JPH03260280A - シールド掘進機の位置検出装置 - 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） この発明は地中で接合するシールド掘進機の相対位置を
検出するシールド掘進機の位置検出装置に関する。

（従来の技術） 従来シールド掘進機でトンネルを掘削する場合１発進立
坑より到達立坑へ向けてシールド掘進機を推進させなが
ら掘削するが、海底にトンネルを掘削するような場合、
立坑を多く設置することができないことから、１基のシ
ールド掘進機の掘削距離を短くする目的でトンネルの両
方向からトンネルを掘削し、トンネルの途中で各シール
ド掘進機を接合してトンネルを貫通させるシールド工法
がよく用いられる。

上記のようなシールド工法では、各シールド掘進機が計
画線に沿って正確にトンネルを掘削しないとシールド掘
進機がトンネルの途中で対峙したとき、各シールド掘進
機を接合することが困難となる。

このため従来ではシールド掘進機が掘削したトンネル内
からトランシフトなどの測定器を使用して目視によりシ
ールド掘進機の位置を測定したり、レーザ光をシールド
掘進機に設けたターゲットに照射してシールド掘進機の
位置を測定していた。

（発明が解決しようとする課Ｉ！り しかしトランシット等による測定では掘削されたトンネ
ルが屈曲しているような場合、測定点を多く持つ必要が
あるため、リアルタイムで計測することができず、実用
的でないなどの不具合がある。

またレーザ光などを使用した測定でも、トンネルが屈曲
している場合、シールド掘進機と計画線のずれを複数個
所で測定し、得られた値をもとにシールド掘進機の位置
を算出するなどの処理が必要なため、測定に手数がかか
ると共に。

この間トンネルの掘削ができず、掘削能率が低下する不
具合があった。

しかも何れの方法も計画線に対しての位置は測定できて
も、対峙する２基のシールド掘進機の相対位置は検出で
きない不具合があった。

この発明は上記不具合を改善するためになされたもので
、地中で対峙するシールド掘進機の相対位置が検出でき
るようにしたシールド掘進機の位置検出装置を徒供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は上記
目的を達成するために１　トンネルの両方向より掘削し
て、トンネルの途中で対峙した２基のシールド掘進機の
一方より他方のシールド掘進機へ向けてパイロット管を
推進させ、かつ他方のシールド掘進機に設けた送信装置
より発せられる磁界を上記パイロット管内に設けた受信
センサで検出することにより１両シールド掘進機の相対
位置を検出するようにしたもので２両シールド掘進機の
相対位置に応じて修正掘削を行うことにより２両シール
ド掘進機が地中で精度よく接合できるようにしたちので
ある。

（実施例） この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

図において１，１′はトンネルの両方向より掘進して、
トンネルの途中で互に対峙した２基のシールド掘進機を
示すもので、先端に前方の切羽を掘削するカッタヘッド
２が設けられている。

また先着したシールド掘進機１側にはカッタヘッド２の
後方に位置して推進装置３が設置されており、この推進
装置３により先端にパイロットヘッド４が装着されたス
テンレス管などの非磁性体よりなるパイロット管５が後
着したシールド掘進機１′へ向けて推進されるようにな
っていると共に、後着側のシールド掘進機１′のカンタ
ヘッド２前面には送信装置６が設けられている。

上記送信装置６は第４図に示すように長方形に折曲げた
送信コイル６ａ、６ｂを横軸（Ｘ軸）と縦軸（Ｙ軸）に
沿って複数個重ね合せたもので、交流電源を印加するこ
とにより９第５図に示すようにカッタヘッド２の前面よ
り前方へ磁界を発生するようになっている。

一方パイロフト管５の先端に装着されたパイロットヘッ
ド４内には、第３図に示すように２個のコイル８ａ、８
ｂの軸線が互に直交するように組合された受信センサ８
が位相を変えて２個所に設置され、これら受信センサ８
によりＸ軸方向に設けられた送信コイル６ａ及びＹ軸方
向に設けられた送信コイル６ｂより発せられる磁界を受
信するようになっている。

次にトンネルの途中で対峙するシールド掘進機１．１′
の相対位置を検出する方法を説明すると、先着シールド
掘進機１と後着シールド掘進機１°が接合点に達して互
に第１図に示すように対峙したら、先着シールド掘進Ｉ
ｌｌ側より後着シールド掘進機１′の送信装置６へ向け
て先着シールド掘進機ｌの機軸（またはトンネル基ｖＡ
）と平行するようパイロット管５を推進させ、カッタヘ
ッド２の前面にパイロットヘッド４を当接させる。

この状態で送信装置６の送信コイル６ａ、６ｂをＸ軸及
びＹ軸と一致するようにカッタへフド２を停止させた状
態で送信コイル６ａ、６ｂに交流電源を印加して、送信
コイル５ａ、５ｂより磁界を発生させ、この磁界をパイ
ロットへラド４内に設けられた受信センサ８により第６
図に示す検出点１．検出点２０２個所で検出する。

いまトンネル基線とシールド掘進機１の機軸が一致して
いるものと仮定して互のシールド掘進機１．１′のＸ軸
方向のずれと角度を検出する場合、後着シールド掘進機
１′のカッタヘッド２前面における機軸のずれεＸ及び
角度θＸは。

ここで　Ｘ　３　＝　Ｘ　１　　ａｓｉｎθＸなお　ａ
：パイロットヘンド４の先端から受信センサ８までの距
離 ｂ：機軸とパイロット管５の軸線との距離 △！×：検出点１，２の距離 Ｘｌ：検出点１のＸ座標（検出値） Ｘ２：検出点２のＸ座標（検出値） 以下同様にしてＹ軸方向のずれも検出して３次元的に両
シールド掘進機１，１′の機軸のずれを検出することに
より１両シールド掘進Ｉｌｌ。

１′の相対位置関係を算出することができる。

以上はシールド掘進ＩＩＩ’の機軸とトンネル基線が一
致している場合の位置検出であるが。

第７図に示すようにシールド掘進１！１．１’の機軸Ｉ
、■と基線１．Ｉｔがずれている場合は５次のようにし
て位置を検出する。

ａ：パイロットヘッド先端から受信センサまでの距離 ｂ：基線■とパイロット管打設軸との距離△ＩＸ：検出
点１，２の距離 Ｘｌ：検出点ＩのＸ座標（検出値） Ｘ２：検出点２のＸ座標（検出値） １：パイロット管打設距離 θｌ：ｌ：基線機軸Ｉとの傾き角 θ２：基線■と機軸■との傾き角 θ３：基線Ｉと基線■との傾き角 θ４：機軸Ｉと機軸■との傾き角 ｄｌ：先着シールドカッタヘッド前面における基＆Ｉｒ
と機軸■のずれ ｄ２：後着シールドカンタヘッド前面における基線■と
機軸■のずれ ｄ３：後着シールドカンタヘッド前面における基線■と
基線■のずれ ｄ４：機軸Ｉ、ＩＩのずれ θＸ　：基線■と機軸■との傾き角 εＸ　：後着シールドカッタヘッド前面における基線■
と機軸■のずれ 位置検出のために最終的に求めたい数値を。

θ３．ｄ３．　　θ４．ｄ４とする。

ａは既知、ｂ、θ１．θ２．ｄｌ、ｄ２は各シールド側
からの測量で求める。

また、１．△ｌｘは打設パイロット管の測定より求める
。

第７図において △Ｘ＝Ｘ２−ＸＩとすると また ｃｏｓ　θＸ ＋Ｘ３ ここで Ｘ　　３　　＝Ｘ　　１　−ａｓｉｎ　θＸθ３は θ４は ｄ３は ｄ４は θ　３　＝　θχ　−θ　２ θ　４−　θＫ　−θ　１ ｄ３＝　　ε　χ　−ｄ２ （ｂ　　　Ｘ３）ｃｏｓθ　４ （発明の効果） この発明は以上詳述したように、トンネルの両方向より
掘削を開始してトンネルの途中で２基のシールド掘進機
が地中で対峙したら、一方のシールド掘進機より他方の
シールド掘進機へ向けてパイロット管を推進させて、他
方のシールド掘進機に設けた送信装置より発せられる磁
界を、パイロット管内に設けた受信センサにより受信す
ることにより１両シールド掘進機の相対位置を検出する
ようにしたもので、従来のトンネル内からシールド掘進
機の位置を測定するものに比べてシールド掘進機の相対
位置が検出できるため、得られた測定値をもとに補正す
ることにより２両シールド掘進機を高精度で接合するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は対峙したシ
ールド掘進機の断面図、第２図は一方のシールド掘進機
の正面図、第３図はパイロットヘッド内の受信センサの
斜視図、第４図は送信コイルの拡大図、第５図、第６図
及び第７図は作用説明図である。 １．１′・・・シールド掘進機 ５・・・パイロット管　　６・・・送信装置８・・・受
信センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トンネルの両方向より掘削して、トンネルの途中で対
   峙した２基のシールド掘進機１、１′の一方１より他方
   のシールド掘進機１′へ向けてパイロット管５を推進さ
   せ、かつ他方のシールド掘進機１′に設けた送信装置６
   より発せられる磁界を上記パイロット管５内に設けた受
   信センサ８で検出することにより、両シールド掘進機１
   、１′の相対位置を検出することを特徴とするシールド
   掘進機の位置検出装置。