DE19521639C2 - Procedure for monitoring an HDI procedure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Hochdruckinjektions- (HDI)-Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for monitoring a high-pressure injection (HDI) method according to the preamble of claim 1.

In der Praxis werden Injektionsmaßnahmen zur Abdichtung und Verfestigung des Baugrundes durchgeführt. Im Rahmen von Baugrubenabsicherungen dienen Injek­ tionsmaßnahmen bspw. zum Verbinden unterschiedlicher Wandtypen, wie Pfahlwän­ den und Spundwänden. Injektionsmaßnahmen werden auch dort eingesetzt, wo an­ dere Mittel zur Baugrubenabsicherung bspw. wegen in bestimmten Bereichen ver­ laufenden Gasleitungen oder ähnlichem nicht eingesetzt werden können.In practice, injection measures to seal and solidify the Soil carried out. Injek is used for building pit protection measures to connect different wall types, such as pile walls the and sheet piling. Injection measures are also used wherever other means of securing excavation pits, for example, because of certain areas running gas lines or the like cannot be used.

Der Grundgedanke der Hochdruckinjektion besteht darin, den anstehenden Boden mit einem Hochdruckstrahl in seinem Gefüge zu lösen und mit einem Injektionsgut zu durchmischen. In der Regel wird als Injektionsgut eine Zementsuspension verwendet. Es können aber auch andere Stoffe, wie z. B. Chemikalien oder Kunstharze injiziert werden. Dazu wird zunächst ein HDI-Gestänge abgebohrt. Beim anschließenden Ziehen des HDI-Gestänges wird der Boden aufgeschnitten und mit dem Injektionsgut vermischt. Infolge der Rotation und der Aufwärtsbewegung des HDI-Gestänges ent­ steht ein weitgehend homogener, zylindrischer Körper aus einem Gemisch von Bo­ den und eingebrachter Zementsuspension. Durch geeignete Wahl des Drucks des Hochdruckstrahls, der Ziehgeschwindigkeit sowie der Gestängedrehzahl lassen sich Form und Größe der entstehenden Körper in Abhängigkeit vom anstehenden Boden beeinflussen.The basic idea of high pressure injection is the upcoming soil to solve with a high pressure jet in its structure and with an injection material mix. As a rule, a cement suspension is used as the injection material. But other substances, such as. B. injected chemicals or synthetic resins will. For this purpose, an HDI linkage is first drilled. At the subsequent Pulling the HDI rod, the floor is cut open and with the injection material mixed. As a result of the rotation and upward movement of the HDI boom is a largely homogeneous, cylindrical body made of a mixture of Bo the and introduced cement suspension. By appropriate choice of the pressure of the High pressure jet, the pulling speed and the boom speed can be Shape and size of the resulting body depending on the soil influence.

Die Qualität und der Nutzen derartiger säulenförmiger HDI-Körper hängen wesentlich von der Orientierung der HDI-Säule im Boden und dem Querschnitt, d. h. die Dicke der HDI-Säule, ab. Die Orientierung der HDI-Säule wird im wesentlichen durch die Orientierung des HDI-Gestänges bestimmt. Aus dem Stand der Technik sind bereits mehrere Verfahren zum Vermessen der Orientierung von Bohrlöchern und also Bohrgestängen mit Hilfe von Inklinometersonden bekannt.The quality and benefits of such columnar HDI bodies depend significantly the orientation of the HDI column in the floor and the cross-section, d. H. the fat the HDI column. The orientation of the HDI column is essentially determined by the Orientation of the HDI boom determined. Are already from the prior art several methods of measuring the orientation of boreholes and so Drill pipe known with the help of inclinometer probes.

Das Ermitteln der Dicke einer HDI-Säule ist in der Praxis jedoch problematisch, da der Ausführungserfolg einer Hochdruckinjektion, d. h. die Reichweite des Hochdruck­ strahls und auch das Vermischen des Injektionsguts mit dem aufgeschnittenen Bo­ den wesentlich von der anstehenden Geologie abhängt. Die Reichweite des Hoch­ druckstrahls kann je nach Bodenschicht erheblich variieren. Um nun eine HDI-Säule mit einem möglichst gleichbleibenden Querschnitt zu erstellen, die mehrere Boden­ schichten unterschiedlicher Geologie durchdringt, müssen die Parameter des HDI- Verfahrens entsprechend den Bodenschichten variiert werden.Determining the thickness of an HDI column is problematic in practice, however the success of a high pressure injection, d. H. the range of high pressure jet and also the mixing of the injection material with the cut Bo which essentially depends on the upcoming geology. The range of the high  pressure jet can vary considerably depending on the layer of soil. Now an HDI column with a cross section that is as constant as possible to create the multiple floor penetrating layers of different geology, the parameters of the HDI The method can be varied according to the soil layers.

In der DE 35 14 522 C2 wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Bodenverfestigung beschrieben, bei dem in einem genau definierten Bodenbereich ein Hohlraum mit ei­ ner vorbestimmten Form ausgebildet wird. Dazu wird ein HDI-Gestänge in ein Bohr­ loch eingestellt. Durch Drehen des HDI-Gestänges während des Düsens wird ein Hohlraum erzeugt, wobei das HDI-Gestänge bzw. die Düse des HDI-Gestänges in einem vorbestimmten Winkel ausgerichtet wird. Gleichzeitig mit dem Abtragen des Bodenmaterials wird die Form des entstehenden Hohlraums mit einem am Ende des HDI-Gestänges geführten Ultraschallsensor abgetastet.DE 35 14 522 C2 describes a method for forming a soil stabilization described, in which a cavity with egg in a precisely defined floor area a predetermined shape is formed. To do this, an HDI rod is inserted into a drill hole set. Turning the HDI boom while spraying turns on Cavity created, the HDI linkage or the nozzle of the HDI linkage in is aligned at a predetermined angle. Simultaneously with the removal of the Soil material is the shape of the resulting cavity with one at the end of the HDI-guided ultrasound sensor scanned.

Aus der WO 87/03319 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung ei­ nes HDI-Verfahrens bekannt. Im Kopfbereich des hier verwendeten HDI-Gestänges ist eine Sender/Empfängeranordnung positioniert. Die von dem Sender ausgesand­ ten Signale werden an den Wänden der Injektionszone reflektiert und über den Empfänger erfaßt und ausgewertet. Dadurch werden während dem Injektionsverfah­ ren Informationen über die Form und die Reichweite der Injektionszone gewonnen.WO 87/03319 describes a method and a device for monitoring nes HDI method known. In the head area of the HDI boom used here a transmitter / receiver arrangement is positioned. The broadcast by the broadcaster th signals are reflected on the walls of the injection zone and over the Recipients recorded and evaluated. This means that during the injection process information about the shape and range of the injection zone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Hochdruckinjektionsverfahrens der in Rede stehenden Art anzugeben, das in beliebi­ ger Tiefe quasi on-line, d. h. während der eigentlichen Hochdruckinjektion, durchge­ führt werden kann und zusätzlich eine Variation der Verfahrensparameter ermöglicht.The invention has for its object a method for monitoring a To specify high pressure injection method of the type in question, which in any depth virtually on-line, d. H. during the actual high pressure injection can be performed and additionally allows a variation of the process parameters.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Hochdruckinjektionsver­ fahrens löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1.The inventive method for monitoring a high pressure injection driving solves the above task by the features of the claim 1.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß das Aufschneiden des Bodens während des Düsvorgangs und auch das Einbringen des Injektionsguts und das damit verbun­ dene Mischen des Injektionsguts mit dem aufgeschnittenen Boden mit Bodener­ schütterungen in der Umgebung des HDI-Gestänges verbunden ist. Es ist ferner er­ kannt worden, daß die Art der Bodenerschütterungen in charakteristischer Weise mit der Reichweite des Hochdruckstrahls korreliert ist. Davon ausgehend ist erfindungs­ gemäß schließlich noch erkannt worden, daß das Erfassen und Auswerten der Bo­ denerschütterungen in der Umgebung des HDI-Gestänges eine einfache Möglichkeit darstellt, auch während des Düsvorgangs, also quasi on-line, Informationen über die Reichweite des Hochdruckstrahls zu gewinnen.According to the invention it has been recognized that the cutting of the floor during of the nozzle process and also the introduction of the injection material and the associated Mixing the injection material with the cut open floor with Bodener vibrations in the vicinity of the HDI linkage. It is also he  has been known that the type of ground vibrations in a characteristic manner with the range of the high pressure jet is correlated. Based on this is fiction in accordance with it was finally recognized that the detection and evaluation of the Bo vibration in the vicinity of the HDI boom is an easy option represents information about the. also during the nozzle process, that is to say on-line Gain range of the high pressure jet.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bo­ denerschütterungen in der Umgebung des HDI-Gestänges mit mindestens einem Geophon erfaßt.In an advantageous variant of the method according to the invention, the Bo vibrations in the vicinity of the HDI boom with at least one Geophon captured.

Wie bereits erwähnt, dient der Hochdruckstrahl zum Aufschneiden des anstehenden Bodens bzw. zum Lösen des Bodengefüges. Dement­ sprechend wird mit dem Hochdruckstrahl Energie auf den anste­ henden Boden übertragen. Um nun eine Zerstörung des Geophons durch den Hochdruckstrahl zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn ein Pegel in der Umgebung des HDI-Gestänges in den Boden getrieben wird, in dem das Geophon während des Düsvorgangs ge­ führt wird. Neben dem Schutz des Geophons dient der Pegel also auch als Führung fuhr das Geophon. Über den Pegel, dessen Posi­ tion einfach bestimmbar ist, kann dann auch einfach die Posi­ tion des Geophons während der Messung bestimmt werden.As already mentioned, the high-pressure jet serves to cut open the pending Floor or to loosen the floor structure. Dement  speaking with the high pressure jet energy at first transferred soil. Now a destruction of the geophone to prevent by the high pressure jet, it is advantageous if a level around the HDI linkage in the ground is driven in which the geophone ge during the nozzle process leads. In addition to protecting the geophone, the level also serves the geophone was also used as a guide. About the level, the Posi tion is easy to determine, the position can then also simply be determined tion of the geophone can be determined during the measurement.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird als Pegel ein an seinem unteren Ende geschlossenes Rohr verwendet. Ein deartiges Rohr läßt sich einfach in den Bo­ den eintreiben, ohne dabei zu verstopfen. Besonders geeignet sind Stahlrohre, die sich aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht negativ auf die Signalerfassung durch das im Inneren ge­ führte Geophon auswirken. Besonders vorteilhaft ist es nun, den Pegel mit einem inkompressiblen Medium zu füllen. Hierfür bie­ tet sich Wasser an, das einerseits umweltverträglich ist und andererseits im Hinblick auf die Signalerfassung als Dämpfungs­ medium wirkt. Das Signal ist dann bereits derart gefiltert, daß eine sinnvolle Auswertung des Signals möglich ist. Bei einem mit Wasser gefüllten Pegel erweist sich die Verwendung eines Hydrophons zur Signalerfassung als besonders vorteilhaft. Bei einem Hydrophon handelt es sich um ein spezielles Geophon, das in der Regel für seismische Messungen auf See eingesetzt wird.In an advantageous variant of the method according to the invention rens is a level closed at its lower end Tube used. Such a pipe can easily be placed in the bo drive it in without clogging. Particularly suitable are steel pipes that differ due to their material properties not negatively on the signal acquisition by the ge inside led geophone impact. It is particularly advantageous now Fill level with an incompressible medium. For this bie water that is environmentally friendly on the one hand and on the other hand, with regard to signal detection as an attenuation acts medium. The signal is then already filtered such that a meaningful evaluation of the signal is possible. At a level filled with water proves the use of a Hydrophones for signal acquisition are particularly advantageous. At a hydrophone is a special geophone that is usually used for seismic measurements at sea.

Eine möglichst optimale Signalerfassung und Signalauswertung ist dann realisierbar, wenn das Geophon bzw. das Hydrophon wäh­ rend des Düsvorgangs im wesentlichen auf der Höhe der Aus­ trittsdüse geführt wird, so daß das Geophon bei entsprechender Reichweite des Hochdruckstrahls immer erreicht wird. The best possible signal acquisition and signal evaluation can be implemented if the geophone or hydrophone is selected During the jet process, essentially at the level of the off is stepped nozzle, so that the geophone at the appropriate Range of the high pressure jet is always reached.  

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, einen oder mehrere Pe­ gel in der Umgebung des HDI-Gestänges anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Pegel in einem Abstand zum HDI-Ge­ stänge in den Boden getrieben wird, der der zu erwartenden Reichweite des Hochdruckstrahls entspricht. Dann nämlich lassen sich die erfaßten Signale besonders einfach auswerten. Je nach der Dicke der zu erstellenden HDI-Säule können entweder nur ein oder auch mehrere, vorzugsweise bis zu drei Pegel an dem zu er­ wartenden Umfang der zu erstellenden HDI-Säule in den Boden ge­ trieben werden.There are now several options for one or more pe gel in the vicinity of the HDI linkage. Especially It is advantageous if the level is at a distance from the HDI-Ge is driven into the ground, that of the expected Corresponds to the range of the high pressure jet. Then leave it evaluate the detected signals particularly easily. Depending on The thickness of the HDI column to be created can either be just one or even several, preferably up to three levels at which to waiting scope of the HDI column to be created in the ground be driven.

Im Rahmen der Signalauswertung der erfaßten Bodenerschütterun­ gen ist es sinnvoll, auch den Abstand des Signalaufnehmers, also des Geophons von dem HDI-Gestänge zu berücksichtigen. Wird das Geophon bzw. Hydrophon in einem Pegel in der Umgebung des HDI-Gestänges geführt, so kann der Abstand einfach durch Be­ stimmung der rage und Orientierung des HDI-Gestänges und des Pegels ermittelt werden. Wie bereits angedeutet hängt der Aus­ führungserfolg einer Hochdruckinjektion wesentlich von der an­ stehenden Geologie in den unterschiedlichen Bodenschichten ab. Unter diesem Gesichtspunkt ist es vorteilhaft, den Abstand zwi­ schen HDI-Gestänge und Pegel über die gesamte Länge des HDI-Ge­ stänges bzw. des Pegels zu bestimmen und die in einer bestimm­ ten Tiefe erfaßten Bodenerschütterungen in Verbindung mit dem Abstand zwischen dem HDI-Gestänge und dem Pegel in dieser Tiefe auszuwerten.As part of the signal evaluation of the recorded ground vibrations it makes sense to also consider the distance of the signal sensor, to take into account the geophone from the HDI linkage. Becomes the geophone or hydrophone at a level in the vicinity of the HDI linkage, so the distance can be easily determined by loading the mood and orientation of the HDI boom and the Levels are determined. As already indicated, the end depends leadership success of a high pressure injection essentially from the beginning standing geology in the different soil layers. From this point of view, it is advantageous to adjust the distance between HDI linkage and level over the entire length of the HDI Ge to determine rod or level and the in a certain depth recorded ground vibrations in connection with the Distance between the HDI linkage and the level at this depth evaluate.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird die Orientierung des HDI-Gestänges bzw. des Pegels im Rahmen einer Inkinometermessung in der Regel inkremental ermit­ telt. Zur Bestimmung der Orientierung können aber auch andere geeignete Verfahren eingesetzt werden. In an advantageous variant of the method according to the invention The orientation of the HDI boom or the level in the As part of an incinometer measurement, it is usually determined incrementally telt. Others can also be used to determine the orientation appropriate procedures are used.  

Besonders vorteilhaft ist es nun, die Bodenerschütterungen in Abhängigkeit von der Zeit kontinuierlich während des gesamten Düsvorganges zu erfassen, wobei das Geophon immer möglichst auf der Höhe der Austrittsdüse geführt werden sollte, also zusammen mit dem HDI-Gestänge gezogen werden sollte. Aus dem Amplituden- Zeitverlauf der Bodenerschütterungen läßt sich eine Hüllkurve ermitteln. Informationen über die Reichweite des Hochdruck­ strahls lassen sich dann aus der Form der Hüllkurve und weniger aus der Amplitude, d. h. dem Signalpegel der erfaßten Bodener­ schütterungen, gewinnen.It is now particularly advantageous to check the ground vibrations Dependent on time continuously throughout To record the nozzle process, the geophone always on as possible the height of the outlet nozzle should be guided, so together with the HDI linkage should be pulled. From the amplitude An envelope curve can be plotted over time determine. Information about the range of the high pressure rays can then be made from the shape of the envelope and less from the amplitude, d. H. the signal level of the detected Bodeners vibrations, win.

Ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Verfahrensparameter des Düsvorganges, also des Hochdruckinjektionsverfahrens selbst, in Abhängigkeit von den gewonnenen Informationen über die Reichweite des Hochdruck­ strahls quasi on-line variiert werden können. Besonders vor­ teilhaft, weil einfach handhabbar, ist es, die Ziehgeschwindig­ keit des HDI-Gestänges zu variieren, und auf diese Weise die durch den Hochdruckstrahl auf den anstehenden Boden übertragene Energie pro Laufmeter der zu erstellenden Säule nachzuregeln. Daneben können aber auch die Drehzahl des HDI-Gestänges, der Druck des Hochdruckstrahls oder auch die Materialzusammenset­ zung des Hochdruckstrahls und/oder des Injektionsguts variiert werden.A very special advantage of the method according to the invention is that the process parameters of the nozzle process, ie the high pressure injection process itself, depending on the information obtained about the range of the high pressure can be varied virtually on-line. Especially before partial, because easy to handle, it is the pulling speed of the HDI boom, and in this way the transferred to the ground by the high pressure jet Readjust the energy per linear meter of the column to be created. In addition, the speed of the HDI boom, the Pressure of the high pressure jet or the material composition tion of the high pressure jet and / or the injection material varies will.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.There are now several ways to teach the present the present invention in an advantageous manner and white to train. For this purpose, on the one hand, to claim 1 subordinate claims, on the other hand to the subsequent Er purification of an embodiment of the invention based on the Reference drawing. In connection with the explanation of the preferred embodiment of the invention based on the Drawing are also generally preferred configurations and further training in teaching explained.

In der Zeichnung zeigt In the drawing shows  

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Über­ wachung eines Hochdruckinjektionsverfahrens und Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement for monitoring a high pressure injection method and

Fig. 2 bis 5 vier verschiedene Signalformen, die dem Amplituden- Zeitverlauf der Bodenerschütterungen in der Umgebung eines HDI-Gestänges entsprechen. Fig. 2 to 5 four different waveforms that correspond to the amplitude-time profile of the ground vibrations in the vicinity of an HDI linkage.

In Fig. 1 ist ein Bohrgerät 1 mit einem HDI-Gestänge 2 darge­ stellt, welches an seinem unteren Ende eine Austrittsdüse 3 für einen Hochdruckstrahl 4 aufweist. Das HDI-Gestänge 2 ist be­ reits bis zu seiner Solltiefe in den Boden getrieben. Darge­ stellt ist die Situation zu Beginn des Düsvorgangs, in dem der Hochdruckstrahl 4 erzeugt wird und der durch den Hochdruck­ strahl 4 aufgeschnittene Boden mit Injektionsgut vermischt wird. Das Düsen erfolgt beim Ziehen und gleichzeitigen Drehen des HDI-Gestänges 2.In Fig. 1, a drill 1 with an HDI linkage 2 is Darge, which has an outlet nozzle 3 for a high pressure jet 4 at its lower end. The HDI linkage 2 has already been driven into the ground to its target depth. Darge represents the situation at the beginning of the nozzle process in which the high-pressure jet 4 is generated and the floor cut open by the high-pressure jet 4 is mixed with injection material. The nozzles occur when pulling and simultaneously rotating the HDI boom 2 .

Erfindungsgemäß werden während des Düsvorgangs die Bodener­ schütterungen in der Umgebung des HDI-Gestänges 2 erfaßt und ausgewertet und so Informationen über die Reichweite des Hoch­ druckstrahls 4 gewonnen.According to the invention, the Bodener vibrations in the vicinity of the HDI linkage 2 are recorded and evaluated during the jet process, and information about the range of the high pressure jet 4 is thus obtained.

Die Bodenerschütterungen werden im hier dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel mit einem Geophon erfaßt. Dazu wurde ein Pegel 5 in der Umgebung des HDI-Gestänges 2 in den Boden getrieben. Als Pegel 5 wird hier ein an seinem unteren Ende geschlossenes Rohr verwendet, das mit Wasser als inkompressiblem Medium gefüllt ist und in dem das Geophon geführt wird. Dementsprechend han­ delt es sich bei dem hier verwendeten Geophon um ein Hydrophon. The ground vibrations are recorded in the example shown here with a geophone. For this purpose, a level 5 in the vicinity of the HDI linkage 2 was driven into the ground. A level closed tube is used here as level 5 , which is filled with water as an incompressible medium and in which the geophone is guided. Accordingly, the geophone used here is a hydrophone.

Das Hydrophon wird während des Düsvorgangs im wesentlichen auf der Höhe der Austrittsdüse 3 geführt, so daß es von dem radial zum HDI-Gestänge 2 austretenden Hochdruckstrahl 4 erreicht wird und die dadurch verursachten Bodenerschütterungen in ein Ana­ logsignal umwandelt.The hydrophone is guided during the nozzle operation essentially at the level of the outlet nozzle 3 so that it is reached by the high-pressure jet 4 emerging radially to the HDI linkage 2 and converts the ground vibrations caused thereby into an ana log signal.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Pegel 5 in einem Abstand zum HDI-Gestänge 2 in den Boden getrieben, der der zu erwarteten Reichweite des Hochdruckstrahls 4 entspricht und also der Solldicke der zu erstellenden HDI-Säule.In the exemplary embodiment shown here, the level 5 is driven into the ground at a distance from the HDI linkage 2 , which corresponds to the expected range of the high-pressure jet 4 and thus the target thickness of the HDI column to be created.

Vor dem eigentlichen Düsvorgang wurde zunächst der Abstand zwi­ schen dem HDI-Gestänge 2 und dem Pegel 5 bestimmt, indem die Lage und Orientierung des HDI-Gestänges 2 und des Pegels 5 mit Hilfe von Inklinometermessungen bestimmt wurden. Selbstver­ ständlich können dazu auch andere geeignete Verfahren verwendet werden.Before the actual nozzle process, the distance between the HDI linkage 2 and the level 5 was first determined by determining the position and orientation of the HDI linkage 2 and the level 5 with the aid of inclinometer measurements. Of course, other suitable methods can also be used.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird bei der Si­ gnalauswertung neben den in einer bestimmten Tiefe erfaßten Bo­ denerschütterungen auch der Abstand zwischen dem HDI-Gestänge 2 und dem Pegel 5 in dieser Tiefe berücksichtigt. Mit dem Hydro­ phon wird der Amplituden-Zeitverlauf der Bodenerschütterungen erfaßt. Entweder rechnerisch oder rein graphisch kann daraus die Hüllkurve des Amplituden-Zeitverlaufs ermittelt werden, wo­ für in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auswer­ teelektronik in Form eines PC′s 6 vorgesehen ist. Die eigentli­ chen Informationen über die Reichweite des Hochdruckstrahls werden dann aus der Hüllkurve gewonnen, was in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 näher erläutert wird.In the exemplary embodiment shown here, the signal evaluation is taken into account in addition to the vibrations recorded at a certain depth and also the distance between the HDI linkage 2 and the level 5 at this depth. With the hydro phon the amplitude-time course of the ground vibrations is recorded. Either arithmetically or purely graphically, the envelope of the amplitude-time profile can be determined, where evaluation electronics in the form of a PC 6 is provided for in the exemplary embodiment shown here. The actual information about the range of the high-pressure jet is then obtained from the envelope, which is explained in more detail in connection with FIGS. 2 to 5.

Das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel macht deut­ lich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht etwa eine Quali­ tätskontrolle einer bereits erstellten HDI-Säule darstellt, sondern vielmehr eine Überwachung des HDI-Verfahrens selbst, das eine Variation der Verfahrensparameter zur Optimierung der Reichweite des Hochdruckstrahls ermöglicht. So kann bspw. die Ziehgeschwindigkeit des HDI-Gestänges variiert werden. In Bo­ denschichten, in denen der Hochdruckstrahl eine zu niedrige Reichweite aufweist, kann das HDI-Gestänge langsamer gezogen werden, als in Bodenschichten, in denen der Hochdruckstrahl eine größere Reichweite erreicht. Auf diese Weise kann die durch den Hochdruckstrahl auf den anstehenden Boden übertragene Energie pro Laufmeter der HDI-Säule auf einfache Weise über­ wacht und nachgeregelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Drehzahl des HDI-Gestänges zu variieren. Außerdem kann auch der Druck des Hochdruckstrahls und damit die durch den Hochdruckstrahl übertragene Energie variiert werden. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die Materialzusammen­ setzung des Hochdruckstrahls und/oder des Injektionsguts zu va­ riieren und auf diese Weise eine gleichbleibende Qualität der HDI-Säule in unterschiedlichen Bodenschichten zu gewährleisten.The exemplary embodiment described above makes clear Lich that the inventive method is not a qualification represents the quality control of an already created HDI column,  rather, monitoring the HDI process itself, which is a variation of the process parameters to optimize the Range of the high pressure jet enables. For example, the Pulling speed of the HDI boom can be varied. In Bo layers where the high pressure jet is too low The HDI boom can be pulled more slowly than in soil layers where the high pressure jet reached a greater range. In this way, the transferred to the ground by the high pressure jet Energy per linear meter of the HDI column in a simple way watches and be readjusted. Another option is there in varying the speed of the HDI boom. also can also the pressure of the high pressure jet and thus the through the energy transmitted by the high pressure jet can be varied. Finally, there is also the possibility of combining the materials Setting the high pressure jet and / or the injection material to above all and in this way a constant quality of the To ensure HDI column in different soil layers.

Wie bereits in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 1 ange­ deutet, besteht das Grundprinzip der Meßwerterfassung und -aus­ wertung darin, daß ein definierter Punkt in der Umgebung des HDI-Gestänges, nämlich die Position des Geophons bzw. Hydro­ phons in dem Pegel, von dem Hochdruckstrahl erreicht wird und die auf diesen Punkt auftreffende Energie in ein Analogsignal umgewandelt wird. Ausgewertet wird dann in erster Linie die Si­ gnalform des Analogsignals, also die Hüllkurve des Analogsi­ gnals und erst zweitrangig der Signalpegel. Aus der Signalform kann die Geometrie des Hochdruckstrahls bezogen auf den Meß­ punkt erkannt werden.As already indicated in connection with the description of FIG. 1, the basic principle of the measured value acquisition and evaluation is that a defined point in the vicinity of the HDI linkage, namely the position of the geophone or hydrophone in the level, is reached by the high pressure jet and the energy impinging on this point is converted into an analog signal. The signal form of the analog signal is then primarily evaluated, i.e. the envelope of the analog signal and only secondarily the signal level. The geometry of the high-pressure jet based on the measurement point can be recognized from the signal shape.

Im folgenden wird immer davon ausgegangen, daß das HDI-Gestänge beim Ziehen auch gleichzeitig gedreht wird, so daß der Hoch­ druckstrahl den Pegel in regelmäßigen Abständen überstreicht. In the following it is always assumed that the HDI linkage when pulling is also rotated at the same time, so that the high pressure jet sweeps the level at regular intervals.  

Grundsätzlich können dabei vier Typen von Signalverläufen un­ terschieden werden, die in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind.Basically, four types of waveforms can be distinguished, which are shown in FIGS . 2 to 5.

Fig. 2 zeigt einen Signalverlauf 7 ohne einen signifikanten Si­ gnalanstieg beim Überstreichen des Hochdruckstrahls in Richtung des Pegels. Die Hüllkurven 8 bleiben dementsprechend gleichmä­ ßig auf einem Niveau. Im vorliegenden Falle reicht die Strahl­ energie also nicht bis zu dem Geophon. D.h. die Reichweite des Hochdruckstrahls ist kleiner als der Abstand zwischen dem HDI- Gestänge und dem Pegel. Daher wird auch der Durchmesser der HDI-Säule kleiner als der zweifache Abstand zwischen dem HDI- Gestänge und dem Pegel sein. Fig. 2 shows a waveform 7 without a significant Si signal increase when sweeping the high pressure jet in the direction of the level. The envelopes 8 accordingly remain uniformly at one level. In the present case, the beam energy does not reach the geophone. This means that the range of the high-pressure jet is smaller than the distance between the HDI boom and the level. Therefore, the diameter of the HDI column will be less than twice the distance between the HDI linkage and the level.

Fig. 3 zeigt einen Signalverlauf 9 mit sog. Plateaubereichen, in denen ein nahezu gleichbleibend hohes Signal über einen re­ lativ großen Drehwinkel des HDI-Gestänges von 50° bis 70° auf­ tritt. Die Hüllkurven 10 weisen dementsprechend einen Rechteck­ verlauf auf. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall hat der Hoch­ druckstrahl mit seinem vorderen energieschwachen und großflä­ chigen Bereich den Pegel erreicht. Wenn aus einem solchen Si­ gnalverlauf 9 die Gestängedrehzahl genau ermittelt werden kann, so entspricht die Reichweite des Hochdruckstrahls im wesentli­ chen dem Abstand zwischen dem HDI-Gestänge und dem Pegel. Der Durchmesser einer so erstellten HDI-Säule beträgt dann das zweifache des Abstandes zwischen dem HDI-Gestänge und dem Pe­ gel. Fig. 3 shows a signal curve 9 with so-called. Plateau areas in which an almost constant high signal occurs over a relatively large angle of rotation of the HDI linkage from 50 ° to 70 °. The envelopes 10 accordingly have a rectangular shape. In the case shown in Fig. 3, the high pressure jet has reached the level with its front low-energy and large area. If the boom speed can be determined precisely from such a signal curve 9 , the range of the high-pressure jet essentially corresponds to the distance between the HDI boom and the level. The diameter of an HDI column created in this way is then twice the distance between the HDI linkage and the level.

In Fig. 4 ist ein Signalverlauf 11 dargestellt, dessen Hüll­ kurve 12 wellenförmig ist. Dieser charakteristische Verlauf zeigt einen weichen Anstieg mit Wendepunkt, wobei keine deutli­ chen Signalspitzen erkennbar sind. Sichtbar wird dadurch das Überstreichen des Strahlkegels des Hochdruckstrahls mit seinen tangentialen Energieniveaus. Der Abstand zwischen HDI-Gestänge und Pegel ist hier gering aber sicher überschritten. In Fig. 4, a waveform 11 is shown, the envelope curve 12 is wavy. This characteristic curve shows a soft rise with a turning point, whereby no clear signal peaks are recognizable. This makes visible the sweeping of the jet cone of the high pressure jet with its tangential energy levels. The distance between HDI linkage and level is small but surely exceeded.

Fig. 5 zeigt schließlich einen Signalverlauf 13 mit einem stei­ len Anstieg und Abfall des Signals, so daß die Hüllkurve 14 sog. Peaks aufweist. Dieser Signalverlauf 13 deutet darauf hin, daß der Hochdruckstrahl den Pegel mit gebündelter Energie über­ streicht. Der Hochdruckstrahl ist also beim Erreichen des Pe­ gels noch relativ wenig aufgerissen und besitzt eine hohe Schneidenergie. In diesem Falle ist der Abstand zwischen dem HDI-Gestänge und dem Pegel wesentlich überschritten. Fig. 5 shows a waveform 13 with a steep increase and decrease of the signal, so that the envelope 14 has so-called peaks. This waveform 13 indicates that the high pressure jet sweeps the level with bundled energy. The high-pressure jet is therefore relatively little torn open when the level is reached and has a high cutting energy. In this case, the distance between the HDI linkage and the level is significantly exceeded.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß derartige Signal­ interpretationen nur dann aussagekräftig sind, wenn sowohl die räumliche Lage des Pegels als auch die des HDI-Gestänges exakt bekannt sind, so daß der Abstand zwischen dem Pegel und dem HDI-Gestänge in den verschiedenen Bodenschichten bekannt ist.At this point it should be noted that such signal interpretations are meaningful only if both the spatial position of the level as well as that of the HDI linkage exactly are known, so that the distance between the level and the HDI linkage in the different soil layers is known.

Hinsichtlich weiterer in den Fig. nicht gezeigter Merkmale wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.With regard to further features not shown in the figures refer to the general part of the description.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel be­ schränkt ist. Die erfindungsgemäße Lehre läßt sich vielmehr auch unter Verwendung mehrerer in geeigneter Weise in der Umge­ bung des HDI-Gestänges angeordneter Pegel realisieren.Finally, it should be emphasized that the teaching according to the invention not be on the embodiment discussed above is limited. The teaching of the invention can rather be also using several suitably in the reverse Realize the level of the arranged HDI boom.

Claims (17)

1. Verfahren zur Überwachung eines Hochdruckinjektions-(HDI)-Verfahrens, bei dem ein HDI-Gestänge (2) mit mindestens einer Austrittsdüse (3) für einen Hoch­ druckstrahl (4) in den Boden getrieben wird und der Boden beim Ziehen und ggf. gleichzeitigen Drehen des HDI-Gestänges (2) durch den in einem Düsvorgang er­ zeugten Hochdruckstrahl (4) aufgeschnitten und mit Injektionsgut vermischt wird, wo­ bei während des Düsvorgangs Informationen über die Reichweite des Hochdruck­ strahls (4) gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen durch Erfassung und Auswertung der Bodenerschütterungen in der Umgebung des HDI-Gestänges (2) er­ halten werden.1. A method for monitoring a high-pressure injection (HDI) method, in which an HDI linkage ( 2 ) with at least one outlet nozzle ( 3 ) for a high-pressure jet ( 4 ) is driven into the ground and the ground is pulled and possibly simultaneous rotation of the HDI linkage ( 2 ) by the high-pressure jet ( 4 ) generated in a jet process, it is cut open and mixed with injection material, where information about the range of the high-pressure jet ( 4 ) is obtained during the jet process, characterized in that the Information will be obtained by recording and evaluating the ground vibrations in the vicinity of the HDI linkage ( 2 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenerschütte­ rungen in der Umgebung des HDI-Gestänges (2) mit mindestens einem Geophon erfaßt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the soil dumping stanchions in the vicinity of the HDI linkage ( 2 ) are detected with at least one geophone. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pegel (5) in der Umgebung des HDI-Gestänges (2) in den Boden getrieben wird und daß das Geophon während des Düsvorgangs innerhalb des Pegels (5) geführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that at least one level ( 5 ) in the vicinity of the HDI linkage ( 2 ) is driven into the ground and that the geophone is guided during the nozzle operation within the level ( 5 ). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Pegel (5) ein an seinem unteren Ende geschlossenes Rohr verwendet wird.4. The method according to claim 3, characterized in that a closed tube at its lower end is used as the level ( 5 ). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel (5) mit ei­ nem inkompressiblen Medium gefüllt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the level ( 5 ) is filled with egg nem incompressible medium. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel (5) mit Wasser gefüllt wird und daß zum Erfassen der Bodenerschütterungen ein Hydrophon verwendet wird. 6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the level ( 5 ) is filled with water and that a hydrophone is used to detect the ground vibrations. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Geophon während des Düsvorgangs im wesentlichen auf der Höhe der Austrittsdüse (3) geführt wird.7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the geophone is guided during the nozzle operation substantially at the level of the outlet nozzle ( 3 ). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel (5) in einem Abstand zum HDI-Gestänge (2) in den Boden getrieben wird, der der zu erwartenden Reichweite des Hochdruckstrahls (4) entspricht.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the level ( 5 ) at a distance from the HDI linkage ( 2 ) is driven into the ground, which corresponds to the expected range of the high pressure jet ( 4 ). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem HDI-Gestänge (2) und dem Pegel (5) bestimmt wird, indem die Lage und Orientierung des HDI-Gestänges (2) und des Pegels (5) ermittelt wer­ den und daraus die Abstände zwischen HDI-Gestänge (2) und Pegel (5) über die ge­ samte Länge des HDI-Gestänges (2) bzw. des Pegels (5) bestimmt werden.9. The method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the distance between the HDI linkage ( 2 ) and the level ( 5 ) is determined by the position and orientation of the HDI linkage ( 2 ) and the level ( 5 ) who determined and the distances between the HDI linkage ( 2 ) and level ( 5 ) over the entire length of the HDI linkage ( 2 ) and the level ( 5 ) are determined. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auswertung des Abstandes zwischen HDI-Gestänge (2) und Pegel (5) in einer bestimmten Tiefe in Verbindung mit den in dieser Tiefe erfaßten Bodenerschütterungen Informationen über die Reichweite des Hochdruckstrahls (4) in dieser Tiefe gewonnen werden.10. The method according to claim 9, characterized in that by evaluating the distance between the HDI linkage ( 2 ) and level ( 5 ) at a certain depth in conjunction with the ground vibrations detected at this depth information about the range of the high pressure jet ( 4 ) in of this depth. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung des HDI-Gestänges (2) bzw. des Pegels (5) durch Inklinometermes­ sungen erfaßt wird.11. The method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that the orientation of the HDI linkage ( 2 ) or the level ( 5 ) is recorded by inclinometer measurements. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplituden/Zeit-Verlauf (7, 9, 11, 13) der Bodenerschütterungen erfaßt wird und daß die Hüllkurve (8, 10, 12, 14) des Amplituden/Zeit-Verlaufs (7, 9, 11, 13) ermittelt und ausgewertet wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the amplitude / time profile ( 7 , 9 , 11 , 13 ) of the ground vibrations is detected and that the envelope ( 8 , 10 , 12 , 14 ) of the amplitude / Time course ( 7 , 9 , 11 , 13 ) is determined and evaluated. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensparameter des Düsvorganges in Abhängigkeit von den gewonnenen In­ formationen über die Reichweite des Hochdruckstrahls (4) variiert werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the process parameters of the nozzle process depending on the information obtained in the range of the high pressure jet ( 4 ) are varied. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehgeschwin­ digkeit des HDI-Gestänges (2) variiert wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the Ziehgeschwin speed of the HDI linkage ( 2 ) is varied. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des HDI-Gestänges (2) variiert wird.15. The method according to claim 13, characterized in that the speed of the HDI linkage ( 2 ) is varied. 16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Hochdruckstrahl (4) variiert wird.16. The method according to claim 13, characterized in that the pressure of the high pressure jet ( 4 ) is varied. 17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzusam­ mensetzung des Hochdruckstrahls (4) und/oder des Injektionsguts variiert wird.17. The method according to claim 13, characterized in that the material composition of the high pressure jet ( 4 ) and / or the injection material is varied.