JPH0933246A - Apparatus for measuring position in tunnel and tubular body driving apparatus - Google Patents
Apparatus for measuring position in tunnel and tubular body driving apparatusInfo
- Publication number
- JPH0933246A JPH0933246A JP18015995A JP18015995A JPH0933246A JP H0933246 A JPH0933246 A JP H0933246A JP 18015995 A JP18015995 A JP 18015995A JP 18015995 A JP18015995 A JP 18015995A JP H0933246 A JPH0933246 A JP H0933246A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- unit
- mirror
- total station
- tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光波を利用して曲
線状の隧道の所定位置を測定する位置測定装置と、その
位置測定装置を利用して管体を計画軌道に沿って自動的
に曲線状に敷設できる管体の推進装置と、に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring device for measuring a predetermined position of a curved tunnel using light waves, and to automatically move a pipe along a planned trajectory using the position measuring device. And a pipe propulsion device that can be laid in a curved shape.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】従来、隧道の所定地点
の位置の測定は、赤外線や可視光等の光波を利用した光
波距離計により、距離を測定し、トランシットにより角
度を測定して、位置の測定をすることとなっていた。ま
た、これらの光波距離計とトランシットとの2つの機能
を備えたトータルステーションにより、位置の測定を行
なう場合もあった。Conventionally, the position of a predetermined point on a tunnel is measured by measuring the distance with a lightwave distance meter using light waves such as infrared rays or visible light, and measuring the angle with a transit. Was to be measured. In some cases, the position is measured by a total station having the two functions of the lightwave distance meter and the transit.
【0003】しかし、これらの装置を使用しても、光は
直進するため、隧道の見通しできる範囲の測定に限ら
れ、見通しできない曲線状の部分では、人が隧道の中に
入って、見通しできる直線毎に機器を移設しながら測定
し、複数の折線として位置を測定することとなってい
た。However, even if these devices are used, since the light travels straight, it is limited to the measurement of the visibility range of the tunnel, and in a curved portion where the visibility cannot be seen, a person can enter the tunnel and see it. It was supposed to measure while moving the equipment for each straight line, and to measure the position as a plurality of broken lines.
【0004】そのため、位置の測定には、多大の時間を
必要とし、また、人が隧道の中に入って計測することに
よる安全性にも改善の余地があった。[0004] For this reason, the position measurement requires a great amount of time, and there is room for improvement in safety due to the fact that a person enters a tunnel and measures.
【0005】これらの問題解決のため、隧道に人が入ら
ずに、位置を測定できる技術として、特開昭61−21
9872号公報では、レーザビーム発射手段と受光手段
とを、見通し範囲内の一定距離を保って隧道内を移動で
きるように、ガイドで案内させるようにして、測定する
技術が開示されている。[0005] In order to solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-21 / 1986 discloses a technique capable of measuring a position without entering a tunnel.
Japanese Patent Publication No. 9872 discloses a technique in which a laser beam emitting unit and a light receiving unit are guided by a guide so that the laser beam emitting unit and the light receiving unit can move within a tunnel while keeping a certain distance within a line-of-sight range.
【0006】しかし、この技術では、隧道内に別途ガイ
ドを敷設する必要が生じ、設備費が増大するとともに、
設置時の隧道内の作業の危険性が回避できない。However, in this technique, it is necessary to lay a separate guide in the tunnel, which increases the equipment cost,
The danger of working inside the tunnel at the time of installation cannot be avoided.
【0007】また、特開平5−61538号公報では、
隧道内にレール等を引いて台車を走行させるとともに、
一定区間毎に、超音波を受信して台車の位置の誤差を検
知し、台車における車輪の回転から算出した移動距離を
修正する検知手段を配置させ、測定する技術が開示され
ている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-61538,
While pulling rails etc. in the tunnel and running the bogie,
There is disclosed a technique for detecting an error in the position of a bogie by receiving an ultrasonic wave for each fixed section, arranging a detecting means for correcting a moving distance calculated from the rotation of wheels of the bogie, and measuring the position.
【0008】しかし、この技術でも、隧道内にレールや
超音波受信器等を設置しなければならず、設備費が増大
し、また、設置時の安全性も考慮する必要が生ずる。However, even with this technique, rails, ultrasonic receivers, and the like must be installed in the tunnel, equipment costs are increased, and safety during installation must be considered.
【0009】なお、台車を利用した曲線軌道の位置検出
に関しては、他に、特開平5−280982号公報、特
開平6−137068号公報、特開平6−137071
号公報、特開平6−137072号公報、特開平6−1
58982号公報等が知られているが、これらも、上述
と同様な課題が生じていた。[0009] Regarding the detection of the position of a curved trajectory using a truck, besides, JP-A-5-280982, JP-A-6-137068, and JP-A-6-137071.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-137072, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1
Japanese Patent No. 58982, etc. are known, but also have the same problems as described above.
【0010】本発明の第1の目的は、上述の課題を解決
するものであり、見通しできない曲線状の隧道であって
も、人が入ることを極力無くし、簡便かつ低コストで、
正確に隧道内の所定位置を測定できる隧道の位置測定装
置を提供することである。[0010] A first object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and it is possible to minimize the entry of a person even in a curved tunnel that cannot be seen, and to provide a simple and low-cost tunnel.
An object of the present invention is to provide a position measuring device for a tunnel, which can accurately measure a predetermined position in the tunnel.
【0011】また、本発明の第2の目的は、隧道を掘削
しつつ管体を曲線状に推進させて敷設するにあたり、推
進開始地点の隧道の竪坑に対する先頭管体の位置を測定
しつつ、先頭管体の位置に応じて先頭管体を所定の方向
に向けて掘削しつつ推進させ、精度良く、管体を計画軌
道に沿って自動的に曲線状に敷設できる管体の推進装置
を提供することである。A second object of the present invention is to measure the position of the leading pipe body with respect to the vertical shaft of the tunnel at the propulsion start point when the pipe body is propelled in a curved shape while excavating the tunnel. Provided is a pipe propulsion device that can excavate and propel the leading pipe in a predetermined direction according to the position of the leading pipe, and can automatically lay the pipe in a curved shape along the planned trajectory with high accuracy. It is to be.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係る位置測定装
置は、隧道内の所定位置に配置されて、発光部及び受光
部を有した光学部と、該光学部を上下左右へ振り可能な
回動手段と、該回動手段の作動を制御するとともに前記
光学部からの信号を電気的に処理して距離と角度とを測
定する制御部と、を備えたトータルステーションと、該
トータルステーションから離れた測定地点に配置され
て、前記トータルステーションの発光部から発する光波
を入射して反射させる鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り
可能な回動手段と、を備えた先頭反射器と、前記トータ
ルステーションと前記先頭反射器との間に、所定数配置
されて、前記トータルステーションの発光部及び前記先
頭反射器の鏡部から入射する光波を所定方向に反射させ
る鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り可能な回動手段と、
を備えた中間反射器と、を具備して、前記トータルステ
ーション・前記先頭反射器・前記中間反射器の回動手段
を作動させて、前記光学部と前記先頭反射器及び前記中
間反射器の鏡部とを所定方向に向けて、前記トータルス
テーションの発光部から発する光波を、前記中間反射器
の鏡部を経て、前記先頭反射器の鏡部に反射させ、再
度、前記中間反射器の鏡部を経て、前記トータルステー
ションの受光部に送り返すことにより、前記トータルス
テーションに対する前記先頭反射器を配置させた測定地
点の2次元若しくは3次元の位置を測定するものであ
る。A position measuring device according to the present invention is disposed at a predetermined position in a tunnel, and has an optical unit having a light emitting unit and a light receiving unit, and can swing the optical unit up, down, left and right. A total station including a rotation unit and a control unit that controls the operation of the rotation unit and electrically processes a signal from the optical unit to measure a distance and an angle; A top reflector provided at a measurement point and provided with a mirror unit for receiving and reflecting a light wave emitted from a light emitting unit of the total station, and a rotating unit capable of swinging the mirror unit up, down, left, and right; A predetermined number of light-emitting portions and a mirror portion for reflecting light waves incident from the mirror portion of the head reflector in a predetermined direction; and the mirror portion, A rotating means capable of shaking down the left and right,
And an intermediate reflector including the above-mentioned optical element, the front reflector, and the mirror portion of the intermediate reflector by operating the rotating means of the total station, the front reflector, and the intermediate reflector. In a predetermined direction, the light wave emitted from the light-emitting unit of the total station is reflected by the mirror unit of the intermediate reflector through the mirror unit of the intermediate reflector, and again through the mirror unit of the intermediate reflector. By sending back to the light receiving unit of the total station, the two-dimensional or three-dimensional position of the measurement point where the front reflector is arranged with respect to the total station is measured.
【0013】前記先頭反射器と前記中間反射器との鏡部
は、それぞれ、平面鏡と、該平面鏡の周囲に固定され
て、入射する光波を入射方向に反射するコーナキューブ
反射鏡と、から構成することが望ましい。The mirror portions of the head reflector and the intermediate reflector are each composed of a plane mirror and a corner cube reflector which is fixed around the plane mirror and reflects an incident light wave in the incident direction. Is desirable.
【0014】さらに、前記トータルステーションの制御
部と、前記先頭反射器・前記中間反射器の回動手段と
に、制御装置を電気的に接続させ、該制御装置により、
前記トータルステーションの光学部と、前記先頭反射器
及び前記中間反射器の鏡部と、を上下左右に振らせて所
定方向に向かせ、前記トータルステーションの発光部か
ら発する光波を、前記中間反射器の鏡部を経て、前記先
頭反射器の鏡部に反射させ、再度、前記中間反射器の鏡
部を経て、前記トータルステーションの受光部に送り返
し、前記トータルステーションに対する前記先頭反射器
を配置させた測定地点の2次元若しくは3次元の位置を
測定することが望ましい。Further, a control device is electrically connected to the control unit of the total station and the rotating means of the front reflector and the intermediate reflector, and by the control device,
The optical part of the total station and the mirror parts of the front reflector and the intermediate reflector are swung up and down and left and right to face in a predetermined direction, and the light wave emitted from the light emitting part of the total station is reflected by the mirror of the intermediate reflector. Through the mirror section of the front reflector, and then again through the mirror section of the intermediate reflector and sent back to the light receiving section of the total station, and at the measurement point where the front reflector is arranged with respect to the total station. It is desirable to measure three-dimensional or three-dimensional position.
【0015】本発明に係る推進装置は、複数の管体が、
最後部側の竪坑に配置される元押しジャッキにより順次
推進されるとともに、先頭の管体の前端側に配置される
先導管が、前記先頭管体の後続の管体との間に介在され
る開口調整ジャッキ群によって、所定の方向で、隧道を
掘削しつつ、前記複数の管体を曲線状に敷設するにあた
り、前記先頭管体の前記竪坑に対する2次元若しくは3
次元の位置を測定する位置測定装置からの信号を入力さ
せた制御装置が、予め入力されていたデータに基いて、
前記開口調整ジャッキ群を制御することにより、前記複
数の管体を曲線状に敷設する管体の推進装置であって、
前記位置測定装置が、前記竪坑に配置されて、発光部及
び受光部を有した光学部と、該光学部を上下左右へ振り
可能な回動手段と、該回動手段の作動を制御するととも
に前記光学部からの信号を電気的に処理して距離と角度
とを測定する制御部と、を備えたトータルステーション
と、前記先頭管体に配置されて、前記トータルステーシ
ョンの発光部から発する光波を入射して反射させる鏡部
と、該鏡部を上下左右へ振り可能な回動手段と、を備え
た先頭反射器と、前記竪坑と前記先頭反射器との間の管
体に、所定数配置されて、前記トータルステーションの
発光部及び前記先頭反射器の鏡部から入射する光波を所
定方向に反射させる鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り可
能な回動手段と、を備えた中間反射器と、を具備し、前
記制御装置を、前記位置測定装置における前記トータル
ステーションの制御部と、前記先頭反射器・前記中間反
射器の回動手段とに、電気的に接続させ、前記制御装置
により、前記トータルステーションの光学部と、前記先
頭反射器及び前記中間反射器の鏡部と、を上下左右に振
らせて所定方向に向かせ、前記トータルステーションの
発光部から発する光波を、前記中間反射器の鏡部を経
て、前記先頭反射器の鏡部に反射させ、再度、前記中間
反射器の鏡部を経て、前記トータルステーションの受光
部に送り返し、前記トータルステーションに対する前記
先頭反射器を配置させた測定地点の2次元若しくは3次
元の位置を測定する構成よりなることを特徴とする。In the propulsion device according to the present invention, the plurality of pipe bodies are
The leading conduit arranged at the front end side of the leading tube is sequentially driven by the source pushing jack arranged in the vertical shaft on the rearmost side, and is inserted between the leading tube and the succeeding tube. When the plurality of pipes are laid in a curved shape while excavating a tunnel in a predetermined direction by the group of opening adjustment jacks, the leading pipe is two-dimensional or three-dimensional with respect to the vertical shaft.
The control device that inputs the signal from the position measuring device that measures the position of the dimension is based on the previously input data,
A propulsion device for a pipe body that lays the plurality of pipe bodies in a curved shape by controlling the opening adjustment jack group,
The position measuring device is arranged in the vertical shaft and has an optical part having a light emitting part and a light receiving part, a rotating means capable of swinging the optical part vertically and horizontally, and controlling the operation of the rotating means. A total station including a control unit that electrically processes a signal from the optical unit to measure a distance and an angle, and a light wave emitted from a light emitting unit of the total station, which is disposed in the leading tube body. A front reflector provided with a mirror portion for reflecting the light and a turning means capable of swinging the mirror portion vertically and horizontally, and a predetermined number of the front reflector are arranged between the vertical shaft and the front reflector. An intermediate reflector including a mirror portion for reflecting light waves incident from a light emitting portion of the total station and a mirror portion of the front reflector in a predetermined direction, and a rotating means capable of swinging the mirror portion vertically and horizontally. , And the control device is The control unit of the total station in the position measuring device and the rotating means of the front reflector / intermediate reflector are electrically connected, and the control unit controls the optical unit of the total station, the front reflector, and The mirror portion of the intermediate reflector is swung up and down, left and right and directed in a predetermined direction, and the light wave emitted from the light emitting portion of the total station is passed through the mirror portion of the intermediate reflector to the mirror portion of the front reflector. It is configured such that it is reflected and again sent back to the light receiving section of the total station via the mirror section of the intermediate reflector to measure the two-dimensional or three-dimensional position of the measurement point where the front reflector is arranged with respect to the total station. It is characterized by
【0016】前記推進装置に使用する位置測定装置にお
いても、前記先頭反射器と前記中間反射器との鏡部は、
それぞれ、平面鏡と、該平面鏡の周囲に固定されて、入
射する光波を入射方向に反射するコーナキューブ反射鏡
と、から構成することが望ましい。Also in the position measuring device used for the propulsion device, the mirror portions of the leading reflector and the intermediate reflector are
It is desirable that each of them is composed of a plane mirror and a corner cube reflecting mirror that is fixed around the plane mirror and reflects an incident light wave in the incident direction.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】実施形態の位置測定装置Mは、図1と図2
に示すように、隧道1の一端に配置されるトータルステ
ーション3と、隧道1の測定地点である他端に配置され
る先頭反射器7と、隧道1内のトータルステーション3
と先頭反射器7とを見通しできる位置に配置される中間
反射器8と、トータルステーション3や反射器7・8の
作動を制御する制御装置12と、を備えて構成されてい
る。なお、中間反射器8は、隧道1の曲線状況によっ
て、適宜、増加させても良い。The position measuring device M of the embodiment is shown in FIGS.
As shown in the figure, a total station 3 arranged at one end of the tunnel 1, a head reflector 7 arranged at the other end which is a measurement point of the tunnel 1, and a total station 3 in the tunnel 1
An intermediate reflector 8 is provided at a position where the first reflector 7 and the front reflector 7 can be seen, and a control device 12 for controlling the operation of the total station 3 and the reflectors 7, 8 is provided. The number of the intermediate reflectors 8 may be appropriately increased according to the curved state of the tunnel 1.
【0019】トータルステーション3は、電子式デジタ
ルセオドライトと光波距離計とが一体となって、電子光
学的に測定地点の距離と角度を測定して、それらの値を
デジタル表示できる公知のものであり、赤外線のビーム
を発する発光部4a及び発光部4aから発した光波を受
光する受光部4bを有した光学部4と、光学部4を上下
左右に振り可能な回動手段5と、回動手段5の作動を制
御するとともに光学部4からの信号を電気的に処理して
距離と角度を測定する制御部6と、を備えて構成されて
いる。The total station 3 is a known station in which an electronic digital theodolite and a lightwave distance meter are integrated, and the distance and angle of a measuring point can be measured electronically and their values can be displayed digitally. An optical unit 4 having a light emitting unit 4a for emitting an infrared beam and a light receiving unit 4b for receiving a light wave emitted from the light emitting unit 4a; a rotating unit 5 capable of swinging the optical unit 4 up, down, left and right; And a control unit 6 for electrically processing signals from the optical unit 4 and measuring the distance and angle.
【0020】なお、発光部4aから発する赤外線ビーム
は細く絞られているが、ある程度広がりを持つことか
ら、受光部4bは、反射光における最も光の受光強度の
高い点を測定することとなる。Although the infrared beam emitted from the light emitting section 4a is narrowed down but spreads to some extent, the light receiving section 4b measures the point of the reflected light having the highest light receiving intensity.
【0021】また、トータルステーション3の制御部6
は、距離と角度の測定データを電気信号として出力する
ことができ、RS−422やGP−IP等のインターフ
ェースを介在させて、パーソナルコンピュータからなる
制御装置12に接続させることにより、一連の測定の計
算処理の他、表や地図の作成までも可能となるものであ
る。Further, the control unit 6 of the total station 3
Can output distance and angle measurement data as electric signals, and can be connected to the control device 12 composed of a personal computer via an interface such as RS-422 or GP-IP to perform a series of measurements. In addition to calculation processing, it is also possible to create tables and maps.
【0022】さらに、回動手段5は、後述する反射器7
・8の回動手段10と同様に、光学部4を支持するジン
バルと、光学部4を上下方向に回動させるようにジンバ
ルに連結される縦サーボモータと、光学部4を左右方向
に回動させるようにジンバルを保持する横サーボモータ
と、を備えて構成されている。こられの各サーボモータ
には、エンコーダが内蔵されている。Further, the rotating means 5 includes a reflector 7 described later.
Similar to the rotating means 10 of 8, the gimbal that supports the optical unit 4, the vertical servomotor that is coupled to the gimbal so as to rotate the optical unit 4 in the vertical direction, and the optical unit 4 that rotates in the horizontal direction. And a lateral servomotor that holds the gimbal so as to move it. Each of these servo motors has a built-in encoder.
【0023】先頭反射器7と中間反射器8は、図3に示
すように、共に、トータルステーション3の発光部4a
が発する光波を反射させる鏡部9と、鏡部9を上下左右
に回動可能な回動手段10と、から構成されている。As shown in FIG. 3, the head reflector 7 and the intermediate reflector 8 are both light emitting portions 4a of the total station 3.
The mirror unit 9 includes a mirror unit 9 for reflecting the light wave emitted by the mirror unit 9 and a rotating unit 10 capable of rotating the mirror unit 9 up, down, left and right.
【0024】鏡部9は、円形の平面鏡9aと、平面鏡9
aの周囲に固定されて、入射する光波を入射方向に反射
させるコーナキューブ反射鏡9bと、から構成されてい
る。コーナキューブ反射鏡9bは、自転車の後部フレー
ム等に配設されて、夜間、自動車のライトを反射する役
目を果すものと等価の、小型の互いに直交する三面の平
面鏡が組み合わされた構造としており、これを多数並べ
てプラスチック材により円環状に形成されたものであ
る。The mirror section 9 includes a circular plane mirror 9a and a plane mirror 9
and a corner cube reflecting mirror 9b fixed to the periphery of a and reflecting the incident light wave in the incident direction. The corner cube reflecting mirror 9b is disposed on a rear frame of the bicycle or the like, and has a structure in which three small plane mirrors orthogonal to each other, which are equivalent to those that serve to reflect the light of a car at night, are combined. A large number of these are arranged in an annular shape with a plastic material.
【0025】回動手段10は、鏡部9を支持するジンバ
ル10aと、鏡部9を上下方向に回動させるようにジン
バル10aに連結される縦サーボモータ10bと、鏡部
9を左右方向に回動させるようにジンバル10aを保持
する横サーボモータ10cと、から構成されている。ま
た、各サーボモータ10b・10cには、それぞれの回
動軸の回転角度をデジタル量として読み取るエンコーダ
が内蔵されている。The turning means 10 includes a gimbal 10a for supporting the mirror 9, a vertical servomotor 10b connected to the gimbal 10a so as to turn the mirror 9 in the vertical direction, and a mirror 9 for moving the mirror 9 in the horizontal direction. A horizontal servomotor 10c for holding the gimbal 10a so as to rotate. Further, each servo motor 10b, 10c has a built-in encoder for reading the rotation angle of each rotation shaft as a digital amount.
【0026】制御装置12は、電源回路を有し、先頭反
射器7・中間反射器8の各モータ10b・10cやトー
タルステーション3の制御部6に、図示しないリード線
を利用して、電気的に接続され、各部の作動を制御する
ものである。The control unit 12 has a power supply circuit, and electrically connects the motors 10b and 10c of the head reflector 7 and the intermediate reflector 8 and the control unit 6 of the total station 3 by using lead wires (not shown). It is connected and controls the operation of each part.
【0027】この位置測定装置Mを使用して、先頭反射
器7の配置された測定地点の位置を測定する場合には、
制御装置12が、図4〜6に示すように、所定の制御を
行なって、初期動作、中間反射器8の横粗正対と縦粗正
対、初期設定、中間反射器8の精正対、中間反射器8の
横設定と縦設定、先頭反射器7の設定等、をステップ1
01〜137の手順で行なうこととなる。When the position of the measurement point where the head reflector 7 is arranged is measured using the position measuring device M,
As shown in FIGS. 4 to 6, the control device 12 performs a predetermined control to perform an initial operation, a horizontal rough facing and a vertical rough facing of the intermediate reflector 8, an initial setting, and a fine facing of the intermediate reflector 8. , The horizontal setting and the vertical setting of the intermediate reflector 8, the setting of the head reflector 7, etc.
The procedure is 01 to 137.
【0028】なお、トータルステーション3の光学部4
と先頭反射鏡7とは、当初、隧道1の中心線に正対して
おり、光学部4が、基準線C1に沿い、先頭反射器7の
鏡部9が、基準線C2と直交している。The optical section 4 of the total station 3
And the head reflector 7 initially face the center line of the tunnel 1, the optical part 4 is along the reference line C1, and the mirror part 9 of the head reflector 7 is orthogonal to the reference line C2. .
【0029】(A) 初期動作では、まず、ステップ101
において、制御装置12がオンされ、ステップ102・
103において、中間反射器8の横サーボモータ10c
を作動させて、中間反射器8のコーナキューブ反射鏡9
bを、大旨の横角度ψ4 分回転させ、また、ステップ1
04・105において、中間反射器8の縦サーボモータ
10bを作動させて、中間反射器8のコーナキューブ反
射鏡9bを、大旨の縦角度θ4 分回転させて、中間反射
器8の鏡部9をトータルステーション3に略正対させ
る。(A) In the initial operation, first, step 101
In step, the control device 12 is turned on, and
At 103, the horizontal servo motor 10c of the intermediate reflector 8
To operate the corner cube reflecting mirror 9 of the intermediate reflector 8
b is rotated by a desired lateral angle ψ 4 minutes, and
In steps 04 and 105, the vertical servo motor 10b of the intermediate reflector 8 is operated, and the corner cube reflecting mirror 9b of the intermediate reflector 8 is rotated by a vertical angle θ 4 of a meaning. 9 is substantially opposed to the total station 3.
【0030】(B) 中間反射器8の横粗正対では、まず、
ステップ106において、制御部6を介して回動手段5
を作動させ、トータルステーション3の光学部4を、ゆ
っくり、例えば±2°の範囲で左右に往復操作させる。(B) In the horizontal rough facing of the intermediate reflector 8, first,
In step 106, the rotation unit 5 is controlled via the control unit 6.
Is operated, and the optical unit 4 of the total station 3 is reciprocated left and right slowly within, for example, a range of ± 2 °.
【0031】するとその際、トータルステーション発光
部4aからのビームが、中間反射器8のコーナキューブ
反射鏡9bで反射して、受光部4bが受光する。そし
て、平面鏡9aにビームが当たっている時には、中間反
射器8がトータルステーション3に精正対していないこ
とから、反射しても受光部4bは受光しない。At this time, the beam from the total station light emitting section 4a is reflected by the corner cube reflecting mirror 9b of the intermediate reflector 8, and is received by the light receiving section 4b. When the beam hits the plane mirror 9a, the light receiving section 4b does not receive the light even if the light is reflected because the intermediate reflector 8 does not precisely face the total station 3.
【0032】そのため、トータルステーション3の左右
の一走査で、図7に示すように、受光する部分を基に、
平面鏡9aの左右方向の中央位置を求めることができ、
ステップ107・108において、その中央角度にトー
タルステーション3の光学部4を固定する。Therefore, in one scan of the total station 3 in the left and right directions, as shown in FIG.
The center position of the plane mirror 9a in the left-right direction can be obtained,
In steps 107 and 108, the optical section 4 of the total station 3 is fixed at the central angle.
【0033】この時のトータルステーション3の光学部
4は、当初向いていた基準線C1から、図1と図8に示
すように、水平に角度ψ1 ずれることとなり、ステップ
109において、その横角度ψ1 を制御装置12が記憶
する。The optical unit 4 of the total station 3 at this time, the reference line C1 which was facing initially, as shown in FIGS. 1 and 8, will be horizontal angle [psi 1 shift, in step 109, the horizontal angle [psi The control device 12 stores “ 1” .
【0034】(C) 中間反射器8の縦粗正対では、横粗正
対と同様な操作で縦方向に行なうものであり、まず、ス
テップ110において、トータルステーション3の光学
部4を、ゆっくり、例えば±2°の範囲で上下に往復操
作させる。その際、トータルステーション発光部4aか
らのビームが、中間反射器8のコーナキューブ反射鏡9
bで反射して、受光部4bが受光し、平面鏡9aにビー
ムが当たっている時には、中間反射器8がトータルステ
ーション3に精正対していないことから、反射しても受
光部4bは受光しない。(C) The vertical coarse facing of the intermediate reflector 8 is performed in the vertical direction by the same operation as the horizontal coarse facing. First, in step 110, the optical unit 4 of the total station 3 is slowly moved. For example, reciprocating operation is performed up and down within a range of ± 2 °. At this time, the beam from the total station light emitting section 4a is transmitted to the corner cube reflecting mirror 9 of the intermediate reflector 8.
When the light is reflected by b and received by the light receiving unit 4b, and the beam impinges on the plane mirror 9a, the light is not reflected by the light receiving unit 4b because the intermediate reflector 8 is not precisely opposed to the total station 3.
【0035】したがって、トータルステーション3の上
下の一走査で、受光する部分を基に、平面鏡9aの上下
方向の中央位置を求めることができ、ステップ111・
112において、その中央角度にトータルステーション
3の光学部4を固定すれば、この時のトータルステーシ
ョン3の光学部4は、中間反射器8の平面鏡9aの中心
に向くこととなる。Accordingly, the vertical center position of the plane mirror 9a can be obtained based on the light receiving portion in one vertical scan of the total station 3, and the step 111
At 112, if the optical unit 4 of the total station 3 is fixed at the central angle, the optical unit 4 of the total station 3 at this time faces the center of the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8.
【0036】またこの時、図2と図8に示すように、当
初向いていた基準線C1から、上下に角度θ1 ずれるこ
ととなり、ステップ113において、その角度θ1 を制
御装置12が記憶する。At this time, as shown in FIG. 2 and FIG. 8, the angle θ 1 is shifted up and down from the reference line C1 which was initially oriented, and the controller 12 stores the angle θ 1 in step 113. .
【0037】(D) 中間反射器8の精正対では、ステップ
114において、中間反射器8の縦サーボモータ10b
と横サーボモータ10cとを周波数を変えて、同時に作
動させる。例えば、縦サーボモータ10bを0.1Hz
(10秒間に1回の割合でゆっくり往復作動させる)と
し、横サーボモータ10cを1Hz(1秒間に1回の割
合で往復作動させる)として、振幅を±1°とする。(D) In the exact pair of the intermediate reflector 8, in step 114, the vertical servomotor 10b of the intermediate reflector 8 is used.
And the horizontal servo motor 10c are operated simultaneously while changing the frequency. For example, the vertical servo motor 10b is set to 0.1 Hz
(Reciprocates slowly at a rate of once every 10 seconds), the horizontal servo motor 10c is 1 Hz (reciprocates at a rate of once per second), and the amplitude is ± 1 °.
【0038】そして、トータルステーション3の発光部
4aからビームを発すれば、中間反射器8の平面鏡9a
の中心にビームが当たっており、上下左右の±1°の範
囲で細かく走査され、何れかの地点で平面鏡9aが受光
部4bと正対して、受光部4bが受光強度を最大とする
こととなり、ステップ115において、その最大受光強
度の時点で中間反射器8の平面鏡9aを固定すれば、平
面鏡9aは、トータルステーション3の光学部4と正対
することとなる。この時の中間反射器平面鏡9aの中心
点を基準とした平面鏡9aの水平線方向の角度が、図1
に示す基準線C3方向となり、中間反射器平面鏡9aの
中心点を基準とした平面鏡9aの鉛直線方向の角度が、
図2に示す基準線C4方向となる。When a beam is emitted from the light emitting section 4a of the total station 3, the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8
The beam strikes the center of the image, and is finely scanned in the range of ± 1 ° in the vertical, horizontal, and vertical directions. At any point, the plane mirror 9a faces the light receiving unit 4b, and the light receiving unit 4b maximizes the light receiving intensity. In step 115, if the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8 is fixed at the time of the maximum received light intensity, the plane mirror 9a faces the optical unit 4 of the total station 3. At this time, the angle of the plane mirror 9a in the horizontal direction with respect to the center point of the intermediate reflector plane mirror 9a is as shown in FIG.
And the angle of the plane mirror 9a in the vertical direction with respect to the center point of the intermediate reflector plane mirror 9a is
The direction is the reference line C4 direction shown in FIG.
【0039】また、この時点で、中間反射器8の平面鏡
9aがトータルステーション3の光学部4と正対してお
り、トータルステーション3と中間反射器8の配置位置
との距離L1 (図8参照)を測定可能となるため、ステ
ップ116において、制御部6を作動させて、距離L1
を測定させて、その距離L1 を制御装置12が記憶す
る。At this point, the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8 faces the optical unit 4 of the total station 3, and the distance L 1 (see FIG. 8) between the total station 3 and the position of the intermediate reflector 8 is determined. In order to enable the measurement, in step 116, the control unit 6 is operated to set the distance L 1.
The by measuring, for the storage controller 12 the distance L 1.
【0040】(E) 初期設定では、ステップ117・11
8において、先頭反射器7の横サーボモータ10cを作
動させて、基準線C2から、先頭反射器7の鏡部9を大
旨の横角度ψ3 分回転させるとともに、ステップ119
・120において、先頭反射器7の縦サーボモータ10
bを作動させて、基準線C2から、先頭反射器7の鏡部
9を大旨の縦角度θ3 分回転させて、先頭反射器7の鏡
部9を中間反射器8の方向に大旨正対させる。(E) In the initial setting, steps 117 and 11
In 8, a horizontal servo motor 10c of the top reflector 7 is operated, from the reference line C2, a mirror unit 9 of the top reflector 7 causes laterally angle ψ rotation thirds Daimune, step 119
At 120, the vertical servo motor 10 of the top reflector 7
b actuate the, Daimune from the reference line C2, a mirror unit 9 of the top reflector 7 by the vertical angle θ rotation thirds Daimune, a mirror unit 9 of the top reflector 7 in the direction of the intermediate reflector 8 Face up.
【0041】ついで、ステップ121・122におい
て、中間反射器8の鏡部9を、横サーボモータ10cを
作動させて、図1に示す大旨の横角度ψ4 分回転させる
とともに、ステップ123・124において、中間反射
器8の鏡部9を、縦サーボモータ10bを作動させて、
図2に示す大旨の縦角度θ4 分回転させる。[0041] Next, in step 121, 122, a mirror unit 9 of the intermediate reflector 8, the horizontal servo motor 10c is actuated and causes the horizontal angle ψ rotation a quarter of a large effect shown in FIG. 1, step 123, 124 , The mirror portion 9 of the intermediate reflector 8 is operated by the vertical servomotor 10b,
It is rotated by a vertical angle θ 4 shown in FIG.
【0042】(F) 中間反射器8の横設定では、ステップ
125において、中間反射器8の横サーボモータ10c
を作動させて、中間反射器8の鏡部9を例えば±2°の
範囲で左右に回転走査させる。(F) In the horizontal setting of the intermediate reflector 8, in step 125, the horizontal servo motor 10c of the intermediate reflector 8 is set.
Is operated to rotate and scan the mirror portion 9 of the intermediate reflector 8 right and left within a range of, for example, ± 2 °.
【0043】この時、トータルステーション発光部4a
からのビームが、中間反射器8の平面鏡9aを経て、先
頭反射器7のコーナキューブ反射鏡9bで反射し、再
度、中間反射器8の平面鏡9aを経て、受光部4bが受
光し、先頭反射器7の平面鏡9aにビームが当たってい
る時には、先頭反射器7が中間反射器8に精正対してい
ないことから、反射しても受光部4bは受光しない。At this time, the total station light emitting section 4a
Is reflected by the corner cube reflecting mirror 9b of the head reflector 7, passes through the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8, and again passes through the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8, and is received by the light receiving unit 4b. When the beam impinges on the plane mirror 9a of the reflector 7, since the head reflector 7 is not precisely aligned with the intermediate reflector 8, the light receiving section 4b does not receive light even if reflected.
【0044】したがって、中間反射器8の左右の一走査
で、受光する部分を基に、先頭反射器7の鏡部9(平面
鏡9a)の中心点に対して発光部4aのビームを当てる
ことのできる左右方向の中間反射器8の角度を求めるこ
とができ、ステップ126・127において、その角度
に中間反射器8の鏡部9を固定すれば、この時の中間反
射器8の鏡部9は、図1に示すように、鏡部9(平面鏡
9a)の中心点を基準とした水平線方向の角度が、基準
線C3から横角度ψ4 の角度となる。Therefore, in one scan of the left and right of the intermediate reflector 8, the beam of the light emitting unit 4a is applied to the center point of the mirror unit 9 (plane mirror 9a) of the head reflector 7 based on the light receiving part. The possible angle of the intermediate reflector 8 in the left-right direction can be obtained. In steps 126 and 127, if the mirror 9 of the intermediate reflector 8 is fixed at that angle, the mirror 9 of the intermediate reflector 8 at this time becomes as shown in FIG. 1, the angle of the horizontal direction with respect to the center point of the mirror unit 9 (a plane mirror 9a) it is made from the reference line C3 and horizontal angle [psi 4 angles.
【0045】そして、ステップ128において、制御装
置12は、90°から横角度ψ4 を引いた横角度ψ2 を
記憶する。[0045] Then, in step 128, the controller 12 stores the horizontal angle [psi 2 obtained by subtracting the horizontal angle [psi 4 from 90 °.
【0046】(G) 中間反射器8の縦設定では、ステップ
129において、中間反射器8の縦サーボモータ10b
を作動させて、中間反射器8の鏡部9を例えば±2°の
範囲で上下に回転走査させる。(G) In the vertical setting of the intermediate reflector 8, in step 129, the vertical servo motor 10b of the intermediate reflector 8 is set.
Is operated to rotate and scan the mirror portion 9 of the intermediate reflector 8 up and down within a range of, for example, ± 2 °.
【0047】この時、トータルステーション発光部4a
からのビームが、中間反射器8の平面鏡9aを経て、先
頭反射器7のコーナキューブ反射鏡9bで反射し、再
度、中間反射器8の平面鏡9aを経て、受光部4bが受
光し、先頭反射器7の平面鏡9aにビームが当たってい
る時には、先頭反射器7が中間反射器8に精正対してい
ないことから、反射しても受光部4bは受光しない。At this time, the total station light emitting section 4a
Is reflected by the corner cube reflecting mirror 9b of the head reflector 7, passes through the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8, and again passes through the plane mirror 9a of the intermediate reflector 8, and is received by the light receiving unit 4b. When the beam impinges on the plane mirror 9a of the reflector 7, since the head reflector 7 is not precisely aligned with the intermediate reflector 8, the light receiving section 4b does not receive light even if reflected.
【0048】したがって、中間反射器8の上下の一走査
で、受光する部分を基に、先頭反射器7の鏡部9(平面
鏡9a)の中心点に対して発光部4aのビームを当てる
ことのできる上下方向の中間反射器8の角度を求めるこ
とができ、ステップ130・131において、その角度
に中間反射器8の鏡部9を固定すれば、この時の中間反
射器8の鏡部9は、図2に示すように、鏡部9(平面鏡
9a)の中心点を基準とした鉛直線方向の角度が、基準
線C4から縦角度θ4 の角度となる。Therefore, in one scan of the upper and lower parts of the intermediate reflector 8, the beam of the light emitting part 4a is applied to the center point of the mirror part 9 (plane mirror 9a) of the head reflector 7 based on the light receiving part. The possible vertical angle of the intermediate reflector 8 can be obtained, and in steps 130 and 131, if the mirror 9 of the intermediate reflector 8 is fixed at that angle, the mirror 9 of the intermediate reflector 8 at this time becomes as shown in FIG. 2, vertical line directions of angle relative to the center point of the mirror unit 9 (a plane mirror 9a) is made from the reference line C4 and vertical angle theta 4 angles.
【0049】そして、ステップ132において、制御装
置12は、90°から縦角度θ4 を引いた縦角度θ2 を
記憶する。Then, in step 132, the control device 12 stores the vertical angle θ 2 obtained by subtracting the vertical angle θ 4 from 90 °.
【0050】(H) 先頭反射器7の設定では、ステップ1
33において、先頭反射器7の縦サーボモータ10bと
横サーボモータ10cとを周波数を変えて、同時に作動
させる。例えば、縦サーボモータ10bを0.1Hzと
し、横サーボモータ10cを1Hzとして、振幅を±1
°とする。(H) In setting the top reflector 7, step 1
At 33, the vertical servomotor 10b and the horizontal servomotor 10c of the head reflector 7 are operated simultaneously at different frequencies. For example, the vertical servo motor 10b is set to 0.1 Hz, the horizontal servo motor 10c is set to 1 Hz, and the amplitude is ± 1.
°.
【0051】そして、トータルステーション3の発光部
4aからビームを発すれば、中間反射器8の精正対と同
様に、上下左右の±1°の範囲で細かく走査され、何れ
かの地点で先頭反射器7の平面鏡9aが中間反射器8と
正対して、受光部4bが受光強度を最大とすることとな
り、ステップ134において、その最大受光強度の時点
で先頭反射器7の平面鏡9aを固定すれば、先頭反射器
7の平面鏡9aは、中間反射器8と正対することとな
る。When a beam is emitted from the light emitting portion 4a of the total station 3, the beam is finely scanned in the range of ± 1 ° in the vertical, horizontal, and rightward directions, similarly to the precise pair of the intermediate reflector 8, and the head is reflected at any point. When the plane mirror 9a of the reflector 7 faces the intermediate reflector 8, the light receiving unit 4b maximizes the received light intensity. In step 134, if the plane mirror 9a of the head reflector 7 is fixed at the time of the maximum received light intensity, The plane mirror 9a of the head reflector 7 faces the intermediate reflector 8.
【0052】この時、図1に示すように、先頭反射器平
面鏡9aの中心点を基準とする平面鏡9aの水平線方向
の、基準線C2からの横角度は、ψ3 となり、ステップ
135において、その横角度ψ3 を制御装置12が記憶
する。[0052] At this time, as shown in FIG. 1, the top reflector of a plane mirror 9a to plane mirror 9a with respect to the center point of the horizontal line direction, the horizontal angle from the reference line C2 is, [psi 3 next, at step 135, the the horizontal angle [psi 3 controller 12 are stored.
【0053】また、この時、図2に示すように、先頭反
射器平面鏡9aの中心点を基準とする平面鏡9aの鉛直
線方向の、基準線C2からの縦角度は、θ3 となり、ス
テップ136において、その縦角度θ3 を制御装置12
が記憶する。[0053] Also, at this time, as shown in FIG. 2, the top reflector of the plane mirror 9a vertical line direction of the plane mirror 9a of the center point as a reference, the longitudinal angle from the reference line C2 is, theta 3, and the step 136 in the control device and the vertical angle theta 3 12
Remembers.
【0054】また、この時点で、先頭反射器7の平面鏡
9aが中間反射器8と正対しており、トータルステーシ
ョン3と先頭反射器7の配置位置との距離(L1 +L
2 )を測定可能となるため、ステップ137において、
制御部6を作動させて、距離(L1 +L2 )を測定させ
て、その距離(L1 +L2 )を制御装置12が記憶す
る。At this point, the plane mirror 9a of the head reflector 7 faces the intermediate reflector 8, and the distance (L 1 + L) between the total station 3 and the position of the head reflector 7 is determined.
Since step 2 ) can be measured, in step 137,
The control unit 6 is operated, distance (L 1 + L 2) is measured, the distance (L 1 + L 2) control device 12 stores.
【0055】ついで、制御装置12では、(L1 +L
2 )からL1 を減ずれば、L2 が求められる。Next, in the control device 12, (L 1 + L
L 2 is obtained by subtracting L 1 from 2 ).
【0056】そして、基準線C1に対する基準線C2の
横角度ψと縦角度θとは、 ψ=ψ1 +2ψ2 +ψ3 …(1) θ=θ1 +2θ2 +θ3 …(2) で表され、制御装置12において、(1) ・(2) 式を演算
すればψとθとを算出することができる。[0056] Then, the horizontal angle [psi and the vertical angle of the reference line C2 with respect to the reference line C1 theta is represented by ψ = ψ 1 + 2ψ 2 + ψ 3 ... (1) θ = θ 1 + 2θ 2 + θ 3 ... (2) , Θ can be calculated by calculating the equations (1) and (2) in the control device 12.
【0057】そのため、実施形態の位置測定装置Mで
は、L1 、L2 、ψ1 、ψ2 、ψ3 、ψ、θ1 、θ2 、
θ3 、θ、の所量が自動的に測定若しくは算出されるこ
とから、トータルステーション3からの測定地点である
先頭反射器7の配置位置を自動的に測定することができ
ることとなる。Therefore, in the position measuring apparatus M of the embodiment, L 1 , L 2 , ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 , ψ, θ 1 , θ 2 ,
Since the values of θ 3 and θ are automatically measured or calculated, the arrangement position of the head reflector 7 which is the measurement point from the total station 3 can be automatically measured.
【0058】そのため、実施形態の位置測定装置Mで
は、見通しできない曲線状の隧道1であっても、トータ
ルステーション3・先頭反射器7・中間反射器8を所定
位置に配置させるだけで、隧道1内に人が入らなくと
も、簡便かつ低コストで、正確に隧道1内の所定の測定
地点の位置測定が行なえることとなる。Therefore, in the position measuring apparatus M of the embodiment, even if the tunnel 1 has a curved shape that cannot be seen, the total station 3, the top reflector 7, and the intermediate reflector 8 are simply arranged at predetermined positions, and the inside of the tunnel 1 is not changed. Therefore, the position of a predetermined measurement point in the tunnel 1 can be accurately and simply measured at a low cost even if no person enters.
【0059】ちなみに、実施形態の位置測定装置Mの測
定精度について述べると、本測定装置Mの距離の測定精
度は、トータルステーション3のみの精度であり、角度
の測定精度は、トータルステーション3を含めた各部モ
ータのエンコーダの誤差の合計となる。そして、公知の
トータルステーションの一例では、距離誤差の標準偏差
が1Kmにおいて2mmであり、角度誤差の標準偏差が0.
5″である。公知のエンコーダの一例では、角度誤差の
標準偏差が約2″である。光中継点が1箇所で、反射器
を先頭反射器7と中間反射器8との2個使用する場合で
は、角度誤差の標準偏差は、約3″、即ち、約1万分の
8度となる。そのため、本測定装置Mでは、高精度に測
定地点の位置の測定を行なうことができる。Incidentally, the measuring accuracy of the position measuring device M of the embodiment will be described. The measuring accuracy of the distance of the measuring device M is the accuracy of only the total station 3, and the measuring accuracy of the angle is the accuracy of each part including the total station 3. It is the sum of the motor encoder errors. In an example of a known total station, the standard deviation of the distance error is 2 mm at 1 km, and the standard deviation of the angle error is 0.2 mm.
5 ". In one example of a known encoder, the standard deviation of the angular error is about 2". In the case where one optical relay point is used and two reflectors, the leading reflector 7 and the intermediate reflector 8, are used, the standard deviation of the angle error is about 3 ″, that is, about 8 / 10,000 degrees. Therefore, the measuring device M can measure the position of the measuring point with high accuracy.
【0060】なお、中間反射器8の数を増加させるよう
に隧道1がさらに曲っているような場合には、トータル
ステーション3に最も近い中間反射器の初期動作・横粗
正対・縦粗正対・精正対、最も近いものと次の中間反射
器の初期設定、最も近い中間反射器の横設定・縦設定、
次の中間反射器の設定(最も近い中間反射器に対する次
の中間反射器の精正対)を行ない(これらは、図4〜6
に示すステップ101〜137までの制御と同様であ
る)、後は、順次、増加した中間反射器8の個数分、ス
テップ117〜137を繰返せば良い。When the tunnel 1 is further bent so as to increase the number of the intermediate reflectors 8, the initial operation of the intermediate reflectors closest to the total station 3, horizontal coarse facing, and vertical coarse facing are performed.・ Correct pair, initial setting of the closest and next intermediate reflector, horizontal / vertical setting of the closest intermediate reflector,
Set the next intermediate reflector (the next intermediate reflector's exact pair to the closest intermediate reflector) (these are the FIGS. 4-6).
Is the same as the control of steps 101 to 137), and thereafter, steps 117 to 137 may be repeated sequentially for the number of intermediate reflectors 8 that have increased.
【0061】また、その際、図4〜6のステップ106
・110・114・125・129・133の±2°や
±1°は、隧道1の形により、適宜変更することが望ま
しい。At this time, step 106 in FIGS.
It is desirable that ± 2 ° and ± 1 ° of 110, 114, 125, 129, and 133 be appropriately changed depending on the shape of the tunnel 1.
【0062】さらに、実施形態では、3次元の位置測定
について説明したが、2次元の隧道の測定地点の測定で
は、トータルステーション3の光学部4や反射器7・8
の鏡部9を鉛直方向に傾斜させずに直立させ、位置測定
装置Mの横角度の信号のみを使用して各部を制御すれば
良い。Further, in the embodiment, the three-dimensional position measurement has been described. However, in the measurement of the measurement point of the two-dimensional tunnel, the optical unit 4 and the reflectors 7.8 of the total station 3 are used.
The mirror portion 9 of the position measuring device M may be set upright without tilting in the vertical direction, and each portion may be controlled using only the signal of the lateral angle of the position measuring device M.
【0063】さらにまた、実施形態では、制御装置12
を利用し、自動化して、測定地点を測定するようにした
が、勿論、制御装置12を利用することなく、トータル
ステーション3の光学部4・先頭反射器7・中間反射器
8の回動手段5・10を自動制御することなく、手動に
より、逐次操作するようにしても良い。Further, in the embodiment, the control device 12
Is used to automatically measure the measurement point, but of course, without using the control device 12, the rotation unit 5 of the optical unit 4, the head reflector 7, and the intermediate reflector 8 of the total station 3 is used. -You may make it operate manually and sequentially, without automatically controlling 10.
【0064】ちなみに、上記位置測定装置Mの測定結果
は、隧道1のセンターラインに対するものではなく、光
波の中継点(中間反射器8の配置位置)を結ぶ折線に対
するものである。そのため、曲線の隧道1のセンターラ
イン上での測定とする場合には、測定結果を変換する必
要がある。Incidentally, the measurement result of the position measuring device M is not for the center line of the tunnel 1 but for the broken line connecting the relay points of the light waves (the arrangement positions of the intermediate reflectors 8). Therefore, when the measurement is performed on the center line of the curved tunnel 1, it is necessary to convert the measurement result.
【0065】そして、光波の中継点をセンターライン上
に置く場合には、前記の折線からセンターライン曲線へ
の変換が正確に行ない易いが、光波の中継点をセンター
ライン上からオフセットして置く場合に比べて、見通し
できる距離が短くなる。そのため、光波の中継点をセン
ターラインから見通し距離が長くなるようにオフセット
して置く場合には、光波中継点の数を、センターライン
上に設置する場合より減少させることができる。しか
し、この場合には、折線測定値から実際のセンターライ
ン曲線長への変換が近似的にしか行なえない。When the relay point of the light wave is placed on the center line, it is easy to accurately convert the broken line into the center line curve. However, when the relay point of the light wave is placed offset from the center line. , The distance that can be seen becomes shorter. Therefore, when the lightwave relay point is offset from the center line so as to increase the line-of-sight distance, the number of lightwave relay points can be reduced as compared with the case where the lightwave relay point is installed on the center line. However, in this case, the conversion from the broken line measurement value to the actual center line curve length can be performed only approximately.
【0066】そこで、中継点をセンターライン上に置く
場合と、センターライン上からオフセットして置く場合
とについて、測定した折線距離からセンターライン曲線
距離への変換について説明する。The conversion of the measured folding line distance to the center line curve distance for the case where the relay point is placed on the center line and the case where the relay point is offset from the center line will be described.
【0067】曲線部の測量視準線と曲線部のセンターラ
インとの開きは、管内径Dの1/2以内でなければ、見
通しできないので、実際には、余裕をみて、0.45D
として光波中継点までの最大測量長を求める。これによ
って、光波中継点(中間反射器8)の必要数を知ること
ができる。The difference between the survey collimation line of the curved portion and the center line of the curved portion cannot be seen unless it is within 1/2 of the inner diameter D of the pipe.
To determine the maximum survey length up to the lightwave relay point. This makes it possible to know the required number of lightwave relay points (intermediate reflectors 8).
【0068】図9に折線からセンターライン長への変換
のために関係位置の図を示す。図9において、直線から
曲線への変化点を原点(0,0)Cとし、トータルステ
ーション設置点をAとし、ACの延長線をx軸とする。
x軸と直交する軸をy軸とする。線APQは、曲線のセ
ンターラインを見通しできる最長の直線である。FIG. 9 is a diagram showing the relevant positions for converting the broken line into the center line length. In FIG. 9, the point of change from a straight line to a curve is the origin (0,0) C, the point where the total station is installed is A, and the extension of AC is the x-axis.
The axis orthogonal to the x-axis is the y-axis. The line APQ is the longest straight line from which the center line of the curve can be seen.
【0069】 直線PQ(長さ)={(R−η)2 −(R−M)2 }1/2 ={η2 −2Rη+M(2R−M)}1/2 …(3) △ACPと△OPQとが相似形であるから、 η/l0 =線PQ(長さ)/(R−M) …(4) (3) ・(4) 式よりつぎの(5) 式が求められ、 η=[−R+{R2 +MK1 (2R−M)}1/2 ]/K1 …(5) 但、K1 ={(R−M)/l0 }2 −1、また、η>0
となる。The straight line PQ (length) = {(R−η) 2 − (RM) 2 } 1/2 = {η 2 −2Rη + M (2R−M)} 1/2 (3) ΔACP Since ΔOPQ is a similar shape, η / l 0 = line PQ (length) / (R−M) (4) (3) · The following equation (5) is obtained from equation (4). η = [− R + {R 2 + MK 1 (2R−M)} 1/2 ] / K 1 (5) where K 1 = {(R−M) / l 0 } 2 −1 and η> 0
Becomes
【0070】直線ABの方程式は(6) 式の如く、 y=(η/l0 )x+η …(6) となる。The equation of the straight line AB is as follows: y = (η / l 0 ) x + η (6)
【0071】半径Rの円の方程式(7) 式の如く、 R2 =x2 +(R−y)2 …(7) となる。R 2 = x 2 + (R−y) 2 (7) As shown in the equation (7) of the circle having the radius R, the following equation is obtained.
【0072】(5) 〜(7) 式よりつぎの(8) 式が求めら
れ、 x=l0 {η(R−η)+K1 }/(l0 2+η2 ) …(8) となる。The following expression (8) is obtained from the expressions (5) to (7), and x = l 0 {η (R−η) + K 1 } / (l 0 2 + η 2 ) (8) .
【0073】また、曲線BCの長さは、つぎの(9) 式と
なり、 曲線BC(長さ)=lC =Rsin-1 (x/R) …(9) となる。The length of the curve BC is expressed by the following equation (9), and the curve BC (length) = l C = Rsin -1 (x / R) (9)
【0074】トータルステーションから曲線のセンター
ライン上の測量可能長L0 は、 L0 =lO +lC …(10) となる。[0074] survey possible length L 0 on the total station curve centerline becomes L 0 = l O + l C ... (10).
【0075】すなわち、曲線のセンターライン上の光中
継点をおく場合の最大計測可能なx座標は、(8) 式で示
され、その時のセンターライン長の長さは、(10)式で示
されることとなる。That is, the maximum measurable x-coordinate when the optical relay point on the center line of the curve is set is expressed by equation (8), and the length of the center line length at that time is expressed by equation (10). It will be.
【0076】つぎに、光波中継点の位置は、隧道のセン
ターラインより曲線の外側にオフセットして置いた方が
センターライン上に置くよりも見通しできる距離が長く
なる。この場合の測定結果からセンターライン上の長さ
への換算について述べる。Next, when the position of the lightwave relay point is offset outside the curve from the center line of the tunnel, the visible distance becomes longer than that on the center line. The conversion from the measurement result in this case to the length on the center line will be described.
【0077】図10において、点Aは、トータルステー
ションの位置であり、点Bは、光波の中継点であり、セ
ンターラインよりL3 だけ曲線の外側にオフセットして
ある。点Eは、測定地点であり、点Cは、直線と曲線と
の変化点である。In FIG. 10, point A is the position of the total station, and point B is the relay point of the light wave, which is offset from the center line by L 3 outside the curve. Point E is a measurement point, and point C is a change point between a straight line and a curve.
【0078】また、軌道の計画曲線より、α1 、α2 、
α3 、L3 、L4 、Rは既知であるものとする。From the trajectory planning curve, α 1 , α 2 ,
α 3 , L 3 , L 4 , and R are assumed to be known.
【0079】これらの値からL1 は、三角形の余弦定理
を使って、 L1 =(R+L3 )2 +R2 +L4 2 −2(R+L3 )(R2 +L4 2)1/2 cos (α1 +α2 )…(11) となる。From these values, L 1 is L 1 = (R + L 3 ) 2 + R 2 + L 4 2 -2 (R + L 3 ) (R 2 + L 4 2 ) 1/2 cos (using the triangular cosine theorem α 1 + α 2 ) ... (11)
【0080】L1 の測定値をL1 ′とすると、L1 とL
1 ′との差が計画軌道と実際の軌道との差であり、これ
をΔL1 とする。[0080] When the measured values of L 1 and L 1 ', L 1 and L
The difference between the 1 'is the difference between the actual trajectory and the planned trajectory, which is referred to as [Delta] L 1.
【0081】L2 に関しても、三角形の余弦定理を使っ
て、 L2 =R2 +(R+L3 )2 −2R(R+L3 )cos α3 …(12) となる。For L 2 , using the triangle cosine theorem, L 2 = R 2 + (R + L 3 ) 2 -2R (R + L 3 ) cos α 3 (12)
【0082】L2 の測定値をL2 ′とすると、L2 とL
2 ′との差が計画軌道と実際の軌道との差であり、これ
をΔL2 とする。[0082] When the measured values of L 2 and L 2 ', L 2 and L
The difference from 2 ′ is the difference between the planned trajectory and the actual trajectory, and is defined as ΔL 2 .
【0083】一方、AE間のセンターラインの長さL
は、 L=L4 +R(α2 +α3 ) …(13) となる。On the other hand, the length L of the center line between AEs
L = L 4 + R (α 2 + α 3 ) (13)
【0084】厳密な意味におけるLの計画軌道上の値と
実際の軌道の値との差は求められないが、近似的、また
は実用的には、LにΔL1 とΔL2 とを加えた値(ΔL
1 とΔL2 は正または負の値)でもって、実際のセンタ
ーライン長とすれば良い。Although a difference between the value of L on the planned trajectory and the value of the actual trajectory in a strict sense is not obtained, approximately or practically, a value obtained by adding ΔL 1 and ΔL 2 to L (ΔL
(1 and ΔL 2 are positive or negative values) to obtain the actual center line length.
【0085】したがって、 AE間のセンターラインの長さ=L+ΔL1 +ΔL2 =L4 +R(α2 +α3 )+ΔL1 +ΔL2 =L4 +R(α2 +α3 )+L1 −L1 ′(測定値)+L2 −L2 ′(測定値) =L4 +R(α2 +α3 )+(R+L3 )2 +R2 +L4 2 −2(R+L3 )(R2 +L4 2)1/2 cos (α1 +α2 )−L1 ′(測定値) +R2 +(R+L3 )2 −2R(R+L3 )cos α3 −L2 ′(測定値) …(14) なお、上述では、光波中継点が1個の場合について説明
したが、光波中継点間の直線距離Ln は(11)・(12)式で
求められる。また、センターライン曲線は、曲線中心に
占める角度αn から(13)式によって求められることか
ら、光波中継点が複数の場合であっても、(14)式を応用
して、1計画軌道の直線距離Ln と測定値Ln ′の差、
ΔLn をセンターライン曲線の計画軌道に加えることに
より、センターライン曲線長を実用的に求めることがで
きる。Therefore, the length of the center line between AEs = L + ΔL 1 + ΔL 2 = L 4 + R (α 2 + α 3 ) + ΔL 1 + ΔL 2 = L 4 + R (α 2 + α 3 ) + L 1 -L 1 ′ (measurement value) + L 2 -L 2 '(measured) = L 4 + R (α 2 + α 3) + (R + L 3) 2 + R 2 + L 4 2 -2 (R + L 3) (R 2 + L 4 2) 1/2 cos (Α 1 + α 2 ) −L 1 ′ (measured value) + R 2 + (R + L 3 ) 2 -2R (R + L 3 ) cos α 3 −L 2 ′ (measured value) (14) In the above description, the lightwave relay is performed. Although the point has been described for the case of one, the linear distance L n between the light wave relay point is obtained by (11) - (12). Further, since the center line curve is obtained from the angle α n occupying the center of the curve by the equation (13), even when there are a plurality of lightwave relay points, applying the equation (14), The difference between the linear distance L n and the measured value L n ′,
By adding ΔL n to the planned trajectory of the center line curve, the center line curve length can be obtained practically.
【0086】つぎに、本発明の実施形態の推進装置Pに
ついて説明すると、この推進装置Pは、図11に示すよ
うに、複数のヒューム管等の管体51、開口調整ジャッ
キ53、緩衝材55、先頭の管体51Aの前端側に配置
される刃口やシールド機等からなる先導管62、元押し
ジャッキ63、制御装置68、及び、位置測定装置Mを
備えて構成されている。Next, the propulsion device P according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 11, the propulsion device P includes a plurality of pipes 51 such as a fume pipe, an opening adjusting jack 53, and a cushioning material 55. , A front conduit 62 composed of a cutting edge, a shield machine, and the like arranged on the front end side of the leading pipe body 51A, a main push jack 63, a control device 68, and a position measuring device M.
【0087】開口調整ジャッキ53は、油圧ジャッキを
利用するものであり、図12・13に示すように、管体
51・51相互の端面付近に、所定のブラケット(図符
号省略)を固着させて、上下左右から45°ずらして4
個ずつ配設され、4個ずつで1つの開口調整ジャッキ群
52を構成することとなる。The opening adjusting jack 53 utilizes a hydraulic jack. As shown in FIGS. 12 and 13, a predetermined bracket (not shown) is fixed near the end face of the pipes 51 and 51. , Shifted 45 ° from top, bottom, left and right
Each opening adjustment jack group 52 is constituted by four.
【0088】なお、大径の管体51の場合には、図14
・15に示すように、開口調整ジャッキ52を大型化さ
せて、それらの両端と管体51の端面との間に、鋼板製
の当板56と硬質ゴム板からなる緩衝材57とを配置さ
せても良く、さらに、開口調整ジャッキ群52として、
実施例で設けた位置に複数個ずつの開口調整ジャッキ5
3を設けるようにしても良い。In the case of the large-diameter tube 51, FIG.
As shown in 15, the opening adjusting jacks 52 are made larger, and between the both ends thereof and the end face of the pipe body 51, an abutment plate 56 made of a steel plate and a cushioning material 57 made of a hard rubber plate are arranged. And further, as the opening adjustment jack group 52,
A plurality of opening adjustment jacks 5 at the positions provided in the embodiment.
3 may be provided.
【0089】また、これらの開口調整ジャッキ53に
は、油圧ジャッキのピストンロッド53aのストローク
を検出可能な差動トランス等からなる開口調整検出セン
サ54が配置されており、各開口調整ジャッキ53は、
後述する制御装置本体69の制御により、図示しない電
磁弁を介して、ストロークを作動制御されることとな
る。An opening adjustment detecting sensor 54 composed of a differential transformer or the like capable of detecting the stroke of the piston rod 53a of the hydraulic jack is arranged in each of the opening adjusting jacks 53.
Under the control of the control device main body 69 described later, the operation of the stroke is controlled via an electromagnetic valve (not shown).
【0090】このような開口調整ジャッキ53を備えた
開口調整ジャッキ群52では、管体51・51間の4個
の内の左右若しくは上下の2つずつの各々に、制御装置
本体69からのコマンド信号を入力させれば、管体51
・51間に所定の開口差を設けることができる。In the group of opening adjusting jacks 52 provided with such an opening adjusting jack 53, commands from the control device main body 69 are provided to each of the left and right or upper and lower two of the four tubes 51, 51. If a signal is input, the pipe 51
A predetermined opening difference can be provided between 51.
【0091】そして、実施形態の場合には、開口調整ジ
ャッキ群52が、先頭の管体51Aを計画軌道に沿って
敷設するために、先頭管体51Aと第2番目の管体51
Bとの間と、第2番目の管体51Bと第3番目の管体5
1Cとの間と、に配設されている。In the case of the present embodiment, the opening adjustment jack group 52 is used to lay the first pipe 51A along the planned track, so that the first pipe 51A and the second pipe 51 are installed.
Between B and the second tubular body 51B and the third tubular body 5
1C.
【0092】すなわち、特公平1−56240号公報に
記載されているように、先行の管体と後続の管体との間
の開口調整を、隧道の変化点(直線部から曲線部が始ま
る始曲点、曲線部から他の曲線部が始まる変曲点、及
び、曲線部から直線部が始まる終曲点等)に、先行の管
体と後続の管体とが到達した時の2回行ない、さらに、
後続の管体とさらにその後続の管体との開口調整を、後
続の管体が変化点に到達した時に1回行なえば、先行の
管体を、つぎの隧道の変化点まで、曲線状の計画軌道に
沿って推進させることができ、先行の管体を計画軌道に
沿って推進させる場合には、先行と後続の管体相互の間
と、後続とさらにその後続の管体相互間に、開口調整部
材(開口調整ジャッキ)を配置させれば、後述する緩衝
材55の作用とあいまって、後続の管体を先行の管体に
追従させて、計画軌道に沿って精度良く推進させ易くな
るからである。That is, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 1-56240, adjustment of the opening between the preceding tubular body and the subsequent tubular body is performed at the change point of the tunnel (beginning at the curved portion starting from the straight line portion). A bending point, an inflection point where another curved line portion starts from a curved line portion, and an end bending point where a straight line portion starts from a curved line portion) are performed twice when the preceding pipe body and the subsequent pipe body arrive, further,
If the opening adjustment of the succeeding tube and the succeeding tube is performed once when the succeeding tube reaches the change point, the preceding tube is moved in a curved shape until the change point of the next tunnel. It can be propelled along the planned trajectory, and when the preceding pipe is propelled along the planned trajectory, between the preceding and subsequent pipes and between the subsequent and further subsequent pipes, By disposing the opening adjusting member (opening adjusting jack), the following pipe follows the preceding pipe in combination with the operation of the cushioning material 55 described later, and it becomes easy to propel it accurately along the planned trajectory. Because.
【0093】緩衝材55は、管体51の端面に当接可能
な連続状若しくは断続的な円環状として、発泡プラスチ
ック材から形成され、一方の管体51の端面に接着され
ている。緩衝材55は、先頭管体51Aの軌跡に追従し
て、後続の管体51相互間に開口差が生じようとする
際、軌跡の曲線の内側部位を圧縮させて、管体51を先
頭管体51Aの曲線の軌跡に追従させるとともに、管体
51の端面に働く推進力を平均化する役目を果すことと
なる。そして、緩衝材55は、開口調整ジャッキ53よ
りコストが安価なため、管体51の敷設後に回収しなく
とも良く、施工コストの上昇を防ぐことができることか
ら、工費の低減化を図るために、実施例の場合には、第
3番目以後の管体51相互間に、この緩衝材55を配設
させている。The cushioning member 55 is formed of a foamed plastic material as a continuous or intermittent annular shape capable of abutting on the end face of the tubular body 51 and is adhered to the end face of one tubular body 51. The cushioning material 55 follows the trajectory of the leading tube 51A and compresses the inner part of the curve of the trajectory when an opening difference is to be generated between the following tubes 51 so that the tube 51 is moved to the leading tube. In addition to following the trajectory of the curve of the body 51A, the function of averaging the propulsive force acting on the end face of the tube body 51 is achieved. And since the cushioning material 55 is less expensive than the opening adjustment jack 53, it is not necessary to collect it after the pipe 51 is laid, and it is possible to prevent an increase in construction cost. In the case of the embodiment, the cushioning material 55 is disposed between the third and subsequent tubes 51.
【0094】そして、管体51・51相互の縁周囲と開
口調整ジャッキ群52若しくは緩衝材55の周囲とに
は、それらを覆う鋼板からなる円筒形の覆い管60が配
設されている。覆い管60は、図12〜15に示すよう
に、管体51の後部外周面に固着されるとともに、管体
51の外周面に配設されるゴムリング61に圧接され、
開口調整ジャッキ群52の周囲の水密性を確保すること
となる。A cylindrical covering pipe 60 made of a steel plate is provided around the edges of the tubular bodies 51 and 51 and around the opening adjusting jack group 52 or the cushioning material 55. As shown in FIGS. 12 to 15, the covering tube 60 is fixed to a rear outer peripheral surface of the tube body 51 and pressed against a rubber ring 61 disposed on the outer peripheral surface of the tube body 51.
Watertightness around the opening adjustment jack group 52 is ensured.
【0095】元押しジャッキ63は、油圧ジャッキから
構成され、管体51を推進させるためのものであって、
計画軌道の始点となる位置に掘削された竪坑65内に複
数配置され、竪坑65の内周面の一面を支持壁66と
し、各元押しジャッキ63のピストンロッド63aを同
時に伸ばして管体51を推進させることとなる。なお、
ピストンロッド63aのストロークは、管体51の全長
より短いため、鋼板等からなるスペーサ64を複数利用
して管体51を推進させることとなる。ちなみに、各ピ
ストンロッド63aのストロークが大きければ、スペー
サ64は不要となる。The original push jack 63 is composed of a hydraulic jack and is for propelling the pipe body 51.
A plurality of pits 65 are arranged in a pit 65 excavated at a position serving as a starting point of a planned trajectory. Will be promoted. In addition,
Since the stroke of the piston rod 63a is shorter than the entire length of the tubular body 51, the tubular body 51 is propelled by using a plurality of spacers 64 made of a steel plate or the like. By the way, if the stroke of each piston rod 63a is large, the spacer 64 becomes unnecessary.
【0096】なお、各開口調整ジャッキ53、元押しジ
ャッキ63、油圧を供給する油圧源67は、竪坑65の
近傍に配設されている。The opening adjusting jack 53, the main pushing jack 63, and the hydraulic pressure source 67 for supplying the hydraulic pressure are arranged near the shaft 65.
【0097】また、この推進装置Pでは、管体51に対
して先導管62・開口調整ジャッキ群52・緩衝材55
等を予め組み付けた3つのA・B・Cのユニット単位で
推進させる。ユニットAは、管体51の先端に先導管6
2を取り付けるとともに、管体51の後端に開口調整ジ
ャッキ群52と覆い管60とを取り付けて構成される。
ユニットBは、管体51の後端に開口調整ジャッキ群5
2と覆い管60とを取り付けて構成される。ユニットC
は、管体51後端に緩衝材55と覆い管60とを取り付
けて構成される。Further, in this propulsion device P, the pipe 51, the leading conduit 62, the opening adjusting jack group 52, and the buffer 55
And so on in units of three units of A, B, and C pre-assembled. The unit A is provided with a leading conduit 6 at the tip of the tubular body 51.
2 and an opening adjustment jack group 52 and a cover tube 60 are attached to the rear end of the tube body 51.
The unit B has a group of opening adjustment jacks 5 at the rear end of the tubular body 51.
2 and the cover tube 60 are attached. Unit C
Is constructed by attaching a buffer material 55 and a cover tube 60 to the rear end of the tube body 51.
【0098】さらに、ユニットAの先頭管体51Aに
は、位置測定装置Mの先頭反射器7が設置されている。
先頭反射器7の設置位置は、距離の算出が容易なよう
に、隧道1のセンターライン上となる先頭管体51Aの
中央位置に配置させることが望ましい。Further, a head reflector 7 of the position measuring device M is provided in the head tube 51A of the unit A.
It is desirable that the installation position of the head reflector 7 be located at the center position of the head tube 51A on the center line of the tunnel 1 so that the distance can be easily calculated.
【0099】また、曲線の途中の管体51には、位置測
定装置Mの中間反射器8が設置されている。中間反射器
8の設置は、既述の説明で述べたように、光中継点の数
が最低となるように、予め、計画軌道上にて計画してお
き、該当する管体51を竪坑65に入れる時点で、その
管体51にセンターラインからのオフセット量等も考慮
して、設置しておく。Further, the intermediate reflector 8 of the position measuring device M is installed in the tube 51 in the middle of the curve. As described in the above description, the installation of the intermediate reflector 8 is planned in advance on a planned track so that the number of optical relay points is minimized. At the time of insertion, the tube 51 is installed in consideration of the offset amount from the center line and the like.
【0100】そして、位置測定装置Mのトータルステー
ション3は、竪坑65における計画軌道のセンターライ
ン上に設置されている。The total station 3 of the position measuring device M is installed on the center line of the planned orbit in the shaft 65.
【0101】なお、推進装置Pに使用する位置測定装置
Mの制御装置12は、竪坑65近傍に配置されている
が、制御装置12の機能を制御装置本体69に兼用させ
るようにしても良い。Although the control device 12 of the position measuring device M used for the propulsion device P is arranged near the shaft 65, the function of the control device 12 may be shared by the control device body 69.
【0102】また、先頭反射器7や中間反射器8のサー
ボモータ10b・10c等から伸びて制御装置12に接
続されるリード線・センサ54から伸びるリード線・ジ
ャッキ53から伸びる油圧配管等は、省略してあるが、
管体51を順次増設させる際に、竪坑65内において、
新たな管体51を増設させる毎に新たに継ぎ足したり、
あるいは、掘削する隧道1の長さ分、予め、準備して反
射器7・8等に接続させておいても良い。そのため、隧
道1内に人が入ることなく、リード線等を設置できる。The lead wire extending from the servomotors 10b and 10c of the head reflector 7 and the intermediate reflector 8 and connected to the control device 12, the lead wire extending from the sensor 54, and the hydraulic piping extending from the jack 53 are as follows. Although omitted,
When sequentially adding the pipe body 51, in the shaft 65,
Each time a new pipe 51 is added, a new pipe is added,
Alternatively, it may be prepared in advance and connected to the reflectors 7 and 8 for the length of the tunnel 1 to be excavated. Therefore, a lead wire or the like can be installed without a person entering the tunnel 1.
【0103】制御装置68は、竪坑65の近傍に配設さ
れ、図16に示すように、制御装置本体69、表示器7
0、指示計71、キーボード72、操作盤73、電源7
4等を備えて構成されている。また、制御装置68は、
各元押しジャッキ63を同時に作動させる図示しない作
動スイッチを備えている。The control device 68 is disposed in the vicinity of the shaft 65, and as shown in FIG.
0, indicator 71, keyboard 72, operation panel 73, power supply 7
4 and the like. Further, the control device 68 is
An operation switch (not shown) for simultaneously operating the main push jacks 63 is provided.
【0104】制御装置本体69は、図17に示すよう
に、2つの演算部69a・69bと所定の図示しない制
御部・記憶部とを備え、計画軌道を3次元で表したxy
z座標のデータが入力されるとともに、演算部69bに
よって、計画軌道のxyz座標データから求めた水平方
向位置及び鉛直方向位置と、位置測定装置Mによって測
定した水平方向位置と鉛直方向位置と、の誤差を無くす
ように、クローズドループ制御(フィードバック制御)
するものである。As shown in FIG. 17, the control device main body 69 includes two calculation units 69a and 69b and a predetermined control unit and storage unit (not shown), and an xy representing a planned trajectory in three dimensions.
The data of the z coordinate is input, and the calculation unit 69b calculates the horizontal position and the vertical position obtained from the xyz coordinate data of the planned trajectory, and the horizontal position and the vertical position measured by the position measuring device M. Closed loop control (feedback control) to eliminate errors
Is what you do.
【0105】なお、一般に、クローズドループ制御で
は、ループ内に構成要素の個々のゲインの積であるルー
プゲインを大にして、誤差信号を零にするように制御す
る。そして、演算部69bは、一般に調節計と呼ばれる
制御機器の役目をする部分である。調節計は、PID特
性、即ち、P(比例)、I(積分)、D(微分)の各特
性を合成した特性を有しており、制御すべき対象の特性
に合わせて、PIDの各特性を調整し得るようになって
いる。Pは全周波数帯域のゲインを調節する役目をし、
Iは低周波帯域のみ、Dは高周波帯域のみのそれぞれの
ゲインを調節する役目をする。このPIDの各ゲインを
制御対象に合せて調節し、ループゲインを高くすること
によって、誤差信号を零にする制御をする。誤差信号が
零になれば、計画軌道の座標位置と位置計測装置Mの位
置信号とが一致し、ユニットAを計画軌道に正確に一致
させて敷設することができる。In general, in closed loop control, control is performed so that the error signal becomes zero by increasing the loop gain which is the product of the individual gains of the components in the loop. The computing unit 69b is a part that serves as a control device generally called a controller. The controller has PID characteristics, that is, characteristics obtained by synthesizing P (proportional), I (integral), and D (differential) characteristics. Can be adjusted. P serves to adjust the gain of all frequency bands,
I serves to adjust the gain of only the low frequency band, and D serves to adjust the gain of only the high frequency band. The gain of the PID is adjusted according to the control target, and the loop signal is increased to control the error signal to zero. If the error signal becomes zero, the coordinate position of the planned track and the position signal of the position measuring device M match, and the unit A can be installed so as to match the planned track accurately.
【0106】制御装置本体69に入力される3次元の座
標データは、図18に示すように、計画軌道の多数の箇
所におけるxとyとzの値であり、キーボード72を利
用して制御装置本体69に入力する。なお、このデータ
は、計画軌道をドラムスキャナやカーブトレーサ等の図
形読取装置を利用して制御装置本体69に直接入力させ
ても良い。また、このデータは、入力後、表示器70で
表示させ、確認することができるように構成されてい
る。The three-dimensional coordinate data input to the control device main body 69 are the values of x, y, and z at a number of points on the planned trajectory, as shown in FIG. Input to the main body 69. Note that this data may be directly input to the control device main body 69 by using a graphic reading device such as a drum scanner or a curve tracer for the planned trajectory. Further, this data is configured so that it can be displayed on the display 70 and confirmed after the input.
【0107】この制御装置本体69の制御による推進装
置Pの各ユニットA・B・Cの推進は、つぎのようにし
て行なう。The propulsion of the units A, B, and C of the propulsion device P under the control of the control device main body 69 is performed as follows.
【0108】なお、推進は、制御装置68の図示しない
作動スイッチを操作して元押しジャッキ63を逐次作動
させつつ、ユニットAを埋設し、その後、ユニットB・
Cを順次埋設させて推進させることとなる。The propulsion is performed by operating the operation switch (not shown) of the control device 68 to sequentially operate the main push jack 63, burying the unit A, and thereafter,
C will be buried sequentially and propelled.
【0109】a.まず、位置測定装置Mは、逐次作動さ
れて、先頭のユニットAの移動した位置(x,y,z)
を測定して、距離と角度の信号を制御装置本体69へ出
力する。A. First, the position measuring device M is sequentially operated to move the position (x, y, z) of the head unit A.
Is measured, and a signal of the distance and the angle is output to the control device main body 69.
【0110】なお、位置測定装置Mは、図4〜6のフロ
ーチャートに示す制御により、位置測定を行なっていく
が、計画軌道に沿って、先頭反射器7と中間反射器8と
が推進され始めれば、トータルステーション3の発光部
4aからのビームが、各反射器7・8の鏡部9の略中央
に当っているため、ステップ106・110・125・
129で振る振幅を小さく、例えば、±0.1°程度と
して、順次行なえば良い。The position measuring device M measures the position by the control shown in the flow charts of FIGS. 4 to 6, but the leading reflector 7 and the intermediate reflector 8 start to be propelled along the planned trajectory. For example, since the beam from the light emitting portion 4a of the total station 3 strikes the substantially center of the mirror portion 9 of each reflector 7.8, steps 106, 110, 125, ...
At 129, the amplitude may be set to be small, for example, about ± 0.1 °, and may be sequentially performed.
【0111】b.演算部69aは、xyz座標データか
ら計画軌道の各点におけるdLの成分のdyとdxとd
zを求め、各点の接線方向の水平方向成分の角度ψ0 と
鉛直方向成分の角度θ0 とを、ψ0 =tan -1(dy/d
x)、θ0 =tan -1(dz/dx)として演算して求め
る。B. The calculation unit 69a uses the xyz coordinate data to calculate dy, dx, and d of the dL component at each point on the planned trajectory.
z is determined, and the angle ψ 0 of the tangential horizontal component of each point and the angle θ 0 of the vertical component of each point are calculated as ψ 0 = tan −1 (dy / d
x), calculated as θ 0 = tan −1 (dz / dx).
【0112】また、各点までの計画軌道上での長さL0
と、L0 位置における水平方向位置y0 、鉛直方向位置
z0 を、 L0 =∫((dy)2 +(dx)2 +(dz)2 )1/2 y0 =∫(dy) z0 =∫(dz) として演算し、各点での角度ψ0 、θ0 とともにそれら
の値を記憶部に記憶させる。Further, the length L 0 on the planned trajectory up to each point is
When the horizontal direction position y 0 at L 0 position, the vertical position z 0, L 0 = ∫ ( (dy) 2 + (dx) 2 + (dz) 2) 1/2 y 0 = ∫ (dy) z It is calculated as 0 = 0 (dz), and the values are stored in the storage unit together with the angles ψ 0 and θ 0 at each point.
【0113】c.演算部69bにおいて、位置測定装置
Mから出力される折線距離L1 、L 2 から、(14)式を演
算し(測定した折線距離L1 をL1 ´、L2 をL2 ´と
して(14)式に代入して演算する)、センターライン長L
に変換した値を算出する。C. In the operation unit 69b, a position measuring device
Linear distance L output from M1 , L Two From, play (14)
Calculation (measured linear distance L1 To L1 ´, LTwo To LTwo When
And substitute in equation (14) to calculate), the center line length L
The value converted to is calculated.
【0114】また、折線距離L1 、L2 、横角度ψ、縦
角度θから、つぎのようにして位置測定値y、zを求め
る。From the broken line distances L 1 and L 2 , the horizontal angle ψ, and the vertical angle θ, the position measurement values y and z are obtained as follows.
【0115】この求め方は、L1 区間では、図8より、 y1 =L1 cos θ1 sin ψ1 …(15) z1 =L1 sin θ1 …(16) となる。[0115] This Determination is in L 1 interval from 8, and y 1 = L 1 cos θ 1 sin ψ 1 ... (15) z 1 = L 1 sin θ 1 ... (16).
【0116】つぎに、L2 区間では、図8より、 y2 =L2 cos (2θ2 +θ3 )sin (2ψ2 +ψ3 ) …(17) z2 =L2 sin (2θ2 +θ3 ) …(18) となる。Next, in the L 2 section, as shown in FIG. 8, y 2 = L 2 cos (2θ 2 + θ 3 ) sin ( 2 2 + ψ 3 ) (17) z 2 = L 2 sin (2θ 2 + θ 3 ) … (18)
【0117】これらを合成して、 y=L1 cos θ1 sin ψ1 +L2 cos (2θ2 +θ3 )sin (2ψ2 +ψ3 ) …(19) z=L1 sin θ1 +L2 sin (2θ2 +θ3 ) …(20) となる。[0117] by combining these, y = L 1 cos θ 1 sin ψ 1 + L 2 cos (2θ 2 + θ 3) sin (2ψ 2 + ψ 3) ... (19) z = L 1 sin θ 1 + L 2 sin ( 2θ 2 + θ 3 ) (20)
【0118】そして、センターライン長Lに変換した値
に等しく対応して、さきに記憶部に記憶させたL0 を読
み出し、さらに、そのL0 に対応したψ0 、θ0 、y
0 、z 0 を読み出して、 (ψ0 −ψ)×(KI /S+KP +KD S)と、 (θ0 −θ)×(GI /S+GP +GD S)と、 (y0 −y)×(HI /S+HP +HD S)と、 (z0 −z)×(JI /S+JP +JD S)と、 を演算する。なお、KI 、GI 、HI 、JI は積分ゲイ
ン、KP 、GP 、HP 、JP は比例ゲイン、KD 、G
D 、HD 、JD は微分ゲインである。また、1/Sは積
分、Sは微分を表す。さらに、上記の積分ゲイン、比例
ゲイン、微分ゲインの各々の値は、PID制御の各制御
ゲインであり、制御対象に合せて、予め定めておく。Then, the value converted into the center line length L
L, which was stored in the storage unit earlier, corresponding to0 Read
And then the L0 Corresponding to0 , Θ0 , Y
0 , Z 0 And read (ψ0 −ψ) × (KI / S + KP + KD S) and (θ0 −θ) × (GI / S + GP + GD S) and (y0 −y) × (HI / S + HP + HD S) and (z0 −z) × (JI / S + JP + JD S) and are calculated. Note that KI , GI , HI , JI Is the integral gay
N, KP , GP , HP , JP Is the proportional gain, KD , G
D , HD , JD Is the differential gain. Also, 1 / S is the product
Minutes and S represent differentiation. In addition, the above integral gain, proportional
Each value of gain and differential gain is controlled by each control of PID control.
This is a gain and is determined in advance according to the control target.
【0119】そして、上記の演算値に応じて、先頭の開
口調整ジャッキ群52における左右上下の2つずつの開
口調整ジャッキ53を制御し、(ψ0 −ψ)、(θ0 −
θ)、(y0 −y)、(z0 −z)の値が零となるよう
に制御する。Then, in accordance with the calculated value, the left and right upper and lower two opening adjustment jacks 53 in the opening adjustment jack group 52 are controlled, and (ψ 0 −ψ), (θ 0 −
θ), (y 0 −y), and (z 0 −z) are controlled to be zero.
【0120】なお、この時、移動した位置信号x,y,
zに基き、ユニットAの軌跡を一定時間毎に演算して記
憶し、その施工軌道を表示器70に表示するようにす
る。At this time, the moved position signals x, y,
Based on z, the trajectory of the unit A is calculated and stored at regular intervals, and the construction trajectory is displayed on the display 70.
【0121】d.そして、(ψ0 −ψ)、(θ0 −
θ)、(y0 −y)、(z0 −z)の値が零となった際
の先頭の各開口調整ジャッキ53のストロークを検出し
ている開口調整検出センサ54の信号に基づいて、先頭
のユニットAと後続のユニットBとの間に設ける開口差
Sを、制御装置本体69が記憶する。D. Then, (ψ 0 −ψ), (θ 0 −
θ), (y 0 −y), and (z 0 −z), based on the signal of the opening adjustment detecting sensor 54 which detects the stroke of each leading opening adjusting jack 53 when the value becomes zero. The controller main body 69 stores an opening difference S provided between the first unit A and the subsequent unit B.
【0122】e.その後、ユニットAが順次推進され、
後続のユニットBがユニットAを制御した位置に移動し
てきた際には、その位置に到達したユニットBと直後の
ユニットCとの間に、記憶した開口差Sを補正した所定
の補正開口差を生ずるよう、後続の開口調整ジャッキ群
52の各開口調整ジャッキ53を制御する。E. After that, Unit A is sequentially promoted,
When the succeeding unit B moves to the position where the unit A is controlled, a predetermined corrected aperture difference obtained by correcting the stored aperture difference S is provided between the unit B that has reached the position and the unit C immediately after that. Each opening adjustment jack 53 of the subsequent group of opening adjustment jacks 52 is controlled so as to cause the occurrence.
【0123】ちなみに、後続のユニットBの移動距離の
算出は、先頭反射器7の設置位置からユニットBまでの
距離を、位置測定装置Mにより測定されたユニットAの
先頭反射器7の移動距離Lから、減算すれば良い。そし
て、先頭反射器7の設置位置からユニットBまでの距離
は、予め実測しておいた先頭反射器7からピストンロッ
ド53aを伸ばしていない状態での先頭の開口調整ジャ
ッキ53の後端までの距離と、開口調整検出センサ54
からの信号に基く先頭の開口調整ジャッキ群52の平均
ストロークと、を加算した値であり、容易に後続のユニ
ットBの移動距離を算出することができる。Incidentally, the movement distance of the subsequent unit B is calculated by calculating the distance from the installation position of the head reflector 7 to the unit B by the movement distance L of the head reflector 7 of the unit A measured by the position measuring device M. Then, subtract it. The distance from the installation position of the head reflector 7 to the unit B is the distance from the head reflector 7 measured in advance to the rear end of the head opening adjustment jack 53 in a state where the piston rod 53a is not extended. And the aperture adjustment detection sensor 54
This is a value obtained by adding the average stroke of the leading opening adjustment jack group 52 based on the signal from the first unit and the moving distance of the subsequent unit B can be easily calculated.
【0124】また、補正開口差は、演算部69aにおい
て、記憶した既述の開口差Sにユニット長比(Tb(制
御するユニットBの標準長さ)/Ta(ユニットAの標
準長さ))を乗じた値である。なお、ユニットの標準長
さとは、開口調整ジャッキ53のピストンロッド53a
を伸ばしていない状態での覆い管60を除いたユニット
の長さである。The corrected aperture difference is calculated by calculating the unit length ratio (Tb (standard length of unit B to be controlled) / Ta (standard length of unit A)) in the arithmetic unit 69a. Is multiplied by. The standard length of the unit refers to the piston rod 53a of the opening adjustment jack 53.
Is the length of the unit excluding the covering tube 60 in a state where is not extended.
【0125】なお、後続のユニットBの開口差について
は、上記に変えて、計画軌道の曲線から割り出された理
論的開口差の値を使用し、その値で開口調整ジャッキ群
52を制御するようにしても良い。As for the opening difference of the succeeding unit B, the value of the theoretical opening difference calculated from the curve of the planned trajectory is used instead of the above, and the opening adjusting jack group 52 is controlled by the value. You may do it.
【0126】理論的開口差(ジャッキ位置における開口
差(m))S1 は、 S1 =(BC −t)δ/21/2 …(21) 但、BC :管の外径(m)、t:管の厚さ(m)、δ:
管の長さが曲線の中心にしめる偏角(rad)である。The theoretical opening difference (opening difference (m) at jack position (m)) S 1 is as follows: S 1 = (B C −t) δ / 2 1/2 (21) where B C : outer diameter of pipe ( m), t: tube thickness (m), δ:
The declination (rad) that allows the length of the tube to be centered on the curve.
【0127】この推進装置Pでは、竪坑65内に、順
次、ユニットA、ユニットB、ユニットCを挿入させ
て、元押しジャッキ63の推進力で、各ユニットを推進
させていけば、制御装置本体69が、上記の制御を行な
って、先頭のユニットAの移動距離Lを位置測定装置M
を介して実測し、その実測した移動距離Lに対応させ
て、先頭のユニットAがクローズドループ制御されて精
度良く正確に計画軌道に沿って推進されて敷設され、そ
の後続のユニットB・Cも先頭ユニットAにならって推
進されて敷設されることから、精度良く、各ユニットを
3次元の計画軌道における任意の曲線に沿って、敷設す
ることができる。また、表示器70にユニットAの位置
や施工軌道を表示することができることから、便利とな
る。In this propulsion device P, if the units A, B, and C are sequentially inserted into the shaft 65 and each unit is propelled by the propulsion force of the original pushing jack 63, the control device main body is 69 performs the above control to determine the moving distance L of the head unit A by the position measuring device M.
, And the leading unit A is closed-loop controlled, propelled and laid accurately and accurately along the planned trajectory in accordance with the actually measured moving distance L, and the subsequent units B and C are also laid out. Since the unit is propelled and laid along with the head unit A, each unit can be laid with high accuracy along an arbitrary curve in the three-dimensional planned trajectory. Further, the position of the unit A and the construction track can be displayed on the display 70, which is convenient.
【0128】なお、敷設後には、隧道1内の中間反射器
8等を回収すれば、つぎの敷設作業にも利用することが
でき、機器の有効利用を図ることができる。After the laying, if the intermediate reflector 8 and the like in the tunnel 1 are collected, they can be used for the next laying work, and the equipment can be effectively used.
【0129】また、推進装置Pでは、計画軌道が3次元
の場合を示したが、計画軌道が2次元の例えば水平方向
の曲線状であれば、位置測定装置Mの横角度の信号のみ
を使用することにより、各ユニットを水平方向の曲線状
に敷設することができる。この場合の制御装置本体69
に入力される2次元の座標データは、計画軌道の多数の
箇所におけるxとyの値であり、キーボード72を利用
して制御装置本体69に入力しておけば良い。In the propulsion device P, the case where the planned trajectory is three-dimensional is shown. However, if the planned trajectory is two-dimensional, for example, a curved curve in the horizontal direction, only the signal of the lateral angle of the position measuring device M is used. By doing so, each unit can be laid in a horizontal curved shape. Control device body 69 in this case
Are the values of x and y at many points on the planned trajectory, and may be input to the control device main body 69 using the keyboard 72.
【0130】さらに、掘削時の隧道1が長くなる場合に
は、管体51・51間に、元押しジャッキ63と同様な
油圧を利用した中押しジャッキを設け、後部側の管体5
1に開口調整ジャッキ群52を設け、中押しジャッキの
周囲の前後の管体51相互間と、開口調整ジャッキ群5
2と、の周囲を覆う覆い管60を配設したユニットD
を、適宜ユニットC間に配設させて、管体51を推進さ
せれば良い。なお、中押しジャッキの作動は、制御装置
68の図示しない作動スイッチを操作することにより、
元押しジャッキ63と同様に作動させれば良い。Further, when the tunnel 1 at the time of excavation becomes long, a middle push jack using the same hydraulic pressure as the main push jack 63 is provided between the pipes 51, 51, and the rear pipe 5 is provided.
1 is provided with an opening adjustment jack group 52, between the front and rear pipes 51 around the middle push jack, and the opening adjustment jack group 5;
2 and a unit D provided with a covering pipe 60 covering the periphery of
May be appropriately disposed between the units C, and the pipe body 51 may be propelled. The operation of the middle push jack is performed by operating an operation switch (not shown) of the control device 68.
What is necessary is just to operate like the original push jack 63.
【0131】さらにまた、隧道1の曲率が大きく、隧道
1のカーブが急な場合等で、ユニットAに後続のユニッ
トが追従し難い場合には、ユニットCを用いることな
く、ユニットAと、必要数のユニットBと、上述のユニ
ットDを利用して、推進させれば良い。Further, when the curvature of the tunnel 1 is large and the curve of the tunnel 1 is sharp, for example, when the following unit is difficult to follow the unit A, the unit A and the unit A can be used without using the unit C. Propulsion may be performed using the number of units B and the above-described units D.
【0132】この場合の推進では、制御装置本体69の
制御は、上述のa.b.c.d.e.と同様であり、
e.において、後続のユニットがユニットAを制御した
位置に移動してきた際に、その位置に到達したユニット
と直後のユニットとの間に、記憶した開口差Sを補正し
た所定の補正開口差を生ずるように、後続のユニットの
開口調整ジャッキ群52の各調整ジャッキ群53を制御
すれば良い。In the propulsion in this case, the control of the control device main body 69 is performed according to a. b. c. d. e. Is similar to
e. In the above, when a subsequent unit moves to a position where the unit A is controlled, a predetermined corrected aperture difference in which the stored aperture difference S is corrected is generated between the unit that has reached that position and the unit immediately after that. Then, it is only necessary to control each adjustment jack group 53 of the opening adjustment jack group 52 of the subsequent unit.
【0133】この場合の後続のユニットの移動距離の算
出は、予め、埋設するユニットの標準長さ(開口調整ジ
ャッキ53や中押しジャッキ等のピストンロッドを伸ば
していない状態での覆い管60を省いた各ユニットの長
さ)を、順次、制御装置本体69に入力させておき、演
算部69aにおいて、ユニットAの移動距離Lから、先
頭反射器7からそのユニットまでの長さを、減算すれば
良い。すなわち、ユニットAからそのユニットまでの間
に入った、各ユニットの標準長さを積算した長さと、開
口調整検出センサ54からの信号に基く各開口調整ジャ
ッキ群52の平均ストロークと、中押ジャッキのストロ
ークを検出する中押し検出センサからの信号に基づく中
押しジャッキのストロークと、を加算した値に、さら
に、先頭反射器7の設置位置から先頭のユニットBまで
の距離を加算した値を、移動距離Lから、減算すれば良
い。In this case, the movement distance of the subsequent unit is calculated in advance by using the standard length of the unit to be buried (the cover tube 60 in a state where the piston rod such as the opening adjustment jack 53 or the middle pushing jack is not extended) is omitted. The length of each unit) is sequentially input to the control device main body 69, and the arithmetic unit 69a subtracts the length from the head reflector 7 to the unit from the moving distance L of the unit A. . That is, the length obtained by integrating the standard length of each unit, which is between the unit A and the unit, the average stroke of each opening adjustment jack group 52 based on the signal from the opening adjustment detection sensor 54, and the middle push jack The value obtained by adding the distance from the installation position of the head reflector 7 to the head unit B is added to the value obtained by adding the stroke of the middle pressing jack based on the signal from the middle pressing detection sensor that detects the stroke of What is necessary is just to subtract from L.
【0134】また、補正開口差は、演算部69aにおい
て、記憶した既述の開口差Sにユニット長比(T(制御
するユニットの標準長さ)/Ta(ユニットAの標準長
さ))を乗じた値である。The corrected aperture difference is calculated by calculating the unit length ratio (T (standard length of the unit to be controlled) / Ta (standard length of the unit A)) in the stored aperture difference S in the calculating unit 69a. Multiplied value.
【0135】[0135]
【発明の効果】本発明に係る隧道の位置測定装置は、ト
ータルステーション・先頭反射器・中間反射器の回動手
段を作動させて、トータルステーションの光学部と先頭
反射器及び中間反射器の鏡部とを所定方向に向けて、ト
ータルステーション光学部の発光部から発する光波を、
中間反射器の鏡部を経て、先頭反射器の鏡部に反射さ
せ、再度、中間反射器の鏡部を経て、トータルステーシ
ョン光学部の受光部に送り返すことにより、トータルス
テーションに対する先頭反射器を配置させた測定地点の
2次元若しくは3次元の位置を測定することができる。The tunnel position measuring device according to the present invention operates the total station, the head reflector, and the intermediate reflector turning means so that the optics of the total station and the mirrors of the head reflector and the intermediate reflector can be used. In a predetermined direction, and the light wave emitted from the light emitting section of the total station optical section is
Through the mirror part of the intermediate reflector, reflected on the mirror part of the head reflector, again sent through the mirror part of the intermediate reflector, and returned to the light receiving part of the total station optical part, thereby disposing the head reflector for the total station. The two-dimensional or three-dimensional position of the measurement point can be measured.
【0136】すなわち、見通しできない曲線状の隧道内
に、予め、トータルステーション、先頭反射器、及び、
中間反射器をセットすれば、その後は、人が隧道内に入
ることなく、正確に隧道内の所定の測定地点の位置測定
ができ、さらに、トータルステーション以外の機器とし
て、光波を反射可能として上下左右に振り可能な反射鏡
を利用するだけで良く、レール等を敷設しない分、簡便
かつ低コストで位置測定ができる。That is, the total station, the head reflector, and the
If the intermediate reflector is set, then the position of a predetermined measuring point in the tunnel can be accurately measured without humans entering the tunnel. It is only necessary to use a reflecting mirror that can be swung to any position, and position measurement can be performed simply and at low cost because no rail or the like is laid.
【0137】したがって、本発明に係る位置測定装置で
は、人が入ることを極力無くして、簡便かつ低コスト
で、正確に隧道内の所定位置を測定することができる。Therefore, with the position measuring apparatus according to the present invention, it is possible to measure a predetermined position in the tunnel accurately and simply, at low cost, with a minimum of human entry.
【0138】そして、先頭反射器や中間反射器の反射器
の鏡部を、平面鏡と、平面鏡の周囲に配置させるコーナ
キューブ反射鏡とで構成すれば、コーナキューブ反射鏡
や平面鏡からの反射によるトータルステーション光学部
の受光部の受光強度によって各鏡部の角度が簡単に判別
でき、容易に各反射器の鏡部を所定方向に向けることが
でき、位置測定の作業工数を低減することができる。If the mirrors of the head reflector and the intermediate reflector are composed of a plane mirror and a corner cube reflector arranged around the plane mirror, a total station by reflection from the corner cube reflector and the plane mirror is provided. The angle of each mirror unit can be easily determined based on the light receiving intensity of the light receiving unit of the optical unit, the mirror unit of each reflector can be easily turned in a predetermined direction, and the number of work for position measurement can be reduced.
【0139】さらに、トータルステーションの光学部の
回動手段を制御するとともに光学部からの信号を演算処
理して距離や角度を測定する制御部、先頭反射器や中間
反射器の回動手段を、制御装置により制御させるように
して、自動的に位置の測定をできるように構成すれば、
測定地点の位置測定を、一層、簡便に行なうことができ
る。Furthermore, the rotation means of the optical unit of the total station is controlled, and the control unit for calculating the distance and angle by calculating the signal from the optical unit and the rotation means of the front reflector and the intermediate reflector are also controlled. If you configure it so that it can automatically measure the position by controlling it with the device,
The position of the measurement point can be measured more easily.
【0140】そして、本発明に係る管体の推進装置で
は、複数の管体が、開口部側の竪坑に配置される元押し
ジャッキにより順次推進され、また、先頭管体の前端側
に配置される先導管が、先頭管体の後続の管体との間に
介在される開口調整ジャッキ群によって、所定の方向
で、隧道を掘削しつつ、複数の管体を曲線状に敷設する
こととなる。そして、制御装置は、先頭管体の2次元若
しくは3次元の位置を検出する位置測定装置からの距離
と角度の信号を入力させ、予め入力されていたデータに
基いて、開口調整ジャッキ群を制御し、先導管を有した
先頭管体を所定方向に向けて掘削させ、複数の管体を曲
線状に敷設することとなる。In the pipe propulsion device according to the present invention, the plurality of pipes are sequentially propelled by the main pushing jacks arranged in the shaft on the opening side, and are arranged on the front end side of the leading pipe. A plurality of pipes are laid in a curved shape while excavating a tunnel in a predetermined direction by a group of opening adjustment jacks interposed between a leading pipe and a pipe subsequent to the leading pipe. . Then, the control device inputs the signals of the distance and the angle from the position measuring device that detects the two-dimensional or three-dimensional position of the leading tube body, and controls the opening adjustment jack group based on the data input in advance. Then, the leading pipe body having the leading pipe is excavated in a predetermined direction, and a plurality of pipe bodies are laid in a curved shape.
【0141】本発明に係る管体の推進装置では、本発明
に係る位置測定装置が、精度良く先頭管体の竪坑からの
位置を測定することから、精度良く、自動化して、複数
の管体を曲線状に敷設することができる。また、竪坑内
に管体を順次入れて推進させる際、その管体に位置測定
装置の先頭反射器・中間反射器を設置できることから、
隧道内に、極力人が入らなくとも、管体を曲線状に敷設
することができ、安全に管体の敷設を行なうことができ
る。In the pipe propulsion device according to the present invention, since the position measuring device according to the present invention measures the position of the leading pipe from the pit with high precision, the position measuring apparatus can be accurately and automatically automated to provide a plurality of pipes. Can be laid in a curved shape. Also, when the pipes are sequentially inserted into the vertical shaft and propelled, the top reflector / intermediate reflector of the position measuring device can be installed in the pipe,
Even if a person does not enter the tunnel as much as possible, the pipe can be laid in a curved shape, and the pipe can be laid safely.
【図1】本発明の一実施形態の位置測定装置を示す図で
あり、隧道を水平面に投影した状態を示す。FIG. 1 is a view showing a position measuring device according to an embodiment of the present invention, showing a state where a tunnel is projected on a horizontal plane.
【図2】同実施形態の位置測定装置を示す図であり、隧
道を鉛直面に投影した状態を示す。FIG. 2 is a diagram showing the position measuring device of the embodiment, showing a state where the tunnel is projected on a vertical surface.
【図3】同実施形態の位置測定装置で使用する反射器の
正面図である。FIG. 3 is a front view of a reflector used in the position measuring device of the embodiment.
【図4】同実施形態の位置測定装置の制御を示すフロー
チャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing control of the position measuring device of the embodiment.
【図5】同実施形態の位置測定装置の制御を示すフロー
チャート図であリ、図4に示す状態の後を示す。FIG. 5 is a flowchart showing the control of the position measuring device of the embodiment, and shows a state after the state shown in FIG. 4;
【図6】同実施形態の位置測定装置の制御を示すフロー
チャート図であリ、図5に示す状態の後を示す。FIG. 6 is a flowchart showing the control of the position measuring device of the embodiment, and shows the state after the state shown in FIG. 5;
【図7】同実施形態のトータルステーションの受光部
が、コーナキューブ反射鏡から反射される光を受光した
際の、受光出力の変動状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a fluctuation state of a light receiving output when a light receiving unit of the total station of the embodiment receives light reflected from a corner cube reflecting mirror.
【図8】同実施形態の位置測定装置が測定する横角度・
縦角度・距離の状態を示す図である。FIG. 8 shows a lateral angle measured by the position measuring device of the embodiment.
It is a figure which shows the state of a vertical angle and distance.
【図9】同実施形態で位置測定したセンターライン上の
測定地点までの距離を、隧道のセンターライン上へ変換
する式を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an equation for converting the distance to the measurement point on the center line, the position of which is measured in the same embodiment, to the center line of the tunnel.
【図10】同実施形態で位置測定したセンターライン上
からオフセットした測定地点までの距離を、隧道のセン
ターライン上へ変換する式を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a formula for converting a distance from a center line measured in position in the embodiment to a measurement point offset from the center line to a center line of a tunnel.
【図11】本発明の実施形態の推進装置を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a propulsion device according to an embodiment of the present invention.
【図12】同実施形態の開口調整ジャッキ群を示す図で
ある。FIG. 12 is a diagram showing a group of opening adjustment jacks of the embodiment.
【図13】図12のXIII−XIII部位の概略断面図を示す
図である。13 is a diagram showing a schematic cross-sectional view of a XIII-XIII site in FIG.
【図14】開口調整ジャッキ群の変形例を示す図であ
る。FIG. 14 is a view showing a modification of the group of opening adjustment jacks.
【図15】図14のXV−XV部位の概略断面図を示す図で
ある。15 is a diagram showing a schematic cross-sectional view of an XV-XV portion in FIG.
【図16】同実施形態の制御装置の正面図である。FIG. 16 is a front view of the control device of the embodiment.
【図17】同実施形態の制御系のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a control system of the embodiment.
【図18】計画軌道をxyz座標で表した状態を示す図
である。FIG. 18 is a diagram showing a state in which a planned trajectory is represented by xyz coordinates.
1…隧道、 3…トータルステーション、 4…光学部、 4a…発光部、 4b…受光部、 5…回動手段、 6…制御部、 7…先頭反射器、 8…中間反射器、 9…鏡部、 9a…平面鏡、 9b…コーナキューブ反射鏡、 10…回動手段、 10a…ジンバル、 10b…縦サーボモータ、 10c…横サーボモータ、 12…制御装置、 51…管体、 52…開口調整ジャッキ群、 62…先導管、 63…元押ジャッキ、 65…竪坑、 68…制御装置、 M…位置測定装置、 P…推進装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tunnel, 3 ... Total station, 4 ... Optical part, 4a ... Light emitting part, 4b ... Light receiving part, 5 ... Rotating means, 6 ... Control part, 7 ... Top reflector, 8 ... Intermediate reflector, 9 ... Mirror part 9a: Plane mirror, 9b: Corner cube reflecting mirror, 10: Rotating means, 10a: Gimbal, 10b: Vertical servo motor, 10c: Horizontal servo motor, 12: Control device, 51: Pipe body, 52: Opening adjustment jack group 62, a front pipe, 63, a main jack, 65, a shaft, 68, a control device, M, a position measuring device, P, a propulsion device.
Claims (5)
及び受光部を有した光学部と、該光学部を上下左右へ振
り可能な回動手段と、該回動手段の作動を制御するとと
もに前記光学部からの信号を電気的に処理して距離と角
度とを測定する制御部と、を備えたトータルステーショ
ンと、 該トータルステーションから離れた測定地点に配置され
て、前記トータルステーションの発光部から発する光波
を入射して反射させる鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り
可能な回動手段と、を備えた先頭反射器と、 前記トータルステーションと前記先頭反射器との間に、
所定数配置されて、前記トータルステーションの発光部
及び前記先頭反射器の鏡部から入射する光波を所定方向
に反射させる鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り可能な回
動手段と、を備えた中間反射器と、 を具備して、 前記トータルステーション・前記先頭反射器・前記中間
反射器の回動手段を作動させて、前記光学部と前記先頭
反射器及び前記中間反射器の鏡部とを所定方向に向け
て、前記トータルステーションの発光部から発する光波
を、前記中間反射器の鏡部を経て、前記先頭反射器の鏡
部に反射させ、再度、前記中間反射器の鏡部を経て、前
記トータルステーションの受光部に送り返すことによ
り、前記トータルステーションに対する前記先頭反射器
を配置させた測定地点の2次元若しくは3次元の位置を
測定する構成の隧道の位置測定装置。1. An optical unit having a light emitting unit and a light receiving unit disposed at a predetermined position in a tunnel, a rotating unit capable of swinging the optical unit up, down, left and right, and controlling operation of the rotating unit. And a control unit for electrically processing a signal from the optical unit to measure a distance and an angle, and a control unit for measuring a distance and an angle. A mirror unit that receives and reflects the emitted light wave, and a rotating unit that can swing the mirror unit up, down, left, and right, and a top reflector, between the total station and the top reflector,
A mirror unit, which is arranged in a predetermined number and reflects light waves incident from the light emitting unit of the total station and the mirror unit of the front reflector in a predetermined direction, and a rotating unit capable of swinging the mirror unit vertically and horizontally. And an intermediate reflector, which activates the rotating means of the total station, the leading reflector, and the intermediate reflector to connect the optical section and the mirror section of the leading reflector and the intermediate reflector. In a predetermined direction, the light wave emitted from the light emitting portion of the total station is reflected by the mirror portion of the leading reflector through the mirror portion of the intermediate reflector, and again through the mirror portion of the intermediate reflector, Position of the tunnel that is configured to measure the two-dimensional or three-dimensional position of the measurement point where the front reflector is arranged with respect to the total station by sending it back to the light receiving unit of the total station. Constant apparatus.
部が、それぞれ、平面鏡と、該平面鏡の周囲に固定され
て、入射する光波を入射方向に反射させるコーナキュー
ブ反射鏡と、から構成されていることを特徴とする請求
項1記載の隧道の位置測定装置。2. The mirror portions of the front reflector and the intermediate reflector are each a flat mirror and a corner cube reflecting mirror that is fixed around the flat mirror and reflects an incident light wave in an incident direction. The position measuring device for a tunnel according to claim 1, which is configured.
前記先頭反射器・前記中間反射器の回動手段とに、制御
装置が電気的に接続され、 該制御装置により、前記トータルステーションの光学部
と、前記先頭反射器及び前記中間反射器の鏡部と、を上
下左右に振らせて所定方向に向かせ、前記トータルステ
ーションの発光部から発する光波を、前記中間反射器の
鏡部を経て、前記先頭反射器の鏡部に反射させ、再度、
前記中間反射器の鏡部を経て、前記トータルステーショ
ンの受光部に送り返し、前記トータルステーションに対
する前記先頭反射器を配置させた測定地点の2次元若し
くは3次元の位置を測定することを特徴とする請求項1
又は請求項2記載の隧道の位置測定装置。3. A control unit of the total station,
A control device is electrically connected to the rotating means of the front reflector and the intermediate reflector, and the control device controls the optical unit of the total station and the mirror portions of the front reflector and the intermediate reflector. , To move in a predetermined direction by swinging up, down, left and right, the light wave emitted from the light emitting portion of the total station is reflected through the mirror portion of the intermediate reflector to the mirror portion of the leading reflector, and again,
The two-dimensional or three-dimensional position of the measurement point where the front reflector is arranged with respect to the total station is measured by sending the light back to the light receiving section of the total station via the mirror section of the intermediate reflector.
Alternatively, the position measuring device for a tunnel according to claim 2.
れる元押しジャッキにより順次推進されるとともに、先
頭の管体の前端側に配置される先導管が、前記先頭管体
の後続の管体との間に介在される開口調整ジャッキ群に
よって、所定の方向で、隧道を掘削しつつ、前記複数の
管体を曲線状に敷設するにあたり、 前記先頭管体の前記竪坑に対する2次元若しくは3次元
の位置を測定する位置測定装置からの信号を入力させた
制御装置が、予め入力されていたデータに基いて、前記
開口調整ジャッキ群を制御することにより、前記複数の
管体を曲線状に敷設する管体の推進装置であって、 前記位置測定装置が、 前記竪坑に配置されて、発光部及び受光部を有した光学
部と、該光学部を上下左右へ振り可能な回動手段と、該
回動手段の作動を制御するとともに前記光学部からの信
号を電気的に処理して距離と角度とを測定する制御部
と、を備えたトータルステーションと、 前記先頭管体に配置されて、前記トータルステーション
の発光部から発する光波を入射して反射させる鏡部と、
該鏡部を上下左右へ振り可能な回動手段と、を備えた先
頭反射器と、 前記竪坑と前記先頭反射器との間の管体に、所定数配置
されて、前記トータルステーションの発光部及び前記先
頭反射器の鏡部から入射する光波を所定方向に反射させ
る鏡部と、該鏡部を上下左右へ振り可能な回動手段と、
を備えた中間反射器と、 を具備し、 前記制御装置が、前記位置測定装置における前記トータ
ルステーションの制御部と、前記先頭反射器・前記中間
反射器の回動手段とに、電気的に接続され、 前記制御装置により、前記トータルステーションの光学
部と、前記先頭反射器及び前記中間反射器の鏡部と、を
上下左右に振らせて所定方向に向かせ、前記トータルス
テーションの発光部から発する光波を、前記中間反射器
の鏡部を経て、前記先頭反射器の鏡部に反射させ、再
度、前記中間反射器の鏡部を経て、前記トータルステー
ションの受光部に送り返し、前記トータルステーション
に対する前記先頭反射器を配置させた測定地点の2次元
若しくは3次元の位置を測定することを特徴とする管体
の推進装置。4. A plurality of pipes are sequentially propelled by an original push jack arranged in the vertical shaft on the rearmost side, and a leading conduit arranged on the front end side of the leading pipe is the leading pipe of the leading pipe. When laying the plurality of pipes in a curved shape while excavating a tunnel in a predetermined direction by a group of opening adjustment jacks that are interposed between the pipes and the subsequent pipe, the front pipe of the top pipe is provided with respect to the vertical shaft. A control device that inputs a signal from a position measuring device that measures a three-dimensional or three-dimensional position controls the plurality of pipe bodies by controlling the opening adjustment jack group based on previously input data. A propulsion device for a pipe body laid in a curved line, wherein the position measuring device is arranged in the vertical shaft, and an optical part having a light emitting part and a light receiving part, and a swivel capable of swinging the optical part vertically and horizontally. The moving means and the operation of the rotating means. A total station comprising a control unit for controlling the distance and the angle by electrically processing a signal from the optical unit and measuring a distance and an angle; and a light wave emitted from a light emitting unit of the total station, which is disposed in the leading tube. A mirror section for incident and reflecting
A head reflector having a turning means capable of swinging the mirror part up, down, left and right, and a predetermined number of light emitting units of the total station, which are arranged in a tube between the shaft and the head reflector, and A mirror unit that reflects a light wave incident from a mirror unit of the head reflector in a predetermined direction, and a rotating unit that can swing the mirror unit up, down, left, and right,
An intermediate reflector including a control unit, and the control device is electrically connected to a control unit of the total station in the position measuring device and a rotating unit of the head reflector and the intermediate reflector. By the control device, the optical unit of the total station, and the mirror portion of the head reflector and the intermediate reflector are swung up and down, left and right, and directed in a predetermined direction, and a light wave emitted from the light emitting unit of the total station, After passing through the mirror portion of the intermediate reflector, it is reflected by the mirror portion of the front reflector, and again through the mirror portion of the intermediate reflector and sent back to the light receiving portion of the total station, and the front reflector is arranged for the total station. A propulsion device for a tubular body, characterized by measuring a two-dimensional or three-dimensional position of the measured point.
部が、それぞれ、平面鏡と、該平面鏡の周囲に固定され
て、入射する光波を入射方向に反射するコーナキューブ
反射鏡と、から構成されていることを特徴とする請求項
4記載の管体の推進装置。5. The mirror portions of the front reflector and the intermediate reflector are each composed of a plane mirror and a corner cube reflector which is fixed around the plane mirror and reflects an incident light wave in an incident direction. The propulsion device for a tubular body according to claim 4, which is configured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180159A JP2808421B2 (en) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Tunnel position measuring device and pipe propulsion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180159A JP2808421B2 (en) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Tunnel position measuring device and pipe propulsion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933246A true JPH0933246A (en) | 1997-02-07 |
| JP2808421B2 JP2808421B2 (en) | 1998-10-08 |
Family
ID=16078437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180159A Expired - Fee Related JP2808421B2 (en) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Tunnel position measuring device and pipe propulsion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808421B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999022201A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Position measuring apparatus and optical deflection angle measuring apparatus for underground excavators |
| WO2018233721A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 中国矿业大学 | Tunneling positioning system and method for cornering construction |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3268387B2 (en) | 1998-12-21 | 2002-03-25 | 南野建設株式会社 | Pipe body construction method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05223569A (en) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Hitachi Zosen Corp | Automatic position / orientation measuring device for moving objects |
| JPH05248172A (en) * | 1992-03-09 | 1993-09-24 | Taisei Corp | Control device for shield machine |
| JPH0718313A (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-20 | Nippon Steel Corp | Vertical furnace operation method |
| JPH0736016U (en) * | 1993-12-20 | 1995-07-04 | 株式会社ソキア | Reflector device |
-
1995
- 1995-07-17 JP JP7180159A patent/JP2808421B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05223569A (en) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Hitachi Zosen Corp | Automatic position / orientation measuring device for moving objects |
| JPH05248172A (en) * | 1992-03-09 | 1993-09-24 | Taisei Corp | Control device for shield machine |
| JPH0718313A (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-20 | Nippon Steel Corp | Vertical furnace operation method |
| JPH0736016U (en) * | 1993-12-20 | 1995-07-04 | 株式会社ソキア | Reflector device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999022201A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Position measuring apparatus and optical deflection angle measuring apparatus for underground excavators |
| US6480289B1 (en) | 1997-10-29 | 2002-11-12 | Hitachi Construction Machinery Co. Ltd. | Position measuring apparatus and optical deflection angle measuring apparatus for underground excavators |
| WO2018233721A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 中国矿业大学 | Tunneling positioning system and method for cornering construction |
| RU2699091C1 (en) * | 2017-06-19 | 2019-09-03 | Китайский Университет Горного Дела И Технологии | Excavator positioning system and method of construction of underground passage of curvilinear profile |
| GB2573652A (en) * | 2017-06-19 | 2019-11-13 | Univ China Mining | Boring and positioning system and method for constructing winding underpass |
| GB2573652B (en) * | 2017-06-19 | 2022-02-16 | Univ China Mining | Excavation positioning system and method for curved roadway construction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808421B2 (en) | 1998-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5745225A (en) | Apparatus for measuring a shape of road surface | |
| KR102626472B1 (en) | Self-propelled inspection device and inspection method for metal plates, and manufacturing method of metal plates | |
| WO2019103154A1 (en) | Surveying device, surveying system, surveying method, and surveying program | |
| JP3390629B2 (en) | Survey method of propulsion method | |
| JP2808421B2 (en) | Tunnel position measuring device and pipe propulsion device | |
| JP3383857B2 (en) | Pipe body construction method | |
| JP2767103B2 (en) | Pipe propulsion method and propulsion device | |
| JP2961415B1 (en) | Pipe propulsion device | |
| JPH0334805B2 (en) | ||
| JPH0843084A (en) | Multi-function measuring vehicle for tunnel | |
| JP2000234929A (en) | Interconnecting automatic position/attitude measuring system | |
| JP2002174519A (en) | Automatically measuring system for tunnel section | |
| JP2615015B2 (en) | Self-propelled work vehicle position measurement method | |
| JPH0843093A (en) | Position measurement method for completed parts and heavy equipment during construction | |
| JP3268387B2 (en) | Pipe body construction method | |
| JP2001140582A (en) | Propelling device for pipe body | |
| JPH08338721A (en) | Attitude measuring device for shield machine for small diameter pipe | |
| JPH07103770B2 (en) | Marking method for tunnel cross section | |
| JPH06100078B2 (en) | Automatic survey positioning system for tunnel lining machines | |
| JP2582720B2 (en) | Pipe propulsion method and propulsion device | |
| JPH06167184A (en) | Irradiator of tunnel section | |
| JP3069034B2 (en) | Surveying device and surveying method in propulsion method | |
| US12000689B2 (en) | Environmental scanning and image reconstruction thereof | |
| JPH09126774A (en) | Tunnel machine position / orientation measuring method and its measuring device | |
| JP2507541B2 (en) | Track survey system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980616 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |