JP6669590B2 - Positioning method of shield machine - Google Patents

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Description

本発明は、シールド掘進機の位置を測量する方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring the position of a shield machine.

道路や鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により構築される。
シールド工法ではシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機は、例えば、掘進機本体の外殻をなす筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部(切羽側端部)に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、スキンプレートの内側に設けられる推進ジャッキとを備える。
Shield tunnels used as pipes for roads and railways are constructed by a shield method.
In the shield method, a shield machine is used. The shield machine is, for example, a cylindrical skin plate that forms the outer shell of the machine, a cutter head provided at the front end (face side end) of the skin plate, and excavating the ground. A propulsion jack provided on the inside.

シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、スキンプレートの後部の内方で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。   In the shield method, for example, a starting shaft and a reaching shaft are built in the ground, and while excavating the ground with a shield machine from the starting shaft to the reaching shaft, segments are sequentially formed inside the rear part of the skin plate. A segment ring is constructed by assembling in the circumferential direction of the tunnel, and a cylindrical lining is constructed by connecting adjacent segment rings in the axial direction of the tunnel. According to this method, the shield machine presses the existing segment ring at the rear of the shield machine rearward with the propulsion jack, and moves forward while excavating the ground by the thrust generated as a reaction force.

特許文献1は、トンネル坑内でのシールド掘進機の位置及び向きの測量方法を開示している。この方法は、坑口側に設けた複数の基準点を自動追尾式測距測角儀から視準して自動追尾式測距測角儀の位置を検出する工程、シールド掘進機に設けられた複数のターゲットを自動追尾式測距測角儀から視準して複数のターゲットの位置を検出する工程と、シールド掘進機の複数のターゲットの位置の検出結果をもとに、シールド掘進機の位置及び向きを求める工程と、を含んでいる。   Patent Literature 1 discloses a method for measuring the position and orientation of a shield machine in a tunnel. This method comprises the steps of: collimating a plurality of reference points provided on a wellhead side from an automatic tracking distance measuring angle measuring instrument to detect the position of the automatic tracking distance measuring angle measuring instrument; Detecting the position of a plurality of targets by collimating the target from an automatic tracking rangefinder, and based on the detection results of the positions of the plurality of targets of the shield machine, Determining the orientation.

特許第5022484号公報Japanese Patent No. 5022484

しかしながら、特許文献1に開示の技術では、シールド掘進機の位置を測量する毎に、前述の複数の基準点を自動追尾式測距測角儀から視準して自動追尾式測距測角儀の位置を検出しなければならない。それゆえ、シールド掘進機の位置測量に手間がかかっていた。
本発明は、このような実状に鑑み、シールド掘進機の位置測量を効率良く行うことを目的とする。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, each time the position of the shield machine is measured, the plurality of reference points are collimated from the automatic tracking type distance measuring angle measuring instrument, and the automatic tracking type distance measuring angle measuring instrument is used. Must be detected. Therefore, position measurement of the shield machine was troublesome.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to efficiently measure the position of a shield machine.

そのため本発明に係るシールド掘進機の位置測量方法は、シールド掘進機に設けられたターゲットを視準し、かつ、シールド掘進機の掘進に追従して移動する第1の測距測角儀を用いて、シールド掘進機の掘進中にシールド掘進機の位置を測量する方法である。このシールド掘進機の位置測量方法は、過去の測量時から今回の測量時までの第1の測距測角儀の移動距離を含む移動データを取得すること、過去の測量時の第1の測距測角儀の位置及び基準方向を移動データに基づいて変更することにより、今回の測量時の第1の測距測角儀の位置及び基準方向を特定すること、今回の測量時において、第1の測距測角儀からターゲットを視準して、ターゲットの第1の測距測角儀からの相対位置を検出すること、及び、特定された第1の測距測角儀の位置及び基準方向と、検出されたターゲットの第1の測距測角儀からの相対位置とに基づいて、シールド掘進機の位置を特定すること、を含む。   Therefore, the position measuring method of the shield machine according to the present invention uses the first distance measuring angle gauge that collimates the target provided on the shield machine and moves following the excavation of the shield machine. In this method, the position of the shield machine is measured while the shield machine is excavated. The position surveying method of the shield excavator is to acquire movement data including a moving distance of a first distance measuring goniometer from a past surveying time to a current surveying time, and to perform a first surveying in the past surveying. By changing the position and the reference direction of the distance measuring gon based on the movement data, the position and the reference direction of the first distance measuring and measuring horn can be specified at the time of the current survey. Collimating the target from the first ranging finder, detecting the relative position of the target from the first ranging finder, and determining the position and position of the identified first ranging finder. Specifying the position of the shield machine based on the reference direction and the detected relative position of the target from the first ranging finder.

本発明によれば、過去の測量時から今回の測量時までの第1の測距測角儀の移動距離を含む移動データを取得し、過去の測量時の第1の測距測角儀の位置及び基準方向を移動データに基づいて変更することにより、今回の測量時の第1の測距測角儀の位置及び基準方向を特定する。これにより、シールド掘進機の位置を測量する毎に前述の複数の基準点を第1の測距測角儀から視準して第1の測距測角儀の位置を検出することが不要になるので、シールド掘進機の位置測量の手間を減らすことができ、ひいては、シールド掘進機の位置測量を効率良く行うことができる。   According to the present invention, the movement data including the movement distance of the first distance measuring goniometer from the past survey time to the current survey time is acquired, and the first distance measuring goniometer during the past survey is acquired. By changing the position and the reference direction based on the movement data, the position and the reference direction of the first distance measuring and measuring square at the time of the current survey are specified. This eliminates the need to detect the position of the first ranging angle finder by collimating the plurality of reference points from the first ranging angle finder each time the position of the shield machine is measured. Therefore, it is possible to reduce the time and effort required to measure the position of the shield machine, and thus it is possible to efficiently perform the position measurement of the shield machine.

また本発明によれば、シールド掘進機の掘進中に短い時間間隔で継続して第1の測距測角儀の位置及び基準方向を把握することができるので、第1の測距測角儀を用いてシールド掘進機の位置測量を短い時間間隔で繰り返し行うことができる。ゆえに、掘進中のシールド掘進機の位置をリアルタイムに測量することができるので、その結果を掘進中のシールド掘進機の掘進方向制御(例えば推進ジャッキの圧力制御)に直ちに反映することができる。   Further, according to the present invention, the position and the reference direction of the first distance measuring goniometer can be continuously grasped at short time intervals during the excavation of the shield machine, so that the first distance measuring goniometer can be obtained. , The positioning of the shield machine can be repeated at short time intervals. Therefore, since the position of the shield excavator being excavated can be measured in real time, the result can be immediately reflected in the excavation direction control (for example, pressure control of the propulsion jack) of the shield excavator being excavated.

本発明の第1実施形態におけるシールドトンネルの構築方法を示す図The figure which shows the construction method of the shield tunnel in 1st Embodiment of this invention 前記第1実施形態におけるシールド掘進機の位置測量システムの概略構成図Schematic configuration diagram of the position surveying system of the shield machine in the first embodiment 前記第1実施形態におけるシールド掘進機の位置測量方法を示すフローチャート5 is a flowchart showing a method for measuring the position of the shield machine in the first embodiment. 前記第1実施形態における掘進中のシールド掘進機の位置測量方法を示すフローチャート9 is a flowchart showing a method for measuring the position of a shield machine during excavation in the first embodiment. 前記第1実施形態における掘進開始前のシールド掘進機の位置測量方法を示す図The figure which shows the position measuring method of the shield machine before the start of excavation in the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態における掘進中のシールド掘進機の位置測量方法を示す図The figure which shows the position survey method of the shield machine which is excavating in the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態における推進ジャッキの伸長量と測量機の移動距離及び後続台車の移動距離との関係を示す図The figure which shows the relationship between the extension amount of the propulsion jack, the moving distance of the surveying instrument, and the moving distance of the succeeding bogie in the first embodiment. 本発明の第2実施形態におけるシールド掘進機の位置測量システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a position surveying system of a shield machine in a second embodiment of the present invention 前記第2実施形態における後続台車の車軸の回転角度と測量機の移動距離及び後続台車の移動距離との関係を示す図The figure which shows the relationship between the rotation angle of the axle of the succeeding bogie, the moving distance of the surveying instrument, and the moving distance of the succeeding bogie in the second embodiment. 本発明の第3実施形態におけるシールドトンネルの構築方法を示す図The figure which shows the construction method of the shield tunnel in 3rd Embodiment of this invention. 前記第3実施形態におけるシールド掘進機の位置測量システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a shield excavator position survey system in the third embodiment 前記第3実施形態の変形例におけるシールドトンネルの構築方法を示す図The figure which shows the construction method of the shield tunnel in the modification of the said 3rd Embodiment.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(A)〜(C)は、本発明の第1実施形態におけるシールドトンネルの構築方法を示す。
尚、本実施形態では、便宜上、トンネル掘進方向を前進方向として前後左右を規定している。また本実施形態では、いわゆる泥土圧式のシールド掘進機を例にとってシールド掘進機の構成を説明するが、シールド掘進機の種類はこれに限らない。
FIGS. 1A to 1C show a method of constructing a shield tunnel in a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, for convenience, the front, rear, left and right are defined as the tunnel digging direction is the forward direction. Further, in the present embodiment, the configuration of the shield excavator will be described taking a so-called mud pressure type shield excavator as an example, but the type of the shield excavator is not limited to this.

シールドトンネルの施工に用いられるシールド掘進機1は、その本体を成す円筒状のスキンプレート2と、スキンプレート2の前端部に設けられる掘削用のカッタヘッド3と、カッタヘッド3の後方に離間してスキンプレート2に配置されるシールド隔壁(バルクヘッド)4とを含んで構成される。   A shield machine 1 used for construction of a shield tunnel includes a cylindrical skin plate 2 forming a main body thereof, a cutter head 3 for excavation provided at a front end portion of the skin plate 2, and a space behind the cutter head 3. And a shield partition (bulk head) 4 arranged on the skin plate 2.

カッタヘッド3はシールド隔壁4に回転自在に支持されている。カッタヘッド3は、シールド隔壁4の後面に設置された駆動用モータ(図示せず)を駆動源として、回転しながら地山を掘削する。   The cutter head 3 is rotatably supported by the shield partition 4. The cutter head 3 excavates the ground while rotating using a driving motor (not shown) provided on the rear surface of the shield partition wall 4 as a driving source.

カッタヘッド3とシールド隔壁4との間には、これらとスキンプレート2とによりカッタチャンバ(図示せず)が区画形成されている。このカッタチャンバ内では、カッタヘッド3による掘削で生じた掘削土砂が滞留する。シールド掘進機1は、このカッタチャンバ内の掘削土砂をシールド隔壁4の後方に搬出するスクリューコンベア(図示せず)を備えている。   A cutter chamber (not shown) is defined between the cutter head 3 and the shield partition wall 4 and the skin plate 2. Excavated earth and sand generated by excavation by the cutter head 3 stays in the cutter chamber. The shield machine 1 includes a screw conveyor (not shown) that carries out the excavated earth and sand in the cutter chamber to the rear of the shield partition wall 4.

シールド掘進機1は、カッタヘッド3及びシールド隔壁4の後方のスキンプレート2内にエレクタ装置(図示せず)を備える。このエレクタ装置は、円弧状断面を有するセグメント7を組立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体8を構築する。   The shield machine 1 includes an erector device (not shown) in the skin plate 2 behind the cutter head 3 and the shield partition wall 4. This erector device constructs a segment ring by assembling the segments 7 having an arc-shaped cross section, and constructs a cylindrical lining body 8 by connecting adjacent segment rings in the tunnel axis direction.

シールド掘進機1のスキンプレート2より内側には、複数の推進ジャッキ5が、スキンプレート2の内面に沿ってスキンプレート2の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。推進ジャッキ5は、シリンダとロッドとにより構成される油圧ジャッキであり、伸縮自在である。推進ジャッキ5のシリンダは、その前端がスキンプレート2に固定されており、後端側にて、推進ジャッキ5のロッドが進出・退入可能となっている。推進ジャッキ5のロッドの後端部を既設のセグメント7に当接させた状態で推進ジャッキ5を伸長作動させることにより、シールド掘進機1は推進力を得ることができる。このようにして、推進ジャッキ5は、既設のセグメント7から反力を取ってシールド掘進機1を推進させる。   Inside the skin plate 2 of the shield machine 1, a plurality of propulsion jacks 5 are arranged along the inner surface of the skin plate 2 at intervals in the circumferential direction of the skin plate 2. The propulsion jack 5 is a hydraulic jack composed of a cylinder and a rod, and is extendable and contractible. The cylinder of the propulsion jack 5 has its front end fixed to the skin plate 2, and the rod of the propulsion jack 5 can advance and retreat at the rear end side. By extending the propulsion jack 5 in a state where the rear end of the rod of the propulsion jack 5 is in contact with the existing segment 7, the shield machine 1 can obtain a propulsive force. In this manner, the propulsion jack 5 takes the reaction force from the existing segment 7 to propel the shield machine 1.

覆工体8内におけるシールド掘進機1の後方には牽引棒9を介して後続台車10が連結されている。後続台車10には、シールド掘進機1を作動させるための油圧機器や電気設備等が設けられている。ここで、図1は、後続台車10が1つの台車のみで構成される例を示している。一方、後述する図10は、後続台車10が複数の台車(後述する図10では4つの台車10a〜10d)によって構成される例を示している。   A trailing bogie 10 is connected to the rear of the shield machine 1 in the lining body 8 via a tow bar 9. The trailing bogie 10 is provided with hydraulic equipment, electric equipment, and the like for operating the shield machine 1. Here, FIG. 1 shows an example in which the succeeding bogie 10 includes only one bogie. On the other hand, FIG. 10, which will be described later, shows an example in which the succeeding bogie 10 includes a plurality of bogies (four bogies 10a to 10d in FIG. 10, which will be described later).

図1に示すように、覆工体8の底部には枕木11が横架されている。枕木11の上面側には、後続台車10が走行するための左右一対のレール12がトンネル軸方向に沿って敷設されている。ここで、軌道13は、枕木11とレール12とにより構成されている。後続台車10は軌道13上(特にレール12上)を走行可能である。   As shown in FIG. 1, a sleeper 11 is laid on the bottom of the lining 8. On the upper surface side of the sleeper 11, a pair of left and right rails 12 for running the succeeding bogie 10 is laid along the tunnel axial direction. Here, the track 13 includes the sleeper 11 and the rail 12. The trailing bogie 10 can travel on a track 13 (especially on a rail 12).

シールド掘進機1には、図示しないヒンジ機構を介して、牽引棒9の前端が取り付けられている。牽引棒9の後端は、図示しないヒンジ機構を介して、後続台車10の先頭部に取り付けられている。これにより、牽引棒9は、シールド掘進機1に対して左右方向に揺動することができ、更に、後続台車10は、牽引棒9に対して左右方向に揺動することができる。   The front end of the tow bar 9 is attached to the shield machine 1 via a hinge mechanism (not shown). The rear end of the tow bar 9 is attached to the leading end of the succeeding bogie 10 via a hinge mechanism (not shown). Thereby, the tow bar 9 can swing in the left-right direction with respect to the shield machine 1, and the trailing bogie 10 can swing in the left-right direction with respect to the tow bar 9.

後続台車10は、レール12によって案内されながら、牽引棒9を介してシールド掘進機1により牽引されつつ、シールド掘進機1の掘進に追従して、軌道13上を前進する。   The trailing bogie 10 follows the excavation of the shield excavator 1 while being guided by the rail 12 and being towed by the shield excavator 1 via the tow bar 9, and advances on the track 13.

次に、シールドトンネルの構築方法について図1を用いて説明する。
まず、図1(A)及び(B)に示すように、推進ジャッキ5を短縮した状態で、スキンプレート2内にて前述のエレクタ装置を用いて、セグメント7を組み立てて、新たなセグメントリングを構築する。この新たなセグメントリングは覆工体8を構成するものである。
Next, a method of constructing a shield tunnel will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), with the propulsion jack 5 shortened, the segment 7 is assembled in the skin plate 2 using the above-described erector device, and a new segment ring is formed. To construct. This new segment ring constitutes the lining 8.

次に、図1(C)に示すように、推進ジャッキ5を伸長作動させることにより、シールド掘進機1を推進させる。
このようにセグメントリングの構築とシールド掘進機1の推進とを繰り返すことで、覆工体8を含むシールドトンネルが構築される。
Next, as shown in FIG. 1 (C), the shield jacking machine 1 is propelled by extending the propulsion jack 5.
By repeating the construction of the segment ring and the propulsion of the shield machine 1 in this manner, a shield tunnel including the lining 8 is constructed.

図1に示すように、後続台車10の上部には、測量機20が設けられている。測量機20は、いわゆる自動追尾式の測距測角儀(トータルステーション)である。ここで、測量機20は本発明の「第1の測距測角儀」に対応するものである。測量機20は後続台車10に設けられて後続台車10と一体的に移動可能であるので、測量機20はシールド掘進機1の掘進に追従して移動し得る。   As shown in FIG. 1, a surveying instrument 20 is provided above the trailing bogie 10. The surveying instrument 20 is a so-called automatic tracking type distance measuring angle measuring instrument (total station). Here, the surveying instrument 20 corresponds to the “first distance measuring angle measuring instrument” of the present invention. Since the surveying instrument 20 is provided on the trailing bogie 10 and can move integrally with the trailing bogie 10, the surveying instrument 20 can move following the excavation of the shield excavator 1.

シールド掘進機1には複数のターゲットTA1,TA2(後述する図5(A)及び図6(A)参照)が設けられている。ターゲットTA1,TA2は反射プリズム等により構成されている。尚、本実施形態では、シールド掘進機1に設けられるターゲットが2つであるが、この他、3つ以上であってもよいことは言うまでもない。
測量機20は、ターゲットTA1,TA2をそれぞれ自動で視準し得る(すなわち自動視準し得る)。この自動視準に関する技術ついては、例えば特許第5196725号公報に記載されているように周知であるので、その説明を省略する。
The shield machine 1 is provided with a plurality of targets TA1 and TA2 (see FIGS. 5A and 6A described later). The targets TA1 and TA2 are configured by a reflection prism or the like. In this embodiment, the shield excavator 1 has two targets. However, it goes without saying that three or more targets may be provided.
The surveying instrument 20 can automatically collimate the targets TA1 and TA2, respectively (ie, can automatically collimate). The technique relating to this automatic collimation is well known as described in, for example, Japanese Patent No. 5196725, and therefore the description thereof is omitted.

覆工体8内における後続台車10の後方(すなわち後続台車10より坑口側)には、複数の基準点24a,24b(後述する図5(A)及び図6(A)参照)が設けられている。基準点24a,24bは反射プリズム等により構成されている。尚、本実施形態では、覆工体8内に設けられる基準点が2つであるが、この他、3つ以上であってもよいことは言うまでもない。
測量機20は、基準点24a,24bをそれぞれ自動で視準し得る(すなわち自動視準し得る)。
A plurality of reference points 24a and 24b (see FIGS. 5 (A) and 6 (A) described later) are provided behind the subsequent bogie 10 in the lining body 8 (ie, on the pit side with respect to the subsequent bogie 10). I have. The reference points 24a and 24b are configured by a reflecting prism or the like. In the present embodiment, the number of reference points provided in the lining body 8 is two. However, it goes without saying that three or more reference points may be provided.
The surveying instrument 20 can automatically collimate the reference points 24a and 24b, respectively (that is, automatically collimate).

図2は、地中(トンネル坑内)におけるシールド掘進機1の位置を測量するための位置測量システム30の概略構成を示す。
位置測量システム30は、測量機20と、推進ジャッキ5の伸長量を測定する伸長量測定センサ31と、処理装置32と、記録装置33と、表示装置34と、を備える。位置測量システム30のうち、処理装置32と、記録装置33と、表示装置34とについては、例えば、後続台車10か、又は、トンネル工事現場の詰所等に配置され得る。
FIG. 2 shows a schematic configuration of a position measurement system 30 for measuring the position of the shield machine 1 underground (in a tunnel mine).
The position surveying system 30 includes the surveying instrument 20, an extension amount measuring sensor 31 for measuring the extension amount of the propulsion jack 5, a processing device 32, a recording device 33, and a display device 34. In the position measurement system 30, the processing device 32, the recording device 33, and the display device 34 can be arranged, for example, in the trailing bogie 10 or in a packing house at a tunnel construction site.

測量機20と処理装置32とは信号線41を介して接続されている。伸長量測定センサ31と処理装置32とは信号線42を介して接続されている。処理装置32と記録装置33とは信号線43を介して接続されている。処理装置32と表示装置34とは信号線44を介して接続されている。尚、本実施形態では、測量機20と、伸長量測定センサ31と、処理装置32と、記録装置33と、表示装置34とを信号線41〜44で接続することで相互間の通信を行っているが、この他、信号線41〜44の少なくとも1つを無線通信機器(送信機及び受信機)に変更して相互間の無線通信を行うようにしてもよい。   The surveying instrument 20 and the processing device 32 are connected via a signal line 41. The extension measuring sensor 31 and the processing device 32 are connected via a signal line 42. The processing device 32 and the recording device 33 are connected via a signal line 43. The processing device 32 and the display device 34 are connected via a signal line 44. In the present embodiment, communication between the surveying instrument 20, the extension amount measuring sensor 31, the processing device 32, the recording device 33, and the display device 34 is performed by connecting the signal lines 41 to 44. However, in addition, at least one of the signal lines 41 to 44 may be changed to a wireless communication device (transmitter and receiver) to perform wireless communication between them.

処理装置32は、CPU、メモリ、ハードディスク等を備え、各種演算処理を行う。処理装置32は、トンネル設計上の座標系設定部51と、座標情報記憶部52と、後続台車移動距離算出部53と、測量機移動距離算出部54と、測量機位置特定部55と、シールド掘進機位置特定部56と、時計57とを有する。   The processing device 32 includes a CPU, a memory, a hard disk, and the like, and performs various arithmetic processes. The processing device 32 includes a coordinate system setting unit 51 for tunnel design, a coordinate information storage unit 52, a subsequent bogie moving distance calculating unit 53, a surveying machine moving distance calculating unit 54, a surveying machine position specifying unit 55, a shield An excavator position specifying unit 56 and a clock 57 are provided.

本実施形態において、トンネル設計上の座標系設定部51は、後述する図5(B)及び図6(B)に示すように、原点からx軸に沿ってxが増加する方向(x方向)を北向きとし、かつ、原点からy軸に沿ってyが増加する方向(y方向)を東向きとする、トンネル設計上の2次元座標系(直交座標系)を設定する。尚、本実施形態では、トンネル設計上の座標系設定部51が、トンネル設計上の2次元座標系を設定しているが、この他、トンネル設計上の座標系設定部51がトンネル設計上の3次元座標系を設定してもよいことは言うまでもない。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 5B and 6B to be described later, the coordinate system setting unit 51 in the tunnel design sets the direction in which x increases from the origin along the x axis (x direction). A two-dimensional coordinate system (orthogonal coordinate system) for tunnel design is set such that is set to north and the direction in which y increases along the y-axis (y direction) from the origin is set to east. In the present embodiment, the coordinate system setting unit 51 in the tunnel design sets a two-dimensional coordinate system in the tunnel design. In addition, the coordinate system setting unit 51 in the tunnel design sets the two-dimensional coordinate system in the tunnel design. It goes without saying that a three-dimensional coordinate system may be set.

また、本実施形態において、トンネル設計上の座標系設定部51は、x方向(北向き)をトンネル設計上の基準方向として設定している。   In the present embodiment, the coordinate system setting unit 51 for tunnel design sets the x direction (toward north) as a reference direction for tunnel design.

座標情報記憶部52は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における軌道13(特にレール12)の敷設位置(座標)を記憶している。すなわち、座標情報記憶部52は、軌道13(特にレール12)の線形データを記憶している。ここで、軌道13(特にレール12)の線形データは、本発明の「移動データ」に含まれ得る。
尚、座標情報記憶部52は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における基準点24a,24bの位置(座標)を更に記憶している。
The coordinate information storage unit 52 stores the laying position (coordinates) of the track 13 (particularly, the rail 12) in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design. That is, the coordinate information storage unit 52 stores the linear data of the track 13 (particularly, the rail 12). Here, the linear data of the track 13 (particularly the rail 12) can be included in the “movement data” of the present invention.
The coordinate information storage unit 52 further stores the positions (coordinates) of the reference points 24a and 24b in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design.

後続台車移動距離算出部53は、伸長量測定センサ31にて測定された推進ジャッキ5の伸長量に基づいて、後続台車10の移動距離を算出する。   The subsequent bogie travel distance calculation unit 53 calculates the travel distance of the subsequent bogie 10 based on the extension amount of the propulsion jack 5 measured by the extension amount measurement sensor 31.

測量機移動距離算出部54は、後続台車移動距離算出部53にて算出された後続台車10の移動距離に基づいて、測量機20の移動距離を算出する。尚、本実施形態では、測量機20が後続台車10に設けられて後続台車10と一体的に移動可能であるので、測量機20の移動距離は後続台車10の移動距離に一致している。   The surveying instrument moving distance calculating unit 54 calculates the moving distance of the surveying instrument 20 based on the moving distance of the subsequent bogie 10 calculated by the subsequent bogie moving distance calculating unit 53. In this embodiment, since the surveying instrument 20 is provided on the trailing bogie 10 and can be moved integrally with the trailing bogie 10, the moving distance of the surveying instrument 20 matches the moving distance of the trailing bogie 10.

測量機位置特定部55は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における測量機20の位置(座標)及び基準方向(例えば、後述する図5(B)及び図6(B)に示す基準方向S,S及び角度θ,θ)を特定する。 The surveying instrument position specifying unit 55 is configured to determine the position (coordinates) and the reference direction of the surveying instrument 20 in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design (for example, FIG. 5B and FIG. The reference directions S 0 and S 1 and the angles θ 0 and θ 1 ) shown in B) are specified.

シールド掘進機位置特定部56は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系におけるシールド掘進機1の位置(座標)及び向き(例えばどの方位を向いているか)を特定する。また、シールド掘進機位置特定部56は、特定したシールド掘進機1の位置及び向きと時計57から得られる時刻とを関連付けて、シールド掘進機1の位置及び向きの時系列データを生成する。ここで、本実施形態では、特定されるシールド掘進機1の位置(座標)が、後述する図5(A)及び図6(A)に示す求点K(カッタヘッド3の中央の先端部分)の位置(座標)であるとして以下説明するが、特定されるシールド掘進機1の位置(座標)は、カッタヘッド3の中央の先端部分の位置(座標)に限らない。   The shield machine position specifying unit 56 specifies the position (coordinates) and direction (for example, which direction the shield machine 1 is facing) of the shield machine 1 in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design. Further, the shield excavator position specifying unit 56 associates the specified position and orientation of the shield excavator 1 with the time obtained from the clock 57 to generate time-series data of the position and orientation of the shield excavator 1. Here, in the present embodiment, the position (coordinates) of the specified shield excavator 1 is determined by a determination point K (a front end portion at the center of the cutter head 3) shown in FIGS. 5A and 6A described later. The position (coordinates) of the shield machine 1 specified below is not limited to the position (coordinates) of the center tip of the cutter head 3.

記録装置33はプリンタと記憶装置との少なくとも一方を含む。記録装置33がプリンタを含む場合には、当該プリンタによって、前述のシールド掘進機1の位置及び向きの時系列データが紙等に印刷される。記録装置33が記憶装置を含む場合には、当該記憶装置が、前述のシールド掘進機1の位置及び向きの時系列データを記憶する。
表示装置34は、前述のシールド掘進機1の位置及び向きの時系列データを表示するものであり、例えばディスプレイである。
The recording device 33 includes at least one of a printer and a storage device. When the recording device 33 includes a printer, the printer prints the time-series data of the position and orientation of the shield machine 1 on paper or the like. When the recording device 33 includes a storage device, the storage device stores the time-series data of the position and the orientation of the shield machine 1 described above.
The display device 34 displays the time-series data of the position and orientation of the shield machine 1 described above, and is, for example, a display.

図3は、本実施形態におけるシールド掘進機1の位置測量方法を示すフローチャートである。このフローは、シールド掘進機1の掘進開始前の掘進停止時から掘進の開始を経て掘進が完了するまでの、シールド掘進機1の位置測量方法を示している。また、このフローは1セグメントリング分の掘進毎に繰り返され得る。   FIG. 3 is a flowchart illustrating the position surveying method of the shield machine 1 in the present embodiment. This flow shows a position surveying method of the shield machine 1 from the time when the excavation of the shield machine 1 is stopped before the start of the excavation until the completion of the excavation after the start of the excavation. This flow can be repeated for each excavation of one segment ring.

まず、シールド掘進機1の掘進停止時において、ステップS1にて、測量機20の位置P及び基準方向Sを特定する。
この測量機20の位置P及び基準方向Sの特定について、図5(A)及び(B)を用いて説明する。
図5(A)は、平面視での、掘進開始前(掘進停止時)のシールド掘進機1の位置測量方法を示す。図5(B)は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における測量機20の位置P及び基準方向Sを示す。
First, at the time of excavation stop of the shield machine 1, at step S1, to identify the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20.
The specification of the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5A shows a position measurement method of the shield machine 1 before starting the excavation (when the excavation is stopped) in a plan view. FIG. 5B shows the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design.

シールド掘進機1の掘進停止時には、測量機20から基準点24a,24bを自動視準して測距・測角して、後方交会法を用いて、測量機20の位置P(座標(x,y))及び基準方向Sを特定する。具体的には、例えば、測量機20からそれより後方の基準点24a,24bを自動視準して、既知の基準点24a,24b間の距離と、測量機20によって測定される測量機20から基準点24aまでの距離と、測量機20によって測定される測量機20から基準点24bまでの距離とに基づいて、測量機20の位置P(座標(x,y))及び基準方向Sを特定する。 When the shield machine 1 stops excavating, the surveying machine 20 automatically collimates the reference points 24a and 24b to measure and measure the distance, and uses the rear resection method to determine the position P 0 (coordinate (x 0, y 0)) and identifying the reference direction S 0. Specifically, for example, the reference points 24a and 24b behind the survey instrument 20 are automatically collimated, and the distance between the known reference points 24a and 24b and the distance between the survey points 20 measured by the survey instrument 20 are measured. Based on the distance to the reference point 24a and the distance from the surveying instrument 20 to the reference point 24b measured by the surveying instrument 20, the position P 0 (coordinates (x 0 , y 0 )) and the reference direction of the surveying instrument 20 to identify the S 0.

ここで、「測量機20の基準方向」とは、トンネル設計上の基準方向(本実施形態ではx方向(北向き))から測量機20を見たときの角度(トンネル設計上の基準方向から右回りの角度)を意味する。すなわち、図5(B)に示すように、測量機20の基準方向Sは、トンネル設計上の基準方向(本実施形態ではx方向(北向き))から測量機20を見たときの角度(トンネル設計上の基準方向から右回りの角度)θに対応する。 Here, the “reference direction of the surveying instrument 20” refers to an angle when the surveying instrument 20 is viewed from a reference direction in the tunnel design (in the present embodiment, the x direction (toward north)) (from a reference direction in the tunnel design). Clockwise angle). That is, as shown in FIG. 5B, the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 is an angle when the surveying instrument 20 is viewed from the reference direction in the tunnel design (in the present embodiment, the x direction (toward north)). (Angle clockwise from the reference direction in tunnel design) Corresponds to θ 0 .

ここで、角度θは以下の式(1)により算出され得る。
θ=arctan(y/x) (1)
Here, the angle θ 0 can be calculated by the following equation (1).
θ 0 = arctan (y 0 / x 0 ) (1)

尚、前述のステップS1における測量機20の位置P及び基準方向Sの特定では、前述のトンネル設計上の座標系設定部51、座標情報記憶部52、及び測量機位置特定部55が用いられ得る。 Incidentally, in the specification of the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 in the above-described step S1, the coordinate system setting section 51, the coordinate information storage section 52, and the surveying instrument position specifying section 55 in the tunnel design are used. Can be

図3のステップS2では、シールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きとを特定する。   In step S2 in FIG. 3, the position of the shield machine 1 (the position of the desired point K) and the direction of the shield machine 1 are specified.

具体的には、ステップS2では、まず、図5(A)に示すように、測量機20からターゲットTA1を自動視準して、測量機20からターゲットTA1までの距離と、ターゲットTA1の視準角とを測定し、この測定結果と、前述のステップS1にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、ターゲットTA1の位置(座標)を特定する。換言すれば、測量機20からターゲットTA1を自動視準して、測量機20からターゲットTA1までの距離と、ターゲットTA1の視準角とを測定することで、ターゲットTA1の測量機20からの相対位置(例えば測量機20を原点とし、基準方向Sを基準方向(基準)とする極座標系などの座標系における位置座標)を検出し、この検出された相対位置と、前述のステップS1にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、前述の直交座標系におけるターゲットTA1の位置(絶対位置)を特定する。 Specifically, in step S2, first, as shown in FIG. 5A, the target TA1 is automatically collimated from the surveying instrument 20, and the distance from the surveying instrument 20 to the target TA1 and the collimation of the target TA1 are determined. the angular measure, and the measurement result, based on the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 identified at step S1 described above, to locate the target TA1 (coordinates). In other words, by automatically collimating the target TA1 from the surveying instrument 20 and measuring the distance from the surveying instrument 20 to the target TA1 and the collimating angle of the target TA1, the relative position of the target TA1 from the surveying instrument 20 is measured. position detecting (e.g. a surveying instrument 20 as the origin, the reference direction S 0 position coordinate in a coordinate system, such as a polar coordinate system to the reference direction (reference)), and the detected relative position, at step S1 described above Based on the specified position P 0 of the surveying instrument 20 and the reference direction S 0 , the position (absolute position) of the target TA1 in the above-described orthogonal coordinate system is specified.

次に、測量機20からターゲットTA2を自動視準して、測量機20からターゲットTA2までの距離と、ターゲットTA2の視準角とを測定し、この測定結果と、前述のステップS1にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、ターゲットTA2の位置(座標)を特定する。換言すれば、測量機20からターゲットTA2を自動視準して、測量機20からターゲットTA2までの距離と、ターゲットTA2の視準角とを測定することで、ターゲットTA2の測量機20からの相対位置(例えば測量機20を原点とし、基準方向Sを基準方向(基準)とする極座標系などの座標系における位置座標)を検出し、この検出された相対位置と、前述のステップS1にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、前述の直交座標系におけるターゲットTA2の位置(絶対位置)を特定する。 Next, the target TA2 is automatically collimated from the surveying instrument 20, and the distance from the surveying instrument 20 to the target TA2 and the collimation angle of the target TA2 are measured. The measurement result is specified in step S1 described above. The position (coordinates) of the target TA2 is specified based on the measured position P 0 of the surveying instrument 20 and the reference direction S 0 . In other words, by automatically collimating the target TA2 from the surveying instrument 20 and measuring the distance from the surveying instrument 20 to the target TA2 and the collimating angle of the target TA2, the relative position of the target TA2 from the surveying instrument 20 is measured. position detecting (e.g. a surveying instrument 20 as the origin, the reference direction S 0 position coordinate in a coordinate system, such as a polar coordinate system to the reference direction (reference)), and the detected relative position, at step S1 described above Based on the specified position P 0 of the surveying instrument 20 and the reference direction S 0 , the position (absolute position) of the target TA2 in the above-described orthogonal coordinate system is specified.

ここで、ステップS2において、「視準角」とは、測量機20の基準方向(ステップS2では基準方向S)からターゲットTA1,TA2を見たときの角度(基準方向Sから右回りの角度)を意味する。図5(A)に示すように、例えばターゲットTA2の視準角αは、基準方向SからターゲットTA2を見たときの角度(例えば、基準方向Sから右回りの角度)に対応する。 Here, in step S2, the term "collimating the corner", when viewed target TA1, TA2 from the reference direction of the surveying instrument 20 (the reference direction S 0 in step S2) angle (from the reference direction S 0 clockwise Angle). As shown in FIG. 5 (A), for example, semi-angle alpha 0 visual target TA2, the angle at which the reference direction S 0 viewed target TA2 (e.g., clockwise angle from the reference direction S 0) corresponding to .

例えば、ターゲットTA2の位置(座標)を(X,Y)とし、かつ、測量機20からターゲットTA2までの距離をLとすると、x座標X及びy座標Yは以下の式(2)及び(3)により算出され得る。
=x+Lcos(θ+α) (2)
=y+Lsin(θ+α) (3)
For example, assuming that the position (coordinates) of the target TA2 is (X 0 , Y 0 ) and the distance from the surveying instrument 20 to the target TA 2 is L, the x coordinate X 0 and the y coordinate Y 0 are represented by the following equation (2) ) And (3).
X 0 = x 0 + Lcos (θ 0 + α 0 ) (2)
Y 0 = y 0 + Lsin (θ 0 + α 0 ) (3)

前述の式(2)及び(3)より、測量機20の位置(前述の直交座標系における座標(x,y))及び基準方向S(前述の直交座標系における角度θ)と、ターゲットTA2の測量機20からの相対位置(前述の極座標系における座標(L,α))とに基づいて、ターゲットTA2の位置(前述の直交座標系における座標(X,Y))を特定できることが明らかである。
このターゲットTA2の位置の特定と同様にターゲットTA1の位置も特定され得る。
From the above equations (2) and (3), the position of the surveying instrument 20 (the coordinates (x 0 , y 0 ) in the above-described rectangular coordinate system) and the reference direction S 0 (the angle θ 0 in the above-described rectangular coordinate system) and Based on the relative position of the target TA2 from the surveying instrument 20 (coordinates (L, α 0 ) in the polar coordinate system described above) and the position of the target TA2 (coordinates (X 0 , Y 0 ) in the rectangular coordinate system described above). It is clear that can be specified.
The position of the target TA1 can be specified similarly to the specification of the position of the target TA2.

次に、特定されたターゲットTA1,TA2の位置に基づいて、シールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きとを特定する。   Next, the position of the shield machine 1 (the position of the point K) and the direction of the shield machine 1 are specified based on the specified positions of the targets TA1 and TA2.

求点Kについては、ターゲットTA1,TA2と位置関係(相互間の距離)が既知かつ不変であるので、ターゲットTA1,TA2の位置が特定されると、それに応じて求点Kの位置が一義的に定まる。シールド掘進機1の向きについても、ターゲットTA1,TA2の位置が特定されると、それに応じて一義的に定まる。   As for the obtained point K, the positional relationship (distance between them) with the targets TA1 and TA2 is known and invariable. Therefore, when the positions of the targets TA1 and TA2 are specified, the position of the obtained point K is univocally determined. Is determined. When the positions of the targets TA1 and TA2 are specified, the direction of the shield machine 1 is uniquely determined accordingly.

尚、前述のステップS2におけるシールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きとの特定では、前述のシールド掘進機位置特定部56が用いられ得る。   Note that in specifying the position of the shield machine 1 (the position of the calculated point K) and the direction of the shield machine 1 in step S2 described above, the shield machine position specifying unit 56 described above may be used.

次に、図3のステップS3に進み、推進ジャッキ5の伸長作動を開始して、シールド掘進機1の掘進を開始する。
ステップS4では、掘進中におけるシールド掘進機1の位置(座標)及び向きのリアルタイムに測定する(シールド掘進機1の位置の自動測量を行う)。このリアルタイム測定について、図4、図6、及び図7を用いて説明する。
Next, proceeding to step S3 in FIG. 3, the extension operation of the propulsion jack 5 is started, and the excavation of the shield excavator 1 is started.
In step S4, the position (coordinates) and direction of the shield machine 1 during the excavation are measured in real time (the position of the shield machine 1 is automatically measured). This real-time measurement will be described with reference to FIG. 4, FIG. 6, and FIG.

図4は、掘進中のシールド掘進機1の位置測量方法を示すフローチャートである。
図6(A)は、平面視での、掘進中のシールド掘進機1の位置測量方法を示す。図6(B)は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における測量機20の位置P,P及び基準方向S,Sを示す。
図7は、推進ジャッキ5の伸長量JLと測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDとの関係を示す。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a position surveying method of the shield machine 1 during excavation.
FIG. 6A shows a position measurement method of the shield machine 1 during excavation in plan view. FIG. 6B shows the positions P 0 , P 1 and the reference directions S 0 , S 1 of the surveying instrument 20 in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design.
FIG. 7 shows the relationship between the extension amount JL of the propulsion jack 5, the moving distance SD of the surveying instrument 20, and the moving distance CD of the trailing bogie 10.

本実施形態では、今回のシールド掘進機1の位置測量を行うために、過去のシールド掘進機1の位置測量時に特定された測量機20の位置(座標)及び基準方向を用いる。特に本実施形態では、今回のシールド掘進機1の位置測量を行うために、前回のシールド掘進機1の位置測量時に特定された測量機20の位置(座標)及び基準方向を用いる。ここにおいて、図4に示すステップS11〜S13に関する以下の説明では、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までに測量機20の位置P及び基準方向Sが位置P及び基準方向Sに変わった場合について説明する(図5及び図6参照)。 In the present embodiment, the position (coordinates) and the reference direction of the surveying machine 20 specified at the time of the position surveying of the shield machine 1 in the past are used in order to measure the position of the shield machine 1 this time. In particular, in the present embodiment, in order to measure the position of the shield machine 1 this time, the position (coordinates) and the reference direction of the surveying machine 20 specified during the previous position measurement of the shield machine 1 are used. Here, in the following description regarding steps S11 to S13 shown in FIG. 4, the position P 0 of the surveying machine 20 and the reference direction from the time of the previous position survey of the shield machine 1 to the time of the current position survey of the shield machine 1 are described. A case where S 0 has changed to the position P 1 and the reference direction S 1 will be described (see FIGS. 5 and 6).

まず、ステップS11にて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までのシールド掘進機1の推進ジャッキ5の伸長量JLに基づいて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの後続台車10の移動距離CDを算出し、この後続台車10の移動距離CDに基づいて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の移動距離SDを算出する。この測量機20の移動距離SDの算出には、図7に示す図(推進ジャッキ5の伸長量JLと測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDとの関係を示す図)が用いられる。図7に示すように、推進ジャッキ5の伸長量JLが長くなるほど、測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDが長くなる。これは、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの間に推進ジャッキ5が伸長した量(伸長量JL)に応じた移動距離CD分、後続台車10が軌道13上を走行すること、及び、測量機20が後続台車10に設けられてそれと一体的に移動可能であることに基づくものである(すなわち測量機20の移動距離SDと後続台車10の移動距離CDとは同じ距離になる)。この測量機20の移動距離SDの算出には、前述の後続台車移動距離算出部53及び測量機移動距離算出部54が用いられ得る。   First, in step S11, based on the extension amount JL of the propulsion jack 5 of the shield excavator 1 from the previous position measurement of the shield excavator 1 to the current position measurement of the shield excavator 1, the previous shield excavation is performed. The movement distance CD of the succeeding bogie 10 from the position surveying of the machine 1 to the current time of the position surveying of the shield machine 1 is calculated, and the position of the previous shield machine 1 is calculated based on the moving distance CD of the succeeding bogie 10. The moving distance SD of the surveying machine 20 from the time of the surveying to the time of the position surveying of the shield machine 1 is calculated. For the calculation of the moving distance SD of the surveying instrument 20, a diagram shown in FIG. 7 (a diagram showing the relationship between the extension amount JL of the propulsion jack 5, the moving distance SD of the surveying instrument 20, and the moving distance CD of the trailing bogie 10) is shown. Used. As shown in FIG. 7, the longer the extension amount JL of the propulsion jack 5, the longer the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the moving distance CD of the trailing bogie 10. This is equivalent to the travel distance CD corresponding to the amount of extension of the propulsion jack 5 (extension amount JL) between the time of the previous position measurement of the shield machine 1 and the time of the current position measurement of the shield machine 1, and the subsequent bogie. 10 travels on the track 13 and that the surveying instrument 20 is provided on the trailing bogie 10 and can be moved integrally therewith (that is, the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the following bogie 10 Is the same distance as the moving distance CD). For the calculation of the moving distance SD of the surveying instrument 20, the following bogie moving distance calculating section 53 and the surveying instrument moving distance calculating section 54 can be used.

また、ステップS11では、座標情報記憶部52から、軌道13(特にレール12)の線形データが測量機位置特定部55に読み込まれる。従って、測量機位置特定部55は、ステップS11にて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の移動距離SDと軌道13(特にレール12)の線形データとを含む移動データを取得することができる。   In step S11, the linear data of the trajectory 13 (particularly the rail 12) is read from the coordinate information storage unit 52 into the surveying instrument position specifying unit 55. Therefore, in step S11, the surveying instrument position specifying unit 55 determines the moving distance SD and the trajectory 13 (particularly, the traveling distance SD of the surveying instrument 20 from the previous position surveying of the shield machine 1 to the current position surveying of the shield machine 1) The movement data including the linear data of the rail 12) can be obtained.

次に、ステップS12では、測量機位置特定部55にて、今回のシールド掘進機1の位置測量時における測量機20の位置P及び基準方向Sを特定する。 Next, in step S12, in a surveying instrument position specifying unit 55 specifies the position P 1 and the reference direction S 1 of the surveying instrument 20 at a position survey of this shield machine 1.

今回のシールド掘進機1の位置測量時における測量機20の位置P(座標(x,y))については、以下の式(4)及び(5)により算出され得る。
=x+dx (4)
=y+dy (5)
The position P 1 (coordinates (x 1 , y 1 )) of the surveying instrument 20 at the time of the position survey of the shield excavator 1 this time can be calculated by the following equations (4) and (5).
x 1 = x 0 + dx (4)
y 1 = y 0 + dy (5)

前述の式(4)において、「dx」は、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の位置変化量のx成分に対応する。また、前述の式(5)において、「dy」は、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の位置変化量のy成分に対応する。これら「dx」及び「dy」は、ステップS11にて取得された、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の移動距離SDと軌道13(特にレール12)の線形データとを含む移動データに基づいて算出され得る。これは、この移動データに基づいて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの間に、後続台車10が軌道13(特にレール12)に沿って、どの方向にどれだけ移動したかを把握できること、及び、測量機20が後続台車10に設けられてそれと一体的に移動可能であることに基づくものである。   In the above expression (4), “dx” corresponds to the x component of the amount of change in the position of the surveying instrument 20 from the time of the previous position measurement of the shield machine 1 to the time of the current position measurement of the shield machine 1. In the above formula (5), “dy” corresponds to the y component of the amount of change in position of the surveying machine 20 from the time of the previous position survey of the shield machine 1 to the time of the current position survey of the shield machine 1. I do. These “dx” and “dy” are the moving distance SD and the trajectory of the surveying machine 20 from the time of the previous position survey of the shield machine 1 to the time of the current position survey of the shield machine 1 acquired in step S11. 13 (particularly the rail 12) and the movement data including the linear data. This is because, based on the movement data, the subsequent bogie 10 moves along the track 13 (particularly the rail 12) from the last time the position of the shield machine 1 was measured to the time of the current position of the shield machine 1. This is based on the fact that it is possible to grasp in which direction and how much, and that the surveying instrument 20 is provided on the trailing bogie 10 and can be moved integrally therewith.

今回のシールド掘進機1の位置測量時における測量機20の基準方向Sに対応する角度(トンネル設計上の基準方向から測量機20を見たときの角度)θについては、図6(B)の図示と前述の式(4)及び(5)とに基づく以下の式(6)より算出され得る。
θ=arctan(y/x
=arctan{(y+dy)/(x+dx)} (6)
For theta 1 (angle from the reference direction of the tunnel design when viewed surveying instrument 20) corresponding angle to the reference direction S 1 of the surveying instrument 20 at the current time position survey of the shield machine 1, FIG. 6 (B ) And the above-described equations (4) and (5).
θ 1 = arctan (y 1 / x 1 )
= Arctan {(y 0 + dy ) / (x 0 + dx)} (6)

従って、ステップS12では、前回のシールド掘進機1の位置測量時の測量機20の位置P及び基準方向S(角度θ)を前述の移動データに基づいて変更することにより、今回のシールド掘進機1の位置測量時の測量機20の位置P及び基準方向S(角度θ)を特定している。 Therefore, in step S12, the position P 0 and the reference direction S 0 (angle θ 0 ) of the surveying instrument 20 at the time of the previous position survey of the shield excavator 1 are changed based on the above-described movement data, so that the current shielding The position P 1 and the reference direction S 1 (angle θ 1 ) of the surveying instrument 20 at the time of the position survey of the excavator 1 are specified.

次に、ステップS13にて、今回のシールド掘進機1の位置測量時におけるシールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きとを特定する。   Next, in step S13, the position of the shield machine 1 (the position of the obtained point K) and the direction of the shield machine 1 at the time of position measurement of the shield machine 1 are specified this time.

具体的には、ステップS13では、まず、図6(A)に示すように、測量機20からターゲットTA1を自動視準して、測量機20からターゲットTA1までの距離と、ターゲットTA1の視準角とを測定し、この測定結果と、前述のステップS12にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、ターゲットTA1の位置(座標)を特定する。換言すれば、測量機20からターゲットTA1を自動視準して、測量機20からターゲットTA1までの距離と、ターゲットTA1の視準角とを測定することで、ターゲットTA1の測量機20からの相対位置(例えば測量機20を原点とし、基準方向Sを基準方向(基準)とする極座標系などの座標系における位置座標)を検出し、この検出された相対位置と、前述のステップS12にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、前述の直交座標系におけるターゲットTA1の位置(絶対位置)を特定する。 Specifically, in step S13, first, as shown in FIG. 6A, the target TA1 is automatically collimated from the surveying instrument 20, the distance from the surveying instrument 20 to the target TA1, and the collimation of the target TA1. the angular measure, and the measurement result, based on the position P 1 and the reference direction S 1 of the surveying instrument 20 identified at step S12 described above to locate the target TA1 (coordinates). In other words, by automatically collimating the target TA1 from the surveying instrument 20 and measuring the distance from the surveying instrument 20 to the target TA1 and the collimating angle of the target TA1, the relative position of the target TA1 from the surveying instrument 20 is measured. position detecting (e.g. a surveying instrument 20 as the origin, the reference direction S 1 position coordinate in a coordinate system, such as a polar coordinate system to the reference direction (reference)), and the detected relative position, at step S12 described above based on the position P 1 and the reference direction S 1 of the identified survey instrument 20 to identify the position of the target TA1 (absolute position) in the orthogonal coordinate system described above.

次に、測量機20からターゲットTA2を自動視準して、測量機20からターゲットTA2までの距離と、ターゲットTA2の視準角とを測定し、この測定結果と、前述のステップS12にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、ターゲットTA2の位置(座標)を特定する。換言すれば、測量機20からターゲットTA2を自動視準して、測量機20からターゲットTA2までの距離と、ターゲットTA2の視準角とを測定することで、ターゲットTA2の測量機20からの相対位置(例えば測量機20を原点とし、基準方向Sを基準方向(基準)とする極座標系などの座標系における位置座標)を検出し、この検出された相対位置と、前述のステップS12にて特定された測量機20の位置P及び基準方向Sとに基づいて、前述の直交座標系におけるターゲットTA2の位置(絶対位置)を特定する。 Next, the target TA2 is automatically collimated from the surveying instrument 20, and the distance from the surveying instrument 20 to the target TA2 and the collimating angle of the target TA2 are measured. The measurement result is specified in step S12 described above. on the basis of the position P 1 and the reference direction S 1 of the surveying instrument 20, to identify the position of the target TA2 (coordinates). In other words, by automatically collimating the target TA2 from the surveying instrument 20 and measuring the distance from the surveying instrument 20 to the target TA2 and the collimating angle of the target TA2, the relative position of the target TA2 from the surveying instrument 20 is measured. position detecting (e.g. a surveying instrument 20 as the origin, the reference direction S 1 position coordinate in a coordinate system, such as a polar coordinate system to the reference direction (reference)), and the detected relative position, at step S12 described above based on the position P 1 and the reference direction S 1 of the identified survey instrument 20 to identify the position of the target TA2 (absolute position) in the orthogonal coordinate system described above.

ここで、ステップS13において、「視準角」とは、測量機20の基準方向(ステップS13では基準方向S)からターゲットTA1,TA2を見たときの角度(基準方向Sから右回りの角度)を意味する。図6(A)に示すように、例えばターゲットTA2の視準角αは、基準方向SからターゲットTA2を見たときの角度(例えば、基準方向Sから右回りの角度)に対応する。 Here, in step S13, a "collimation angle", when viewed target TA1, TA2 from the reference direction of the surveying machine 20 (Step S13, the reference direction S 1) angle (from the reference direction S 1 clockwise Angle). As shown in FIG. 6 (A), for example, semi-angle alpha 1 viewing target TA2, the angle at which the reference direction S 1 viewed target TA2 (e.g., clockwise angle from the reference direction S 1) corresponding to .

例えば、ターゲットTA2の位置(座標)を(X,Y)とし、かつ、測量機20からターゲットTA2までの距離をLとすると、x座標X及びy座標Yは以下の式(7)及び(8)により算出され得る。
=x+Lcos(θ+α) (7)
=y+Lsin(θ+α) (8)
For example, the position of the target TA2 (coordinates) and (X 1, Y 1), and, when the distance from the surveying instrument 20 to the target TA2 and L, x-coordinate X 1 and y coordinate Y 1 is the following formula (7 ) And (8).
X 1 = x 1 + Lcos (θ 1 + α 1 ) (7)
Y 1 = y 1 + Lsin (θ 1 + α 1 ) (8)

前述の式(7)及び(8)より、測量機20の位置(前述の直交座標系における座標(x,y))及び基準方向S(前述の直交座標系における角度θ)と、ターゲットTA2の測量機20からの相対位置(前述の極座標系における座標(L,α))とに基づいて、ターゲットTA2の位置(前述の直交座標系における座標(X,Y))を特定できることが明らかである。
このターゲットTA2の位置の特定と同様にターゲットTA1の位置も特定され得る。
From the above equations (7) and (8), from the position of the surveying instrument 20 (the coordinates (x 1 , y 1 ) in the above-described rectangular coordinate system) and the reference direction S 1 (the angle θ 1 in the above-described rectangular coordinate system), Based on the relative position of the target TA2 from the surveying instrument 20 (coordinates (L, α 1 ) in the polar coordinate system described above) and the position of the target TA2 (coordinates (X 1 , Y 1 ) in the orthogonal coordinate system described above) It is clear that can be specified.
The position of the target TA1 can be specified similarly to the specification of the position of the target TA2.

次に、特定されたターゲットTA1,TA2の位置に基づいて、前述のステップS2と同様に、シールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きとを特定する。
以上のようにして、今回のシールド掘進機1の位置測量時におけるシールド掘進機1の位置(求点Kの位置)とシールド掘進機1の向きと特定することができる。
Next, based on the specified positions of the targets TA1 and TA2, the position of the shield machine 1 (the position of the calculated point K) and the direction of the shield machine 1 are specified in the same manner as in step S2 described above.
As described above, the position of the shield machine 1 at the time of the position survey of the shield machine 1 this time (the position of the obtained point K) and the direction of the shield machine 1 can be specified.

図3のステップS5では、シールド掘進機1による1セグメントリング分の掘進が完了したか否かを判定し、まだ1セグメントリング分の掘進が完了していない場合には、ステップS6に進み、待ち時間wtの経過後に、前述のステップS4に戻る。ここで、待ち時間wtとは、図4に示したフローを実行する時間間隔に対応するものである。例えば、待ち時間wtとして30秒が設定されている場合には、シールド掘進機1による掘進中に、図4に示すフローが30秒毎に実行され得る。この場合において、例えば、シールド掘進機1の掘進が3cm/分で進む場合には、シールド掘進機1が1.5cm進む毎にシールド掘進機1の位置(座標)及び向きが測定され得る。   In step S5 in FIG. 3, it is determined whether excavation for one segment ring by the shield excavator 1 has been completed. If excavation for one segment ring has not yet been completed, the process proceeds to step S6 and waits. After the lapse of the time wt, the process returns to step S4. Here, the waiting time wt corresponds to a time interval for executing the flow shown in FIG. For example, when the waiting time wt is set to 30 seconds, the flow shown in FIG. 4 can be executed every 30 seconds while the shield machine 1 is excavating. In this case, for example, when the excavation of the shield machine 1 advances at 3 cm / min, the position (coordinates) and direction of the shield machine 1 can be measured every time the shield machine 1 advances 1.5 cm.

尚、前述のステップS11〜S13に関する説明では、前回のシールド掘進機1の位置測量時から前回のシールド掘進機1の位置測量時までに測量機20の位置P及び基準方向Sが位置P及び基準方向Sに変わった場合について説明したが、前回のシールド掘進機1の位置測量時から前回のシールド掘進機1の位置測量時までに測量機20の位置P(kは任意の自然数)及び基準方向Sが位置Pk+1及び基準方向Sk+1に変わった場合にも同様であることは言うまでもない。 In the above description of steps S11 to S13, the position P 0 of the surveying instrument 20 and the reference direction S 0 are set to the position P from the time of the previous position survey of the shield machine 1 to the time of the previous position survey of the shield machine 1. It has been described a case where changes to 1 and the reference direction S 1, but the position P k of the surveying instrument 20 from the time position survey of the previous shield machine 1 until the position survey of the previous shield machine 1 (k is an arbitrary It goes without saying that the same applies when the natural number) and the reference direction S k are changed to the position P k + 1 and the reference direction S k + 1 .

シールド掘進機1による1セグメントリング分の掘進が完了すると、図3に示すフローが終了する。   When the excavation for one segment ring by the shield excavator 1 is completed, the flow illustrated in FIG. 3 ends.

本実施形態によれば、シールド掘進機1の位置測量方法は、シールド掘進機1に設けられたターゲットTA1,TA2を視準し、かつ、シールド掘進機1の掘進に追従して移動する第1の測距測角儀(測量機20)を用いて、シールド掘進機1の掘進中にシールド掘進機1の位置を測量する方法である。このシールド掘進機1の位置測量方法は、過去の測量時から今回の測量時までの第1の測距測角儀(測量機20)の移動距離SDを含む移動データを取得すること(ステップS11)、過去の測量時の第1の測距測角儀(測量機20)の位置P及び基準方向S(角度θ)を移動データに基づいて変更することにより、今回の測量時の第1の測距測角儀(測量機20)の位置P及び基準方向S(角度θ)を特定すること(ステップS12)、今回の測量時において、第1の測距測角儀(測量機20)からターゲットTA1,TA2を視準して、ターゲットTA1,TA2の第1の測距測角儀(測量機20)からの相対位置(L,α)を検出すること、及び、特定された第1の測距測角儀(測量機20)の位置P及び基準方向S(角度θ)と、検出されたターゲットTA1,TA2の第1の測距測角儀(測量機20)からの相対位置(L,α)とに基づいて、シールド掘進機1の位置(求点Kの位置)を特定すること(ステップS13)、を含む。これにより、シールド掘進機1の位置を測量する毎に複数の基準点24a,24bを第1の測距測角儀(測量機20)から視準して第1の測距測角儀(測量機20)の位置を検出することが不要になるので、シールド掘進機1の位置測量の手間を減らすことができ、ひいては、シールド掘進機1の位置測量を効率良く行うことができる。 According to the present embodiment, the position surveying method of the shield machine 1 is performed by collimating the targets TA1 and TA2 provided on the shield machine 1 and moving along with the excavation of the shield machine 1. Is a method of measuring the position of the shield excavator 1 during the excavation of the shield excavator 1 using the distance measuring angle measuring instrument (the surveying instrument 20). The position surveying method of the shield excavator 1 obtains movement data including the movement distance SD of the first distance measuring and measuring square (the surveying machine 20) from the past surveying time to the current surveying time (step S11). ), By changing the position P 0 and the reference direction S 0 (angle θ 0 ) of the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) at the time of the past survey based on the movement data, The position P 1 and the reference direction S 1 (angle θ 1 ) of the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) are specified (step S12), and the first distance measuring and measuring angle measuring instrument is used in the current survey. Collimating the targets TA1 and TA2 from (the surveying instrument 20) and detecting the relative positions (L, α 1 ) of the targets TA1 and TA2 from the first distance measuring angle finder (the surveying instrument 20); , the first position P 1 and the reference distance measurement measuring SumiTadashi (surveying instrument 20) specified Based on the direction S 1 (the angle θ 1 ) and the relative positions (L, α 1 ) of the detected targets TA1 and TA2 from the first distance measuring angle finder (the surveying instrument 20), the shield machine 1 (The position of the calculated point K) (step S13). Thus, each time the position of the shield machine 1 is measured, the plurality of reference points 24a and 24b are collimated from the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20), and the first distance measuring and angle measuring instrument (surveying) is used. Since it is not necessary to detect the position of the machine 20), it is possible to reduce the time and effort required for the position measurement of the shield machine 1 and thus to efficiently perform the position measurement of the shield machine 1.

また本実施形態によれば、シールド掘進機1の掘進中に短い時間間隔で(例えば30秒毎に)継続して第1の測距測角儀(測量機20)の位置及び基準方向を把握することができるので、第1の測距測角儀(測量機20)を用いてシールド掘進機1の位置測量を短い時間間隔で(例えば30秒毎に)繰り返し行うことができる。ゆえに、掘進中のシールド掘進機1の位置をリアルタイムに測量することができるので、その結果を掘進中のシールド掘進機1の掘進方向制御(例えば推進ジャッキ5の圧力制御)に直ちに反映することができる。   Further, according to the present embodiment, the position and the reference direction of the first ranging finder (the surveying instrument 20) are continuously grasped at short time intervals (for example, every 30 seconds) during the excavation of the shield machine 1. Therefore, the position measurement of the shield machine 1 can be repeatedly performed at short time intervals (for example, every 30 seconds) using the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20). Therefore, since the position of the shield excavator 1 during excavation can be measured in real time, the result can be immediately reflected in the excavation direction control (for example, pressure control of the propulsion jack 5) of the shield excavator 1 being excavated. it can.

また本実施形態によれば、第1の測距測角儀(測量機20)は、シールド掘進機1の掘進に追従して移動する後続台車10に設けられている。第1の測距測角儀(測量機20)の移動距離SDは、過去の測量時から今回の測量時までの後続台車10の移動距離CDに基づいて算出される(ステップS11)。これにより、第1の測距測角儀(測量機20)の移動距離SDを直接的に測定することなく、簡易に当該移動距離SDを把握することができる。   Further, according to the present embodiment, the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) is provided on the succeeding bogie 10 that moves following the excavation of the shield excavator 1. The moving distance SD of the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) is calculated based on the moving distance CD of the subsequent bogie 10 from the time of the past survey to the time of the present survey (step S11). Thereby, the moving distance SD of the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) can be easily grasped without directly measuring the moving distance SD.

また本実施形態によれば、後続台車10の移動距離CDは、過去の測量時から今回の測量時までのシールド掘進機1の推進ジャッキ5の伸長量JLに基づいて算出される(ステップS11)。これにより、後続台車10の移動距離CDを直接的に測定することなく、簡易に当該移動距離CDを把握することができる。   Further, according to the present embodiment, the moving distance CD of the succeeding bogie 10 is calculated based on the extension amount JL of the propulsion jack 5 of the shield machine 1 from the past surveying time to the present surveying time (step S11). . Thereby, the moving distance CD of the succeeding bogie 10 can be easily grasped without directly measuring the moving distance CD.

ところで、例えば、測量機20を用いて掘進中にシールド掘進機1の位置測量を30秒毎に繰り返し行う場合において、仮にシールド掘進機1の掘進速度が3cm/分あるとすると、シールド掘進機1及び後続台車10が1.5cm進む毎にシールド掘進機1の位置(座標)及び向きが測定され得る。このような短い移動距離CDを検出するためには、シールド掘進機1の推進ジャッキ5の伸長量JLに基づいて後続台車10の移動距離CDを算出することが好ましい。   By the way, for example, when the position survey of the shield machine 1 is repeatedly performed every 30 seconds during the excavation using the surveying machine 20 and the excavation speed of the shield machine 1 is 3 cm / min, the shield machine 1 The position (coordinates) and direction of the shield machine 1 can be measured every time the trailing bogie 10 advances by 1.5 cm. In order to detect such a short moving distance CD, it is preferable to calculate the moving distance CD of the trailing bogie 10 based on the extension amount JL of the propulsion jack 5 of the shield machine 1.

また本実施形態によれば、後続台車10は、シールドトンネル内に敷設された軌道13上を走行可能である。前述の移動データは、後続台車10が走行する軌道13の線形データを含む。これにより、測量機位置特定部55は、過去の測量時から今回の測量時までの測量機20の移動距離SDと軌道13の線形データとを含む移動データを取得して、今回の測量時における測量機20の位置及び基準方向を特定することができる。   Further, according to the present embodiment, the trailing bogie 10 can travel on the track 13 laid in the shield tunnel. The above-described movement data includes linear data of the track 13 on which the subsequent bogie 10 travels. Thereby, the surveying instrument position specifying unit 55 acquires the moving data including the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the linear data of the trajectory 13 from the past surveying time to the current surveying time, and The position of the surveying instrument 20 and the reference direction can be specified.

また本実施形態によれば、第1の測距測角儀(測量機20)は、シールド掘進機1の掘進が停止されているときに、シールドトンネル内における後続台車10より坑口側に設けられた基準点24a,24bを視準する(ステップS1)。これにより、シールド掘進機1の掘進開始に先立って、前回の掘進時に生じた第1の測距測角儀(測量機20)の位置及び基準方向の誤差を較正(リセット)することができる。   Further, according to the present embodiment, the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) is provided on the wellbore side of the subsequent bogie 10 in the shield tunnel when the excavation of the shield excavator 1 is stopped. The collimated reference points 24a and 24b are collimated (step S1). Accordingly, prior to the start of the excavation of the shield excavator 1, the error of the position and the reference direction of the first distance measuring and measuring square (the surveying instrument 20) generated during the previous excavation can be calibrated (reset).

また本実施形態によれば、前記過去の測量時は、前回の測量時である。これにより、シールド掘進機1の位置測量を行う度に、当該測量の基準となる第1の測距測角儀(測量機20)の位置及び基準方向を更新することができる。   According to the present embodiment, the past survey is the previous survey. Thus, every time the position of the shield machine 1 is measured, the position and the reference direction of the first distance measuring angle finder (the surveying instrument 20) serving as the reference of the survey can be updated.

尚、本実施形態では前記過去の測量時が前回の測量時であるが、前記過去の測量時は前回の測量時に限らない。例えば、前記過去の測量時が前々回の測量時であってもよい。   In the present embodiment, the past survey time is the previous survey time, but the past survey time is not limited to the previous survey time. For example, the past survey time may be the last two survey times.

また、本実施形態にて特定され得るシールド掘進機1の位置及び向きについては、2次元座標系におけるものに限らず、3次元座標系におけるものであってもよい。   Further, the position and orientation of the shield machine 1 that can be specified in the present embodiment are not limited to those in the two-dimensional coordinate system, but may be those in the three-dimensional coordinate system.

次に、本発明の第2実施形態について、図8及び図9を用いて説明する。
図8は、本実施形態における位置測量システム30の概略構成を示す。
図9は、本実施形態における後続台車10の車軸の回転角度RAと測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDとの関係を示す。
前述の第1実施形態と異なる点について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 shows a schematic configuration of the position measurement system 30 in the present embodiment.
FIG. 9 shows the relationship between the rotation angle RA of the axle of the trailing bogie 10 and the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the moving distance CD of the trailing bogie 10 in the present embodiment.
The differences from the first embodiment will be described.

位置測量システム30は、前述の伸長量測定センサ31の代わりとして、ロータリーエンコーダ61を備える。ロータリーエンコーダ61は後続台車10の車軸の回転の変位(回転角度)を測定するものである。ロータリーエンコーダ61の回転軸は後続台車10の車軸に直結されている。ロータリーエンコーダ61と処理装置32とは信号線45を介して接続されている。尚、本実施形態では、ロータリーエンコーダ61と処理装置32とを信号線45で接続することで相互間の通信を行っているが、この他、信号線45を無線通信機器(送信機及び受信機)に変更して相互間の無線通信を行うようにしてもよい。   The position measurement system 30 includes a rotary encoder 61 instead of the extension amount measurement sensor 31 described above. The rotary encoder 61 measures the rotational displacement (rotation angle) of the axle of the trailing bogie 10. The rotary shaft of the rotary encoder 61 is directly connected to the axle of the trailing bogie 10. The rotary encoder 61 and the processing device 32 are connected via a signal line 45. In the present embodiment, communication between the rotary encoder 61 and the processing device 32 is performed by connecting the signal encoder 45 to the rotary encoder 61. In addition, the signal line 45 is connected to a wireless communication device (a transmitter and a receiver). ) To perform wireless communication between them.

本実施形態において、後続台車移動距離算出部53は、ロータリーエンコーダ61にて測定された後続台車10の車軸の回転角度に基づいて、後続台車10の移動距離を算出する。   In the present embodiment, the subsequent bogie travel distance calculation unit 53 calculates the travel distance of the subsequent bogie 10 based on the rotation angle of the axle of the subsequent bogie 10 measured by the rotary encoder 61.

本実施形態では、前述の図4のステップS11にて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの後続台車10の車軸の回転角度RAに基づいて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの後続台車10の移動距離CDを算出し、この後続台車10の移動距離CDに基づいて、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの測量機20の移動距離SDを算出する。この測量機20の移動距離SDの算出には、図9に示す図(後続台車10の車軸の回転角度RAと測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDとの関係を示す図)が用いられる。図9に示すように、後続台車10の車軸の回転角度RAが大きくなるほど、測量機20の移動距離SD及び後続台車10の移動距離CDが長くなる。これは、前回のシールド掘進機1の位置測量時から今回のシールド掘進機1の位置測量時までの間における後続台車10の車軸の回転角度RAに応じた移動距離CD分、後続台車10が軌道13上を走行すること、及び、測量機20が後続台車10に設けられてそれと一体的に移動可能であることに基づくものである(すなわち測量機20の移動距離SDと後続台車10の移動距離CDとは同じ距離になる)。この測量機20の移動距離SDの算出には、前述の後続台車移動距離算出部53及び測量機移動距離算出部54が用いられ得る。   In the present embodiment, in step S11 of FIG. 4 described above, based on the rotation angle RA of the axle of the succeeding bogie 10 from the time of the previous position measurement of the shield machine 1 to the time of the current position measurement of the shield machine 1. The travel distance CD of the succeeding bogie 10 from the last time the position of the shield excavator 1 was measured to the time of the current position of the shield excavator 1 is calculated, and based on the travel distance CD of the subsequent bogie 10, the previous shield The movement distance SD of the surveying machine 20 from the position surveying of the excavator 1 to the current position surveying of the shield excavator 1 is calculated. In calculating the moving distance SD of the surveying instrument 20, a diagram shown in FIG. 9 (a diagram showing a relationship between the rotation angle RA of the axle of the trailing bogie 10, the moving distance SD of the surveying instrument 20, and the moving distance CD of the trailing bogie 10). ) Is used. As shown in FIG. 9, as the rotation angle RA of the axle of the trailing bogie 10 increases, the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the moving distance CD of the trailing bogie 10 increase. This is because the trailing bogie 10 has a track distance CD corresponding to the rotation angle RA of the axle of the trailing bogie 10 between the time of the previous position survey of the shield machine 1 and the time of the current position survey of the shield machine 1. 13 and that the surveying instrument 20 is provided on the trailing bogie 10 and can be moved integrally therewith (that is, the moving distance SD of the surveying instrument 20 and the moving distance of the trailing bogie 10). It will be the same distance as the CD). For the calculation of the moving distance SD of the surveying instrument 20, the following bogie moving distance calculating section 53 and the surveying instrument moving distance calculating section 54 can be used.

特に本実施形態によれば、後続台車10の移動距離CDは、ロータリーエンコーダ61により測定された、過去の測量時から今回の測量時までの後続台車10の車軸の回転角度RAに基づいて算出される(ステップS11)。それゆえ、本実施形態では、前述の第1実施形態のようにシールド掘進機1の推進ジャッキ5の伸長量JLに基づいて後続台車10の移動距離CDを算出する場合と比べて、後続台車10の移動距離CDを直接的に測定できる。従って、後続台車10は牽引棒9を介してシールド掘進機1に牽引されるが、本実施形態では後続台車10の移動距離CDの測定において牽引棒9による影響を受けないので、後続台車10の移動距離CDの測定の精度を向上させることができる。   In particular, according to the present embodiment, the travel distance CD of the trailing bogie 10 is calculated based on the rotation angle RA of the axle of the trailing bogie 10 measured by the rotary encoder 61 from the time of the past survey to the time of the present survey. (Step S11). Therefore, in the present embodiment, as compared with the case where the moving distance CD of the succeeding bogie 10 is calculated based on the extension amount JL of the propulsion jack 5 of the shield machine 1 as in the first embodiment described above, the following bogie 10 Can be directly measured. Accordingly, the trailing bogie 10 is towed by the shield excavator 1 via the towbar 9, but in the present embodiment, the measurement of the travel distance CD of the following bogie 10 is not affected by the towing bar 9, and thus the trailing bogie 10 is not affected. The accuracy of the measurement of the moving distance CD can be improved.

ところで、例えば、測量機20を用いて掘進中にシールド掘進機1の位置測量を30秒毎に繰り返し行う場合において、仮にシールド掘進機1の掘進速度が3cm/分あるとすると、シールド掘進機1及び後続台車10が1.5cm進む毎にシールド掘進機1の位置(座標)及び向きが測定され得る。このような短い移動距離CDを検出するためには、ロータリーエンコーダ61により測定された後続台車10の車軸の回転角度RAに基づいて後続台車10の移動距離CDを算出することが好ましい。   By the way, for example, when the position survey of the shield machine 1 is repeatedly performed every 30 seconds during the excavation using the surveying machine 20 and the excavation speed of the shield machine 1 is 3 cm / min, the shield machine 1 The position (coordinates) and direction of the shield machine 1 can be measured every time the trailing bogie 10 advances by 1.5 cm. In order to detect such a short moving distance CD, it is preferable to calculate the moving distance CD of the subsequent bogie 10 based on the rotation angle RA of the axle of the subsequent bogie 10 measured by the rotary encoder 61.

次に、本発明の第3実施形態について、図10及び図11を用いて説明する。
図10(A)〜(C)は、本実施形態におけるシールドトンネルの構築方法を示す。尚、図10(A)〜(C)は図1(A)〜(C)に対応するものである。
図11は、本実施形態における位置測量システム30の概略構成を示す。
前述の第1実施形態と異なる点について説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIGS. 10A to 10C show a method of constructing a shield tunnel in the present embodiment. FIGS. 10A to 10C correspond to FIGS. 1A to 1C.
FIG. 11 shows a schematic configuration of the position surveying system 30 in the present embodiment.
The differences from the first embodiment will be described.

本実施形態では、後続台車10が複数(図10(A)〜(C)では4つ)の台車10a〜10dによって構成される。台車10a〜10dはトンネル軸方向に沿って直列に連結されている。台車10a〜10dは、隣接する台車同士で相対的に左右方向に揺動可能なように、連結手段を介して直列に連結されている。   In this embodiment, the succeeding bogie 10 is constituted by a plurality of (four in FIGS. 10A to 10C) bogies 10a to 10d. The carts 10a to 10d are connected in series along the tunnel axis direction. The carts 10a to 10d are connected in series via connecting means so that adjacent carts can relatively swing in the left-right direction.

台車10a〜10dのうち最も前側の台車10aの上部に測量機20が設けられている。台車10a〜10dのうち最も後側の台車10dの上部に、測量機20とは別の測量機21が設けられている。測量機21は、いわゆる自動追尾式の測距測角儀(トータルステーション)である。ここで、測量機21は本発明の「第2の測距測角儀」に対応するものである。測量機21は後続台車10に設けられて後続台車10と一体的に移動可能であるので、測量機21はシールド掘進機1の掘進に追従して移動し得る。測量機21は、基準点24a,24bをそれぞれ自動視準し得る。   The surveying instrument 20 is provided above the foremost carriage 10a among the carriages 10a to 10d. A surveying instrument 21 different from the surveying instrument 20 is provided above the rearmost cart 10d among the carts 10a to 10d. The surveying instrument 21 is a so-called automatic tracking type distance measuring and angle measuring instrument (total station). Here, the surveying instrument 21 corresponds to the "second distance measuring angle finder" of the present invention. Since the surveying machine 21 is provided on the succeeding bogie 10 and can move integrally with the succeeding bogie 10, the surveying machine 21 can move following the excavation of the shield excavator 1. The surveying instrument 21 can automatically collimate the reference points 24a and 24b, respectively.

測量機20,21には、それぞれ、ターゲット(図示せず)が設けられている。これらターゲットは反射プリズム等により構成されている。   Each of the surveying instruments 20 and 21 is provided with a target (not shown). These targets are constituted by a reflection prism or the like.

図11に示すように、本実施形態では、位置測量システム30は測量機21を更に備える。測量機21と処理装置32とは信号線46を介して接続されている。尚、本実施形態では、測量機21と処理装置32とを信号線46で接続することで相互間の通信を行っているが、この他、信号線46を無線通信機器(送信機及び受信機)に変更して相互間の無線通信を行うようにしてもよい。   As shown in FIG. 11, in this embodiment, the position surveying system 30 further includes a surveying instrument 21. The surveying instrument 21 and the processing device 32 are connected via a signal line 46. In the present embodiment, the surveying instrument 21 and the processing device 32 are connected to each other by connecting the signal line 46 to each other. However, in addition, the signal line 46 is connected to a wireless communication device (a transmitter and a receiver). ) To perform wireless communication between them.

測量機位置特定部55は、トンネル設計上の座標系設定部51にて設定された座標系における測量機20,21の位置(座標)及び基準方向を特定する。   The surveying instrument position specifying unit 55 specifies the positions (coordinates) and reference directions of the surveying instruments 20 and 21 in the coordinate system set by the coordinate system setting unit 51 for tunnel design.

本実施形態において、前述の図3のステップS1では、測量機20,21の位置(座標)及び基準方向を特定する。
本実施形態のステップS1において測量機21の位置及び基準方向を特定する方法は、前述の第1実施形態におけるステップS1での測量機20の位置P及び基準方向Sの特定方法と同様である。すなわち、測量機21から基準点24a,24bを自動視準して測距・測角して、後方交会法を用いて、測量機21の位置及び基準方向を特定する。
In the present embodiment, the position (coordinates) and the reference direction of the surveying instruments 20 and 21 are specified in step S1 of FIG.
Method of identifying the position and reference direction of the surveying instrument 21 in step S1 of this embodiment, similar to the method of identifying the position P 0 and the reference direction S 0 of the surveying instrument 20 at step S1 in the first embodiment described above is there. That is, the surveying instrument 21 automatically collimates the reference points 24a and 24b to measure and measure the distance, and specifies the position and the reference direction of the surveying instrument 21 by using the rear intersection method.

本実施形態のステップS1において測量機20の位置及び基準方向を特定する方法について以下説明する。
測量機20から測量機21のターゲットを自動視準し、かつ、測量機21から測量機20のターゲットを自動視準して、測量機20,21の各々が測距・測角を行うことで、測量機20,21間の相対的な位置関係が把握され得る。ここで、前述のように、測量機21から基準点24a,24bを自動視準して測距・測角して、後方交会法を用いて、測量機21の位置及び基準方向を特定することができるので、これを前述の測量機20,21間の相対的な位置関係に反映させることで、測量機20の位置及び基準方向を特定することができる。
A method for specifying the position of the surveying instrument 20 and the reference direction in step S1 of the present embodiment will be described below.
By automatically collimating the target of the surveying instrument 21 from the surveying instrument 20 and automatically collimating the target of the surveying instrument 20 from the surveying instrument 21, each of the surveying instruments 20 and 21 performs distance measurement and angle measurement. , The relative positional relationship between the surveying instruments 20 and 21 can be grasped. Here, as described above, distance measurement and angle measurement are performed by automatically collimating the reference points 24a and 24b from the surveying instrument 21, and the position and the reference direction of the surveying instrument 21 are specified using the rear intersection method. Therefore, by reflecting this in the relative positional relationship between the surveying instruments 20 and 21, the position and the reference direction of the surveying instrument 20 can be specified.

特に本実施形態によれば、後続台車10は、直列に連結された複数の台車10a〜10dによって構成されている。台車10a〜10dのうちシールド掘進機1に最も近い側の台車10aに第1の測距測角儀(測量機20)が設けられている。台車10a〜10dのうちシールド掘進機1から最も遠い側の台車10dに、第1の測距測角儀(測量機20)とは別の第2の測距測角儀(測量機21)が設けられている。これにより、後続台車10が長くて第1の測距測角儀(測量機20)から基準点24a,24bを直接的に視準することが難しい場合において、第2の測距測角儀(測量機21)から基準点24a,24bを視準することができる。   In particular, according to the present embodiment, the trailing bogie 10 is constituted by a plurality of bogies 10a to 10d connected in series. A first distance measuring and angle measuring instrument (a surveying instrument 20) is provided on the cart 10a closest to the shield machine 1 among the carts 10a to 10d. On the bogie 10d furthest from the shield machine 1 of the bogies 10a to 10d, a second ranging goniometer (surveying machine 21) different from the first ranging goniometer (surveying machine 20) is provided. Is provided. Accordingly, when the subsequent bogie 10 is long and it is difficult to directly collimate the reference points 24a and 24b from the first distance measuring and angle measuring device (the surveying instrument 20), the second distance measuring and angle measuring device ( The reference points 24a and 24b can be collimated from the surveying instrument 21).

また本実施形態によれば、第2の測距測角儀(測量機21)は、シールド掘進機1の掘進が停止されているときに、シールドトンネル内における後続台車10より坑口側に設けられた基準点24a,24bを視準する(ステップS1)。これにより、シールド掘進機1の掘進開始に先立って、前回の掘進時に生じた第1の測距測角儀(測量機20)の位置及び基準方向の誤差を、第2の測距測角儀(測量機21)を用いて較正(リセット)することができる。   Further, according to the present embodiment, the second distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 21) is provided on the wellbore side of the subsequent bogie 10 in the shield tunnel when the excavation of the shield excavator 1 is stopped. The collimated reference points 24a and 24b are collimated (step S1). Thus, prior to the start of the excavation of the shield excavator 1, the error of the position and the reference direction of the first ranging measuring instrument (the surveying instrument 20) generated during the previous excavation is determined by the second ranging measuring instrument. Calibration (reset) can be performed by using (the surveying instrument 21).

次に、本実施形態の変形例について、図12を用いて説明する。
図12(A)〜(C)は、本変形例におけるシールドトンネルの構築方法を示す。尚、図12(A)〜(C)は図11(A)〜(C)に対応するものである。
本変形例では、後続台車10が1つの台車のみで構成されている。後続台車10の前側の上部に測量機20が設けられている。後続台車10の後側の上部に測量機21が設けられている。
Next, a modified example of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIGS. 12A to 12C show a method of constructing a shield tunnel in this modification. FIGS. 12A to 12C correspond to FIGS. 11A to 11C.
In this modified example, the succeeding bogie 10 is composed of only one bogie. A surveying instrument 20 is provided at an upper portion on the front side of the succeeding bogie 10. A surveying instrument 21 is provided at an upper portion on the rear side of the trailing truck 10.

本変形例によれば、後続台車10におけるシールド掘進機1に近い側に第1の測距測角儀(測量機20)が設けられており、後続台車10におけるシールド掘進機1から遠い側に、第1の測距測角儀(測量機20)とは別の第2の測距測角儀(測量機21)が設けられている。これにより、第1の測距測角儀(測量機20)から基準点24a,24bを直接的に視準することが難しい場合において、第2の測距測角儀(測量機21)から基準点24a,24bを視準することができる。   According to the present modification, the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20) is provided on the side of the trailing bogie 10 close to the shield machine 1 and on the side of the subsequent bogie 10 far from the shield machine 1. A second distance measuring and angle measuring instrument (a surveying instrument 21) is provided separately from the first distance measuring and measuring angle measuring instrument (a surveying instrument 20). Accordingly, when it is difficult to directly collimate the reference points 24a and 24b from the first distance measuring and angle measuring instrument (the surveying instrument 20), the reference is made from the second distance measuring and measuring angle measuring instrument (the surveying instrument 21). Points 24a, 24b can be collimated.

尚、前述の第1〜第3実施形態では、前述のシールド掘進機1の位置測量方法によって測量されるシールド掘進機1の位置(座標)が求点K(カッタヘッド3の中央の先端部分)の位置(座標)であるとして説明したが、測量されるシールド掘進機1の位置(座標)は、カッタヘッド3の中央の先端部分の位置(座標)に限らない。例えば、測量されるシールド掘進機1の位置(座標)は、ターゲットTA1又はTA2の位置(座標)であってもよい。   In the first to third embodiments, the position (coordinates) of the shield machine 1 measured by the position measuring method of the shield machine 1 described above is determined to be the point K (the front end portion at the center of the cutter head 3). However, the position (coordinates) of the shield machine 1 to be measured is not limited to the position (coordinates) of the central tip of the cutter head 3. For example, the position (coordinates) of the shield machine 1 to be measured may be the position (coordinates) of the target TA1 or TA2.

また、前述の第1〜第3実施形態では泥土圧式のシールド掘進機1を用いて説明したが、シールド掘進機1の種類はこれに限らず、例えば、泥水式のシールド掘進機であってもよい。また、前述の第1〜第3実施形態で使用した測距測角儀は、ターゲットを自動視準することを前提としたが、同様の機能を有する他の位置測定方法であってもよい。   In the first to third embodiments described above, the shield excavator 1 of the mud pressure type has been described. However, the type of the shield excavator 1 is not limited thereto. Good. Further, the distance measuring goniometer used in the first to third embodiments is based on the premise that the target is automatically collimated, but another position measuring method having the same function may be used.

また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
[請求項1]
シールド掘進機に設けられたターゲットを視準し、かつ、前記シールド掘進機の掘進に追従して移動する第1の測距測角儀を用いて、前記シールド掘進機の掘進中に前記シールド掘進機の位置を測量する方法であって、
過去の測量時から今回の測量時までの前記第1の測距測角儀の移動距離を含む移動データを取得すること、
前記過去の測量時の前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向を前記移動データに基づいて変更することにより、今回の測量時の前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向を特定すること、
今回の測量時において、前記第1の測距測角儀から前記ターゲットを視準して、前記ターゲットの前記第1の測距測角儀からの相対位置を検出すること、及び、
前記特定された前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向と、前記検出された前記ターゲットの前記第1の測距測角儀からの相対位置とに基づいて、前記シールド掘進機の位置を特定すること、
を含む、シールド掘進機の位置測量方法。
[請求項2]
前記第1の測距測角儀は、前記シールド掘進機の掘進に追従して移動する後続台車に設けられており、
前記第1の測距測角儀の移動距離は、前記過去の測量時から今回の測量時までの前記後続台車の移動距離に基づいて算出される、請求項1に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項3]
前記後続台車の移動距離は、前記過去の測量時から今回の測量時までの前記シールド掘進機の推進ジャッキの伸長量に基づいて算出される、請求項2に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項4]
前記後続台車は、シールドトンネル内に敷設された軌道上を走行可能であり、
前記移動データは、前記後続台車が走行する前記軌道の線形データを更に含む、請求項2又は請求項3に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項5]
前記第1の測距測角儀は、前記シールド掘進機の掘進が停止されているときに、前記シールドトンネル内における前記後続台車より坑口側に設けられた基準点を視準する、請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項6]
前記後続台車における前記シールド掘進機に近い側に前記第1の測距測角儀が設けられており、
前記後続台車における前記シールド掘進機から遠い側に、前記第1の測距測角儀とは別の第2の測距測角儀が設けられている、請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項7]
前記後続台車は、直列に連結された複数の台車によって構成されており、
前記複数の台車のうち前記シールド掘進機に最も近い側の台車に前記第1の測距測角儀が設けられており、
前記複数の台車のうち前記シールド掘進機から最も遠い側の台車に、前記第1の測距測角儀とは別の第2の測距測角儀が設けられている、請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項8]
前記第2の測距測角儀は、前記シールド掘進機の掘進が停止されているときに、前記シールドトンネル内における前記後続台車より坑口側に設けられた基準点を視準する、請求項6又は請求項7に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
[請求項9]
前記過去の測量時は、前回の測量時である、請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載のシールド掘進機の位置測量方法。
Further, the illustrated embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to those directly described by the embodiments described above, and includes various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the appended claims. It goes without saying that the changes are included.
The claims at the time of filing were as follows.
[Claim 1]
The collimation of the shield excavator during excavation of the shield excavator is performed using a first distance measuring angle finder that collimates a target provided on the shield excavator and moves following the excavation of the shield excavator. A method of measuring the position of the aircraft,
Acquiring movement data including a movement distance of the first distance measuring and measuring horn from a past survey time to a current survey time;
By changing the position and the reference direction of the first distance measuring and measuring square at the time of the past survey based on the movement data, the position and the reference of the first distance measuring and measuring square at the time of the current survey are measured. To determine the direction,
At the time of this survey, collimating the target from the first distance measuring square to detect the relative position of the target from the first distance measuring square; and
Based on the specified position and reference direction of the first ranging finder and the detected relative position of the target from the first ranging finder, Locating,
Including, the position survey method of the shield machine.
[Claim 2]
The first ranging goniometer is provided on a succeeding bogie that moves following the excavation of the shield excavator,
2. The position of the shield machine according to claim 1, wherein a moving distance of the first distance measuring and measuring horn is calculated based on a moving distance of the succeeding bogie from the past survey time to the present survey time. 3. Survey method.
[Claim 3]
The position measuring method of the shield excavator according to claim 2, wherein the moving distance of the succeeding bogie is calculated based on an extension amount of the propulsion jack of the shield excavator from the past surveying time to the present surveying time. .
[Claim 4]
The trailing bogie can travel on a track laid in a shield tunnel,
The position measurement method for a shield machine according to claim 2 or 3, wherein the movement data further includes linear data of the track on which the trailing truck travels.
[Claim 5]
The said 1st distance measuring angle finder, when excavation of the said shield excavator is stopped, collimates the reference point provided in the shield tunnel at the entrance side with respect to the following bogie. The position surveying method for a shield machine according to any one of claims 1 to 4.
[Claim 6]
The first distance measuring angle finder is provided on a side of the subsequent bogie near the shield machine,
5. The second ranging goniometer different from the first ranging goniometer is provided on a side of the following bogie that is far from the shield machine. 6. A method for measuring the position of a shield machine according to one of the preceding claims.
[Claim 7]
The succeeding truck is constituted by a plurality of trucks connected in series,
The first distance measuring angle finder is provided on a carriage closest to the shield machine out of the plurality of carriages,
A second ranging angle finder other than the first ranging finder is provided on a trolley farthest from the shield machine in the plurality of trolleys. Item 5. The position surveying method of a shield machine according to any one of Items 4.
[Claim 8]
7. The second ranging finder when the excavation of the shield excavator is stopped, collimates a reference point provided in the shield tunnel at a wellhead side of the trailing bogie. 8. Or the position surveying method of the shield machine according to claim 7.
[Claim 9]
The position surveying method of a shield machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the past survey is a previous survey.

1 シールド掘進機
2 スキンプレート
3 カッタヘッド
4 シールド隔壁
5 推進ジャッキ
7 セグメント
8 覆工体
9 牽引棒
10 後続台車
10a〜10d 台車
11 枕木
12 レール
13 軌道
20 測量機(第1の測距測角儀)
21 測量機(第2の測距測角儀)
24a,24b 基準点
30 位置測量システム
31 伸長量測定センサ
32 処理装置
33 記録装置
34 表示装置
41〜46 信号線
51 トンネル設計上の座標系設定部
52 座標情報記憶部
53 後続台車移動距離算出部
54 測量機移動距離算出部
55 測量機位置特定部
56 シールド掘進機位置特定部
57 時計
61 ロータリーエンコーダ
TA1,TA2 ターゲット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 2 Skin plate 3 Cutter head 4 Shield partition 5 Propulsion jack 7 Segment 8 Lining body 9 Tow bar 10 Subsequent bogies 10a to 10d Bogie 11 Sleepers 12 Rails 13 Track 20 Surveying instrument )
21 Surveying instrument (second ranging angle measuring instrument)
24a, 24b Reference point 30 Position measurement system 31 Extension measurement sensor 32 Processing device 33 Recording device 34 Display device 41 to 46 Signal line 51 Coordinate system setting unit 52 for tunnel design Coordinate information storage unit 53 Subsequent bogie moving distance calculation unit 54 Surveyor moving distance calculator 55 Surveyor position specifying unit 56 Shield excavator position specifying unit 57 Clock 61 Rotary encoder TA1, TA2 Target

Claims (5)

シールド掘進機に設けられたターゲットを視準し、かつ、前記シールド掘進機の掘進に追従して移動する第1の測距測角儀を用いて、前記シールド掘進機の掘進中に前記シールド掘進機の位置を測量する方法であって、
過去の測量時から今回の測量時までの前記第1の測距測角儀の移動距離を含む移動データを取得すること、
前記過去の測量時の前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向を前記移動データに基づいて変更することにより、今回の測量時の前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向を特定すること、
今回の測量時において、前記第1の測距測角儀から前記ターゲットを視準して、前記ターゲットの前記第1の測距測角儀からの相対位置を検出すること、及び、
前記特定された前記第1の測距測角儀の位置及び基準方向と、前記検出された前記ターゲットの前記第1の測距測角儀からの相対位置とに基づいて、前記シールド掘進機の位置を特定すること、
を含む、シールド掘進機の位置測量方法。
The collimation of the shield excavator during excavation of the shield excavator is performed using a first distance measuring angle finder that collimates a target provided on the shield excavator and moves following the excavation of the shield excavator. A method of measuring the position of the aircraft,
Acquiring movement data including a movement distance of the first distance measuring and measuring horn from a past survey time to a current survey time;
By changing the position and the reference direction of the first distance measuring and measuring square at the time of the past survey based on the movement data, the position and the reference of the first distance measuring and measuring square at the time of the current survey are measured. To determine the direction,
At the time of this survey, collimating the target from the first distance measuring square to detect the relative position of the target from the first distance measuring square; and
Based on the specified position and reference direction of the first ranging finder and the detected relative position of the target from the first ranging finder, Locating,
Including, the position survey method of the shield machine.
前記第1の測距測角儀は、前記シールド掘進機の掘進に追従して移動する後続台車に設けられており、
前記第1の測距測角儀の移動距離は、前記過去の測量時から今回の測量時までの前記後続台車の移動距離に基づいて算出される、請求項1に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
The first ranging goniometer is provided on a succeeding bogie that moves following the excavation of the shield excavator,
2. The position of the shield machine according to claim 1, wherein a moving distance of the first distance measuring and measuring horn is calculated based on a moving distance of the succeeding bogie from the past survey time to the present survey time. 3. Survey method.
前記後続台車の移動距離は、前記過去の測量時から今回の測量時までの前記シールド掘進機の推進ジャッキの伸長量に基づいて算出される、請求項2に記載のシールド掘進機の位置測量方法。   The position measuring method of the shield excavator according to claim 2, wherein the moving distance of the succeeding bogie is calculated based on an extension amount of the propulsion jack of the shield excavator from the past surveying time to the present surveying time. . 前記後続台車は、シールドトンネル内に敷設された軌道上を走行可能であり、
前記移動データは、前記後続台車が走行する前記軌道の線形データを更に含む、請求項2又は請求項3に記載のシールド掘進機の位置測量方法。
The trailing bogie can travel on a track laid in a shield tunnel,
The position measurement method for a shield machine according to claim 2 or 3, wherein the movement data further includes linear data of the track on which the trailing truck travels.
前記後続台車における前記シールド掘進機に近い側に前記第1の測距測角儀が設けられており、
前記後続台車における前記シールド掘進機から遠い側に、前記第1の測距測角儀とは別の第2の測距測角儀が設けられている、請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載のシールド掘進機の位置測量方法。
The first distance measuring angle finder is provided on a side of the subsequent bogie near the shield machine,
5. The second ranging goniometer different from the first ranging goniometer is provided on a side of the following bogie that is far from the shield machine. 6. A method for measuring the position of a shield machine according to one of the preceding claims.
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