JPH05149083A - シールド掘進機における埋設物探査装置 - Google Patents
シールド掘進機における埋設物探査装置Info
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- JPH05149083A JPH05149083A JP30952091A JP30952091A JPH05149083A JP H05149083 A JPH05149083 A JP H05149083A JP 30952091 A JP30952091 A JP 30952091A JP 30952091 A JP30952091 A JP 30952091A JP H05149083 A JPH05149083 A JP H05149083A
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- coils
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 シールド本体１の前部に回転自在に設けられ
たカッタヘッド２の外周部に、導電体が複数回巻き付け
られてなる第１のコイル11と、カッタヘッド１にその半
径方向に沿って複数個並べられた第２のコイル12と、こ
れら各コイル11,12 からの検出信号を入力するとともに
埋設物３の位置を演算する演算処理装置６とから構成し
たシールド掘進機における埋設物探査装置である。 【効果】 金属製の埋設物をコイルを使用してその位置
を検出するようにしたので、音波、電波などを使用した
装置に比べて、前方地山の土質状態に影響されることな
く、しかも複雑な信号処理も必要とせずに金属製の埋設
物だけを確実にかつ迅速に検出することができる。
たカッタヘッド２の外周部に、導電体が複数回巻き付け
られてなる第１のコイル11と、カッタヘッド１にその半
径方向に沿って複数個並べられた第２のコイル12と、こ
れら各コイル11,12 からの検出信号を入力するとともに
埋設物３の位置を演算する演算処理装置６とから構成し
たシールド掘進機における埋設物探査装置である。 【効果】 金属製の埋設物をコイルを使用してその位置
を検出するようにしたので、音波、電波などを使用した
装置に比べて、前方地山の土質状態に影響されることな
く、しかも複雑な信号処理も必要とせずに金属製の埋設
物だけを確実にかつ迅速に検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機におけ
る埋設物探査装置に関する。
る埋設物探査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シールド掘進機によりトンネルを
掘削する場合、掘削作業の安全を図るため、または２台
のシールド掘進機によりトンネルを並行して掘削する場
合における両シールド掘進機間の距離の計測などを目的
として、音波または電波を地中に発射して、地中に障害
となる埋設物が存在しているかどうかを調べていた。
掘削する場合、掘削作業の安全を図るため、または２台
のシールド掘進機によりトンネルを並行して掘削する場
合における両シールド掘進機間の距離の計測などを目的
として、音波または電波を地中に発射して、地中に障害
となる埋設物が存在しているかどうかを調べていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うに、音波または電波を使用する探査装置によると、障
害となる埋設物だけではなく、土質の不均一性からも音
波または電波の反射が生じるとともに、これらの受信信
号にはノイズ成分が多く、このため信号処理を行なって
も、埋設物であるかどうかの判定が困難であるという問
題があった。
うに、音波または電波を使用する探査装置によると、障
害となる埋設物だけではなく、土質の不均一性からも音
波または電波の反射が生じるとともに、これらの受信信
号にはノイズ成分が多く、このため信号処理を行なって
も、埋設物であるかどうかの判定が困難であるという問
題があった。
【０００４】そこで、本発明は上記問題を解消し得るシ
ールド掘進機における埋設物探査装置を提供することを
目的とする。
ールド掘進機における埋設物探査装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のシールド掘進機における埋設物探査装置
は、シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタ
ヘッドの外周部に、導電体が複数回巻き付けられてなる
第１のコイルと、上記カッタヘッドにその半径方向に沿
って複数個並べられた第２のコイルと、これら各コイル
からの検出信号を入力するとともに埋設物の位置を演算
する演算処理装置とから構成したものである。
め、本発明のシールド掘進機における埋設物探査装置
は、シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタ
ヘッドの外周部に、導電体が複数回巻き付けられてなる
第１のコイルと、上記カッタヘッドにその半径方向に沿
って複数個並べられた第２のコイルと、これら各コイル
からの検出信号を入力するとともに埋設物の位置を演算
する演算処理装置とから構成したものである。
【０００６】
【作用】上記の構成によると、シールド本体が地山前方
の金属製の埋設物に接近すると、まず第１のコイルによ
りそのことが検出されるとともに、演算処理装置により
埋設物までの距離が求められ、さらにシールド本体が埋
設物に近づくと、今度は半径方向に複数個設けられた第
２のコイルにより埋設物が検出されるとともに、やはり
演算処理装置により、鉛直面内における位置が求められ
る。
の金属製の埋設物に接近すると、まず第１のコイルによ
りそのことが検出されるとともに、演算処理装置により
埋設物までの距離が求められ、さらにシールド本体が埋
設物に近づくと、今度は半径方向に複数個設けられた第
２のコイルにより埋設物が検出されるとともに、やはり
演算処理装置により、鉛直面内における位置が求められ
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
き説明する。図１および図２において、１は地山前方に
埋設している埋設物、特に金属性の埋設物３を探査し得
る埋設物探査装置４を具備したシールド掘進機のシール
ド本体で、その前部には掘削用のカッタヘッド２が回転
自在に設けられるとともに、このカッタヘッド２には、
地山前方の埋設物を検出するための検出部５が設けら
れ、またシールド本体２側には、この検出部５からの検
出信号を入力して、埋設物の大きさ、種類などを演算す
るための演算処理装置６が設けられている。
き説明する。図１および図２において、１は地山前方に
埋設している埋設物、特に金属性の埋設物３を探査し得
る埋設物探査装置４を具備したシールド掘進機のシール
ド本体で、その前部には掘削用のカッタヘッド２が回転
自在に設けられるとともに、このカッタヘッド２には、
地山前方の埋設物を検出するための検出部５が設けら
れ、またシールド本体２側には、この検出部５からの検
出信号を入力して、埋設物の大きさ、種類などを演算す
るための演算処理装置６が設けられている。
【０００８】上記検出部５は、カッタヘッド２の外周部
に、導電体（例えば、銅線）が複数回巻き付けられてな
る非常に径の大きい第１のコイル（図３参照）１１と、
カッタヘッド２の所定位置の半径方向に沿って多数配置
されるとともに、例えば銅線により形成された非常に径
の小さい第２のコイル（図４参照）１２とから構成され
ており、また上記各第２のコイル１２は、そのコイル軸
心方向がシールド本体１の軸心方向と平行となるよう
に、すなわち前後方向となるように配置されている。な
お、図３および図４の矢印ａ，ｂはシールド掘進機の進
行方向（シールド本体の軸心方向）を示している。
に、導電体（例えば、銅線）が複数回巻き付けられてな
る非常に径の大きい第１のコイル（図３参照）１１と、
カッタヘッド２の所定位置の半径方向に沿って多数配置
されるとともに、例えば銅線により形成された非常に径
の小さい第２のコイル（図４参照）１２とから構成され
ており、また上記各第２のコイル１２は、そのコイル軸
心方向がシールド本体１の軸心方向と平行となるよう
に、すなわち前後方向となるように配置されている。な
お、図３および図４の矢印ａ，ｂはシールド掘進機の進
行方向（シールド本体の軸心方向）を示している。
【０００９】そして、上記第１のコイル１１および各第
２のコイル１２の両端部は、それぞれシールド本体２側
に設けられた演算処理装置６の入力部に接続されてい
る。なお、上記各コイル１１，１２自体は、金属以外の
物質により覆われて保護されている。
２のコイル１２の両端部は、それぞれシールド本体２側
に設けられた演算処理装置６の入力部に接続されてい
る。なお、上記各コイル１１，１２自体は、金属以外の
物質により覆われて保護されている。
【００１０】次に、埋設物の探査方法について説明す
る。本実施例における探査方法は、シールド本体１が地
山前方の障害となる金属製の埋設物３に接近すると、カ
ッタヘッド２に設けられた第１および第２のコイル１
１，１２のインダクタンスが変化するのを利用したもの
である。
る。本実施例における探査方法は、シールド本体１が地
山前方の障害となる金属製の埋設物３に接近すると、カ
ッタヘッド２に設けられた第１および第２のコイル１
１，１２のインダクタンスが変化するのを利用したもの
である。
【００１１】すなわち、埋設物が存在しない場合には、
コイルのインダクタンスＬは下記式のように表され
る。 Ｌ＝（μ0 ＋χm ）×ｎ2 ×ｍ×ｓ・・・・ また、埋設物に接近した場合には、その影響により、コ
イルのインダクタンスＬは下記式のように表される。
コイルのインダクタンスＬは下記式のように表され
る。 Ｌ＝（μ0 ＋χm ）×ｎ2 ×ｍ×ｓ・・・・ また、埋設物に接近した場合には、その影響により、コ
イルのインダクタンスＬは下記式のように表される。
【００１２】 Ｌ＝（μ0 ＋χm ＋χo ）×ｎ2 ×ｍ×ｓ・・・・ なお、上記各式中、 Ｌ ：コイルのインダクタンス μ0 ：真空中における透磁率 χm ：シールド掘進機の磁化率 χo ：埋設物の磁化率 ｎ ：単位長さ当たりのコイルの巻数 ｍ ：コイルの長さ（図３参照） ｓ ：コイルの断面積（図３参照） をそれぞれ表す。
【００１３】上記式および式より、埋設物３の磁化
率（χo ）が求められる。ところで、この磁化率（χ
o ）は、埋設物３の材質、大きさ、埋設物までの距離
（ｄ）に関係しているため（例えば水道管、電線管、建
築物の基礎などの埋設物の材質、大きさが予め分かって
いる）、この磁化率（χo ）に基づき、埋設物３までの
距離（ｄ）を求めることができる。
率（χo ）が求められる。ところで、この磁化率（χ
o ）は、埋設物３の材質、大きさ、埋設物までの距離
（ｄ）に関係しているため（例えば水道管、電線管、建
築物の基礎などの埋設物の材質、大きさが予め分かって
いる）、この磁化率（χo ）に基づき、埋設物３までの
距離（ｄ）を求めることができる。
【００１４】したがって、カッタヘッド２に設けられた
第１のコイル１１により、地中前方の埋設物３までの距
離（ｄ）を検出することができ、また半径方向で多数設
けられた第２のコイル１２により、シールド本体１中心
からの半径距離（ｒ）を検出することができ（最も感度
が強く検出された第２のコイルまでの半径距離であ
る）、この半径距離（ｒ）と最も感度が強く検出された
カッタヘッド２の回転角度（θ）とから、シールド本体
１の中心軸に対する埋設物３の位置を求めることができ
る。
第１のコイル１１により、地中前方の埋設物３までの距
離（ｄ）を検出することができ、また半径方向で多数設
けられた第２のコイル１２により、シールド本体１中心
からの半径距離（ｒ）を検出することができ（最も感度
が強く検出された第２のコイルまでの半径距離であ
る）、この半径距離（ｒ）と最も感度が強く検出された
カッタヘッド２の回転角度（θ）とから、シールド本体
１の中心軸に対する埋設物３の位置を求めることができ
る。
【００１５】すなわち、演算処理装置６により、シール
ド本体１のカッタヘッド２前面から埋設物３までの水平
距離（ｄ）およびシールド本体１の中心軸からの鉛直面
内における位置が得られ、確実に埋設物３の位置を知る
ことができる。
ド本体１のカッタヘッド２前面から埋設物３までの水平
距離（ｄ）およびシールド本体１の中心軸からの鉛直面
内における位置が得られ、確実に埋設物３の位置を知る
ことができる。
【００１６】なお、第２のコイル１２を配置したのは、
非常に径が大きい第１のコイル１１だけを使用した場
合、そのコイル断面内での磁束が均一となり、埋設物３
の鉛直面内での位置が判断できないからである。
非常に径が大きい第１のコイル１１だけを使用した場
合、そのコイル断面内での磁束が均一となり、埋設物３
の鉛直面内での位置が判断できないからである。
【００１７】また、径が非常に小さい第２のコイル１２
の検出し得る距離は、径が非常に大きい第１のコイル１
１に対して短いが、埋設物３の鉛直面内における位置
は、シールド掘進機が埋設物３に近づいてから検出して
も、充分だからである。
の検出し得る距離は、径が非常に大きい第１のコイル１
１に対して短いが、埋設物３の鉛直面内における位置
は、シールド掘進機が埋設物３に近づいてから検出して
も、充分だからである。
【００１８】このような探査装置によると、音波、電波
などを使用する場合に比べて、前方地山の土質状態に影
響されることなく、また複雑な信号処理も必要とせずに
金属だけを確実に検出することができ、したがってシー
ルド掘進機による掘削時に、切断した場合に多大な被害
が予想される水道管、高圧電線管は勿論のこと、その他
鉄筋を多数含んでいる高層ビルの基礎などの構造物で
も、正確にかつ迅速に検出することができる。
などを使用する場合に比べて、前方地山の土質状態に影
響されることなく、また複雑な信号処理も必要とせずに
金属だけを確実に検出することができ、したがってシー
ルド掘進機による掘削時に、切断した場合に多大な被害
が予想される水道管、高圧電線管は勿論のこと、その他
鉄筋を多数含んでいる高層ビルの基礎などの構造物で
も、正確にかつ迅速に検出することができる。
【００１９】また、上記実施例の構成においては、コイ
ルの部分が、金属以外の材料で密閉されているため、防
水性を必要とする作業環境に適しており、例えば土木工
事現場などに最適である。
ルの部分が、金属以外の材料で密閉されているため、防
水性を必要とする作業環境に適しており、例えば土木工
事現場などに最適である。
【００２０】さらに、上記実施例の構成において、金属
製の埋設物に反応するコイルだけではなく、他の種々の
物体に反応する音波、電波などを使用した装置と組み合
わせることにより、例えば埋設物が岩石か、人工物かの
判別も行うことができる。
製の埋設物に反応するコイルだけではなく、他の種々の
物体に反応する音波、電波などを使用した装置と組み合
わせることにより、例えば埋設物が岩石か、人工物かの
判別も行うことができる。
【００２１】ところで、上記実施例においては、各コイ
ルのインダクタンスを検出することにより、埋設物まで
の距離および鉛直面内における位置を求めたが、例えば
コイルの抵抗成分、流れる電流、電流−電圧の位相差、
障害物の渦電流損失などの同一物理現象によって変化す
るパラメータを検出するようにしてもよい。
ルのインダクタンスを検出することにより、埋設物まで
の距離および鉛直面内における位置を求めたが、例えば
コイルの抵抗成分、流れる電流、電流−電圧の位相差、
障害物の渦電流損失などの同一物理現象によって変化す
るパラメータを検出するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、シ
ールド本体のカッタヘッドの外周部に第１のコイルを設
けるとともに、カッタヘッドの半径方向に沿って複数個
の第２のコイルを設け、かつこれら両コイルからの検出
信号に基づき、埋設物の位置を演算処理装置により求め
るようにしたので、音波、電波などを使用した装置に比
べて、前方地山の土質状態に影響されることなく、しか
も複雑な信号処理も必要とせずに金属製の埋設物だけを
確実にかつ迅速に検出することができる。
ールド本体のカッタヘッドの外周部に第１のコイルを設
けるとともに、カッタヘッドの半径方向に沿って複数個
の第２のコイルを設け、かつこれら両コイルからの検出
信号に基づき、埋設物の位置を演算処理装置により求め
るようにしたので、音波、電波などを使用した装置に比
べて、前方地山の土質状態に影響されることなく、しか
も複雑な信号処理も必要とせずに金属製の埋設物だけを
確実にかつ迅速に検出することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるシールド掘進機の概
略全体側面図である。
略全体側面図である。
【図２】同実施例におけるシールド本体のカッタヘッド
に配置されたコイルの正面図である。
に配置されたコイルの正面図である。
【図３】同実施例における第１のコイルを示す模式図で
ある。
ある。
【図４】同実施例における第２のコイルを示す模式図で
ある。
ある。
１ シールド本体 ２ カッタヘッド ３ 埋設物 ４ 埋設物探査装置 ５ 検出部 ６ 演算処理装置 １１ 第１のコイル １２ 第２のコイル
Claims (1)
- 【請求項１】シールド本体の前部に回転自在に設けられ
たカッタヘッドの外周部に、導電体が複数回巻き付けら
れてなる第１のコイルと、上記カッタヘッドにその半径
方向に沿って複数個並べられた第２のコイルと、これら
各コイルからの検出信号を入力するとともに埋設物の位
置を演算する演算処理装置とから構成したことを特徴と
するシールド掘進機における埋設物探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30952091A JPH05149083A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | シールド掘進機における埋設物探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30952091A JPH05149083A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | シールド掘進機における埋設物探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149083A true JPH05149083A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=17993998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30952091A Pending JPH05149083A (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | シールド掘進機における埋設物探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251932A (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Yasuda Engineering Kk | 掘進機の障害物探査装置及び掘進機の障害物探査方法 |
| JP2013092531A (ja) * | 2012-12-28 | 2013-05-16 | Yasuda Engineering Kk | 掘進機の障害物探査装置及び掘進機の障害物探査方法 |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP30952091A patent/JPH05149083A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251932A (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Yasuda Engineering Kk | 掘進機の障害物探査装置及び掘進機の障害物探査方法 |
| JP2013092531A (ja) * | 2012-12-28 | 2013-05-16 | Yasuda Engineering Kk | 掘進機の障害物探査装置及び掘進機の障害物探査方法 |
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