JP4854428B2 - Tunneling exploration machine - Google Patents
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Description
この発明はトンネル掘進工事用探査機、詳しくは、シールド機や推進工法用推進機を用いたトンネル掘進工事の際などに、地中の状況を画像によって視覚的に確認出来るトンネル掘進工事用探査機に関するものである。 The present invention relates to a tunnel excavation exploration device, and more particularly, to a tunnel excavation exploration device that can visually confirm the state of the ground by an image during tunnel excavation work using a shield machine or a propulsion device for propulsion method. It is about.
シールド機や推進工法用推進機などのトンネル掘進用機械を用いたトンネルの掘進工事は、作業能率の良さから近年大いに実施されている。なお、推進工法とは、先端に刃口部を有する管状をした推進機を地中において推進させ、これに管を次々とつないで地下埋設管を地中に敷設して行く工法であり、道路や鉄道の下を横断する比較的小径のトンネル構築の際などに多く用いられている。
地中には埋設物などの未知の障害物が存在していることがあり、シールド機や推進機などによるトンネル掘進作業中に、掘進予定経路上に未知の障害物が立ちはだかった場合には、掘進作業を一旦中止し、何らかの手段によって障害物の大きさ、材質、種類等その実態を調査し、その調査結果に基づいて、その後の掘進作業の進め方を決め直すことが行われている。 There may be unknown obstacles such as buried objects in the ground, and when unknown obstacles stand on the planned excavation route during tunnel excavation work with shield machine or propulsion machine, The excavation work is temporarily stopped, the size, material, type, etc. of the obstacles are investigated by some means, and the method of proceeding with the excavation work is determined based on the investigation results.
トンネル掘進工事を実施する際には、トンネル敷設予定経路に地下埋設物がないか、事前に十分調査を行うのが普通であるが、事前調査には自ずと限界があり、掘進工事中に未知の障害物に遭遇することも多く、その場合には、上述の通り、調査の為に一旦掘進工事を中断しなければならず、工事の円滑な進捗に重大な影響を与えていた。そして、この障害物の調査は、地表から障害物に向かって縦坑を掘り進めて障害物を直接目で確かめたり、その一部をサンプルとして採取したり、障害物に向かって電磁波を照射することなどによって行われているが、前者の場合には、その実施に多大な労力及び資材を必要とすると共に、地下トンネルや埋設物が錯綜混在している市街地などでは実施不可能な場合もあった。 When conducting tunnel excavation work, it is normal to conduct a thorough investigation in advance to determine whether there are underground objects in the planned tunnel laying route.However, the preliminary investigation has its own limitations and is unknown during the excavation work. In many cases, obstacles were encountered. In this case, as described above, the excavation work had to be interrupted for the investigation, which had a serious impact on the smooth progress of the work. And this obstacle investigation is conducted by digging a vertical pit from the surface to the obstacle and confirming the obstacle directly with eyes, collecting a part of it as a sample, or irradiating the obstacle with electromagnetic waves However, in the former case, the implementation requires a great deal of labor and materials, and in some cases it is impossible to implement in urban areas where underground tunnels and buried objects are mixed. It was.
一方、後者の場合には、シールド機や推進機などの先端に発振器を位置させ、これから障害物に向かって電磁波を発射する様にすれば、比較的スムーズに調査を実施出来、市街地などでも調査可能であるという長所があるが、精密高価な電子機器を用意する必要があり、データの解析にも経験と熟練が必要で、現在の技術レベルでは障害物の鮮明な画像を得ることも出来ない為、前者に比べてコスト的、精度的に問題があると言わざるを得なかった。 On the other hand, in the latter case, if an oscillator is positioned at the tip of a shield machine or propulsion machine and electromagnetic waves are emitted toward the obstacle from now on, the survey can be conducted relatively smoothly, and surveys can be conducted even in urban areas. It has the advantage that it is possible, but it is necessary to prepare precise and expensive electronic equipment, experience and skill in data analysis are also required, and it is not possible to obtain clear images of obstacles at the current technical level Therefore, it must be said that there is a problem in terms of cost and accuracy compared to the former.
本発明者は、シールド機や推進機を用いたトンネル掘進工事の際の障害物の調査についての上記問題点を解決すべく研究を行った結果、従来の電磁波による調査とほぼ同じ程度の手軽さで障害物の鮮明な画像を得ることが出来る便利なトンネル掘進工事用探査機を開発することに成功し、本発明としてここに提案するものである。 The present inventor has conducted research to solve the above-mentioned problems regarding the investigation of obstacles during tunnel excavation work using shield machines and propulsion machines. We have succeeded in developing a convenient tunneling exploration machine capable of obtaining clear images of obstacles, and are proposed here as the present invention.
先端が隔壁2によって閉塞されている細長い円筒状をなした本体1の前記隔壁2に高圧水噴射ノズル4、地盤改良用薬液吐出口5、泥水吸引口6、カメラ用透明窓7をそれぞれ設け、本体1内に配設されている高圧水供給管8、地盤改良用薬液供給管9、泥水吸引管10にそれぞれ接続すると共に、カメラ用透明窓7を通して本体1内のTVカメラ20で外部を撮影出来る様にすることにより、上記課題を解決した。
A high-pressure water spray nozzle 4, a ground improvement chemical solution discharge port 5, a muddy water suction port 6, and a camera
このトンネル掘進工事用探査機はシールド機や推進機の先端刃口部13に形成されている汎用の機器取付用バルブ17に挿入可能な細長い外形をなしており、トンネルの掘進工事の途中で未知の障害物12に遭遇したときは、これをシールド機や推進機の先端刃口部13に装着し、これを操作すれば、障害物12の鮮明な画像を簡単に得ることが出来る。又、それ自体コンパクトな機器であり、各種トンネルや埋設物が錯綜混在している市街地などでも容易に障害物12に接近させることが可能で、状況によってはシールド機や推進機に装着せず、地表面18から直接障害物12に向けて接近させても良く、応用範囲が広く、極めて高い実用的価値を有する。
This spacecraft for tunneling construction has a slender outer shape that can be inserted into a general-purpose
シールド機や推進機の先端刃口部13に形成されている汎用の機器取付用バルブ17に挿入出来る細長い筒状をなした本体1の前面に高水圧噴射ノズル4、地盤改良用薬液吐出口5、泥水吸引口6、カメラ用透明窓7を設け、それ自体で水力掘進、地盤改良、掘削土砂の吸引を行う様になっていると共に、カメラ用透明窓7を通して本体内のTVカメラ20で障害物の画像を得られる様になっている点に最大の特徴が存在する。
A high water pressure injection nozzle 4 and a ground solution improving chemical solution discharge port 5 are formed on the front surface of the
図1はこの発明に係るトンネル掘進工事用探査機の一実施例の斜視図である。図中1はこのトンネル掘進工事用探査機の本体であり、堅牢な金属を素材とし、シールド機や推進機の先端刃口部13に形成されている汎用の機器取付用バルブ17に挿入可能な細長い円筒状をなしており、その前方側先端は堅牢な隔壁2によって閉塞されている。そして、この隔壁2の外縁には複数の掘進用硬質チップ3が間隔をあけて固着されており、本体1に回転運動を付与しながら前方に押圧することにより、地中において掘進することが出来る様になっている。又、この本体1は同径のエクステンションチューブ19をその後端に継ぎ足すことにより、その全長を任意に延長出来る様になっている。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a tunneling exploration machine according to the present invention. In the figure,
一方、この隔壁2には、その表裏を貫いて高圧水噴射ノズル4、地盤改良用薬液吐出口5、泥水吸引口6、カメラ用透明窓7がそれぞれ取付けられている。なお、この実施例においては、高圧水噴射ノズル4は等間隔で3個設けられているが、必ずしも3個に限る必要はなく、必要に応じてほかの個数であっても良い。同様に、この実施例においては、瞬結及び中結タイプの地盤改良用薬液を併用する複相式注入法を用いているので、地盤改良用薬液吐出口5は2個設けられているが、用いるべき地盤改良用薬液に応じて地盤改良用薬液吐出口5の数が決定されることはもちろんである。なお、前述のカメラ用透明窓7は常時取付けるのではなく、通常はゴム製などの盲蓋で閉塞しておき、必要に応じてこの盲蓋に代えて取付ける様にしても良い。ちなみに、この実施例において、本体1の外径は48.6mm、内径は38.6mm、メガネ用透明窓7の径は18.7mm、泥水吸引口6の径は13.00mmである。
On the other hand, a high pressure water injection nozzle 4, a ground improvement chemical solution discharge port 5, a muddy water suction port 6, and a camera
一方、本体1の内側空間内には、前記高圧水噴射ノズル4、地盤改良用薬液吐出口5、泥水吸引口6にそれぞれ接続された高圧水供給管8、地盤改良用薬液供給管9、泥水吸引管10が配設されており、それぞれ図示せざる高圧水供給装置、地盤改良用薬液供給装置から高圧水及び地盤改良用薬液の供給及び泥水吸引装置による泥水の吸引が行われる様になっている。
On the other hand, in the inner space of the
又、カメラ用透明窓7の内側にはCCDカメラなどの小型のTVカメラ20が前記カメラ用透明窓7を通して前方側を撮影出来る様に装着されている。なお、このTVカメラ20は必ずしも常時装着しておく必要は必ずしもなく、必要なときに装着する様にしても良い。又、この本体1は図示せざる回転手段によって回転運動を行うと共に前後進する様になっている。
A small TV camera 20 such as a CCD camera is mounted inside the camera
次に、この実施例の使用方法について説明する。シールド機や推進機によるトンネル掘進作業中に掘進経路上に未知の障害物12が出現し、掘進作業が滞ったときは、掘進作業を一時中止し、作業中のシールド機あるいは推進機を一旦後退させる。この状態で、図2に示す様に、このシールド機や推進機の先端刃口部13に設けられている汎用の機器取付用バルブ17に本体1を挿入し、図示せざる駆動手段によって、本体1を回転させつつ、高圧水噴射ノズル4から高圧水を前方に向かって噴射させながら障害物12方向へ向かって本体1を前進させ、障害物12付近の地山掘削を行う。なお、この際、本体1の後端に適宜エクステンションチューブ19を継ぎ足して本体1先端が障害物12近傍に届く様にする。そして、この高圧水による地山掘削の後、地山掘削によって生じた土砂を含んだ泥水を泥水吸引口6から吸引し、しかる後に図3に示す様に、地盤改良用薬液吐出口5から地盤改良用薬液を吐出させ、障害物12近傍に地盤改良された区域21を形成し、再度高圧水噴射ノズル4から高圧水を噴射して、カメラ用透明窓7前面の土砂を切削し、泥水吸引口6からその際に生じた土砂を含んだ泥水を吸引排出して障害物12近傍に空間15を形成して、障害物12の一部をこの空間15内に露出させ、この状態でカメラ用透明窓7からTVカメラ20によって障害物12を撮影して、障害物12の画像を得る。そして、この画像を解析することにより障害物12の大きさや種類等を判別し、その処理方法などの検討資料として用いる。
Next, a method of using this embodiment will be described. When an
なお、一般的に、多くのシールド機や推進機の先端刃口部13には汎用の機器取付用バルブ17が設けられているので、あらためて機器取付用バルブ17を設ける必要はないが、もし、この機器取付用バルブ17がない場合には、掘進工事に先立って、シールド機や推進機の先端刃口部13に本体1装着用のバルブを形成しておけば良い。
In general, since the general-purpose
次に、図5及び図6はこのトンネル掘進工事用探査機の他の用法を示したものであり、この用法においては、地表面18から障害物12に向けて本体1を垂直に位置させ、高圧水による水力掘削と泥水吸引を行うと共に、地盤改良用薬液の注入による地盤改良を行った後、TVカメラ前面の土砂を排除し、空間15を形成し、障害物12のTVカメラ20による撮影を行う。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show another usage of the exploration machine for tunneling construction. In this usage, the
以上、述べた通り、この発明に係るトンネル掘進工事用探査機はシールド機や推進機の先端刃口部12に形成されている機器取付用バルブ17に挿入可能な細長い外形をなしており、トンネルの掘進工事の途中で未知の障害物12に遭遇したときは、これをシールド機や推進機の先端刃口部13に装着し、これを操作すれば、障害物12の鮮明な画像を簡単に得ることが出来る。又、それ自体、細長いコンパクトな機器であり、各種トンネルや埋設物が錯綜混在している市街地などでも容易に障害物に接近させることが可能で、状況によってはシールド機に装着せず、地表面18から直接障害物12に向けて接近させることも出来、応用範囲が広く、極めて高い実用的価値を有するものである。
As described above, the tunnel excavator for tunnel excavation work according to the present invention has an elongated outer shape that can be inserted into the
大小を問わず、各種トンネル掘進工事の際に、大いに利用可能である。 It can be used greatly for various tunnel excavation works regardless of size.
1 本体
2 隔壁
3 掘進用硬質チップ
4 高圧水噴射ノズル
5 地盤改良用薬液吐出口
6 泥水吸引口
7 カメラ用透明窓
8 高圧水供給管
9 地盤改良用薬液供給管
10 泥水吸引管
12 障害物
13 先端刃口部
15 空間
17 機器取付用バルブ
18 地表面
19 エクステンションチューブ
20 TVカメラ
21 地盤改良された区域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
2. The exploration machine for tunneling construction according to claim 1, wherein the transparent window for the camera is removable and is usually replaced with a rubber blind cover.
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