JPH05340186A - ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム - Google Patents
ウエッジプリズムを用いた坑内測量システムInfo
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- JPH05340186A JPH05340186A JP17382092A JP17382092A JPH05340186A JP H05340186 A JPH05340186 A JP H05340186A JP 17382092 A JP17382092 A JP 17382092A JP 17382092 A JP17382092 A JP 17382092A JP H05340186 A JPH05340186 A JP H05340186A
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- wedge prism
- shield machine
- target
- machine
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 省力化，小型化，軽量化に適し、かつ曲線施
工の場合でも、容易に盛り換えおよびターゲットの連続
追跡を行うことができ、しかも測量回数および測量時間
を大幅に削減し得るウエッジプリズムを用いた坑内測量
装置を提供すること。 【構成】 見通しの利かないシールドトンネル等におい
て坑内に設定された後方視準点Ｏの前方に、測角機能を
有するレーザ照準機１を設置し、レーザ照準機１から離
れたシールド機６側の位置に、レーザ照準機１から照射
されるレーザ光を屈折させかつ屈折されたレーザ光の方
向転角を測定可能なウエッジプリズム２，３，…を設置
し、シールド機６に最も近い位置に設置したウエッジプ
リズム２に測距儀を設け、シールド機６内にターゲット
５を設けて構成した。
工の場合でも、容易に盛り換えおよびターゲットの連続
追跡を行うことができ、しかも測量回数および測量時間
を大幅に削減し得るウエッジプリズムを用いた坑内測量
装置を提供すること。 【構成】 見通しの利かないシールドトンネル等におい
て坑内に設定された後方視準点Ｏの前方に、測角機能を
有するレーザ照準機１を設置し、レーザ照準機１から離
れたシールド機６側の位置に、レーザ照準機１から照射
されるレーザ光を屈折させかつ屈折されたレーザ光の方
向転角を測定可能なウエッジプリズム２，３，…を設置
し、シールド機６に最も近い位置に設置したウエッジプ
リズム２に測距儀を設け、シールド機６内にターゲット
５を設けて構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエッジプリズムを用
いた坑内測量に係り、特に曲線部分の掘進管理に適する
坑内測量システムに関する。
いた坑内測量に係り、特に曲線部分の掘進管理に適する
坑内測量システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】シールドトンネル等において、曲線部分
の掘進管理技術としては、従来次の三つの方式が採られ
ている。
の掘進管理技術としては、従来次の三つの方式が採られ
ている。
【０００３】１．通常のトランシットによる測角と、光
波測距儀やテープ等による測距により、セグメントおよ
びシールド機の位置を測量する方式。
波測距儀やテープ等による測距により、セグメントおよ
びシールド機の位置を測量する方式。
【０００４】２．坑内に、測角機能と測距機能とを有し
かつシールド機内に設置したターゲットに対して自動追
従する機能とを有するレーザ照準機を設置する。これら
の機能を有するレーザ照準機によって、レーザ光が通過
可能な範囲でシールド機の位置を常時把握する方式。
かつシールド機内に設置したターゲットに対して自動追
従する機能とを有するレーザ照準機を設置する。これら
の機能を有するレーザ照準機によって、レーザ光が通過
可能な範囲でシールド機の位置を常時把握する方式。
【０００５】３．シールド機内にジャイロコンパスを設
置し、シールド機の向きを常時把握して掘進する方式。
置し、シールド機の向きを常時把握して掘進する方式。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術は次のような問題がある。
来技術は次のような問題がある。
【０００７】前記１．の方式では、曲線施工が進み、ト
ランシットで坑内に設置したスタッフのセンタが視準で
きなくなった時点で、トランシットを盛り換え、坑内に
新たに基準点を設けている。そのため、曲率半径が小さ
くなるほど基準点の盛り換えが多くなり、測量時間が長
くなる問題がある。また、１回の測量時間が長く、坑内
での作業を中止しなければ測量できないため、頻繁には
測量を行えない。そのため、測量から測量までの間は、
掘進方向の確認ができない問題もある。さらに、測量時
に多くの人数を要する問題もある。
ランシットで坑内に設置したスタッフのセンタが視準で
きなくなった時点で、トランシットを盛り換え、坑内に
新たに基準点を設けている。そのため、曲率半径が小さ
くなるほど基準点の盛り換えが多くなり、測量時間が長
くなる問題がある。また、１回の測量時間が長く、坑内
での作業を中止しなければ測量できないため、頻繁には
測量を行えない。そのため、測量から測量までの間は、
掘進方向の確認ができない問題もある。さらに、測量時
に多くの人数を要する問題もある。
【０００８】前記２．の方式は、レーザ照準機の自動追
従が有効に働く曲線範囲内ではシールド機の位置が常時
把握できる。しかし、レーザ照準機に測角機能，測距機
能，自動追従機能等が備わっていなければならず、全体
的に比較的大きくなる。そのため、シールド断面が小さ
いときには、それらの機能を持ったレーザ照準機自体が
邪魔になり、設置し使用できない場合が生じるという問
題がある。また、人力による測量と同様、シールドトン
ネルの曲線部分が延びて行くに従ってレーザ照準機が自
動追従して行っても、シールド機内に設けられたターゲ
ットにレーザ光が当たらなくなる。そのため、曲率半径
の小さい場合にはレーザ照準機の盛り換えが多くなり、
設置に時間が掛かるという問題もある。
従が有効に働く曲線範囲内ではシールド機の位置が常時
把握できる。しかし、レーザ照準機に測角機能，測距機
能，自動追従機能等が備わっていなければならず、全体
的に比較的大きくなる。そのため、シールド断面が小さ
いときには、それらの機能を持ったレーザ照準機自体が
邪魔になり、設置し使用できない場合が生じるという問
題がある。また、人力による測量と同様、シールドトン
ネルの曲線部分が延びて行くに従ってレーザ照準機が自
動追従して行っても、シールド機内に設けられたターゲ
ットにレーザ光が当たらなくなる。そのため、曲率半径
の小さい場合にはレーザ照準機の盛り換えが多くなり、
設置に時間が掛かるという問題もある。
【０００９】前記３．の方式は、ジャイロコンパスを使
えば、曲線部分は勿論、全施工上の任意の場所におい
て、シールド機の磁北に対する向きを常に把握できる。
しかし、その位置は人力による測量によって毎日確認す
る必要があり、省力化，自動化には向かないという問題
がある。また、ジャイロコンパス自体が大きいため、小
口径のシールド機内に設置することは難しいという問題
もある。さらに、ジャイロコンパスの測角結果の誤差が
大きい問題もある。
えば、曲線部分は勿論、全施工上の任意の場所におい
て、シールド機の磁北に対する向きを常に把握できる。
しかし、その位置は人力による測量によって毎日確認す
る必要があり、省力化，自動化には向かないという問題
がある。また、ジャイロコンパス自体が大きいため、小
口径のシールド機内に設置することは難しいという問題
もある。さらに、ジャイロコンパスの測角結果の誤差が
大きい問題もある。
【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、省力化，小型化，軽量
化に適し、かつ曲線施工の場合でも、容易に盛り換えお
よびターゲットの連続追跡を行うことができ、しかも測
量回数および測量時間を大幅に削減し得るウエッジプリ
ズムを用いた坑内測量システムを提供しようとするもの
である。
ので、その目的とするところは、省力化，小型化，軽量
化に適し、かつ曲線施工の場合でも、容易に盛り換えお
よびターゲットの連続追跡を行うことができ、しかも測
量回数および測量時間を大幅に削減し得るウエッジプリ
ズムを用いた坑内測量システムを提供しようとするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、見通しの利かないシールドトンネル等に
おいて坑内に設定された後方視準点の前方に、測角機能
を有するレーザ照準機を設置し、レーザ照準機から離れ
たシールド機側の位置に、レーザ照準機から照射される
レーザ光を屈折させかつ屈折されたレーザ光の方向転角
を測定可能なウエッジプリズムに例えば光波測距儀等を
設け、シールド機内に、反射プリズム等を備えたターゲ
ットを設けたものである。
め、本発明は、見通しの利かないシールドトンネル等に
おいて坑内に設定された後方視準点の前方に、測角機能
を有するレーザ照準機を設置し、レーザ照準機から離れ
たシールド機側の位置に、レーザ照準機から照射される
レーザ光を屈折させかつ屈折されたレーザ光の方向転角
を測定可能なウエッジプリズムに例えば光波測距儀等を
設け、シールド機内に、反射プリズム等を備えたターゲ
ットを設けたものである。
【００１２】また、上記目的を達成するため、本発明は
前記ターゲットとして、前方のターゲットがレーザ光を
透過し、後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の所
望の枚数のターゲットを用いたものである。
前記ターゲットとして、前方のターゲットがレーザ光を
透過し、後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の所
望の枚数のターゲットを用いたものである。
【００１３】
【作用】本発明にかかる坑内測量装置では、坑内に設定
された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機と、
このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置された
ウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置のウエ
ッジプリズムに設けられた例えば光波測距儀等と、反射
プリズム等を備えかつシールド機内に設けられたターゲ
ットとを具備している。
された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機と、
このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置された
ウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置のウエ
ッジプリズムに設けられた例えば光波測距儀等と、反射
プリズム等を備えかつシールド機内に設けられたターゲ
ットとを具備している。
【００１４】前記坑内測量装置によりシールド機の座標
位置を把握するには、レーザ照準機を設置したポイント
と、任意の位置に設置されたウエッジプリズムのポイン
ト間の距離Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後
方視準点とレーザ照準機とウエッジプリズムの成す角度
θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズムの位置
が求まる。
位置を把握するには、レーザ照準機を設置したポイント
と、任意の位置に設置されたウエッジプリズムのポイン
ト間の距離Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後
方視準点とレーザ照準機とウエッジプリズムの成す角度
θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズムの位置
が求まる。
【００１５】また、ウエッジプリズムを回転させ、シー
ルド機内のターゲットに向けてレーザ光を照射する。前
記レーザ照準機とウエッジプリズムとターゲットの成す
角度θ2 もウエッジプリズムの回転によって分かる。
ルド機内のターゲットに向けてレーザ光を照射する。前
記レーザ照準機とウエッジプリズムとターゲットの成す
角度θ2 もウエッジプリズムの回転によって分かる。
【００１６】さらに、ターゲットに備えた反射プリズム
等と、ウエッジプリズムに備えた光波測距儀等とによ
り、シールド掘進中であっても、ウエッジプリズムを設
置したポイントと、反射プリズム等を設けたポイント間
の距離Ｌ2 を常時測定することが可能である。
等と、ウエッジプリズムに備えた光波測距儀等とによ
り、シールド掘進中であっても、ウエッジプリズムを設
置したポイントと、反射プリズム等を設けたポイント間
の距離Ｌ2 を常時測定することが可能である。
【００１７】そして、レーザスポットがターゲットから
外れるまで、ウエッジプリズムからのレーザ光の角度θ
2 は一定で、ウエッジプリズムと反射プリズム等間の距
離Ｌ2 が分かるため、ターゲット上のレーザスポットの
座標位置（移動量）Δｘ，Δｙが分かる。
外れるまで、ウエッジプリズムからのレーザ光の角度θ
2 は一定で、ウエッジプリズムと反射プリズム等間の距
離Ｌ2 が分かるため、ターゲット上のレーザスポットの
座標位置（移動量）Δｘ，Δｙが分かる。
【００１８】このように、シールド機が移動しても前記
距離Ｌ1 ，Ｌ2 、角度θ1 ，θ2 およびターゲット上の
移動量Δｘ，Δｙを常時測定可能であるため、シールド
機の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機の座標位置を常時把握することができる。
距離Ｌ1 ，Ｌ2 、角度θ1 ，θ2 およびターゲット上の
移動量Δｘ，Δｙを常時測定可能であるため、シールド
機の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機の座標位置を常時把握することができる。
【００１９】シールド機が移動してレーザ光がターゲッ
トから外れたときは、ウエッジプリズムを回転させ、タ
ーゲット内にレーザ光を戻すことにより、再びシールド
機の座標位置を把握することが可能となる。
トから外れたときは、ウエッジプリズムを回転させ、タ
ーゲット内にレーザ光を戻すことにより、再びシールド
機の座標位置を把握することが可能となる。
【００２０】曲線施工が進んで、レーザ光がターゲット
に当たらなくなったときは、光波測距儀等を有するウエ
ッジプリズムをシールド機側に進め、この光波測距儀等
を有するウエッジプリズムの後方に、測角機能を持った
ウエッジプリズムを任意の位置に順次設置して行き、シ
ールド機の座標位置を把握する。
に当たらなくなったときは、光波測距儀等を有するウエ
ッジプリズムをシールド機側に進め、この光波測距儀等
を有するウエッジプリズムの後方に、測角機能を持った
ウエッジプリズムを任意の位置に順次設置して行き、シ
ールド機の座標位置を把握する。
【００２１】以上説明したところからも分かるように、
レーザ照準機をシールド機の後方に据えたまま、シール
ド機の座標位置を把握でき、またウエッジプリズムは遠
隔操作によって回転させることができるので、省力化を
図ることができる。
レーザ照準機をシールド機の後方に据えたまま、シール
ド機の座標位置を把握でき、またウエッジプリズムは遠
隔操作によって回転させることができるので、省力化を
図ることができる。
【００２２】さらに、曲線施工が進んでも、レーザ照準
機を後方に置いたまま、光波測距儀等を備えたウエッジ
プリズムをシールド機側に移動させ、その後方に測角機
能を有する他のウエッジプリズムを任意の位置に次々に
設置して行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続
追跡することができるし、曲線部での盛り換えを容易に
行うことができるし、測量の基準点となるレーザ照準機
を動かすことなくシールド機の座標位置を把握できるの
で、測量回数を大幅に削減することもできる。
機を後方に置いたまま、光波測距儀等を備えたウエッジ
プリズムをシールド機側に移動させ、その後方に測角機
能を有する他のウエッジプリズムを任意の位置に次々に
設置して行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続
追跡することができるし、曲線部での盛り換えを容易に
行うことができるし、測量の基準点となるレーザ照準機
を動かすことなくシールド機の座標位置を把握できるの
で、測量回数を大幅に削減することもできる。
【００２３】しかも、測角機能を有するウエッジプリズ
ムは小型，軽量であるため、小さな断面の坑内にも設置
し、使用することができるし、レーザ光がターゲットか
ら外れても、光波測距儀等を備えたウエッジプリズムを
回転させ、再びターゲット内にレーザ光を戻してシール
ド機の座標位置を把握することができるので、測量時間
を大幅に削減することができる。
ムは小型，軽量であるため、小さな断面の坑内にも設置
し、使用することができるし、レーザ光がターゲットか
ら外れても、光波測距儀等を備えたウエッジプリズムを
回転させ、再びターゲット内にレーザ光を戻してシール
ド機の座標位置を把握することができるので、測量時間
を大幅に削減することができる。
【００２４】また、本発明ではターゲットとして、前方
のターゲットがレーザ光を透過し、後方のターゲットが
レーザ光を受ける型式の例えば２枚のターゲットも使用
可能なので、レーザスポットの位置座標の他に、シール
ド機の向きをも同時に把握することができる。
のターゲットがレーザ光を透過し、後方のターゲットが
レーザ光を受ける型式の例えば２枚のターゲットも使用
可能なので、レーザスポットの位置座標の他に、シール
ド機の向きをも同時に把握することができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００２６】第１実施例：図１〜図４は本発明の第１実
施例を示すもので、図１は各機器の基本的な配置を示す
平面図、図２は曲線施工が進んだときのウエッジプリズ
ムの配置を示す平面図、図３はウエッジプリズムの一例
を示す図、図４はシールド機の移動に伴うレーザスポッ
トの位置座標について、シールド機内のターゲットから
見た図である。
施例を示すもので、図１は各機器の基本的な配置を示す
平面図、図２は曲線施工が進んだときのウエッジプリズ
ムの配置を示す平面図、図３はウエッジプリズムの一例
を示す図、図４はシールド機の移動に伴うレーザスポッ
トの位置座標について、シールド機内のターゲットから
見た図である。
【００２７】これらの図に示す第１実施例では、坑内に
設定された後方視準点Ｏの前方に設置された測角機能付
きレーザ照準機１と、光波測距儀等を有しかつ前記レー
ザ照準機１から離れたシールド機６側の位置に設置され
たウエッジプリズム２と、測角機能を有しかつ前記レー
ザ照準機１とウエッジプリズム２間に設置される他のウ
エッジプリズム３と、ミニ反射プリズム４を備えかつシ
ールド機６内に設置されたターゲット５と、同シールド
機６内に設けられたピッチング・ローリング計（図示せ
ず）とを具備している。
設定された後方視準点Ｏの前方に設置された測角機能付
きレーザ照準機１と、光波測距儀等を有しかつ前記レー
ザ照準機１から離れたシールド機６側の位置に設置され
たウエッジプリズム２と、測角機能を有しかつ前記レー
ザ照準機１とウエッジプリズム２間に設置される他のウ
エッジプリズム３と、ミニ反射プリズム４を備えかつシ
ールド機６内に設置されたターゲット５と、同シールド
機６内に設けられたピッチング・ローリング計（図示せ
ず）とを具備している。
【００２８】前記ウエッジプリズム２，３は、図３に代
表して符号２１で示すごとく、稜角σの小さなプリズム
である。このウエッジプリズムに入射した光線は、図３
に示すように屈折し、そのときの方向転角εは次の数１
で表される。
表して符号２１で示すごとく、稜角σの小さなプリズム
である。このウエッジプリズムに入射した光線は、図３
に示すように屈折し、そのときの方向転角εは次の数１
で表される。
【００２９】
【数１】ε＝（ｎ−１）σ ここで、ｎはプリズムの屈折率である。
【００３０】この数１から、方向転角εは光線の入射角
に無関係であることが分かる。つまり、レーザ光はウエ
ッジプリズム面に対して大体直角であればよく、したが
ってレーザ光に対してウエッジプリズムを容易に設置す
ることができる。
に無関係であることが分かる。つまり、レーザ光はウエ
ッジプリズム面に対して大体直角であればよく、したが
ってレーザ光に対してウエッジプリズムを容易に設置す
ることができる。
【００３１】前記ターゲット５は、レーザ光反射面が光
電素子で形成されている。
電素子で形成されている。
【００３２】前記ピッチング・ローリング計は、ターゲ
ット５に表された、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットの移動量をローリング補正するようになってい
る。
ット５に表された、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットの移動量をローリング補正するようになってい
る。
【００３３】ついで、前記第１実施例の坑内測量システ
ムを用いて、実際に測量する場合について説明する。
ムを用いて、実際に測量する場合について説明する。
【００３４】シールド機６の座標位置を把握するための
測量当初は、図１に示すように、坑内に設定された後方
視準点Ｏの前方に、測角機能を有するレーザ照準機１を
設置する。次に、前記レーザ照準機１におけるシールド
機６側の任意の位置に、光波測距儀等を有するウエッジ
プリズム２を設置する。一方、シールド機６内にはあら
かじめレーザ光反射面に光電素子を用いたターゲット５
が設置されており、このターゲット５にはミニ反射プリ
ズム４等が設けられている。
測量当初は、図１に示すように、坑内に設定された後方
視準点Ｏの前方に、測角機能を有するレーザ照準機１を
設置する。次に、前記レーザ照準機１におけるシールド
機６側の任意の位置に、光波測距儀等を有するウエッジ
プリズム２を設置する。一方、シールド機６内にはあら
かじめレーザ光反射面に光電素子を用いたターゲット５
が設置されており、このターゲット５にはミニ反射プリ
ズム４等が設けられている。
【００３５】ついで、レーザ照準機１を設置したポイン
トと、ウエッジプリズム２を設置したポイント間の距離
Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後方視準点Ｏ
（既知）とレーザ照準機１とウエッジプリズム２の成す
角度θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズム２
の位置が求まる。
トと、ウエッジプリズム２を設置したポイント間の距離
Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後方視準点Ｏ
（既知）とレーザ照準機１とウエッジプリズム２の成す
角度θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズム２
の位置が求まる。
【００３６】前記ウエッジプリズム２は、遠隔操作によ
って回転が可能であり、このウエッジプリズム２を回転
させることによって、同一面内でレーザ光を任意の方向
に向けることが可能であり、レーザ光をシールド機６内
のターゲット５に容易に当てることができる。しかも、
レーザ照準機１とウエッジプリズム２とターゲット５の
成す角度θ2 もウエッジプリズム２の回転によって分か
る。
って回転が可能であり、このウエッジプリズム２を回転
させることによって、同一面内でレーザ光を任意の方向
に向けることが可能であり、レーザ光をシールド機６内
のターゲット５に容易に当てることができる。しかも、
レーザ照準機１とウエッジプリズム２とターゲット５の
成す角度θ2 もウエッジプリズム２の回転によって分か
る。
【００３７】また、ターゲット５に備えたミニ反射プリ
ズム４と、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀等の
如き測定手段によって、シールド掘進中であってもウエ
ッジプリズム２を設置したポイントと、ミニ反射プリズ
ム４等が設けられているポイント間の距離Ｌ2 を常時測
定することができる。
ズム４と、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀等の
如き測定手段によって、シールド掘進中であってもウエ
ッジプリズム２を設置したポイントと、ミニ反射プリズ
ム４等が設けられているポイント間の距離Ｌ2 を常時測
定することができる。
【００３８】よって、レーザスポットＳがターゲット５
から外れるまで、ウエッジプリズム２からのレーザ光の
角度θ2 は一定で、しかもウエッジプリズム２とミニ反
射プリズム４等間の距離Ｌ2 が分かるため、ターゲット
５上のレーザスポットＳの座標位置が分かる。
から外れるまで、ウエッジプリズム２からのレーザ光の
角度θ2 は一定で、しかもウエッジプリズム２とミニ反
射プリズム４等間の距離Ｌ2 が分かるため、ターゲット
５上のレーザスポットＳの座標位置が分かる。
【００３９】シールド機６内に設置されたターゲット５
は、レーザ光反射面が光電素子で形成されているため、
図４に示すように、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットＳの移動量Δｘ，Δｙを、シールド機６内に備え
たピッチング・ローリング計によりローリング補正して
容易に知ることができる。前記シールド機６の移動に伴
うレーザスポットＳの座標位置は、レーザスポットＳが
ターゲット５から外れるまで分かる。
は、レーザ光反射面が光電素子で形成されているため、
図４に示すように、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットＳの移動量Δｘ，Δｙを、シールド機６内に備え
たピッチング・ローリング計によりローリング補正して
容易に知ることができる。前記シールド機６の移動に伴
うレーザスポットＳの座標位置は、レーザスポットＳが
ターゲット５から外れるまで分かる。
【００４０】以上の３点（距離Ｌ1 ，Ｌ2 、角度θ1 ，
θ2 、ターゲット上の移動量Δｘ，Δｙ）を、シールド
機６が移動していても常時測定可能なため、シールド機
６の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機６の座標位置を常時把握することができる。
θ2 、ターゲット上の移動量Δｘ，Δｙ）を、シールド
機６が移動していても常時測定可能なため、シールド機
６の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機６の座標位置を常時把握することができる。
【００４１】シールド機６が移動してレーザ光がターゲ
ット５から外れたときは、ウエッジプリズム２を遠隔操
作により回転させ、レーザ光を再びターゲット５内に戻
す。これにより、シールド機６の位置を再度把握するこ
とができる。この操作を、ウエッジプリズム２により反
射されたレーザ光がターゲット５に当たらなくなるまで
続ける。
ット５から外れたときは、ウエッジプリズム２を遠隔操
作により回転させ、レーザ光を再びターゲット５内に戻
す。これにより、シールド機６の位置を再度把握するこ
とができる。この操作を、ウエッジプリズム２により反
射されたレーザ光がターゲット５に当たらなくなるまで
続ける。
【００４２】曲線施工が進んで、レーザ光がターゲット
５に当たらなくなったときは、図２から分かるように、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２をシールド機
６に近い位置に移動させ、このウエッジプリズム２とレ
ーザ照準機１間に、測角機能を持った他のウエッジプリ
ズム３を設置し、レーザ照準機１から新たに設置された
ウエッジプリズム３にレーザ光を向ける。そして、新た
に設置されたウエッジプリズム３を回転させ、シールド
機６側のウエッジプリズム２にレーザ光を向ける。ま
た、ウエッジプリズム２を回転させ、シールド機６内に
設置されたターゲット５にレーザ光を当てる。
５に当たらなくなったときは、図２から分かるように、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２をシールド機
６に近い位置に移動させ、このウエッジプリズム２とレ
ーザ照準機１間に、測角機能を持った他のウエッジプリ
ズム３を設置し、レーザ照準機１から新たに設置された
ウエッジプリズム３にレーザ光を向ける。そして、新た
に設置されたウエッジプリズム３を回転させ、シールド
機６側のウエッジプリズム２にレーザ光を向ける。ま
た、ウエッジプリズム２を回転させ、シールド機６内に
設置されたターゲット５にレーザ光を当てる。
【００４３】そして、図２に示すように、測角機能を持
ったレーザ照準機１により角度θ1を測定し、新たに設
置されたウエッジプリズム３により角度θ2 を測定し、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２により角度θ
3 を測定する。さらに、レーザ照準機１が設置されてい
るポイントとウエッジプリズム３が設置されているポイ
ント間の距離Ｌ1 と、両ウエッジプリズム２，３が設置
されているポイント間の距離Ｌ2 と、ウエッジプリズム
２が設置されているポイントとミニ反射プリズム４等が
設けられているポイント間の距離Ｌ3 とを測定する。前
記距離Ｌ3 は、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀
等により常時測定することができる。
ったレーザ照準機１により角度θ1を測定し、新たに設
置されたウエッジプリズム３により角度θ2 を測定し、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２により角度θ
3 を測定する。さらに、レーザ照準機１が設置されてい
るポイントとウエッジプリズム３が設置されているポイ
ント間の距離Ｌ1 と、両ウエッジプリズム２，３が設置
されているポイント間の距離Ｌ2 と、ウエッジプリズム
２が設置されているポイントとミニ反射プリズム４等が
設けられているポイント間の距離Ｌ3 とを測定する。前
記距離Ｌ3 は、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀
等により常時測定することができる。
【００４４】以上の作業により、ウエッジプリズム２，
３の位置が求まり、図１について説明したところと同じ
原理により、シールド機６の座標位置を常時把握するこ
とができる。また、この場合も、シールド機６内のター
ゲット５からレーザスポットＳが外れたときは、ウエッ
ジプリズム２，３を回転させ、ターゲット５内にレーザ
スポットＳを戻し、この操作をターゲット５にレーザス
ポットＳが当たらなくなるまで行う。
３の位置が求まり、図１について説明したところと同じ
原理により、シールド機６の座標位置を常時把握するこ
とができる。また、この場合も、シールド機６内のター
ゲット５からレーザスポットＳが外れたときは、ウエッ
ジプリズム２，３を回転させ、ターゲット５内にレーザ
スポットＳを戻し、この操作をターゲット５にレーザス
ポットＳが当たらなくなるまで行う。
【００４５】さらに曲線施工が進んで、シールド機６内
のターゲット５にレーザスポットＳが当たらなくなった
ときは、光波測距儀等を備えたウエッジプリズム２を再
びシールド機６の方向に前進させ、このウエッジプリズ
ム２とその後方のウエッジプリズム３間に、測角機能を
有する他のウエッジプリズムを新設し、以下図２につい
て説明したところと同様の操作を行い、シールド機６の
座標位置を把握する。
のターゲット５にレーザスポットＳが当たらなくなった
ときは、光波測距儀等を備えたウエッジプリズム２を再
びシールド機６の方向に前進させ、このウエッジプリズ
ム２とその後方のウエッジプリズム３間に、測角機能を
有する他のウエッジプリズムを新設し、以下図２につい
て説明したところと同様の操作を行い、シールド機６の
座標位置を把握する。
【００４６】以上の説明から分かるように、この第１実
施例によれば、曲線施工が進むにつれて、光波測距儀等
を備えたウエッジプリズム２をシールド機６側に移動さ
せ、測角機能を有するウエッジプリズムを順次設置して
行くことにより、測角機能を有するレーザ照準機１を動
かすことなく、曲線施工区間においてシールド機６の座
標位置を、容易にしかも常時把握することができる。
施例によれば、曲線施工が進むにつれて、光波測距儀等
を備えたウエッジプリズム２をシールド機６側に移動さ
せ、測角機能を有するウエッジプリズムを順次設置して
行くことにより、測角機能を有するレーザ照準機１を動
かすことなく、曲線施工区間においてシールド機６の座
標位置を、容易にしかも常時把握することができる。
【００４７】また、この第１実施例の坑内測量システム
を、シールド機の自動掘進制御に利用することもでき
る。
を、シールド機の自動掘進制御に利用することもでき
る。
【００４８】第２実施例：図５は本発明の第２実施例を
示すもので、ウエッジプリズムを二つのプリズムを組み
合わせて構成した場合を示す図である。
示すもので、ウエッジプリズムを二つのプリズムを組み
合わせて構成した場合を示す図である。
【００４９】この図５に示す第２実施例では、ウエッジ
プリズムが二つのプリズム２２，２３を組み合わせて構
成されている。前記二つのプリズム２２，２３は、同じ
材質のガラスで製作され、小さな稜角σを持ち、しかも
薄く形成されている。この二つのプリズム２２，２３
を、図５に示す位置から互いに反対方向にφ°回転させ
ると、方向転角εは同一面内で行われ、次の数２で表さ
れる。
プリズムが二つのプリズム２２，２３を組み合わせて構
成されている。前記二つのプリズム２２，２３は、同じ
材質のガラスで製作され、小さな稜角σを持ち、しかも
薄く形成されている。この二つのプリズム２２，２３
を、図５に示す位置から互いに反対方向にφ°回転させ
ると、方向転角εは同一面内で行われ、次の数２で表さ
れる。
【００５０】
【数２】ε＝２（ｎ−１）σ×ｃｏｓφ
【００５１】よって、二つのプリズム２２，２３を回転
させることにより、同一面内の任意の方向から入射した
光線を屈折させることができる。
させることにより、同一面内の任意の方向から入射した
光線を屈折させることができる。
【００５２】第３実施例：前記シールド機６内のターゲ
ット５は、光電素子を用いるものに限らず、ＴＶカメラ
でターゲット５を監視し、レーザスポットが一定の位置
から動かないように、シールド機６の移動に追従させ
て、ウエッジプリズム２を操作するようにしてもよい。
ット５は、光電素子を用いるものに限らず、ＴＶカメラ
でターゲット５を監視し、レーザスポットが一定の位置
から動かないように、シールド機６の移動に追従させ
て、ウエッジプリズム２を操作するようにしてもよい。
【００５３】第４実施例：前記第１実施例のターゲット
５の代わりに、前方のターゲットがレーザ光を透過し、
後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の２枚ターゲ
ットを用いてもよい。この２枚ターゲットを用いること
により、レーザスポットの位置座標の他に、シールド機
６の向きも同時に分かる。
５の代わりに、前方のターゲットがレーザ光を透過し、
後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の２枚ターゲ
ットを用いてもよい。この２枚ターゲットを用いること
により、レーザスポットの位置座標の他に、シールド機
６の向きも同時に分かる。
【００５４】第５実施例：シールド機６が比較的大きい
場合には、前記第１実施例のターゲット５の代わりに、
ジャイロコンパスを設置してもよい。このジャイロコン
パスを用いれば、シールド機６が移動したときの位置座
標とともに、向きも分かる。
場合には、前記第１実施例のターゲット５の代わりに、
ジャイロコンパスを設置してもよい。このジャイロコン
パスを用いれば、シールド機６が移動したときの位置座
標とともに、向きも分かる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
見通しの利かないシールドトンネル等において坑内に設
定された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機
と、このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置さ
れたウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置の
ウエッジプリズムに設けられた測距儀と、反射プリズム
等を備えかつシールド機内に設けられたターゲットとを
具備しており、レーザ照準機をシールド機の後方に据え
たまま、シールド機の座標位置を把握でき、またウエッ
ジプリズムは遠隔操作によって回転させることができる
ので、省力化を図り得る効果があり、曲線施工が進んで
も、レーザ照準機を後方に置いたまま、測距儀を備えた
ウエッジプリズムをシールド機側に移動させ、その後方
に測角機能を有するウエッジプリズムを次々に設置して
行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続追跡する
ことができるし、曲線部での盛り換えを容易に行うこと
ができるし、測量の基準点となるレーザ照準機を動かす
ことなくシールド機の座標位置を把握できるので、測量
回数を大幅に削減し得る効果がある。
見通しの利かないシールドトンネル等において坑内に設
定された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機
と、このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置さ
れたウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置の
ウエッジプリズムに設けられた測距儀と、反射プリズム
等を備えかつシールド機内に設けられたターゲットとを
具備しており、レーザ照準機をシールド機の後方に据え
たまま、シールド機の座標位置を把握でき、またウエッ
ジプリズムは遠隔操作によって回転させることができる
ので、省力化を図り得る効果があり、曲線施工が進んで
も、レーザ照準機を後方に置いたまま、測距儀を備えた
ウエッジプリズムをシールド機側に移動させ、その後方
に測角機能を有するウエッジプリズムを次々に設置して
行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続追跡する
ことができるし、曲線部での盛り換えを容易に行うこと
ができるし、測量の基準点となるレーザ照準機を動かす
ことなくシールド機の座標位置を把握できるので、測量
回数を大幅に削減し得る効果がある。
【００５６】また、本発明によれば、ターゲットとし
て、前方のターゲットがレーザ光を透過し、後方のター
ゲットがレーザ光を受ける型式の所望の枚数のターゲッ
トを用いているので、レーザスポットの位置座標の他
に、シールド機の向きをも同時に把握し得る効果があ
る。
て、前方のターゲットがレーザ光を透過し、後方のター
ゲットがレーザ光を受ける型式の所望の枚数のターゲッ
トを用いているので、レーザスポットの位置座標の他
に、シールド機の向きをも同時に把握し得る効果があ
る。
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、各機器の基
本的な配置を示す平面図である。
本的な配置を示す平面図である。
【図２】第１実施例において、曲線施工が進んだときの
ウエッジプリズムの配置を示す平面図である。
ウエッジプリズムの配置を示す平面図である。
【図３】ウエッジプリズムの一例を示す図である。
【図４】シールド機の移動に伴うレーザスポットの位置
座標について、シールド機内のターゲットから見た図で
ある。
座標について、シールド機内のターゲットから見た図で
ある。
【図５】本発明の第２実施例を示すもので、ウエッジプ
リズムを二つのプリズムを組み合わせて構成した場合を
示す図である。
リズムを二つのプリズムを組み合わせて構成した場合を
示す図である。
Ｏ 後方視準点 １ 測角機能付きレーザ照準機 ２ 光波測距儀を備えたウエッジプリズム ３ 測角機能を有するウエッジプリズム ４ ミニ反射プリズム ５ ターゲット ６ シールド機 ２１ ウエッジプリズムを構成しているプリズム ２２ ウエッジプリズムを構成しているプリズム ２３ ウエッジプリズムを構成しているプリズム
Claims (2)
- 【請求項１】 見通しの利かないシールドトンネル等に
おいて坑内に設定された後方視準点の前方に、測角機能
を有するレーザ照準機を設置し、レーザ照準機から離れ
たシールド機側の位置に、レーザ照準機から照射される
レーザ光を屈折させ、かつ屈折されたレーザ光の方向転
角を測定可能なウエッジプリズムに測距儀を設け、かつ
シールド機内に、ターゲットを設けたことを特徴とする
ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の坑内測量システムにおい
て、見通しの利かないシールドトンネル等で、レーザ照
準機から照射されるレーザ光を屈折させ、かつ屈折され
たレーザ光の方向転角を測定可能なウェッジプリズム
を、レーザ照準機と、測距儀を設けたウェッジプリズム
との間に、適数個、配置することを特徴とするウェッジ
プリズムを用いた坑内測量システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382092A JPH05340186A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382092A JPH05340186A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340186A true JPH05340186A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15967762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17382092A Pending JPH05340186A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112855173A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-28 | 中建五局土木工程有限公司 | 一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统 |
| CN114107815A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种高韧耐磨盾构机镶齿滚刀刀圈及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968616A (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-18 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | トンネル掘進機用位置追尾装置における基準点盛替方式 |
| JPH0377444A (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | 情報伝送装置 |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP17382092A patent/JPH05340186A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968616A (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-18 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | トンネル掘進機用位置追尾装置における基準点盛替方式 |
| JPH0377444A (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | 情報伝送装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112855173A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-28 | 中建五局土木工程有限公司 | 一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统 |
| CN112855173B (zh) * | 2021-01-21 | 2022-07-05 | 中建五局土木工程有限公司 | 一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统 |
| CN114107815A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种高韧耐磨盾构机镶齿滚刀刀圈及其制备方法 |
| CN114107815B (zh) * | 2021-11-23 | 2022-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种高韧耐磨盾构机镶齿滚刀刀圈及其制备方法 |
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