JP3441650B2 - 地中推進機の位置連続検知装置 - Google Patents
地中推進機の位置連続検知装置Info
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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Description
て、電話ケーブル、水道管、下水導管、ガス管等を地中
に埋設する場合に、地面を開削せずに地中を掘削推進す
る工法である非開削推進技術に適用される地中推進機の
電磁界を用いた位置連続検知装置に関する。
ては、主に道路表面又は地表面から掘削するいわゆる開
削方法を適用して推進管を埋設する工法が採られてき
た。しかし、このような開削工法は道路交通を阻害する
と同時に産業廃棄物として処理される土砂が大量に発生
するという問題を抱えている。また、大型機械を利用し
て夜間等に開削工事を実施するため、近隣周辺の住民に
騒音及び振動を与え、生活環境に悪影響を及ぼす。
終点に発進立坑及び到達立坑を設け、発進立坑から地中
に設定された計画線に従って先端装置を圧入方法又は掘
削方法により発進を行う非開削工法が適用されている。
圧入方法は、先ず先端装置に内装された油圧ジャッキを
用いて所定ストローク推進した後、発進立坑内に設置さ
れた元押装置の油圧ジャッキにより先端装置を圧入する
方法である。また、掘削方法は、先端装置に取り付けら
れた回転機構を有する掘削部による掘削能力を利用して
土砂を掘削すると同時に発進立坑内に設置された元押装
置の油圧ジャッキにより、先端装置を押し進める方法で
ある。
推進に関わる専門的な技術ノウハウが必要である。高品
質な施工を実現するためには、推進中の高精度の位置検
知と的確な推進状況の把握、更に正確な推進操作が重要
である。従来は推進管を1本推進終了する毎に作業員が
発進立坑より先端装置付近まで移動し、推進機内部に設
置された電磁コイルから発生する電磁界の強弱を地上に
おいて作業員が1対の受信コイルを持つ受信機を用いて
検知し、受信機を移動させながら磁界を探して捕らえ、
対になった受信コイルの受信磁界が同値となる位置から
磁界の中心を推定し地中にある先端装置の施工中におけ
る水平位置を検知していた。
は、路上において作業員が先端装置内部より発せられる
電磁界を1対のコイルを搭載した受信機を用いて検知し
電磁界の強弱から先端装置の直上を受信機を移動させな
がら推定するという方法が採られていた。しかし、この
ような方法では、 (1) 推進管1本ごと(1本は例えば2.5m)の断
続的な計測となり細かな方向修正を行うことができず、
施工精度が低下すること。
先端まで移動するので測定終了までの時間が増大するこ
と。 (3) 発せられる電磁界が先端装置や推進管等の構造
や周囲の金属物等の影響で歪み、従来の1対のコイルを
用いた受信機では測定位置によって結果にばらつきが生
じ、推進機の位置検出精度が信頼できないこと。
(ヒューマンエラー)があること。 (5) 路上で作業員が計測するため交通の妨げとな
り、通過車両による交通事故の危険性があること。 等の問題があった。
で、先端装置の施行中の位置をリアルタイムに測定して
施工精度を大幅に向上して測定時間を短縮すると共に、
路上測定を廃して工事の安全性を向上させる地中推進機
の位置連続検知装置を提供することを目的とする。
に本発明に係る地中推進機の位置連続検知装置は、地中
を推進してトンネルを掘削する推進機の位置を電磁界を
用いて連続的に検知する装置であって、推進機内に搭載
する電磁界を発生するコイルと、プリント配線板の導体
層に製作した1以上のコイルよりなるシート型磁気セン
サをマトリックス状に配置し発生した磁界強度の分布を
検出する薄型平面シート型の受信機と、前記シート型磁
気センサの信号を制御する制御器と、制御器をコントロ
ールして受信信号を収集し信号処理を実行し、推進機位
置推定を行い表示するデータ解析部とを具備することを
特徴とするものである。
知装置は、地中を推進してトンネルを掘削する推進機の
位置を電磁界を用いて連続的に検知する装置であって、
推進機内に搭載する電磁界を発生するコイルと、プリン
ト配線板の導体層に製作した1以上のコイルよりなるシ
ート型磁気センサをマトリックス状に配置し発生した磁
界強度の分布を検出する薄型平面シート型の受信機と、
前記プリント配線板に取り付けられる地表面からの傾き
を示す水準器と、前記シート型磁気センサの信号を制御
する制御器と、制御器をコントロールして受信信号を収
集し信号処理を実行し、推進機位置推定を行い表示する
データ解析部とを具備することを特徴とするものであ
る。
検知装置によれば、地中を推進してトンネルを掘る推進
機の位置を検出するに際し、平面状で薄型の受信機を用
いた電磁界強度測定手段を備えており、この計測は推進
機より発せられる電磁界強度の変化を連続的に検知し、
データを補間することによりセンサ間の値を推定するこ
とができるためセンサを動かす必要が無く、推進機の位
置を推進中においても測定することが可能であり、推進
管1本ごとの断続的な従来の計測に比べてより細かな推
進機への制御を行うことができ、工事の施工精度を向上
させることが可能である。
知装置は、受信機を平面状で薄型かつ予想される通過交
通車両の移動荷重にも耐え得るよう設計することによ
り、路上に設置したまま測定することができ、路上にお
ける作業員の計測を不要とし、交通を妨害すること無く
測定精度と安全性が大幅に向上する。また、発進立坑か
らの連続検知が可能であり、作業員の測定のための移動
時間と測定時間が不要となり工事の工期が短縮され施工
コストの削減が可能である。
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明に係る推進機
の一例を示す構成説明図である。即ち、推進機1の先端
装置18内には電磁界を発生する電磁コイル2が取り付
けられている。
示す構成説明図である。即ち、受信機本体4は薄型平面
シート型に構成され、かつ予想される通過交通車両の移
動荷重にも耐え得るよう設計される。前記受信機本体4
には磁界強度の分布を検出する複数のシート型コイルよ
りなるシート型磁気センサ3がマトリックス状に配設さ
れる。前記シート型磁気センサ3には信号処理部5を介
してデータ解析部6が接続される。前記信号処理部5は
信号を平面的に捕捉するシート型磁気センサ3の出力信
号を制御する制御器をコントロールして受信信号を収集
し信号処理を実行する。前記データ解析部6は信号処理
部5の出力データを計算機処理して推進機位置推定を行
い表示する。前記シート型磁気センサ3はプリント配線
板の導体層に製作した1以上のコイルを使用して構成す
ることができる。
である。即ち、地中を推進してトンネルを掘削する推進
機先端装置18の位置を電磁界を用いて連続的に検知す
る装置であって、推進機先端装置18が発進立坑9より
地中を推進し推進管8よりなる管路を施工していく。こ
の状態で施工中の推進機の水平位置を把握するためには
ジンバル構造により常に鉛直に保たれたコイル2より電
磁界7を発生し、道路上に設置された受信機本体4によ
り推進中の先端装置18の位置を連続的に検知するもの
である。ここで、受信機本体4は設計された推進基線上
に設置されているものとする。尚、受信機本体4に設け
られるシート型磁気センサ3としてプリント配線板の導
体層に製作した1以上のコイルを使用する場合には、プ
リント配線板に、地表面からの傾きを示す水準器を取り
付けてもよい。即ち、コイル2はジンバル構造により鉛
直に保たれるが、プリント配線板上のコイルがコイル2
に直交しない場合、プリント配線板上のコイルと鎖交す
る磁束が一定でないので、誘導起電力が変わり測定誤差
の原因になる。従って、プリント配線板を水平に保つよ
うに水準器を取り付けるとよい。
布の一例をディスプレー上に表示した中間調画像であ
る。電磁界を発生するコイル2より出力された磁界強度
を計測した例である。発信コイル2位置直上を原点と
し、シート型磁気センサ3の各受信コイル位置での磁束
密度の大きさを面状に並べたグラフである。最も磁界が
強い部分がコイル2の中心すなわち先端装置18の中心
部である。先端装置18の水平位置計測は、この磁界強
度の最も強い部分を計測すればその直下が先端装置18
の中心部となる。また、シート型磁気センサ3のコイル
間のデータは補間されて計算されるので、コイル2は必
ずしも直下になくてよい。
す構成説明図である。即ち、シート型磁気センサ3より
検知した磁界強度は微弱電流の変化となってバンドパス
フィルタ(BPF)10に入力され、ノイズを除去した
後、増幅器11にて増幅される。マルチプレクサ12は
各シート型磁気センサ3より検知して増幅された信号を
シーケンシャル処理してアナログ・デジタルコンバータ
(ADC)13に入力させ、アナログ信号はデジタル信
号となってメモリ14に蓄積されロジックコントローラ
(CPU)15を通ってデータ端末装置(RS232
C)16よりデータ解析部6に出力される。尚、シート
型磁気センサ3については、ホール素子、半導体磁気セ
ンサ、磁性薄膜磁気抵抗素子、光ファイバ磁気センサ等
も採用が可能である。17は直流安定化電源で、交流
(AC)100Vを直流に変換して使用する。
例えば2.5m)を推進して1サイクルを終えて発進立
坑9内に次の推進管8を搬入する。その接続時間を利用
して受信機本体4を次の推進管長分設計基線上に移動さ
せれば、推進施行中は常に連続的に先端装置18の位置
を計測することが可能である。
部に取り付けられた電磁コイル2より発せられる電磁界
の強弱を、平面状の受信機本体4を用いてリアルタイム
で測定でき、より細かな推進制御を行うことができ管路
工事の施工精度を向上させることが可能となる。
作業員が路上において受信機を移動させながら先端装置
の位置を探し、また推進管1本ごとに測定していた煩わ
しさを解消し、発進立坑に居ながら、連続的にリアルタ
イムに測定し、測定時の測定位置や測定者による計測誤
差と周囲の金属物の影響による誤差を低減することが可
能になる。
らに通過車両の移動荷重にも耐え得るよう設計すること
により、道路交通の往来に影響を与えることなく発進立
坑にいながら測量することが可能となり、路上での作業
員の測定行程及び移動を廃し測定時間を減らし全体的な
工期を短縮して工事費を削減し、かつ交通事故による危
険性を低減させ、施行中の安全性を大幅に向上させるこ
とができる。
ある。
明図である。
ディスプレー上に表示した中間調画像である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 地中を推進してトンネルを掘削する推進
機の位置を電磁界を用いて連続的に検知する装置であっ
て、推進機内に搭載する電磁界を発生するコイルと、プ
リント配線板の導体層に製作した1以上のコイルよりな
るシート型磁気センサをマトリックス状に配置し発生し
た磁界強度の分布を検出する薄型平面シート型の受信機
と、前記シート型磁気センサの信号を制御する制御器
と、制御器をコントロールして受信信号を収集し信号処
理を実行し、推進機位置推定を行い表示するデータ解析
部とを具備することを特徴とする地中推進機の位置連続
検知装置。 - 【請求項2】 地中を推進してトンネルを掘削する推進
機の位置を電磁界を用いて連続的に検知する装置であっ
て、推進機内に搭載する電磁界を発生するコイルと、プ
リント配線板の導体層に製作した1以上のコイルよりな
るシート型磁気センサをマトリックス状に配置し発生し
た磁界強度の分布を検出する薄型平面シート型の受信機
と、前記プリント配線板に取り付けられる地表面からの
傾きを示す水準器と、前記シート型磁気センサの信号を
制御する制御器と、制御器をコントロールして受信信号
を収集し信号処理を実行し、推進機位置推定を行い表示
するデータ解析部とを具備することを特徴とする地中推
進機の位置連続検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16360098A JP3441650B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 地中推進機の位置連続検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16360098A JP3441650B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 地中推進機の位置連続検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11350875A JPH11350875A (ja) | 1999-12-21 |
JP3441650B2 true JP3441650B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=15777014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16360098A Expired - Fee Related JP3441650B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 地中推進機の位置連続検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3441650B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2888645B1 (fr) * | 2005-07-12 | 2007-10-12 | Ixsea Soc Par Actions Simplifi | Procede d'acquisition et de traitement de donnees magnetometriques par des mises a jour locales et en temps reel |
JP4713312B2 (ja) * | 2005-11-22 | 2011-06-29 | 学校法人日本大学 | 位置検知システム |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16360098A patent/JP3441650B2/ja not_active Expired - Fee Related
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