JP3794346B2 - 横坑構築工法及び横坑構築装置 - Google Patents
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Description
【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とともに、上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。
【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。特に、この発明では、上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。
【００１４】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、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であって互いに９０°の位相差を有する交流電流が供給され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。
【００１５】
この第２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。特に、この第２の発明では、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〜７０ｃｍ）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２２に形成され又は配設されたゲージカッタービット２７，２８，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３５，３６，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２９，３０，３１，３２，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。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５３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５５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５１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６１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５１，５２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×ｓｉｎωｔ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。
【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（｜Ｈｐ｜）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】
【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】
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。特に、この発明では、一対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。
【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。特に、この発明では、一対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す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
【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とともに、上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。
【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。特に、この発明では、上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。
【００１４】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、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であって互いに９０°の位相差を有する交流電流が供給され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。
【００１５】
この第２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。特に、この第２の発明では、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〜７０ｃｍ）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２２に形成され又は配設されたゲージカッタービット２７，２８，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３５，３６，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２９，３０，３１，３２，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。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５３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５５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５１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６１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５１，５２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×ｓｉｎωｔ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。
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（｜Ｈｐ｜）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】
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】
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。特に、この発明では、一対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。
【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。特に、この発明では、一対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す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 (2)
- 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とともに、上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横坑構築工法。
- 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であって互いに９０°の位相差を有する交流電流が供給され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。
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