JPH0715897U - シールド掘進機の地山検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地山の状態を３次元的に検知できる地山検知
装置を提供する。 【構成】 地中を掘進するシールド本体１に、前方の地
山１８へ出没自在に突出するボーリング管５を設け、こ
のボーリング管５の外周面に、地山１８の比抵抗分布を
３次元的に検出する探査電極６を設けたもので、シール
ド本体１前方の地山１８の状態が広範囲に亘って検知で
きるため、効率のよい掘削が可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は地山の比抵抗を測定することにより地山の状態を検知するシールド 掘進機の前方検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種の装置として例えば特公平３−３４５５９号公報や、特開平３−２ ５７３９５号公報に記載されたものが公知である。 前者の検知装置は、スキンプレートに設けた通電電極により地山に通電して電 位分布を形成し、この電位分布と通電電流より見かけの比抵抗を求め、この見か けの比抵抗の変化から地山の状態を検知するようにしている。

【０００３】 また後者の検知装置は、マトリックス状に配置した複数の電極のうち、任意の 一対の電極を選択して電源を接続し、これら電極の出力信号に基づいて地中の比 抵抗を求め、得られた比抵抗の変化から地山の状態を検知するようにしたもので ある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし上記従来の検知装置では、検知範囲がスキンプレートやカッタヘッドの 近傍に限定され、シールド掘進機前方の地中障害物を検知することに利用できな かった。 しかも２次元的な検知によるため、広範囲な検知が困難であるなどの不具合が あった。 この考案はかかる不具合を改善するためになされたもので、地山を３次元的に 検出することにより、広範囲に亘って地山の状態が検知できるようにしたシール ド掘進機の地山検知装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 この考案は上記目的を達成するために、地中を掘進するシールド本体に、前方 の地山へ出没自在に突出するボーリング管を設け、このボーリング管の外周面に 、地山の比抵抗分布を３次元的に検出する探査電極を設けたものである。

【０００６】

【作用】

上記構成によりシールド本体前方の地山の状態が広範囲に検出できるため、地 山の状態に応じた効率のよい掘削が可能になる。

【０００７】

【実施例】

この考案の一実施例を図面を参照して詳述する。 図１は地中を掘進中のシールド掘進機を示すもので、この図で１はシールド本 体、２はシールド本体１の前部に回転自在に設けられたカッタヘッド、３は掘削 されたトンネルの内壁を覆工するセグメント、そして４がこの考案の地山検知装 置を示す。 上記地山検知装置４はシールド本体１よりカッタヘッド２を貫通して前方へ出 没するボーリング管５を有しており、このボーリング管５の途中に探査電極６が 設けられている。

【０００８】 上記探査電極６は図２及び図３に示すように、筒状の絶縁体６ａの外周面に軸 線方向に間隔を存して複数の電極６ｂを設けたもので、各電極６ｂは絶縁体６内 に配線されたケーブル７を介してシールド本体１内などに設置された図４に示す 計測装置８に接続されている。 計測装置８は電極６ｂの接続されたリレー回路９と、このリレー回路９をコン トロールするリレーコントロール回路１０、電極６ｂからの信号を増幅するプリ アンプ１１、電圧を測定するロックインアンプ１２と、電流を測定するロックイ ンアンプ１３、上記リレーコントロール回路１０やロックインアンプ１２、１３ を制御するＣＰＵ及び表示部１４、そしてプリアンプ１１やロックインアンプ１ ３へ定電流を供給する定電流源１５などより構成されている。

【０００９】 次に作用を説明すると、シールド掘進機による掘削中は、ボーリング管５はシ ールド本体１内に格納し、地山１８の状態を検出するときに目標位置まで前方へ 押し出す。 そしてボーリング管５の途中に設けた探査電極６により地山１８の比抵抗を計 測装置８により測定する。

【００１０】 いま例えば探査電極６の各電極６ｂが図５に示すようにダイポール・ダイポー ル配置されている場合、電極６ｂのうちＣ₁ 、Ｃ₂ に電流を流して、そのとき地 山１８に流れる電流により発生する電圧を別の電極Ｐ₁ 、Ｐ₂ で測定する。 このときの探査電極６の感度は、各電極６ｂの間隔をａとした場合、電極６ｂ から距離（ｎ＋１）ａ／２離れた地山１８内のＱＤを中心とする半径ａの円内に あり、この領域の見かけの比抵抗値は、 Ｐｅ＝πａｎ（ｎ＋１）（ｎ＋２）Ｖ／ｉ なおＶ：Ｐ₁ 、Ｐ₂ の電圧 ｉ：Ｃ₁ 、Ｃ₂ の電流 となり、この見かけの比抵抗の変化を測定することにより、地山１８の状態を検 知することができる。

【００１１】 以下同様に電流を流す電極Ｃ₁ 、Ｃ₂ と電圧を測定する電極Ｐ₁ 、Ｐ₂ をリレ ー回路９をコントロールするリレーコントロール回路１０により順次切換えて、 地山１８の別の位置の状態を検知する。 これによって２次元的に地山１８の比抵抗分布（疑似比抵抗断面）を求めるこ とができると共に、さらにボーリング管５を回転させながら上記と同様な測定を 行うことにより、図１及び図６の斜線で示す領域１９の地山１８の状態を検出す ることができる。

【００１２】 なお図１及び図６中領域２０は前回検知した範囲を示す。 また上記実施例では、探査電極６を、絶縁体６ａの外周面に電極６ｂを１列配 列した場合を説明したが、図８及び図９に示すように絶縁体６ａの外周面に複数 列配列すれば、ボーリング管５を回転させずに３次元的な検知が可能である。

【００１３】 さらに上記実施例では電極６ｂをダイポール・ダイポール配置としたが、ウエ ンナ配置やシュランベルジャ配置にしてもよいと共に、計測装置に出力される比 抵抗分布は、数値であっても、色表示または等高線表示であってもよい。

【００１４】

【考案の効果】

この考案は以上詳述したように、シールド本体の前方へボーリング管を突出し て、このボーリング管に設けた探査電極により地山の比抵抗分布を３次元的に測 定することにより地山の状態を検知するようにしたことから、掘進中の地山の状 態が広範囲に亘って精度よく行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例になるシールド掘進機の地
山検知装置を示す構成図である。

【図２】この考案の一実施例になる地山検知装置の探査
電極を示す側面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】この考案の一実施例になる地山検知装置の計測
装置を示すブロック図である。

【図５】この考案の一実施例になる地山検知装置の作用
説明図である。

【図６】この考案の一実施例になる地山検知装置の作用
説明図である。

【図７】図６のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図８】この考案の他の実施例になる探査電極の側面図
である。

【図９】図８のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ５ ボーリング管 ６ 探査電極 １８ 地山

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中を掘進するシールド本体１に、前方
   の地山へ出没自在に突出するボーリング管５を設け、こ
   のボーリング管５の外周面に、地山１８の比抵抗分布を
   ３次元的に検出する探査電極６を設けてなるシールド掘
   進機の地山検知装置。