JP2002365005A - シールド機の位置検出方法及びシールド機の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シールド機の位置ばかりではなく方向（向き）
を特定することができ、設計通りの位置に横坑が形成す
ることができる新規なシールド機の位置検出方法及びシ
ールド機の位置検出装置を提供する。 【解決手段】シールド機１の先端側に配設された先端側
磁界発生装置２と後端側に配設された後端側磁界発生装
置３とからそれぞれ磁界を発生し、これら先端側磁界発
生装置と後端側磁界発生装置とから発生された磁界を、
地上において磁界検出装置１３により検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、地中に横坑を構築
するために使用されるシールド機の位置検出方法及びシ
ールド機の位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、土圧式セミシールド
機，泥水加圧式セミシールド機及び泥濃式セミシールド
機等のセミシールド機や乃至はこれらの機械（以下、シ
ールド機と言う。）を使用したセミシールド工法は、適
用土質も広く、また操作性にも富んでいることから、地
中にトンネル等の横坑を構築したり下水管きょを構築す
る場合には広く使用されている。

【０００３】上記シールド機は、内部に固定された駆動
モータの駆動により回転するカッターヘッドにより地中
を掘削するとともに、このシールド機に後続するシール
ド管群の最後尾のシールド管を推進方向に押圧する元押
しジャッキの駆動力により、徐々に前進することによ
り、多数のシールド管群により、地中に横坑を形成する
ものである。

【０００４】ところで、地中に形成する横坑は必ずしも
直線状とされることなく、湾曲して形成されるべき場合
も多く存在し、このためシールド機の中には、内部に方
向修正ジャッキを設け、この方向修正ジャッキの駆動に
より、推進方向を適宜変更できるようにされたものが有
る。

【０００５】しかしながら、地中においてシールド機が
どの位置で推進方向を変更するべきか、或いは、どの位
置から直線状に推進させるべきかは、シールド機の現在
位置が特定されなければならない。

【０００６】そこで、従来では、こうしたシールド機の
位置を確認する方法又は装置として、例えば、特開２０
０１−９０４７７号公報に開示された技術がある。この
方法又は装置は、シールド機に各種のセンサを設け、シ
ールド機の状態に応じて各種のセンサを使い分けること
を概要とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシールド機の位置検出方法や装置では、各種の
センサを使用するとしても、シールド機の位置は特定さ
れるものの、該シールド機の方向（向き）を特定するこ
とはできない。したがって、シールド機が今後どの方向
に推進されるべきであるかについては、従来のシールド
機の位置検出方法や装置では判断することができず、予
め設計されたものとは異なる場所（位置）に横坑が形成
される可能性が高い。

【０００８】そこで、本発明は、上述した従来のシール
ド機の位置検出方法やシールド機の位置検出装置が有す
る課題を解決するために提案されたものであって、シー
ルド機の位置ばかりではなく方向（向き）を特定するこ
とができ、設計通りの位置に横坑が形成することができ
る新規なシールド機の位置検出方法及びシールド機の位
置検出装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために提案されたものであって、第１の発明（請
求項１記載の発明）は、シールド機の位置検出方法に係
るものであって、シールド機の先端側に配設された先端
側磁界発生装置と後端側に配設された後端側磁界発生装
置とからそれぞれ磁界を発生し、これら先端側磁界発生
装置と後端側磁界発生装置とから発生された磁界を、地
上において磁界検出装置により検出することを特徴とす
るものである。

【００１０】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
は、前記第１の発明において、前記先端側磁界発生装置
及び／又は後端側磁界発生装置は、配設方向を９０度変
更可能とされてなることを特徴とするものである。

【００１１】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
は、シールド機の位置検出装置に係るものであって、シ
ールド機の先端側に配設された先端側磁界発生装置と、
該シールド機の後端側に配設された後端側磁界発生装置
と、上記先端側磁界発生装置と後端側磁界発生装置とか
ら発生された磁界を、地上において検出する磁界検出装
置と、を備えてなることを特徴とするものである。

【００１２】また、第４の発明（請求項４記載の発明）
は、前記第３の発明において、前記先端側磁界発生装置
及び／又は後端側磁界発生装置は、配設方向を９０度変
更可能とされてなることを特徴とするものである。

【００１３】上述した第１の発明及び第３の発明によれ
ば、先端側磁界発生装置と後端側磁界発生装置との２箇
所から磁界が発生し、これら２箇所から発生した磁界
は、磁界検出装置によりそれぞれ検出されることから、
シールド機の位置が特定されるばかりではなく、その方
向も確認することができる。すなわち、磁界検出装置に
より、先端側磁界発生装置から発生した磁界を検出する
ことにより、シールド機の先端側の位置が特定され、後
端側磁界発生装置から発生した磁界を検出することによ
り、シールド機の後端側の位置が特定され、特定された
これら先端側の位置と後端側の位置とを結ぶことによ
り、該シールド機の方向を確認することができる。

【００１４】また、第２の発明や第４の発明では、前記
先端側磁界発生装置及び／又は後端側磁界発生装置は、
配設方向を９０度変更可能とされてなることから、シー
ルド機の上方に、例えば、ガス管や水道管等の金属パイ
プが配管されている場合であっても、これらの金属パイ
プに発生する磁界に影響されることなく、正確にシール
ド機の位置及び方向を確認することができる。すなわ
ち、先端側磁界発生装置から発生される磁界の向きが特
定方向とされている場合において、この磁界に影響され
て上記金属パイプに発生する磁界の向きが該特定の方向
とは異なる場合には、この金属パイプから発生する磁界
に影響されないが、金属パイプに発生する磁界が特定の
方向と同じ方向である場合には、該金属パイプからの磁
界に影響を受ける。したがって、この場合には、先端側
磁界発生装置及び／又は後端側磁界発生装置の向きを９
０度変更することによって、上記金属パイプに発生する
磁界に影響を受けることが防止され、正確にシールド機
の位置及び方向を確認することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
るシールド機の位置検出装置について図面を参照しなが
ら詳細に説明し、このシールド機の位置検出装置を使用
したシールド機の位置検出方法について説明する。

【００１６】この実施の形態に係るシールド機の位置検
出装置は、図１に示すように、シールド機１の内部に、
先端側磁界発生装置２と、後端側磁界発生装置３が配設
されている。このシールド機１は、先端にカッターヘッ
ド４が回転自在に配設されてなるシールド機本体５と、
このシールド機本体５の後部に連結されてなる第１の後
部管体６と、この第１の後部管体６の後部に連結されて
なる第２の後部管体７とから構成されている。なお、こ
の第２の後部管体７の後方には、多数のシールド管８が
連続しており、最後部には、図示しない元押しジャッキ
が発進立て坑内に配設され、上記シールド機１及び多数
のシールド管８全体は、この元押しジャッキの駆動と上
記カッターヘッド４の回転駆動により、推進方向に推進
される。

【００１７】なお、上記シールド機本体５内には、上記
カッターヘッド４を回転駆動させる図示しない駆動モー
タが内蔵されている。また、上記カッターヘッド４の後
方には、該カッターヘッド４の回転により掘削された泥
土が流入する図示しない流入空間が形成され、この流入
空間には、排泥管の基端が固定され、該流入空間と排泥
管は連通されており、泥土は、この排泥管内を通って地
上に排出されるように構成されている。

【００１８】また、上記シールド機本体５内には、ピッ
チング・ローリング計９が配設されている。このピッチ
ング・ローリング計９は、このシールド機１が該シール
ド機１の長さ方向と直行する方向において、水平状態で
あるか否かを検出するピッチング計と、該シールド機１
が軸を中心に回転しているか否かを計測するローリング
計との両方を兼ね備えているものである。また、このシ
ールド機本体５の上方には、上記先端側磁界発生装置２
が配設され、この先端側磁界発生装置２は、シールド機
１の長さ方向に長さを有する状態で配設されている。こ
の先端側磁界発生装置５は、このシールド機本体５に取
り付けられた図示しない支持部材に支持されてなるとと
もに、図示しないモータ又はシリンダなどの駆動手段を
介して図１に示す状態から９０度時計回り方向又はその
逆方向に回動可能とされている。

【００１９】また、上記シールド機１の後端に連結され
てなる第１の後部管体６内には、該シールド機１の長さ
方向に亘って水平であるか否かを検出する水平センサ１
０が配設されている。なお、上記シールド機本体５と、
この第１の後部管体６との間には、複数の前方側方向修
正ジャッキ１１，１１が配設され、これらの前方側方向
修正ジャッキ１１，１１の駆動により、該第１の後部管
体６に対してシールド機本体５が方向を修正できるよう
にされている。また、この第１の後部管体６の後部に
は、第２の後部管体７が連結されており、該第１の後部
管体６と第２の後部管体７との間には、後方側方向修正
ジャッキ１２，１２が配設されている。したがって、こ
れらの後方側方向ジャッキ１２，１２の駆動により、さ
らにシールド機１の方向を修正することができるように
されている。そして、この第２の後部管体７内の上方に
は、上記先端側磁界発生装置２と同じ構成に係る後端側
磁界発生装置３が配設されている。そして、この後端側
磁界発生装置３も、シールド機１の長さ方向に長さを有
する状態で配設されているとともに、第２の後部管体７
に取り付けられた図示しない支持部材に支持されてなる
とともに、図示しないモータ又はシリンダなどの駆動手
段を介して図１に示す状態から９０度時計回り方向又は
その逆方向に回動可能とされている。

【００２０】なお、上述した先端側磁界発生装置２、後
端側磁界発生装置３、図示しない駆動モータ、ピッチン
グ・ローリング計９、前方側方向修正ジャッキ１１，１
１、後方側方向修正ジャッキ１２，１２は、地上に設置
された図示しない制御装置に接続され、作業者は、この
制御装置を使用しながら、上記先端側磁界発生装置２、
後端側磁界発生装置３、図示しない駆動モータ、ピッチ
ング・ローリング計９、前方側方向修正ジャッキ１１，
１１、後方側方向修正ジャッキ１２，１２等を制御でき
るようになされている。そして、地上には、上記先端側
磁界発生装置２及び後端側磁界発生装置３のそれぞれか
ら発生した磁界を検出するとともに、上記制御装置に接
続された磁界検出装置１３を有する。この磁界検出装置
１３は、作業者が持ち運ぶことができる大きさとされ、
作業者は、この磁界検出装置１３により、予想されるシ
ールド機１の上方位置において、該先端側磁界発生装置
２及び後端側磁界発生装置３からの磁界を検出する。

【００２１】以下、上述したシールド機の位置検出装置
を使用したシールド機の位置検出方法について説明す
る。先ず、上記制御装置を使用し、上記先端側磁気発生
装置２及び後端側磁気発生装置３から磁界を発生させ
る。このとき作業者は、地上において上記磁界検出装置
１３を所持し、シールド機１が存在すると予想される位
置において、該磁界検出装置を設置するとともに、それ
ぞれの磁界を検出する。この磁界検出装置１３により検
出されたデータは、上記制御装置に送信され、このデー
タが送信された制御装置では、上記先端側磁気発生装置
２及び後端側磁気発生装置３の位置、すなわち、シール
ド機１の位置が、該制御装置を構成するプログラムに従
って演算処理され特定されるとともに、該先端側磁気発
生装置２及び後端側磁気発生装置３の位置情報からシー
ルド機１の方向（向き）が確認される。これら先端側磁
気発生装置２及び後端側磁気発生装置３の位置情報及び
シールド機１の向きを特定する情報は、例えば、制御装
置に表示部を設け、この表示部に地図情報を表示させ、
該地図情報上に上記先端側磁気発生装置２及び後端側磁
気発生装置３の位置を表示させ、さらに、シールド機１
の向きをこの表示部において表示させるものであっても
良い。

【００２２】なお、このように上記先端側磁気発生装置
２及び後端側磁気発生装置３から発生する磁界を、上記
磁界検出装置１３により検出する場合において、シール
ド機１の長さ方向（先端側磁気発生装置２や後端側磁気
発生装置３の向き）と直行する方向に水道管やガス管な
どの金属パイプＰが存在する場合には、上記制御装置を
操作し、前記モータ等の駆動装置を駆動させ、該先端側
磁気発生装置２や後端側磁気発生装置３の向きを９０度
変更する。こうした先端側磁気発生装置２及び後端側磁
気発生装置３の向きの変更により、上記パイプＰに発生
する磁界の影響を受けることがなく、確実にシールド機
１の位置及び向きを特定することができる。

【００２３】そして、上述した方法によりシールド機１
の位置及び方向が特定され確認できた結果、該シールド
機１の方向が予め予定されている位置又は方向と異なっ
ている場合には、作業者は、上記制御装置を操作するこ
とにより、図２に示すように、上記前方側方向修正ジャ
ッキ１１，１１及び／又は後方側方向修正ジャッキ１
２，１２を駆動させ、該シールド機１の位置を修正す
る。

【００２４】このように、上述した実施の形態に係るシ
ールド機の位置検出装置及びシールド機の位置検出方法
によれば、上記磁界は、先端側磁気発生装置２と後端側
磁気発生装置３との双方から発生され、これら先端側磁
気発生装置２と後端側磁気発生装置３から発生した磁界
を磁界検出装置１３により検出することから、単に、シ
ールド機１の位置ばかりではなくその方向（向き）も確
認することができる。したがって、この実施の形態によ
れば、予め決定された位置に正確にシールド管８群を設
置することが可能となる。特に、上記先端側磁気発生装
置２や後端側磁気発生装置３は、９０度その方向を変更
することができるので、シールド機１の上方に配管され
た水道管やガス管などの金属管Ｐにより、正確な位置及
び方向（向き）の検出・特定が妨げられることがない。

【００２５】

【発明の効果】前述した本発明の一実施の形態の説明か
らも明らかなように、本発明(請求項１記載の発明及び
請求項３記載の発明)によれば、先端側磁界発生装置と
後端側磁界発生装置との２箇所から磁界が発生し、これ
ら２箇所から発生した磁界は、磁界検出装置によりそれ
ぞれ検出されることから、シールド機の位置が特定され
るばかりではなく、その方向も確認することができる。
すなわち、磁界検出装置により、先端側磁界発生装置か
ら発生した磁界を検出することにより、シールド機の先
端側の位置が特定され、後端側磁界発生装置から発生し
た磁界を検出することにより、シールド機の後端側の位
置が特定され、特定されたこれら先端側の位置と後端側
の位置とを結ぶことにより、該シールド機の方向を確認
することができる。

【００２６】また、第２の発明（請求項３記載の発明）
及び第４の発明（請求項４記載の発明）では、前記先端
側磁界発生装置及び／又は後端側磁界発生装置は、配設
方向を９０度変更可能とされてなることから、シールド
機の上方に、例えば、ガス管や水道管等の金属パイプが
配管されている場合であっても、これらの金属パイプに
発生する磁界に影響されることなく、正確にシールド機
の位置及び方向を確認することができる。すなわち、先
端側磁界発生装置から発生される磁界の向きが特定方向
とされている場合において、この磁界に影響されて上記
金属パイプに発生する磁界の向きが該特定の方向とは異
なる場合には、この金属パイプから発生する磁界に影響
されないが、金属パイプに発生する磁界が特定の方向と
同じ方向である場合には、該金属パイプからの磁界に影
響を受ける。したがって、この場合には、先端側磁界発
生装置及び／又は後端側磁界発生装置の向きを９０度変
更することによって、上記金属パイプに発生する磁界に
影響を受けることが防止され、正確にシールド機の位置
及び方向を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施の形態を模式的に示す模式図であ
る。

【図２】シールド機が位置を変更した後の状態を示す模
式図である。

【符号の説明】

１ シールド機 ２ 先端側磁界発生装置 ３ 後端側磁界発生装置 ４ カッターヘッド １３ 磁界検出装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド機の先端側に配設された先端側
   磁界発生装置と後端側に配設された後端側磁界発生装置
   とからそれぞれ磁界を発生し、これら先端側磁界発生装
   置と後端側磁界発生装置とから発生された磁界を、地上
   において磁界検出装置により検出することを特徴とする
   シールド機の位置検出方法。
2. 【請求項２】 前記先端側磁界発生装置及び／又は後端
   側磁界発生装置は、配設方向を９０度変更可能とされて
   なることを特徴とする請求項１記載のシールド機の位置
   検出方法。
3. 【請求項３】 シールド機の先端側に配設された先端側
   磁界発生装置と、 該シールド機の後端側に配設された後端側磁界発生装置
   と、 上記先端側磁界発生装置と後端側磁界発生装置とから発
   生された磁界を、地上において検出する磁界検出装置
   と、 を備えてなることを特徴とするシールド機の位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記先端側磁界発生装置及び／又は後端
   側磁界発生装置は、配設方向を９０度変更可能とされて
   なることを特徴とする請求項３記載のシールド機の位置
   検出装置。