JPH0823264B2 - Face Detection Radar Device in Shield Machine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機におけ
る切羽探知レーダー装置、特にシールド掘進機の切羽の
土層を検出し、土層断面探査画像としてディスプレイ上
に表示する切羽探知レーダー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a face detecting radar device in a shield machine, and more particularly to a face detecting radar device for detecting a soil layer of a face of a shield machine and displaying it on a display as a soil layer cross-section survey image.

【０００２】[0002]

【従来の技術】都市トンネルなどの施工法としてシール
ド工法が広く用いられているが、このシールド工法にお
いては、カッターの回転数や切羽側への負荷圧力などの
掘削条件を適切に設定し、安全かつ確実な施工を行うこ
とが要請される。このような施工管理の適正化を図るた
め、掘進経路の探査を行うことが必要となり、この探査
方式の１つとして、シールド掘進機の回転面板に送信ア
ンテナおよび受信アンテナを設け、電磁波の送受波によ
って切羽前方の状態の探査や土質判別を行う方式が開発
されている。2. Description of the Related Art The shield construction method is widely used as a construction method for urban tunnels, etc. In this shield construction method, excavation conditions such as the rotational speed of the cutter and the load pressure on the face are properly set to ensure safety. And it is required to carry out reliable construction. In order to optimize such construction management, it is necessary to search the excavation route. As one of the exploration methods, a transmitting antenna and a receiving antenna are provided on the rotating face plate of the shield machine to transmit and receive electromagnetic waves. Has developed a method for exploring the condition in front of the face and determining the soil quality.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この切羽探知レーダー
装置は、カッターを装着したシールド掘進機の回転面板
に送受信アンテナを取り付け、切羽前方に向け高周波の
パルス状電波を送受信することで切羽の土質判別を行
い、その判別結果に基づき、切羽の土層断面探査画像を
ディスプレイ上に表示していた。This face detecting radar device has a transmitting / receiving antenna attached to the rotating face plate of a shield machine equipped with a cutter, and transmits / receives high-frequency pulsed radio waves toward the front of the face to determine the soil quality of the face. Based on the discrimination result, the soil layer cross-section survey image of the face was displayed on the display.

【０００４】このように、前記切羽探知レーダー装置で
は、ディスプレー上に切羽の土層断面探査画像をリアル
タイム表示ができるため、現在の土層断面の状態を正確
に把握できる反面、この画像情報だけからでは、土層断
面がどのように変化しいていくかを視覚的に判断するこ
とは難しいという問題があった。As described above, in the face detecting radar device, since the soil layer cross-section survey image of the face can be displayed on the display in real time, the current state of the soil layer cross section can be accurately grasped, but only from this image information. Then, there was a problem that it is difficult to visually judge how the soil layer cross section changes.

【０００５】すなわち、シールド掘進機を用いて掘削す
る地中の土層は連続的に変化するため、前記切羽探知レ
ーダー装置のように、土層のある一断面をディスプレー
上に表示していも、その断面情報からだけでは土層が次
にどのように変化していくかを正確に把握することがで
きない。That is, since the underground soil layer excavated by using the shield machine continuously changes, even if one cross section with the soil layer is displayed on the display like the face detecting radar device, It is not possible to accurately grasp how the soil layer will change next time only from the cross-section information.

【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、シールド掘進機の切羽
の土層断面がどのように変化しているかを、視覚的に判
り易く表示することができるシールド掘進機における切
羽探知レーダー装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to visually display how the soil layer cross section of the face of a shield machine changes. It is an object of the present invention to provide a face detection radar device in a shield machine that can be used.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、シールド掘進機の回転面板に隣接配置さ
れた送信アンテナ及び受信アンテナを用い、切羽前方に
向け探知用電磁波を繰り返し送受信し、切羽の土層を検
出するシールド掘進機における切羽探知レーダ装置おい
て、前記回転面板の回転角度を検出する角度検出部と、
前記受信アンテナの受信信号に含まれる表面伝播波に基
づき切羽の土質を判別する土質判別部と、前記検出回転
角度と判別土質とに基づき、前記回転面板に隣接配置さ
れた送信アンテナ及び受信アンテナの切羽探査範囲に沿
った土層断面の探査データを作成する断面データ作成部
と、作成された各土層断面の探査データを記憶する断面
データ記憶部と、前記断面データ記憶部に記憶された各
土層断面の探査データに基づき、複数の土層断面の探査
画像をデイスプレー上に所定の組合わせで時系列表示す
る探査画像演算部と、を含むことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention uses a transmitting antenna and a receiving antenna adjacent to a rotating face plate of a shield machine to repeatedly transmit and receive a detecting electromagnetic wave toward the front of a face. In the face detection radar device in the shield machine for detecting the soil layer of the face, an angle detector for detecting the rotation angle of the rotating face plate,
Based on the soil type determination unit that determines the soil type of the face based on the surface propagation wave included in the received signal of the receiving antenna, the detected rotation angle and the determined soil type, the transmitting antenna and the receiving antenna that are arranged adjacent to the rotating face plate. A section data creation unit that creates exploration data for a soil layer cross section along the face exploration range, a section data storage unit that stores the exploration data for each created soil layer section, and each section data storage unit that stores the section data storage unit. An exploration image calculation unit that displays exploration images of a plurality of soil layer cross sections in time series in a predetermined combination on the basis of exploration data of the soil layer cross section.

【０００８】[0008]

【作用】本発明の切羽探知レーダー装置は、シールド掘
進機の回転面板に送信アンテナおよび受信アンテナを隣
接配置している。従って、前記回転面板の回転に伴う送
信アンテナおよび受信アンテナの移動軌跡に沿って、切
羽の土質が順次検出されていき、そのときの回転面板の
回転角度は角度検出部により検出されていく。In the face detecting radar device of the present invention, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged adjacent to the rotating face plate of the shield machine. Therefore, the soil quality of the cutting face is sequentially detected along the movement loci of the transmitting antenna and the receiving antenna due to the rotation of the rotating face plate, and the rotation angle of the rotating face plate at that time is detected by the angle detector.

【０００９】そして、断面データ作成部は、判別土質と
検出回転角度とに基づき、前記回転面板に隣接配置され
た送信アンテナおよび受信アンテナの切羽探査範囲に沿
った土層断面の探査データを作成し、断面データ記憶部
に書込んでいく。Then, the cross-section data creation unit creates exploration data of the soil cross-section along the face exploration range of the transmitting antenna and the receiving antenna arranged adjacent to the rotating face plate, based on the discriminating soil quality and the detected rotation angle. , Writing to the cross-section data storage unit.

【００１０】そして、探査画像演算部は、前記断面デー
タ記憶部に記憶された各土層断面の探査データに基づ
き、複数の土層断面の探査画像をディスプレー上に所定
の組合せで時系列表示する。例えば、現在リアルタイム
で検出されている土層断面の探査画像と、その前に検出
された複数の土層断面の探査画像とを、ディスプレー上
に時系列表示する。これにより、土層断面の変化が、視
覚的に確実に把握されることになる。Then, the exploration image calculation unit displays the exploration images of a plurality of soil layer cross sections on the display in time series in a predetermined combination based on the exploration data of each soil layer cross section stored in the cross section data storage unit. . For example, an exploration image of a soil layer cross section currently detected in real time and a plurality of previously detected exploration images of the soil layer cross section are displayed in time series on the display. As a result, changes in the soil layer cross section can be grasped visually and reliably.

【００１１】また、請求項２の発明によれば、例えば土
層断面の変化を詳細に検討したい場合には、各土層断面
の探査データを連続的に呼び出して時系列表示すればよ
く、また土層断面の全体的な変化を把握したい場合に
は、土層断面の探査データを２つあるいは３つおきに呼
び出して時系列表示することもできる。Further, according to the second aspect of the present invention, for example, when it is desired to examine the change in the soil layer cross section in detail, the exploration data of each soil layer cross section may be continuously called and displayed in time series. When it is desired to grasp the overall change in the soil layer cross section, it is also possible to retrieve every two or three soil layer cross section data and display them in time series.

【００１２】このように、本発明によれば、従来は１つ
の土層断面の探査画像しか表示されなかったものを、複
数の土層断面の探査画像を表示し、かつこれら複数の断
面の探査画像を時系列表示することにより、ディスプレ
ー上に表示される画像から、土層断面の変化の様子を視
覚的に正確に把握し、これにより、掘削条件を適切に設
定し、安全かつ確実な施工を行うことが可能となる。[0012] As described above, according to the present invention, the exploration image of a plurality of soil layers is displayed and the exploration of the plurality of slices is displayed instead of the conventional exploration image of one soil layer cross section. By displaying the images in time series, the state of changes in the soil layer cross section can be visually ascertained accurately from the images displayed on the display, which allows the excavation conditions to be set appropriately and safe and reliable construction. It becomes possible to do.

【００１３】[0013]

【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面に基づき詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【００１４】図２には、本発明が適用されたシールドシ
ステムの好適な一例が示され、実施例のシステムは、ト
ンネルＴの掘削に用いられるシールド掘進機Ｓと、この
掘進を制御するよう地表部に設けられた中央制御室３０
０とを有する。FIG. 2 shows a preferred example of a shield system to which the present invention is applied. The system of the embodiment is a shield machine S used for excavating a tunnel T, and a ground surface for controlling this excavation. Central control room 30
0.

【００１５】前記シールド掘進機Ｓは、シールド１０の
前部に隔壁１２を設け、この隔壁１２の切羽２２側に、
トンネル坑内と隔絶された密閉空間をシールドチャンバ
ーとして形成する。このシールドチャンバー１４内は注
水パイプ１６から供給される泥水によって満たされる。The shield machine S is provided with a partition wall 12 at the front part of the shield 10, and the partition wall 12 has a partition face 22 side.
A closed space isolated from the tunnel mine is formed as a shield chamber. The inside of the shield chamber 14 is filled with muddy water supplied from the water injection pipe 16.

【００１６】シールドチャンバー１４の前面には、後述
するカッターを供えた回転面板２０が設けられ、この回
転面板２０を図示しない駆動装置により回転駆動するこ
とにより切羽２２の掘削が行われる。削り取られた土砂
は、シールドチャンバー１４内に取り込まれ、泥水と撹
拌され、スラリー化された後、排水パイプ１８から排出
される。A rotary face plate 20 provided with a cutter, which will be described later, is provided on the front surface of the shield chamber 14, and the face 22 is excavated by rotationally driving the rotary face plate 20 by a driving device (not shown). The scraped earth and sand is taken into the shield chamber 14, stirred with muddy water, made into a slurry, and then discharged from the drain pipe 18.

【００１７】図３には、前記回転面板２０を表面から見
た図が示されている。この回転面板２０には、ケーシン
グに収められた送信アンテナ２４および受信アンテナ２
６がその円周方向に隣接配置され、切羽前方に向けパル
ス状の電波を送受信し、切羽前方の状態を探査するよう
になっている。FIG. 3 shows a view of the rotary face plate 20 as seen from the surface. The rotating face plate 20 includes a transmitting antenna 24 and a receiving antenna 2 housed in a casing.
6 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction, and transmit and receive pulsed radio waves toward the front of the face to search the state in front of the face.

【００１８】この回転面板２０には、これ以外にもカッ
ター２８や、掘削した土砂をシールドチャンバー１４内
に取り込むスリット３０、スリット開閉装置３２などが
設けられ、さらに開閉式マンホール３４などの種々の設
備が設けられている。従って、前記送受信アンテナ２
４，２６は、これら必要不可欠な装備の取り付けに邪魔
にならないよう、面板２０の外周部寄りに配置されてい
る。In addition to the above, the rotary face plate 20 is provided with a cutter 28, a slit 30 for taking the excavated earth and sand into the shield chamber 14, a slit opening / closing device 32, and various equipment such as an openable manhole 34. Is provided. Therefore, the transmitting / receiving antenna 2
4, 26 are arranged near the outer peripheral portion of the face plate 20 so as not to interfere with the installation of these essential equipments.

【００１９】図４には、前記送信アンテナ２４および受
信アンテナ２６を用いて構成された切羽探知レーダーシ
ステムの原理図が示されている。このシステムは、特開
平2-28586 号公報として本出願人によりすでに出願され
ているため、ここではその詳細な説明は省略する。FIG. 4 shows the principle of a face detecting radar system constructed by using the transmitting antenna 24 and the receiving antenna 26. This system has already been filed by the present applicant as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-28586, and therefore its detailed description is omitted here.

【００２０】このシステムは、面板２０に設けられた送
信アンテナ２４および受信アンテナ２６を制御し、送信
アンテナ２４から切羽前方に向け高周波のパルス状電波
を送受信するものである。このとき受信される電波に
は、地中内に存在する反射物１５０からの反射波２００
と、送信アンテナ２４から受信アンテナ２６へ直接伝播
される表面伝播波２１０とがある。This system controls the transmitting antenna 24 and the receiving antenna 26 provided on the face plate 20, and transmits and receives high-frequency pulsed radio waves from the transmitting antenna 24 toward the front of the face. The electric wave received at this time is the reflected wave 200 from the reflector 150 existing in the ground.
And the surface propagating wave 210 propagated directly from the transmitting antenna 24 to the receiving antenna 26.

【００２１】図５には、この受信波形の一例が示されて
いる。FIG. 5 shows an example of this received waveform.

【００２２】ここで反射波２００からは、地中内に存在
する反射物１５０（例えば埋もれ木、地中構造物）など
が捉えられる。Here, from the reflected wave 200, a reflector 150 (for example, a buried tree or an underground structure) existing in the ground can be captured.

【００２３】表面伝播波２１０からは、切羽２２の土質
の判別などができる。表面伝播波２１０は、送信アンテ
ナ２４および受信アンテナ２６を別体のものとして形成
した場合に見られるものである。伝播距離は最も短いこ
とから、図５に示すよう受信波形の先頭に記録される。
表面伝播波２１０は、切羽２２の領域を通過する波であ
るため、反射物の存在にかかわらず、必ず記録されると
いう特殊性を有する。From the surface propagating wave 210, the soil quality of the face 22 can be determined. The surface propagating wave 210 is seen when the transmitting antenna 24 and the receiving antenna 26 are formed as separate components. Since the propagation distance is the shortest, it is recorded at the beginning of the received waveform as shown in FIG.
Since the surface propagating wave 210 is a wave that passes through the area of the face 22, it has the peculiarity that it is always recorded regardless of the presence of a reflector.

【００２４】前記受信アンテナ２６の受信信号は、送受
信器３６を介して前方探査回路４０へ入力されるように
なっている。The reception signal of the reception antenna 26 is input to the forward search circuit 40 via the transmitter / receiver 36.

【００２５】また、前記回転面板２０の回転角度は、角
度センサー３８により検出され、この検出角度は前方探
査回路４０へ入力されるようになっている。ここで角度
センサー３８により検出される回転角度は、送信アンテ
ナ２４および受信アンテナ２６の探査位置を特定するの
に用いられ、これら送受信アンテナ２４，２６が回転面
板２０の１２時の位置にあるときの角度を０度とし、こ
れを時計方向に０から３６０度まで１度ずつ検出出力す
る。The rotation angle of the rotary face plate 20 is detected by the angle sensor 38, and this detected angle is input to the forward search circuit 40. Here, the rotation angle detected by the angle sensor 38 is used to specify the search position of the transmitting antenna 24 and the receiving antenna 26, and when the transmitting / receiving antennas 24 and 26 are at the 12 o'clock position of the rotating face plate 20. The angle is set to 0 degree, and the angle is detected and output in the clockwise direction from 0 to 360 degrees by 1 degree.

【００２６】また、前記回転面板２０の掘削位置は、掘
削位置入力部４８から前方探査回路４０へ入力されるよ
うになっている。この掘削位置は、シールド掘進機の作
業員がその都度入力するようにしてもよい。また、図２
に示すよう、トンネル構内に壁面構築用のセグメント１
５をセットするごとに、自動的にそのセグメントナンバ
ーが入力され、このセグメント１５の端面を基準位置と
して、プレスジャッキーがどの程度伸縮するかにより回
転面板２０の掘削位置を自動的に検出し、前方探査回路
４０へ入力するようにしてもよい。本実施例は、後者の
方式のものを採用している。Further, the excavation position of the rotary face plate 20 is input from the excavation position input section 48 to the forward search circuit 40. The excavation position may be input by the worker of the shield machine each time. Also, FIG.
As shown in Figure 1, segment 1 for wall construction on the tunnel premises
Every time 5 is set, the segment number is automatically input, and the digging position of the rotary face plate 20 is automatically detected depending on how much the press jackie expands and contracts with the end face of the segment 15 as a reference position, and You may make it input into the search circuit 40. This embodiment employs the latter method.

【００２７】前記前方探査回路４０は、受信信号に含ま
れる反射波２００から地中内に存在する反射物１５０の
探査を行う反射波演算部４２と、受信波形に含まれる表
面伝播波２１０から切羽２２の土質判別を行う表面伝播
波演算部４４を含む。ここでは、反射波２００による切
羽前方探知の説明は省略し、以下、表面伝播波２１０に
よる切羽２２の土質判別について詳細に説明する。The forward exploration circuit 40 includes a reflected wave computing unit 42 for exploring the reflection object 150 existing in the ground from the reflected wave 200 included in the received signal, and the surface propagation wave 210 included in the received waveform. It includes a surface propagating wave computing unit 44 for performing 22 soil type discrimination. Here, the description of the face forward detection by the reflected wave 200 is omitted, and the soil type determination of the face 22 by the surface propagation wave 210 will be described in detail below.

【００２８】図６には、前記表面伝播波演算部４４の具
体的な構成が示されている。実施例の表面伝播波演算部
４４は、土質判別部５０，断面データ作成部５２，メモ
リ５４および探査画像演算部５６を含む。FIG. 6 shows a specific structure of the surface propagating wave calculating section 44. The surface propagating wave computing unit 44 of the embodiment includes a soil quality discriminating unit 50, a cross section data creating unit 52, a memory 54, and an exploration image computing unit 56.

【００２９】土質判別部５０は、受信アンテナ２６で受
信される信号に含まれる表面伝播波２１０の伝播時間，
減衰率などに基づき切羽２２の土質判別を行い、その判
別データを断面データ作成部５２へ向け出力する。この
土質判別は、受信信号が入力されるごとに繰り返して行
われる。実施例では、１秒間に数十回以上の電波の送受
信を行っているため、送受信アンテナ２４，２６の前面
における切羽の土質判別はほぼリアルタイムで行われる
ことになる。The soil quality discriminating section 50 determines the propagation time of the surface propagating wave 210 included in the signal received by the receiving antenna 26,
The soil quality of the face 22 is determined based on the attenuation rate and the like, and the determination data is output to the cross-section data creation unit 52. This soil determination is repeated every time a received signal is input. In the embodiment, since the radio waves are transmitted and received several tens of times or more per second, the soil quality of the face in front of the transmitting / receiving antennas 24 and 26 is determined almost in real time.

【００３０】断面データ作成部５２は、このように入力
される土質判別データと、角度センサー３８から入力さ
れる回転角度信号とに基づき、土質判別データを１度ご
とにメモリ５４へ記憶していく。従って、回転面板２０
が、基準角０度から３６０度回転すると、メモリ５４内
には、一断面分の探査データとして３６０度分の土質デ
ータが記憶されることになる。The cross-section data creating section 52 stores the soil-discrimination data in the memory 54 once every time based on the soil-discrimination data thus inputted and the rotation angle signal inputted from the angle sensor 38. . Therefore, the rotary face plate 20
However, when the reference angle is rotated from 0 degree to 360 degrees, the soil data for 360 degrees is stored in the memory 54 as the exploration data for one cross section.

【００３１】図７は、回転面板２０を１回転したときに
おける送受信アンテナ２４，２６による切羽探査範囲９
０を表したものであり、同図に示すよう、この切羽探査
範囲９０は図中斜線で示すリング状の範囲となる。この
とき切羽２２の土層が、細砂層，砂質シルト層，シルト
層から構成されている場合を想定すると、メモリ５４に
記憶されている一断面分の探査データは、回転角が０か
らθ１の範囲で細砂層、θ１からθ２の範囲で砂質シル
ト層、θ２からθ３の範囲でシルト層、θ３からθ４の
範囲で砂質シルト層、θ４から３６０度の範囲で細砂層
となる。FIG. 7 shows the face exploration range 9 by the transmitting / receiving antennas 24 and 26 when the rotary face plate 20 is rotated once.
As shown in the figure, the face exploration range 90 is a ring-shaped range indicated by the diagonal lines in the figure. At this time, assuming that the soil layer of the face 22 is composed of a fine sand layer, a sandy silt layer, and a silt layer, the exploration data for one cross section stored in the memory 54 has a rotation angle of 0 to θ1. In the range of θ1 to θ2, a sandy silt layer in the range of θ2 to θ3, a sandy silt layer in the range of θ3 to θ4, and a fine sand layer in the range of θ4 to 360 °.

【００３２】断面データ作成部５２は、図７に示すよう
に作成した土層断面の探査データを、回転面板２０の掘
削位置データとともにメモリ５４へ順次書込み記憶す
る。The cross-section data creating section 52 sequentially writes and stores the exploration data of the soil cross section created as shown in FIG. 7 in the memory 54 together with the excavation position data of the rotary face plate 20.

【００３３】したがって、メモリ５４には、各土層断面
の探査データが、その掘削位置データとともに順次書込
まれていくことになる。Therefore, the exploration data of each soil layer section is sequentially written in the memory 54 together with the excavation position data.

【００３４】そして、探査画像演算部５６は、このよう
にしてメモリ５４に記憶された各土層断面の探査データ
に基づき、各土層断面の探査画像を、ＣＲＴ４６上に時
系列表示する。実施例の探査画像演算部５６は、図１に
示すよう、ＣＲＴ４６上に任意の組合わせで５個の土層
断面の探査画像１００−ａ，１００−ｂ，…１００−ｅ
を時系列表示するよう形成されている。Then, the exploration image calculation unit 56 displays the exploration image of each soil layer section in time series on the CRT 46 based on the exploration data of each soil layer section thus stored in the memory 54. As shown in FIG. 1, the exploration image calculation unit 56 of the embodiment includes the exploration images 100-a, 100-b, ... 100-e of five soil layer cross-sections in any combination on the CRT 46.
Are formed to display in time series.

【００３５】また、実施例の切羽探知レーダ装置では、
探査画像演算部５６による表示条件を設定するために表
示条件入力部５８が設けられている。Further, in the face detecting radar device of the embodiment,
A display condition input unit 58 is provided to set display conditions by the exploration image calculation unit 56.

【００３６】この表示条件入力部５８は、切羽探知レー
ダ装置の操作員がＣＲＴ４６上に表示したい掘削位置お
よび時系列表示する土層断面の組合せ条件を入力するよ
う形成されている。The display condition input section 58 is formed so that the operator of the face detecting radar device inputs the excavation position desired to be displayed on the CRT 46 and the combination condition of the soil layer section to be displayed in time series.

【００３７】例えば、メモリ５４内に、図８に示すよう
に各掘削断面１００−１，１００−２，１００−３…の
探査データが記憶されている場合を想定する。ここにお
いて、１００−１は、断面データ作成部５２が作成した
最も新しい土層断面である。For example, it is assumed that the memory 54 stores the exploration data of the excavation sections 100-1, 100-2, 100-3 ... As shown in FIG. Here, 100-1 is the newest soil layer cross section created by the cross section data creation unit 52.

【００３８】そして、表示条件入力部５８から、現在掘
削中の土層断面のデータを、連続的に時系列表示するよ
う表示条件が入力されると、探査画像演算部５６は、土
層断面１００−１，１００−２，１００−３，１００−
４，１００−５の断面データをメモリ５４から読み出
し、各断面データから探査画像を演算する。そして、図
１に示すよう、各土層断面１００−１，１００−２，…
１００−５の探査画像を、リング状の画像１００−ａ，
１００−ｂ，１００−ｅとして時系列表示する。When the display condition is input from the display condition input unit 58 so that the data of the soil layer cross-section currently being excavated is continuously displayed in time series, the exploration image calculation unit 56 causes the soil layer cross-section 100 to be displayed. -1,100-2,100-3,100-
4, 100-5 cross-section data is read from the memory 54, and a search image is calculated from each cross-section data. And as shown in FIG. 1, each soil layer cross section 100-1, 100-2, ...
The search image of 100-5 is a ring-shaped image 100-a,
The time series is displayed as 100-b and 100-e.

【００３９】これにより、図８に示すｘ１の範囲の土層
断面の変化の様子を視覚的に把握することができる。As a result, it is possible to visually understand how the soil layer cross section changes in the range of x1 shown in FIG.

【００４０】また、表示条件入力部５８から、各土層断
面の探査画像を、１つおきに時系列表示するよう表示条
件が入力されると、探査画像演算部５６は、メモリ５４
から、土層断面の探査データを１つおきに呼び出し（１
００−１，１００−３，１００−５，１００−７，１０
０−９の土層断面の探査データ）、ＣＲＴ４６上に探査
画像１００−ａ，１００−ｂ，…１００−ｅとして時系
列表示する。When the display conditions are input from the display condition input unit 58 so as to display the exploration images of each soil layer cross section in time series, the exploration image calculation unit 56 causes the memory 54 to display
Call up every other exploration data of the soil layer cross section (1
00-1, 100-3, 100-5, 100-7, 10
Search data of the soil layer cross section of 0-9), and search images 100-a, 100-b, ... 100-e are displayed in time series on the CRT 46.

【００４１】これにより、ＣＲＴ４６上に表示される画
像から、図８に示すｘ２の範囲の土層断面の変化の様子
を視覚的に把握することができる。As a result, it is possible to visually grasp the change of the soil layer cross section in the range of x2 shown in FIG. 8 from the image displayed on the CRT 46.

【００４２】同様に、各土層断面の探査画像を、３つお
き、あるいは４つおき等の、任意の組合せで時系列表示
させることもできる。Similarly, it is also possible to display the exploration images of each soil layer cross section in time series in an arbitrary combination of every three or every four.

【００４３】また、現在掘削中の土層断面の探査画像以
外にも、表示条件入力部５８から任意の位置を指定する
ことにより、当該位置における土層断面の探査画像も同
様に時系列表示させ、トンネルの保守点検や、トンネル
工法の分析，改善等に活用することができる。In addition to the exploration image of the soil layer section currently being excavated, by designating an arbitrary position from the display condition input section 58, the exploration image of the soil layer section at that position is also displayed in time series. It can be used for maintenance and inspection of tunnels, analysis and improvement of tunnel construction methods.

【００４４】このように、本実施例に係る切羽探知レー
ダ装置によれば、トンネルの任意の位置における土層断
面の探査画像を時系列表示し、土層断面の変化の様子を
視覚的に、かつ直観的に正確に把握することが可能とな
る。As described above, according to the face detecting radar device of this embodiment, the exploration image of the soil layer cross section at an arbitrary position of the tunnel is displayed in time series, and the state of change of the soil layer cross section is visually recognized. In addition, it is possible to intuitively and accurately grasp.

【００４５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が
可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

【００４６】例えば、前記実施例ではＣＲＴ４６上に５
つの土層断面の探査画像を時系列表示する場合を例にと
り説明したが、本発明はこれに限らず、必要に応じて任
意の数の探査画像を時系列表示するようにしてもよい。For example, in the above embodiment, 5 on the CRT 46.
The case where the exploration images of one soil layer cross section are displayed in time series has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of exploration images may be displayed in time series.

【００４７】さらに、前記実施例では、複数の土層断面
の探査画像を横並びに時系列表示する場合を例にとり説
明したが、本発明はこれに限らず、例えば図９に示すよ
う、複数の土層断面の探査画像１００−ａ，１００−
ｂ，１００−ｃを同心円状に画像表示するようにしても
よい。Furthermore, in the above embodiment, the case where the exploration images of a plurality of soil layer cross sections are displayed side by side and in time series has been described as an example, but the present invention is not limited to this and, for example, as shown in FIG. Exploration image 100-a, 100- of soil layer cross section
Images b and 100-c may be displayed concentrically.

【００４８】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
土層断面の探査画像と、その前に検出された土層断面の
探査画像とを、ディスプレー上に時系列表示することに
より、シールド掘進機の切羽の土層断面がどのように変
化しているかを、視覚的に判り易く判別することが可能
となる。As described above, according to the present invention,
How the soil layer cross section of the face of the shield machine changes by displaying the exploration image of the soil layer cross section and the previously detected soil layer cross section image on the display in time series. Can be discriminated visually easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本実施例の切羽探知レーダー装置の土層断面探
査画像の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a soil layer cross-section survey image of a face detecting radar device according to the present embodiment.

【図２】本発明のレーダー装置を搭載したシールド掘進
機の全体概略説明図である。FIG. 2 is an overall schematic explanatory view of a shield machine equipped with the radar device of the present invention.

【図３】図２に示すシールド掘進機の回転面板を正面か
ら見た説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a rotary face plate of the shield machine shown in FIG. 2 as viewed from the front.

【図４】本発明の切羽探知レーダー装置の原理説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory view of the principle of the face detecting radar device of the present invention.

【図５】図４に示す切羽探知レーダー装置の受信波形の
説明図である。5 is an explanatory diagram of a reception waveform of the face detecting radar device shown in FIG.

【図６】図４に示す装置の表面伝播波演算部の具体的な
回路構成を示すブロック図である。6 is a block diagram showing a specific circuit configuration of a surface propagating wave calculation unit of the apparatus shown in FIG.

【図７】実施例のレーダー装置の切羽探査範囲を表す説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a face exploration range of the radar device of the embodiment.

【図８】探査データが作成される各土層断面の説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of each soil layer cross section for which exploration data is created.

【図９】土層断面の探査画像の時系列表示を示す、他の
実施例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of another example showing a time series display of exploration images of a soil layer cross section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０ 回転面板 ２２ 切羽 ２４ 送信アンテナ ２６ 受信アンテナ ３８ 角度センサー ４０ 前方探査回路 ４４ 表面伝播波演算部 ４８ 掘削位置入力部 ４６ ＣＲＴ ５０ 土質判別部 ５２ 断面データ作成部 ５４ メモリ ５６ 断面画像演算部 ５８ 表示条件入力部
ＴＤ００４００２20 Rotating Face Plate 22 Face 24 Transmitting Antenna 26 Receiving Antenna 38 Angle Sensor 40 Forward Exploration Circuit 44 Surface Propagation Wave Calculation Section 48 Excavation Position Input Section 46 CRT 50 Soil Determining Section 52 Section Data Creation Section 54 Memory 56 Section Image Calculation Section 58 Display Conditions Input section
TD004002

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舘川 裕次 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 請川 誠 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Tachikawa 1-7-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Within Toda Construction Co., Ltd. No. Toda Construction Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シールド掘進機の回転面板に隣接配置さ
れた送信アンテナ及び受信アンテナを用い、切羽前方に
向け探知用電磁波を繰り返し送受信し、切羽の土層を検
出するシールド掘進機における切羽探知レーダ装置おい
て、 前記回転面板の回転角度を検出する角度検出部と、 前記受信アンテナの受信信号に含まれる表面伝播波に基
づき切羽の土質を判別する土質判別部と、 前記検出回転角度と判別土質とに基づき、前記回転面板
に隣接配置された送信アンテナ及び受信アンテナの切羽
探査範囲に沿った土層断面の探査データを作成する断面
データ作成部と、 作成された各土層断面の探査データを記憶する断面デー
タ記憶部と、 前記断面データ記憶部に記憶された各土層断面の探査デ
ータに基づき、複数の土層断面の探査画像をデイスプレ
ー上に所定の組合わせで時系列表示する探査画像演算部
と、 を含むことを特徴とするシールド掘進機における切羽探
知レーダ装置。1. A face detection radar in a shield machine for detecting a soil layer of a face by repeatedly transmitting and receiving a detection electromagnetic wave toward the front of the face by using a transmitting antenna and a receiving antenna arranged adjacent to a rotating face plate of the shield machine. In the device, an angle detection unit that detects the rotation angle of the rotating face plate, a soil determination unit that determines the soil quality of the face based on the surface propagation wave included in the reception signal of the reception antenna, the detected rotation angle and the determination soil property Based on the above, the cross-section data creation unit that creates the exploration data of the soil layer cross section along the face exploration range of the transmitting antenna and the receiving antenna adjacent to the rotating face plate, and the exploration data of each created soil layer cross section Based on the section data storage unit to be stored and the exploration data of each soil layer section stored in the section data storage unit, the exploration image of a plurality of soil layer sections is displayed. Face detection radar device in a shield machine, which comprises a, a search image calculation unit in a time-series displayed in a predetermined combination on the over. 【請求項２】 請求項１において、 前記探査画像演算部は、 前記断面データ記憶部から任意の組合わせで複数の土層
断面の探査データを読出し、これら各土層断面の探査画
像をデイスプレー上に時系列表示することを特徴とする
シールド掘進機における切羽探知レーダ装置。2. The exploration image calculation unit according to claim 1, wherein exploration data of a plurality of soil layer cross sections is read from the cross section data storage unit in an arbitrary combination, and the exploration image of each soil layer cross section is displayed. A face detection radar device in a shield machine, characterized by displaying time series on the top.