JPH03257323A - シールド推進掘削の位置測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シールド推進掘削の位置測量装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、いわゆるシールド推進掘削の位置測量には、トラ
ンシットなどによる坑内測量が代表される。この位置測
量を精密に行うことにより、計画線と施工線との誤差を
約２〜３ｃｍ程度内に抑えることができる。誤差はこの
ように僅かであるが、実際の施工では、各種理由により
、掘削の途中において、必ず一度はビジュアルに坑道の
位置測量を行い、計画線と施工線との相対誤差を確認す
る。

そこで従来このようなビジュアルな位置測量としては、
立坑を用いて測量するのが一般的である。

この測量は、地上の計画線から坑壁を突き破る立坑を穿
ち、この穿かれた坑壁面の貫通孔を坑内から観察し、坑
道の施工線と地上の計画線との相対位置を確認するもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の技術は、掘進精度を直接ビジ
ュアルに確認できるという利点はあるが、そのためには
、立坑が坑壁をも突き破るため、仮に地盤が悪い場合な
ど、立坑から坑内に泥水や土砂が進入し、この結果、作
業者の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備の破損などを
促進するようになるという欠点がある。さらには−旦突
き破られた坑壁は補填しなければならず、この補填作業
は、施工上不可欠とは言え、手数のかかるものとなって
いる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、危
険を伴うことなく、正確に、容易に、かつ、補填作業を
伴うことなく坑道の位置計測をすることができる、シー
ルド推進掘削の位置測量装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明に係わるシールド推進
掘削の位置測量装置は、シールド推進坑の外壁部材の外
面に設けられ、推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象
なる鉛直方向の磁界を発生する磁界発生器と、地上から
、前記磁界発生器の対象磁界の中心線に向かってその近
傍まで穿った立坑と、この立坑内の先端部位に設けられ
、前記磁界発生器の対象磁界のそれぞれの強度を受信す
る磁界受信器と、この磁界受信器が受信した前記対象磁
界の強度のそれぞれを入力して相互の強度差を出力する
出力手段と、予め、各種磁界強度差と位置の値との対応
データテーブルを記憶する記憶手段と、前記対応データ
テーブルを基に、前記磁界強度差を位置の値に変換する
変換手段と、前記位置の値を表示する表示手段とからな
る槽底とした（ｉ＊請求項の発明）。上記槽底において
、磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に直交する線
を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界である槽底でも
よく　（請求項２の発明）、又は推進方向に平行な線を
含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界と、推進方向に直
交する線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界とであ
り、これら磁界が前後して発生する槽底であってもよい
（請求項３の発明）。さらに、上記槽底において、外壁
は、シールド推進機のスキンプレートであってもよく　
（請求項４の発明）、又はシールド推進機の後方のセグ
メントであってもよい（請求項５の発明）。

〔作　用〕

請求項１の槽底によれば、シールド推進掘削による坑道
の水平方向の偏心量を検出するようになる。即ち、磁界
発生器の中心に向かって穿かれた立坑の底部には磁界受
信器が装着されている。これに対し前記磁界発生器は、
シールド推進掘削坑の外壁部材の外面の位置において、
推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の
対象磁界を発生する。磁界受信器はこれら対象磁界の強
度の各々を受信して出力手段に出力する。この出力手段
は、対象磁界の強度差を出力する。仮に磁界受信器の位
置が坑道の掘進方向に対して右寄りの位置にあるとする
と、この磁界受信器が受信する磁界強度は、右側磁界の
方が左側磁界よりも強くなる。この磁界強度差は変換手
段により、記憶手段で予め記憶されている各種磁界強度
差と位置との対応データテーブルと比較され、該磁界強
度差に相当する位置の値に変換され、表示手段によって
ビジュアルにオペレータに表示される。次に請求項２の
発明によれば、シールド推進掘削による坑道の深さ方向
の偏心量を検出するようになる。

即ち、上記請求項１の構成と異なり、磁界発生器は推進
方向に直交する線を含む鉛直面に対象なる磁界を発生す
る。従って、仮に坑道が前下がりに傾斜しているとする
と、掘進方向は正しくとも、この磁界受信器が受信する
磁界強度は、後側磁界の方が前側の磁界よりも強くなる
。請求項３は上記２つの構成を組み合わせて構成しであ
る。即ち、シールド推進掘削による坑道の水平方向の偏
心量と深さ方向の偏心量とを検出するようになる。即ち
、磁界発生器は、推進方向に平行な線を含む鉛直面に対
象なる磁界と、推進方向に直交する線を含む鉛直面に対
象なる磁界とが、前後して発生するようになる。請求項
４と請求項５とは、上記請求項１〜Ｉ！求項３の構成に
おいて、磁界発生器が設置される部材について、例示的
に示したものである。即ち、磁界発生器は、シールド推
進機のスキンプレートの外面に設置してもよく（請求項
４の発明〉、またシールド推進機の後方のセグメントの
外面に設置してもよい（請求項５の発明）。

上記構成の結果として、立坑はシールド壁を突き破るこ
とがなくなる。

〔実施例〕

以下本発明のシールド推進掘削の位置測量装置に係わる
好適な実施例を図面を参照して説明する。

同図は、本発明の総ての実施例の大略構成を示す図であ
って、掘進してきたシールド掘進機７０の施工線Ｃ２が
地上１０の計画線ＣＩから見て如何なる位置にあるかを
測量する図である。第１実施例は、同図において、シー
ルド推進機７０のスキンプレート７１の外表面に磁界発
生器４０が固設しである。この磁界発生器４０は、推進
方向に平行な線である施工線Ｃ２を含む鉛直面を中心と
し、かつ、推進方向を長手方向とする方形ループコイル
で形成されている。この方形ループコイルに定電流を印
加することにより、施工線Ｃ２を含む鉛直面を対象中心
として、鉛直方向に対象なる２つの磁界が形成される。

この磁界発生器４０の対象磁界の中心に向かって、地上
１０の計画線Ｃ１上の基準点Ｓから、ボーリングマシン
を用い、立坑２０を穿たれている。この立坑２０の先端
部と磁界発生器４０の中心とは、従来の技術であるトラ
ンシットなどの測量により、２〜３ｃｍ程度の誤差をも
って、突き当たる。前記立坑２ｏの底部にはその先端か
ら所定距離δ離間した位置に磁界受信器３０が固設され
ている。本実施例におけるこの磁界受信器３０は、２つ
のコイルを推進方向と直交する鉛直平面内において互い
に直交せしめた構成であり、前記磁界発生器４０が発生
する磁束に沿って配置されることになる。この磁界受信
機３０は、さらにリード線を介して地上１０のマイコン
５０と、ＣＲＴデイスプレィ６０とに接続されている。

前記立坑２０の先端部は、丁度この磁界発生器の中心に
対して上及び前後左右が±２〜３ｃｍ内である誤差で突
き当たることになる。ところで本発明（本実施例）は、
これらの誤差の有無に係わらず、水平方向の偏心量を正
確に測量することができる。即ち、仮に立坑２０が、即
ち磁界受信器３０が、推進方向に対して右側に位置した
場合（即ち地上の計画線Ｃ１に対して坑道の施工線Ｃ２
が左に偏心している場合）、磁界発生器４０は発生する
左右の対象磁界に対し、受信する磁界受信機３０の磁界
強度は右側の方が左側よりも強くなる。各々の受信磁界
強度はマイコン５０に送られて、それぞれの強度差を演
算された後、ＲＯＭにより予め記憶された各種磁界強度
差と位置（本実施例では長さであるが偏角としてもよい
〉との対応データテーブルと比較され後、強度差を位置
の値に変換される。そこでこの位置の値はＣＲＴデイス
プレィによって表示される。本実施例におる表示は、単
なる偏心長さｍｍの表示と、鳥賑図とを表示する。即ち
、左右の磁界強度に差がなければ、偏心量は零であるが
、左右の磁界強度に差があれば、偏心量が位置量として
表示される。

本実施例では、マイコン５０は請求の範囲に記載される
出力手段（４）と、記憶手段（５）と、変換手段（６）
とを総合している。第２実施例は、磁界発生器４０は、
推進方向線に直交する鉛直面に対象なる磁界を発生する
。即ち磁界発生器４０は、上記第１実施例と同様にルー
プコイルを用いているが、その長手方向は推進方向線に
直交するように設けてあり、定電流をこれに印加するこ
とにより、推進方向線に直交する鉛直面に対象なる２つ
の磁界を発生する。これに対し、磁界受信機４０を構成
する２つのコイルは推進方向の鉛直平面内において互い
に直交するように構成しである。この実施例における他
の構成は、上記第１実施例の構成と同様である。但しこ
の場合、表示手段に現れる値は、シールド推進掘削の推
進方向の傾きとなる。第３実施例は、上記第１実施例と
、上記第２実施例とを合わせた構成である。この場合、
磁界発生器４０なる方形ループコイルは、長手方向が推
進方向線のものと、推進方向線に直行するものとの２つ
が準備される。この場合、これら２つの方形ルプコイル
に同゛時に電流が印加されることはない。

仮に２つの方形ループコイルに同時に電流が印加される
と、２つの磁界が総合されて偏心量を測量することがで
きなくなるためである。この場合における磁界受信器３
０は、上記磁界発生器４０に合わせ、２つのコイルを一
組として、１組は推進方向と直交する鉛直面に配置され
、他の１組は推進方向の鉛直面に配置される２組のコイ
ルからなる。その他の実施例としては、磁界発生器４０
は、上記実施例のようなシールド推進機のスキンプレト
の外表面ばかりでなく、シールド推進機の後方のセグメ
ントの外表面などであってもよい。即ち、シールド推進
掘削坑の外壁部材の外面の位置ならば、かつ、既知の位
置であるならば、何処に設置してもよい。また、磁界発
生器４０は、請求項１又は請求項２の構成であるならば
、上記実施例のように方形ループコイルである必要はな
く、永久磁石であってもよい。上記実施例によれば、掘
進精度を直接ビジュアルに確認することはできないが、
従来のように立坑が坑壁を突き破ることがないため、仮
に地盤が悪い場合などであっても、立坑から坑内に泥水
や土砂が進入することがない。

この結果、作業者の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備
の破損などを促進するようなことはなくなる。勿論従来
のような補填作業を排除することが１ ２ できるようになる。また、単に対象磁界強度を比較検出
するという簡単かつ扱い易い指標を用いているため、高
精度なシールド推進掘削の位置測量装置を期待すること
ができる。尚、本発明（本実施例）を利用して、坑道の
全体測量をするのも容易である。即ち、磁界受信機３０
の位置は地上の計画線ＣＩ及び基準点Ｓから容易に判明
する。深さ１）についてはポーリング長さから磁界受信
機４０の位置δを差し引いた長さである。他方、磁界発
生器４０もまた、施工線から如何なる位置にあるかは既
知である。従って、本発明に基づく表示値である位置デ
ータをこれらに加算することによって、全体測量を容易
に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係わるシールド推進掘削
の位置測量装置によれば、立坑を用いた位置測量である
ことは従来の技術と変わるところではないが、坑壁外面
に備えた磁界発生器による対象磁界を立坑内の磁界受信
器で検出してこれらを比較後、位置データに変換して表
示するという簡単かつ確実な構成を採用しているため、
従来のように立坑が坑壁を突き破ることがなく、このた
め、仮に地盤が悪い場合などであっても、立坑から坑内
に泥水や土砂が進入することがない。この結果、作業者
の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備の破損などを促進
するようなことはなくなる。

勿論従来のような補填作業を排除することができるよう
になる。また、単に対象磁界強度を比較検出するという
簡単かつ扱い易い指標を用いているため、高精度なシー
ルド推進掘削の位置測量装置となり得る。

【図面の簡単な説明】

図面は、シールド推進掘削の斜視図であって、本発明に
係わるシールド推進掘削の位置測量装置の大略構成図で
ある。 １０・・・・地上 ２０・・・・立坑 ３０・・・・磁界受信器 ４０・・・・磁界発生器 ５０・・・・マイコン ０ ７０ １ １ ２ ・・・・ＣＲＴデイスプレィ ・・・・シールド掘進機 ・・・・スキンプレート ・・・・計画線 ・・・・施工線 ・・・・基準点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（１）シールド推進坑の外壁部材の外面に設けら
   れ、推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象なる鉛直方
   向の磁界を発生する磁界発生器と、 （２）地上から、前記磁界発生器の対象磁界の中心線に
   向かってその近傍まで穿った立坑と、 （３）この立坑内の先端部位に設けられ、前記磁界発生
   器の対象磁界のそれぞれの強度を受信する磁界受信器と
   、 （４）この磁界受信器が受信した前記対象磁界の強度の
   それぞれを入力して相互の強度差を出力する出力手段と
   、 （５）予め、各種磁界強度差と位置の値との対応データ
   テーブルを記憶する記憶手段と、（６）前記対応データ
   テーブルを基に、前記磁界強度差を位置の値に変換する
   変換手段と、 （７）前記位置の値を表示する表示手段と、以上からな
   る構成を特徴とするシールド推進掘削の位置測量装置。 （２）磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に直交す
   る線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界であること
   を特徴とする請求項１記載のシールド推進掘削の位置測
   量装置。 （３）磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に平行な
   線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界と、推進方向
   に直交する線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界と
   であり、これら磁界が前後して発生することを特徴とす
   る請求項１記載のシールド推進掘削の位置測量装置。 （４）外壁は、シールド推進機のスキンプレートである
   請求項１、請求項２又は請求項３記載のシールド推進掘
   削の位置測量装置。 （５）外壁は、シールド推進機の後方のセグメントであ
   る請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載のシ
   ールド推進掘削の位置測量装置。