JPS6055222A - シ−ルド掘進機の位置検出装置 - Google Patents

シ−ルド掘進機の位置検出装置

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JPS6055222A
JPS6055222A JP16364683A JP16364683A JPS6055222A JP S6055222 A JPS6055222 A JP S6055222A JP 16364683 A JP16364683 A JP 16364683A JP 16364683 A JP16364683 A JP 16364683A JP S6055222 A JPS6055222 A JP S6055222A
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JP
Japan
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wire
shield excavator
propulsion
wires
detectors
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JP16364683A
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JPH0347444B2 (ja
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Takamura Takigawa
滝川 篁
Takeo Taguchi
田口 武雄
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ZENITAKAGUMI KK
Zenitaka Corp
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Original Assignee
ZENITAKAGUMI KK
Zenitaka Corp
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
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Publication date
Application filed by ZENITAKAGUMI KK, Zenitaka Corp, Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Mitsui Zosen KK filed Critical ZENITAKAGUMI KK
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Publication of JPS6055222A publication Critical patent/JPS6055222A/ja
Publication of JPH0347444B2 publication Critical patent/JPH0347444B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はトンネル構築時におけるシールド掘進機の位
置を検出するシールド掘進機の位置検出装置に関するも
のである。
〔従来技術〕
近年、下水道の普及にともない各地で下水道管を埋設す
るだめのトンネル工事が行なわれている。
都市部ではこの工事によって道路交通に影響を与えない
ように、「もぐら工法」と呼ばれるシールド掘進機を使
用した推進工法を行なうことが多い。
この場合、シールド掘進機の掘進方向を正確に制御しな
ければならないが、このためにはシールド掘進機の位置
を正確に検出する必要がある。
この位置検出は通常、トランシット等を利用して人手に
よって行なわれていた。また近年は指向性の優れたレー
ザ光が利用されるようになり、正確な検出が行なえるよ
うになったが、この方法は曲線施工には適していない。
曲線施工時はシールド掘進機にジャイロコンパスを設け
ることによって位置検出を行なう方法が提案されている
。
しかしながらジャイロコンパスは高価なばかりでなく、
安定指示のためには始動径長時間を要するので、作業開
始以前に電源を投入する必要があるとともに、停電によ
るジャイロコンパスの動作停止が発生すると、停電復旧
後はしばらく正確な位置検出が行なえないので無駄時間
が生じてしまい、作業効率が悪いという欠点を有してい
た。
〔発明の目的および構成〕
したがってこの発明の目的は、経済性が良く、しかも作
業効率を向上させることができるシールド掘進機の位置
検出装置を提供することにある。
このような目的を達成するためにこの発明は、推進管の
対向する内面にワイヤを展張し、シールド掘進機の方向
が当初の設定方向から変ることによるワイヤ長の変化を
検出し、そのワイヤ長の変化量からシールド掘進機の位
置を検出するようにしたものである。以下、実施例を示
す図面を用いてこの発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図はこの発明を用いて構成したシールド掘進機の一
実施例を示す平面断面図である。同図において、1はシ
ールド掘進機、21〜215は推進管、3は立技入口、
41+411は元押しジヤツキである。
51.5+1はシールド掘進機1の方向を修正する方向
修正ジヤツキ、61〜64は推進管21+22+24〜
26゜28〜210 + 219.〜214の内側対向
面に設けられたガイド、71dllはシールド掘進機1
および推進管2B。
27.211の内側対向面に設けられたワイヤ固定具、
81と811.8sと84 、86と86,8フと88
は推進管28127+2111215の内側対向面にそ
れぞれ設けられた検出器である。91 +9mはステン
レス等で構成された線膨張係数の小さいワイヤであり、
このワイヤ9..92は、ワイヤ固定具71 、y、か
ら検出器まで展張されており、その間はガイド61〜6
4によって支えられている。ガイド61〜64は例えば
第2図のように対向する内壁に設けられ(ガイド61゜
6Bは示していない)、ワイヤ91+92は穴aを通し
て展張される。
立技入口3からシールド掘進機1までの長さは最大30
0メ一トル程度であシ、この間を10メ一トル程度の区
間に分割し、その区間毎にワイヤ91゜9zが展張され
、ワイヤの立坑入口側はワイヤ長の変化を検出する検出
器81〜88が各ワイヤ毎に1個設けられている。
ワイヤ91は立坑側が第3図に示すようにローラ10に
よって支えられ、その末端に取付けられた錘11によっ
て張力が与えられている。ローラ10には図示しないロ
ータリーエンコーダが取付けられておシ、ワイヤ長(ワ
イヤ固定具71からローラ10までの長さ)が変化した
時、ロー210の回転によりその変化分を検出するよう
になっている。kお、第3図はワイヤ91の端部しか示
していないが、ワイヤ92の端部も同様の構造となって
いる。
第4図は位置検出装置のブロック図である。同図におい
て12.〜124はデータ送受信器、13は演算部、1
4はデータ設定部、15は表示部である。
データ送受信器121〜124は演算部13の指示によ
って対応する検出器の出力信号をシリャル信号に変換し
てラインに送出するようになっている。データ設定部1
4は各検出器と各推進管方位の初期値および最後部検出
器8..8.から立技入口3までの距離を設定するよう
になっている。演算部13は各検出器からの信号および
データ設定部14からのデータをもとにシールド掘進機
1の立技入口3に対する位置を算出するようになってい
る。第5図はデータ送受信器124を示すブロック図で
あυ、差分検出回路124&、信号増幅回路124bs
 アナログ・ディジタル変換回路124(!1データ通
信回路124dかも構成され、データ送受信機121〜
12Bも同一の構成となっている。
このように構成された装置の動作は次の通りでおる。シ
ールド掘進機1は推進管215〜21を介して加えられ
る元押しジヤツキ41+42からの力によって前進力が
与えられ、方向修正ジヤツキ51+511によって与え
られる力によって前進方向が決められる。この時、推進
管213〜211の区間は直線区間であるから、ワイヤ
91+hのワイヤ長は等しい。しかし、推進管21.1
〜27の区間は曲線区間であるから、ワイヤ91の長さ
の方がワイヤ92 より長くなる。
このため、ワイヤ91!92のワイヤ長が同一であれば
直線区間であシ、ワイヤ長が異なれば曲線区間であシ、
曲線区間の先頭部分の軸線と直線区間の軸線とのなす角
度はワイヤの変化量からめることができる。
第1図において、紙面の左右方向をX座標、上下方向を
y座標にとシ、第6図に示すように推進管211の中心
部の座標を(xx+yi)又進行方位を61、推進管2
7の中心部の座標を(xa+yg)又その進行方位を0
2とする。ワイヤー長さの差をΔd1各推進管の長さを
tとし、推進管は一様にカーブしているものき想定し、
xll、y2.θ2をめると次のようになる。但し進行
方位はy軸を基準とし、右廻シの角をプラスとする。
x2 = x1+tΣ5Ifl(θl十−Δθ)・・・
・(1)1=x m ya = yl+tΣcos (θ1+−Δθ) −・
・−(2)1=1 m θ8−θ1+Δθl ・・・・(3) 但し m:検出スパン中の推進管の数(第6図の時m−4) 76172本のワイヤーの長さの差(進行方向に向かい
左側のワイヤ長から右側のワイヤ長を減じてめる。) D:2本のワイヤー展張間隔 点(xg+yg)の座標すなわち推進管27の座標が決
まればこの点(xs 、yp、 )を基準にして推進管
28の座標がまシ、今度は推進管28の座標をもとにシ
ールド掘進機1の座標をめることができる。
このため、演算部13はデータ送受信器121〜124
を順次制御し、各検出器で検出されたデータを伝送させ
、このデータをもとにシールド掘進機1の位置を算出す
る。
両軸線のなす角度Δθ1が小さい時、ワイヤ長の変化量
は小さいが、この時は隣接する推進管の間にワイヤを数
回往復させれば変化量を拡大することができる。第7図
は推進管28と27の間にワイヤ91 を往復させた時
の図である。この場合、ワイヤ9Bは図示していないが
、第2図と同様にして展張しである。
第1図はワイヤ91.9Bを水平面に2本展張している
が、垂直面にも展張すればシールド掘進機1の位置は水
平面内だけでなく、垂直面内の位置も知ることができる
。また、ワイヤ91+9Plの長さ変化はロータリーエ
ンコーダで検出したが、ポテンショメータで検出しても
よく、また、錘11によってワイヤ91.hに張力を与
えていたが、これはバネであっても良い。また、(11
、(21式は検出器を設けたスパン内の推進管が一様に
カーブしているものとして推進管の位置をめているが、
直線区間から曲線区間に入る所、曲線区間から直線区間
に出る所が立坑入口からの推進管の本数でわかる時は1
.それらの場所を含む検出スパンにおいては、(1) 
、 (2)式の代わシに(5) 、 (6)式を用いて
、座標計算すれば演算精度が高まる。
+mBgInθB ) + −(1−cosΔθt) 
・”15)ys = yl+t(mlcosθ1+Σc
os(θl+−Δθ1)i==l mQ + m80050g)+ stnΔθl ・=16)但
し、各記号は次の通シである。
mo:立坑入口側直線区間の推進管本数mlI:曲線区
間の推進管本数 m8;掘進機側直線区間の推進管本数 なお、”l+ml+およびm8の総和は、検出スパン中
の推進管の数mに等しい。
第8図および第9図は各推進管に検出器8を取付けて検
出精度を良くしたもので、第8図はデータ送受信器12
を各推進管毎に設けたもの、第9図はデータ送受信器2
0を複数の推進管毎に1個設けたものである。第10図
は第9図に示すデータ送受信器20のブロック図であり
、第5図に示すデータ送受信機124に対して信号切換
リレー201とアドレスデコーダ202が追加されてお
シ、信号切換リレー201によって検出器211,22
1.21g、22s1 ・−21n、22rLのように
1対の検出器を選択するようになっている。
なお、構築したトンネルの軌道が、工事中にずれること
がない固い地盤に於いては、検出器はシールド掘進機と
それに続く推進管の一部の範囲に限って取付け、掘進機
位置は検出器の移動とともに位置の変化量を積算しなが
らめれば良い。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明に係るシールド掘進機の位
置検出装置は、推進管の対向する壁面にそれぞれ展張し
たワイヤ長の変化量からシールド掘進機の位置を検出す
るものであるから、構成が簡単になって醇済性が良く、
また始動後すぐに測定を行なうことができるので、無駄
時間がなくなり作業効率が良くなるという効果を有する
。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の装置を適用して構成したシールド掘
進機の一実施例を示す平面断面図、第2図は推進管の正
面図、第3図は立技入口側におけるワイヤの展張状態を
示す斜視図、第4図は位置検出装置の一実施例を示すブ
ロック図、第5図は第4図に示すデータ送受信器のブロ
ック図、第6図は位置検出方法を説明するための図、第
7図はワイヤの変化量を拡大する手段を示す図、第8図
。 第9図は他の実施例を示す構成図、第10図は第9図の
データ送受信器を示すブロック図である。 1・・・・シールド掘進機、21〜216・・・・推進
管、61〜64・・・・ガイド、81 + 82・・・
・検出器、91 、 h・・・・ワイヤ、10・・・・
ローラ、11・・・・錘、121〜124・・・・デー
タ送受信器、13・・・・演算部。 特許出願人 三井造船株式会社 同 株式会社 棧 高 組 代理人 山川政樹(1011名) 第1図 第3図 票4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 掘進の進行にともない推進管を継ぎ足しながらトンネル
    を構築する推進工法に用いるシールド掘進機の位置検出
    装置において、推進管の対向する内壁のそれぞれに沿わ
    せて展張したワイヤと、それぞれのワイヤ長の変化分を
    検出する検出器と、この変化分からシールド掘進機の位
    置を演算する演算部とを備えたことを特徴とするシール
    ド掘進機の位置検出装置。
JP16364683A 1983-09-06 1983-09-06 シ−ルド掘進機の位置検出装置 Granted JPS6055222A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16364683A JPS6055222A (ja) 1983-09-06 1983-09-06 シ−ルド掘進機の位置検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16364683A JPS6055222A (ja) 1983-09-06 1983-09-06 シ−ルド掘進機の位置検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6055222A true JPS6055222A (ja) 1985-03-30
JPH0347444B2 JPH0347444B2 (ja) 1991-07-19

Family

ID=15777899

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16364683A Granted JPS6055222A (ja) 1983-09-06 1983-09-06 シ−ルド掘進機の位置検出装置

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JP (1) JPS6055222A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427192U (ja) * 1987-08-05 1989-02-16
JPS6427193U (ja) * 1987-08-05 1989-02-16
JPH02108592U (ja) * 1989-02-09 1990-08-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427192U (ja) * 1987-08-05 1989-02-16
JPS6427193U (ja) * 1987-08-05 1989-02-16
JPH02108592U (ja) * 1989-02-09 1990-08-29

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JPH0347444B2 (ja) 1991-07-19

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