JPH086153Y2 - 切羽探知レーダー用防水アンテナ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、防水アンテナ装置、特
にシールド工法における掘進経路の状況を探査するた
め、シールド掘進機に取り付けられる切羽探知レーダー
用防水アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市トンネルなどの施工法としてシール
ド工法が広く用いられているが、このシールド工法にお
いては、カッターの回転数や切羽側への負荷圧力などの
掘削条件を適切に設定し、安全かつ確実な施工を行うこ
とが要請される。

【０００３】このような施工管理の適性を図るために、
掘進機の掘進経路の探査を行っておくことが必要とな
る。このような探査方式として、電磁波を利用した探査
方法が開発されている。

【０００４】この方法は、切羽前方の状況の探査や土質
の判断を電磁波の送受波によって行うものである。すな
わち、送信した電磁波の反射波によって、杭や埋木、緩
み領域などを探知し、表面伝搬波によって切羽土質の判
別などが行われている。このような電磁波を利用した探
査方法の場合、電磁波の送受波を行うための装置として
防水アンテナが必要となる。

【０００５】図６は、このような防水アンテナ１０が取
り付けられたシールド掘進機の面板部の正面側から見た
図が示されている。図示のように、アンテナ１０は面板
１２の表面部にケーシングに収められて取り付けられて
おり、送信用アンテナ１０ａと受信用アンテナ１０ｂと
から構成されている。

【０００６】面板１２には、図示のようにカッター１４
や掘削した土を面板部内に取り込むためのスリット１
６、さらにスリット開閉装置１８、さらに開閉式マンホ
ール１７などの種々の装備がなされている。従って、防
水アンテナ１０は、それらの必要不可欠な装備の取付に
邪魔にならない箇所に設ける必要があり、具体的には、
図示のように１個の防水アンテナ１０が面板１２の外周
部寄りに固定取付されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】上記のように、従来の
防水アンテナ１０は、面板１２の外周近傍位置に１個の
み取り付けられており、そして、この防水アンテナ１０
による電磁波の送受波は、一定の指向性をもって行われ
ている。

【０００８】従って、面板１２の回転によって得られる
防水アンテナ１０による探知結果は、図７に示すよう
に、防水アンテナ１０の取り付けられた位置の部分のド
ーナツ状の範囲である。すなわち、シールド掘進機の進
行方向の面板１２の前方部分のドーナツ状領域Ｘの範囲
のみの探知が行われていることとなる。

【０００９】しかしながら、より適切な掘削条件やより
安全な施工を行うためには、上記ドーナツ状領域Ｘに囲
まれた中心部分の探査や、ドーナツ状領域Ｘの外側の周
辺領域の探査も必要となる。すなわち、その中央領域に
埋木が存在している場合や、外側領域に水道管やガス管
などが設置されている場合には、これを的確に探知して
作業を行うことがより的確かつ安全な施工を行うことに
つながる。

【００１０】従って、従来の防水アンテナ１０の設置に
よっては得ることのできない上記ドーナツ状領域Ｘの中
央部及び外側部の的確な探知を行うことのできる防水ア
ンテナの設置が課題となっていた。

【００１１】考案の目的 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、その目的はトンネルの掘進工法において、切羽前方
を広範囲に漏れなく確実に探査することのできる切羽探
知レーダー用防水アンテナ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、シールド掘進機の切羽前方に向け電磁波
を送受波し、切羽前方の状況の探知を行う切羽探知レー
ダー用防水アンテナ装置において、シールド掘進機の回
転する面板に取付られ、切羽前方に向け電磁波を送受波
する複数の防水アンテナを含み、これら各防水アンテナ
は、その電磁波送受波方向が前記面板の回転中心軸方向
に対し仰角および俯角の少なくともいずれか１方向へそ
れぞれ異なった角度となるように方向設定されたことを
特徴とする。

【００１３】また、請求項２の考案は、前記防水アンテ
ナとして、面板に対し前記仰角方向へ傾斜させて電磁波
を送受波するよう方向設定された第１の防水アンテナ
と、、面板に対し前記回転中心軸と同方向へ電磁波を送
受波するよう方向設定された第２の防水アンテナと、面
板に対し前記俯角方向へ傾斜させて電磁波を送受波する
よう方向設定された第３の防水アンテナと、を設けたこ
とを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、シールド掘進機の面板部に
設けられる複数の防水アンテナが、それぞれ異なった方
向の探査を行い得るように、各防水アンテナは、その電
磁波送受波方向が面板の回転中心軸方向に対し仰角およ
び俯角の少なくともいずれか１方向にそれぞれ異なった
角度となるように方向設定され、切羽前方に向けた電磁
波の送受波方向を行なっている。これにより、切羽前方
の状況の探知を、広い範囲で確実に行なうことができ
る。

【００１５】特に、請求項２の考案によれば、従来の固
定防水アンテナのようなドーナツ状の領域だけでなく、
その領域の内側や外側周辺部という広い範囲を漏れなく
確実に探査することができる。

【００１６】従って、掘進範囲の全範囲に亘って漏れな
く障害物の探知や土質の判断を行うことができ、より的
確な掘削条件による作業を行うことができる。また、掘
削領域周辺部の探査も可能となることから、掘進作業の
安全性をより向上させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の実施例につい
て説明する。

【００１８】図１は、本考案に係る切羽レーダー用防水
アンテナの取り付けられたシールド掘進機の面板１２の
外側正面から見た図が示されている。図において、上記
図６に示した従来の装置と同様の要素には同一の符号を
付しその説明は省略する。

【００１９】本考案の特徴は、前記面板１２の所定位置
に一定間隔で複数の防水アンテナ２０を設け、これら各
防水アンテナ２０を、回転する前記面板１２のラジアル
方向に対してそれぞれ異なった角度付けをして取り付け
たことにある。すなわち、各防水アンテナ２０は、面板
１２の図示しない回転中心軸方向に対し、仰角および俯
角の少なくともいずれか１方向に、それぞれ異なった角
度で電磁波を送受波するように取付けられている。

【００２０】図２〜図４に示すよう、本実施例では、前
記防水アンテナ２０は、電磁波送受波方向が面板１２の
回転中心軸方向に対し俯角方向へ傾けて設定され、前記
面板１２の回転中心軸方向へ傾斜させて電磁波を送受波
する第１の防水アンテナ２０ａと、面板１２の回転中心
軸方向と同方向へ電磁波を送受波する第２の防水アンテ
ナ２０ｂと、電磁波送受波方向が面板１２の回転中心軸
方向に対し仰角方向へ傾けて設定され、前記面板部の外
側方向へ傾斜させて電磁波を送受波する第３の防水アン
テナ２０ｃとを含んで構成されている。そして、これら
各防水アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、送信用アン
テナ１９及び受信用アンテナ２３をそれぞれのケーシン
グに収め、面板１２の表面部にそれぞれ取り付けられて
いる。

【００２１】図２〜図４には、前記各防水アンテナ２０
ａ、２０ｂ及び２０ｃの具体的な取付構造が示されてい
る。

【００２２】図２は、第１の防水アンテナ２０ａの取付
状態を示す部分概略断面図であり、図示のように、第１
の防水アンテナ２０ａは、カッターなどの取り付けられ
た面板１２の外周部近傍位置に、面板１２の回転中心方
向へ所定の傾斜角度をもって取り付けられている。この
第１の防水アンテナ２０ａの取付は、面板１２の表面部
に、防護プレート２２を嵌め込み、この防護プレート２
２の内面側に固定設置することにより行われている。そ
して、防護プレート２２の内側面を所定の傾斜面、すな
わち面板１２の回転中心軸方向に傾斜した面として形成
さているので、この防護プレート２２の内側面２２ａに
第１の防水アンテナ２０ａを固定設置することで、第１
の防水アンテナ２０ａは、その電磁波送受波面２１ａが
面板１２の回転中心軸方向に傾斜するよう設置されるこ
ととなる。なお、防水アンテナ２０ａは、止水箱２４に
よって水から保護されている。

【００２３】図３は、第２の防水アンテナ２０ｂの取付
状態を示す概略部分断面図であり、図示のように、この
第２の防水アンテナ２０ｂは、その電磁波送受波面２１
ｂが面板１２の回転中心軸方向に対して垂直となるよう
に固定設置されている。

【００２４】すなわち、この第２の防水アンテナ２０ｂ
は、図６に示した従来の防水アンテナ１０と同様の設置
形式とされている。なお、その他の取付状態は、図２に
示した防水アンテナ２０ａの取付と同様である。

【００２５】図４は、第３の防水アンテナ２０ｃの取付
状態を示す概略部分断面図である。図示のように、第３
の防水アンテナ２０ｃは、面板１２の外側方向に所定角
度傾斜させて取り付けられている。この取付は、図２の
防水アンテナ２０ａの取付と同様に、防護プレート２２
の内側面２２ａを上記外側方向に傾斜する傾斜面として
形成し、この面に防水アンテナ２０ｃを取り付けること
によって行っているので、第３の防水アンテナ２０ｃ
は、その電磁波送受波面２１ｃが面板１２の外側方向に
傾斜するよう設置されることとなる。。

【００２６】次に、本実施例の３個の防水アンテナ２０
ａ〜２０ｃの機能について説明する。

【００２７】図５は、本実施例の防水アンテナによって
探査される範囲を示している。まず、第２の防水アンテ
ナ２０ｂは、従来の防水アンテナ１０と同様に面板１２
に対して水平に取り付けられているので、図においてＸ
にて示した探査領域を探査することができる。

【００２８】そして、第１の防水アンテナ２０ａは、面
板１２の回転中心軸方向に傾斜して取り付けられている
ので、その探査する領域は、領域Ｘの内側の中心領域Ｙ
となる。

【００２９】さらに、第３の防水アンテナ２０ｃによっ
て探査される領域は、この防水アンテナ２０ｃが面板１
２の外側方向に傾斜しているので、面板１２の外周部よ
りもさらに外側に広がった領域である周辺領域Ｚの部分
を探査することができる。

【００３０】以上のように、本実施例に係る３個の防水
アンテナを取り付けることによって成る切羽探知レーダ
ー用防水アンテナ装置によれば、シールド掘進機の面板
部１２の前方及びその周辺領域を全て網羅した範囲を探
査範囲とすることができる。従って、従来のように領域
Ｘのみの探査を行い、これに基づいて全範囲の領域を想
定して掘進作業を行うのに比べ、より正確かつ確実な前
方の探知を行うことができ、常に適正な掘削条件の下で
のトンネルの施工を行うことが可能である。

【００３１】なお、本考案は前記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の要旨の範囲内で各種の変形実施が
可能である。

【００３２】例えば前記実施例においては、３個の防水
アンテナ２０を用い、面板部１２前方の中心領域、外周
領域及び周辺領域を探査する例を示したが、本考案は、
このような防水アンテナの個数及び探査範囲に限られる
ものではなく、考案の要旨の範囲において防水アンテナ
の個数や設置角度は種々変更使用することが可能であ
る。

【００３３】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
シールド掘進機の面板部に複数の防水アンテナを設け、
各防水アンテナをそれぞれ異なった方向の探査を行い得
るように面板に対し異なった角度で傾斜させて取り付け
ることにより、切羽前方の状況の探知を、広い範囲で確
実に行なうことができる。

【００３４】特に、請求項２の考案によれば、従来の固
定防水アンテナのようなドーナツ状の領域だけでなく、
その領域の内側や外側周辺部という広い範囲を漏れなく
確実に探査することができる。

【００３５】これにより、機械式密閉型トンネル工法に
おける的確な条件の下での施工の確保並びに作業の安全
性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る防水アンテナを取り付けた面板部
の正面図である。

【図２】第１の防水アンテナの取付状態を示す部分断面
図である。

【図３】第２の防水アンテナの取付状態を示す部分断面
図である。

【図４】第３の防水アンテナの取付状態を示す部分断面
図である。

【図５】実施例の機能を示すための探査範囲説明図であ
る。

【図６】従来の防水アンテナを取り付けた面板部の正面
図である。

【図７】従来の防水アンテナによる探査領域を示す説明
図である。

【符号の説明】

１２ 面板部 ２０ａ 第１の防水アンテナ ２０ｂ 第２の防水アンテナ ２０ｃ 第３の防水アンテナ ２２ 防護プレート Ｘ、Ｙ、Ｚ 探査領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 舘川 裕次 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)考案者 請川 誠 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)考案者 窪田 敬昭 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−49188（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機の切羽前方に向け電磁波
   を送受波し、切羽前方の状況の探知を行う切羽探知レー
   ダー用防水アンテナ装置において、 シールド掘進機の回転する面板に取付られ、切羽前方に
   向け電磁波を送受波する複数の防水アンテナを含み、 これら各防水アンテナは、その電磁波送受波方向が前記
   面板の回転中心軸方向に対し仰角および俯角の少なくと
   もいずれか１方向へそれぞれ異なった角度となるように
   方向設定されたことを特徴とする切羽探知レーダー用防
   水アンテナ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記防水アンテナとして、 面板に対し前記仰角方向へ傾斜させて電磁波を送受波す
   るよう方向設定された第１の防水アンテナと、 面板に対し前記回転中心軸と同方向へ電磁波を送受波す
   るよう方向設定された第２の防水アンテナと、 面板に対し前記俯角方向へ傾斜させて電磁波を送受波す
   るよう方向設定された第３の防水アンテナと、 を設けたことを特徴とする切羽探知レーダー用防水アン
   テナ装置。