JPH0461929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は特に大深度の掘削を高精度で行うこと
のできる、地下壁の掘削装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 地下壁工法は、地中に溝を掘削し、その内部に
鉄筋篭を建て込みその後にコンクリートを打設し
て鉄筋コンクリート壁を地中に設ける工法であ
る。

この地下壁を止水の目的に使用する場合は比較
的問題は少ないが、構造物の一部として使用する
場合には、掘削時に特に精度の高い垂直性を維持
したまま施工することが重要である。

＜従来の技術の欠点＞ 高精度の掘削を行うためには操作員の熟練だけ
によることは不可能であり、その点を改善する方
法として地中の掘削機にセンターを取りつけ、コ
ンピユータを導入してセンサーの検知値に反応さ
せることによつて機体の位置の修正を行う方法が
開発されている。

しかし従来の装置では傾斜計と深度計との組み
合わせによるものであるため、本体が傾斜をすれ
ば検知できるが、傾斜をせずにスライドする場合
など、傾斜と掘削進行方向が相違する場合には絶
対位置を検知することは困難であつた。

さらに地上の空間に精密傾斜計を設け、この傾
斜計と掘削機とをワイヤーで連結して、ワイヤー
の傾きを傾斜計で検知することによつて機体の変
位を測定する装置が存在している。

しかしこのような装置では深度が大きくなると
ワイヤーの長さが長くなるから、ワイヤーの延び
やたるみ、振動などの発生を避けることができ
ず、正確な検知が困難であつた。

＜本発明の目的＞ 本発明は上記のような欠点を改善するためにな
されたもので、機体の傾斜、変位のみではなく、
機体のねじれを検知し、その修正を行うことがで
きる、地下壁掘削装置を提供することを目的とす
る。

＜本発明の構成＞ ＜イ＞ 掘削機本体 掘削機本体１は振動装置と制御装置、などの
公知の機構を備えている。

さらに本体１の下部には下方に露出した状態
で回転ビツト２などの掘削手段を設ける。

このビツト２の回転軸は、水平に構成したも
の、あるいは垂直に構成したものなどいずれの
構造も採用することができる。

このビツト２などの掘削手段によつて掘り起
こされた土砂は、本体１の上部中央に設けた土
砂搬出パイプなどを介して安定液とともに上方
に送られて外部に排出される。

この本体１をワイヤまたはパイプによつて地
下の溝内に吊り降ろす。

このワイヤを、その上端に位置させたドラム
の回転によつて巻き取ることにより、本体１を
上昇下降させる。

＜ロ＞ 検知装置 掘削機本体１には複数の検知装置を設ける。

傾斜計 まず検知装置として、傾斜計３を本体１に固
定する。

この傾斜計３は本体１の傾斜、すなわち本体
１の前後左右それぞれの傾斜の程度を検知する
ための公知の計器である。

レーザー鉛直器 一方本体１の上方には少なくとも２本または
複数本の中空筒４１を鉛直状に取りつける。

そして、各々の中空筒４１の上部には、中空
筒４１と絶縁した状態で、下向きの鉛直線を視
準するレーザー鉛直器４を下向きに位置させ
る。

すなわち２本あるいは複数本の鉛直の下向き
の視準線が、本体の移動、変位とは絶縁された
状態で確保されることになる。

そのためには鉛直器４を地上に設置した不動
の架台に固定しなておけばよい。

レーザー光検知装置 一方各中空筒４１の下端には、このレーザー
鉛直器４のレーザー光を検知するための装置を
設ける。

そのためには、レーザー鉛直器４と対応する
位置にスクリーン４２を設け、このスクリーン
４２の下には、スクリーン４２で受けた光線を
視準して検知するテレビカメラ４３を位置させ
る。

深度検知装置 さらに掘削機本体１の地中での深度を検知す
る装置を設ける。

そのためにたとえば掘削機本体に、深度測定
用のワイヤーを取りつけ、このワイヤーを巻き
取るドラムＤの回転軸には、ロータリーエンコ
ーダ５を取りつける方法を採用できる。

このロータリーエンコーダ５が検知したドラ
ムＤの回転数から、現在の本体１の深さ方向の
位置を知ることができる。

＜ハ＞ 制御装置 掘削機本体１の両面、および側面にはガイド
板６を設ける。

このガイド板６は、上下端縁が内側に曲がつ
た、そり状の板体であるが、この板体は本体１
に固定してしまうことなく、外側に向かつて出
入り自在に構成する。

このガイド板６の出入りの時期や距離の決定
は次のようにしておこなう。

すなわち、各ガイド板６を油圧シリンダの先
端に取りつけ、前記した各検知装置からの検知
信号によつてシリンダが伸縮するように構成す
る。

そうすれば、この信号により伸縮の時期と距
離を決定することができる。

＜ニ＞ 画像処理装置 テレビカメラからの画像信号を入力して、レ
ーザースポツトの位置の計算をする。

そして傾斜計からの信号、深度計からの信号
を取り込み、各々を数値として演算装置に送出
する。

＜ホ＞ 演算装置など 画像処理装置からの信号を演算し、所定の要
素を表示し、さらに制御用の信号を送出する制
御用コンピユータを設ける。

＜本発明の装置の操作＞ ＜イ＞ 検知 上記の各検知装置からの信号は、信号回路を
介して制御装置に入力する。

そのために傾斜計３と、２台のTVカメラ４
３およびロータリーエンコーダ５からの信号を
画像処理装置７を介して演算装置に入力する。

＜ロ＞ 画像処理と演算、表示 するとまず、現在の地中における掘削機本体
１の位置と姿勢を画面上で直接目視することが
できる。

同時に各検知装置からの信号は演算されて設
計値と比較される。

＜ハ＞ 倒れや平行移動の修正 この段階で、本体１の中心軸が完全に垂直方
向を向いていない場合、すなわちいずれかの側
面に向けて倒れた状態になつている場合があ
る。

その時には制御用の回路が正常値からの偏位
量を計算して、その量に応じて自動的に各ガイ
ド６板の出し入れを行う。

その結果倒れこんでいた本体１の姿勢は正常
な状態に修正される。

本体１が設計線に対して平行に移動したらそ
の移動量の比較を行い、本体１側面のガイド６
板の出入りによつて修正をおこなう。

＜ニ＞ ねじれの修正 以上は本体１の倒れていた場合についての説
明であるが、本体１は倒れることなく、すなわ
ち中心線は正常であるにもかかわらず『ねじ
れ』が発生している場合がある。

この場合には本発明の装置は２本の鉛直線
が、本体１の変位とは絶縁した状態の鉛直器４
によつて確保されているから、両者の値の相違
によつて、そのねじれ量を検知することができ
る。

この場合にもねじれ方向とは反対方向のガイ
ド板６を突出させたりすることによつて、作業
員の熟練やカンに頼つたりせずに、自動的に修
正を行うことができる。

以上の作業の繰り返しによつて、本体１は正確
な位置を保持しつつ大深度まで掘削を行うことが
できる。

＜本発明の効果＞ 本発明の装置は上記したように構成したから、
次のような効果を期待することができる。

＜イ＞ 掘削機の傾斜や、中心軸からの変位など
を検知して常時修正しつつ掘削を行うために、
掘削の深度が100メータを越えるほど大きくな
つても精度の良好な掘削を行うことができる。

＜ロ＞ さらに本発明の装置は２本の鉛直の線を
下向きに発信して、掘削機本体の位置を常時検
知しているから、従来の装置では検出すること
ができなかつた本体の『ねじれ』や『水平移
動』を正確に検知して修正を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の掘削装置の斜視図、第２図その
制御システムの説明図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下面にビツトなどの掘削手段を設け、 外周には出入り自在のガイド板を設けた掘削機
   本体と、 この本体の上部に取りつけた少なくとも２本の
   中空筒と、 この中空筒の上部空間に、中空筒と絶縁した状
   態で位置し、下向きの鉛直線を視準するレーザー
   鉛直器と、 中空筒の下端に位置し、このレーザー鉛直器と
   対称位置に設けたレーザー光検知装置と、 掘削機本体の深さ位置を検知する深度検知装置
   と、 前記の各検知装置の信号と計画線とを比較する
   演算装置と、 その演算結果を、前記のガイド板の出入り信号
   として送出する回路とより構成した、 地下壁の掘削装置。