JP2003097186A

JP2003097186A - 推進工法における掘進機位置の測定方法

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Publication number: JP2003097186A
Application number: JP2001296357A
Authority: JP
Inventors: Haruki Shimozaka; 春樹下坂; Masafumi Inoue; 雅文井上; Ichiro Takimoto; 一郎滝本; Takeshi Hashimoto; 武橋本
Original assignee: SHINWA GIJUTSU KAIHATSU KK
Current assignee: SHINWA GIJUTSU KAIHATSU KK
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP3836699B2

Abstract

(57)【要約】【課題】推進管のローリングによって発生する傾きに
よる測定誤差の補正を行い精度の高い測定ができ、人の
手間をかけずに測定でき、小口径推進工事の測定を立坑
をカーブ部分に築造せずに行うことができ、効率的でコ
ストを抑制した工事にできる推進工法における掘進機位
置の測定方法を提供することにある。【解決手段】前後の継線４のなす継線角度を継線角度
測定器３で測定し、推進管のローリングによって発生す
る傾いた状態の継線角度を水平面に投影した投影角度を
継線角度とする補正を行って、継線角度と継線長さから
継線のｘ成分の総和と継線のｙ成分の総和から掘進機の
位置を求めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中を掘進する掘
進機が直進又はカーブして所定の目標位置まで推進し、
掘進機の後方に推進管を次々と連結するようにし、所定
の管路を形成する推進工法における掘進機位置の測定方
法に関し、特に人が内部に入れないような小口径の推進
管の場合にも精度よく測定できる測定方法である。

【０００２】

【従来の技術】従来において、推進工事は直線推進とカ
ーブ推進の２つに分けられ、直線推進の測量手段は立坑
にトランシットを据え付け望遠鏡を直接見るようにして
掘進機位置の変位を確認するか、レーザー光を掘進機タ
ーゲットに照射させて掘進機位置の変位を確認する方法
であった。カーブ推進の測量手段としては、可視可能な
位置に人の手によりトランシットを設置して、操作計測
を行う方法があった。この方法の場合、推進工事の条件
によっては、可視可能な位置にトランシットを設置しな
ければならないため、トランシットの台数が非常に多く
なりまた、推進距離が進む毎にトランシットの設置位置
を変更することが必要になり時間と手間がかかると共に
人的誤差が大きくなるという問題があった。また、カー
ブ推進の測量手段としては、掘進機にジャイロコンパス
を取り付けて立坑にデータを取り出す方法があるが、原
理的に掘進機の横滑りという推進工事特有の現象を検出
出来ないことや、僅かな震動に反応して誤差を生じた
り、鉛直軸の傾き（ローリング）による誤差の発生など
の問題がありかなり精度が劣るものであった。さらに、
これらの方法では人が計測機器を推進管内に持ち込んで
計測するので、人が推進管内に入ることが出来ない小口
径と呼ばれている小口径の推進管を用いる推進工事で
は、直線推進の測量は従来の方法で行うことができた
が、カーブ推進の測量は従来のものでは行うことができ
ず、カーブの多段的な曲がり位置毎に立坑を築造して直
線推進の計測を行うこととなり、工事費が高くかかり、
作業も大変になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は従来のこれらの問題点を解消し、推進管のロ
ーリングによって発生する傾きによる測定誤差の補正を
行い精度の高い測定ができ、人の手間をかけずに測定で
き、小口径推進工事の測定を立坑をカーブ部分に築造せ
ずに行うことができ、効率的でコストを抑制した工事に
できる推進工法における掘進機位置の測定方法を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、１）先端にある掘進機で地中を掘削しながら掘進機の
後方に推進管を次々と連結して同推進管の最後尾を押圧
することで出発立坑から目標位置まで直進又はカーブし
て推進する推進工法における掘進機位置の測定方法にお
いて、掘進機の後部とそれに連結される推進管の一部に
継線係留器を取り付け、前方の推進管から後方の推進管
までの管内の中心部に複数の継線係留器を配置し、出発
立坑内で伸縮性がある継線を前記継線係留器間に張り渡
し、継線係留器間の係留器間距離を計測し、継線係留器
の前後の継線のなす継線角度を計測する継線角度測定器
を設け、各係留位置から前方への係留器間距離と継線角
度から前方への係留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の
距離を算出し、ｘ成分の距離とｙ成分の距離の総和から
最も後方の係留位置に対する掘進機の位置を算出するよ
うにし、推進管のローリングによって発生する継線係留
器の前後の継線で作る面の水平面に対する傾き角を検出
する傾き検出手段を設け、傾いた状態での前後の継線の
なす継線角度の水平面に投影させた投影角度を前記傾き
角を用いて算出し、同投影角度を継線角度とみなして係
留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離を算出する補
正を行うようにした推進工法における掘進機位置の測定
方法２）掘進機の予定経路を示す計画線図を用い、計画線
図より求めたカーブ部のカーブ曲率の中心点からカーブ
部の始点及びカーブ部の終点へのベクトルとカーブ曲率
の中心点から測定された各係留位置又は掘進機位置への
ベクトルの比較を行って継線の前後端がそれぞれカーブ
状態にあるかどうかを判定するようにし、継線の前後端
がともにカーブ状態であるならば継線の前端からカーブ
曲率の中心点を通る直線と継線の後端からカーブ曲率の
中心点を通る直線とのなす角を測定した角度から求め、
その角度と計画線図のカーブ半径からカーブ状態の係留
器間距離のカーブ状態距離を算出し、同カーブ状態距離
を係留器間距離とみなして係留器間距離のｘ成分の距離
とｙ成分の距離を算出する補正を行うようにした前記
１）記載の推進工法における掘進機位置の測定方法３）掘進機の予定経路を示す計画線図を用い、計画線
図より求めた直進部の始点から直進部の終点へのベクト
ルと直進部の始点から測定した各係留位置又は掘進機位
置へのベクトルとの比較を行って継線の前後端がそれぞ
れ直進状態にあるかどうかを判定するようにし、継線の
前後端がともに直進状態であるならば係留器間距離を伸
縮のない係留器間距離として掘進機の位置を算出するよ
うにした前記１）又は２）記載の推進工法における掘進
機位置の測定方法４）掘進機の予定経路を示す計画線図を用い、計画線
図より求めた直進部の始点から直進部の終点へのベクト
ルと直進部の始点から測定した各係留位置又は掘進機位
置へのベクトルとの比較を行って継線の前後端がそれぞ
れ直進状態にあるかどうかを判定するようにし、計画線
図より求めたカーブ部のカーブ曲率の中心点からカーブ
部の始点及びカーブ部の終点へのベクトルとカーブ曲率
の中心点から測定された各係留位置又は掘進機位置への
ベクトルの比較を行って継線の前後端がそれぞれカーブ
状態にあるかどうかを判定するようにし、継線の前後端
の一方が直進状態で他方がカーブ状態にあるならば、直
進部とカーブ部との境界点からカーブ曲率の中心点を通
る直線と、カーブ部上に位置すると判定された継線の端
部からカーブ曲率の中心点を通る直線とのなす角と、直
進部に位置する継線の端部から直進部とカーブ部との境
界点までの距離と、計画線図のカーブ半径とからカーブ
状態の係留器間距離のカーブ状態距離を算出し、同カー
ブ状態距離を係留器間距離とみなして係留器間距離のｘ
成分の距離とｙ成分の距離を算出する補正を行うように
した前記１）〜３）いずれかに記載の推進工法における
掘進機位置の測定方法５）最も後端の継線角度測定器又は最も後方となる複
数の継線角度測定器の位置を出発立坑付近でトランシッ
トにより測量して、測量した位置を用いて係留器間距離
と継線角度として計算するようにした前記１）〜４）い
ずれかに記載の推進工法における掘進機位置の測定方法６）継線角度測定器が、空気の注入・抽出で膨縮する
環状のエアーチューブを外周に取り付け、同エアーチュ
ーブの膨張によって脱着自在に固定するものである前記
１）〜５）いずれかに記載の推進工法における掘進機位
置の測定方法にある。

【０００５】

【作用】本発明では、出発立坑もしくは出発立坑より所
定の距離前方の継線係留器より前方に伸びる継線の継線
角度を継線角度測定器で測定し、前方への係留器間距離
と角度から係留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離
を求め、その総和により、基準とした後方の地点から掘
進機の位置を求めるようにする。カーブ部分において
は、複数連結された推進管が多段的にその連結部分で折
曲し、その折曲部分では連結管の間の一方が開口し他方
が縮むようになるので継線をはり渡した継線係留器間の
距離は伸縮することとなるが、継線は伸縮性があるので
その伸縮で対応する。さらに、ローリングによって、継
線係留器及び継線角度測定器が傾くと、その分の角度の
測定誤差が推進機位置の誤差となるため、傾いた状態で
の前後の継線のなす継線角度を水平面に投影した投影角
度を継線角度とみなすよう補正し誤差を減少させる。継
線の前後端がカーブ状態にあるかどうかをそれぞれ判定
し、継線の前後端がともにカーブ状態にあるならば補正
を行うようにしたものは、計画線図上のカーブ曲率の中
心点と測定より求めた継線の前後端を直線で結び、２つ
の直線のなす角とカーブ半径からsin成分を利用してカ
ーブ状態距離を求め、このカーブ状態距離を係留器間距
離として用いる補正により誤差を減少させる。継線の前
後端が直進部にあるかどうかをそれぞれ判定し、継線の
前後端がともに直進部にあるならば補正をしないように
したものは、直進部の始点から終点へのベクトルと直進
部の始点から継線の前後端へのベクトルとの内積を取る
ようにして直進部のベクトルへ投影し、直進部上に測定
した継線の前後端があるかどうかによって判定を行い、
継線の前後端がともに直進部上にあるならば、係留器間
距離に伸縮が生じないため、補正しないようにして誤差
が増えないようにする。継線の前後端が直進部にあるか
カーブ部にあるかをそれぞれ判定し、継線の前後端の一
方が直進部、他方がカーブ部にあるならば補正を行うよ
うにしたものは、計画線図を利用して、測定した継線の
前後端の位置より直進部にあると判定した測点を計画線
図の直進部上に投影した点を求め、カーブ部上にあると
判定した測点を計画線図のカーブ部上に投影した点を求
め、２つの点を結ぶ線分の長さをカーブ状態距離とし、
このカーブ状態距離を係留器間距離として用いる補正に
より誤差を減少させる。最も後端の継線角度測定器又は
最も後方となる複数の継線角度測定器の位置をトランシ
ットで測量するものは、トランシットの測量によって、
後端部の継線角度測定器の位置を測定し、掘進機位置の
算出に用いるようにする。継線角度測定器が環状のエア
ーチューブで推進管の内側に固定するものは、空気の注
入で膨張させたエアーチューブの外周を推進管の内周に
押し付けるようにして固定し、空気の抽出で収縮させて
エアーチューブの外周の押しつけを解除して脱着自在の
取り付けにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明におけるローリングによる
傾き角による誤差は、次のようにして発生する。図１２
（ａ）において、Ｐ，Ｑを継線の端とし、継線角度測定
器が仮に点Ｑを中心とし、ｙ軸と継線となる線分ＰＱの
なす角θ_Pを測定するものとする。ここで、継線角度測
定器が図１２（ａ）中の円で示される部分から垂直に送
る光の継線の反射で光学的にθ_Pを読み取るものとする
と、ローリングによってｙ軸まわりに角度φのローリン
グ角が生じたならば、読み取る角度は図１２（ｂ）に示
すようにθ_Pより小さいθ_P’となる。このθ_P’とθ_Pの
差が誤差となる。一方、継線角度測定器が、中心点を図
１２（ａ）中の点Ｑとし線分ＳＱが測定アームとなるよ
うにして、点Ｓに継線が連結され、継線のつくる線分が
線分ＰＳとなるような場合であって、点Ｑを中心に回転
する点Ｓの線分ＳＱとｙ軸のなす角を光学的・磁気的・
ギアなどの機構的・もしくはロータリーエンコーダー等
に代表されるような電気的に読み取るものの場合には、
図１３に示すように継線（線分ＰＳ）と、ローリングに
より傾きのない場合に継線が作る直線の線分ＰＱとで構
成する平面が傾いた円に対し直角となる平面となる。こ
れは、伸縮性のある継線の張力によって、線分ＰＳが最
短となる位置に点Ｓが点Ｑを中心に回転しようとするか
らである。よって得られる計測角は図１２（ｂ）の場合
と同じθ_P’となり、θ_P’とθ_Pの差が誤差となる。こ
こで、θ_Pは次のように求められる。図１３において中
心点を点Ｑとし、点Ｓが描く楕円の軌跡とｙ軸のプラス
側の軸の交点を点Ｗとする。点Ｑ，点Ｓ，点Ｗで作る面
を面ＱＳＷ、点Ｐ，点Ｑ，点Ｓで作る面を面ＰＱＳとす
ると、継線がその張力によって線分ＰＳを最小にしよう
とすることから、面ＱＳＷと面ＰＱＳは直交する面とな
る。各点を角度θ_P，θ_P’φで表現し、面の直交条件を
用いることによりθ_P＝tan^-1（tanθ_P’／cosφ）を求
めることができる。また、図１５に示すように継線角度
測定器の測定アームが測定方向と垂直に回転可能になっ
ている場合には、図１２（ｂ）と同じ状態となる。よっ
て、継線角度測定器が、前後の継線のなす角を測定する
ものであれば本発明中の補正方法によって補正できる。
本発明における、補正値の算出には、相関式や回帰式を
用いるようにして、補正値を求めるようにしてもよい。
継線の伸縮性は、ワイヤーなどの伸縮性のないものの一
部にスプリングやゴム部材などの伸縮のあるものを取り
付けるようにしてもよいし、ナイロン線やクロロカーボ
ン線のように伸縮性のある材質のものを用いるようにし
てもよい。継線係留器は出発立坑に推進管を持ち込む前
にあらかじめ推進管に取り付けておくようにしても、出
発立坑で推進管に取り付けるようにしてもよい。傾き検
出手段には、ものの重さを利用した測定子が下方を向く
ようにし、推進管とともに傾く計測部が測定子との相対
する位置・角度等を磁気的・光学的・電気的・機構的に
読み取るものが一般的に用いられる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して具体
的に説明する。図１〜９に示すのは、継線角度測定器を
推進管に固定し、継線が伸縮性のあるものとし、継線の
両端に位置する継線角度測定器の状態を３つに分けてそ
れぞれの状態で係留器間距離を補正するようにし、継線
角度測定器が継線係留器を兼ねる構造とし、最も後方と
なる２箇所の継線角度測定器の位置をトランシットで測
量し、継線角度測定器をエアーチューブで推進管に固定
するようにした推進工法における掘進機位置の測定方法
の例である。図１，２は実施例の推進工法における掘進
機位置の測定方法の説明図である。図３，４は実施例の
推進工法における掘進機位置の測定方法に用いた継線角
度測定器の説明図である。図５は実施例の推進工法にお
ける掘進機位置の測定方法に用いた傾き検出器の説明図
である。図６〜８は実施例の推進工法における掘進機位
置の測定方法における推進管の状態を示す説明図であ
る。図９は実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法の説明図である。図１０は実施例の推進工法におけ
る掘進機位置の測定方法に用いた継線の説明図である。
図中、１は掘進機、２は推進管、３は継線係留器を兼ね
る継線角度測定器、３ａ，３ｂは回転測定アーム、３ｃ
はエアーチューブ、３ｄはローラー、３ｅは本体フレー
ム、４は継線、４ａはスプリング部、５は傾き検出手段
として用いた傾き検出器、５ａは重り部、６はコンピュ
ーター、２０は出発立坑、２１はトランシットである。

【０００８】実施例の推進工法における掘進機位置の測
定方法では図３，４に示すように推進管２の内部に取り
付ける継線角度測定器３を用意する。継線角度測定器３
は図３，４に示すように本体フレーム３ｅに空気の注入
・注出で膨縮する環状のエアーチューブ３ｃを２箇所に
設け、本体フレーム３ｅに推進管２内を自在に移動でき
るようにローラー３ｄを設ける。本体フレーム３ｅの中
心位置には、回転測定アーム３ａ，３ｂを設ける。回転
測定アーム３ａ，３ｂは、上下方向の鉛直軸に対し、そ
れぞれ回転自在となっており、それぞれに継線の取付部
が設けられる。この鉛直軸に対して回転測定アーム３
ａ，３ｂの継線の取付部がなす角が測定される。また、
継線角度測定器３の近くには傾き検出器５が設けられて
おり、継線角度測定器３の傾きを測定することができ
る。傾き検出器５は図５に示すように、検出器本体に対
して回転自在に取り付けられ、常に鉛直軸の下方を重さ
で指し示す重り部５ａを設けて、検出器本体と重り部５
ａの相対角度より傾きを検出するものである。

【０００９】本実施例の推進工法における掘進機位置の
測定方法を使用するには、出発立坑２０より所定深さの
地中に掘進する掘進機１の後方に接続される推進管２の
内部に継線角度測定器３を取り付ける。継線角度測定器
３は、環状のエアーチューブ３ｃに空気を注入してエア
ーチューブ３ｃを膨張させて推進管２の内周を強く押し
つけるようにして、推進管２に固定する。この継線角度
測定器３の回転測定アーム３ａに継線４の一端を取り付
け、他端を掘進機１の一部に取り付ける。継線４は図１
０に示すように、ワイヤーの途中にスプリング部４ａを
設けて約９ｍに対して±４０ｃｍ程度の伸縮が得られる
ものを本実施例では用いている。次に、この継線角度測
定器３を取り付けた推進管２の後方に掘進に合わせて次
々と接続される推進管２において、継線角度測定器３を
取り付けた推進管２から所定距離後方の推進管２の内部
に継線角度測定器３を取り付け、前方の継線角度測定器
３の回転測定アーム３ｂに継線４の一端を取り付け、他
端を後方の継線角度測定器３の回転測定アーム３ａに取
り付ける。このようにして、次々と接続される推進管２
に所定の間隔で継線角度測定器３を複数取り付け継線４
で繋ぐようにする。

【００１０】本実施例では、出発立坑２０から目標地点
までの掘進機１及び推進管２の予定経路を示す計画線図
を用い、測定された掘進機１の位置を計画線図と照合
し、適時掘進機１の進路を修正して精度よく推進させる
ものである。推進管２に複数設けた継線角度測定器３の
最後端の継線角度測定器３とその一つ前方の継線角度測
定器３の位置は、トランシットにより確認する。それよ
り前方となる継線角度測定器３からは、その計測時点で
の前後の継線がなす角θ_A2〜θ_A7がそれぞれ出発立坑２
０に設けられたコンピューター６に出力される。また、
本実施例では、出発立坑２０において継線角度測定器３
の回転測定アーム３ａ，３ｂに取り付け後にトランシッ
トにより係留器間距離Ｌ_K2〜Ｌ_K7を推進管のそれぞれ出
発の際に測定する。各継線角度測定器３より継線のなす
角θ_A2〜θ_A7の測定値を得たならば、基準位置から最後
方の継線角度測定器３までをＬ_K1，角度をθ_A1とし、計
画線図上に直交するｘ軸及びｙ軸の２軸を取る。計画線
図上において、出発立坑から目的地点に向かう側をプラ
ス側とする左右方向をｘ軸、下方に向かう側をプラス側
とする上下方向をｙ軸とする。各前後の継線が交わる点
の位置において、ｙ軸のプラス側の軸と前方に伸びる継
線とがなす角をθ_A1〜θ_A7から求めθ_AA1〜θ_AA7とする
と、前方に向かう係留器間距離Ｌ_Knのｙ成分はＬ_Kncos
θ_AAn（_n=1〜7），ｘ成分はＬ_Knsinθ_AAn（_n=1〜7）と
なる。ｎ＝１〜７とし、トランシットを用いて測定した
最後方の２つの継線角度測定器３のデータもこのように
含めると、最後端の継線角度測定器３から最前端の掘進
機１の一部に取り付けられる継線の前端までのｙ成分の
距離Ｌ_KYは図２に示すように下記の数１のようになり、
ｘ成分の距離Ｌ_KXは、下記の数２のようになる。

【００１１】

【数１】

【００１２】

【数２】

【００１３】このようにして算出した最前端の継線の前
端位置を、掘進機の基準となる箇所の位置として、出発
立坑２０の基準位置から掘進機位置が算出できる。

【００１４】本実施例では、継線角度測定器３を取り付
けた推進管２がカーブ区間に進入すると、前後に接続し
た推進管２が接続部分で多段的に折曲するようにしてカ
ーブ部分となるため、推進管のカーブ外周側の継ぎ手部
に開口が発生し、カーブ内周側では推進管の端の一部が
連結した推進管の一部に入り込むように収縮し、継線角
度測定器３間の距離が若干伸縮する。継線は伸縮性のあ
るものを用いているので、その分、継線が伸縮すること
となる。本実施例では、測定値と計画線図を比較計算す
ることによって、継線の前後端がともにカーブ部にある
状態と、継線の前後端がともに直進部にある状態と、継
線の前後端の一方がカーブ部にあり、他方が直進部にあ
る状態とに分けるよう判定し、係留器間距離に補正を行
う。

【００１５】まず、それぞれの継線の前後端に位置する
継線角度測定器３がカーブ部にあるかどうかを判定す
る。計画線図上のカーブ部において、カーブ曲率の中心
点からカーブ部始点へのベクトルをＢとし、カーブ曲率
の中心点からカーブ部終点へのベクトルをベクトルＣと
し、ベクトルＢ，ベクトルＣのなす角をθ_BCとし、カー
ブ曲率の中心点から測定された継線角度測定器３へのベ
クトルをベクトルＤとし、ベクトルＢ，ベクトルＤのな
す角をθ_Dとし、下記の数３のようになるならば、その
継線角度測定器３はカーブ部にあると判定される。

【００１６】

【数３】

【００１７】次に、計画線図上において、直線部の始点
から終点へのベクトルをベクトルＥ、直線部の始点から
測定された継線角度測定器３へのベクトルをベクトルＦ
とし、下記の数４のようになるならば、その継線角度測
定器３は直線部にあると判定する。

【００１８】

【数４】

【００１９】このようにして、測定された各継線角度測
定器３は直線部にあるか、カーブ部にあるかが判定され
る。

【００２０】まず、継線４の前後端に位置する継線角度
測定器３がともにカーブ部にある場合には、図７に示す
ように継線４の前端に位置する継線角度測定器３とカー
ブ曲率の中心点を結ぶ直線と継線４の後端に位置する継
線角度測定器３とカーブ曲率の中心点を結ぶ直線とがな
す角をθ_Gとし、計画線図より求められるカーブ半径を
ｒとし、カーブ部でのカーブ状態距離をＬ_K’として、Ｌ_K’＝２ｒ×sin（θ_G／２）より、カーブ部でのカーブ状態距離Ｌ_K’を求め、Ｌ_K’
を係留器間距離Ｌ_Kとして用いる補正を行うようにす
る。これによってカーブ部での推進管の伸縮により生じ
る誤差を非常に小さくすることができる。次に、継線４
の前後端に位置する継線角度測定器３の一方が直線部に
あり、他方がカーブ部にある場合には、図８に示すよう
に直線部にある継線角度測定器３の位置を計画線図の直
線部に投影し、その投影点から直線部とカーブ部の境界
点までの直線部に並行な長さをＬ_Tとし、計画線図から
求められる直線部とカーブ部の境界点からカーブ曲率の
中心点を結ぶ直線と、カーブ部に位置する継線角度測定
器３とカーブ曲率の中心点を結ぶ直線とのなす角をθ_H
とし、計画線図より求められるカーブ半径をｒとし、一
方の継線の端部がカーブ部にあることによる、カーブ状
態距離をＬ_K’として、下記の数５により、一方の継線
の端部がカーブ部にあることによる、カーブ状態距離Ｌ
_K’を求め、Ｌ_K’を係留器間距離Ｌ_Kとして用いるよう
補正を行うようにする。

【００２１】

【数５】

【００２２】これにより継線の一方の端部がカーブ部に
ある場合の推進管の伸縮により生じる誤差を非常に小さ
くすることができる。次に、継線４の前後端に位置する
継線角度測定器３がともに直線部にある場合には、Ｌ_K
は伸縮のない所定の係留器間距離Ｌ_Kとして補正しない
ようにする。このように本実施例では、継線の前後端の
状態に応じて係留器間距離の補正を行うことで誤差の小
さい測定が行われるようにしている。

【００２３】次に、推進管２のローリングによって、継
線角度測定器３が傾くと、傾き検出器５によって、水平
面に対して、継線角度測定器３の前後の継線が作る平面
の傾き角が測定される。図９に示すように継線角度測定
器３が傾くと、継線４の張力によって、継線端の継線角
度測定器３の回転測定アーム３ａ又は回転測定アーム３
ｂは継線の長さが最も短くなるように回転し、その位置
における角度が計測されることになる。よって、継線角
度測定器３がローリングによって傾くと誤差が生じるこ
ととなる。傾き検出器５によって、測定された傾き角を
φとし、傾いた状態で計測した継線角度を推進管２の管
軸線方向に対する前後の角度に割り振った角度をδと
し、継線角度測定器３が傾くことなく測定した前後の継
線のなす角を推進管２の管軸線方向に対する前後の角度
に割り振った角度をθ_Iとして、 θ_I＝tan^-1（tanδ／cosφ）よりθ_Iが求まる。同様にして、前後のθ_Iより、継線角
度測定器３が傾いていない状態の前後の継線のなす角θ
_An’を求めθ_An’を継線角度測定器３の前後の継線のな
す角θ_Anとして用いるよう補正を行うようにする。これ
によって推進管のローリングによって生じる誤差を非常
に小さくすることができる。このようにして、カーブ状
態における継線の伸び、ローリングによる測定角度の誤
差を補正することによって、非常に精度よく掘進機１の
位置を算出することができ、計画線図とのズレを掘進機
１にフィードバックすることにより、より正確な施工を
行うことができる。よって、推進管内に人が入ってトラ
ンシットで測定するようなことができない径の小さい推
進管での施工においても正確に推進機を目標位置に到達
させることができ、計画線図との誤差の少ない推進管の
施工ができる。

【００２４】図１１に示すのは、実施例の推進工法にお
ける掘進機位置の測定方法の他の例である。図１１に示
すように、連結した継線４の最後端を、出発立坑内に設
置した継線角度測定器３に連結してトランシットを用い
るように測定を行うようにしてもよい。図１４，１５に
示すのは、実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法に用いた継線角度測定器の他の例である。図中、
７，８は継線角度測定器である。図１４に示す継線角度
測定器７は、上下の円盤の外周に継線を取り付けるよう
にし、上下の円盤の相対角度を測定するようにして継線
角度を測定するものである。図１５に示す継線角度測定
器８は、継線４の取付部が、継線角度の測定方向だけで
なく、継線角度の測定方向と直交する方向にも回転でき
るようにしている。このようにすれば、常に前後の継線
の交点が定まるので好ましい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、推進管のローリングに
よって発生する傾きによる測定誤差の補正を行い精度の
高い測定ができ、小口径推進工事の測定を立坑をカーブ
部分に築造せずに行うことができ、効率的でコストを抑
制した工事にできる。継線の前後端がカーブ部にあるか
どうかをそれぞれ判定し、継線の前後端がともにカーブ
状態にあるならば補正を行うようにしたものと、継線の
前後端が直進部にあるかどうかをそれぞれ判定し、継線
の前後端がともに直進部にあるならば補正をしないよう
にしたものと、継線の前後端が直進部にあるかカーブ部
にあるかをそれぞれ判定し、継線の前後端の一方が直進
部、他方がカーブ部にあるならば補正を行うようにした
ものは、状態に応じて係留器間距離の補正を行うように
してさらに精度高く掘進機の位置を算出できるようにす
る。最も後端の継線角度測定器又は最も後方となる複数
の継線角度測定器の位置をトランシットで測量するもの
は、さらに精度よく実測できるようにして、より精度高
く掘進機の位置を算出できるようにする。継線角度測定
器が環状のエアーチューブで推進管の内側に固定するも
のは、容易に撤去でき、再使用して施工コストを抑制で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法の説明図である。

【図２】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法の説明図である。

【図３】実施例の推進工法における推進機位置の測定方
法に用いた継線角度測定器の説明図である。

【図４】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法に用いた継線角度測定器の説明図である。

【図５】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法に用いた傾き検出器の説明図である。

【図６】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法における推進管の状態を示す説明図である。

【図７】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法における推進管の状態を示す説明図である。

【図８】実施例の推進工法における推進機位置の測定方
法における推進管の状態を示す説明図である。

【図９】実施例の推進工法における掘進機位置の測定方
法の説明図である。

【図１０】実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法に用いた継線の説明図である。

【図１１】実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法の他の例の説明図である。

【図１２】本発明の推進工法における掘進機位置の測定
方法の継線角度測定器の説明図である。

【図１３】本発明の推進工法における掘進機位置の測定
方法の継線角度測定器の説明図である。

【図１４】実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法に用いる継線角度測定器の他の例の説明図である。

【図１５】実施例の推進工法における掘進機位置の測定
方法に用いる継線角度測定器の他の例の説明図である。

【符号の説明】

１掘進機２推進管３継線角度測定器３ａ回転測定アーム３ｂ回転測定アーム３ｃエアーチューブ３ｄローラー３ｅ本体フレーム４継線４ａスプリング部５傾き検出器５ａ重り部６コンピューター７継線角度測定器８継線角度測定器２０出発立坑２１トランシット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者滝本一郎福岡県福岡市東区松田２丁目９番21号進和技術開発株式会社内 (72)発明者橋本武福岡県福岡市東区松田２丁目９番21号進和技術開発株式会社内Ｆターム(参考） 2D054 AA02 AC18 GA04 GA17 GA62 GA65 GA86

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端にある掘進機で地中を掘削しながら
掘進機の後方に推進管を次々と連結して同推進管の最後
尾を押圧することで出発立坑から目標位置まで直進又は
カーブして推進する推進工法における掘進機位置の測定
方法において、掘進機の後部とそれに連結される推進管
の一部に継線係留器を取り付け、前方の推進管から後方
の推進管までの管内の中心部に複数の継線係留器を配置
し、出発立坑内で伸縮性がある継線を前記継線係留器間
に張り渡し、継線係留器間の係留器間距離を計測し、継
線係留器の前後の継線のなす継線角度を計測する継線角
度測定器を設け、各係留位置から前方への係留器間距離
と継線角度から前方への係留器間距離のｘ成分の距離と
ｙ成分の距離を算出し、ｘ成分の距離とｙ成分の距離の
総和から最も後方の係留位置に対する掘進機の位置を算
出するようにし、推進管のローリングによって発生する
継線係留器の前後の継線で作る面の水平面に対する傾き
角を検出する傾き検出手段を設け、傾いた状態での前後
の継線のなす継線角度の水平面に投影させた投影角度を
前記傾き角を用いて算出し、同投影角度を継線角度とみ
なして係留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離を算
出する補正を行うようにした推進工法における掘進機位
置の測定方法。
【請求項２】掘進機の予定経路を示す計画線図を用
い、計画線図より求めたカーブ部のカーブ曲率の中心点
からカーブ部の始点及びカーブ部の終点へのベクトルと
カーブ曲率の中心点から測定された各係留位置又は掘進
機位置へのベクトルの比較を行って継線の前後端がそれ
ぞれカーブ状態にあるかどうかを判定するようにし、継
線の前後端がともにカーブ状態であるならば継線の前端
からカーブ曲率の中心点を通る直線と継線の後端からカ
ーブ曲率の中心点を通る直線とのなす角を測定した角度
から求め、その角度と計画線図のカーブ半径からカーブ
状態の係留器間距離のカーブ状態距離を算出し、同カー
ブ状態距離を係留器間距離とみなして係留器間距離のｘ
成分の距離とｙ成分の距離を算出する補正を行うように
した請求項１記載の推進工法における掘進機位置の測定
方法。
【請求項３】掘進機の予定経路を示す計画線図を用
い、計画線図より求めた直進部の始点から直進部の終点
へのベクトルと直進部の始点から測定した各係留位置又
は掘進機位置へのベクトルとの比較を行って継線の前後
端がそれぞれ直進状態にあるかどうかを判定するように
し、継線の前後端がともに直進状態であるならば係留器
間距離を伸縮のない係留器間距離として掘進機の位置を
算出するようにした請求項１又は２記載の推進工法にお
ける掘進機位置の測定方法。
【請求項４】掘進機の予定経路を示す計画線図を用
い、計画線図より求めた直進部の始点から直進部の終点
へのベクトルと直進部の始点から測定した各係留位置又
は掘進機位置へのベクトルとの比較を行って継線の前後
端がそれぞれ直進状態にあるかどうかを判定するように
し、計画線図より求めたカーブ部のカーブ曲率の中心点
からカーブ部の始点及びカーブ部の終点へのベクトルと
カーブ曲率の中心点から測定された各係留位置又は掘進
機位置へのベクトルの比較を行って継線の前後端がそれ
ぞれカーブ状態にあるかどうかを判定するようにし、継
線の前後端の一方が直進状態で他方がカーブ状態にある
ならば、直進部とカーブ部との境界点からカーブ曲率の
中心点を通る直線と、カーブ部上に位置すると判定され
た継線の端部からカーブ曲率の中心点を通る直線とのな
す角と、直進部に位置する継線の端部から直進部とカー
ブ部との境界点までの距離と、計画線図のカーブ半径と
からカーブ状態の係留器間距離のカーブ状態距離を算出
し、同カーブ状態距離を係留器間距離とみなして係留器
間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離を算出する補正を
行うようにした請求項１〜３いずれかに記載の推進工法
における掘進機位置の測定方法。
【請求項５】最も後端の継線角度測定器又は最も後方
となる複数の継線角度測定器の位置を出発立坑付近でト
ランシットにより測量して、測量した位置を用いて係留
器間距離と継線角度として計算するようにした請求項１
〜４いずれかに記載の推進工法における掘進機位置の測
定方法。
【請求項６】継線角度測定器が、空気の注入・抽出で
膨縮する環状のエアーチューブを外周に取り付け、同エ
アーチューブの膨張によって脱着自在に固定するもので
ある請求項１〜５いずれかに記載の推進工法における掘
進機位置の測定方法。