JPS6247565A - 誘導制御によるトンネル掘進工法 - Google Patents
誘導制御によるトンネル掘進工法Info
- Publication number
- JPS6247565A JPS6247565A JP60187658A JP18765885A JPS6247565A JP S6247565 A JPS6247565 A JP S6247565A JP 60187658 A JP60187658 A JP 60187658A JP 18765885 A JP18765885 A JP 18765885A JP S6247565 A JPS6247565 A JP S6247565A
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- JP
- Japan
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- excavator
- transmitter
- tunnel
- receiver
- line
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)産業上の利用分野
本発明は、トンネル築造に利用して有利な前方誘導制御
による躍進工法に関するものである。
による躍進工法に関するものである。
(2)従来の技術
トンネルを築造する場合、先ず旧制場所の土質を事前調
査し、工事計画を立案した。
査し、工事計画を立案した。
そして、作成したトンネル築造に従い、掘進機を翻削開
始地点に設置し、トンネル築造工事を進めるが、その掘
進機が計画通りに進んでいるかどうかを所定の間隔で測
量していた。
始地点に設置し、トンネル築造工事を進めるが、その掘
進機が計画通りに進んでいるかどうかを所定の間隔で測
量していた。
従来では、掘進機のずれ或いは位置を測量する方法は、
薦削開始用の発進場所に測量基点を設け、レーザー等の
光学測量器を設置し、躍進した掘進機の位置、距離等を
掘進機の後方から測定していた。そして、設計図からず
れていた場合には、計画線上に戻すため掘進機の掘削方
向を修正していた。
薦削開始用の発進場所に測量基点を設け、レーザー等の
光学測量器を設置し、躍進した掘進機の位置、距離等を
掘進機の後方から測定していた。そして、設計図からず
れていた場合には、計画線上に戻すため掘進機の掘削方
向を修正していた。
又、自走機能を有する躍進機の推進方向に設置しである
移動可能な誘導装置を目標とし、躍進機の推進を誘導装
置の方向となるように掘進機の推進を制御するトンネル
築造工法があり、特に曲線施工の場合はその曲線の計画
線上の位置に誘導体を逐次移動していた。
移動可能な誘導装置を目標とし、躍進機の推進を誘導装
置の方向となるように掘進機の推進を制御するトンネル
築造工法があり、特に曲線施工の場合はその曲線の計画
線上の位置に誘導体を逐次移動していた。
(3)発明が解決しようとする問題点
掘進機の後方から掘進機の位置、進行方向等を測定する
従来のトンネル築造工法では児道中の位置出しが困難で
あり、事前測定であるためトンネルが蛇行し易かった。
従来のトンネル築造工法では児道中の位置出しが困難で
あり、事前測定であるためトンネルが蛇行し易かった。
そのため、光の直進性の光学測量装置を利用する測量法
では、施工線形が直線であると掘削済みのトンネル先端
部の掘削開始基点から見通すことができず、測量基点を
逐次移動し測量するため、その測量基点の移設に伴う設
置精度の不良が原因でトンネルの計画線からずれたトン
ネルを築造する事があった。
では、施工線形が直線であると掘削済みのトンネル先端
部の掘削開始基点から見通すことができず、測量基点を
逐次移動し測量するため、その測量基点の移設に伴う設
置精度の不良が原因でトンネルの計画線からずれたトン
ネルを築造する事があった。
さらに掘削済みトンネル内に置いである作業機械が測量
の障害となるため、それらを移動してから測量しなけれ
ばならず、掘削中の測量が困難である。又、掘削後も測
量障害物移動作業等により閘進機の位置、方向等の測定
に時間を費やしていた。そのため、トンネルの計画線と
掘削中の掘進機とのずれを修正する作業が遅れ必要以上
にトンネルを蛇行させることになる。
の障害となるため、それらを移動してから測量しなけれ
ばならず、掘削中の測量が困難である。又、掘削後も測
量障害物移動作業等により閘進機の位置、方向等の測定
に時間を費やしていた。そのため、トンネルの計画線と
掘削中の掘進機とのずれを修正する作業が遅れ必要以上
にトンネルを蛇行させることになる。
又、誘導体を移動させる前方制御方式であると、特にト
ンネルの計画線が曲線の場合その曲線上に誘導体を設置
しなければならず、設置精度がトンネル築造の正確性を
左右していた。
ンネルの計画線が曲線の場合その曲線上に誘導体を設置
しなければならず、設置精度がトンネル築造の正確性を
左右していた。
ざらに、従来は掘削場所の土質を事前に所定間隔測量し
、工事を施工していたが、実際の工事においては違った
地質に出会う場合もあり、工事が遅れる原因でもあった
。
、工事を施工していたが、実際の工事においては違った
地質に出会う場合もあり、工事が遅れる原因でもあった
。
本発明はこれらの欠点を解決するため、光学測量装置を
使用せず、又前方誘導制御方式における誘導体を移動す
ることなく、トンネルの計画線とのずれ及び掘削場所の
地質を瞬時に表示し、それに対処できるトンネル旧道工
法を提供することを目的とするものである。
使用せず、又前方誘導制御方式における誘導体を移動す
ることなく、トンネルの計画線とのずれ及び掘削場所の
地質を瞬時に表示し、それに対処できるトンネル旧道工
法を提供することを目的とするものである。
(4)問題点を解決するための手段
本発明はこの目的を達成するために、トンネル築造の計
画線の近辺で且つ掘進機の推進前方に発信機を所定位置
に埋設し、該発信機の特定周波数の電波に同期する受信
機を掘進機に設置し、該受信機はその特定周波数の電波
により、該発信機との角度、距離及び該受信機前方の地
質を測量する測量装置とその測量装置によるデータを演
算する演算処理装置とその演算処理装置でのデータを表
示する表示装置とその表示に従って掘進機を制御する制
御装置を備え、計画線に沿ったトンネルを築造するもの
である。
画線の近辺で且つ掘進機の推進前方に発信機を所定位置
に埋設し、該発信機の特定周波数の電波に同期する受信
機を掘進機に設置し、該受信機はその特定周波数の電波
により、該発信機との角度、距離及び該受信機前方の地
質を測量する測量装置とその測量装置によるデータを演
算する演算処理装置とその演算処理装置でのデータを表
示する表示装置とその表示に従って掘進機を制御する制
御装置を備え、計画線に沿ったトンネルを築造するもの
である。
(5)作 用
トンネルの計画線の近辺に誘導体である発信機を埋設し
、その発信機からの特定波数の電波を掘進機に取着の受
信機で受信する。その受信機に内蔵の測量装置、演算処
理装置、表示装置でこれから掘削する地質、及び掘進機
の修正方向と修正距離を正確にしかも瞬時に表示するこ
とができろ。そして、掘進機の軌道修正を行い、計画線
に沿ったトンネルを正確に築造することができる。
、その発信機からの特定波数の電波を掘進機に取着の受
信機で受信する。その受信機に内蔵の測量装置、演算処
理装置、表示装置でこれから掘削する地質、及び掘進機
の修正方向と修正距離を正確にしかも瞬時に表示するこ
とができろ。そして、掘進機の軌道修正を行い、計画線
に沿ったトンネルを正確に築造することができる。
(6)実施例
本発明の実施例を図面により説明する。
第1図aはトンネルを築造する機器の位置関係を正面か
ら見た状態を示すもので、先ずトンネル開削開始地点に
シールド掘進機(1)を設置し、トンネル掘削予定の計
画線(L)の近辺に第1 、f信機(Hl)及び第2発
信機(Hl)を所定の深さて別々に埋設する。
ら見た状態を示すもので、先ずトンネル開削開始地点に
シールド掘進機(1)を設置し、トンネル掘削予定の計
画線(L)の近辺に第1 、f信機(Hl)及び第2発
信機(Hl)を所定の深さて別々に埋設する。
その第1発信機(Hl)、第2発信機(1−42)から
発信される特定周波数に同期する受信機(2)をシール
ド掘進機に取着する。
発信される特定周波数に同期する受信機(2)をシール
ド掘進機に取着する。
第1図1)は、側面から見た場合の図であり、第1発信
機(Hl)、第2発1!閾(Hl)の位置を示している
。
機(Hl)、第2発1!閾(Hl)の位置を示している
。
トンネル築造の工法を第2図a、bて示す線図説明する
と、先ず第2図aは計画線(L)と発信1(Hl)及び
第2発信機(Hl)との位置関係を平面的に表示したも
ので、第2図すは第2図aに対応する側面の説明線図で
ある。
と、先ず第2図aは計画線(L)と発信1(Hl)及び
第2発信機(Hl)との位置関係を平面的に表示したも
ので、第2図すは第2図aに対応する側面の説明線図で
ある。
Mlは掘削開始点におけるシールド掘進1(+)の位置
を示す。A点及びB点は、計画線(L)の近辺に埋設し
た第1発信機(Hl)、及び第2発信礪(Hl)の固定
位置を示す。
を示す。A点及びB点は、計画線(L)の近辺に埋設し
た第1発信機(Hl)、及び第2発信礪(Hl)の固定
位置を示す。
ここで、計画線(L)と平行て且つA点を通過する第】
仮想線(LA)を想定し、又同様にB点を通過する第2
敗想線(LB)を想定する。そして、シールド見進機(
1)のMl点を基準にしたA点及びB点までの距離と方
向を第1発信機(f(I)、第2発信機(H2)からの
特定周波数の電波で夫々測定する。
仮想線(LA)を想定し、又同様にB点を通過する第2
敗想線(LB)を想定する。そして、シールド見進機(
1)のMl点を基準にしたA点及びB点までの距離と方
向を第1発信機(f(I)、第2発信機(H2)からの
特定周波数の電波で夫々測定する。
そのM1点におけるA点と計画線(L)との角度をα1
とするならば、計画線(L)と第11反想線(LA)と
の距離(、Jl)は J1=MIA 5目1αl て計算される。同様に、M1点におけるB点と計画線(
L)との角度をβ1とするならは、計画線(L)と第2
仮想線(L B)との距離(Kl)はKl =MI B
−sinβ1 て計算される。これらの距離は計画線(β5)と第1仮
想線(LA)及び第2仮想線(L[l)とが夫々平行で
あるため、シールl” lli進機(1)が計画線(L
)に沿って移動するならば常に一定である。
とするならば、計画線(L)と第11反想線(LA)と
の距離(、Jl)は J1=MIA 5目1αl て計算される。同様に、M1点におけるB点と計画線(
L)との角度をβ1とするならは、計画線(L)と第2
仮想線(L B)との距離(Kl)はKl =MI B
−sinβ1 て計算される。これらの距離は計画線(β5)と第1仮
想線(LA)及び第2仮想線(L[l)とが夫々平行で
あるため、シールl” lli進機(1)が計画線(L
)に沿って移動するならば常に一定である。
第2図すにおいて計画線(L)と直角に交差する水平の
仮想線をX軸とし、計画線(L)及びX軸と夫々直角に
交差する垂直の仮想線をY軸とする。M1点におけるA
点とX軸との角度をQlとし、同様にB点とX軸との確
度をQlとするならば、シールド掘進機(1)が計画線
(L)に沿って移動する場合、β1及びQlは常に一定
の角度である。
仮想線をX軸とし、計画線(L)及びX軸と夫々直角に
交差する垂直の仮想線をY軸とする。M1点におけるA
点とX軸との角度をQlとし、同様にB点とX軸との確
度をQlとするならば、シールド掘進機(1)が計画線
(L)に沿って移動する場合、β1及びQlは常に一定
の角度である。
このM1点を基準にした、Jl及び1(1のX軸方向の
距離JIX及びKIX、Y軸方向の距離JIY及びKI
Yは夫々 、J IX” Jl・cosQl =MIA−sinα
1−cosθ1KIX= にl ・cosQ 1
=MIB −5in β l ・cos
Ql、11V= Jl−sinθI =MIA−sin
α1−sinθlK n=にト5inQ1 =MIB−
sin/3+−5in Qlて計算てきる。
距離JIX及びKIX、Y軸方向の距離JIY及びKI
Yは夫々 、J IX” Jl・cosQl =MIA−sinα
1−cosθ1KIX= にl ・cosQ 1
=MIB −5in β l ・cos
Ql、11V= Jl−sinθI =MIA−sin
α1−sinθlK n=にト5inQ1 =MIB−
sin/3+−5in Qlて計算てきる。
こセて、シールl”[進1(1)が地中を掘削し、M2
点へ移動した場合を考える。
点へ移動した場合を考える。
その間2地点での計画線(L)とA点及びB点との角度
をα2及びβ2とし、同様にX軸とA点及びB点との角
度を02及びQlとし、ざらにM2点からのA点及びB
点までの距gftM2A及びト12Bを測定する。そし
て、M2点と第1仮想線(LA)との最短距離J2は J2=M2A−8団α2 てあり、同様にM2点と第2仮想線(I、B)との最短
距離に2は K 2 = M2B−sinβ2 である。
をα2及びβ2とし、同様にX軸とA点及びB点との角
度を02及びQlとし、ざらにM2点からのA点及びB
点までの距gftM2A及びト12Bを測定する。そし
て、M2点と第1仮想線(LA)との最短距離J2は J2=M2A−8団α2 てあり、同様にM2点と第2仮想線(I、B)との最短
距離に2は K 2 = M2B−sinβ2 である。
この、J 2及びに2のX軸方向の距離を夫々、J2X
及び■(2×とし、同様にY軸方向の距離を夫々J2Y
及びに2Yとすれば1 、J 2X= J2・cosQ2 =M2A−sinα
2・cosQ2K 2X= K2・cosQ 2 =
M2B −5in β 2 ・cos Ql、J
2Y= j2・sinθ2 = M2A−s+nα2
・sinθ2K 2V= K2・5inQ 2 =
M2B −5in β 2・5llI Qlて計算さ
れる。
及び■(2×とし、同様にY軸方向の距離を夫々J2Y
及びに2Yとすれば1 、J 2X= J2・cosQ2 =M2A−sinα
2・cosQ2K 2X= K2・cosQ 2 =
M2B −5in β 2 ・cos Ql、J
2Y= j2・sinθ2 = M2A−s+nα2
・sinθ2K 2V= K2・5inQ 2 =
M2B −5in β 2・5llI Qlて計算さ
れる。
M2点とA点との測定噴による計算線(L )からのX
軸方向及びY軸方向のずれを△XA及び△YAとし、同
様にM2点とB点との測定値による計画線(L)からの
X軸方向及びY軸方向のずれを△XB及び△YBとする
と、 △XA=JIX −J2X =旧A−sin aINcos 02−M2A情in
α2ecos θ2△YA=JIY −J2’l’ =MIA・sin a 1sin θ2−M2A@
sin a 2・sin e 2ΔXB=KIX
−K2X =MIトsinβIφcosQl −M2B11sin
β2−cosQ2△Y B=KIV −K2Y =MIB−81n βl−5inQ2 − M2[1
番sin β2@5inQ2として計算される。
軸方向及びY軸方向のずれを△XA及び△YAとし、同
様にM2点とB点との測定値による計画線(L)からの
X軸方向及びY軸方向のずれを△XB及び△YBとする
と、 △XA=JIX −J2X =旧A−sin aINcos 02−M2A情in
α2ecos θ2△YA=JIY −J2’l’ =MIA・sin a 1sin θ2−M2A@
sin a 2・sin e 2ΔXB=KIX
−K2X =MIトsinβIφcosQl −M2B11sin
β2−cosQ2△Y B=KIV −K2Y =MIB−81n βl−5inQ2 − M2[1
番sin β2@5inQ2として計算される。
理論的には
△XA=△XB、 △YA=△YB
てあり、複数の発信機を必ずしも必要としない。
しかし、現実は測量精度からくる誤差があるため、複数
のずれ量を平均した方か正確性高い計算結果ができる。
のずれ量を平均した方か正確性高い計算結果ができる。
よって、X軸方向の修正値をΔX、Y軸方向の修正値△
Yは ΔX=<ΔXA+△XB)1/2 ΔY=(△YA+△YB)1/2 て計算され、X軸を基準にしたM2点におけるシールド
掘進機(1)の113正角T(よ△Y janLf=− △X として計算される。この計算はマイクロコンピュタ−を
使用することにより迅速に処理できる。第3図、曲線の
トンネルを築造する場合を考える。
Yは ΔX=<ΔXA+△XB)1/2 ΔY=(△YA+△YB)1/2 て計算され、X軸を基準にしたM2点におけるシールド
掘進機(1)の113正角T(よ△Y janLf=− △X として計算される。この計算はマイクロコンピュタ−を
使用することにより迅速に処理できる。第3図、曲線の
トンネルを築造する場合を考える。
計画した曲線の半径をR1半径中心なO1曲線開始点を
M2とするならば、 0点を基準としたm2からの任意の移動角Z3、Z4・
・・・・・・・・Znに対応する曲線上の点m 3 、
m 4・・・・・・・・・mnは計算で求めることがで
きる。このデータをマイクロコンピュータに記憶させて
おき、このm 3 、 m 4・・・・・・nl【1の
計算による位置と掘進機とのずれを修正すれは、曲線の
トンネルを築造することができる。
M2とするならば、 0点を基準としたm2からの任意の移動角Z3、Z4・
・・・・・・・・Znに対応する曲線上の点m 3 、
m 4・・・・・・・・・mnは計算で求めることがで
きる。このデータをマイクロコンピュータに記憶させて
おき、このm 3 、 m 4・・・・・・nl【1の
計算による位置と掘進機とのずれを修正すれは、曲線の
トンネルを築造することができる。
(7)効 果
本発明は、固定した発信機と掘進■に設置した受信機で
必要データを測量し、それをマイクロコンピュータ等で
演算処理させ、間違nを制御させる工法であるため、測
量基点の移設が不要で設置不良によるトンネル築造精度
の悪化がない。
必要データを測量し、それをマイクロコンピュータ等で
演算処理させ、間違nを制御させる工法であるため、測
量基点の移設が不要で設置不良によるトンネル築造精度
の悪化がない。
さらに、測量障害となる機械の移動が不要でトンネルが
湾曲していても工事が可能である。
湾曲していても工事が可能である。
又、誘導体を移設する前方誘導制御方式の従来工法に比
較して精度が良い。
較して精度が良い。
又、掘進機前方の地質が瞬時に表示されるため、その地
質に対する工事の対応が迅速に行なえる。
質に対する工事の対応が迅速に行なえる。
第1図aはトンネル築造に使用する機器の位置を示す正
面図、第1図1)はその側面図、第2図aは発信機と受
信機の平面的な位置関係線図、第2図すはその側面の説
明線図、第3図は湾曲したトンネルを築造する説明線図
である。 (1)・・・・・・・・・ シールド掘進機(2)・・
・・・・・・・受信機 (L)・・・・・・・・・計画線 (Hl)・・・・・・・・・ 第1発信機(H2)・・
・・・・・・・ 第2発信機特許出願人 三井建設株
式会社 第1図O第1図b
面図、第1図1)はその側面図、第2図aは発信機と受
信機の平面的な位置関係線図、第2図すはその側面の説
明線図、第3図は湾曲したトンネルを築造する説明線図
である。 (1)・・・・・・・・・ シールド掘進機(2)・・
・・・・・・・受信機 (L)・・・・・・・・・計画線 (Hl)・・・・・・・・・ 第1発信機(H2)・・
・・・・・・・ 第2発信機特許出願人 三井建設株
式会社 第1図O第1図b
Claims (1)
- トンネル築造の計画線の近辺で且つ掘進機の推進前方に
発信機を所定位置に埋設し、該発信機の特定周波数の電
波に同期する受信機を掘進機に設置し、該受信機はその
特定周波数の電波により、該発信機との角度、距離及び
該受信機前方の地質を測量する測量装置とその測量装置
によるデータを演算する演算処理装置とその演算処理装
置でのデータを表示する表示装置と、その表示に従って
掘進機を制御する制御装置を備え、計画線とのずれを修
正することを特徴とする前方誘導制御によるトンネル掘
進工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60187658A JPH0820502B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 誘導制御によるトンネル掘進工法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60187658A JPH0820502B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 誘導制御によるトンネル掘進工法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6247565A true JPS6247565A (ja) | 1987-03-02 |
JPH0820502B2 JPH0820502B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16209926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60187658A Expired - Lifetime JPH0820502B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 誘導制御によるトンネル掘進工法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0820502B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179274A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Nippon Steel Corp | 電波を用いた推進管先端の地中位置検出方法 |
JPH02117039U (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-19 | ||
WO1991000531A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-10 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Position measuring device of underground excavator |
US8840112B2 (en) | 2012-11-16 | 2014-09-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
US8955844B2 (en) | 2012-11-16 | 2015-02-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
US8967619B2 (en) | 2012-11-16 | 2015-03-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103123391B (zh) * | 2013-02-05 | 2014-10-29 | 中国矿业大学 | 掘进机无线导航定位***和方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59154291A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-03 | 明星電気株式会社 | 掘削機進行方向制御装置 |
JPS59165796A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | 明星電気株式会社 | 掘削機の掘削方向制御方式 |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60187658A patent/JPH0820502B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59154291A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-03 | 明星電気株式会社 | 掘削機進行方向制御装置 |
JPS59165796A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | 明星電気株式会社 | 掘削機の掘削方向制御方式 |
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US8840112B2 (en) | 2012-11-16 | 2014-09-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
US8955844B2 (en) | 2012-11-16 | 2015-02-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
US8967619B2 (en) | 2012-11-16 | 2015-03-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0820502B2 (ja) | 1996-03-04 |
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