JP2023069192A - 探査装置、掘進機、および、掘進機の地中構造物探査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来よりも掘進機の前方まで探査できる地中構造物探査技術を提供する。【解決手段】 掘進機から地中構造物を探査するための探査装置は、ロッドと、ロッドを押圧して前進させるように構成されたロッド前進機構と、を備えている。探査装置は、ロッドを前進させることによって得られる情報に基づいて、ロッドの前進先における地中構造物の有無を検知するように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、掘進機の地中構造物探査技術に関する。

掘進機が地中を掘進する際には、現在も利用されている既存の地中構造物（例えば、地下鉄の構造物）を避けて前進する必要がある。そのような既存の地中構造物は、その建設時の図面があれば、その概ねの位置は把握できる。しかし、例えば建設工事では現場の状況に応じて微修正が加えられることがあるので、実際の地中構造物の位置が必ずしも正確に図面通りであるとは限らない。このため、地中構造物と干渉することなく掘進するためには、地中構造物の実際の位置を事前に正確に把握しておくことが望ましい。特に、地中構造物に近接した箇所を掘進する必要がある場合には、地中構造物の位置の正確な把握は非常に重要である。

こうした地中構造物の位置の把握には、例えば、下記の特許文献１に開示された技術を使用することができる。具体的には、特許文献１に記載された掘進機は、地中内で前方に向かってジェット水流を噴射し、その噴射に基づく反射音を検出する。土壌に対してジェット水流を噴射した際に得られる反射音と、地中構造物（例えば、コンクリート、鋼材など）に対してジェット水流を噴射した際に得られる反射音と、では、音響特性が異なるので、反射音の音響特性を分析すれば、地中構造物の有無や位置を判断できる。

特開２００２－８１２８９号公報

しかしながら、特許文献１の探査技術は、改善の余地を残している。具体的には、特許文献１の技術では、地中でのジェット水流の到達距離が小さい（例えば、３０～４０ｃｍ程度）。このため、地中構造物の直前まで掘進機を近づけなければ、地中構造物が存在するか否か（つまり、このまま掘進を続けると、掘進機が地中構造物と干渉するか否か）は分からなかった。仮に、地中構造物の直前まで掘進機を近づけた後に、このまま掘進を続けると、掘進機が地中構造物と干渉することが分かった場合には、その時点での掘進機の位置から相当な距離、後退した位置から再度、掘進作業をやり直さなければならない。そのような作業は、非常に非効率であり、コストも大幅に高くなる。また、誤って掘進した箇所の地盤沈下防止措置も必要となる。

このようなことから、従来よりも掘進機の前方まで探査できる地中構造物探査技術が求められる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態によれば、掘進機から地中構造物を探査するための探査装置が提供される。この探査装置は、ロッドと、ロッドを押圧して前進させるように構成されたロッド前進機構と、を備えている。探査装置は、ロッドを前進させることによって得られる情報に基づいて、ロッドの前進先における地中構造物の有無を検知するように構成される。

この探査装置によれば、ロッドを前進させることによって得られる情報に基づいて（例えば、前進されたロッドが地中構造物に衝突するか否かに基づいて）、ロッドの前進先における既存の地中構造物の有無を検知することができる。しかも、ロッドは、その強度を確保すれば、上述の従来技術で使用されるジェット水流よりも遠方まで前進が可能であるから、当該従来技術よりも掘進機の前方まで探査できる。このため、例えば、既存の地中構造物に近接した箇所を掘進する必要がある場合であっても、掘進機を地中構造物の直前まで近づけることなく、地中構造物との干渉を避けた適切な掘進ルートを設定可能である。

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、探査装置は、ロッドの前進角度を可変に設定可能に構成される。この形態によれば、様々な前進角度でロッドを前進させることによって、より広範囲に亘って地中構造物の有無を検知できる。したがって、地中構造物との干渉を避けた適切な掘進ルートをより確実に設定可能である。

本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態において、探査装置は、ロッドの振動を検出するように構成された振動センサを備えている。情報は、振動センサによって検出された振動を含む。前進されたロッドが地中構造物に衝突すると、振動が発生するので、この形態によれば、当該振動を検出することで、ロッドと地中構造物との衝突、すなわち、ロッドの前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、探査装置は、ロッドの前進によってロッドに作用する反力を検出するように構成された荷重センサを備えている。情報は、荷重センサによって検出された反力を含む。前進されたロッドが地中構造物に衝突した後は、ロッドをさらに前進させようとすると、ロッドに作用する反力が増大するので、この形態によれば、当該反力の増大を検出することで、ロッドと地中構造物との衝突、すなわち、ロッドの前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、探査装置は、ロッドを押圧して前進させるための油圧式ジャッキを備えている。情報は、油圧式ジャッキの油圧値を含む。前進されたロッドが地中構造物に衝突した後は、ロッドをさらに前進させようとすると、油圧値が上昇するので、この形態によれば、油圧値の増大を検出することで、ロッドと地中構造物との衝突、すなわち、ロッドの前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

本発明の第６の形態によれば、第１ないし第５のいずれかの形態において、ロッドは、ロッドの内部に流体通路を有している。また、ロッドは、流体通路を通って供給される高圧流体をロッドの先端から噴射可能に構成される。探査装置は、ロッドの先端から高圧流体を噴射しながら、ロッドを前進可能に構成される。この形態によれば、高圧流体の噴射によって地中にロッドの前進通路（他の箇所と比べて緩んだ土壌）が形成され、その前進通路上でロッドを前進させることができる。したがって、ロッドを円滑に前進させることができる。換言すれば、前進時のロッドの撓みが抑制され、ロッドの直進性を高めることができる。その結果、ロッドの前進先の位置をより正確に把握でき、ひいては、地中構造物の有無をより正確な位置精度で検知できる。

本発明の第７の形態によれば、第６の形態において、探査装置は、高圧流体の噴射に基づく反射音を検出するように構成された音センサを備えている。情報は、音センサによって検出された反射音を含む。地中構造物に対する高圧流体の反射音と、土壌に対する高圧流体の反射音と、では、音響特性が異なるので、この形態によれば、当該反射音を検出することで、ロッドの前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、ロッドは、複数の小ロッドを備えている。また、ロッドは、複数の小ロッドを長手方向に継ぎ足しながら前進可能に構成される。この形態によれば、必要なロッド前進距離に相当する長さの１本のロッドを使用する場合と比べて、掘進機を長手方向に小型化できる。あるいは、ロッドの取扱性が容易になる。

本発明の第９の形態によれば、掘進機が提供される。この掘進機は、掘進機本体と、第１ないし第８のいずれかの形態の探査装置と、を備え、ている。ロッドは、掘進機本体に対して前進可能に構成される。この掘進機によれば、第１ないし第８の形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１０の形態によれば、掘進機の地中構造物探査方法が提供される。この方法は、掘進機本体に対してロッドを前進させる工程と、ロッドを掘進機本体に対して前進させることによって得られる情報に基づいて、ロッドの前進先における地中構造物の有無を検知する工程と、を備えている。この方法によれば、第１の形態と同様の効果が得られる。第１０の形態に、第２ないし第８のいずれかの形態を付加することも可能である。

本発明の一実施形態による掘進機の該略縦断面図である。 掘進機の該略正面図である。 探査装置の概略側面図である。 前端小ロッド、中間小ロッドおよび後端小ロッド６３の概略側面図である。

図１は、本発明の一実施形態による掘進機１０の概略縦断面図である。図２は、掘進機の概略正面図である。以下の説明では、説明の便宜上、掘進機１０の掘進方向およびその反対側に向かう方向を前後方向と定義する。また、掘進方向の前方側を掘進機１０の前側と定義し、掘進方向の後方側を掘進機１０の後側と定義する。図１に示すように、掘進機１０は、前後方向に延在する略円筒状の掘進機本体２０を備えている。掘進機本体２０は、固定部３０と、固定部３０よりも前側に配置され、固定部３０に対して回転可能に構成される回転部４０と、を備えている。固定部３０の前端付近には、掘進機本体２０の内部空間を前側空間３４（チャンバとも称される）と後側空間３５とに仕切る隔壁３１が形成されている。

回転部４０の後端部は、メインシャフト４１の前端部と連結されている。メインシャフト４１は、前後方向（掘進機１０の長手方向）に延在して隔壁３１を貫通するように配置され、軸受（図示せず）によって回転可能に支持されている。メインシャフト４１には、後側空間３５内に設けられた駆動モータ（図示せず）が連結されている。このため、回転部４０は、駆動モータの回転駆動力によって、メインシャフト４１と一体的に回転するように構成される。

図２に示すように、略円筒状の回転部４０の内側には、複数（図２の例では４つ）のスポーク４２が架け渡されている。複数のスポーク４２は、回転部４０の略円筒形状の中心部から放射状にそれぞれ延在して十字形状をなすように配置されている。複数のスポーク４２の各々には、地盤を切削するためのカッタビット４３，４４が取り付けられている。スポーク４２が架け渡されていない箇所については、回転部４０を前後方向に貫通する空間が形成されている。なお、スポーク４２の数、形状および配置は、特に限定されるものではなく、施工条件に応じて任意に設定可能である。

図２に示すように、隔壁３１の下部には、隔壁３１を前後方向に貫通する排泥孔３３が形成されている。排泥孔３３は、掘進時に掘削され、チャンバ３４内に侵入した土壌を、排出コンベヤ３６（図１参照）に導くために設けられている。

図１および図３に示すように、掘進機１０は、さらに、掘進機１０から地中構造物を探査するための探査装置５０を備えている。探査装置５０は、掘進機１０に対して前進可能なロッド６０を備えている。ロッド６０は、剛性を有する金属材料（例えば、鋼材）から形成され得る。本実施形態では、ロッド６０は、その前端に使用される前端小ロッド６１と、その後端に使用される後端小ロッド６３と、前端小ロッド６１と後端小ロッド６３との間に使用される少なくとも１つの中間小ロッド６２と、を着脱可能に長手方向に接続することによって構成される。使用される中間小ロッド６２の数に応じて、接続時のロッド６０の総延長は変更可能である。

図４に示すように、前端小ロッド６１の内部には、長手方向に貫通する貫通孔６１１が形成されている。前端小ロッド６１は、略円柱状の外径を有する胴部６１２と、胴部６１２よりも前側に位置し、略円錐台状の外径を有するテーパ部６１４と、を備えている。胴部６１２の後端の内面には、貫通孔６１１よりも径が大きい雌ネジ部６１３が形成されている。

中間小ロッド６２の内部には、長手方向に貫通する貫通孔６２１が形成されている。中間小ロッド６２は、略円柱状の外径を有する長尺の胴部６２２と、胴部６２２よりも前側に位置し、胴部６２２よりも外径が小さい雄ネジ部６２５と、を備えている。胴部６２２の後端の内面には、貫通孔６２１よりも径が大きい雌ネジ部６２３が形成されている。中間小ロッド６２の雄ネジ部６２５は、前端小ロッド６１の雌ネジ部６１３および中間小ロッド６２の雌ネジ部６２３のいずれにも螺合できるように構成されている。

後端小ロッド６３の内部には、長手方向に延在し、前側が開口し、後側が閉塞した有底孔６３１が形成されている。後端小ロッド６３は、略円柱状の外径を有する胴部６３２と、胴部６３２よりも前側に位置し、胴部６２２よりも外径が小さい雄ネジ部６３５と、を備えている。雄ネジ部６３５は、中間小ロッド６２の雄ネジ部６２５と同一の形状および大きさを有している。胴部６３２には、有底孔６３１と連通し、側方に向けて開口する接続口６３６が形成されている。接続口６３６は、ホース（図示せず）を着脱可能に接続できるように構成される。

これらの小ロッド６１～６３を図３に示すように接続した状態では、貫通孔６１１、貫通孔６２１、有底孔６３１および接続口６３６は、互いに連通して、１つの流体通路を形成する。流体経路のシールは、雌ネジ部６１３または雌ネジ部６２３と、雄ネジ部６２５または雄ネジ部６３５と、の螺合によって確保されてもよいし、小ロッド６１～６３の間にシール部材（例えば、Ｏリング、パッキンなど）を配置することによって確保されてもよい。接続口６３６には、ホース（図示せず）を介して、高圧流体を発生させる高圧流体発生装置（図示せず）が接続される。このような構成によって、ロッド６０は、上述の流体通路を通って供給される高圧流体をロッド６０の先端から噴射可能に構成される。

探査装置５０は、さらに、ロッド前進機構７０を備えている。ロッド前進機構７０は、ロッド６０を前方に向けて押圧することによって、ロッド６０を掘進機１０に対して前進可能である。具体的には、図３に示すように、ロッド前進機構７０は、支持体７１と球体７２とボールバルブ７３とロッドシール部７４とベース７５とを備えている。支持体７１は、ロッド６０が前後方向に貫通可能な貫通孔７１１（図１および図３参照）を有している。同様に、球体７２およびロッドシール部７４の各々も、ロッド６０が前後方向に貫通可能な貫通孔（図示せず）を有している。ボールバルブ７３は、前後方向に貫通する流路を有しており、ボールバルブ７３が開かれた状態では、ロッド６０は、ボールバルブ７３の流路を通ってボールバルブ７３を貫通可能である。ボールバルブ７３は、ロッド６０にボールバルブ７３を貫通させるときにだけ開かれ、それ以外のときは、止水のために閉じられる。

支持体７１は、球体７２を摺動可能に支持する。支持体７１は、図２に示すように、隔壁３１に埋め込まれるように取り付けられている。ただし、後側空間３５側からチャンバ３４内をメンテナンスするために隔壁３１にメンテナンス孔が形成されている場合には、支持体７１は、メンテナンス孔内に配置され、任意の固定具によって固定部３０（例えば、隔壁３１）に固定されてもよい。図３に示すように、この支持体７１は、球体７２の略球状の外形に適合する湾曲内面（球面座）を有している。このため、球体７２は、支持体７１内で任意の方向に回転可能である。ロッドシール部７４は、その貫通孔を取り囲むパッキン７４１を有しており、当該貫通孔をロッド６０が貫通した状態において、ロッド６０の周囲の隙間をシールする。ボールバルブ７３およびロッドシール部７４は、一体化されており、前後方向に延在するベース７５の前端部に固定されている。

図３に示すように、ロッド前進機構７０は、さらに、ジャッキ７６と押圧部７７とロードセル７８とを備えている。ジャッキ７６、押圧部７７およびロードセル７８は、一体化されており、ベース７５上に固定されている。ジャッキ７６は、ジャッキロッドを前方に押し出すことによって、ジャッキロッドに固定された押圧部７７およびロードセル７８を前方に変位させることができる。本実施形態では、ジャッキ７６は油圧式である。押圧部７７は、ジャッキロッドが前方に押し出されたときに、後端小ロッド６３の後端部を押圧して、後端小ロッド６３ひいてはロッド６０を前進させる。荷重センサの一例としてのロードセル７８は、ジャッキ７６とロードセル７８との間に配置されており、ロッド６０の前進によってロッド６０に作用する反力を検出する。

ロッド前進機構７０のうちの支持体７１および球体７２を除く部分は、ベース７５の後端と固定部３０とに連結されたレバーブロック８１（「レバーブロック」は登録商標）と、ロッドシール部７４と固定部３０とに連結されたレバーブロック８２と、によって吊り下げ支持される。レバーブロック８１，８２の各々の揚程を調節すれば、ベース７５の上下方向の傾きを変更することができる。また、レバーブロック８１，８２の各々の固定部３０に対する連結位置を変更すれば、ベース７５の左右方向の傾きを変更することができる。また、球体７２は、上述の通り、任意の方向に回転可能であるから、球体７２の回転位置と、ベース７５の上下方向および左右方向の傾きを調節と、を整合させることによって、ロッド６０の前進方向（前進角度）を任意の方向に設定可能である。

上述した掘進機１０では、ロッド６０およびロッド前進機構７０を利用して、掘進機１０の前方に位置する既存構造物の有無を検知できる。具体的には、まず、ロッド６０の前進角度が所望の角度になるように、レバーブロック８１，８２の揚程および球体７２の回転位置を調節する。次いで、前端小ロッド６１と、１つの中間小ロッド６２とを接続し、さらに、その後端に後端小ロッド６３を接続する。次いで、ロッド６０の前端側の部分をロッドシール部７４の貫通孔内に配置する。次いで、ジャッキ７６を操作して、押圧部７７によって後端小ロッド６３の後端を押圧し、ロッド６０を前進させる。次いで、ジャッキ７６のジャッキロッドを後退させて押圧部７７を元の位置に戻して、後端小ロッド６３を取り外す。次いで、前端小ロッド６１に接続されている中間小ロッド６２の後端に、他の１つの中間小ロッド６２を接続し、さらに、その後端に後端小ロッド６３を接続する。次いで、ジャッキ７６を操作して、押圧部７７によって後端小ロッド６３の後端を押圧し、ロッド６０をさらに前進させる。このような工程を繰り返すことによって、掘進機本体２０に対して所望の距離だけロッド６０を前進させることができる。ロッド６０の前進距離は、中間小ロッド６２の長さや数の設定次第で、任意に調節できる。なお、ボールバルブ７３は、前端小ロッド６１がボールバルブ７３に達する前に開かれる。ロッド６０内の流体通路には、少なくとも１つの逆止弁が配置されてもよい。こうすれば、後端小ロッド６３を取り外したときに、地盤中の水がロッド６０内の流体経路を通って後側空間３５に進入することを防止できる。

本実施形態では、このようなロッド６０の前進は、ロッド６０内の流体流路を通ってロッド６０の先端から高圧流体を噴射しながら行われる。高圧流体の噴射は、前端小ロッド６１が機外の地盤に達したときから開始される。なお、高圧流体が噴射されない段階では、後端小ロッド６３の接続が省略されてもよい。この場合、押圧部７７は、接続済みの少なくとも１つの中間小ロッド６２のうちの最も後に配置された中間小ロッド６２の後端部を押圧してもよい。本実施形態では、高圧流体は水であるが、ケイ酸ナトリウムや硬化剤溶液など、任意の物質が水に添加されてもよい。高圧流体の噴射圧力は、高圧流体が地中構造物に衝突したときに地中構造物を損傷させない程度に設定される。

また、本実施形態では、探査装置５０は、さらに、振動センサ９０を備えている。振動センサ９０は、前端小ロッド６１が機外の地盤に達した以降、かつ、ロッド６０が押圧される前に、最も後に配置された中間小ロッド６２に取り付けられる。本実施形態では、振動センサ９０は、マグネット等の固定手段によって着脱可能に構成されている。１つの押圧工程が終了した後、振動センサ９０は取り外され、次の押圧工程において、最も後に配置された中間小ロッド６２に振動センサ９０が付け替えられる。

上記のようにロッド６０を前進させることによって得られる情報に基づけば、ロッド６０の前進先における地中構造物の有無を検知することができる。そのような情報は、換言すれば、前進されたロッド６０が地中構造物に突き当たったことに伴って生じる物理量の変化に関する情報である。つまり、ロッド６０が地中構造物に突き当たると、種々の物理量に変化が生じるので、その物理量の変化を検知することによって、ロッド６０の前進先に地中構造物が存在することを検知できる。ロッド６０の前進先の位置（ロッド６０が地中構造物に突き当たった状態では、地中構造物の位置でもある）は、ロッド６０の長さおよび前進角度から割り出すことができる。

例えば、ロッド６０が地中構造物に突き当たって、ロッド６０を押圧してもそれ以上前進できない状態では、ロッド６０が地中構造物に突き当たっていない状態と比べて、地盤または地中構造物からロッド６０に作用する反力が大きくなる。この反力の変化をロードセル７８によって検出すれば、ロッド６０が地中構造物に突き当たったこと、すなわち、ロッド６０の前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

代替実施形態では、油圧式のジャッキ７６の油圧値に基づいて地中構造物を検知してもよい。ロッド６０が地中構造物に突き当たると、地盤または地中構造物からロッド６０に作用する反力が大きくなり、ジャッキ７６の油圧値が上昇するので、この代替実施形態によっても、ロッド６０の前進先に地中構造物が存在することを検知できる。

また、ロッド６０が地中構造物に突き当たると、その衝撃によってロッド６０が振動するので、その振動を振動センサ９０によって検出すれば、ロッド６０の前進先に地中構造物が存在することを検知できる。特に、ロッド６０は、地中構造物に対して垂直に突き当たるとは限らず、地中構造物に対して角度付けられた状態で地中構造物に突き当たる場合も想定される。振動センサ９０が地中構造物に対して小さい角度で突き当たった場合には、ロッド６０が撓みながらさらに前進される可能性もある。振動センサ９０による検知によれば、このような場合であっても、地中構造物の位置を正確に検知することができる。ロードセル７８および振動センサ９０の両方を利用すれば、地中構造物をより正確に検知できるが、それらの一方のみが利用されてもよい。

代替実施形態では、探査装置５０は、ロッド６０の先端からの高圧流体の噴射に基づく反射音を検出するように構成された音センサを備えていてもよい。地中構造物に対する高圧流体の反射音と、土壌に対する高圧流体の反射音と、では、音響特性が異なるので、この代替実施形態によっても、当該反射音を検出して、検出信号の波形パターンや振幅レベルをオシロスコープで確認することによって、あるいは、スピーカから放出される音響を聞くことによって、ロッド６０の前進先における地中構造物の有無を検知できる。音センサは、単独で使用されてもよいし、ロードセル７８および振動センサ９０の少なくとも一方と併せて使用されてもよい。音センサは、保護カバーによって保護された状態で隔壁３１の前面に取り付けられてもよい。

あるいは、音センサは、前端小ロッド６１、または、前端小ロッド６１に隣接する中間小ロッド６２に取り付けられてもよい。この場合、音センサの出力は、有線または無線の通信によって後側空間３５に配置された情報端末に送信されてもよい。有線または無線の通信経路は、ロッド６０の内部に確保されてもよい。このような構成によれば、ロッド６０の総延長が長い場合であっても、反射音を正確に検出できる。

このようにして、地中構造物の存在の有無が検知されると、ロッド６０を前進させる工程と逆の工程によって、ロッド６０を後側空間３５内に回収する。具体的には、まず、後端小ロッド６３を取り外し、ジャッキ７６のジャッキロッドを前進させた状態で、中間小ロッド６２の後端部と、押圧部７７とを任意の固定具で連結させる。次いで、ジャッキ７６のジャッキロッドを後退させ、１つの中間小ロッド６２の長さ分だけロッド６０を後退させる。次いで、ロッドシール部７４よりも後側に後退された中間小ロッド６２を取り外す。この工程を繰り返すことによって、ロッド６０の全てを回収することができる。

上述した地中構造物の検出工程は、ロッド６０の長さおよび前進角度の少なくとも一方を変更しつつ、繰り返し実施されてもよい。こうすれば、より広範囲に亘って地中構造物の有無を検知でき、ひいては、地中構造物が存在する範囲を正確に把握できる。

上述した掘進機１０によれば、ロッド６０を所望の距離まで前進させることによって、従来技術と比べて、より遠方の（例えば、１０ｍ先の）地中構造物の有無を検知することができる。したがって、既存の地中構造物に近接した箇所を掘進する必要がある場合であっても、掘進機１０を地中構造物の直前まで近づけることなく、地中構造物との干渉を避けた適切な掘進ルートを設定可能である。

さらに、掘進機１０によれば、ロッド６０の先端から高圧流体を噴射しながら、ロッド６０を掘進機本体２０に対して前進可能である。このため、高圧流体の噴射によって地中にロッド６０の前進通路（他の箇所と比べて緩んだ土壌）が形成され、その前進通路上でロッド６０を前進させることができる。したがって、ロッド６０を円滑に前進させることができる。換言すれば、ロッド６０の撓みを抑制して、ロッド６０の直進性を高めることができる。その結果、ロッド６０の長さおよび前進角度から割り出されるロッド６０の前進先の位置の正確性が増し、ひいては、地中構造物の有無をより正確な位置精度で検知できる。また、ロッド６０が円滑に前進することによって、ロッド６０が地中構造物に衝突することなく土壌中を前進する際のロードセル７８の検出値やジャッキ７６の油圧値が低下する。このため、ロッド６０が地中構造物に衝突することなく土壌中を前進する際と、ロッド６０が地中構造物に衝突した際と、の間でのロードセル７８の検出値やジャッキ７６の油圧値の変化量が大きくなり、ロッド６０が地中構造物に衝突したことをより正確に検知できる。

さらに、掘進機１０によれば、ロッド６０は、複数の小ロッド６１～６３を長手方向に継ぎ足しながら掘進機本体２０に対して前進可能に構成される。このため、掘進機本体２０に、必要なロッド前進距離に相当する長さの１本のロッドを使用する場合と比べて、掘進機１０を長手方向に小型化できる。あるいは、ロッド６０の取扱性が容易になる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、任意の省略が可能である。

例えば、ロッド６０内の流体通路に直接的に高圧流体を流す構成に代えて、ロッド６０内の空洞内に、高圧流体を流すためのホースを配置してもよい。ホースが連続的な１本のホースである場合、後端小ロッド６３の後端には、押圧部７７による押圧時に押圧部７７とホースとの干渉を避けるためにホースを側方に逃がす切り欠きが形成されていてもよい。ホースがロッド６０と同様に、継ぎ足し可能である場合には、中間小ロッド６２には、ホースを側方から延出させるための孔が形成されていてもよい。こうすれば、最も後に配置された中間小ロッド６２の孔からホースを延出させて、中間小ロッド６２の外部でホースを継ぎ足して、ホースを高圧流体発生装置に接続できる。この場合、後端小ロッド６３は省略可能であり、押圧部７７は、最も後に配置された中間小ロッド６２の後端部を押圧してもよい。

あるいは、ロッド６０は、高圧流体を噴射することなく、前進されてもよい。あるいは、ロッド６０は、分割不能な１本のロッドであってもよい。

あるいは、支持体７１および球体７２の数および設置箇所は、任意に設定可能である。例えば、支持体７１および球体７２を隔壁３１の異なる箇所に複数対設ける場合、互いに異なる複数の位置からロッド６０を前進させることができるので、地中構造物の有無や存在範囲をより広範囲に検知することができる。この場合、ロッド６０およびロッド前進機構７０（支持体７１および球体７２を除く部分）は、支持体７１および球体７２の対ごとに設置してもよい。あるいは、一組のロッド６０およびロッド前進機構７０（支持体７１および球体７２を除く部分）の配置を変更することによって、一組のロッド６０およびロッド前進機構７０（支持体７１および球体７２を除く部分）を支持体７１および球体７２の複数の対間で共用してもよい。

１０...掘進機
２０...掘進機本体
３０...固定部
３１...隔壁
３３...排泥孔
３４...前側空間（チャンバ）
３５...後側空間
３６...排出コンベヤ
４０...回転部
４１...メインシャフト
４２...スポーク
４３，４４...カッタビット
５０...探査装置
６０...ロッド
６１...前端小ロッド
６２...中間小ロッド
６３...後端小ロッド
７０...ロッド前進機構
７１...支持体
７２...球体
７３...ボールバルブ
７４...ロッドシール部
７５...ベース
７６...ジャッキ
７７...押圧部
７８...ロードセル
８１，８２...レバーブロック
９０...振動センサ
６１１，６２１...貫通孔
６１２，６２２，６３２...胴部
６１３...雌ネジ部
６１４...テーパ部
６２３...雌ネジ部
６２５，６３５...雄ネジ部
６３１...有底孔
６３６...接続口
７１１...貫通孔
７４１...パッキン

Claims (10)

1. 掘進機から地中構造物を探査するための探査装置であって、
   ロッドと、
   前記ロッドを押圧して前進させるように構成されたロッド前進機構と を備え、
   前記探査装置は、前記ロッドを前進させることによって得られる情報に基づいて、前記ロッドの前進先における地中構造物の有無を検知するように構成された
   探査装置。
2. 請求項１に記載の探査装置であって、
   前記ロッドの前進角度を可変に設定可能に構成された
   探査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の探査装置であって、
   前記ロッドの振動を検出するように構成された振動センサを備え、
   前記情報は、前記振動センサによって検出された前記振動を含む
   探査装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の探査装置であって、
   前記ロッドの前進によって前記ロッドに作用する反力を検出するように構成された荷重センサを備え、
   前記情報は、前記荷重センサによって検出された前記反力を含む
   探査装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の探査装置であって、
   前記ロッドを押圧して前進させるための油圧式ジャッキを備え、
   前記情報は、前記油圧式ジャッキの油圧値を含む
   探査装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の探査装置であって、
   前記ロッドは、
   前記ロッドの内部に流体通路を有しており、
   前記流体通路を通って供給される高圧流体を前記ロッドの先端から噴射可能に構成され、
   前記探査装置は、前記ロッドの先端から前記高圧流体を噴射しながら、前記ロッドを前進可能に構成された
   探査装置。
7. 請求項６に記載の探査装置であって、
   前記高圧流体の噴射に基づく反射音を検出するように構成された音センサを備え、
   前記情報は、前記音センサによって検出された前記反射音を含む
   探査装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の探査装置であって、
   前記ロッドは、
   複数の小ロッドを備え、
   前記複数の小ロッドを長手方向に継ぎ足しながら前進可能に構成された
   探査装置。
9. 掘進機であって、
   掘進機本体と、
   請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の探査装置と
   を備え、
   前記ロッドは、前記掘進機本体に対して前進可能に構成された
   掘進機。
10. 掘進機の地中構造物探査方法であって、
    掘進機本体に対してロッドを前進させる工程と、
    前記ロッドを前記掘進機本体に対して前進させることによって得られる情報に基づいて、前記ロッドの前進先における地中構造物の有無を検知する工程と
    を備える地中構造物探査方法。

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