JPH0444072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明はシールド掘進機でもつて掘削される
掘削孔位置の検出方法に関し、特に掘削孔同士や
掘削孔と発進立坑とを一致させる場合などに適用
できる掘削孔位置の検出方法に関する。

≪従来の技術≫ 周知のようにトンネルの掘削方法の一種とし
て、シールド掘進機による方法があり、例えば湾
内を横切つて海底トンネルを構築する場合には、
施行能率、工期などを考慮して、両端から相互に
近接するようにして同時進行の掘削が行なわれ
る。

この場合、両側から掘り進んだ掘削孔を、所定
の個所で相互に一致させる必要がある。

そこで、従来は以下のような手段で相互位置を
検出していた。

まず、両端からシールド掘進機の発進立坑を基
準として、これか掘削する掘削孔で個別にジヤイ
ロ、トランシツトなどにより方向、距離を測定
し、設定された計画基準線に一致させることで、
掘削孔間の相互位置を求めていた。

他の方法としては、計画基準線上の海面にボー
リング船を航行させ、この船上から探査用の垂直
ボーリングを各掘削孔に向けて掘削する方法も採
用されていた。

≪発明が解決しようとする問題点≫ 上記各掘削孔で個別にその位置を測定する方法
では、測定誤差の重畳があつて、相互に一致させ
ることが難しい。

また、ボーリング船による方法では、掘削孔の
位置自体は比較的高精度に検出できるが、ボーリ
ング船の位置も測定しなければならないため、全
体としての検出精度が低下するとともに、ボーリ
ング船が他の船舶の航行上の障害となつたり、あ
るいはボーリング船が高価なため、検出費用が嵩
張るという問題があつた。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、比
較的簡単な手段により高精度且つ容易に掘削孔の
位置が検出できる方法を提供することにある。

≪問題点を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、この発明は、スリ
ツト孔が設けられた導電性のカツター面を有する
シールド掘進機で掘削形成される掘削孔の位置を
検出する方法において、該シールド掘進機を軌道
軸修正可能な距離で停止するとともに、該掘削孔
の切羽面に向けて他の掘削孔や立坑から水平ボー
リング孔を掘削した後、該ボーリング孔内に磁気
センサーを装着した検出棒を挿入して該磁気セン
サーを該シールド掘進機のカツター面に対向さ
せ、該カツター面を回転させることでこれと該磁
気センサーの相互位置を検知し、これにより該掘
削孔の位置を検出することを特徴とする。

≪実施例および作用≫ 以下、この発明の好適な実施例について添附図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図から第３図は、この発明に係る掘削孔位
置の検出方法の一実施例を示している。

同図に示す検出方法は、第１図に示すように陸
地に入り込んだ湾１０を横切るようにして海底ト
ンネル１２を構築する場合に適用したものであつ
て、トンネル１２の掘削は２台のシールド掘進機
を使用して行なわれ、トンネル計画線が陸地に当
たる場所に、それぞれシールド掘進機の発進立坑
１４，１４が設けられ、発進立坑１４，１４から
相互に近接するようにして掘削が行なわれ、両端
から掘り進められた２本の掘削孔１２ａ，１２ｂ
を海底下で接合する。

双方の掘削孔１２ａ，１２ｂは、シールド掘進
機の軌道修正が可能な距離ｌまで掘削したＡ，Ｂ
地点で掘進をそれぞれ停止する。

この距離ｌはシールド掘進機の型式や直径およ
びズレの大きさなどで決まるが、概ね50ｍ程度で
あつて、この距離の測定では余り厳密な精度が必
要でないから、従来から行なわれていたジヤイ
ロ、トランシツトとなどを用い、発進立坑１４，
１４を基準として、トンネル１２の計画線にプロ
ツトすればよい。

しかる後、一方の掘削孔１２ａの切羽面から他
方の掘削孔１２ｂの切羽面１６に向けて水平ボー
リング孔１８を掘削しながら、孔１８内にパイプ
２０を挿入する。

ボーリング孔１８はシールド掘進機の内部から
行なわれ、このための開口を掘進機のカツタービ
ツトに設けておき、これによりボーリング孔１８
の位置は、一方の掘削孔１２ａの掘削面に対して
特定される。

切羽面１６にボーリング孔１８が達すると、パ
イプ２０内に、先端部に磁気センサー２２を装着
した検出棒２４を挿入する。

ここで、検出棒２４は非金属部材とすることが
望ましいが、金属材料であつてもよく、この場合
には磁気センサー２２は、非金属材２６を介して
検出棒２４に装着する（第２図Ａ参照）。

磁気センサー２２は、上記パイプ２０から少く
とも150mm以上突出し、他方のトンネル１２ｂの
シールド掘進機２８のカツタービツト３０から約
300mm程度離れた位置にあるようにしてカツター
面３２に対向させるが、このためにパイプ２０内
に検出棒２４を挿入する前に、距離ｌの正確な測
定を行なうことが望ましい。

シールド掘進機２８のカツター面３２は、通常
高透磁率材料である鋼などで作られており、その
面上には第２図Ｂに一例を示すように、掘削した
土砂の取込用スリツト孔３４、メインビツト３０
ａ、先行ビツト３０ｂなどが設けられており、ス
リツト孔３４の開口位置やビツト３０ａ，３０ｂ
の突設個所および突出高などは各種各様のものが
提供されている。

しかし、ビツト３０は、カツター面３２から必
ず突出し、且つ空〓状のスリツト孔３４も必ず備
えている。また、シールド掘進機２８のカツター
面３２には、カツタービツト３０よりも高さの低
い位置決め原点用の磁性片３６が、位置を正確に
求めた状態で、中心から放射状に所定のピツチで
複数個固着されている。

上記磁気センサー２２の一例を第３図に示す。

同図に示すセンサー２２は、検知部２２１、信
号変換部２２２、出力部２２３から概略構成さ
れ、検知部２２１は、Ｌ−Ｃの発振回路２２１ａ
と、巻線の施されたフエライトコア２２１ｂとか
なり、また、信号変換部２２２は、検波回路２２
２ａとサイリスタ駆動回路２２２ｂとを有してい
る。

センサー２２の基本動作原理を簡単に説明する
と、上記フエライトコア２２１ｂから検知方向に
対して高周波の磁界が出ていて、この磁界中に導
電性の近接体Ｘが入ると、近接体Ｘ内に渦電流損
が発生する。渦電流損は近接体Ｘの大きさおよび
フエライトコア２２１ｂとの間隔などに比例して
増減する。

従つて、発振回路２２１ａには等価的に負荷が
接続されているのと同じ状態となり、近接体Ｘと
フエライトコア２２１ｂとの関係に応じて、発振
回路２２１ａのＱが低下し、磁界内に導電性の近
接体が入ると発振が減衰する。

この発振回路２２１ａの発振、減衰状態は、出
力部２２３から高周波信号として取り出され、こ
の出力信号を利用して近接体Ｘを検知することが
できる。

この種の磁気センサー２２は、例えば超音波セ
ンサーのように、掘削に用いられる泥水やカツタ
ー面３２の後方にある土圧隔壁の影響を受けず、
磁鉄鉱の多い土質を除き幅広い土質に対して使用
でき、センサー２２自体も安価である点も現場で
用いるのに適している。

本発明では、ビツト３０、スリツト孔３４、磁
性片３６が磁気センサー２２の磁界を乱すこと
で、磁気センサー２２とカツター面３２の相互位
置を検出するものであつて、シールド掘進機２８
は推進を停止してカツターのみを低速で回転さ
せ、磁気センサー２２に高さの異なるカツタービ
ツト３０や磁性片３６が近接、離間したり、透磁
率の異なるカツター面３２とスリツト孔３４が回
転により所定の時間間隔で交互に近接する状態を
センサー２２で測定し、センサー２２がカツター
面３２のどの部分に位置しているかを検出する。

つまり、磁気センサー２２の出力を例えば記録
器に時間を函数として表示すれば、ビツト３０の
高低によるピーク値や、透磁率変化に伴うピーク
値が表示されたパターンが得られる。これを例え
ば予め測定しておいた磁気センサー２２によるカ
ツター面３２の記録パターンと対比すればセンサ
ー２２がカツター面３２のどの位置にあるかを特
定でき、これにより掘削孔１２ａ，１２ｂの相互
位置が検出される。また、正常な記録パターンと
対比することでビツト３０の折損なども確認でき
る。

なお、シールド掘進機２８の回転は、例えばロ
ータリーエンコーダで測定し、カツター面３２の
回転との相関でセンサー２２の位置を求める。

また、上記実施例で掘削孔１２ａ，１２ｂを一
致させる際には、磁気センサー２２をシールド掘
進機２８の推進に応じて徐々に後退させ、適宜上
述した測定を行ない、センサー２２をガイドとし
て他方の掘削孔１２ｂのみを掘り進めれば、掘削
孔１２ａ，１２ｂ同士をより一層高精度に一致で
きる。

さらに、上記実施例では掘削孔１２ａ，１２ｂ
同士を一致させる場合を例示したが、本発明の実
施はこれに限られず、例えば一方の掘削孔１２ａ
が発進立坑１４であつても適用できる。

≪発明の効果≫ 以上詳細に説明したように、本発明の掘削孔位
置の検出方法によれば、磁気センサーによりシー
ルド掘進機のカツター面の磁気的な変化を測定し
て掘削孔の位置を特定するので、掘削孔位置が高
精度に検出されるとともに、構成も比較的簡単で
あつて、費用も従来と比べて大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の方法の一実施例を
示しており、第１図はトンネル工事の全体説明
図、第２図Ａは磁気センサーとカツター面の位置
関係を示す図、第２図Ｂはカツター面の一例を示
す平面図、第３図は磁気センサーの電気的構成の
ブロツク図である。 １０……湾、１２……海底トンネル、１４……
発進立坑、１６……切羽面、１８……ボーリング
孔、２０……パイプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スリツト孔が設けられた導電性のカツター面
   を有するシールド掘進機で掘削形成される掘削孔
   の位置を検出する方法において、該シールド掘進
   機を軌道軸修正可能な距離で停止するとともに、
   該掘削孔の切羽面に向けて他の掘削孔や立坑から
   水平ボーリング孔を掘削した後、該ボーリング孔
   内に磁気センサーを装着した検出棒を挿入して該
   磁気センサーを該シールド掘進機のカツター面に
   対向させ、該カツター面を回転させることでこれ
   と該磁気センサーの相互位置を検知し、これによ
   り該掘削孔の位置を検出することを特徴とする掘
   削孔位置の検出方法。