JPH0259932B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0259932B2 JPH0259932B2 JP12510083A JP12510083A JPH0259932B2 JP H0259932 B2 JPH0259932 B2 JP H0259932B2 JP 12510083 A JP12510083 A JP 12510083A JP 12510083 A JP12510083 A JP 12510083A JP H0259932 B2 JPH0259932 B2 JP H0259932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- generating element
- shaft
- receiving coils
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、地中のトンネル掘進機の計画線に対
する水平変位を磁界を用いて計測する方法に関す
るものである。
する水平変位を磁界を用いて計測する方法に関す
るものである。
従来、トンネル掘進機内の磁界発生素子の真上
でトンネル掘進機の水平位置を計測する方法とし
て、特開昭53−135671号公報に記載された方法が
提案されている。この方法では、水平面上での磁
界強度の分布の中の最大値または最小値を示す未
知の特異点を磁界計測用の受信コイルを平面的に
走査することによつて検知するものであるため、
多回数の測定を要し、多くの時間と労力を必要と
する欠点があつた。
でトンネル掘進機の水平位置を計測する方法とし
て、特開昭53−135671号公報に記載された方法が
提案されている。この方法では、水平面上での磁
界強度の分布の中の最大値または最小値を示す未
知の特異点を磁界計測用の受信コイルを平面的に
走査することによつて検知するものであるため、
多回数の測定を要し、多くの時間と労力を必要と
する欠点があつた。
本発明はこの欠点を解決するため、受信コイル
を走査せずに、地上での計画線上に置くだけで直
ちにトンネル掘進機の計画線からの水平変位を知
ることができるようにする方法を提供するもので
あつて、以下図面に従つて詳細に説明する。
を走査せずに、地上での計画線上に置くだけで直
ちにトンネル掘進機の計画線からの水平変位を知
ることができるようにする方法を提供するもので
あつて、以下図面に従つて詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示し、１は地中を推
進中のトンネル掘削機、２はトンネル掘進機１内
に取りつけられたチヨーク等の磁界発生素子であ
り、この素子２は中心磁束が常に鉛直方向に発生
するように２軸を中心に回転し、重力作用で常に
同じ方向を向く台に取付けられている。３は地上
または立坑に設置された例えば発振機などの信号
供給装置、４は磁界発生素子２と信号供給装置３
を結ぶケーブル、５は磁界発生素子２の発生する
交番磁界の磁力線、６は先端をトンネル掘進機１
に固定し、他方を立坑に保持しトンネル掘進機の
推進距離を読み取るメジヤー、７はトンネルの平
面的な計画線、８は相互間の距離が適切な距離を
有し、鎖交面が鉛直で互いに向い合う一対の受信
コイルを内部に有する受信装置であつて、測定時
は一対の２個のコイルが計画線７に対して左右対
称になるよう、かつこれらの２個のコイルと立坑
との間の距離が、磁界発生素子２と立坑との間の
距離にほぼ等しい距離の地上点に置いて測る。９
は受信装置８と選択レベル計などの信号測定装置
１０を接続するケーブルである。
進中のトンネル掘削機、２はトンネル掘進機１内
に取りつけられたチヨーク等の磁界発生素子であ
り、この素子２は中心磁束が常に鉛直方向に発生
するように２軸を中心に回転し、重力作用で常に
同じ方向を向く台に取付けられている。３は地上
または立坑に設置された例えば発振機などの信号
供給装置、４は磁界発生素子２と信号供給装置３
を結ぶケーブル、５は磁界発生素子２の発生する
交番磁界の磁力線、６は先端をトンネル掘進機１
に固定し、他方を立坑に保持しトンネル掘進機の
推進距離を読み取るメジヤー、７はトンネルの平
面的な計画線、８は相互間の距離が適切な距離を
有し、鎖交面が鉛直で互いに向い合う一対の受信
コイルを内部に有する受信装置であつて、測定時
は一対の２個のコイルが計画線７に対して左右対
称になるよう、かつこれらの２個のコイルと立坑
との間の距離が、磁界発生素子２と立坑との間の
距離にほぼ等しい距離の地上点に置いて測る。９
は受信装置８と選択レベル計などの信号測定装置
１０を接続するケーブルである。
第２図および第３図は受信装置８のそれぞれ異
つた例を示す。第２図に示したものにおいて、１
１はケース、１２はケース１１内に封入された絶
縁性不揮発性の例えばシリコン油などの液体、１
３はケース１１内に水平に設けられた軸、１４は
軸１３に対して回転し得るよう取りつけられた支
持板、１５は支持板１４の上部に取りつけた浮き
であつて、液体１２に沈んだ部分が浮力を生ず
る。１６は支持板１４の両側下部の軸１２に対称
的な位置に鎖交面が鉛直かつ軸１２に平行な状態
に取りつけられた受信コイル、１７は両側のコイ
ルのボビン間に支持した軸に挿嵌されたおもりで
ある。浮き１５による復元作用で支持板１４は常
に一定方向を向き、おもり１７を一度調節してお
けば、以後２個の受信コイル１６の鎖交面は鉛直
かつ軸１３に平行になる。
つた例を示す。第２図に示したものにおいて、１
１はケース、１２はケース１１内に封入された絶
縁性不揮発性の例えばシリコン油などの液体、１
３はケース１１内に水平に設けられた軸、１４は
軸１３に対して回転し得るよう取りつけられた支
持板、１５は支持板１４の上部に取りつけた浮き
であつて、液体１２に沈んだ部分が浮力を生ず
る。１６は支持板１４の両側下部の軸１２に対称
的な位置に鎖交面が鉛直かつ軸１２に平行な状態
に取りつけられた受信コイル、１７は両側のコイ
ルのボビン間に支持した軸に挿嵌されたおもりで
ある。浮き１５による復元作用で支持板１４は常
に一定方向を向き、おもり１７を一度調節してお
けば、以後２個の受信コイル１６の鎖交面は鉛直
かつ軸１３に平行になる。
第３図に示したものではケース１８内に平行に
設けた軸１９に受信コイル１６′を回転し得るよ
う取り付けたものである。ケース１８内には必要
に応じて受信コイル１６′に振動を減衰させるた
めに例えばシリコン油などの絶縁性、不揮発性の
液体を封入してもよい。２０は両軸１９，１９の
中間でこれら軸１９に平行なけがき線である。従
つて２個の受信コイル１６′はけがき線２０に対
して対称な位置で、鎖交面の方向は鉛直、且つけ
がき線２０に平行になる。
設けた軸１９に受信コイル１６′を回転し得るよ
う取り付けたものである。ケース１８内には必要
に応じて受信コイル１６′に振動を減衰させるた
めに例えばシリコン油などの絶縁性、不揮発性の
液体を封入してもよい。２０は両軸１９，１９の
中間でこれら軸１９に平行なけがき線である。従
つて２個の受信コイル１６′はけがき線２０に対
して対称な位置で、鎖交面の方向は鉛直、且つけ
がき線２０に平行になる。
上記の第２図および第３図に示された受信装置
は、これを地上に置くと、受信コイル１６，１
６′の鎖交面は自動的に垂直になるようにしたが、
２個の受信コイルを鎖交面が平行になるように支
持台に固定し、支持台の傾きを手動で調整するこ
とによつて受信コイルを鉛直に設定するようにし
たものであつてもよい。
は、これを地上に置くと、受信コイル１６，１
６′の鎖交面は自動的に垂直になるようにしたが、
２個の受信コイルを鎖交面が平行になるように支
持台に固定し、支持台の傾きを手動で調整するこ
とによつて受信コイルを鉛直に設定するようにし
たものであつてもよい。
本発明は第１図について述べたように受信装置
８をその両側の一対の受信コイル１６，１６ある
いは１６′，１６′が計画線７に対し対称的になる
よう、かつこれら２個の受信コイルの立坑からの
距離が立坑から磁界発生素子２までの距離にほぼ
等しい地上点に配置し、これら両受信コイルにト
ンネル掘進機１に設置した磁界発生素子２から発
する磁界によつて誘起される電力を測定し、その
測定電力値から掘進機１の計画線７に対する水平
変位を求めるものである。
８をその両側の一対の受信コイル１６，１６ある
いは１６′，１６′が計画線７に対し対称的になる
よう、かつこれら２個の受信コイルの立坑からの
距離が立坑から磁界発生素子２までの距離にほぼ
等しい地上点に配置し、これら両受信コイルにト
ンネル掘進機１に設置した磁界発生素子２から発
する磁界によつて誘起される電力を測定し、その
測定電力値から掘進機１の計画線７に対する水平
変位を求めるものである。
さて、受信装置８の一対の受信コイルの鎖交面
が鉛直でかつ互いに向い合う場合、これら２個の
受信コイルはそれぞれの位置において、水平で向
い合う方向の磁界の成分のみを受信することにな
る。第４図に示す深さ180cmにおける実験結果で
も明らかなように、磁界の成分によつて誘起され
る電力は、受信コイルの鎖交面と磁界発生素子２
の中心軸線との距離の２乗に比例する。そこで両
受信コイルを計画線７に対し左右対称になるよう
かつ計画線７上において立坑からこれら受信コイ
ルまでの距離を立坑から磁界発生素子２までの距
離にほぼ等しい地点に配置し、トンネル掘進機１
の掘進方向に向つて右側の位置を正とし、右側の
受信コイルに誘起される電力をWR、左側の受信
コイルに誘起される電力をWL、両受信コイルの
間隔を2l、計画線７に対する磁界発生素子２の水
平変位をδとすれば、WRとWLは式(1)によつて表
わされる。
が鉛直でかつ互いに向い合う場合、これら２個の
受信コイルはそれぞれの位置において、水平で向
い合う方向の磁界の成分のみを受信することにな
る。第４図に示す深さ180cmにおける実験結果で
も明らかなように、磁界の成分によつて誘起され
る電力は、受信コイルの鎖交面と磁界発生素子２
の中心軸線との距離の２乗に比例する。そこで両
受信コイルを計画線７に対し左右対称になるよう
かつ計画線７上において立坑からこれら受信コイ
ルまでの距離を立坑から磁界発生素子２までの距
離にほぼ等しい地点に配置し、トンネル掘進機１
の掘進方向に向つて右側の位置を正とし、右側の
受信コイルに誘起される電力をWR、左側の受信
コイルに誘起される電力をWL、両受信コイルの
間隔を2l、計画線７に対する磁界発生素子２の水
平変位をδとすれば、WRとWLは式(1)によつて表
わされる。
WR＝ａ（ｌ―δ）2
WL＝ａ（−ｌ−δ）2 (1)
ただしａは定数である。式(1)からａを消去する
ことにより、計画線７に対する磁界発生素子２の
水平変位δは、 ｜δ｜ｌのとき δ＝−ｌ（WR／WL＋１）＋2l√WR／WL／WR／WL−１ ｜δ｜＞ｌのとき δ＝−ｌ（WR／WL＋１）−2l√WR／WL／WR／WL−１ (2) となる。そこで、前記のように配置した受信コイ
ルに誘起される電力WR，WLを選択レベル計など
の信号測定装置１０で計測し、それによつて計測
した電力WR，WLの値を式(2)のプログラムを組み
込んだ電子計算機に入力してトンネル掘進機の計
画線に対する水平変位を出力させることができ
る。
ことにより、計画線７に対する磁界発生素子２の
水平変位δは、 ｜δ｜ｌのとき δ＝−ｌ（WR／WL＋１）＋2l√WR／WL／WR／WL−１ ｜δ｜＞ｌのとき δ＝−ｌ（WR／WL＋１）−2l√WR／WL／WR／WL−１ (2) となる。そこで、前記のように配置した受信コイ
ルに誘起される電力WR，WLを選択レベル計など
の信号測定装置１０で計測し、それによつて計測
した電力WR，WLの値を式(2)のプログラムを組み
込んだ電子計算機に入力してトンネル掘進機の計
画線に対する水平変位を出力させることができ
る。
また選択レベル計などの信号受信装置１０と電
子計算機とはインターフエイスを介してオンライ
ン化しておき、受信装置８を定まつた位置に置く
だけで即座に水平変位を出力させるようにするこ
ともできる。
子計算機とはインターフエイスを介してオンライ
ン化しておき、受信装置８を定まつた位置に置く
だけで即座に水平変位を出力させるようにするこ
ともできる。
以上のように本発明によれば、２個の受信コイ
ルを計画線に対して対称的になるよう、かつこれ
ら受信コイルと立坑との距離が磁界発生素子と立
坑との距離にほぼ等しい点に置くだけで、従来の
ように受信コイルを走査することを要せず、直ち
にトンネル掘進機の水平変位を求めることができ
てトンネル施工の能率向上を計ることができ、ま
た必要に応じ頻繁な計測が可能となるのでトンネ
ル掘進機の掘進方向の精度向上を計ることができ
る。
ルを計画線に対して対称的になるよう、かつこれ
ら受信コイルと立坑との距離が磁界発生素子と立
坑との距離にほぼ等しい点に置くだけで、従来の
ように受信コイルを走査することを要せず、直ち
にトンネル掘進機の水平変位を求めることができ
てトンネル施工の能率向上を計ることができ、ま
た必要に応じ頻繁な計測が可能となるのでトンネ
ル掘進機の掘進方向の精度向上を計ることができ
る。
第１図は本発明の実施例を示す概要図、第２図
および第３図は受信装置のそれぞれ異つた例の第
１図Ａ―Ａ線での断面図、第４図は誘起電力と距
離との関係を示す実験結果である。 １…トンネル掘進機、２…磁界発生素子、７…
計画線、８…受信装置、１６，１６′…受信コイ
ル。
および第３図は受信装置のそれぞれ異つた例の第
１図Ａ―Ａ線での断面図、第４図は誘起電力と距
離との関係を示す実験結果である。 １…トンネル掘進機、２…磁界発生素子、７…
計画線、８…受信装置、１６，１６′…受信コイ
ル。
Claims (1)
- １ 地中にトンネルを築造するトンネル掘進機内
に常に中心磁束が鉛直方向となるように磁界を発
生する磁界発生素子を設け、鎖交面が鉛直で平行
な互いに離隔した２個の受信コイルを計画線に対
して対称的になるよう、かつこれら受信コイルの
立坑からの距離が前記磁界発生素子から立坑まで
の距離にほぼ等しい地上点に配置し、これら２個
の受信コイルの各コイルに前記磁界発生素子から
発生する磁界により誘起される電力を測定し、こ
れら両測定電力値からトンネル掘進機の計画線に
対する水平変位を求めることを特徴とするトンネ
ル掘進機の水平変位計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12510083A JPS6017314A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | トンネル掘進機の水平変位計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12510083A JPS6017314A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | トンネル掘進機の水平変位計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017314A JPS6017314A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0259932B2 true JPH0259932B2 (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=14901850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12510083A Granted JPS6017314A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | トンネル掘進機の水平変位計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017314A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05437U (ja) * | 1991-06-24 | 1993-01-08 | 三菱重工業株式会社 | 輪転印刷機の胴着脱装置 |
-
1983
- 1983-07-09 JP JP12510083A patent/JPS6017314A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05437U (ja) * | 1991-06-24 | 1993-01-08 | 三菱重工業株式会社 | 輪転印刷機の胴着脱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017314A (ja) | 1985-01-29 |
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