JPH0769178B2 - シールド推進掘削の位置測量装置 - Google Patents

シールド推進掘削の位置測量装置

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JPH0769178B2
JPH0769178B2 JP2059215A JP5921590A JPH0769178B2 JP H0769178 B2 JPH0769178 B2 JP H0769178B2 JP 2059215 A JP2059215 A JP 2059215A JP 5921590 A JP5921590 A JP 5921590A JP H0769178 B2 JPH0769178 B2 JP H0769178B2
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propulsion
shield
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博明 山口
正彦 山本
寛治 柴谷
昇一 坂西
哲也 新保
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シールド推進掘削の位置測定装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、いわゆるシールド推進掘削の位置測量には、トラ
ンシットなどによる坑内測量が代表される。この位置測
量を精密に行うことにより、計画線と施工線との誤差を
約2〜3cm程度内に抑えることができる。誤差はこのよ
うに僅かであるが、実際の施工では、各種理由により、
掘削の途中において、必ず一度はビジュアルに坑道の位
置測量を行い、計画線と施工線との相対誤差を確認す
る。そこで従来このようなビジュアルな位置測量として
は、立坑を用いて測量するのが一般的である。この測量
は、地上の計画線から坑壁を突き破る立坑を穿ち、この
穿かれた坑壁面の貫通孔を坑内から観察し、坑道の施工
線と地上の計画線との相対位置を確認するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術は、掘進精度を直接ビジ
ュアルに確認できるという利点はあるが、そのために
は、立坑が坑壁をも突き破るため、仮に地盤が悪い場合
など、立坑から坑内に泥水や土砂が進入し、この結果、
作業者の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備の破損など
を促進するようになるという欠点がある。さらには一旦
突き破られた坑壁は補填しなければならず、この補填作
業は、施工上不可欠とは言え、手数のかかるものとなっ
ている。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、危
険を伴うことなく、正確に、容易に、かつ、補填作業を
伴うことなく坑道の位置計測をすることができる、シー
ルド推進掘削の位置測量装置を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明に係わるシールド推進
掘削の位置測量装置は、シールド推進坑の外壁部材の外
面に設けられ、推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象
なる鉛直方向の磁界を発生する磁界発生器と、地上か
ら、前記磁界発生器の対象磁界の中心線に向かってその
近傍まで穿った立坑と、この立坑内の先端部位に設けら
れ、前記磁界発生器の対象磁界のそれぞれの強度を受信
する磁界受信器と、この磁界受信器が受信した前記対象
磁界の強度のそれぞれを入力して相互の強度差を出力す
る出力手段と、予め、各種磁界強度差と位置の値との対
応データテーブルを記憶する記憶手段と、前記対応デー
タテーブルを基に、前記磁界強度差を位置の値に変換す
る変換手段と、前記位置の値を表示する表示手段とから
なる構成とした(請求項1の発明)。上記構成におい
て、磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に直交する
線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界である構成で
もよく(請求項2の発明)、又は推進方向に平行な線を
含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界と、推進方向に直
交する線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界とであ
り、これら磁界が前後して発生する構成であってもよい
(請求項3の発明)。さらに、上記構成において、外壁
は、シールド推進機のスキンプレートであってもよく
(請求項4の発明)、又はシールド推進機の後方のセグ
メントであってもよい(請求項5の発明)。
〔作 用〕
請求項1の構成によれば、シールド推進掘削による坑道
の水平方向の偏心量を検出するようになる。即ち、磁界
発生器の中心に向かって穿かれた立坑の底部には磁界受
信器が装着されている。これに対し前記磁界発生器は、
シールド推進掘削坑の外壁部材の外面の位置において、
推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の
対象磁界を発生する。磁界受信器はこれら対象磁界の強
度の各々を受信して出力手段に出力する。この出力手段
は、対象磁界の強度差を出力する。仮に磁界受信器の位
置が坑道の掘進方向に対して右寄りの位置にあるとする
と、この磁界受信器が受信する磁界強度は、右側磁界の
方が左側磁界よりも強くなる。この磁界強度差は変換手
段により、記憶手段で予め記憶されている各種磁界強度
差と位置との対応データテーブルと比較され、該磁界強
度差に相当する位置の値に変換され、表示手段によって
ビジュアルにオペレータに表示される。次に請求項2の
発明によれば、シールド推進掘削による坑道の深さ方向
の偏心量を検出するようになる。即ち、上記請求項1の
構成と異なり、磁界発生器は推進方向に直交する線を含
む鉛直面に対象なる磁界を発生する。従って、仮に坑道
が前下がりに傾斜しているとすると、掘進方向は正しく
とも、この磁界受信器が受信する磁界強度は、後側磁界
の方が前側の磁界よりも強くなる。請求項3は上記2つ
の構成を組み合わせて構成してある。即ち、シールド推
進掘削による坑道の水平方向の偏心量と深さ方向の偏心
量とを検出するようになる。即ち、磁界発生器は、推進
方向に平行な線を含む鉛直面に対象なる磁界と、推進方
向に直交する線を含む鉛直面に対象なる磁界とが、前後
して発生するようになる。請求項4と請求項5とは、上
記請求項1〜請求項3の構成において、磁界発生器が設
置される部材について、例示的に示したものである。即
ち、磁界発生器は、シールド推進機のスキンプレートの
外面に設置してもよく(請求項4の発明)、またシール
ド推進機の後方のセグメントの外面に設置してもよい
(請求項5の発明)。上記構成の結果として、立坑はシ
ールド壁を突き破ることがなくなる。
〔実施例〕
以下本発明のシールド推進掘削の位置測量装置に係わる
好適な実施例を図面を参照して説明する。同図は、本発
明で総ての実施例の大略構成を示す図であって、掘進し
てきたシールド掘進機70の施工線C2が地上10の計画線C1
から見て如何なる位置にあるかを測量する図である。第
1実施例は、同図において、シールド推進機70のスキン
プレート71の外表面に磁界発生機40が固設してある。こ
の磁界発生器40は、推進方向に平行な線である施工線C2
を含む鉛直面を中心とし、かつ、推進方向を長手方向と
する方形ループコイルで形成されている。この方形ルー
プコイルに定電流を印加することにより、施工線C2を含
む鉛直面を対象中心として、鉛直方向に対象なる2つの
磁界が形成される。この磁界発生器40の対象磁界の中心
に向かって、地上10の計画線C1上の基準点Sから、ボー
リングマシンを用い、立坑20を穿たれている。この立坑
20の先端部と磁界発生器40の中心とは、従来の技術であ
るトランシットなどの測量により、2〜3cm程度の誤差
をもって、突き当たる。前記立坑20の底部にはその先端
から所定距離δ離間した位置に磁界受信器30が固設され
ている。本実施例におけるこの磁界受信器30は、2つの
コイルを推進方向と直交する鉛直平面内において互いに
直交せしめた構成であり、前記磁界発生器40が発生する
磁束に沿って配置されることになる。この磁界受信機30
は、さらにリード線を介して地上10のマイコン50と、CR
Tディスプレイ60とに接続されている。前記立坑20の先
端部は、丁度この磁界発生器の中心に対して上及び前後
左右が±2〜3cm内である誤差で突き当たることにな
る。ところで本発明(本実施例)は、これらの誤差の有
無に係わらず、水平方向の偏心量を正確に測量すること
ができる。即ち、仮に立坑20が、即ち磁界受信器30が、
推進方向に対して右側に位置した場合(即ち地上の計画
線C1に対して坑道の施工線C2が左に偏心している場
合)、磁界発生器40は発生する左右の対象磁界に対し、
受信する磁界受信機30の磁界強度は右側の方が左側より
も強くなる。各々の受信磁界強度はマイコン50に送られ
て、それぞれの強度差を演算された後、ROMにより予め
記憶された各種磁界強度差と位置(本実施例では長さで
あるが偏角としてもよい)との対応データテーブルと比
較され後、強度差を位置の値に変換される。そこでこの
位置の値はCRTディスプレイによって表示される。本実
施例におる表示は、単なる偏心長さmmの表示と、鳥瞰図
とを表示する。即ち、左右の磁界強度に差がなければ、
偏心量は零であるが、左右の磁界強度に差があれば、偏
心量が位置量として表示される。本実施例では、マイコ
ン50は請求の範囲に記載される出力手段(4)と、記憶
手段(5)と、変換手段(6)とを総合している。第2
実施例は、磁界発生器40は、推進方向線に直交する鉛直
面に対象なる磁界を発生する。即ち磁界発生器40は、上
記第1実施例と同様にループコイルを用いているが、そ
の長手方向は推進方向線に直交するように設けてあり、
定電流をこれに印加することにより、推進方向線に直交
する鉛直面に対象なる2つの磁界を発生する。これに対
し、磁界受信機40を構成する2つのコイルは推進方向の
鉛直平面内において互いに直交するように構成してあ
る。この実施例における他の構成は、上記第1実施例の
構成と同様である。但しこの場合、表示手段に現れる値
は、シールド推進掘削の推進方向の傾きとなる。第3実
施例は、上記第1実施例と、上記第2実施例とを合わせ
た構成である。この場合、磁界発生器40なる方形ループ
コイルは、長手方向が推進方向線のものと、推進方向線
に直行するものとの2つが準備される。この場合、これ
ら2つの方形ループコイルに同時に電流が印加されるこ
とはない。仮に2つの方形ループコイルに同時に電流が
印加されると、2つの磁界が総合されて偏心量を測量す
ることができなくなるためである。この場合における磁
界受信器30は、上記磁界発生器40に合わせ、2つのコイ
ルを一組として、1組は推進方向と直交する鉛直面に配
置され、他の1組は推進方向の鉛直面に配置される2組
のコイルからなる。その他の実施例としては、磁界発生
器40は、上記実施例のようなシールド推進機のスキンプ
レートの外表面ばかりでなく、シールド推進機の後方の
セグメントの外表面などであってもよい。即ち、シール
ド推進掘削坑の外壁部材の外面の位置ならば、かつ、既
知の位置であるならば、何処に設置してもよい。また、
磁界発生器40は、請求項1又は請求項2の構成であるな
らば、上記実施例のように方形ループコイルである必要
はなく、永久磁石であってもよい。上記実施例によれ
ば、掘進精度を直接ビジュアルに確認することはできな
いが、従来のように立坑が坑壁を突き破ることがないた
め、仮に地盤が悪い場合などであっても、立坑から坑内
に泥水や土砂が進入することがない。この結果、作業者
の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備の破損などを促進
するようなことはなくなる。勿論従来のような補填作業
を排除することができるようになる。また、単に対象磁
界強度を比較検出するという簡単かつ扱い易い指標を用
いているため、高精度なシールド推進掘削の位置測量装
置を期待することができる。尚、本発明(本実施例)を
利用して、坑道の全体測量をするのも容易である。即
ち、磁界受信機30の位置は地上の計画線C1及び基準点S
から容易に判明する。深さl1についてはボーリング長さ
から磁界受信機40の位置δを差し引いた長さである。他
方、磁界発生器40もまた、施工線から如何なる位置にあ
るかは既知である。従って、本発明に基づく表示値であ
る位置データをこれらに加算することによって、全体測
量を容易に行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係わるシールド推進掘削
の位置測量装置によれば、立坑を用いた位置測量である
ことは従来の技術と変わるところではないが、坑壁外面
に備えた磁界発生器による対象磁界を立坑内の磁界発信
器で検出してこれらを比較後、位置データに変換して表
示するという簡単かつ確実な構成を採用しているため、
従来のように立坑が坑壁を突き破ることがなく、このた
め、仮に地盤が悪い場合などであっても、立坑から坑内
に泥水や土砂が進入することがない。この結果、作業者
の危険、坑内の汚れ、及び坑内諸設備の破損などを促進
するようなことはなくなる。勿論従来のような補填作業
を排除することができるようになる。また、単に対象磁
界強度を比較検出するという簡単かつ扱い易い指標を用
いているため、高精度なシールド推進掘削の位置測量装
置となり得る。
【図面の簡単な説明】
図面は、シールド推進掘削の斜視図であって、本発明に
係わるシールド推進掘削の位置測量装置の大略構成図で
ある。 10……地上 20……立坑 30……磁界受信器 40……磁界発生器 50……マイコン 60……CRTディスプレイ 70……シールド掘進機 71……スキンプレート C1……計画線 C2……施工線 S……基準点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 哲也 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 審査官 寺山 啓進 (56)参考文献 特開 昭55−142898(JP,A) 特開 昭63−171996(JP,A) 特開 昭62−190412(JP,A) 特開 昭62−247207(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)シールド推進坑の外壁部材の外面に
    設けられ、推進方向に平行な線を含む鉛直面に対象なる
    鉛直方向の磁界を発生する磁界発生器と、 (2)地上から、前記磁界発生器の対象磁界の中心線に
    向かってその近傍まで穿った立坑と、 (3)この立坑内の先端部位に設けられ、前記磁界発生
    器の対象磁界のそれぞれの強度を受信する磁界受信器
    と、 (4)この磁界受信器が受信した前記対象磁界の強度の
    それぞれを入力して相互の強度差を出力する出力手段
    と、 (5)予め、各種磁界強度差と位置の値との対応データ
    テーブルを記憶する記憶手段と、 (6)前記対応データテーブルを基に、前記磁界強度差
    を位置の値に変換する変換手段と、 (7)前記位置の値を表示する表示手段と、 以上からなる構成を特徴とするシールド推進掘削の位置
    測量装置。
  2. 【請求項2】磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に
    直交する線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界であ
    ることを特徴とする請求項1記載のシールド推進掘削の
    位置測量装置。
  3. 【請求項3】磁界発生器が発生する磁界は、推進方向に
    平行な線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の磁界と、推
    進方向に直交する線を含む鉛直面に対象なる鉛直方向の
    磁界とであり、これら磁界が前後して発生することを特
    徴とする請求項1記載のシールド推進掘削の位置測量装
    置。
  4. 【請求項4】外壁は、シールド推進機のスキンプレート
    である請求項1、請求項2又は請求項3記載のシールド
    推進掘削の位置測量装置。
  5. 【請求項5】外壁は、シールド推進機の後方のセグメン
    トである請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4記
    載のシールド推進掘削の位置測量装置。
JP2059215A 1990-03-08 1990-03-08 シールド推進掘削の位置測量装置 Expired - Lifetime JPH0769178B2 (ja)

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