loggers include the Campbell Scientific CR1O. AVW4 adapter accommodates up to four transducers. AM416 multiplexer can accommodate 16 transducers with temperature readings or 32 transducers without ternperature readings. See separate data sheet for features and specifications. Products and specifications without nottee. For warranty request 'Terms of Seie."
are subject to change information. pteese
57705001
Terminal Box 57711600 Provides connections for 12 sensors and an indicator. Sensors selected by rotary switch. Weatherproof fiberglass box measures 290 mm wide x 345 mm high x 135 mm deep, (11.5 x 13.5x 5.25 inch).
Accessories Hand Pump 52608138 Connects to pressurization tubing to pressurize total pressure celIs. Grout Tubing 50721008 Used to deliver grout from grout pump to borehole. 1/2-inchpolyethylene tubing with burst pressure rating of 29 bar (425 psi) at 22°C. Steel Cabie 50402310 Used to lower the monitoring station into the borehole.
Slope Indicator Company A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway, PO Box 3015 BothelI, WA 98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
~"
SI.OPE
(\ij 'ND'CAI'OR
51NCO 70001926-0198
32
•••••
tI
1:l1998 All Rights Reserved
.1
Glötzl
Telefon (0721) 5166-0 Telefax (0721) 516630
Gesellschaft für Baumesstechnik mbH
Forlenweg 11 76287 Rheinstetten Germany
Bohrloch 0: 120 mm Kufe ~: Draufsicht auf das Bahrloch
Einbeutiefe eb OK Bohrloch
...
m
.. Cl
,., ,., Cl
ce
Cl N
ce
,.,
Cl N f'
Cl N Cl
en
N
en
(x
&n
It)N
4 Cl Cl N
..
=
nummer
van het station)
Code SMS x.4 meet horizontale gronddruk in lengterichting tunnelbuis
~
Cl
Cl Cl N
Cl Cl
,., Cl f'
3
rzzzzzza
Code SMS x.3 meet horizontale gronddruk dwars op de tunnelbuis
2
-
Code SMS x.2 meet vertikale
gronddruk
Code SMS x.l meet waterdruk
1 Geber Porenwasserdruckgeber
'40mm rt • 120 mm Vertilcal rt 100 x 200 mm Vertilcal Brt 100 x 200 mm Horizontal
Nr.
1 2
3 4
Pv
•
GeonorM"'i6()() SeriieS
Push-inVibrating WireSensors soils or loose soils penetration installation time compared to boreholes stability in harsh environments digital sensor, no analog isolated from non-metallic adapter
Self-sealing (same 32-mm dtarneter as E-rods) eliminates need borehole with bentonite pellets or chips Built-in temperature sensor available in the M -600A version Ferro-rnanganese bronze (other alloys available)
THE GEONOR
•
M-600 SERIES VIBRATING WIRE PIEZOMETER
T
he Geonor M-600 series piezometers are vibrating wire sensors which are installed by pushing into soft and loose soils without having to drill a borehole. As with all other Geonor vibrating wire piezometers, the M-600 series offer the maximum reliability available for continuous pore water pressure or ground water level measurements. Geonor's unique design combined with continued technical improvements has made the vibrating wire sensor the most reliable equipment available, whenever accuracy and long term stability are of vital importance. Accuracies better than 0.5% of full scale have in effect been fully documented by performance surveys carried out by the Norwegian
Sensor Pressure range (3) Partnumber Accuracy (%FS) Temperature range (2) Resolution (%FS) Max.temp.coeff. (1) Safe over-pressure Standard filter Optional filter Housing material Membrane material Size, mrn (L x Dia) Overvolt. proteetion Cable type High air-entry resistance value filter, 1-5 bar
Geotechnical Institute for more than 25 years. Comprehensive experience combined with continuous innovation are the key to the high performance of Geonor's piezometer. An example of this is the unique Geonor twinmagnet system which gives both faster and more consistent readings than "pluck and read" vibrating wire piezometers. The M-603 piezometer is the vented version of the M-600 series. It facilitates checking the zero point drift in-situ. Since it is vented variations in atmospheric pressure will be compensated through the cabIe. This eliminates the need of pressure corrections especially for low pressure sensors.
M-600
M-603
M-600A
2 to 30 bar 401000
2 to 4 bar 403000 Better than ± 0.5% FS -20°C to + 60°C Better than 0.025% FS 0.1 % FS;oC 2 x rated pressure Sintered bronze Carborundum Ferro-manganese bronze Stainless steel 305 x 32 Yes P-54O twinjacket No
2 to 30 bar 402000
0.2 % FS;oC
305 x 32 P-54O twinjacket Yes Optional
(1) The actual values will be better as each sensor is individually calibrated The sensor can be calibrated at working temperature specified by customer (2) Other temperature ranges on request (3) 1 bar == 10.2 m (33.5 ft) ofwater column == 14.5 psi
GEONORA/S P.B. 99 Roo N-0701 Oslo, Norway
Telephone:+47 67 14 75 50 Telefax: +4767 14 SB 46
0.2 % FS;oC
325 x 32 P-430 armoured Yes Optional
Bijlage B13
VW Piezometer Far measuring pare water pressures Applications Typical applications for the VW oiezometer are: .J Monitoring pore water pressures to determine safe rates of fill or
excavation .
.J Monitoring pore water pressures
to determine slope stability. :J Monitoring the effects of dewatering systems used for excavations . .J Monitoring the effects of ground improvement systems such .as . vertical drains and sand drains . .J Monitoring pore pressures to check the pertormance of earth fill darns and embankments. :J Monitoring pore pressures to check containment systems at land filis and tailings dams.
Operation
JE.;.
't-
Tne VW piezometer converts water ::ressure to a frequency signal via a aiaphragm, a tensioned steel wire, and an electro-magnetic coil. The piezometer is designed .so that a change in pressure on the diaphraqrn causes a change in tension of the wire. When excited by the electromagnetic coil, the wire vibrates at its natural frequency. The vibration of the vire in the proximity of the magnetic coil generates a frequency signal ~hat is transmitted to the readout device. The readout device processes the signal, applies calibration factors, and displays a reading in the required engineering unit.
VW borenoie piezometer,
VW embankment
Advantages High Resolution: VW piezometers provide a resolution of 0.025% of full scale. High Accuracy: Slope Indicator's automated, precision calibration system ensures that all VW piezometers meet or exceed their accuracy specifications. Application-Specific Versions: The borehole version is a general purpose piezometer. The embankment version is equipped with a high or low-air entry filters. The push-in version threads onto EW drill pipe. Rapid Response: VW piezometers offer rapid response to changes In pore water pressure. Reliable Signal Transmission: With properly shielded cabie, signals f~om the VW piezometer can be transrnitted long distances. Temperature Measurement: All VW piezometers are equipped with a temperature sensor.
piezometet,
and VW push-in piezometer.
Installation Overview Boreholes: The borehole is flushed with water or biodegradable drilling mud. Sand is placed around the piezometer and sealed off with a bentonite plug. The remainder of the borehole is backfilled with a bentonite-cement grout. Embankments: The piezometer is placed in a formed hole and covered with compacted select fill. Signal cables are routed through trenches and covered with compacted fiJI.Bentonite water stops are placed at appropriate locations. Push-In: The piezometer is pushed into soft soils using a drill rig and EW drill rod. The piezometer must be monitored to ensure that the pressure created during installation does not exceed the maximum rated pressure.
, Piezometer Specifications Type: Pluok-type vibrating wire sensor with built-in RTO temperature sensor.Thermistor can be substituted tor RTO. Resolution: 0.0250/0FS with VS OataMate. Accuracy: ±O.1Oio FS for 50 and 100 psi transducers: ±0.30/0FS for 250 and 500 psi transducers. Maximum Pressure: 2 x rated range. Calibration: Twelve-point calibration referenced to standard atmosphere. Calibration starts at -5 psi. Operation Temperature: -29 to 65"C (-20 to 150°F). Temperature Coefficient: Smaller than 0.04 % range per °C). RID Range: -45 to lOO°Cwith VS OataMate. Materiais: Stainless steel.
Piezometers
Hole Forming Kit 52612572 Optional accessory for VW embankment piezometer. Kit contains auger tor drilling , hole in clay. forming taal to shape the opening for the embankment piezometer. and a cross bar for working the torrninq tooI.
Polyurethane Jacket 5 Shielded cable with four 22-gaugt copper conductors and polyuretha
Pipe Adapter 52612571 Optional accessory for VW embankment piezometer. Pipe adapter helps make a , convenient placement taal. One end of adapter is screwed onto a 3/4 inch IPS or BSP pipe. Other end. which has a lefthand thread, is screwed into piezometer. Piezometer is then placed in hole using the pipe to extend reach. Afterwards. pipe and taal are withdrawn.
PE Seal Kit P Heavy duty mechanical seal requ, conneet polyethylene cable to 'vW ~ Connected at factory.
VW Push-In Piezometer Order #
VW Borehole Piezometer Order
*
Range
Range mHp
psi
52621020
-3.5 to 35
-5 to 50
52621030
-3.5 to 70
-5 to 100
mH,O
psi
52621040
-3.5 to 175
-5 to 250
52611 020
-3.5 to 35
-5 to 50
52621050
-3.5 to 350
-5 to 500
52611030
-3.5 to 70
-5to100
52611040
-3.5 to 175
-5 to 250
52611 050
-3.5 to 350
-5 to 500
Filter: 50-micron sintered stainless steel. Dimensions: 19 x 195 mm (0.75x 7.75"). Weight: 0.16 kg (0.3Ib).
Smal! Canvas Bag 06240000 Large Canvas Bag 06240001 Canvas bag is an optional accessory for the VW berehole piezometer. When filled with sand, bag centralizes piezometer in borehole and acts as sand filter. Small bag measures 64 x 457 mm (2.5x 18"). Large bag is 114 x 457 mm (4.5 x 18").
VW Embankment Piezometer
*
Filter
52611021
High:
Order
mH,Q
psi
-3.5 to 35
-5 to 50
52611031
High:
-3.5 to 70
I
52611041
High'
-3.5 to 175
I
52611051
High,
-3.5 to 350 . -5 to 500
52611022
Low
-3.5 to 35
52611032
Low Low
52611052
Low
i
EW Adapter Rod 50118042 Optional Accessory. EW adapter rod is 0.6 m ( 2' ) long. One end has a right-hand thread to conneet to piezometer. The other end has a left-hand thread for easy disconneet from drill rod that is used to push the piezometer into the ground. Order one adapter rod per piezometer. since adapter rod is insta lied with piezometer.
Polyethylene Jacket 5· Shielded cable with four 22-gaugl copper conductors and polyethyk Requires PE seal kit below.
Universal Connector
Universal Terminal Box 5 Provides connections for 12 sensc indicator. Sensors selected by rot" Weatherproof fiberglass box mea 290 mm wide x 345 mm high x 135 (11.5x 13.5 x 5.25").
Readouts and Data lOf Compatible readouts include V\~ Indicator and VS OataMate. See s data sheets. Compatible data loggers include C. Scientific CR10. AVW4 adapter ac modates up to four piezometers multiplexer can accommodate 16 meters with temperature reading' piezometers without temperature f' See separate data sheet
EW Coupling 50118010 Optienat accessory. Coupling (pin) has right-hand thread tor drill rod and left-hand thread for easy disconneet from EW adapter rod. Coupling is reused, so only one is required.
-5 to 100 -5 to 250 Universal Terminal Bo»
-5 to 50
-3.5 to 70
-5 to 100
-3.5 to 175
-5 to 250
-3.5 to 350 . -5 to 500
Filter: High air entry filter has I-micron pores. Low air entry filter has 60-micron pores. Surface area of filter is 92 cm' (14 sq inches). Filter can be removed for saturation. Material: Stainless body. eerarme filter. Dimensions: 38 x 210 mm (l.5 x 8.4''). Weight: 0.68 kg (1.5Ib).
Produets and spectücstions are subjec: without notice. For warranty informatlor request "Terms of Sa/e."
Slope Indicator Company A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway, PO Box 3015 BothelI, WA 98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
e''l~
SI.OfJE INDICJ
BINCO 70001607-0198
20
5
Range
!
52611042
Filter: 50 micron. sintered stainless steel. Dimensions: 35 x 270mm (1.375x 10.5''). Weight: 1.2kg (2.751b)
Signal Cable
Slope Indicator -
Geotechnical and Structurallnstrumentation
«:11998.
~
sr
1
l' ",
*
~"
,~
'"
"',
'~'""
w
\
'c"j \
Beam Sensors and Tiltmeters
Bijlage
ELB For monitoring settiement. heeve, lateral detormetion. or Operation beam sensor consists of an electrolytic tilt sensor attached to a metal beam. tilt sensor is a precislion bubble-Ievel that is sensed elel:tric:ally as a resistalnce bridge circuit outputs a voltaçle proportional to the tilt of the sensor. which is typically one to ers long, is on anchor bolts that are set into the The tilt sensor is then ted and locked in position.
EL bearn sensors detect dif1'eremti movement and rotanon in structures. Two verslons of the bsam sensor are a verslon, tor and and a version, for monitoring lateral displacement anc eonverqence,
::J ::J
Monitoring staaittzation rneasures, such as grouting Monitoring structures for the etof and excavati of under toad.
:l Monitoring the stability of structurss in landslide areas,
:l Monitoring the deflection and
::J
del'orrnation of retaining walls. Monitoring and ether movements in tunnels.
Movement of the structure changes the tilt of the beam, Oisplacement, the distance the structure has moved, is calculated as L (sin 81 - sin 80), where L is the gauge length of the sensor, 81 is the current tilt of the beam, and 80 is the initial tilt.
Advantages High Resolution: The EL bearn sensor can detect a change in tilt as small as one second of are, equivalent to a movement of 0.005 mm per meter of beam. Reliable Measurements: Since the EL bèam sensor has a defined gauge length, changes in tilt can be converted simply and accurately to millimeters of move ment. regardless of the rigidity of the structure. Linked end to end, beam sensors can provide absolute displacement and settlement profiles. Convenient to InstalI: A low profile design makes the EL beam sensor practical to instatl in tunnels and
5imple tilt its thermal ths effects of tenlperatlJre gra.dients and radiatEld heat. Remote Readout: In control ap~)licé:itions.beam sensors are connected to a data system that monitors movements and alarms when threatening movements are detected. In crincal bearn sensors can be read manually at a remote terminal box with a hand held readout. Cost Effective: The bearn sensor provides reliable. high-resolution measurements. is simple to mstall, and is easily connected to a data acquisition system. lt represents an efficient and economical alternative to precision leveling surveys and settlement profiling systems.
o Electrolytic TIlt Sensor
Baam
~. ,.,/>'"
>''''".''''.:~.
'<"A
l':'~
~'; te,
~
~
Diffarential Movement EL Besm Sensors een man/tor different/al movement as weil as rotstion.
Rotation
Beam Sensors and Tiltmeters Beams fOf ftorizontal Sensors l ...met."r G8uge length .. 56801312
I 2-meter Gauge length .. 56801314 3-foot Gauge length 6-foot Gauge Length Extra End-Bracket
56801323 56801326 56801815
38 mm x 38 mm atuminurn beam with compartment and cover tor horizontal tilt sensor. lncludes two end-brackets and cab Ie gland. Gauge length is distance fromanchor toanchor.·Beam is sized accordi.nglY·
Bearns for Vertiesl Sensors
I
EL Tift Sensor (or Verticaf Beam I!il\
E tctrolytic Tilt Sensors
Horizontal EL TIlt Sensor 56801200 V !'ticalEL TIlt Sensor ... 56801600 'i
[zontal •.sensor is mounted inside beam maintain low profile. Vertical sensor is -u.pplied in compact. waterproof housing " t is bolted to bearn. Vertical sensor can rotated to serve as submersible horizon:"' sensor. Beams are ordered separately,
S"'nsor: Uniaxial
electrolytic tilt sensor, ited and read with AC signal. Can be tched between fulland half-bridge mode.
Range: ± 40 are rninutes.
r
:solution: 1 are secend or betterusing
table data loggers. This is equivalent to .uovemernof 0.005 mm per meter of beam .5 x 10.5 inch per toot),
lpeatability: ± 3 are secouds. Ijustmenl Range: If movement exceeds measurement range. sensor can 11<'; zero-adjusted ± 4° without moving lam. Mounting plate tor vertical sensor ovides 3600 of rotation.
1-meter Gauge length .. 2-meter Gauge Length .. 3-foot Gaugelenglh •... 6-foot Gauge Length Extra End-Bracket
56801612 56801614 56801623 56801626 56801815
38 mm x 38 mm aluminum beam. lncludes two end-brackets. Gauge length is distance from anchor to anchor. Beam is sized accordingly.
Groutable Anchors Anchor & Hardware .....
56801910
lncludes one MlO x 200 mm all-thread stud; angle bracket; lew-friction bushings to prevent binding of linked beams and isolate dissimilar metals; spring washers to hold beams in proper onentation, allow tree rotaton on bushing, and accommodate cross-
axis deforrnanon in structure,
50612804
Shièlded cable with tour 24-gaugetinnedcoppec.conductors and PVC jacket
Universal Connector ....
56803500
Used to zero-adjust beam sensors. Can also be used tor remote reading of beam sensor. Provides resclution of 2 are seconds, equivalent to 0.01 mm per meter of beam. Has backlit 3-1/2 digit lCD. El-35 measures 146 x 76 x 38 mm (5.75 x 3 x 1.5 inch).
Data loggers Campbell CR10 data logger reeommeneed. See separate data sheet Up to 12 beam sensors can be conneeted directly te CR10 wiring panel. Up to 32 beam sensors can be conneetee to AM416 multiplexer.
Custom PC Software
Signal Cable Signa I Cabie
Readouts & Data Loggers El-35 Readout
Designed software image of condition and daily
to user specifications. custom typically displays near real-time the structure, sionals if an alarm occurs. and generates graphs reports for client.
5n05001
Universal Terminal Box .. 5n11600 Provides conneenons for 12 sensors and an indicator. Sensors selected by rotary switch. Weatherproof fiberglass box measures 290 mm wide x 345 mm high x 135 mm deep (11.5 x 13.5 x 5.25 inch).
Prooucts and specifications are subject to change without notioe. For warranty mtormeuon. oieese request "îerms of Sa/e.·
Operating Temperature: -20 to +50 °C. imensions: Horizontal
sensor fits side beam. Housing for vertical sensor llieasures 125 mm wide x 80 mm high x 59 mm deep (4.9 x 3.2 x 2.3 inch).
SIOpe Indicator Compeny A Boart Longyear Group Company 3450 Monte Villa Parkway, PO Box 3015 BothelI, WA.98041-3015 USA Tel: 425-806-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: aOO-331-0703
54
C''-'' SLOPE
l~
INDICATOR
Jointmeters and Crackmeters
Bijlage B15
VW Crackmeter For monitoring movement at cracks and joints
/
vw Displacement
Transducer
Signal Cable
VW Crackmeter
Applications
Operation
Advantages
The VW crackmeter is suitable for surface monitoring of movement at joints and cracks in concrete structures or rock. Typical applications include: ::J Monitoring joints for unexpected movement to provide early warning of performance problems. ::J Monitor joints and cracks in structures that may be affected by nearby excavation and construction activities. ::J Monitor cracks in structures that have experienced seismic activity.
The VW crackmeter consists of a VW displacement transducer and a mounting kit.
High Resolution: The VW crackmeter provides a resolution of 0.025% of full scale.
Anchors are installed on opposite sides of the crack and the transducer is mounted across the anchors.
Two Ranges: The VW crackmeter is available in 50 and 100 mm ranges (2 and 4 inch).
A change in the distance across the crack causes a change in the frequency signal produced by the VW displacement transducer when excited by the readout or data logger.
Temperature Measurement: The VW crackmeter is equipped with a temperature sensor.
The readout device processes the signal, applies calibration factors, and displays a reading in millimeters or inches.
Manual or Automatic Readings: The crackmeter connects easily to a data logger tor unattended monitoring.
The initial reading is used as a datum. Subsequent readings are compared to the datum to calculate the magnitude, rate, and acceleration of movement across the crack.
S/ope Indicator -
Geotechnica/ and Structural/nstrumentation
71
Jointmeters and Crackmeters I
Ordering Information
Readouts
Mounting Kit
.' .ornplete crackmeter includes a VW placement transducer, a mounting kit. '" .d siqnal cable, Separate order numbers a.e required for each component
i,
Crackmeter Mounting Kit. 52636080 lhn rnountmq kit includes a set of two ball wil" anchor bolts and two rebar an• hors for mountinq the VW displacement 11:lIlSdllcer. 11I1I1\S
, N Displacement Transducer
Signal Cable
Splashproof 1mm (2 inch) 10mm (4 inch)
52636021 52636041
Waterproof I mm (2 inch) 10 mm (4 inch)
52636085 52636087
c
Type: Splashproof or Waterproof "'1rating wire transducer with built-in RTD riperature sensor, A thermistor can be bstituted for the RTD, Pesolution: 0.025% of FullScale. -~. mm (2 inch): 0.0125 mm (0,0005 inch). o mm (4 inch): 0,025 mm (0.001 inch).
Signal Cabie
50613524
Slllcided cable with four 22-gauge tinnedcllpper conductors and polyurethane jacket Specity cable length required for each I1 nnsducer,
Universal Connector ....
VS DataMate and VWP Indicator. See separate data sheets tor features and specifications.
Data Loggers Campbell Scientific CR10. AVW4 adapter accommodates up to four transducel's. AM416 multiplexer can accommodate 16 transducers with temperature readings or 32 transducers without temperature readinqs, See separate data sheet for features and specifications.
57705001
Universal Terminal Box .. 57711600 PnlVldes conneenons for 12 sensors and an uuiicator. Sensors selected by rotary switch. WnalherplOof fiberglass box measures .'Hllllllll wide x.345 mm high x 135 mrn deep II 1.5x.13.5 x 5.25 inch).
Praducts and speclficatlans are suoiect to change without notice. Far warranty intermetion. p/ease request "Terms of Sa/e."
precision: ±0.5% of Full Scale. RTD Range: 5 to 1QO°C(with VS DataMate). .ax. Diameter: 24 mm (0,940 inch). Materiais: Stainless steel. high-grade ioxy potting. neoprene O-rings. Transducer Range
Anchor 10 Anchor Lenglh Min.
Max.
50 mm 2inch'
300 mm 11.875 In
350 mm 13.875 in
100mm 4 Inch
375 mm 14.75 in
475mm 18.75 in
Slope Indicator Company A. Baart Longyear Group Company -~O ~"-"\nte Villa Parkway, PO Box 3015 Botned, WA 98041-3015 USA T~: -l.."5.s06-2200 Fax: 425-806-2250 Order Desk: 800-331-0703
fJ"" SI.OP.
l~
INDICATOR
S/NCO 70001914-0198
C>1998 All Rights Reserved
