JP2003328682A - 横坑構築工法及び横坑構築装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中の横坑構築装置の地上からの位置の探索
における誤差をなくし、正確な探索ができるようになさ
れた横坑構築工法及び横坑構築装置を提供する。 【解決手段】 駆動モータにより回転されるカッター
ヘッドを有する横坑構築装置を先導体として用い、該カ
ッターヘッドを回転させて地中を掘削するとともに、地
山の崩壊を防止しながら推進管を上記横坑構築装置の後
方から順次推進させる横坑構築工法において、上記横坑
構築装置内に発信コイルを収納させておき、この発信コ
イルの形成する磁場を地上に設置した受信コイルに生ず
る誘導起電力に基づいて検出し、検出された磁場の強度
に基づいて、上記横坑構築装置の位置を探索するにあた
り、上記発信コイルとして、互いに軸方向を直交させた
一対のコイルからなるものを用い、発信コイルの形成す
る磁場を検出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、地中にト
ンネル等の横坑を構築したり或いは下水管きょを構築す
る場合に実施される横坑構築工法及びこの横坑構築工法
を実施するための横坑構築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
機等の横坑構築装置（セミシールド機）乃至はこれらの
機械を使用した横坑構築工法（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する場合或いは下水管き
ょを構築する場合には広く使用されている。

【０００３】上記各工法の中で、例として、土圧式セミ
シールド工法について説明する。この工法は、先導体と
して動力により駆動する掘削装置と、方向修正ジャッキ
等が装備された横坑構築装置や掘削機本体により、地山
の崩壊を防止しながら推進管を推進伝達体として発進立
坑内の推進管体後部に配設したジャッキにより推進する
工法であり、こうした土圧式セミシールド工法を行うセ
ミシールド機は、例えば、特開昭５７−１５７９７号公
報，特開昭５７−７４４９８号公報或いは特公昭６１−
２５８７９号公報において提案されている。

【０００４】これらの公報に記載されている土圧式セミ
シールド機は、駆動モータにより回転駆動し正面には複
数のビットが固定されてなるとともに内部に土砂等を導
入する開口が形成されたカッターヘッドと、このカッタ
ーヘッドの背面側に形成され該カッターヘッドの回転駆
動により地盤が掘削されて発生した土砂や泥土を外部に
排出するスクリューコンベアー等の排泥装置を備えてい
るものであり、上記土砂等は、この排泥装置により外部
に排出される。

【０００５】そして、このような横坑構築工法において
は、電磁波を用いた横坑構築装置の位置探索が広く使わ
れている。すなわち、横坑構築装置に発信機となるコイ
ルを設けておき、このコイルが形成する磁場を、地上に
設置した受信機となるコイルに生ずる誘導起電力に基づ
いて検出することにより、地上において、地中の横坑構
築装置の位置を探索するものである。このように探索さ
れた横坑構築装置の位置に基づいて、この横坑構築装置
の進行方向を制御することによって、掘削の位置を制御
して、所定の位置に横坑を構築することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにして電磁波を用いて横坑構築装置の位置を探索す
る横坑構築工法においては、横坑構築装置と地上面との
間における埋設管の有無や、横坑構築装置から地上面ま
での距離、あるいは、地上における車の往来などの影響
を受け、探索精度及び探索に費やす時間はまちまちとな
り、必ずしも満足のいく結果を得られるとは限らなかっ
た。

【０００７】その原因のひとつは、横坑構築装置に搭載
している発信機のコイル（ゾンデコイル）によって形成
される磁場には、性質上、以下の図８及び図９に示すよ
うに、磁界分布の方向性が存在することにある。

【０００８】すなわち、図８に示すように、発信機のコ
イル１０１の軸に平行な方向については、発信機のコイ
ル１０１による磁場は、地上において発信機の直頂付近
で、発信機のコイル１０１と受信機のコイル１０２との
ずれに対して、大きな検出磁界の変化が得られるため、
探索は容易である。

【０００９】しかし、図９に示すように、発信機のコイ
ル１０１の軸と受信機のコイル１０２の軸と直交する方
向については、発信機のコイル１０１による磁場は、地
上において発信機の直頂付近で、発信機のコイル１０１
と受信機のコイル１０２とのずれに対して、検出される
磁界の変化が少ないものとなり、探索に長時間を要し、
或いは位置の特定が困難となる。

【００１０】このように、従来の横坑構築装置において
は、一方向に対しては探索が容易であるが、他の方向に
ついては、探索に長時間を要したり、位置の特定が困難
である。このため、このような横坑構築装置を用いる従
来の横坑構築工法においては、図１０に示すように、横
坑構築装置に対する相対的な方向によって、横坑構築装
置の位置の探索に誤差を生じ、正確な探索ができない。
つまり、発信機のコイル１０１の軸に平行な方向につい
ては、高い精度で横坑構築装置の探索が行えるが、発信
機のコイル１０１の軸に直交する方向についての探索精
度が低いため、結果的に、横坑構築装置の位置は、発信
機のコイル１０１の軸に直交する方向にある程度の長さ
をもった領域１０３内としか特定できず、正確に探索で
きないこととなる。

【００１１】そこで、本発明は、地中の横坑構築装置の
地上からの位置の探索における誤差をなくし、正確な探
索ができるようになされた横坑構築工法及び横坑構築装
置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決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、駆動モータにより回転されるカ
ッターヘッドを有する横坑構築装置を先導体として用
い、該カッターヘッドを回転させて地中を掘削するとと
もに、地山の崩壊を防止しながら推進管を上記横坑構築
装置の後方から順次推進させる横坑構築工法に係るもの
であって、上記横坑構築装置内に発信コイルを収納させ
ておき、この発信コイルの形成する磁場を地上に設置し
た受信コイルに生ずる誘導起電力に基づいて検出し、検
出された磁場の強度に基づいて、上記横坑構築装置の位
置を探索するにあたり、上記発信コイルとして、互いに
軸方向を直交させた一対のコイルからなるものを用い、
発信コイルの形成する磁場を検出することを特徴とする
ものである。

【００１３】この第１の発明の横坑構築工法によれば、
発信コイルが互いに軸方向を直交させた一のコイルと他
のコイルの一対のコイルからなり、磁界の変化が少ない
一のコイルの直交方向は、大きな検出磁界の変化を得ら
れる他のコイルの軸と平行な方向となることから、この
発信コイルと受信コイルとの位置関係に因ることなく大
きな検出磁界の変化を得ることが可能となり、このた
め、どのような方向から測定した場合にも、容易に地中
における横坑構築装置の位置を特定しながら横坑の構築
を行うことが可能となる。

【００１４】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、前記発信コイルをなす一
対のコイルに、互いに９０°の位相差を有する交流電流
を供給することを特徴とするものである。

【００１５】この第２の発明の横坑構築工法において
は、発信コイルは互いに軸方向を直交させた一対のコイ
ルからなり、しかもそれぞれのコイルには互いに９０°
の位相差を有する交流電流を供給することから、この発
信コイルによれば対称磁界分布、すなわち、球状の磁界
分布を得ることが可能となり、このため、どのような方
向から測定した場合にも、容易に地中における横坑構築
装置の位置を特定しながら横坑の構築を行うことが可能
となる。

【００１６】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
は、横坑構築装置に係るものであって、駆動モータによ
り回転されて土砂を掘削するカッターヘッドが先端側に
形成された本体部と、前記本体部内に収納され、互いに
軸方向を直交させた一対のコイルからなる発信コイルと
を備え、前記発信コイルは、各コイルが形成する磁場
を、地上の受信コイルに生ずる誘導起電力に基づいて検
出されることにより、地中における位置を探索されるこ
とを特徴とするものである。

【００１７】この第３の発明の横坑構築装置によれば、
発信コイルが互いに軸方向を直交させた一のコイルと他
のコイルの一対のコイルからなり、磁界の変化が少ない
一のコイルの直交方向は、大きな検出磁界の変化を得ら
れる他のコイルの軸と平行な方向となることから、この
発信コイルと受信コイルとの位置関係に因ることなく大
きな検出磁界の変化を得ることが可能となり、このた
め、どのような方向から測定した場合にも、容易に地中
における横坑構築装置の位置を特定することが可能とな
る。

【００１８】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、前記発信コイルをなす一
対のコイルには、互いに９０°の位相差を有する交流電
流が供給されることを特徴とするものである。

【００１９】この第４の発明の横坑構築装置において
は、発信コイルは互いに軸方向を直交させた一対のコイ
ルからなり、しかもそれぞれのコイルには互いに９０°
の位相差を有する交流電流を供給することから、この発
信コイルによれば対称磁界分布、すなわち、球状の磁界
分布を得ることが可能となり、このため、どのような方
向から測定した場合にも、容易に地中における横坑構築
装置の位置を特定されることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実
施の形態は、本発明を、小口径（外径が３０ｃｍ〜７０
ｃｍ）の横坑構築装置に適用したものである。この横坑
構築装置は、駆動モータにより回転されるカッターヘッ
ドを有し、該カッターヘッドを回転させて地中を掘削す
るとともに、地山の崩壊を防止しながら推進管を上記横
坑構築装置の後方から順次推進させる横坑構築工法にお
いて、先導体として用いられるものである。

【００２１】この実施の形態に係る横坑構築装置１は、
図１に示すように、横坑構築装置本体２と、この横坑構
築装置本体の正面に着脱可能に配設されたカッターヘッ
ド３とから構成されている。上記横坑構築装置本体２
は、円筒状に成形され、内部には上記カッターヘッド３
を回転駆動させるための駆動モータ４が配設されてい
る。この駆動モータ４の駆動軸４ａには、歯車５が固定
されている。また、この横坑構築装置本体２の正面側内
周には、リング状に成形された内歯歯車６が配設され、
この内歯歯車６は、上記歯車５と噛合している。そし
て、この内歯歯車６の正面にはリング状の連結部材７を
介してアウターコーン８が固定されている。すなわち、
上記横坑構築装置本体２内の正面側には、上記駆動モー
タ４の駆動力により回転駆動されるアウターコーン８が
設けられている。このアウターコーン８は、外周面はリ
ング状に成形され内周面は正面側から背面側に亘って徐
々に縮径されてなるものであり、このアウターコーン８
の縮径された内周面には、複数の突片９が固定されてい
る。

【００２２】また、上記駆動モータ４の上方には、土圧
制御弁１０が固定されており、この土圧制御弁１０の正
面側には、この横坑構築装置本体２内に流入した泥土を
後方に搬送する排泥管１１が配設され、この排泥管１１
の先端には、隔壁１２が設けられている。この隔壁１２
は円盤状に成形され、外周面には上記連結部材７よりも
縮径された円筒状のリング部１３が溶接されており、こ
のリング部１３の外周面と、上記回転駆動する連結部材
７との間には軸受１４が配設されている。なお、上記隔
壁１２には、図示しない排泥口が形成され、横坑構築装
置本体２内に流入した泥土は、この排泥口を通って上記
排泥管１１内に流入する。

【００２３】また、上記隔壁１２の中心には、インナー
コーン１５が固定されている。このインナーコーン１５
は、アウターコーン８の奥行きとほぼ同じ奥行き（長
さ）を有するものであって、外周面は先端側から基端側
に亘って徐々に拡径されている。すなわち、この横坑構
築装置本体２の先端側には、上記アウターコーン８とイ
ンナーコーン１５とからなる破砕部が設けられており、
後述するカッターヘッド３に形成された開口を通って内
部に流入した礫等は、上記駆動モータ４の駆動力により
回転駆動するアウターコーン８の内周面と固定されたイ
ンナーコーン１５の外周面とにより、細かく破砕された
上で、上記排泥口を通過して排泥管１１内に流入する。
なお、上記インナーコーン１５の先端には、後述するカ
ッターヘッド３に設けられた一方の軸受け部４８に当接
する他方の軸受部１５ａが形成されている。

【００２４】そして、上述のように構成された横坑構築
装置本体２の先端には、カッターヘッド３が着脱可能に
固定されている。このカッターヘッド２は、図２に示す
ように、上記横坑構築装置本体２の外径とほぼ同じ長さ
の外径に成形された筒状部２０と、この筒状部２０の正
面に設けられた第１のカッタースポーク部２１と、該筒
状部２０の正面に設けられた第２のカッタースポーク部
２２とを備えている。上記第１及び第２のカッタースポ
ーク部２１，２２は、何れも両端が上記筒状部２０の先
端に溶接され、該筒状部２０の先端に形成された開口を
一部閉塞するものである。そして、この第１のカッター
スポーク部２１と第２のカッタースポーク部２２とは、
正面視において、（交差するものではなく）Ｘ字状に一
体化されてなる。したがって、このカッターヘッド３の
正面には、扇型となされた二つの大きな開口２３，２４
と、扇形となされた二つの小さな開口２５，２６が設け
られている。

【００２５】なお、上記第１のカッタースポーク部２１
の両端には、それぞれゲージカッタービット２７，２８
が転動可能に配設され、該ゲージカッタービット２７，
２８間には、センタカッター２９，３０，３１，３２が
転動可能に配設されている。また、上記第２のカッター
スポーク部２２には、インナーカッター３３，３４が転
動可能に配設されている。また、上記第１のカッタース
ポーク部２１の一端側側面及び他端側側面には、外側に
外周スクレーパツース３５，３６が形成され、これら外
周スクレーパツース３５，３６の内側には、スクレーパ
ツース３７，３８が形成され、また、上記第２のカッタ
ースポーク部２２の両端には、礫破砕ビット３９，４０
と、外周スクレーパツース４１，４２が形成され、これ
らの外周スクレーパツース４１，４２内側には、スクレ
ーパツース４３，４４が形成されている。また、上記筒
状部２０の先端面であって、上記大きな開口２３，２４
が形成されている部位には、取込ビット４５，４６が形
成されている。なお、この実施の形態においては、上記
第２のカッタースポーク部２２には、掘削する地山に加
泥材を注入する加泥材注入口４７が設けられ、この加泥
材注入口４７は、図示しない加泥材注入管に連結されて
いる。

【００２６】また、上記カッターヘッド３を構成する第
１のカッタースポーク部２１と第２のカッタースポーク
部２２とが一体化されている部位（中心）の背面側に
は、図１に示すように、上記インナーコーン１５の先端
に形成された他方の軸受部１５ａが挿入される一方の軸
受４８が設けられている。そして、上記カッターヘッド
３を構成する筒状部２０の後端は、間にスペーサ４９を
介して上記アウターコーン８の先端に図示しないボルト
及びナットにより着脱可能に固定されている。

【００２７】したがって、上述した実施の形態に係る横
坑構築装置１によれば、図１に示す駆動モータ４が回転
駆動すると、歯車５と噛合する内歯歯車６，アウターコ
ーン８及びカッターヘッド３が回転駆動する。そして、
このカッターヘッド３の回転駆動により、上記第１のカ
ッタースポーク部２１又は第２のカッタースポーク部２
２に形成され又は配設されたゲージカッタービット２
７，２８，センタカッター２９，３０，３１，３２，イ
ンナーカッター３３，３４，外周スクレーパツース３
５，３６，スクレーパツース３７，３８，礫破砕ビット
３９，４０により、地山が掘削され、また、この地山内
に大きな礫が混入している場合には、上記ゲージカッタ
ービット２７，２８，センタカッター２９，３０，３
１，３２，インナーカッター３３，３４或いは礫破砕ビ
ット３９，４０により破砕される。このとき、破砕され
た礫が図２に示す二つの小さな開口２５，２６から横坑
構築装置本体２内に取り込まれない場合であっても、上
記二つの大きな開口２３，２４から内部に取り込まれ
る。

【００２８】そして、このように横坑構築装置本体２の
内部に取り込まれた礫は、土圧により、上記アウターコ
ーン８とインナーコーン１５との間に到達し、大きな礫
は、該アウターコーン８の回転駆動力と土圧によりイン
ナーコーン１５に挟まれてさらに細かく破砕され、この
さらに細かく破砕された礫は、上記隔壁１２に形成され
た図示しない排泥口から排泥管１１内に流入し、最終的
には、地上に排出される。

【００２９】そして、この横坑構築装置１においては、
横坑構築装置本体２内に、この横坑構築装置の地中にお
ける位置を地上より探索するための発信器５０が収納さ
れている。この発信器５０は、図３，図４及び図５に示
すように、互いに軸方向を直交させた一対のコイル５
１，５２と、交流電源５４及び位相変換器５５から構成
されている。この発信器５０は、各コイル５１，５２が
形成する磁場により、地上に位置する受信コイル５３に
誘導起電力を生じさせて検出させることにより、地中に
おける位置を探索されるものである。

【００３０】また、本発明に係る横坑構築工法において
も、上記の発信器５０の形成する磁場を地上に設置した
受信コイル５３によって検出し、検出された磁場の強度
に基づいて、上記横坑構築装置１の位置を探索する。こ
の探索の際には、互いに軸方向を直交させた一対のコイ
ル５１，５２と、交流電源５４及び位相変換器５５から
構成されている発信器５０を用い、地上に受信コイル５
３を位置させて、発信器５０の形成する磁場を検出す
る。

【００３１】これら横坑構築工法及び横坑構築装置にお
いては、上記発信器５０をなす一対のコイル５１，５２
には、図５に示すように、交流電源５４により、互いに
９０°の位相差を有する交流電流、すなわち、サイン
（ｓｉｎ）波電流及びコサイン（ｃｏｓ）波電流がそれ
ぞれ供給される。このような９０°の位相差を有する交
流電流を各コイル（ＳＩＮ発信コイル及びｃｏｓ発信コ
イル）５１，５２に流すため、各コイル５１，５２に供
給される電流は、９０°の位相差を発生させる位相変換
器５５を通して供給される。すなわち、図５に示すよう
に、これら一対のコイル５１，５２は、交流電源５４に
対して並列に接続され、交流電源５４から位相変換器５
５を介して、９０°の位相差を有し、かつ、電流値の等
しい交流電流を供給される。

【００３２】上記発信器５０のコイル５１，５２に交流
電源を供給する回路は、より具体的には、図６に示すよ
うに、交流電源５４として、電源器５６から電源供給さ
れて作動する水晶発振器５７と、この水晶発振器５７の
出力を分周する分周器５８と、から構成されており、こ
の発信器５０は以下のように作動する。すなわち、電源
器５６は、例えば、直流１２Ｖの外部電源を供給され、
水晶発振器５７及びその他の各回路を作動させるための
所定電圧を発生する。また、分周器５８は、水晶発振器
５７の出力を分周して、３３ｋＨｚ、または、８ｋＨｚ
などの所定の周波数のサイン（ｓｉｎ）波電流を出力す
る。

【００３３】また、分周器５８の出力電流は、位相変換
器５５に送られる。位相変換器５５は、基準信号ループ
回路５９に制御され、送られたサイン波電流を、サイン
波電流及びこのサイン波電流に対して９０°の位相差を
有するコサイン（ｃｏｓ）波電流の２つに変換して出力
する。

【００３４】位相変換器５５から出力されたサイン波電
流は、増幅器６０を経ることで増幅がなされてコイル５
１に供給され、サイン波の磁界を発生する。また、位相
変換器５５から出力されたコサイン波電流は、増幅器６
１を経ることで増幅がなされてコイル５２に供給され、
コサイン波の磁界を発生する。

【００３５】次に、この発信器５０の一対のコイル５
１，５２が形成する磁界について説明する。以下、図７
に示すように、軸方向を直交させた一対のコイル５１，
５２が置かれている位置（交点）を原点とし、これらコ
イル５１，５２が形成する磁界をＨｘ，Ｈｙとする。こ
れら磁界Ｈｘ，Ｈｙが、任意の点Ｐに置かれた受信器の
コイル５３（検出コイル）に対して鎖交する磁界につい
て検討する。このとき、受信器のコイル５３における磁
界Ｈｐは、以下の式（１）によって示される。なお、式
（１）中のψは、受信器のコイル５３の軸のｘ軸に対す
る角度である。

【００３６】 Ｈｐ∝Ｈｘ×ｃｏｓψ＋Ｈｙ×ｓｉｎψ ・・・（１）

【００３７】ここで、一対のコイル５１，５２に同位相
の交流電流が供給されているものと仮定し、この場合に
それぞれのコイル５１，５２に印加される電圧をＶ×ｓ
ｉｎωｔとすると、コイルから生じる磁界の大きさは電
圧に比例することから、磁界Ｈｘ，Ｈｙは、以下のよう
に示される。

【００３８】 Ｈｘ＝Ｈ×ｓｉｎωｔ Ｈｙ＝Ｈ×ｓｉｎωｔ

【００３９】したがって、以下の式（２）が成立する。 Ｈｐ∝Ｈ×ｓｉｎωｔ×ｃｏｓψ＋Ｈ×ｓｉｎωｔ×ｓｉｎψ ＝Ｈ×ｓｉｎωｔ×（ｃｏｓψ＋ｓｉｎψ） ・・・（２）

【００４０】上記式（２）より、受信器のコイル５３の
軸のｘ軸に対する角度ψによって、Ｈｐの大きさ（｜Ｈ
ｐ｜）は、以下のようなものとなる。

【００４１】 ψ＝０°のとき、｜Ｈｐ｜＝Ｈ ψ＝４５°のとき、｜Ｈｐ｜＝（２／√２）×Ｈ ψ＝９０°のとき、｜Ｈｐ｜＝Ｈ ψ＝１３５°のとき、｜Ｈｐ｜＝０

【００４２】したがって、この場合には、検出される磁
界の強さは、受信器のコイル５３の軸のｘ軸に対する角
度ψに依存することとなる。

【００４３】しかし、この実施例の横坑構築装置１にお
いては、上述の通り、一対のコイル５１，５２には、互
いに９０°の位相差を有する交流電流が供給されてい
る。このため、各コイル５１，５２に印加される電圧
は、Ｖ×ｓｉｎωｔ、Ｖ×ｃｏｓωｔと表すことができ
る。したがって、磁界Ｈｘ，Ｈｙは、以下のように示さ
れる。

【００４４】 Ｈｘ＝Ｈ×ｓｉｎωｔ Ｈｙ＝Ｈ×ｃｏｓωｔ

【００４５】したがって、以下の式（３）が成立する。

【００４６】 Ｈｐ∝Ｈ×ｓｉｎωｔ×ｃｏｓψ＋Ｈ×ｃｏｓωｔ×ｓｉｎψ ＝Ｈ×ｓｉｎ（ωｔ＋ψ） ・・・（３）

【００４７】上記式（３）より、この場合には、検出さ
れる磁界の強さは、受信器のコイル５３の軸のｘ軸に対
する角度ψに依存することがなく、下記の式（４）に示
す通り、Ｈｐの大きさ（｜Ｈｐ｜）は、Ｈであることが
わかる。

【００４８】 ｜Ｈｐ｜＝Ｈ ・・・（４）

【００４９】すなわち、この実施例の横坑構築装置１に
おいては、発信器５０の各コイル５１，５２の形成する
磁場が合成されて、略々球形の磁場が形成され、発信器
５０の各コイル５１，５２と地上の受信コイル５３との
軸方向に関係なく、一定の磁界が検出されるので、地中
の横坑構築装置１の位置を地上から正確に探索すること
ができる。

【００５０】すなわち、この横坑構築装置１において、
受信器のコイル５３において検出される磁界の強度の変
化は、発信器５０の各コイル５１，５２と地上の受信器
のコイル５３との間の距離の変化にのみ依存したものと
なる。したがって、この横坑構築装置１においては、ど
のような方向についても同様の精度で、受信器のコイル
５３において検出される磁界が極大となる位置、すなわ
ち、発信器５０の各コイル５１，５２と地上の受信器の
コイル５３との間の距離が極小となる発信機５０の直頂
位置を特定することができる。

【００５１】

【発明の効果】前述した本発明の一実施例の説明からも
明らかなように、第１の発明（請求項１記載の発明）に
係る横坑構築工法によれば、発信コイルが互いに軸方向
を直交させた一のコイルと他のコイルの一対のコイルか
らなり、磁界の変化が少ない一のコイルの直交方向は、
大きな検出磁界の変化を得られる他のコイルの軸と平行
な方向となることから、この発信コイルと受信コイルと
の位置関係に因ることなく大きな検出磁界の変化を得る
ことが可能となり、このため、どのような方向から測定
した場合にも、容易に地中における横坑構築装置の位置
を特定しながら横坑の構築を行うことが可能となる。

【００５２】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
に係る横坑構築装置によれば、発信コイルは互いに軸方
向を直交させた一対のコイルからなり、しかもそれぞれ
のコイルには互いに９０°の位相差を有する交流電流を
供給することから、この発信コイルによれば対称磁界分
布、すなわち、球状の磁界分布を得ることが可能とな
り、このため、どのような方向から測定した場合にも、
容易に地中における横坑構築装置の位置を特定しながら
横坑の構築を行うことが可能となる。

【００５３】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
に係る横坑構築装置によれば、発信コイルが互いに軸方
向を直交させた一のコイルと他のコイルの一対のコイル
からなり、磁界の変化が少ない一のコイルの直交方向
は、大きな検出磁界の変化を得られる他のコイルの軸と
平行な方向となることから、この発信コイルと受信コイ
ルとの位置関係に因ることなく大きな検出磁界の変化を
得ることが可能となり、このため、どのような方向から
測定した場合にも、容易に地中における横坑構築装置の
位置を特定することが可能となる。

【００５４】また、第４の発明（請求項４記載の発明）
に係る横坑構築装置によれば、発信コイルは互いに軸方
向を直交させた一対のコイルからなり、しかもそれぞれ
のコイルには互いに９０°の位相差を有する交流電流を
供給することから、この発信コイルによれば対称磁界分
布、すなわち、球状の磁界分布を得ることが可能とな
り、このため、どのような方向から測定した場合にも、
容易に地中における横坑構築装置の位置を特定されるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る横坑構築装置の構
成を示す断面図である。

【図２】上記横坑構築装置のカッターヘッドを示す正面
図である。

【図３】上記横坑構築装置における発信器及び受信器を
なすコイルを示す概念図である。

【図４】上記横坑構築装置における発信器の構成を示す
平面図、側面図及び正面図である。

【図５】上記横坑構築装置の発信器をなすコイルに電流
を供給するための回路の構成を示す回路図である。

【図６】上記横坑構築装置の発信器をなすコイルに電流
を供給するための回路構成を示すブロック図である。

【図７】上記発信器をなすコイル及び受信器の位置関係
を示す平面図である。

【図８】従来の横坑構築装置において発信器のコイルの
軸に平行な方向について検出される磁界の様子を示すグ
ラフである。

【図９】従来の横坑構築装置において発信器のコイルの
軸に直交する方向について検出される磁界の様子を示す
グラフである。

【図１０】従来の横坑構築装置における横坑構築装置の
地中における位置の特定のしかたを示す平面図である。

【符号の説明】

１ 横坑構築装置 ２ 横坑構築装置本体 ３ カッターヘッド ４ 駆動モータ ５０ 発信器 ５１，５２ 一対のコイル ５３ 受信コイル ５４ 交流電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータにより回転されるカッターヘ
   ッドを有する横坑構築装置を先導体として用い、該カッ
   ターヘッドを回転させて地中を掘削するとともに、地山
   の崩壊を防止しながら推進管を上記横坑構築装置の後方
   から順次推進させる横坑構築工法において、 上記横坑構築装置内に発信コイルを収納させておき、こ
   の発信コイルの形成する磁場を地上に設置した受信コイ
   ルに生ずる誘導起電力に基づいて検出し、検出された磁
   場の強度に基づいて、上記横坑構築装置の位置を探索す
   るにあたり、 上記発信コイルとして、互いに軸方向を直交させた一対
   のコイルからなるものを用い、発信コイルの形成する磁
   場を検出することを特徴とする横坑構築工法。
2. 【請求項２】 前記発信コイルをなす一対のコイルに、
   互いに９０°の位相差を有する交流電流を供給すること
   を特徴とする請求項１記載の横坑構築工法。
3. 【請求項３】 駆動モータにより回転されて土砂を掘削
   するカッターヘッドが先端側に形成された本体部と、 前記本体部内に収納され、互いに軸方向を直交させた一
   対のコイルからなる発信コイルとを備え、 前記発信コイルは、各コイルが形成する磁場を、地上の
   受信コイルに生ずる誘導起電力に基づいて検出されるこ
   とにより、地中における位置を探索されることを特徴と
   する横坑構築装置。
4. 【請求項４】 前記発信コイルをなす一対のコイルに
   は、互いに９０°の位相差を有する交流電流が供給され
   ることを特徴とする請求項３記載の横坑構築装置。