JPH0451765B2 - - Google Patents
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- JPH0451765B2 JPH0451765B2 JP62064883A JP6488387A JPH0451765B2 JP H0451765 B2 JPH0451765 B2 JP H0451765B2 JP 62064883 A JP62064883 A JP 62064883A JP 6488387 A JP6488387 A JP 6488387A JP H0451765 B2 JPH0451765 B2 JP H0451765B2
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- measuring
- excavator
- angle
- propulsion
- light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C7/00—Tracing profiles
- G01C7/06—Tracing profiles of cavities, e.g. tunnels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、３測点が水平面内で成す交差角を測
定する測角装置と測点の鉛直方向位置を測定する
レベル測定装置とを用いた掘進機の位置測定方法
に関する。
定する測角装置と測点の鉛直方向位置を測定する
レベル測定装置とを用いた掘進機の位置測定方法
に関する。
＜従来の技術＞
従来、例えばシールド機で地盤を掘削しながら
掘削された坑内に発進立坑からヒユーム管等を順
次挿入し、これを前方へ押圧・推進して埋設する
推進工法において、シールド機の掘進位置を測定
する方法として、レーザ発振器を用いる方法が知
られている。この方法は、発進立坑に設置したレ
ーザ発振器でレーザ光を管路中心線上に照射し、
シールド機に取り付けたターゲツト上のレーザ光
照射位置を読み取つて偏位を測定するものであ
る。
掘削された坑内に発進立坑からヒユーム管等を順
次挿入し、これを前方へ押圧・推進して埋設する
推進工法において、シールド機の掘進位置を測定
する方法として、レーザ発振器を用いる方法が知
られている。この方法は、発進立坑に設置したレ
ーザ発振器でレーザ光を管路中心線上に照射し、
シールド機に取り付けたターゲツト上のレーザ光
照射位置を読み取つて偏位を測定するものであ
る。
しかし、レーザ光が直進するため、管路が曲線
である場合は、上記方法を直接適用することがで
きず、レーザ発振器を前方測点に適宜移設して、
各測点間の線分長と線分間の各交差角を測定する
トラバース測量によつて、幾何学的関係からシー
ルド機の位置を計算している。
である場合は、上記方法を直接適用することがで
きず、レーザ発振器を前方測点に適宜移設して、
各測点間の線分長と線分間の各交差角を測定する
トラバース測量によつて、幾何学的関係からシー
ルド機の位置を計算している。
＜発明が解決しようとする問題点＞
そのため、従来の測量方法は、レーザ発振器の
移設やそのたびの測定に手間た時間がかかるとい
う欠点がある。また、シールド機の位置判定は、
予め堀進計画線が書き込まれた座標上に、測量デ
ータから計算で得られた各測点の位置を作業者が
プロツトし、両者を比較してずれを求めるという
手作業によつているため、１回の測量に長時間を
要し、推進作業の能率が低下するという欠点があ
る。さらに、１回の測量に手間と時間を要する関
係上、測量は2.5ｍ程度の長さのヒユーム管を１
本推進するたびになされるのが普通であるため、
測量結果に基づくシールド機のずれ修正を頻繁に
行なうことができず、ずれが大きくなつて掘進精
度が低下するという欠点がある。
移設やそのたびの測定に手間た時間がかかるとい
う欠点がある。また、シールド機の位置判定は、
予め堀進計画線が書き込まれた座標上に、測量デ
ータから計算で得られた各測点の位置を作業者が
プロツトし、両者を比較してずれを求めるという
手作業によつているため、１回の測量に長時間を
要し、推進作業の能率が低下するという欠点があ
る。さらに、１回の測量に手間と時間を要する関
係上、測量は2.5ｍ程度の長さのヒユーム管を１
本推進するたびになされるのが普通であるため、
測量結果に基づくシールド機のずれ修正を頻繁に
行なうことができず、ずれが大きくなつて掘進精
度が低下するという欠点がある。
そこで、本発明の目的は、シールド機で掘削さ
れる曲線状の坑内などの測点に適宜設置され、各
測点が形成する交差角や測点の鉛直方向位置を常
時迅速に測定でき、測量の能率化と測量対象物の
施行精度の向上に貢献する掘進機の位置測定方法
を提供することである。
れる曲線状の坑内などの測点に適宜設置され、各
測点が形成する交差角や測点の鉛直方向位置を常
時迅速に測定でき、測量の能率化と測量対象物の
施行精度の向上に貢献する掘進機の位置測定方法
を提供することである。
＜問題点を解決するための手段＞
上記目的を達成するため、本発明の掘進機の位
置測定方法は、地盤を掘削する掘進機に後続し
て、発進立坑から所定長の管体を順次挿入し、こ
れらの管体を上記発進立坑内の推進装置により上
記掘進機の掘進に合わせて前方へ押圧・推進して
埋設する推進工法における掘進機の位置測定方法
であつて、鉛直軸の回りに回転しつつレーザ光を
照射するレーザ発振器と、レーザ光を受けて受光
信号を発する受光器と、両側の測点に設置される
受光器からの受光信号に基づき、上記レーザ発振
器の回転角から一側の測点とレーザ発振器と他側
の測点とが水平面において成す交差角を読み取る
読取器とからなる測角装置を、上記発進立坑内の
基準点および推進される一連の管体内の所定箇所
に推進長に応じて設けられた複数の測点に固定設
置する一方、鉛直方向位置を測定する連通管式の
レベル測定装置と上記受光器を、上記掘進機に設
置して、上記基準点、各測点および掘進機の受光
器を順次結ぶ直線が互いに水平面内で成す交差角
を測定し、この測定値、管体の長さ、埋設本数、
上記推進装置の突出量のデータから掘進機の水平
座標を求めるとともに、上記レベル測定装置の測
定値から掘進機の鉛直座標を求めて、掘進機の位
置を求めることを特徴とする。
置測定方法は、地盤を掘削する掘進機に後続し
て、発進立坑から所定長の管体を順次挿入し、こ
れらの管体を上記発進立坑内の推進装置により上
記掘進機の掘進に合わせて前方へ押圧・推進して
埋設する推進工法における掘進機の位置測定方法
であつて、鉛直軸の回りに回転しつつレーザ光を
照射するレーザ発振器と、レーザ光を受けて受光
信号を発する受光器と、両側の測点に設置される
受光器からの受光信号に基づき、上記レーザ発振
器の回転角から一側の測点とレーザ発振器と他側
の測点とが水平面において成す交差角を読み取る
読取器とからなる測角装置を、上記発進立坑内の
基準点および推進される一連の管体内の所定箇所
に推進長に応じて設けられた複数の測点に固定設
置する一方、鉛直方向位置を測定する連通管式の
レベル測定装置と上記受光器を、上記掘進機に設
置して、上記基準点、各測点および掘進機の受光
器を順次結ぶ直線が互いに水平面内で成す交差角
を測定し、この測定値、管体の長さ、埋設本数、
上記推進装置の突出量のデータから掘進機の水平
座標を求めるとともに、上記レベル測定装置の測
定値から掘進機の鉛直座標を求めて、掘進機の位
置を求めることを特徴とする。
＜作用＞
いま、第２，３図に例示する埋設管の曲線推進
工法において測量を行なうものとする。本発明の
測角装置１９が発進立坑３１内の平面座標の基準
点P1、横坑３２の埋設管３４内の所定箇所に設
けられた複数の測点P2，P3に順に固定設置し、
受光器２５を発進立坑３１内の立位基準P0およ
び先端のシールド機３８の測点P4に固定設置し
て、開トラバースを形成する。まず、基準点P1
にある測角装置１９のレーザ発進器３を回転させ
ながらレーザ光の発射させ、水平面内をレーザ光
で旋回走査する。旋回するレーザ光は、まず方位
基準点P0にある受光器２５で、付いで測点P2に
ある測角装置１９の受光器１３で受光され、受光
時に出力される夫々の受光信号は信号線を経て読
取器としてのパルスカウンタ装置１７に送られ
る。その間レーザ光を発射した測角装置の回転角
度検出器７は、回転角を示すパルス信号を発す
る。このパルスカウンタ装置１７は、初めの受光
信号入力時から次の受光信号入力時までにレーザ
発振器３が回転した角度即ち基準点P1における
水平面に投影した３点のなす交差角θ1をカウント
し、その値を出力する。他の測点P2，P3にある
測角装置も同様にして、その測点における交差角
θ2，θ3を読み取り、その値を出力する。一方、埋
設管３４内の投影長l2，l3に対応する測点間の実
長は、測点P2，P3，P4が掘進方向に等速移動し、
管長が一定であることから埋設済みの管の本数等
から求まり、投影長l1に対応する測点間の実長の
みを推進装置３５の突出量lsを実測して求める。
また、各測点の鉛直座標は、シールド機３３がそ
の測点に達したとき、これに固定した本発明のレ
ベル測定装置２０で測定できる。以上の交差角、
測点間投影長、測点の鉛直座標から幾何学的手法
で各測点間実長、掘進距離およびシールド機の測
点P4の座標を算出する。
工法において測量を行なうものとする。本発明の
測角装置１９が発進立坑３１内の平面座標の基準
点P1、横坑３２の埋設管３４内の所定箇所に設
けられた複数の測点P2，P3に順に固定設置し、
受光器２５を発進立坑３１内の立位基準P0およ
び先端のシールド機３８の測点P4に固定設置し
て、開トラバースを形成する。まず、基準点P1
にある測角装置１９のレーザ発進器３を回転させ
ながらレーザ光の発射させ、水平面内をレーザ光
で旋回走査する。旋回するレーザ光は、まず方位
基準点P0にある受光器２５で、付いで測点P2に
ある測角装置１９の受光器１３で受光され、受光
時に出力される夫々の受光信号は信号線を経て読
取器としてのパルスカウンタ装置１７に送られ
る。その間レーザ光を発射した測角装置の回転角
度検出器７は、回転角を示すパルス信号を発す
る。このパルスカウンタ装置１７は、初めの受光
信号入力時から次の受光信号入力時までにレーザ
発振器３が回転した角度即ち基準点P1における
水平面に投影した３点のなす交差角θ1をカウント
し、その値を出力する。他の測点P2，P3にある
測角装置も同様にして、その測点における交差角
θ2，θ3を読み取り、その値を出力する。一方、埋
設管３４内の投影長l2，l3に対応する測点間の実
長は、測点P2，P3，P4が掘進方向に等速移動し、
管長が一定であることから埋設済みの管の本数等
から求まり、投影長l1に対応する測点間の実長の
みを推進装置３５の突出量lsを実測して求める。
また、各測点の鉛直座標は、シールド機３３がそ
の測点に達したとき、これに固定した本発明のレ
ベル測定装置２０で測定できる。以上の交差角、
測点間投影長、測点の鉛直座標から幾何学的手法
で各測点間実長、掘進距離およびシールド機の測
点P4の座標を算出する。
＜実施例＞
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の位置測定方法に用いる測角装
置１９の一実施例を示す縦断面図であり、１は箱
体、２はこの箱体の上板１ａに回転自在に垂直を
なして取り付けた回転軸、３はこの回転軸２の上
端の回転テーブル４に水平方向にレーザ光を発射
するように固定した半導体レーザ、５はこの半導
体レーザ３の前方の回転テーブル４上にレーザ光
と直交するように横設した半円柱レンズ、６はこ
の半円柱レンズ５前方の回転テーブル４に立設し
たフイルタ、７は上記回転軸２の下端に取り付け
られ、この回転軸の回転角を検出する回転角度検
出器としてのロータリエンコーダである。
置１９の一実施例を示す縦断面図であり、１は箱
体、２はこの箱体の上板１ａに回転自在に垂直を
なして取り付けた回転軸、３はこの回転軸２の上
端の回転テーブル４に水平方向にレーザ光を発射
するように固定した半導体レーザ、５はこの半導
体レーザ３の前方の回転テーブル４上にレーザ光
と直交するように横設した半円柱レンズ、６はこ
の半円柱レンズ５前方の回転テーブル４に立設し
たフイルタ、７は上記回転軸２の下端に取り付け
られ、この回転軸の回転角を検出する回転角度検
出器としてのロータリエンコーダである。
また、８は上記回転軸２の略中央に固定した歯
車、９はこの歯車上方の回転軸２に摺接し、上記
半導体レーザ３に電力を供給するスリツプリン
グ、１０は上記上板１ａの受面に固定され、上端
に固定した歯車１１とこれに噛合する上記歯車８
を介して回転軸２を駆動するパルスモータ、１２
はレーザ光発射用の環状窓１２ａを有し、箱体１
の上部を覆う上蓋、１３はこの上蓋１２の上部に
上記回転軸２と中心軸を一致させて立設され、水
平方向のレーザ光を受けたとき受光信号を出力す
る受光器としてのフオトセンサ、１４はこのフオ
トセンサからの受光信号を増幅する増幅器、１５
は箱体１の底板１ｂに固定した水準器、１６は底
板１ｂの外面隅部に螺着した傾き調整ねじ、１７
はこの測角装置の両側の図示しない測点に夫々設
置したフオトセンサが、この測角装置から発射さ
れたレーザ光を受けたときに出力する受光信号を
図示しない信号線を介して受信する間にロータリ
エンコーダの発するパルス信号をカウント即ち水
平面に投影した交差角を検出するパルスカウンタ
装置である。
車、９はこの歯車上方の回転軸２に摺接し、上記
半導体レーザ３に電力を供給するスリツプリン
グ、１０は上記上板１ａの受面に固定され、上端
に固定した歯車１１とこれに噛合する上記歯車８
を介して回転軸２を駆動するパルスモータ、１２
はレーザ光発射用の環状窓１２ａを有し、箱体１
の上部を覆う上蓋、１３はこの上蓋１２の上部に
上記回転軸２と中心軸を一致させて立設され、水
平方向のレーザ光を受けたとき受光信号を出力す
る受光器としてのフオトセンサ、１４はこのフオ
トセンサからの受光信号を増幅する増幅器、１５
は箱体１の底板１ｂに固定した水準器、１６は底
板１ｂの外面隅部に螺着した傾き調整ねじ、１７
はこの測角装置の両側の図示しない測点に夫々設
置したフオトセンサが、この測角装置から発射さ
れたレーザ光を受けたときに出力する受光信号を
図示しない信号線を介して受信する間にロータリ
エンコーダの発するパルス信号をカウント即ち水
平面に投影した交差角を検出するパルスカウンタ
装置である。
上記半円柱レンズ５は、半導体レーザ３から矢
印の如く発射されるレーザ光を、このレーザ光を
含む鉛直面内で示すように扇状に拡げて、フイル
タ６および環状窓１２ａを経て外方へ出射し、出
射されたレーザ光は、その扇状の中心線が回転軸
２の回転運動に伴つて水平面内を旋回走査する。
一方、上記パルスモータ１０は、入力信号に応じ
て上記回転軸２を任意の角度まで回転させること
ができ、レーザ光を所望の一方向に照射せしめる
ことができる。また、上記フオトセンサ１３は、
第１図に示す右面１３ａと左面１３ｂに別個独立
のセンサを有し、右面のセンサで右側の測角装置
からのレーザ光、左面のセンサで左側の測角装置
からのレーザ光を夫々受光し、受光信号を出力す
るようになつている。
印の如く発射されるレーザ光を、このレーザ光を
含む鉛直面内で示すように扇状に拡げて、フイル
タ６および環状窓１２ａを経て外方へ出射し、出
射されたレーザ光は、その扇状の中心線が回転軸
２の回転運動に伴つて水平面内を旋回走査する。
一方、上記パルスモータ１０は、入力信号に応じ
て上記回転軸２を任意の角度まで回転させること
ができ、レーザ光を所望の一方向に照射せしめる
ことができる。また、上記フオトセンサ１３は、
第１図に示す右面１３ａと左面１３ｂに別個独立
のセンサを有し、右面のセンサで右側の測角装置
からのレーザ光、左面のセンサで左側の測角装置
からのレーザ光を夫々受光し、受光信号を出力す
るようになつている。
第２図、第３図は上記測角装置１９を用いた曲
線推進工法の施行例の概略を示す夫々水平断面図
および推進方向に沿う縦断面図である。
線推進工法の施行例の概略を示す夫々水平断面図
および推進方向に沿う縦断面図である。
同図において、３１は地盤に鉛直に掘削された
発進立坑、３２はこの立坑底３１ａに搬入したシ
ールド機３３によつて掘削された水平面内で湾曲
する横坑、３４，３４……は立坑底３１ａに順次
挿入され推進ジヤツキ３５によつて上記シールド
機３３の掘進速度に合わせて横坑３２内を前方へ
推進せしめられるヒユーム管、３６は先端のヒユ
ーム管とシールド機３３の間に装着された掘進方
向制御用のジヤツキである。上記立坑３１に水面
が基準水位L0に維持される水槽２１が設置し、
ヒユーム管３４，３４……内に延在させたホース
２２の基端を上記水槽２１に接続する一方、ホー
ス２２の先端にシールド機３３に固定される圧力
検出器２３を接続してレベル測定装置２０を構成
し、シールド機３３のレベルを測定するようにし
ている。また、立坑３１内の方位基準点P0（第２
図参照）にフオトセンサ２５を、基準点P1に測
角装置１９を夫々設置し、ヒユーム管３４内の所
定の測点P2，P3に同じ測角装置１９，１９を設
置し、先端のシールド機の接点P4に同じフオト
センサ２５を設置して開トラバースを形成してい
る。そして、これらのフオトセンサ２５、測角装
置１９および上記レベル測定装置２０の圧力検出
器２３を、ヒユーム管内に設置したコンピユータ
２６に信号線を介して接続して、各測角装置のパ
ルスカウンタ装置からの交差角信号、レベル測定
装置からのレベル信号、予めデータ入力されたヒ
ユーム管寸法から算出し得る測点間の実長（この
場合は投影長l3，l2に等しい）、推進ジヤツキ３５
の突出量lsの実測によりデータ入力される測点間
の実長（この場合は投影長l1に等しい）に基づ
き、基準計画線からのシールド機のずれを上記コ
ンピユータ２６で後述の如く算出させるのであ
る。
発進立坑、３２はこの立坑底３１ａに搬入したシ
ールド機３３によつて掘削された水平面内で湾曲
する横坑、３４，３４……は立坑底３１ａに順次
挿入され推進ジヤツキ３５によつて上記シールド
機３３の掘進速度に合わせて横坑３２内を前方へ
推進せしめられるヒユーム管、３６は先端のヒユ
ーム管とシールド機３３の間に装着された掘進方
向制御用のジヤツキである。上記立坑３１に水面
が基準水位L0に維持される水槽２１が設置し、
ヒユーム管３４，３４……内に延在させたホース
２２の基端を上記水槽２１に接続する一方、ホー
ス２２の先端にシールド機３３に固定される圧力
検出器２３を接続してレベル測定装置２０を構成
し、シールド機３３のレベルを測定するようにし
ている。また、立坑３１内の方位基準点P0（第２
図参照）にフオトセンサ２５を、基準点P1に測
角装置１９を夫々設置し、ヒユーム管３４内の所
定の測点P2，P3に同じ測角装置１９，１９を設
置し、先端のシールド機の接点P4に同じフオト
センサ２５を設置して開トラバースを形成してい
る。そして、これらのフオトセンサ２５、測角装
置１９および上記レベル測定装置２０の圧力検出
器２３を、ヒユーム管内に設置したコンピユータ
２６に信号線を介して接続して、各測角装置のパ
ルスカウンタ装置からの交差角信号、レベル測定
装置からのレベル信号、予めデータ入力されたヒ
ユーム管寸法から算出し得る測点間の実長（この
場合は投影長l3，l2に等しい）、推進ジヤツキ３５
の突出量lsの実測によりデータ入力される測点間
の実長（この場合は投影長l1に等しい）に基づ
き、基準計画線からのシールド機のずれを上記コ
ンピユータ２６で後述の如く算出させるのであ
る。
第２図、第３図に示した曲線推進工法における
本発明の掘削機の位置測定方法について次に述べ
る。
本発明の掘削機の位置測定方法について次に述べ
る。
平面座標の基準点P1、測点P2，P3に夫々設置
した測角装置１９を、隣り合う測角装置からのレ
ーザ光を受けないように例えばP1側から順次作
動させる。そうすると、基準点P1の測角装置１
９の半導体レーザ３から鉛直面内で扇状をなして
発射されたレーザ光は、回転軸２の回転に伴つて
第２図に示す水平面内を例えば反時計回りに旋回
走査し、まず方位基準点P0のフオトセンサ２５
で受光され、受光時に各フオントセンサ２５から
出力される受光信号は、信号線を介してパルスカ
ウンタ装置１７に出力される。そして、その入力
信号によつてロータリエンコーダの発するパルス
信号のカウントを開始し、レーザ光が測点P2の
測角装置のフオトセンサ１３で受光され、フオト
センサ１３から出力される受光信号が入力される
とカウントを停止し、そのカウント数即ち基準点
P1の水平面に投影した交差角θ1をコンピユータ２
６に出力する。測点P2，P3の測角装置１９も、
同様にその測点における交差角θ2，θ3を検出し、
その交差角信号をコンピユータ２６へ出力する。
この場合、各交差角の測定は、回転軸２の回転方
向を反時計回り、時計回りと交互に変えて数回行
ない、コンピユータ２６で測定データの平均値を
求めることによつて光学的、機械的誤差による測
定誤差をなくすようになつている。一方、測点間
距離l3，l2は、第２図に示す掘進初期における実
測値が設定値としてコンピユータ２６に予めデー
タ入力されており、掘進に伴なう距離の微小変化
は、測点P2，P3，P4がヒユーム管およびシール
ド機と共に等速で掘進方向に移動することから、
予め入力された定尺ヒユーム管の寸法と基準計画
線のデータに基づいてコンピユータ２６が逐次計
算するようになつている。また、測点間距離l1
は、ジヤツキ３５の突出量lsの実測値に所定のヒ
ユーム管長さを加えて、測角の都度信号線を経て
コンピユータ２６に入力される。
した測角装置１９を、隣り合う測角装置からのレ
ーザ光を受けないように例えばP1側から順次作
動させる。そうすると、基準点P1の測角装置１
９の半導体レーザ３から鉛直面内で扇状をなして
発射されたレーザ光は、回転軸２の回転に伴つて
第２図に示す水平面内を例えば反時計回りに旋回
走査し、まず方位基準点P0のフオトセンサ２５
で受光され、受光時に各フオントセンサ２５から
出力される受光信号は、信号線を介してパルスカ
ウンタ装置１７に出力される。そして、その入力
信号によつてロータリエンコーダの発するパルス
信号のカウントを開始し、レーザ光が測点P2の
測角装置のフオトセンサ１３で受光され、フオト
センサ１３から出力される受光信号が入力される
とカウントを停止し、そのカウント数即ち基準点
P1の水平面に投影した交差角θ1をコンピユータ２
６に出力する。測点P2，P3の測角装置１９も、
同様にその測点における交差角θ2，θ3を検出し、
その交差角信号をコンピユータ２６へ出力する。
この場合、各交差角の測定は、回転軸２の回転方
向を反時計回り、時計回りと交互に変えて数回行
ない、コンピユータ２６で測定データの平均値を
求めることによつて光学的、機械的誤差による測
定誤差をなくすようになつている。一方、測点間
距離l3，l2は、第２図に示す掘進初期における実
測値が設定値としてコンピユータ２６に予めデー
タ入力されており、掘進に伴なう距離の微小変化
は、測点P2，P3，P4がヒユーム管およびシール
ド機と共に等速で掘進方向に移動することから、
予め入力された定尺ヒユーム管の寸法と基準計画
線のデータに基づいてコンピユータ２６が逐次計
算するようになつている。また、測点間距離l1
は、ジヤツキ３５の突出量lsの実測値に所定のヒ
ユーム管長さを加えて、測角の都度信号線を経て
コンピユータ２６に入力される。
従つて、埋設の進行に伴つて各測点P2，P3で
フオトセンサ１３の方位角や抑角を調整等を何ら
行なわず、また各測点間距離の実測を行なわずと
も、シールド機３３の現在位置を常時迅速に測定
でき、基準計画線からのシールド機３３のずれの
修正を適宜行なえて、測量の能率化と埋設管の施
工精度の向上を図ることができる。また、光波距
離計により距離測定する必要がないので、測量の
迅速化と測量装置の低廉化を図ることができる。
フオトセンサ１３の方位角や抑角を調整等を何ら
行なわず、また各測点間距離の実測を行なわずと
も、シールド機３３の現在位置を常時迅速に測定
でき、基準計画線からのシールド機３３のずれの
修正を適宜行なえて、測量の能率化と埋設管の施
工精度の向上を図ることができる。また、光波距
離計により距離測定する必要がないので、測量の
迅速化と測量装置の低廉化を図ることができる。
第４図は、測定された上記交差角θ1，θ2，θ3お
よび測点間距離l1，l2，l3からシールド機の測点
P4の座標（Ｘ、Ｙ）を求める方法を示す図であ
る。基準点P1を原点とし、方位基準点P0に向け
てｙ軸をとると、線分l1，l2，l3がｘ軸となす角
θ11，θ21，θ31は上記交差角を用いて次式で表わさ
れる。
よび測点間距離l1，l2，l3からシールド機の測点
P4の座標（Ｘ、Ｙ）を求める方法を示す図であ
る。基準点P1を原点とし、方位基準点P0に向け
てｙ軸をとると、線分l1，l2，l3がｘ軸となす角
θ11，θ21，θ31は上記交差角を用いて次式で表わさ
れる。
θ11＝θ1−π／２、θ21＝θ2−π／２−（π／２−
θ11）＝θ1＋θ2−3π／２、θ31＝θ3−π／２−（π
／
２−θ21）＝θ1＋θ2＋θ3−5π／２ また、線分l1，l2，l3のｘ軸およびｙ軸への正
射影x1，x2，x3およびy1，y2，y3は次式で表わさ
れる。
θ11）＝θ1＋θ2−3π／２、θ31＝θ3−π／２−（π
／
２−θ21）＝θ1＋θ2＋θ3−5π／２ また、線分l1，l2，l3のｘ軸およびｙ軸への正
射影x1，x2，x3およびy1，y2，y3は次式で表わさ
れる。
x1＝l1cosθ11、x2＝l2cosθ21、x3＝l3cosθ31
y1＝l1sinθ11、y2＝l2sinθ21、y3＝l3sinθ31
よつて、求めるべき測点P4の座標（Ｘ、Ｙ）
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
Ｘ＝x1＋x2＋x3、Ｙ＝y1＋y2＋y3
上記コンピユータ２６は、入力される測定デー
タを上記各式に従つて演算し、シールド機３３の
測点P4の座標（Ｘ、Ｙ）を算出し、表示する。
なお、シールド機３３による掘進が進み、ヒユー
ム管３４に後端に新たなヒユーム管が順次継ぎ足
され、基準点P1と測点P2間に新たに測角装置１
９を設置したときも、上述と同様に交差角の測定
とシールド機の座標の算出が行なわれるのはいう
までもない。
タを上記各式に従つて演算し、シールド機３３の
測点P4の座標（Ｘ、Ｙ）を算出し、表示する。
なお、シールド機３３による掘進が進み、ヒユー
ム管３４に後端に新たなヒユーム管が順次継ぎ足
され、基準点P1と測点P2間に新たに測角装置１
９を設置したときも、上述と同様に交差角の測定
とシールド機の座標の算出が行なわれるのはいう
までもない。
第５図はコンピユータ２６に予め入力される基
準計画を示す図であり、作業者は、第４図と同じ
座標系における基準計画線の各直線部の傾きβ1，
β2，β3とその線分長L1，L3，L5および各曲線部
の曲率半径r1，r2とその中心角α1，α2または円弧
長L2，L5をコンピユータに入力する。コンピユ
ータ２６は、この入力データを数式化してメモリ
に記憶するとともに、掘進に伴つてシールド機３
３等から入力される実際の掘進距離L*（第５図参
照）を表わす信号に基づき、シールド機が基準計
画線上であるべき位置P4 *の座標P4 *（Xm、Ym）
を上記数式に従つて算出し、表示する。
準計画を示す図であり、作業者は、第４図と同じ
座標系における基準計画線の各直線部の傾きβ1，
β2，β3とその線分長L1，L3，L5および各曲線部
の曲率半径r1，r2とその中心角α1，α2または円弧
長L2，L5をコンピユータに入力する。コンピユ
ータ２６は、この入力データを数式化してメモリ
に記憶するとともに、掘進に伴つてシールド機３
３等から入力される実際の掘進距離L*（第５図参
照）を表わす信号に基づき、シールド機が基準計
画線上であるべき位置P4 *の座標P4 *（Xm、Ym）
を上記数式に従つて算出し、表示する。
第６図は、コンピユータ２６の演算処理の概略
を示すフローチヤートである。コンピユータ２６
は、ステツプ（S1）で作業者によつて入力され
た基準計画線データを数式化してこれをメモリに
記憶し、ステツプ（S2）でシールド機３３等か
らの掘進距離L*の実測データを受け、ステツプ
（S3）でこの実測データと基準計画線データから
シールド機の計画位置（Xm、Ym）を算出し、
表示する。次いで、ステツツプ（S4）で各測角
装置１９からの交差角データθ1，θ2，……と測点
間距離l1の実測データを受け、ステツプ（S5）で
定尺ヒユーム管の寸法データと基準計画線データ
から残りの測点間距離l2，l3……を算出後、シー
ルド機の測定位値（Ｘ、Ｙ）を算出、表示し、最
後にステツプ（S6）で上記計画位置と測定位置
の差を算出してこれを表示する。また、コンピユ
ータ２６は、レベル測定装置２０の圧力検出器２
３からの入力信号に基づき、基準水位L0に対す
るシールド機３３のレベル差を算出してこれを表
示する。なお、上記実施例において、測点P1，
P2に設置する測角装置の駆動モータは、パルス
モータでなくてもよい。
を示すフローチヤートである。コンピユータ２６
は、ステツプ（S1）で作業者によつて入力され
た基準計画線データを数式化してこれをメモリに
記憶し、ステツプ（S2）でシールド機３３等か
らの掘進距離L*の実測データを受け、ステツプ
（S3）でこの実測データと基準計画線データから
シールド機の計画位置（Xm、Ym）を算出し、
表示する。次いで、ステツツプ（S4）で各測角
装置１９からの交差角データθ1，θ2，……と測点
間距離l1の実測データを受け、ステツプ（S5）で
定尺ヒユーム管の寸法データと基準計画線データ
から残りの測点間距離l2，l3……を算出後、シー
ルド機の測定位値（Ｘ、Ｙ）を算出、表示し、最
後にステツプ（S6）で上記計画位置と測定位置
の差を算出してこれを表示する。また、コンピユ
ータ２６は、レベル測定装置２０の圧力検出器２
３からの入力信号に基づき、基準水位L0に対す
るシールド機３３のレベル差を算出してこれを表
示する。なお、上記実施例において、測点P1，
P2に設置する測角装置の駆動モータは、パルス
モータでなくてもよい。
以上のようにして、シールド機の計画位置
（Xm、Ym）と測定位置（Ｘ、Ｙ）および両位置
の差が算出され、この両位置の差に対応して算出
された修正角度値がコンピユータ２６に表示され
ると、作業者は、この修正角度値を測点P3にあ
る測角装置１９のパルスモータ１０に設定した
後、これを作動させる。そうすると、半導体レー
ザ３を固定した回転軸２が測点P4方向から修正
角度分だけ回転し、半導体レーザ３からのレーザ
光は上記計画位置を照射する。作業者は、この照
射点にシールド機３３のフオトセンサ２５が位置
するようにジヤツキ３６を調整して、掘進方向の
修正を行なうとともに、コンピユータ２６に表示
されるシールド機３３のレベル差を基準計画線の
レベルと比較し、ジヤツキ３６を調整して、レベ
ルの修正を行なう。
（Xm、Ym）と測定位置（Ｘ、Ｙ）および両位置
の差が算出され、この両位置の差に対応して算出
された修正角度値がコンピユータ２６に表示され
ると、作業者は、この修正角度値を測点P3にあ
る測角装置１９のパルスモータ１０に設定した
後、これを作動させる。そうすると、半導体レー
ザ３を固定した回転軸２が測点P4方向から修正
角度分だけ回転し、半導体レーザ３からのレーザ
光は上記計画位置を照射する。作業者は、この照
射点にシールド機３３のフオトセンサ２５が位置
するようにジヤツキ３６を調整して、掘進方向の
修正を行なうとともに、コンピユータ２６に表示
されるシールド機３３のレベル差を基準計画線の
レベルと比較し、ジヤツキ３６を調整して、レベ
ルの修正を行なう。
本発明では、例えば半導体レーザ３の前面に半
円柱レンズ５を設けてレーザ光を鉛直面内で扇状
に拡げて発射しているので、測点に高低差があつ
ても問題なく交差角を測定できる。また、上記実
施例では、上蓋１２に立設したフオトセンサ１３
が両面１３ａ，１３ｂにセンサを有するので、設
置した測角装置１９を置き直すことなく両側から
発射されるレーザ光を受光できる。また、半導体
レーザ３の回転軸２を駆動するモータを、入力信
号に応じて任意角度だけ回転するパルスモータ１
０としているので、測量結果に基づいてレーザ光
で計画位置を正確に照射することができ、シール
ド機の堀進方向修正が容易化できる。さらに、上
記実施例では、各測点に設置した測各装置１９や
レベル測定装置２０からの入力信号と予め入力さ
れた基準計画線データに基づき、シールド機３３
の測定位置、計画位置および両位置のずれを演算
するコンピユータ２６を備えているので、曲線推
進工法における測量を大幅に迅速化、能率化で
き、施工能率をも向上させることができる。
円柱レンズ５を設けてレーザ光を鉛直面内で扇状
に拡げて発射しているので、測点に高低差があつ
ても問題なく交差角を測定できる。また、上記実
施例では、上蓋１２に立設したフオトセンサ１３
が両面１３ａ，１３ｂにセンサを有するので、設
置した測角装置１９を置き直すことなく両側から
発射されるレーザ光を受光できる。また、半導体
レーザ３の回転軸２を駆動するモータを、入力信
号に応じて任意角度だけ回転するパルスモータ１
０としているので、測量結果に基づいてレーザ光
で計画位置を正確に照射することができ、シール
ド機の堀進方向修正が容易化できる。さらに、上
記実施例では、各測点に設置した測各装置１９や
レベル測定装置２０からの入力信号と予め入力さ
れた基準計画線データに基づき、シールド機３３
の測定位置、計画位置および両位置のずれを演算
するコンピユータ２６を備えているので、曲線推
進工法における測量を大幅に迅速化、能率化で
き、施工能率をも向上させることができる。
＜発明の効果＞
以上の説明で明らかなように、本発明の埋設管
推進工法における掘進機の位置測定方法は、鉛直
軸の回りに回転しつつレーザ光を照射するレーザ
発振器と、レーザ光を受けて受光信号を発するレ
ーザ受光器と、両側の測点の受光器からの受光信
号に基づき、上記レーザ発振器の回転角から水平
面に投影された交差角を読み取る読取器とからな
る測角装置を、発進立坑内の基準点および推進さ
れる一連の管体内の所定箇所に推進長に応じて設
けられた複数の測点に固定設置する一方、鉛直方
向位置を測定する連通管式のレベル測定装置と上
記受光器を掘進機に設置して、上記基準点、各測
点および掘進機の受光器を順次結ぶ直線が互いに
水平面内で成す交差角を測定し、この測定値、管
体の長さ、推進装置の突出量のデータから掘進機
の水平座標を求めるとともに、上記レベル測定装
置の測定値から掘進機の鉛直座標を求めて、掘進
機の位置を求めるようにしているので、各測点が
形成するトラバースの交差角や測点のレベルを常
時迅速に測定でき、基準計画線からのずれを計算
する計算機等と相俟つて、測量の能率化と測量対
象物の施工精度の向上に大きく貢献する。
推進工法における掘進機の位置測定方法は、鉛直
軸の回りに回転しつつレーザ光を照射するレーザ
発振器と、レーザ光を受けて受光信号を発するレ
ーザ受光器と、両側の測点の受光器からの受光信
号に基づき、上記レーザ発振器の回転角から水平
面に投影された交差角を読み取る読取器とからな
る測角装置を、発進立坑内の基準点および推進さ
れる一連の管体内の所定箇所に推進長に応じて設
けられた複数の測点に固定設置する一方、鉛直方
向位置を測定する連通管式のレベル測定装置と上
記受光器を掘進機に設置して、上記基準点、各測
点および掘進機の受光器を順次結ぶ直線が互いに
水平面内で成す交差角を測定し、この測定値、管
体の長さ、推進装置の突出量のデータから掘進機
の水平座標を求めるとともに、上記レベル測定装
置の測定値から掘進機の鉛直座標を求めて、掘進
機の位置を求めるようにしているので、各測点が
形成するトラバースの交差角や測点のレベルを常
時迅速に測定でき、基準計画線からのずれを計算
する計算機等と相俟つて、測量の能率化と測量対
象物の施工精度の向上に大きく貢献する。
第１図は本発明の位置測定方法に用いる測量装
置の一実施例を示す縦断面図、第２図、第３図は
上記測量装置を用いた曲線推進工法の施工例の概
略を示す水平断面図および推進方向に沿う縦断面
図、第４図は測点の座標を求める幾何学的手法を
示す図、第５図はコンピユータに予め入力される
基準計画線を示す図、第６図はコンピユータの演
算処理の概略を示すフローチヤートである。 １……箱体、２……回転軸、３……半導体レー
ザ、７……ロータリエンコーダ、８，１１……歯
車、１０……パルスモータ、１２……上蓋、１３
……フオトセンサ、１７……パルスカウンタ装
置、１９……測角装置、２０……レベル測定装
置、２１……水槽、２２……ホース、２３……圧
力検出器、２５……フオトセンサ、２６……コン
ピユータ。
置の一実施例を示す縦断面図、第２図、第３図は
上記測量装置を用いた曲線推進工法の施工例の概
略を示す水平断面図および推進方向に沿う縦断面
図、第４図は測点の座標を求める幾何学的手法を
示す図、第５図はコンピユータに予め入力される
基準計画線を示す図、第６図はコンピユータの演
算処理の概略を示すフローチヤートである。 １……箱体、２……回転軸、３……半導体レー
ザ、７……ロータリエンコーダ、８，１１……歯
車、１０……パルスモータ、１２……上蓋、１３
……フオトセンサ、１７……パルスカウンタ装
置、１９……測角装置、２０……レベル測定装
置、２１……水槽、２２……ホース、２３……圧
力検出器、２５……フオトセンサ、２６……コン
ピユータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 地盤を掘削する掘進機に後続して、発進立坑
から所定長の管体を順次挿入し、これらの管体を
上記発進立坑内の推進装置により上記掘進機の掘
進に合わせて前方へ押圧・推進して埋設する推進
工法における掘進機の位置測定方法であつて、 鉛直軸の回りに回転しつつレーザ光を照射する
レーザ発振器と、レーザ光を受けて受光信号を発
する受光器と、両側の測点に設置される受光器か
らの受光信号に基づき、上記レーザ発振器の回転
角から一側の測点とレーザ発振器と他側の測点と
が水平面において成す交差角を読み取る読取器と
からなる測角装置を、上記発進立坑内の基準点お
よび推進される一連の管体内の所定個所に推進長
に応じて設けられた複数の測点に固定設置する一
方、 鉛直方向位置を測定する連通管式のレベル測定
装置と上記受光器を、上記掘進機に設置して、 上記基準点、各測点および掘進機の受光器を順
次結ぶ直線が互いに水平面内で成す交差角を測定
し、この測定値、管体の長さ、埋設本数、上記推
進装置の突出量のデータから掘進機の水平座標を
求めるとともに、上記レベル測定装置の測定値か
ら掘進機の鉛直座標を求めて、掘進機の位置を求
めることを特徴とする掘進機の位置測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6488387A JPS63231209A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 掘進機の位置測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6488387A JPS63231209A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 掘進機の位置測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63231209A JPS63231209A (ja) | 1988-09-27 |
| JPH0451765B2 true JPH0451765B2 (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=13270949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6488387A Granted JPS63231209A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 掘進機の位置測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63231209A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4611241B2 (ja) * | 2006-05-08 | 2011-01-12 | 株式会社エム・シー・エル・コーポレーション | 小口径管掘進用装置と掘進システム |
| CN104515499B (zh) * | 2014-12-26 | 2016-11-16 | 盐城工学院 | 内河航道断面测量系统及其测量方法 |
| JP6628633B2 (ja) * | 2016-02-22 | 2020-01-15 | 株式会社マキタ | レーザー墨出し器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868610A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-23 | Komatsu Ltd | 推進機械の上下位置計測装置 |
| JPS58201080A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-22 | Toshihiro Tsumura | 移動体の位置検出方法 |
| JPS5912964A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-23 | Otsuka Chem Co Ltd | ポリオルガノシロキサン組成物 |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP6488387A patent/JPS63231209A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63231209A (ja) | 1988-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |