JPH04153497A - Method and apparatus for guiding shield excavator - Google Patents
Method and apparatus for guiding shield excavatorInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は地中を掘進するシールド掘進機の位置を立坑
より検出して、シールド掘進機を誘導するシールI・掘
進機の誘導方法及び誘導装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) This invention provides a method and guide for guiding a shield tunneling machine by detecting the position of a shield tunneling machine digging underground from a shaft and guiding the shield tunneling machine. Regarding equipment.
(従来の技術)
従来シールド掘進機によりl・ンネルを掘削ずfつ)
る場合、シールド掘進機が計画線に沿って精度よ(掘進
しているかを計測する必要がある。(Prior Art) When excavating l/f tunnels using a conventional shield excavator, it is necessary to measure whether the shield excavator is accurately excavating along a planned line.
従来ではこの計測をシールド掘進機の後方に設置した泪
測装置を使用して、目視やレーリ′光などを使用して光
学的に測定したり、地−にからシールド掘進機へ曲りで
ポーリングを行うごとにより、シールド掘進機の位置を
nイ「認していた。Conventionally, this measurement has been carried out using a measurement device installed at the rear of the shield excavator, and optically measured visually or using Rayleigh light, or by polling from the ground to the shield excavator by bending. Every time I did it, I knew the location of the shield tunneling machine.
しかし前者のシールド掘進機の後方よりLI視や光学的
に測定する方法では、長距離を掘進する場合+ ;j’
l測毎に誤差が累積されるため測定精度が悪い欠点があ
る。However, with the former method of LI viewing or optical measurement from the rear of the shield excavator, when excavating a long distance + ;j'
This method has the disadvantage of poor measurement accuracy because errors are accumulated every measurement.
また後者のポーリングによりシールド掘進機の位置を確
認する方法では、地上に建築構造物があったり、大深度
の場合9位置の計測が困難となる欠点があった。In addition, the latter method of confirming the position of the shield excavator by polling has the disadvantage that it is difficult to measure nine positions when there are architectural structures on the ground or at great depths.
一ヒ記欠点を改善するため、地中を掘進するシルト掘進
機へ向LJて立坑より地中へパイロット管を推進さ−U
、このパイロット管内に設けた受信センサによりシール
ド掘進機の位置を計測する計測装置も例えば特願平2−
05921.3号などで出願されている。In order to improve the shortcomings mentioned above, a pilot pipe was propelled underground from the vertical shaft toward the silt excavator that excavates underground.
For example, a measuring device for measuring the position of the shield tunneling machine using a receiving sensor installed in the pilot pipe is disclosed in Japanese Patent Application No.
No. 05921.3 has been filed.
(発明が解決しようとする課題)
しかし上記計測装置では、シールド掘進機よりパイロッ
ト管までの距離は、シールド掘進機及びパイロット管の
双方より測定して決定しているため、双方の測定誤差が
測定値に影響を及ばずことになり、測定精度が悪いなど
の不具合があった。(Problem to be solved by the invention) However, in the above measuring device, the distance from the shield tunneling machine to the pilot pipe is determined by measuring from both the shield tunneling machine and the pilot pipe, so the measurement error of both is measured. This resulted in problems such as poor measurement accuracy without affecting the value.
この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもので
、シールド掘進機の位置計測精度を向」ニさせることに
より、計画線に沿って正確にシールド掘進機を誘導でき
るようにしたシールド掘進機の誘導方法及び誘導装置を
提供しようとするものである。This invention was made for the purpose of improving the above-mentioned problems, and by improving the position measurement accuracy of the shield tunneling machine, it is possible to accurately guide the shield tunneling machine along the planned line. The present invention aims to provide a guidance method and a guidance device.
(課題を解決するだめの手段及び作用)この発明は」1
記目的を達成するために、地中を掘進するシールド掘進
機へ向iJて到達立坑よりパイロット管を1什進させ、
シールド掘進機に設けた電磁波レーダによりシールド掘
進機よりバイロッ]・管までのZ軸方向の距離を計測し
またパイロット管内に設置したX軸及びY軸検出用受信
センサによりシールド掘進機のX輔及びY軸方向の位置
を検出し、かつ得られた位置データ及び距離データをも
とにシールド掘進機の現在位置を検出することにより、
シールド掘進機を計画線に沿って到達立坑まで誘導する
3Lうにしたものである。(Means and effects for solving the problem) This invention is "1"
In order to achieve this purpose, the pilot pipe is advanced one step from the reaching shaft toward the shield excavator that excavates underground.
The electromagnetic wave radar installed in the shield tunneling machine measures the distance in the Z-axis direction from the shield tunneling machine to the pilot pipe, and the receiving sensor for X-axis and Y-axis detection installed in the pilot pipe measures the distance between the shield tunneling machine and the pilot pipe. By detecting the position in the Y-axis direction and detecting the current position of the shield excavator based on the obtained position data and distance data,
This is a 3L system that guides the shield tunneling machine along the planned line to the reaching shaft.
これによってシールド掘進機及びパイロット管の双方よ
り距離を1jlll定する場合に比べて双方の誤差が加
算されることがないため、測定精度が向」ニし、これに
よって計画線に沿ってシールド掘進機を正確に誘導する
ことができる。As a result, compared to the case where the distance is determined by 1 jllll from both the shield tunneling machine and the pilot pipe, the errors of both are not added, so the measurement accuracy is improved. can be guided accurately.
また電磁波レーダによりパイロット管を6イr認しなか
ら掘進できるため、万一シールド掘進機が計画線からは
ずれた場合ばバイI−1ν1・管が確認不能になること
により直しにわかる。In addition, since it is possible to excavate without checking the pilot tube using electromagnetic wave radar, if the shield tunneling machine deviates from the planned line, it will be immediately known because the bi-I-1v1 pipe becomes impossible to confirm.
(実施例)
この発明の一実施例を図面を参照して詳ice −Jる
。(Example) An example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図において1は図示しない発進立坑より到達立坑2へ同
番ノて地中を掘進するシールド掘進機で、先端部にカッ
クヘッド3を有しており1 このカッタヘント3で掘削
された土砂は、シールド掘進機1内へ取込まれた後2図
示しない土砂搬送装置によりシールド掘進機1の後方へ
搬出される。In the figure, 1 is a shield excavator that excavates underground from a starting shaft (not shown) to a reaching shaft 2 with the same number, and has a cut head 3 at the tip. After being taken into the machine 1, it is carried out to the rear of the shield excavator 1 by an earth and sand conveying device (not shown).
また4ば」1記シールド掘進機lの上部に設置された送
信アンテナで、シールド掘進機1のX軸(掘進方向と水
平方向に交差する軸)方向の位置を検出するだめの磁界
を発生ずる送信コイル4aと、シールド掘進機1のY軸
(掘進方向に平行する軸)方向の位置を検出するための
磁界を発生ずる送信コイル4bが格子状となるように配
置されていて、これら送信コイル4a。In addition, the transmitting antenna installed on the top of the shield tunneling machine 1 generates a magnetic field for detecting the position of the shield tunneling machine 1 in the X-axis direction (the axis that intersects the excavation direction horizontally). A transmitting coil 4a and a transmitting coil 4b that generates a magnetic field for detecting the position of the shield excavator 1 in the Y-axis direction (an axis parallel to the excavation direction) are arranged in a grid pattern. 4a.
4bには位置検出時、交流型rX5より図示しないスイ
ッチング回路を介して電流が流されるようになっている
。When detecting the position, current is passed through the AC type rX5 through a switching circuit (not shown) to 4b.
一方上記送信アンテナ4の前側には、到達立坑2よりシ
ールド掘進機1の上方へ向けて推進されたパイロット管
へ電磁波を発進して、シールド掘進機1からバイ1コツ
ト簀8までの距離I。On the other hand, on the front side of the transmitting antenna 4, an electromagnetic wave is emitted from the reaching shaft 2 to a pilot tube propelled upwards of the shield excavator 1 to measure the distance I from the shield excavator 1 to the bi-1 cage 8.
を測定する電磁波レーダ6が設置されている。An electromagnetic wave radar 6 is installed to measure .
上記電磁波レーダ6にはコントローラ7を介してコンピ
ュータ9が接続されてい゛ζ、電磁波レーダ6が受信し
たパイロン1〜管8からの反則波から、シールド1屈進
[1よりパイロット管8までのZ軸方向の距離I7を算
出するようになっている。A computer 9 is connected to the electromagnetic wave radar 6 via a controller 7, and from the counter waves received by the electromagnetic wave radar 6 from the pylons 1 to the tubes 8, the deflection of the shield 1 [Z from 1 to the pilot tube 8] An axial distance I7 is calculated.
またシールド掘進機1の上方に達したバイ1コント管8
内にばX軸検出用受信センサ10及びY軸検出用受信セ
ンサ11が移動自在に設置されている。Also, the bi-1 control tube 8 reached above the shield tunneling machine 1.
Inside, an X-axis detection receiving sensor 10 and a Y-axis detection receiving sensor 11 are movably installed.
」二記各受信センザ10.11ばそれぞれ中心軸が互に
直交するように糾合された一対、計4 (11,1のコ
イル10a ]Ob、lla、llbより+14成さ
れていて、X軸検出用受信センザ】0は送信コイル4a
より発射られる電磁波を、そしてY軸検出用受信センサ
11は送信コイル4bより発射られる電磁波をそれぞれ
受信するよう位相を90°ずらして設置されている。2. Each of the receiving sensors 10 and 11 is made up of a total of 4 (coils 10a of 11, 1) Ob, lla, llb, a pair of which are assembled so that their central axes are perpendicular to each other, and X-axis detection. Receiving sensor] 0 is transmitting coil 4a
The Y-axis detection receiving sensor 11 is installed with a phase shift of 90° so as to receive the electromagnetic waves emitted from the transmitting coil 4b, and the Y-axis detection receiving sensor 11 receives the electromagnetic waves emitted from the transmitting coil 4b.
」1記X軸検出用受信センサ10及びY軸検出用受信セ
ンサ11は、パイロット管8内に設置されたアイソレー
ションアンプ12及びリード線15を介して到達立坑2
内に設置されたロックインアンプ13にそれぞれ接続さ
れ、各ロックインアンプ13はコンピュータ14に接続
されている。1. The receiving sensor 10 for X-axis detection and the receiving sensor 11 for Y-axis detection are connected to the vertical shaft 2 via an isolation amplifier 12 installed in the pilot pipe 8 and a lead wire 15.
Each lock-in amplifier 13 is connected to a computer 14.
次に地中を掘進するシールド掘進機1の誘導方法を説明
すると、シールド掘進機1を誘導するに当って、まず到
達立坑2よりシールド掘進機1の上方へ曲りでパイロン
I・管8をI11進させパイロン]・管8がシールド掘
進機1の上方に達したら1 シールド掘進機1の上部に
設けた送信コイル4に順次電流を流して送信コイル4a
及び送信コイル4bより磁界を発生させ、これら磁界を
パイロット管8内に設置したX軸検出用受信センサ10
及びY軸検出用受信センサ11により受信して、そのデ
ータを到達立坑2のロックインアンプ13を介してマイ
クロコンピュータ14へ送る。Next, to explain the method of guiding the shield tunneling machine 1 that excavates underground, in guiding the shield tunneling machine 1, first bend the shield tunneling machine 1 upward from the reaching shaft 2 to connect the pylon I/pipe 8 to the I11. advance the pylon] - When the tube 8 reaches above the shield excavator 1, 1. Sequentially apply current to the transmitting coil 4 installed on the upper part of the shield excavator 1, and the transmitting coil 4a
and a receiving sensor 10 for X-axis detection that generates a magnetic field from the transmitting coil 4b and installs these magnetic fields in the pilot tube 8.
and is received by the receiving sensor 11 for Y-axis detection, and the data is sent to the microcomputer 14 via the lock-in amplifier 13 of the arrival shaft 2.
また同時にシールド掘進機1−.1:部の電磁波レーダ
6よりパイロット管8へ向Lノて電磁波を発射してパイ
ロン1〜管8より反射してくるまでの時間りを測定し、
得られた時間りよりマイクロコンピュータ9が次式によ
りシールド掘進機1よりパイロット管8までのZ軸方向
の距Fill Lを算出し、このデータをコンピュータ
】4へ送る。At the same time, shield tunneling machine 1-. 1: Emit an electromagnetic wave from the electromagnetic wave radar 6 towards the pilot tube 8 and measure the time it takes for it to be reflected from the pylon 1 to the tube 8,
Based on the obtained time, the microcomputer 9 calculates the distance Fill L in the Z-axis direction from the shield tunneling machine 1 to the pilot pipe 8 using the following formula, and sends this data to the computer 4.
C L = 2 °σ °゛ なおCば光速、ε、は地山の比誘電率である。C L = 2 °σ °゛ Note that C is the speed of light, and ε is the dielectric constant of the earth.
X!1IIII検出用受信センザ10及セン軸検出用受
信センサ11よりコンピュータ14へ送られたデータ及
びコンピュータ9より送られた距^1117のデータを
もとにコントロ−ラ14は シールド掘進機1のX、Y
軸方向及びZ軸方向の位置を算出する。X! Based on the data sent to the computer 14 from the reception sensor 10 for 1III detection and the reception sensor 11 for sensor axis detection, and the distance ^1117 data sent from the computer 9, the controller 14 determines the X of the shield excavator 1. Y
Calculate the position in the axial direction and Z-axis direction.
またシールド掘進機1の掘進とともにバイ1コト管8内
のX軸検出用受信センサ10及びY軸検出用受信センサ
11は、シールド掘進機1に追従するように移動させて
シールド掘進機1の位置を測定し、掘進方向の修正を行
うごとにより(q )
シールド掘進機1を計画線に沿って正確に誘導すること
ができるようになる。In addition, as the shield excavator 1 excavates, the X-axis detection receiving sensor 10 and the Y-axis detection receiving sensor 11 in the bi-1 control pipe 8 are moved to follow the shield excavator 1 and position the shield excavator 1. By measuring and correcting the excavation direction (q), it becomes possible to accurately guide the shield excavator 1 along the planned line.
(発明の効果)
この発明は以」二詳述したように地中を掘進中のシール
ド掘進機に向けて到達立坑よりパイロット管を推進さゼ
1 シールド掘進機に設けた電磁波レーダによりシール
ド掘進機及びパイロット管までのZ軸方向の距離を1測
すると同時にパイロット管内に設置したX軸及びY軸検
出用受信センザによりシールド掘進機のX輔及びY軸方
向の位置を検出し、得られたデータをもとにシールド掘
進機の現在位置を検出してシールド掘進機を計画線に沿
って誘導するようにしたことから、従来のシールド掘進
機からパイしIント管までの距離を双方より計測してい
たものに比べて測定精度が格段に向上するため、シール
ド掘進機を計画線に沿って正確に誘導することができる
。(Effects of the Invention) As described in detail below, the pilot pipe is propelled from the reaching shaft toward the shield tunneling machine that is digging underground. At the same time, the distance in the Z-axis direction to the pilot pipe is measured, and at the same time, the position of the shield tunneling machine in the X-axis and Y-axis directions is detected by the receiving sensor for detecting the Since the current position of the shield tunneling machine is detected based on the current position of the shield tunneling machine and the shield tunneling machine is guided along the planned line, the distance from the conventional shield tunneling machine to the piping pipe can be measured from both sides. Since the measurement accuracy is significantly improved compared to the previous method, it is possible to accurately guide the shield tunneling machine along the planned line.
またシールド掘i!!機内よりパイロン]・管までの距
離を計測し、またバイロフト管よりシールド掘進機の位
置を検出するため、地」二建築物の有無に関係なく、ま
た大深度であっても測定が可能である。Shield digging again! ! Because it measures the distance from inside the machine to the pylon pipe and detects the position of the shield excavator from the biloft pipe, measurements are possible regardless of the presence or absence of buildings on the ground, even at great depths. .
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は誘導状態を
示す斜視図、第2図は送信アンテリ′と受信センサの関
係を示す斜視図である。
1・・・シールド掘進機
4・・・送信アンテナ
8 ・・・ バ イ Iコ ッ ト 管10・・
・X軸検出用受信センサ
11・・・Y軸検出用受信センサ
2・・・到達立坑
6・・・電磁波レーダ
特許出願人 株式会社小松製作所
代理人 (弁理士)松 澤 統
(ほか1名)The drawings show an embodiment of the present invention, with FIG. 1 being a perspective view showing the guiding state, and FIG. 2 being a perspective view showing the relationship between the transmitting antenna' and the receiving sensor. 1...Shield excavator 4...Transmitting antenna 8...By I cot pipe 10...
・X-axis detection receiving sensor 11... Y-axis detection receiving sensor 2... Reaching shaft 6... Electromagnetic wave radar patent applicant Komatsu Ltd. Representative (patent attorney) Osamu Matsuzawa (and one other person)
Claims (2)
坑2よりパイロット管8を推進させ、シールド掘進機1
に設けた電磁波レーダ6によりシールド掘進機1よりパ
イロット管8までのZ軸方向の距離Lを計測し、またパ
イロット管8内に設置したX軸及びY軸検出用受信セン
サ10、11によりシールド掘進機1のX軸及びY軸方
向の位置を検出し、かつ得られた位置データ及び距離デ
ータをもとにシールド掘進機1の現在位置を検出するこ
とにより、シールド掘進機1を計画線に沿って到達立坑
まで誘導することを特徴とするシールド掘進機の誘導方
法。(1) The pilot pipe 8 is propelled from the reaching shaft 2 towards the shield excavator 1 that excavates underground, and the shield excavator 1
The distance L in the Z-axis direction from the shield excavator 1 to the pilot pipe 8 is measured by the electromagnetic wave radar 6 installed in By detecting the position of the machine 1 in the X-axis and Y-axis directions and detecting the current position of the shield machine 1 based on the obtained position data and distance data, the shield machine 1 can be moved along the planned line. A method for guiding a shield excavator, characterized by guiding the shield excavator to a reaching shaft.
つ地中へ磁界を発生する送信アンテナ4と、到達立坑2
よりシールド掘進機1へ向けて推進されたパイロット管
8内に移動自在に設置され、上記送信コイル4より発せ
られる磁界よりシールド掘進機1のX軸及びY軸方向の
位置を検出するX軸及びY軸検出用受信センサ10、1
1と、シールド掘進機1に設置され、かつパイロット管
8へ向けて電磁波を発射することにより、シールド掘進
機1よりパイロット管8までのZ軸方向の距離Lを計測
する電磁波レーダ6と、上記受信センサ10、11及び
電磁波レーダ6が検出したデータをもとにシールド掘進
機1の現在位置を検出する演算装置を具備してなるシー
ルド掘進機の誘導装置。(2) A transmitting antenna 4 that is installed on the shield excavator 1 that excavates underground and generates a magnetic field underground, and a reaching shaft 2
An X-axis and Receiving sensor 10, 1 for Y-axis detection
1, an electromagnetic wave radar 6 that is installed in the shield excavator 1 and measures the distance L in the Z-axis direction from the shield excavator 1 to the pilot tube 8 by emitting electromagnetic waves toward the pilot tube 8; A guidance device for a shield tunneling machine comprising a calculation device that detects the current position of the shield tunneling machine 1 based on data detected by reception sensors 10 and 11 and an electromagnetic wave radar 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2275252A JPH04153497A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Method and apparatus for guiding shield excavator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2275252A JPH04153497A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Method and apparatus for guiding shield excavator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04153497A true JPH04153497A (en) | 1992-05-26 |
Family
ID=17552819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2275252A Pending JPH04153497A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Method and apparatus for guiding shield excavator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04153497A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017073946A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 주식회사 추진기술 | Direction control device for tunnel boring machine |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2275252A patent/JPH04153497A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017073946A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 주식회사 추진기술 | Direction control device for tunnel boring machine |
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