JPH0378949B2 - - Google Patents
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- JPH0378949B2 JPH0378949B2 JP59012060A JP1206084A JPH0378949B2 JP H0378949 B2 JPH0378949 B2 JP H0378949B2 JP 59012060 A JP59012060 A JP 59012060A JP 1206084 A JP1206084 A JP 1206084A JP H0378949 B2 JPH0378949 B2 JP H0378949B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- shield excavator
- shield
- soil quality
- monitoring device
- 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.)
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-
- 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
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
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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)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はシールド掘削機によるトンネル工事で
この前上方の地盤崩壊、陥没等を起す恐れのある
土質の異常性や空洞部を探知する監視装置に関す
る。
この前上方の地盤崩壊、陥没等を起す恐れのある
土質の異常性や空洞部を探知する監視装置に関す
る。
（従来の技術）
シールド掘削機の上部に、ばねと板状体を設
け、軟弱地盤での土圧の減少から、これを機械的
に探知する方法もあるが信頼性にとぼしくかつ掘
進中に破壊しやすい等の欠点から実用に適さな
い。また電磁波パルスの送受波用アンテナをケー
シング内に設けて土質の不連続部の探知を行う技
術が特開昭58−6483号により公開されている。
け、軟弱地盤での土圧の減少から、これを機械的
に探知する方法もあるが信頼性にとぼしくかつ掘
進中に破壊しやすい等の欠点から実用に適さな
い。また電磁波パルスの送受波用アンテナをケー
シング内に設けて土質の不連続部の探知を行う技
術が特開昭58−6483号により公開されている。
（発明が解決しようとする課題）
一般に軟弱地盤での工事では、地盤の陥没事故
等の発生が懸念される。このような軟弱地盤や空
洞等土質の異常性が探知されれば、この部分に薬
品注入や冷凍工法が、用いられ崩壊、陥没等が事
前に防止できる。このため軟弱地盤や空洞等土質
の異常性を、事前に信頼性よく探知したいという
課題がある。
等の発生が懸念される。このような軟弱地盤や空
洞等土質の異常性が探知されれば、この部分に薬
品注入や冷凍工法が、用いられ崩壊、陥没等が事
前に防止できる。このため軟弱地盤や空洞等土質
の異常性を、事前に信頼性よく探知したいという
課題がある。
（課題を解決するための手段）
シールド掘削機のシールド部ガイドパイプの先
端上部に、周囲土質とほぼ、整合のとれる誘電体
材により充填された容器に、電磁波パルスの送受
波用アンテナを設け、シールド掘削機周辺の土質
の不連続部をパルスエコー法により探知する監視
装置を提供するものである。
端上部に、周囲土質とほぼ、整合のとれる誘電体
材により充填された容器に、電磁波パルスの送受
波用アンテナを設け、シールド掘削機周辺の土質
の不連続部をパルスエコー法により探知する監視
装置を提供するものである。
（実施例）
以下本発明の一実施例を図面について説明す
る。
る。
第１図は、シールド掘削機前部を示すもので１
はカツター装置で、これは駆動モータ（図示せ
ず）により駆動される、２はシールド部のガイド
パイプであり、この内部にはロータリースクレー
パ、シールドジヤツキ、ベルトコンベア等（いず
れも図示せず）が設備されている。３，４はこの
ガイドパイプ２の先端上部の周壁内に設けられた
アンテナ部であり、例えば前者を送波用、後者は
受波用アンテナ部とすれば５は送波回路、６は受
波回路となる。次に７は制御回路、８は表示器で
シールド掘削機の前部より離れたところに置かれ
る。
はカツター装置で、これは駆動モータ（図示せ
ず）により駆動される、２はシールド部のガイド
パイプであり、この内部にはロータリースクレー
パ、シールドジヤツキ、ベルトコンベア等（いず
れも図示せず）が設備されている。３，４はこの
ガイドパイプ２の先端上部の周壁内に設けられた
アンテナ部であり、例えば前者を送波用、後者は
受波用アンテナ部とすれば５は送波回路、６は受
波回路となる。次に７は制御回路、８は表示器で
シールド掘削機の前部より離れたところに置かれ
る。
第２図は本発明に使用される送受波用アンテナ
の構造の一例で９がアンテナ、１０はポリカーボ
ネート、ポリアセタール、ポリアミド樹脂等の硬
質（エンジニアリング）プラスチツク製の容器で
あり、この中には土、砂、粘体、液体またはガス
体が充填材１１として充填される。これはアンテ
ナ部を掘削時に加わる土圧から防ぐものである。
の構造の一例で９がアンテナ、１０はポリカーボ
ネート、ポリアセタール、ポリアミド樹脂等の硬
質（エンジニアリング）プラスチツク製の容器で
あり、この中には土、砂、粘体、液体またはガス
体が充填材１１として充填される。これはアンテ
ナ部を掘削時に加わる土圧から防ぐものである。
なお１２は饋電線、１３は第１図の５または６
の送波または受波回路である。
の送波または受波回路である。
このようなアンテナから地中に発射された、電
磁波パルスは、地中媒体の不連続部から反射さ
れ、受波アンテナで受波されるが、この反射の強
さは一般に、両媒体の誘電率や導電率の違いによ
り定まる。したがつて水分の含有状態や土質によ
る誘電率の相違から土質異常部が探知できる。
磁波パルスは、地中媒体の不連続部から反射さ
れ、受波アンテナで受波されるが、この反射の強
さは一般に、両媒体の誘電率や導電率の違いによ
り定まる。したがつて水分の含有状態や土質によ
る誘電率の相違から土質異常部が探知できる。
第３図は本発明の使用実施図で、１５は地表
面、１６，１７はそれぞれ異なる土質であり、１
８はこれらの境界、１９は１７の中にあつて小規
模な異なる土質、２０は空洞部である。なおここ
でシールド掘削機は矢印２１の方向に掘進するも
のとする。
面、１６，１７はそれぞれ異なる土質であり、１
８はこれらの境界、１９は１７の中にあつて小規
模な異なる土質、２０は空洞部である。なおここ
でシールド掘削機は矢印２１の方向に掘進するも
のとする。
第４図はこの場合アンテナで送受波される電磁
波パルスの波形の一例で、２２はアンテナ３から
発射される送波パルス、２３は第３図の境界１８
から、また２４は同じく空洞２０で反射され、受
波アンテナ４で受波された波形例である。
波パルスの波形の一例で、２２はアンテナ３から
発射される送波パルス、２３は第３図の境界１８
から、また２４は同じく空洞２０で反射され、受
波アンテナ４で受波された波形例である。
これらの受波波形を表示器８で表示させたもの
は、第５図である。この横軸は掘削機の進行距
離、縦軸はアンテナを設けた掘削機のシールド部
のガイドパイプ表面からの深さである。即ち２５
がパイプ表面である。１８′，１９′および２０′
は第３図の１８，１９および２０がそれぞれ対応
し、これにより掘削部の土質が監視されるので危
険予防が可能である。
は、第５図である。この横軸は掘削機の進行距
離、縦軸はアンテナを設けた掘削機のシールド部
のガイドパイプ表面からの深さである。即ち２５
がパイプ表面である。１８′，１９′および２０′
は第３図の１８，１９および２０がそれぞれ対応
し、これにより掘削部の土質が監視されるので危
険予防が可能である。
なお各種土質、湧水砂質、粘性土質、礫、玉石
土質等についてあらかじめデータを集録しておけ
ば、表示図形の判断はより正確になる。
土質等についてあらかじめデータを集録しておけ
ば、表示図形の判断はより正確になる。
アンテナを土圧から防ぐため充填する充填材１
１としては、周囲土質とほぼ整合のとれる誘電体
材（例えば土、砂、粘土等またはステアタイト、
長石質、マイカレツクス等の粉末や粉体を適当に
配合したもの）を充填すると、誘電率や導電率の
違いに基く電磁波パルスの反射が減少するのでア
ンテナ能率は向上する。
１としては、周囲土質とほぼ整合のとれる誘電体
材（例えば土、砂、粘土等またはステアタイト、
長石質、マイカレツクス等の粉末や粉体を適当に
配合したもの）を充填すると、誘電率や導電率の
違いに基く電磁波パルスの反射が減少するのでア
ンテナ能率は向上する。
このようにアンテナを誘電体材の中に埋め込む
ときは、誘電体損によりパルスの余振が抑圧さ
れ、単一パルス波の維持が可能となるのでエコー
受信の際の多重像をなくし、測定精度が向上する
とともにアンテナ自体も小型になる等の効果もあ
る。
ときは、誘電体損によりパルスの余振が抑圧さ
れ、単一パルス波の維持が可能となるのでエコー
受信の際の多重像をなくし、測定精度が向上する
とともにアンテナ自体も小型になる等の効果もあ
る。
なおこのアンテナ構造において必要の場合に
は、第２図のアンテナ９の後方、硬質プラスチツ
ク容器１０と充填材１１の間に図示しないが、電
波の遮蔽体あるいは吸収体の層を設けてもよい。
は、第２図のアンテナ９の後方、硬質プラスチツ
ク容器１０と充填材１１の間に図示しないが、電
波の遮蔽体あるいは吸収体の層を設けてもよい。
次にアンテナの配置について第６図により説明
する。この図は複数個のアンテナの配置例で、展
開図によつて示したものである。（なおいずれも
左側がシールドの先端である。）第６図Ａは先に
説明した送波および受波アンテナが各一個の場合
であり、これはＢの如く一個のアンテナで送受切
替え測定してもよい。Ｃは複数の送波アンテナＴ
１，Ｔ２…Tnを一定間隔で設け、これを逐次切
替えて単一パルスを放射する例であるが、この複
数個の送波アンテナを同時に饋電し、電波の指向
性を変化させ、送波アンテナを回転させたと同様
の効果を生ずるようにすることも可能である。な
おＲは受波アンテナを示す。
する。この図は複数個のアンテナの配置例で、展
開図によつて示したものである。（なおいずれも
左側がシールドの先端である。）第６図Ａは先に
説明した送波および受波アンテナが各一個の場合
であり、これはＢの如く一個のアンテナで送受切
替え測定してもよい。Ｃは複数の送波アンテナＴ
１，Ｔ２…Tnを一定間隔で設け、これを逐次切
替えて単一パルスを放射する例であるが、この複
数個の送波アンテナを同時に饋電し、電波の指向
性を変化させ、送波アンテナを回転させたと同様
の効果を生ずるようにすることも可能である。な
おＲは受波アンテナを示す。
次の第６図Ｄは、シールド先端方向のアンテナ
群Ｔを送波アンテナ、後方のアンテナ群Ｒを受波
アンテナとした例であり、Ｅは複数個のアンテナ
を２個づつＴ１，Ｒ１，Ｔ２，Ｒ２…Tn，Rnを
一組としこれらを順次切替えるようにした例であ
る。
群Ｔを送波アンテナ、後方のアンテナ群Ｒを受波
アンテナとした例であり、Ｅは複数個のアンテナ
を２個づつＴ１，Ｒ１，Ｔ２，Ｒ２…Tn，Rnを
一組としこれらを順次切替えるようにした例であ
る。
アンテナの配置については、必要に応じてこれ
らから選択できる。またこの場合送波と受波のア
ンテナを交換しても目的を達成できる。
らから選択できる。またこの場合送波と受波のア
ンテナを交換しても目的を達成できる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、シールド
掘削機が作動中にても、掘削機前部上法の土質等
の監視が可能であり、地盤崩壊、空洞部陥没等の
危険を事前に防止し得るもので、その効果は極め
て大きい。またアンテナ容器中に周囲土質とほ
ぼ、整合のとれる誘電体材を充填することによ
り、エコー受信の際の多重像をなくし、測定精度
が向上するとともにアンテナ自体も小型になる等
の効果もある。
掘削機が作動中にても、掘削機前部上法の土質等
の監視が可能であり、地盤崩壊、空洞部陥没等の
危険を事前に防止し得るもので、その効果は極め
て大きい。またアンテナ容器中に周囲土質とほ
ぼ、整合のとれる誘電体材を充填することによ
り、エコー受信の際の多重像をなくし、測定精度
が向上するとともにアンテナ自体も小型になる等
の効果もある。
図は本発明の一実施例で、第１図は送受波用ア
ンテナを掘削機前部に配置した説明図、第２図は
アンテナの構造を示す図、第３図は使用実施図、
第４図は単一電磁波パルスの送波および受波波形
図、第５図は第３図の場合における表示画面、第
６図は送受波用アンテナの配置例を示す展開図で
ある。 ２……シールド掘削機シールド部ガイドパイ
プ、３，４……アンテナ部、５……送波回路、６
……受波回路、７……制御回路、８……表示器、
９……アンテナ、１０……容器、１１……充填
材、１５……地表面、１６，１７，１９……異な
る土質、１８……境界面、２０……空洞部、Ｔ…
…送波用アンテナ、Ｒ……受波用アンテナ。
ンテナを掘削機前部に配置した説明図、第２図は
アンテナの構造を示す図、第３図は使用実施図、
第４図は単一電磁波パルスの送波および受波波形
図、第５図は第３図の場合における表示画面、第
６図は送受波用アンテナの配置例を示す展開図で
ある。 ２……シールド掘削機シールド部ガイドパイ
プ、３，４……アンテナ部、５……送波回路、６
……受波回路、７……制御回路、８……表示器、
９……アンテナ、１０……容器、１１……充填
材、１５……地表面、１６，１７，１９……異な
る土質、１８……境界面、２０……空洞部、Ｔ…
…送波用アンテナ、Ｒ……受波用アンテナ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シールド掘削機のシールド部ガイドパイプの
先端上部に、充填材を充填した容器中に配置され
た電磁波パルスの送受用アンテナを複数個設け、
エコー測定によりシールド掘削機周辺の土質の不
連続部の探知をおこなうことを特徴とするシール
ド掘削機用土質監視装置。 ２ 前記複数個の電磁波パルスの送受用アンテナ
を前記シールド部ガイドパイプの先端上部の円周
方向に配列した特許請求範囲第１項記載のシール
ド掘削機用土質監視装置。 ３ 前記複数個の電磁波パルスの送受用アンテナ
を前記シールド部ガイドパイプの先端上部の軸方
向に配列した特許請求範囲第１項記載のシールド
掘削機用土質監視装置。 ４ 前記充填材を充填した容器を硬質プラスチツ
クで形成した特許請求範囲第１項記載のシールド
掘削機用土質監視装置。 ５ 前記充填材として土、砂等の固体または粘
体、液体、ガス体等を充填した特許請求範囲第１
項記載のシールド掘削機用土質監視装置。 ６ 前記充填材として周囲土質とほぼ整合のとれ
る誘電体を充填した特許請求範囲第１項記載のシ
ールド掘削機用土質監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012060A JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012060A JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60157065A JPS60157065A (ja) | 1985-08-17 |
| JPH0378949B2 true JPH0378949B2 (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=11795056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012060A Granted JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60157065A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233194A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | 株式会社小松製作所 | シ−ルド機械の崩壊検知装置 |
| JPH0664155B2 (ja) * | 1988-05-12 | 1994-08-22 | 日本電信電話株式会社 | 土木工事機械用障害物探知装置 |
| JPH03260286A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-20 | Komatsu Ltd | シールド工法の地山崩壊探査方法および装置 |
| JPH04128683A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 地中の比誘電率測定装置 |
| JPH0749426Y2 (ja) * | 1991-05-24 | 1995-11-13 | 戸田建設株式会社 | シールド掘進機における切羽探知レーダ装置 |
| JP7772545B2 (ja) * | 2021-10-14 | 2025-11-18 | 戸田建設株式会社 | 地中レーダ装置 |
| JP7772546B2 (ja) * | 2021-10-14 | 2025-11-18 | 戸田建設株式会社 | 地中レーダ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586483A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-14 | ザダ− コ−ポレイシヨン | レ−ダ−穴あけ案内システム |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59012060A patent/JPS60157065A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60157065A (ja) | 1985-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |