JPH03259791A - 比抵抗探査装置の電極腐食検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は比抵抗探査装置の電極腐食検出方法及び装置に
係り、特にシールドマシンに搭載してシールド掘削中に
おいても電極腐食をモニタ監視することができるように
改良した比抵抗測定用電極の腐食検出方法及び装置に関
する。

【従来の技術】

一般に、シールド工法では、裏込め注入量の管理等の観
点から、シールドマシン外表面の他山崩壊の状況を検知
することが行なわれている。従来のこの種の方法として
比抵抗法が知られており、これには実開平１　＝　１’
３１１８６　弓公報に開示されているようなウエンナー
電極列を用いた方法の他に、ダイポール電極列を用いた
方法が知られている。これは、第４図に示されるように
、シールドマシン１のスキンプレートの外周面に絶縁板
３を介してダイポール電極列４を配列している。このダ
イポール電極列４は、第５図に示されるように、一定の
間隔をおいて配列された複数の電極のうち隣接する一対
の電極を送信電極対５とし、他の隣接する一対の電極を
受信電極対６とされる。 送信電極対５から定電流を供給発信するとともに、受信
電極対６により地山の電圧を計測することにより、送信
電極対５と受信電極対６から等距離深さにある点ｐの比
抵抗に相当する電圧を検出することができる。これによ
りシールドマシンにより掘進作業を行いつつ地山の比抵
抗分布を計測して地山崩壊状態を検知し、あるいは掘進
前方の障害物の検知を行っている。 ところで、斯かる比抵抗測定用電極列では電極の腐食が
発生すると計測が正しく行われないため、定期的に電極
の腐食状態を監視し、腐食が発生すればその交換を行う
ようにしていた。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、」１記従来の比抵抗測定用電極列に対す
る電極腐食管理方法では、リアルタイムに腐食状態をモ
ニタできないので、電極交換時期を失することがあった
。特に、海底トンネルの掘削時にはシールドマシンのス
キンプレート表面には電解質を含んだ泥水層が形成され
、これに電極が常時接触する状態になるとともに、送信
電極対がら送信される電流周波数が低いため、電気分解
により腐食が促進されてしまうので問題が多い。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、比抵抗測定用電
極列の電極腐食状態を計測作業を行いつつリアルタイム
で検査することができるようにした比抵抗探査装置の電
極腐食検出方法及び装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明に係る比抵抗探査装
置の電極腐食検出方法は、複数の電極を配列してなる比
抵抗測定用電極列がら選択された一対の電極からなる送
信電極対により地中に電流送信をなすとともに、他の一
対の電極からなる受信電極対によって地中電圧を計測す
ることにより地中比抵抗分布を求める比抵抗探査装置の
電極腐食の検出方法であって、前記送信電極対における
両電極間の電圧をモニタしてその電極間抵抗を算出し、
この抵抗値を予め設定された閾値と比較することにより
電極腐食の判別を行うように構成したものである。 また、本発明に係る比抵抗探査装置の電極腐食検出装置
は、複数の電極を配列してなる比抵抗測定用電極列と、
この比抵抗測定用電極列がら定電流源に接続される送信
電極対と電圧計に接続される受信電極対とを切換える電
極切換え器と、前記受信電極対の計測信号を入力して比
抵抗を算出する信号処理部とを備えてなる比抵抗探査装
置に対し、前記電極切換え器により選択された送信電極
対の各電極間電圧の測定手段を設け、この電圧測定手段
の計測信号を入力することにより電極間抵抗を算出し予
め設定された閾値との比較により電極腐食判別の出力を
なす判別手段を設けた構成としたものである。

【作用】

上記構成によれば、送信電極対には計測中に定電流が供
給されているので、この送信電極対の両電極間の電位差
を計測することが可能である。したがって、電極切換え
器によって選択されている送信電極対の画電極に電圧測
定手段を接続して電極間電圧を計測することによって電
極間の抵抗値を求めることができる。送信電極対の電極
間の抵抗値は、探査対象が大幅に変化しない限りほぼ一
定になるが、電極の腐食が発生すると腐食の度合いによ
って抵抗値が増大してくる。したがって、電極の交換が
必要な腐食抵抗に見合った閾値を設定しておき、上記監
視している送信電極対の電極間抵抗値との比較をなし、
閾値以上に計測抵抗値が増大したときを電極交換時期で
あると判定することにより自動的に腐食検査を行なうこ
とができるのである。したがって、目視によるモニタで
交換時期を失することがなくなる。 　５ ＝　６

【実施例】

以下に、本発明に係る比抵抗探査装置の電極腐食検出方
法及び装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明
する。 シールドマシン１０のスキンプレートの外表面にはタイ
ポール電極列からなる比抵抗測定用電極列３０が取りイ
＼ｊけられている。この比抵抗測定用電極列３０は複数
の電極を等間隔に配列したもので、スキンプレー１・に
地山１４側に電極が露出するように取りイ」けられてい
る。比抵抗測定用電極列３０は、リレーボックス等の電
極切換え器３２に接続され、複数の電極のうち隣接する
一対の電極を送信電極対３０Ａとするとともに、他の一
対の隣接する電極を受信電極対３０Ｂとするように切換
えられるものとなっている。電極切換え器３２には−１
−記送信電極対３０Ａに対して送信電流を供給するため
の発振器３４がアンプ３６を介して接続され、選択され
た送信電極対３０Ａに対し、所定周波数の電流を供給し
て当該送信電極対３゜Ａを通じて地山１４に電流を流す
ものとしている。 また、電極切換え器３２はアンプ３８を介して信号処理
装置４０に接続され、選択されている受信電極対３０Ｂ
からの検出電圧信号を当該信号処理装置４０に入力させ
るようになっている。信号処理装置４０では入力された
計測信号により計測対象となっている地山の比抵抗を算
出する処理を行う。 ここで、信号処理装置４ｏにおける比抵抗の算出方法は
次のようになる。前記比抵抗測定用電極列３０をダイポ
ール電極列構成とし、各電極の間隔か一定ａであり、第
２図に示すように、隣接する一対の電極を送信電極対３
０Ａ、他の隣接する一対の電極を受信電極対３０Ｂとし
、これらの距離をｎａとすると、電極対３０Ａ、３０Ｂ
の中心間距離を底辺とする直角三角形の頂点の見掛けの
比抵抗ρは次式で求められる。 ｐ　　＝ｎ（ｎ＋１）（ｎ＋２）π　ａ　　−Ｖ／　　
Ｉ　　川−（１）そして、前記送信電極対３０Ａと受信
電極対３０Ｂの組合せを前記電極切換え器３２によって
切換えることにより、測定点の位置が変更され、第２図
に示したように三角マトリックス状に地山の比抵抗分布
を求めることができるのである。このような処理を行っ
た信号処理装置４０では演算結果をプリンタや画像表示
装置等の外部出力装置４２に出力し、比抵抗分布を表示
するようにしている。 ここで、本発明では前記送信電極対３０Ａの両電極の電
位差を計測するための電圧測定手段５０が設けられてい
る。すなわち、前記電極切換え器３２は前述したように
送信電極対３０Ａを選択するが、この電極切換え器３２
による選択に同期して当該選択送信電極対３０Ａの両電
極に対し、電圧測定手段５０が切換え接続されるように
なっている。電圧測定手段５０には演算判別手段５２に
接続されており、この演算判別手段５２には電圧測定手
段５０からの計測信号と前記信号処理装置４０から送信
電極対３０Ａへの送信電流値とを入力している。演算判
別手段５２では入力された計測電圧Ｖと送信電流■とか
ら、送信電極対３０Ａの電極間抵抗Ｒ（−Ｖ／Ｉ）を算
出し、これを比較器に送出（図示せず）するようにして
いる。比較器には予め電極が腐食した場合に相当する基
準抵抗Ｒ８が設定閾値として入力されており、入力され
た電極間抵抗Ｒとの比較を行なう。そして、検出抵抗Ｒ
が基準抵抗Ｒ８を越えた時に（Ｒ＞　Ｒ８）比抵抗測定
用電極列の交換時期であることを出力表示手段５４に出
力するようにしている。 すなわち、電極腐食検出装置による腐食検出は、第３図
に示すように、電圧測定手段５０によって送信電極対３
０Ａの電極間電圧を計測しくステップ１００）、演算判
別手段５２に取込まれた送信電流とによって電極間抵抗
を算出する（ステップ）。そして（ステップ１１０）、
この算出した電極間抵抗Ｒと設定されている基準抵抗Ｒ
８との比較をなしくステップ１２ｏ）、電極間抵抗Ｒが
基準抵抗Ｒ８を越えていると判定されたときに警告出力
をなすのである（ステップ１３ｏ）。基準抵抗Ｒ，以下
の場合にはステップ１００に戻り、電圧計測を継続する
。 このように構成された電極腐食検出装置および方法によ
れば、地山の崩壊や障害物の探査を行な０ うと同時に、電極の腐食を検出することができ、リアル
タイムに腐食のモニタが可能となる。

【発明の効果】

以」−説明したように、本発明によれば、複数の電極を
配列してなる比抵抗測定用電極列から選択された一対の
電極からなる送信電極対により地中に電流送信をなすと
ともに、他の一対の電極からなる受信電極対によって地
中電圧を計測することにより地中比抵抗分布を求める比
抵抗探査装置に対し、前記送信電極対における両電極間
の電圧をモニタしてその電極間抵抗を算出し、この抵抗
値を予め設定された閾値と比較することにより電極腐食
の判別を行うように構成したので、比抵抗測定用電極列
の電極腐食状態を計測作業を行いつつリアルタイ１１で
検査することができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る電極腐食検出装置を備えた比抵抗
探査装置の構成図、第２図は電極腐食検出の説明模式図
、第３図は腐食検出のフローチャト、第４図は比抵抗探
査装置のシールドマシンへの取りイ」け状態を示す側面
図、第５図はタイポール電極列による比抵抗測定の説明
図である。 １０・・・・シールドマシン、３０・・・・・比抵抗測
定用電極列、３０Ａ・・・・・・送信電極対、３０Ｂ・
・・・・受信電極対、３２・・・・・電極切換え器、４
０・・・・・・信−シ処理装置、５０・・・・電圧測定
手段、５２・・・・演算判別手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、複数の電極を配列してなる比抵抗測定用電極列か
   ら選択された一対の電極からなる送信電極対により地中
   に電流送信をなすとともに、他の一対の電極からなる受
   信電極対によって地中電圧を計測することにより地中比
   抵抗分布を求める比抵抗探査装置の電極腐食の検出方法
   であって、前記送信電極対における両電極間の電圧をモ
   ニタしてその電極間抵抗を算出し、この抵抗値を予め設
   定された閾値と比較することにより電極腐食の判別を行
   うことを特徴とする比抵抗探査装置の電極腐食検出方法
   。 ２）、複数の電極を配列してなる比抵抗測定用電極列と
   、この比抵抗測定用電極列から定電流源に接続される送
   信電極対と電圧計に接続される受信電極対とを切換える
   電極切換え器と、前記受信電極対の計測信号を入力して
   比抵抗を算出する信号処理部とを備えてなる比抵抗探査
   装置に対し、前記電極切換え器により選択された送信電
   極対の各電極間電圧の測定手段を設け、この電圧測定手
   段の計測信号を入力することにより電極間抵抗を算出し
   予め設定された閾値との比較により電極腐食判別の出力
   をなす判別手段を設けたことを特徴とする比抵抗探査装
   置の電極腐食検出装置。