JPS60201207A - 音波を用いた推進管先端の地中位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、地中を推進される推進管の先端位置を検出
する方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来、地中を推進される推進管の先端位置を検出する方
法としては、（１）第１図に示すように、ジャイロ６を
推進管１の中に通して推進管の線形を連続的に測定する
方法、（２）第２図に示す・ように、磁石と浮子または
加速度センサーとを組合わせたセンサー４金推進管１内
の先端に設置して、そのセンサー４によシ推進管１の先
端の方向を測定し、その測定値を積分して推進管の先端
位置をめる方法、（３）特開昭５８−１２３４１５号公
報に記載されているように、推進管内の先端に設けたタ
ーゲットを発進立坑内に設置したトランシットで見てタ
ーゲットの位置の変化を測定する方法等が仰られている
。

しかるに、前記（１）の方法の場合は推進中にジャイロ
の軸が移動して測定値に狂いが生じる恐れが６Ｄ、かつ
ドリフト（時間の経過と共に発生する角度誤差）がある
ので長時間の測定を行なうことができないという問題が
ある。前記（２）の方式の場合は地磁気の局所的異常の
影響を受ける等の問題がある。

また前記（１）　（２）の方式とも積分方式でおるので
、推進距離の増加につれて測定誤差が大きくなる。

さらに前記（３）の方法の場合は、推進管が曲１ＩＩｌ
状罠推進されるときの測定が不可能であり、かつ推進管
内の湿気等による光の屈折の影響を受けるので、測定距
離に限界がある。

〔発明の目的、構成〕

この発明は前述の問題を有利に解決できる地中推進管の
先端位置検出方法を提供することを目的とするものであ
って、この発明の要旨とするところは、推進管１の先端
部に受信器２を設け、地表から地中に穿設した複数個の
整孔内にそれぞれ発信器を設置し、次に前記各発信器か
ら時間差をおいて順次発信される音波信号を前記受信器
２により順次受信し、各発信器から受信器２への信号到
達時間によシ各発信器と受信器との間の距離をめて、受
信器２の位置を検出することを特徴とする音波を用いた
推進管先端の地中位置検出方法にある。

〔実施例〕

第６図ないし第６図はこの発明を実施する場合に用いら
れる地中推進管の先端位置検出装置の一例を示すもので
あって、発進立坑５内の元押しジヤツキ６によシ道路７
の下部の地中を推進される推進管１の先端部罠泥水シー
ルド式掘進機８が接続され、その掘進機８は、第４図に
示すように隔壁９により区画された泥水室１０と、その
泥水室１０内に配置されてカッタ駆動用モータ１１によ
シ駆動軸１２を介して回転されるカッタ１３とを備えて
いる。

地”上から導かれた送水管１４および排泥管１５は推進
管１内を通って前記隔壁９の送水口および排−水口に接
続され、さらに掘進機８における鋼製筒状本体１６の上
部には、筒状本体１６の内側に窪む収納室１７が設けら
れ、その収納室１７内には受波器等の受信器２が固定さ
れ、また収納室１７の開口部に着脱自在に固定された蓋
１８と収納室１７とにより構成された密閉室内には例え
ばシリコンラバーからなるモールド材１９が充填されて
いる。

道路７の一側部の地盤に３つの整孔２０Ａ〜２０Ｃが道
路長岑方向に間隔をおいて穿設され、かつ道路７の他側
部の地盤には６つの整孔２０Ｄ〜２ＯＦが穿設され、各
整孔２０Ａ〜２０Ｆ内に送波器等の発信器２１Ａ〜２１
Ｆが収容されると共に水または泥水２２が注入され、さ
らに各発信器２１Ａ〜２１Ｆは地上に設置された送信器
２３の送信部に接続され、また地上に設置された信号処
理装置２４には、前記受信器２が受信用ケーブル２５を
介して接続されると共に、前記送信器２６に接続された
送信器制御装置３１が同期信号用ケーブル２６を介して
接続され、かつ信号処理装置２４には表示装置２７が接
続されている。

第７図は推進管先端位置検出装置の電気的ブロックダイ
アグラムを示すものであって、受信器２が増巾器２８を
介して時間差読取装置２９の入力部に接続され、かつ多
数の発信器２１Ａ〜２１Ｆはロータリースイッチ３０を
介して送信器２３の送信部に接続され、測定開始信号入
力部を有する送信器制御装置６１は、前記送信器２６に
接続されると共に、時間差読取装置２９における同期信
号入力部に接続され、さらに時間差読取装置２９の出力
部には測定条件等設定信号入力部を有する演算処理装置
３２に接続され、またその演算処理装置３２には表示装
置２７が接続され、前記増巾器２８９時間差読取装置２
９．演算処理装置６２により信号処理装置２４が構成さ
れている。前記表示装置２７には推進管の先端位置の座
標が表示される。

前記実施例においては、受信器２を掘進機の円筒状本体
１６に設けておシ、すなわち受信器を推進管１の先端部
に間接的に設けているが、このよ　′うにしないで、受
信器２を推進管１の先端部に直接設けてもよい。

次に音波を使用して地中の被検出物の位置を検出する場
合の原理について説明する。

水中における音速は約１５００ｍ／Ｓであるが、土中に
おける音速は、土の密度、土中に含まれる水や空気の量
に応じて変化する。しかし、土の密度や土中に含まれる
水や空気の量に差があっても、数１０ｍ四方、深さ数ｍ
までの範囲における土中の音速はほぼ一様であると見做
すことができる。

発信器（送波器）およびこれと同期している受信器（受
波器）を、土層を挾んで配置し、その発信器から発信さ
れるノ４ルス状の音波信号を、土中を通って受信器によ
り受信すると、発信点と受信点との間の音波信号到達時
間Δｔがわかる（第８図参照）。したがって、前記２点
間の距離ΔＬが既知であれば、その２点間の音速Ｖが判
シ、また逆に、音速Ｖが既知であれば、前記２点間の距
離が判る。

土中の音速は場所によって異なることが予想されるので
、まず既知の２点間でその場所を代表する音速をめ、そ
の音速に基いて、被検出物（被検出点）と位置が判って
いる複数の点との間の距離を測定することにより、地中
の被検出点の位置をめる。

なおこの位置をめる方法としては、（１）６次元座標を
める方法、（２）水平面内の座標をめる方法がある。

次に被検出点の６次元座標をめる方法について説明する
。

第９図に示すように、被検出点を０とし、位置の判って
いる点をＡ、Ｂ、Ｃとする。ただしＡ。

Ｃは同−Ｘ、Ｙ座標をもつように配置される。またＡＢ
＝ＡＣ＝ｄとし、音速Ｖは既知である。次にＯを発信点
としＡ、Ｂ、Ｃを受信点とするか、あるいは逆に、Ａ、
Ｂ、Ｃを発信点とし０を受信点とすれば、ＯＡ、ＯＢ、
００間の距離が判る。

したがって、０点のｘ、ｙ、ｚ座標を幾何学的に簡単に
めることができる。

次に被検出点の水平面内座標をめる方法について説明す
る。

前記３次元座標をめる方法においては、鉛直位置の検出
精度を上げるためには、ＡＣ間の距離を大きく設定する
必要があり、また土中の場合、狭い範囲内に限ったとし
ても、鉛直方向における音速の変化は比較的大きく、す
なわち鉛直位置を正確に測定するためには、かなシ深い
位置までの音速を測定する必要がある。しかし、このよ
うにすると、音速一様という仮定による誤差が大きくな
ってしまうので、音波によシ鉛直位ＴＩｔを正確に検出
することは難しい。

したがって、ここでは鉛直位置を他の方法にょシ検出し
、水平面内における位置のみを検出する方法について説
明する。

第１０図において、被検出点を０とし、既知の点をＡ、
Ｂ、Ｃとし、基準となる水平面からの深度を、点０につ
いてはｄＩｓ点Ａ、Ｂ、Ｃについてはｄ２とし、またこ
れらの点を含む測定範囲内における音速Ｖは既知とする
。

前記３次元座標をめる方法の場合と同様にして、ＯＡ＝
　Ｌａ　、　０Ｂ＝Ｌｂ　、　０Ｃ＝Ｌｃ　カ判る。

もしｄ、　＝　ｄ２すなわち各点が同一平面上にあれば
、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを半径としかつ点Ａ　＋　Ｂ　ｔ　
Ｃを中心として円を描くと、各日は一点で交わり、これ
が０点となるが、ｄ１←ｄ２の場合は、第１０図に示す
ように円は一点では交わらない。

３つの円の交点を用いてできる最小の３角形の内側に０
点があるので、近似的に６角形の各頂点ａ、ｂ、ｃの座
標の平均（重みつき平均）をとることにより、０点の水
平面座標を近似的にめることができる。なおこの方法に
より位置検出を行なう場合は既知の点は３点以上必要に
なる。

次に前記実施例の地中推進管先端位置検出装置において
、推進管１を適当距離推進したのち、推進管の先端位置
を測定する場合の測定順序について具体的に説明する。

（１）　まず予め既知の位置に６つの発信器をセットす
る。この場合６次元座標方式を採用するときは、第１１
図に示すように発信器２１　Ａ、２１　Ｂ　、　２ＩＣ
の設置深さを変えた配置とし、また水平面内座標方式を
採用するときは、後処理のために第１２図に示すように
、各発信器２１Ａ。

２１Ｂ、２ＩＣを同一平面内に配置する。

（２）予め既知の２点間において音波信号の到達時間差
を測定して音速をめる。

（３）倒れか１つの発信器例えば発信器２１Ａから音波
信号を発信する。

（４）推進管１の先端に設けられかつ発信器と同期して
いる受信器２により、前記音波信号を受信し、発信器２
１Ａから受信器２までの信号到達時間によシ発信器２１
Ａと受信器２との間の距離をめる。

（５）　同様にして他の１つの発信器２１Ｂから発信し
た音波信号を前記受信器２によシ受信して、その発信器
２１Ｂと受信器２との間の距離をめる。次いで同様にし
て発信器２１Ｃと受信器２との間の距離をめる。

（６）測定原理の説明において述べた方法にょシ、推進
管の先端位置を検出する。

（力　前記（３）〜（６）の工程を推進管の進行に応じ
て繰返し行々うことによシ、推進管の先端位置の移動状
況を似ることができる。

なお発信器の位置は、推進管の先端の進行に合わせて必
要に応じ移動させる。そしてこの場合は、前記（１）〜
（６）の工程を繰返して行なう。また音波信号のＳ／Ｎ
比を向上させるために、前記（３）〜（５）の工程にお
いてスタッキング（重ね合わせ）を行なう。さらにまた
、推進管の先端の移動量は、発進立坑における推進管の
継ぎ足し長さと等しいので、その移動量は既知であり、
仁れを検出位置の誤差補正に用いることができる。

この発明を実施する場合、４個所以上の発信器から順次
音波信号を発信して、各発信器と受信器との間の距離を
測定し、その４個所以上の距離に基づいて被検出点の位
置を検出してもよい。

地中の音速をめる方法としては、例えば掘進機８におけ
る筒状本体１６に、その長手方向に間隔（２〜４ｍ程度
の間隔）をおいて２個の受信器を設けるかまたは２個の
発信器を設け、地表付近の地中に設置した発信器から発
信される音波信号が各受信器に到達する時間差と各受信
器の間隔とに基づいて音速を算出してもよく、あるいは
各発信器から順次発信される音波信号が地表付近の地中
に設置した受信器に到達する時間の差と各発信器の間隔
とに基づいて音速を算出してもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、推進管１の先端部に受信器２を設け
、地表から地中に穿設した複数個の整孔内にそれぞれ発
信器を設置し、次に各発信器から時間差をおいて順次発
信される音波信号を前記受信器２によシ順次受信し、−
各発信器から受信器２への信号到達時間により各発信器
と受信器との間の距離をめて、受信器２の位置を検出す
るので、推進管１が曲線状に推、進される場合でも、ま
た推進距離が長い場合でも、推進管１の先端位置を高精
度で容易に検出することができる。また一方、発信器は
大電力を必要とするので、大容量の送電ケーブルを必要
とし、そのため発信器を推進管の先端部に設置する場合
は、長尺の大容量送電ケーブルを必要とするので、ケー
ブルの費用が高くなシ、かつケーブルを運搬したり推進
作業完了後に推進管から引抜いたりする場合の作業性が
悪く、また発信器は受信器に比べて構造が複雑で故障発
生率が高いので、発信器を推進管の先端部に設置した場
合は、発信器が故障を起こしたとき、その発信器を推進
管から抜取って修理したのち、再び推進管の先端部に挿
入設置する必要があるが、推進管は長尺であるのでその
作業は困難であるが、この発明の場合は、推進管１の先
端部に受信器を設けると共に地表側に穿設した整孔に発
信器を収容しているので、前述の問題を解消できる効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の地中推進管先端位置検出方
法を説明するための縦断側面図である。 第６図ないし第６図はこの発明を実施する場合に用いら
れる地中推進管先端位置検出装置を示すものであって、
第６図は一部縦断側面図、第４図は掘削機および受信器
設置状態を示す縦断側面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線
断面図、第６図は道路と地中推進管先端位置検出装置と
の関係を示す概略平面図である。第７図は地中推進管先
端位置検出装置の電気的ブロックダイアグラムを示す図
、第８図は音波信号の発信および受信の時間差を示す図
、第９図は被検出点の３次元座標をめる場合の説明図、
第１０図は被検出点の平面内座標をめる場合の説明図、
第１１図は６次元座標方式を採用する場合の発信器設置
状態を示す図、第１２図は水平面内座標方式を採用する
場合の発信器設置状態を示す図である。 図において、１は推進管、２は受信器、５は発進立坑、
６は元押しジヤツキ、７は道路、８は泥水シールド式掘
進機、１６はカッタ、１６は筒状本体、１７は収納室、
１８は蓋、１９はモールド材、２ＯＡないし２０Ｆは整
孔、２１Ａないし２１Ｆは発信器、２２は水または泥水
、２６は送信器、２４は信号処理装置、２６は同期信号
用ケーブル、２７は表示装置、２９は時間差読取装置。 ６１は送信機制御装置、３２は演算処理装置である。 第１図 第２図 ２１Ｃ 手続補正書（自船 昭和５９年１１月２７日 特許庁長官志賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第５７３６９　号 ２、発明の名称 音波を用いた推進管先端の地中位置検出方法３、補正を
する者 事件との関係　特許出願人 名　称　（６６５）　新日本製鉄株式会社４、代　理　
人 〒１０５東京都港区虎ノ門１丁目１３番４号平沢ビル（
６５０７）弁理士阿　部　稔 ５、補正の対象 明細書 ６、補正の内容 別紙の通シ全文補ｆＪｔ４ト馴、彎を恢出します。 補正明細書 １、発明の名称 音波を用いた推進管先端の地中位置検出方法２、特許請
求の範囲 推進管１の先端部に受信器２を設け、地表から地中に穿
設した複数個の整孔内にそれぞれ発信器を設置し、次に
前記各発信器から時間差をおいて順次発信される音波信
号を前記受信器２によシ順次受信し、各発信器から受信
器２への信号到達時間によシ各発信器と受信器との間の
距離をめて、受信器２の位置を検出することを特徴とす
る音波を用いた推進管先端の地中位置検出方法。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、地中を推進される推進管の先端位置を検出
する方法に関するものである。 〔従来技術〕 従来、地中を推進される推進管の先端位置を検出する方
法としては、（１）第１図に示すように、ジャイロ６を
推進管１の中に通して推進管の線形を連続的に測定する
方法、（２）第２図に示すように、磁石と浮子または加
速度センサーとを組合わせたセンサー４を推進管１内の
先端に設置して、そのセンサー４により推進管１の先端
の方向を測定し、その測定値を積分して推進管の先端位
置をめる方法、（３）特開昭５８−１２３４１５号公報
に記載されているように、推進管内の先端に設けたター
ゲットを発進立坑内に設置したトランシットで見てター
ゲットの位置の変化を測定する方法等が知られている。 しかるに、前記（１）の方法の場合は推進中にジャイロ
の軸が移動して測定値に狂いが生じる恐れがあり、かつ
ドリフト（時間の経過と共に発生する角度誤差）がある
ので長時間の測定を行なうことができないという問題が
ある。前記（２）の方式の場合は地磁気の局所的異常の
影響を受ける等の問題がある。 また前記（１）　（２１の方式とも積分方式であるので
、推進距離の増加につれて測定誤差が大きくなる。 さらに前記（３）の方法の場合は、推進管が曲線状に推
進されるときの測定が不可能でアシ、かつ推進管内の湿
気等による光の屈折の影響を受けるので、測定距離に限
界がある。 〔発明の目的、構成〕 この発明は前述の問題を有利に解決できる地中推進管の
先端位置検出方法を提供することを目的とするものであ
って、この発明の要旨とするところは、推進管１の先端
部に受信器２を設け、地表から地中に穿設した複数個の
整孔内にそれぞれ発信器を設置し、次に前記各発信器か
ら時間差管おいて順次発信される音波信号を前記受信器
２によシ順次受信し、各発信器から受信器２への信号到
達時間により各発信器と受信器との間の距離をめて、受
信器２の位置を検出することを特徴とする音波を用いた
推進管先端の地中位置検出方法にある。 〔実施例〕 第３図ないし第６図はこの発明を実施する場合に用いら
れる地中推進管の先端位置検出装置の一例を示すもので
あつイ、発進立坑５内の元押しジ推進管１の先端部に泥
水シールド式掘進機８が接続され１．その掘進機８は、
第４図に示すように隔壁９により区画された泥水室１０
と、その泥水室１０内に配置されてカッタ駆動用モータ
１１によシ駆動軸１２を介して回転されるカッタ１６と
を備えている。 地上から導かれた送水管１４および排泥管１５は推進管
１内を通って前記隔壁９の送水口および排水口に接続さ
れ、さらに掘進機８における鋼製筒状本体１６の上部に
は、筒状本体１６の内側に窪む収納室１７が設けられ、
その収納室１７内には受波器等の受信器２が固定され、
また収納室１７の開口部に着脱自在に固定された蓋１８
と収納室１７とによシ構成された密閉室内には例えばシ
リコンラバーからなるモールド材１９が充填されている
。 道路７の一側部の地盤に６つの整孔２０Ａ〜２０Ｃが道
路長手方向に間隔をおいて穿設され、かつ道路７の他側
部の地盤には３つの整孔２０Ｄ〜２０Ｆが穿設され、各
整孔２０Ａ〜２０Ｆ内に送波器等の発信器２１Ａ〜２１
Ｆが収容されると共に水または泥水２２が注入され、さ
らに各発信器２１Ａ〜２１Ｆは地上に設置された送信器
２３の送信部に接続され、また地上に設置された信号処
理装置２４には、前記受信器２が受信用ケーブル２５を
介して接続されると共に、前記送信器２３に接続された
送信器制御装置６１が同期信号用ケーブル２６を介して
接続され、かつ信号処理装置２４には表示装置２７が接
続されている。 第７図は推進管先端位置検出装置の電気的ブロックダイ
アダラムを示すものであって、受信器２が増巾器２８を
介して時間差読取装置２９の入力部に接続され、かつ多
数の発信器２１Ａ〜２１Ｆはロータリースイッチ３０を
介して送信器２３の送信部に接続され、測定開始信号入
力部を有する送信器制御装置３１は、前記送信器２３に
接続されると共に、時間差読取装置２９における同期信
号入力部に接続され、さらに時間差読取装置２９の出力
部には測定条件等設定信号入力部を有する演算処理装置
３２に接続され、またその演算処理装置６２には表示装
置２７が接続され、前記増巾器２８２時間差読取装置２
９．演算処理装置６２によシ信号処理装置２４が構成さ
れている。前記表示装置２７には推進管の先端位置の座
標が表示される。 前記実施例においては、受信器２を掘進機の円筒状本体
１６に設けておシ、すなわち受信器を推進管１の先端部
に間接的に設けているが、このようにしないで、受信器
２を推進管１の先端部に直接設けてもよい。 次に音波を使用して地中の被検出物の位置を検出する場
合の原理について説明する。 水中における音速は約１５００ｍ／Ｓであるが、土中に
おける音速は、土の密度、土中に含まれる水や空気の量
に応じて変化する。地下水位以下の地盤で、かつ限られ
た範囲内で音速はほぼ一様であるとみなすことができる
。 発信器（送波器）およびこれと同期している受信器（受
波器）を、土層を挾んで配置し、その発信器から発信さ
れるノｆルス状の音波信号を、土中を通って受信器によ
シ受信すると、発信点と受信点との間の音波信号到達時
間Δｔがわかる（第８図参照）。したがって、前記２点
間の距離ΔＬが既知であれば、その２点間の音速Ｖが判
り、また逆に、音速Ｖが既知であれば、前記２点間の距
離が判る。 土中の音速は場所によって異なることが予想されるので
、まず既知の２点間でその場所を代表する音速をめ、そ
の音速に基いて、被検出物（被検出点）と位置が判って
いる複数の点との間の距離を測定することにより、地中
の被検出点の位置をめる。 なおこの位置をめる方法としては、（１）３次元座標を
める方法、（２）水平面内の座標をめる方法がある。 次に被検出点の３次元座標をめる方法について説明する
。 第９図に示すように、被検出点をＯとし、位置の判って
いる点をＡ、Ｂ、Ｃとする。ただしＡ。 Ｃは同−Ｘ、Ｙ座標をもつように配置される。またＡＢ
デＡＣ＝　ｄ　とし、音速Ｖは既知である。Ａ。 Ｂ、Ｃを発信点とし０を受信点とすれば、ＯＡ。 ＯＢ　、００間の距離が判る。 第９図において、Ｘ軸を中心としてＯを回転し、ＸＹ平
面上に移した点を０′とする。簡単な幾何学を用いて０
点のＸ座標（即ち０′のＸ座標）はとしてまる。 同様にして、ｙ座標、２座標が、それぞれ、Ｋτ、　Ｏ
Ａ　、　ＡＢ　の関数としてまり、０点の６次元座標を
知ることができる。したがって、０点のＸ、Ｙ、Ｘ座標
を幾何学的に簡単にめることができる。 次に被検出点の水平面内座標をめる方法について説明す
る。 前記３次元座標をめる方法において娘、鉛直位置の検出
精度を上げるためには、ＡＣ間の距離を大きく設定する
必要があシ、また土東の場合、狭い範囲内に眠ったとし
ても、鉛直方向における音速の変化は比較的大きく、す
なわち鉛直位置を正確に測定するためには、かなシ深い
位置までの音速を測定する必要がある。しかし、このよ
うにすると、音速一様という仮定による誤差が大きくな
ってしまうので、音波により鉛直位置を正確に検出する
ことは難しい。 したがって、ここでは鉛直位置を他の方法により検出し
、水平面内における位置のみを検出する方法について説
明する。 第１０図において、被検出点をＯとし、既知の点をＡ、
Ｂ、Ｃとし、基準となる水平面からの深度を、点０につ
いてはｄ１＋点Ａ、Ｂ、Ｃについてはｄ２とし、またこ
れらの点を含む測定範囲内における音速Ｖは既知とする
。 前記３′次元座標をめる方法の場合と同様にして、０Ａ
＝Ｌａ　、０Ｂ＝Ｌｂ　、０Ｃ＝Ｌｃ　が判る。 もしｄ、＝ｄ、すなわち各点が同一平面上にあれば、Ｌ
ａ　、　Ｌｂ　、　Ｌｃを半径としかつ点Ａ、Ｂ、Ｃを
中心として円を描くと、各円拡一点で交わり、これが０
点となるがｓ　ｄｌ＼ｄ、の場合は、第１０図に示すよ
うに円は一点では交わらない。 ６つの円の交点を用いてできる最小の３角形の内側に０
点があるので、近似的に３角形の各頂点ａ、ｂ、ｃの座
標の平均（重みつき平均）をとることにより、０点の水
平面座標を近似的にめることができる。なおこの方法に
よシ位置検出を行なう場合は既知の点れ通常３点以上必
要になる。 ただし、推進工事では、推進延長（管の押しこみ延長距
離）が既知であるため、これを考慮にいれれば、測定に
要する既知点は２点でもよい。 次に前記実施例の地中推進管先端位置検出装置において
、推進管１を適当距離推進したのち、推進管の先端位置
を測定する場合の測定順序について具体的に説明する。 （１）　まず予め既知の位置に３つの発信器をセットす
る。この場合３次元座標方式を採用するときは、第１１
図に示すように発信器２１Ａ、２１Ｂ。 ２ＩＣの設置深さを変えた配置とし、また水平面内座標
方式を採用するときは、後処理のために第１２図に示す
ように、各発信器２１Ａ。 ２１Ｂ、２ＩＣを同一平面内に配置する。 （２）予め既知の２点間において音波信号の到達時間差
を測定して音速をめる。 （３）　何れか１つの発信器例えば発信器２１Ａがら音
波信号を発信する。 （４）推進管１の先端に設けられかつ発信器と同期して
いる受信器２により、前記音波信号を受信し、受信器２
１Ａから受信器２までの信号到達時間によシ発信器２１
Ａと受信器２との間の距離をめる。 （５）同様にして他の１つの発信器２１Ｂから発信した
音波信号を前記受信器２により受信して、その発信器２
１Ｂと受信器２との間の距離をめる。次いで同様にして
発信器２ＩＣと受信器２との間の距離をめる。 （６）測定原理の説明において述べた方法にょシ、推進
管の先端位置を検出する。 （７）前記（３）〜（６）の工程を推進管の進行に応じ
て繰返し行なうことにより、推進管の先端位置の移なお
発信器の位置は、推進管の先端の進行に合わせて必要に
応じ移動させる。そしてこの場合は、前記（１）〜（６
）の工程を繰返して行なう。また音波信号のＳ／Ｎ比を
向上させるために、前記（３）〜（５）の工程において
スタッキング（重ね合わせ）を行なう。さらにま、た、
推進管の先端の移動量は、発進立坑における耀進管の継
ぎ足し長さと等しいので。 その移動量は既知であり、これを検出位置の誤差補正に
用いることができる。 地中の音速をめる方法としては、例えば掘進機８におけ
る筒状本体１６に、その長手方向に間隔（２〜４ｍ程度
の間隔）をおいて２個の受信器を設けるかまたは２個の
発信器を設け、地表付近の地中に設置した発信器から発
信される音波信号が各受信器に到達する時間差と各受信
器の間隔とに基づいて音速を算出してもよく、あるいは
各発信器から順次発信される音波信号が地表付近の地中
に設置した受信器に到達する時間の差と各発信器の間隔
とに基づいて音速を算、出してもよい。 〔発明の効果〕 この発明によれば、推進管１の先端部に受信器２を設け
、地表から地中に穿設した複数個の整孔内にそれぞれ発
信器を設置し、次に各発信器から時間差をおいて順次発
信される音波信号を前記受信器２によシ順次受信し、各
発信器から受信器２への信号到達時間によシ各発信器と
受信器との間の距離をめて、受信器２の位置を検出する
ので、推進管１が曲線状に推進される場合でも、また推
進距離が長い場合でも、推進管１の先端位置を高精度で
容易に検出することができる。また一方、例えば時間差
測定に適した音波信号を発する発信器として電気放電を
利用した発信器を用いた場合、発信器は大電力を必要と
するので、大容量の送電ケーブルを必要とし、そのため
発信器を推進管の先端部に設置する場合は、長尺の大容
量送電ケーブルを必要とするので、ケーブルの費用が高
くなυ、かつケーブルを運搬したシ推進作業完了後に推
進管から引抜いたシする場合の作業性が悪く、また発信
器は受信器に比べて構造が複雑で故障発生ｒ焚鴇いので
、発信器を推進管の先端部に設置した場合は、発信器が
故障を起こしたとき、その発信器を推進管から抜取って
修理したのち、再び推進管の先端部に挿入設置する必要
があるが、推進管は長尺であるのでその作業は困難であ
るが、この発明の場合は、推進管１の先端部に受信器を
設けると共に地表側に穿設した整孔に発信器を収容して
いるので、前述の問題を解消できる効果が得られる。 ４、図面の簡単な説明 第１図および第２図は従来の地中推進管先端位置検出方
法を説明するための縦断側面図である。 第６図表いし第６図はこの発明を実施する場合に用いら
れる地中推進管先端位置検出装置を示すものであって、
第６図は一部縦断側面図、第４図は掘削機および受信器
設置状態を示す縦断側面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線
断面図、第６図は道路と地中推進管先端位置検出装置と
の関係を示す概略平面図である。第７図は地中推進管先
端位置検出装置の電気的ブロックダイアグラムを示す図
、第８図は音波信号の発信および受信の時間差を示す図
、第９図は被検出点の６次元座標をめる場合の説明図、
第１０図は被検出点の平面内座標をめる場合の説明図、
第１１図は６次元座標方式を採用する場合の発信器設置
状態を示す図、第１２図は水平面内座標方式を採用する
場合の発信器設置状態を示す図である。 図において、１は推進管、２は受信器、５は発進立坑、
６は元押しジヤツキ、７は道路、８は泥水シールド式掘
進機、１６はカッタ、１６は筒状本体、１７は収納室、
１８は蓋、１９はモールド材、２ＯＡないし２０Ｆは整
孔、２１Ａないし２１Ｆは発信器、２２は水または泥水
、２６は送信器、２４は信号処理装置、２６は同期信号
用ケーブル、２７は表示装置、２９は時間差読取装置、
３１は送信機制御装置、３２は演算処理装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 推進管１の先端部忙受信器２を設け、地表から地中に穿
   設した複数個の竪孔内にそれぞれ発信器を設置し、次に
   前記各発信器から時間差をおいて順次発信される音波信
   号を前記受信器２によシ順次受信し、各発１．器から受
   信器２への信号到達時間によシ各発信器と受信器との間
   の距離をめて、受信器２の位置を検出することを特徴と
   する音波を用いた推進管先端の地中位置検出方法。