JPH0875464A - Excavation confirming and measuring method for shield machine - Google Patents
Excavation confirming and measuring method for shield machineInfo
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- JPH0875464A JPH0875464A JP21380094A JP21380094A JPH0875464A JP H0875464 A JPH0875464 A JP H0875464A JP 21380094 A JP21380094 A JP 21380094A JP 21380094 A JP21380094 A JP 21380094A JP H0875464 A JPH0875464 A JP H0875464A
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- shield machine
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はシールド工法において、
シールド機の掘進方向を常時監視しておき、掘進計画線
からのずれが大きくなる前に軌道修正を行うために、シ
ールド機の現在位置と姿勢を測るのに行う確認測量に適
用されるシールド機の掘進確認測量方法に係るものであ
る。The present invention relates to a shield construction method,
A shield machine that is applied to a confirmation survey to measure the current position and attitude of the shield machine in order to constantly monitor the excavation direction of the shield machine and to correct the trajectory before the deviation from the planned line is large. This is related to the surveying method of excavation confirmation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のシールド工法においては、シール
ド機が数リング分掘進する毎に掘進を一旦停止し、トン
ネル内に延進されてきた測点を基準にトータルステーシ
ョンを据付けて測量を行い、シールド機を直接視準して
その位置、姿勢を確認していた。2. Description of the Related Art In the conventional shield construction method, the excavation is temporarily stopped every several rings of the shield machine, and a total station is installed and surveyed based on the survey points extended in the tunnel. I aimed the machine directly and confirmed its position and attitude.
【０００３】最近ではシールド機自体に掘進軌跡を認識
するシステムが装備されるようになったが、信頼度は十
分とはいえず、また頻度が少なくなったとはいえ、従来
通りの確認測量が行なわれている。Recently, the shield machine itself has been equipped with a system for recognizing the excavation locus, but the reliability is not sufficient and the frequency is low, but the conventional confirmation survey is performed. Has been.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この測
量には人手を要し、且つ作業が坑内で行なわれ、特にシ
ールド機の手前数十メートルは後方設備の狭隘な空間を
使って測量するため、過酷な作業を強いられる。また、
この測量作業は掘進作業と同時に行うことができず、掘
進作業を止めるか、測量員の残業を余儀なくされ、省力
化乃至は無人化が望まれていた。However, this survey requires manpower and the work is performed in the mine. Especially, since several tens of meters before the shield machine are surveyed using the narrow space of the rear equipment, You are forced to work hard. Also,
Since this surveying work cannot be performed at the same time as the excavation work, the excavation work is stopped or the surveyor is forced to work overtime, and labor saving or unmanned work is desired.
【０００５】このため、シールド機の後方から、坑内の
搬送車通路や配管類の位置を避けて設置された座標既知
のトータルステーションで、直接シールド機を視準でき
れば問題はないのであるが、後方設備が視界を遮り、直
接視準は無理である。そこでシールド機軸に平行な線上
の一点を後方設備の後部に現わし、この点のシールド機
体との相対位置関係を知り、またこの点を座標系既知の
点に据付けたトータルステーションで視準できれば、シ
ールド機の持つ姿勢データからその位置を知ることがで
きる。For this reason, there is no problem if the shield machine can be directly collimated at the total station with known coordinates, which is installed from the rear of the shield machine while avoiding the positions of the vehicle passages and pipes in the mine. Obstructs the field of view, and direct collimation is impossible. Therefore, if a point on the line parallel to the shield machine axis appears at the rear of the rear equipment, the relative positional relationship with the shield machine body is known, and if this point can be collimated by a total station installed at a known coordinate system, the shield The position can be known from the attitude data of the aircraft.
【０００６】本発明はこのような実情に鑑みて提案され
たもので、その目的とする処は、無人化、自動化による
シールド機の掘進確認測量方法を提供する点にある。The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an unmanned and automated method for surveying and confirming the excavation of a shield machine.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は前記した測量の
省力化、無人化の目的を達成するために提案されたもの
で、シールド機に固定された可視光レーザー測距計より
発せられるレーザー光を、シールド機後方設備とセグメ
ントとの間隙を通して同後方設備の後部に設置した半透
過半反射スクリーンに照射し、同スクリーンにおける照
射点を同スクリーンより更に後方における位置座標既知
点に設置されたトータルステーションによって視準して
シールド機の位置を計測するようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to achieve the above-mentioned objectives of labor saving and unmanned surveying, and a laser emitted from a visible light laser range finder fixed to a shield machine. Light was applied to the semi-transmissive semi-reflective screen installed at the rear of the equipment behind the shield machine through the gap between the equipment and the rear equipment of the shield machine, and the irradiation point on the screen was installed at a position coordinate known point further behind the screen. The position of the shield machine is measured by collimating with a total station.
【０００８】請求項２の発明は、シールド機に固定され
る可視光レーザー測距計を複数個設置して前記シールド
機の姿勢を計測するものである。請求項３の発明は前記
トータルステーションをＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕ
ｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラを搭載した遠隔操作型
トータルステーションとして、トンネル坑外よりモニタ
ースクリーンをみながら、確認測量を行うものである。According to a second aspect of the invention, a plurality of visible light laser rangefinders fixed to the shield machine are installed to measure the attitude of the shield machine. In the invention of claim 3, the total station is a CCD (charge cou).
As a remote-controlled total station equipped with a pled device camera, it is used to perform confirmation surveys while looking at the monitor screen from outside the tunnel.
【０００９】請求項４の発明は、前記可視光レーザー測
距計及びトータルステーションのデータを常時トンネル
坑外の操作室に通信し、随時トータルステーションの遠
隔視準でシールド機の位置、姿勢を認知するようにした
ものである。According to the invention of claim 4, the data of the visible light laser range finder and the total station are constantly communicated to the operation room outside the tunnel, so that the position and attitude of the shield machine can be recognized by remote collimation of the total station at any time. It is the one.
【００１０】[0010]
【作用】本発明は前記したように構成されているので、
先ずトータルステーションは２つの座標既知の点を視準
して自己位置を認識しておく。シールド機に固定された
可視光レーザー測距計より発せられたレーザー光を、シ
ールド機後方設備とセグメントとの間隙を通して、同後
方設備の後部に設置した半透過半反射スクリーンに照射
することによって、シールド機とスクリーンの距離を計
測する。このとき、前記スクリーンに投影されたレーザ
ースポットが、同スクリーンの反対側に浮き出るので、
この点をスクリーン後方のトータルステーションで視準
し、これによってスクリーン上のレーザースポットの位
置座標が求められる。前記のようにして求められたシー
ルド機とスクリーンの距離と、シールド機に具えられた
ジャイロコンパス、ピッチング計、ローリング計のデー
タからシールド機の位置が算出される。Since the present invention is constructed as described above,
First, the total station collimates two points whose coordinates are known and recognizes its own position. By irradiating the laser light emitted from the visible light laser range finder fixed to the shield machine through the gap between the shield machine rear equipment and the segment, to the semi-transmissive semi-reflective screen installed at the rear part of the rear equipment, Measure the distance between the shield machine and the screen. At this time, the laser spot projected on the screen appears on the opposite side of the screen,
This point is collimated at the total station behind the screen, and the position coordinates of the laser spot on the screen are obtained. The position of the shield machine is calculated from the distance between the shield machine and the screen obtained as described above and the data of the gyro compass, pitching meter, and rolling meter provided in the shield machine.
【００１１】なお可視光レーザー測距計とスクリーンの
セットを３組にして、夫々のレーザースポットの位置座
標を求めることによって、シールド機の持つ姿勢データ
を用いずにシールド機の位置、姿勢が算出される。また
トータルステーションを坑外の操作室から遠隔操作する
ことによって、一連の確認測量が操作室に居ながらにし
てできることとなる。The position and attitude of the shield machine are calculated without using the attitude data of the shield machine by determining the position coordinates of each laser spot with three sets of the visible light laser range finder and the screen. To be done. Also, by remotely operating the total station from the operation room outside the mine, a series of confirmation surveys can be performed while in the operation room.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。図１は掘進中のシールドトンネルの切羽付近の縦断
面図で、１はシールド機、２はトンネル、３は後方設備
で、同シールド機１の機軸に平行に可視光レーザー測距
計４が固定され、後方設備３の後端に例えばつや消し塩
化ビニール板に同じく塩化ビニールのハーフミラーシー
ト（フィルム状）を貼り合わせてなる半透過半反射スク
リーン５が配設されている。The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. Figure 1 is a vertical cross-sectional view of the face of a shield tunnel during excavation. 1 is a shield machine, 2 is a tunnel, and 3 is rear equipment. A visible light laser range finder 4 is fixed parallel to the axis of the shield machine 1. At the rear end of the rear equipment 3, for example, a semi-transmissive / semi-reflective screen 5 formed by laminating a vinyl chloride half mirror sheet (film-like) on a matte vinyl chloride plate is provided.
【００１３】更に覆工されたトンネル２にトータルステ
ーション６が固定され、前記スクリーン５と反転した位
置座標既知点７が視準できるようになっている。図示の
実施例は前記したように構成されているので先ずトータ
ルステーション６は２つの位置座標既知点７，７を視準
して、同トータルステーション６の自己位置を認識して
おく。而してシールド機１の機軸に平行に固定された可
視光レーザー測距計４より発せられた光を、矢印に示す
如く後方設備３とセグメントとの間隙を通して、同後方
設備３の後部に設置した半透過半反射スクリーン５に照
射することによって、同スクリーン５と前記シールド機
１の距離を計測する。Further, a total station 6 is fixed to the lined tunnel 2 so that a known position coordinate point 7 which is reversed from the screen 5 can be collimated. Since the illustrated embodiment is constructed as described above, the total station 6 first collimates the two position coordinate known points 7, 7 to recognize the self position of the total station 6. Thus, the light emitted from the visible light laser range finder 4 fixed in parallel to the axis of the shield machine 1 is installed at the rear part of the rear equipment 3 through the gap between the rear equipment 3 and the segment as shown by the arrow. The distance between the screen 5 and the shield machine 1 is measured by irradiating the semi-transmissive and semi-reflective screen 5 described above.
【００１４】この際、前記スクリーン５に投影されたレ
ーザースポットが、半透過半反射スクリーン５の反対面
に浮き出るので、この点を、同スクリーン５後方のトー
タルステーション６で視準することによって前記スクリ
ーン５上のレーザースポットの位置座標が求められる。
このようにして求められたシールド機１と前記スクリー
ン５の距離と、シールド機１に装備されたジャイロコン
パス、ピッチング計、ローリング計等の計器のデータか
ら、シールド機１の位置が算出される。At this time, the laser spot projected on the screen 5 rises on the opposite surface of the semi-transmissive semi-reflective screen 5, and the point is collimated at the total station 6 behind the screen 5 to make the screen 5 visible. The position coordinates of the upper laser spot are determined.
The position of the shield machine 1 is calculated from the distance between the shield machine 1 and the screen 5 thus obtained and the data of the instruments such as a gyro compass, a pitching meter, and a rolling meter, which are installed in the shield machine 1.
【００１５】なお可視光レーザー測距計４と前記スクリ
ーン５のセットを３組にして、夫々のレーザースポット
の位置座標を求めることによって、シールド機１の持つ
姿勢データを用いないで同シールド機１の位置、姿勢が
算出される。また前記トータルステーション６にＣＣＤ
（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）カメラ
を搭載し、同カメラによる画像によって情報処理を行う
ことによって、トンネル坑外よりモニタースクリーンを
みながら確認測量しうるものである。It should be noted that the set of the visible light laser range finder 4 and the screen 5 is made into three sets, and the position coordinates of the respective laser spots are obtained so that the shield machine 1 does not use the attitude data. The position and orientation of is calculated. In addition, the total station 6 has a CCD
By installing a (charge coupled device) camera and performing information processing based on the image from the camera, it is possible to confirm and measure while looking at the monitor screen from outside the tunnel.
【００１６】また前記可視光レーザー測距計４及びトー
タルステーション６のデータを常時トンネル坑外の操作
室に通信し、随時トータルステーションの遠隔視準でシ
ールド機１の位置、姿勢を認知しうるものである。Further, the data of the visible light laser range finder 4 and the total station 6 are constantly communicated to the operation room outside the tunnel, and the position and orientation of the shield machine 1 can be recognized at any time by remote collimation of the total station. .
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によれば前記したように、シール
ド工法において、シールド機に固定された可視光レーザ
ー測距計より発せられるレーザー光を、シールド機後方
設備とセグメントとの間隙を通して後方設備の後部に設
置した半透過半反射スクリーンに照射し、同スクリーン
における照射点を、同スクリーンより更に後方における
位置座標既知点に設置されたトータルステーションによ
り視準することによってシールド掘進機の位置を確認
し、掘進状況を自動的に測量し、測量と掘進とを並行し
て行い、省力化を図ることができるものである。As described above, according to the present invention, in the shield construction method, the laser light emitted from the visible light laser range finder fixed to the shield machine is passed through the space between the equipment behind the shield machine and the segment to the rear equipment. The position of the shield machine is confirmed by irradiating the semi-transmissive semi-reflective screen installed at the rear part of the screen and collimating the irradiation point on the screen with a total station installed at a position coordinate known point further behind the screen. , It is possible to automatically measure the progress of the excavation and perform the survey and the excavation in parallel to save labor.
【００１８】請求項２の発明は、前記シールド機に固定
される可視光レーザー測距計を複数個設置することによ
って、夫々のレーザースポットの位置座標を求め、シー
ルド機の持つ姿勢データを用いないで、同シールド機の
位置、姿勢を算出しうるものである。請求項３の発明
は、トータルステーションをＣＣＤカメラを搭載した遠
隔操作型トータルステーションとして、同ＣＣＤカメラ
による画像により情報処理を行うことによって、トンネ
ル坑外からモニタースクリーンをみながら確認測量を行
うことができる。According to a second aspect of the present invention, the position coordinates of each laser spot are obtained by installing a plurality of visible light laser rangefinders fixed to the shield machine, and the attitude data of the shield machine is not used. Then, the position and orientation of the shield machine can be calculated. According to the third aspect of the present invention, the total station is a remote control type total station equipped with a CCD camera, and information processing is performed using images from the CCD camera, so that confirmation surveying can be performed while looking at the monitor screen from outside the tunnel.
【００１９】請求項４の発明は、前記可視光レーザー測
距計及びトータルステーションのデータを常時トンネル
坑外の操作室に通信し、随時トータルステーションの遠
隔視準でシールド機の位置、姿勢を認知し、シールド掘
進状態を遠隔操作で確認しうるものである。According to a fourth aspect of the present invention, the data of the visible light laser range finder and the total station are constantly communicated to the operation room outside the tunnel, and the position and orientation of the shield machine are recognized by remote collimation of the total station at any time. The shield excavation state can be confirmed by remote control.
【図１】本発明に係るシールド機の掘進確認測量方法の
一実施例の実施状況を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an implementation state of an embodiment of a method for confirming and excavating a shield machine according to the present invention.
１ シールド機 ２ トンネル ３ 後方設備 ４ 可視光レーザー測距計 ５ 半透過半反射スクリーン ６ トータルステーション ７ 位置座標既知点 1 shield machine 2 tunnel 3 rear equipment 4 visible light laser range finder 5 semi-transmissive semi-reflective screen 6 total station 7 known position coordinates
Claims (4)
測距計より発せられるレーザー光を、シールド機後方設
備とセグメントとの間隙を通して同後方設備の後部に設
置した半透過半反射スクリーンに照射し、同スクリーン
における照射点を同スクリーンより更に後方における位
置座標既知点に設置されたトータルステーションによっ
て視準してシールド機の位置を計測することを特徴とす
るシールド機の掘進確認測量方法。1. A laser beam emitted from a visible light laser range finder fixed to a shield machine is radiated through a gap between the shield machine rear equipment and a segment to a semi-transmissive semi-reflective screen installed in the rear equipment of the rear equipment. , A method for confirming the excavation of a shield machine, which comprises collimating an irradiation point on the screen with a total station installed at a position coordinate known point behind the screen and measuring the position of the shield machine.
測距計を複数個設置して、前記シールド機の姿勢を計測
する請求項１記載のシールド機の掘進確認測量方法。2. The excavation confirmation surveying method for a shield machine according to claim 1, wherein a plurality of visible light laser rangefinders fixed to the shield machine are installed to measure the attitude of the shield machine.
メラを搭載した遠隔操作型トータルステーションとし
て、トンネル坑外よりモニタースクリーンをみながら確
認測量を行う請求項１記載のシールド機の掘進確認測量
方法。3. The method for surveying and confirming the progress of a shield machine according to claim 1, wherein the total station is a remote control type total station equipped with a CCD camera, and the confirmation surveying is performed from the outside of the tunnel while observing the monitor screen.
ステーションのデータを常時トンネル坑外の操作室に通
信し、随時トータルステーションの遠隔視準でシールド
機の位置、姿勢を認知する請求項１記載のシールド機の
掘進確認測量方法。4. The shield according to claim 1, wherein the data of the visible light laser range finder and the total station are constantly communicated to the operation room outside the tunnel, and the position and the posture of the shield machine are recognized by remote collimation of the total station at any time. How to check the excavation of the machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21380094A JP3511404B2 (en) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | Excavation confirmation survey method of shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21380094A JP3511404B2 (en) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | Excavation confirmation survey method of shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875464A true JPH0875464A (en) | 1996-03-22 |
| JP3511404B2 JP3511404B2 (en) | 2004-03-29 |
Family
ID=16645260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21380094A Expired - Fee Related JP3511404B2 (en) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | Excavation confirmation survey method of shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511404B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115218862A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-21 | 上海隧道工程有限公司 | Shield construction segment settlement automatic monitoring system and monitoring method based on total station |
| CN115235416A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-25 | 上海隧道工程有限公司 | Automatic monitoring system and method for shield construction segment settlement |
| CN117804341A (en) * | 2024-01-03 | 2024-04-02 | 山西易联智控科技有限公司 | Heading machine pose measuring device and method based on laser positioning |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP21380094A patent/JP3511404B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115218862A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-21 | 上海隧道工程有限公司 | Shield construction segment settlement automatic monitoring system and monitoring method based on total station |
| CN115235416A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-25 | 上海隧道工程有限公司 | Automatic monitoring system and method for shield construction segment settlement |
| CN115235416B (en) * | 2022-06-16 | 2023-10-13 | 上海隧道工程有限公司 | Automatic monitoring system and method for shield construction segment settlement |
| CN115218862B (en) * | 2022-06-16 | 2024-05-14 | 上海隧道工程有限公司 | Automatic shield construction segment settlement monitoring system and method based on total station |
| CN117804341A (en) * | 2024-01-03 | 2024-04-02 | 山西易联智控科技有限公司 | Heading machine pose measuring device and method based on laser positioning |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3511404B2 (en) | 2004-03-29 |
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