JPH0586796A - 小口径管推進機の推進方向検知装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 パイロットヘッド４の方向を計測し修正しな
がら後方に設けた推進駆動部により推力を与えて掘進す
る第１工程と、掘削ヘッドにより掘進しながら掘削ヘッ
ドの後方に順次挿入された埋設管に推力を与えて順次埋
設する第２工程と、からなる小口径管推進機において、
第１工程のパイロットヘッドの掘進時に所定間隔毎に掘
進計画線に対して掘進方向線との鉛直なズレを測定する
とともにその計測値を記憶し、第２工程の埋設管の掘進
時に第１工程の所定間隔と同位置で掘進方向線との鉛直
なズレを測定するとともに第１工程との計測値と比較
し、その計測値の差が所定値を越えた時に少なくとも表
示あるいは音のいずれかにより警告を行う。 【効果】 作業者は推進装置の油圧ポンプの停止や油圧
の低下あるいは自動的な停止で立抗内の後部推進ジャッ
キでの推進力が過大になることを防止し、ヒューム管の
割れを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小口径管推進機の推進
方向検知装置および方法に係わり、特には、小口径管推
進機の２工程方式の推進方向を検出する推進方向検知装
置および方法を設けた小口径管推進機の推進方向検知装
置および方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小口径管推進機の２工程の掘進方
法としては、図６に示すように、まず１工程目はパイロ
ットヘッド１１１をセットしカッタ１１２を回転させ、
立抗内の後部推進ジャッキ１１３でパイロットヘッド１
１１を推進する。つぎに、パイロットヘッド１１１を推
進させるとともに所定の掘進計画線に沿ってズレがない
ように方向を修正しながら、次々にパイロット管１１４
を接続して行く。このパイロットヘッド１１１が到達立
抗１１５に到達すると、到達立抗１１５よりパイロット
ヘッド１１１の回収を行う。パイロットヘッド１１１の
回収が終了すると、到達立抗１１５よりパイロット管内
に、ズリ搬送用のスラリー管１１６を挿入する。つぎ
に、図７に示す２工程目に入り、発進立抗１１７では、
掘削ヘッド１１８をセットしてスラリー装置に接続す
る。２工程目では、１工程目のパイロット管１１４の穴
に沿いながら立抗内の後部推進ジャッキ１１３により推
進しながら掘削ヘッド１１８の前部のカッタ１１９によ
り掘削し、掘削されたズリ（土砂）１２０はスラリー化
されてスラリー管を通り到達立抗１１５に搬出される。
掘削ヘッドの推進と同時に、後部推進ジャツキにより埋
設管を順次接続して行く。掘削ヘッドが到達立抗に到達
すると掘削ヘッドを回収して作業は終了する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小口径
管推進機の掘進において、１工程目のパイロット管の掘
進がほぼ計画線に沿って施工が行われたとしても、２工
程目のヒューム管等の埋設管の推進時に、土砂が掘削ヘ
ッドの下部へ移動したり、また、掘削ヘッドの土砂の取
り込み口が土砂により閉塞され、掘削ヘッドがせり上が
り掘削ヘッドが１工程目のパイロット管の穴に沿わない
ことがある。そのため、立抗内の後部推進ジャッキでの
推進力が過大になり、ヒューム管が割れたりする等の問
題がある。本発明は上記問題に着目し、小口径管推進機
の掘進方向装置および方法に係わり、特には、小口径管
推進機の２工程方式の推進方向を検出する推進方向検知
装置および方法を設けた小口径管推進機の推進方向検知
装置および方法の改良を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明に係わる第１の発明では、パイロットヘッ
ドの方向を計測し修正しながら後方に設けた推進駆動部
により推力を与えて掘進する第１工程と、第１工程によ
り掘削されたパイロットの穴に沿って掘削ヘッドにより
掘進しながら後方に設けた推進駆動部により掘削ヘッド
の後方に順次挿入された埋設管に推力を与えて順次埋設
する第２工程と、からなる小口径管推進機において、第
１工程のパイロットヘッドの掘進時に所定間隔毎に掘進
計画線に対する掘進方向線との鉛直なズレを測定する測
定装置と、その測定値を記憶する記憶装置と、第２工程
の埋設管の掘進時に第１工程の所定間隔と同位置で掘進
方向線との鉛直なズレを測定する第２工程目の計測装置
と、第１工程との計測値とを比較し演算する演算装置
と、その計測値の差が所定値を越えた時に少なくとも表
示あるいは音のいずれかにより警告を行う警告装置と、
計測値の差が所定値を越えた時に推進装置を駆動する油
圧装置を制御する制御装置と、からなる。

【０００５】また、第２の発明では、パイロットヘッド
の方向を計測し修正しながら後方に設けた推進駆動部に
より推力を与えて掘進する第１工程と、第１工程により
掘削されたパイロットの穴に沿って掘削ヘッドにより掘
進しながら後方に設けた推進駆動部により掘削ヘッドの
後方に順次挿入された埋設管に推力を与えて順次埋設す
る第２工程と、からなる小口径管推進機において、第１
工程のパイロットヘッドの掘進時に所定間隔毎に掘進計
画線に対する掘進方向線との鉛直なズレを測定するとと
もにその計測値を記憶し、第２工程の埋設管の掘進時に
第１工程の所定間隔と同位置で掘進方向線との鉛直なズ
レを測定するとともに第１工程との計測値と比較し、そ
の計測値の差が所定値を越えた時に少なくとも表示ある
いは音のいずれかにより警告を行う。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、第１工程ではパイロットヘ
ッド内に、また、第２工程では掘削ヘッド内にレーザタ
ーゲットを設け、レーザトランシットからのレーザ光の
レーザターゲットに当たった位置で掘進方向線との鉛直
なズレを測定する測定装置を配設し、その計測値をコン
ピュータの掘進時に所定間隔毎に記憶装置に送信し記憶
するとともに、その位置をコンピュータで処理し表示装
置に表示する。

【０００７】また、このとき、第２工程目では、その計
測値の差が所定値を越えた時には警告を行うので、作業
者には異常の発生がすぐに分かる。このために、作業者
は推進装置の油圧ポンプを停止したり、油圧を低下させ
たり等の処置を取れる。また、警告を与えるとともに上
記の油圧装置を自動的に停止することも出来る。これに
より、立抗内の後部推進ジャッキでの推進力が過大にな
りことを防止でき、ヒューム管の割れを防止することが
できる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の小口径管推進機の掘進方向
装置および方法の実施例につき、図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明の小口径管推進機の掘進方向装
置の第１工程目の１実施例の概略を示す構成断面図、図
２は第２工程目の１実施例の概略を示す構成断面図を示
す。図３は本発明の小口径管推進機の掘進方向装置のブ
ロック図を示す。

【０００９】図１において、小口径管推進機１は、地表
から掘削されたビット２内に固設されるベース３上に推
進駆動部１００が進退移動可能に設置されている。上記
推進駆動部１００は、第１工程では、パイロットヘッド
４を押進する推進ジャッキ５が配設され、第２工程では
図２に示すパイロット管６内に挿通されスクリュー７に
回転を与えるモータ８と、推進駆動部１００を押進する
推進ジャッキ５と、からなる。モータ８には、歯車等を
介してスクリュー７が接続され、パイロットヘッド４の
先端にはカッタ９が配設され油圧モータ１０により回転
を受け土砂を掘削し推進ジャッキ５の押進により掘進し
ている。。推進ジャッキ５には、押し板１１を介してパ
イロット管６と、パイロット管６に当接されたパイロッ
トヘッド４が連接され、パイロットヘッド４を図示で左
方に移動させるようになされている。また、推進ジャッ
キ５はビット２の側壁面にそって設置される反力受１３
に対し推進ジャッキ５のピストンロッド５Ａを伸長する
ことにより押し板１１を図示で左方向に前進させるよう
になっている。

【００１０】パイロットヘッド４の先端部には、カッタ
９が回転自在に配設され、カッタ９はパイロットヘッド
４内の油圧モータ１０によりトルクを受け回転する。ま
た、カッタ９とカッタ９に連結された油圧モータ１０は
ロッド１５および、軸受け等により軸支された接続部１
６を介して揺動ジャッキ１７に連結され、パイロットヘ
ッド４内で揺動ジャッキ１７の伸長、伸縮により揺動
し、カッタ９は首振り可能になっている。さらに、パイ
ロットヘッド４内の後方近傍にはレーザターゲット１８
が配設され、ビット２内に配設されたレーザトランシッ
ト１９からのレーザ光１９ａを受けて当たった位置で掘
進方向線との鉛直なズレを測定する。また、パイロット
ヘッド４内には電気傾斜計２０が配設されパイロットヘ
ッド４の傾きを測定している。測定した位置ズレの計測
値はターゲット信号２１としてコンピュータ３０の記憶
装置３０ａに送られて記憶される。また、この計測値は
掘進の計画線と比較され、計画線に対してズレていると
きには揺動ジャッキ１７によりカッタ９を傾けてその推
進方向を修正するしながら掘進をして行く。

【００１１】図２において、第１工程であけられた穴の
パイロット管６に第２工程目の掘削ヘッド５０を接続し
て推進駆動装置１００により推進して掘進を行う。掘削
ヘッド５０は、パイロット管６内に挿通されスクリュー
７と、パイロット管６の外方でモータ８に接続されてい
る遊星歯車等のトルク伝達装置５１を経て回転するパイ
ロット管より大きい外径を有するカッタ５２と、トルク
伝達装置５１とベントナイト注入管５３等を収納する掘
削ヘッド管５４と、掘削ヘッド管５４内に配設されてい
る第２工程目のレーザターゲット５５と、からなる。カ
ッタ５２は掘削側は円錐形状を有し、推進駆動部１００
のモータ８により回転をうけるとともに、推進ジャッキ
５により押進されズリ（土砂）を掘削し、掘削されたズ
リはスリクュー７で前方に押し出される。

【００１２】第２工程目のレーザターゲット５５は第１
工程と同様にビット２内に配設されたレーザトランシッ
ト１９からのレーザ光１９ａを受けて当たった位置で掘
進方向線との鉛直なズレを測定する。測定した位置ズレ
の計測値はターゲット信号としてコンピュータ３０の演
算装置に送られて、第１工程の位置との比較等の演算を
行う。

【００１３】図３は本発明の小口径管推進機の掘進方向
装置のブロック図を示す。小口径管推進機１と立抗２に
は、第１工程のパイロットヘッド４の掘進時に所定間隔
毎に掘進方向線との鉛直なズレを測定するレーザターゲ
ット５５とレーザトランシット１９とからなる測定装置
６０と、あるいは、第２工程目の掘削ヘッド５０による
掘進時に第１工程の所定間隔と同位置で掘進方向線との
鉛直なズレを測定する第２工程目のレーザターゲット５
５とレーザトランシット１９とからなる測定装置６１
と、が配設される。測定装置６０、６１で計測されたタ
ーゲット信号２１は制御装置６５内に入力される。制御
装置６５は、ＣＰＵ６６、ＲＡＭ６７、ＲＯＭ６８、等
の演算、記憶、指令を行う演算装置６９および記憶装置
７０を含むコンピュータ３０と、キーボード（ＫＢイン
ターフェイスと言う。）７１、表示７２、プリンター７
３、および回線７４の各インターフェイスと、アナログ
／ディジタル変換器７５（Ａ／Ｄと言う。）と、パラレ
ルインプット、アウトプット７６（ＰＩＯと言う。）
と、からなる。ＫＢインターフェイス７１には、掘削計
画線のデータ、掘削条件等を入力するキーボード７１Ａ
が、また、表示インターフェイス７２には測定、あるい
は演算されたデータ等と演算された差が所定値を越えた
ときに異常を表示あるいは警告音を発する表示装置７２
Ａが、さらに、プリンターインターフェイス７３には測
定、あるいは演算されたデータ等を記録するプリンター
７３Ａが、各々接続されている。また、各データは記憶
装置に記憶しておくことなく、回線インターフェィス７
４より記録媒体７８に記録させておいても良い。

【００１４】ＰＩＯ７６とＡ／Ｄ７５にはアンプ７７が
接続され、アンプ７７には推進ジャッキ５、モータ８、
揺動ジャッキ１７あるいは、油圧モータ１０等に圧油を
供給する油圧ポンプ８１、油圧バルブ８２、あるいは、
調圧弁８３等の油圧制御装置８０が接続されている。ま
た、アンプ７７には、調圧弁８３の圧力を測定する圧力
センサー８４等が接続されている。

【００１５】上記構成において、作動について説明す
る。第１工程では、まず、パイロットヘッド４をセット
しカッタ９を回転させ、立抗２内の推進ジャッキ５でパ
イロットヘッド４を推進する。つぎに、パイロットヘッ
ド４を推進させるとともに所定の計画線に沿ってズレが
ないように方向を修正しながら、次々にパイロット管６
を接続して行く。この掘進時に図４のフローチャート図
のように行う。ステップ１ではその掘進方向の位置と掘
進方向線との鉛直なズレをレーザターゲット１８とレー
ザトランシット１９とからなる測定装置６０とで測定
し、そのデータを表示装置７２Ａに表示する。このと
き、所定間隔毎に、ステップ２のように、例えば、推進
ジャッキ５がストロークエンドに達して調圧弁８３がリ
リーフするか否かを判定し、リリーフしないときにはも
とに戻りデータ信号を継続して送信する。このとき、調
圧弁８３がリリーフするときの推進長は、例えば、通常
は埋設管の長さに等しいものとしておくが、必ずしも等
しくなくてある所定の間隔毎でも良い。

【００１６】ステップ３では調圧弁８３がリリーフする
とその掘進方向線の位置（推進長）と鉛直なズレを測定
し、コンピュータ３０の記憶装置７０に記憶するととも
に、表示装置７２Ａに表示しておく。この計測をステッ
プ４の掘進の推進終了の位置、すなわち、到達立抗８５
の位置が来るまで繰り返す。このとき、記録媒体に記録
しておいても良い。掘進の推進が終了の位置にきたとき
には推進機をストップさせる（ステップ５）。

【００１７】つぎに、第２工程に入り、まず、パイロッ
ト管６に掘削ヘッド５０を連結した後にカッタ５２を回
転させるとともに、推進ジャッキ５により押進しズリを
掘削する。このとき、掘削はパイロット管６に沿って前
進するが、パイロット管６の推進時の施工データ、例え
ば、掘削時の所定間隔と同位置で掘進方向線との鉛直な
ズレ、推進力等の施工データ、が同時に入力される（ス
テップ１０）。また、このとき、第２工程目のレーザタ
ーゲット３６は第１工程と同様にビット２内に配設され
たレーザトランシット１９からのレーザ光を受けて推進
長および位置を測定しそのターゲット信号を演算装置６
９に送り、そのデータを表示装置７２Ａに表示する（ス
テップ１１）。

【００１８】また、演算装置６９では、第１工程で測定
し記憶装置７０に記憶されたたパイロッ管１４の推進時
の位置データと現在のデータとを比較する（ステップ１
２）。ステップ１３ではその差が所定値以下、例えば±
５ｍｍ以下、か否かを判断する。所定値以上の場合に
は、ＰＩＯより油圧ポンプ８１に停止信号を出力する
（ステップ１７）。この指令とともに、表示装置７２Ａ
に「ポンプ停止」「位置のズレ大」などの表示を行ない
油圧ポンプ８１の停止を行う（ステップ１８）。

【００１９】ステップ１３でその差が所定値以下の場合
には、ステップ１４で後部推進ジャッキがストロークエ
ンドに達して調圧弁８３がリリーフしたか否かを判断
し、リリーフしない場合にはステップ１１に戻る。リリ
ーフした場合にはステップ１５に行き推進が終了したか
否かを判断し、終了しない場合には推進長を演算して加
算し（ステップ１６）、ステップ１１に戻る。終了した
場合には、推進機をストップさせ作業を終了する（１
９）。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１工程と第２工程の掘進方向線との鉛直なズレを測定
し、比較して、その計測値の差が所定値を越えた時には
警告を行うので、作業者には異常の発生がすぐに分か
る。これにより、作業者は推進装置の油圧ポンプを停止
したり、油圧を低下させたり等の処置を取ったり、ある
いは自動的に停止することも出来るので立抗内の後部推
進ジャッキでの推進力が過大になりことを防止でき、ヒ
ューム管の割れを防止することができるという優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小口径管推進機の掘進方向装置の第１
工程目の１実施例を示す構成断面図。

【図２】本発明の第２工程目の１実施例の概略を示す構
成断面図。

【図３】本発明の本発明の小口径管推進機の掘進方向装
置のブロック図。

【図４】本発明の本発明の小口径管推進機の第１工程の
フロチャートを示す図。

【図５】本発明の本発明の小口径管推進機の第２工程の
フロチャートを示す図。

【図６】従来の小口径管推進機の第１工程の１実施例の
概略を示す構成断面図。

【図７】従来の小口径管推進機の第２工程の１実施例の
概略を示す構成断面図。

【符号の説明】

１ 小口径管推進機、 ２ ビット、 ４ パイロットヘッド、 ５ 推進ジャッキ、 ６ パイロット管、 ８ モータ、 ９ カッタ、 １０ 油圧モータ、 １７ 揺動ジャッキ、 １８ レーザターゲット、 １９ レーザトランシット、 ２１ ターゲット信号、 ３０ コンピュータ、 ５０ 掘削ヘッド、 ５１ トルク伝達装置、 ５２ カッタ、 ５５ レーザターゲット、 ６０、６１ 測定装置、 ６５ 制御装置、 ６９ 演算装置、 ７０ 記憶装置、 ８０ 油圧装置、 ８１ 油圧ポンプ、 ８２ 油圧バルブ、 ８３ 調圧弁、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイロットヘッドの方向を計測し修正し
   ながら後方に設けた推進駆動部により推力を与えて掘進
   する第１工程と、第１工程により掘削されたパイロット
   の穴に沿って掘削ヘッドにより掘進しながら後方に設け
   た推進駆動部により掘削ヘッドの後方に順次挿入された
   埋設管に推力を与えて順次埋設する第２工程と、からな
   る小口径管推進機において、第１工程のパイロットヘッ
   ドの掘進時に所定間隔毎に掘進計画線に対して掘進方向
   線との鉛直なズレを測定する測定装置と、その測定値を
   記憶する記憶装置と、第２工程の埋設管の掘進時に第１
   工程の所定間隔と同位置で掘進方向線との鉛直なズレを
   測定する第２工程目の計測装置と、第１工程との計測値
   とを比較し演算する演算装置と、その計測値の差が所定
   値を越えた時に少なくとも表示あるいは音のいずれかに
   より警告を行う警告装置と、計測値の差が所定値を越え
   た時に推進装置を駆動する油圧装置を制御する制御装置
   と、からなることを特徴とする小口径管推進機の推進方
   向検知装置。
2. 【請求項２】 パイロットヘッドの方向を計測し修正し
   ながら後方に設けた推進駆動部により推力を与えて掘進
   する第１工程と、第１工程により掘削されたパイロット
   の穴に沿って掘削ヘッドにより掘進しながら後方に設け
   た推進駆動部により掘削ヘッドの後方に順次挿入された
   埋設管に推力を与えて順次埋設する第２工程と、からな
   る小口径管推進機において、第１工程のパイロットヘッ
   ドの掘進時に所定間隔毎に掘進計画線に対して掘進方向
   線との鉛直なズレを測定するとともにその計測値を記憶
   し、第２工程の埋設管の掘進時に第１工程の所定間隔と
   同位置で掘進方向線との鉛直なズレを測定するとともに
   第１工程との計測値と比較し、その計測値の差が所定値
   を越えた時に少なくとも表示あるいは音のいずれかによ
   り警告を行うことを特徴とする小口径管推進機の推進方
   向検知方法。