JPH05340186A - Tunnel surveying system using wedge prism - Google Patents
Tunnel surveying system using wedge prismInfo
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- JPH05340186A JPH05340186A JP17382092A JP17382092A JPH05340186A JP H05340186 A JPH05340186 A JP H05340186A JP 17382092 A JP17382092 A JP 17382092A JP 17382092 A JP17382092 A JP 17382092A JP H05340186 A JPH05340186 A JP H05340186A
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- wedge prism
- shield machine
- target
- machine
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ウエッジプリズムを用
いた坑内測量に係り、特に曲線部分の掘進管理に適する
坑内測量システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to underground surveying using a wedge prism, and more particularly to an underground surveying system suitable for managing excavation of a curved portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シールドトンネル等において、曲線部分
の掘進管理技術としては、従来次の三つの方式が採られ
ている。2. Description of the Related Art In shield tunnels and the like, the following three methods have been conventionally adopted as the excavation management technology for curved portions.
【０００３】１．通常のトランシットによる測角と、光
波測距儀やテープ等による測距により、セグメントおよ
びシールド機の位置を測量する方式。1. A method of measuring the position of the segment and shield machine by measuring the angle with a normal transit and the distance measurement with a light-wave rangefinder or tape.
【０００４】２．坑内に、測角機能と測距機能とを有し
かつシールド機内に設置したターゲットに対して自動追
従する機能とを有するレーザ照準機を設置する。これら
の機能を有するレーザ照準機によって、レーザ光が通過
可能な範囲でシールド機の位置を常時把握する方式。2. A laser sighting machine having an angle measuring function and a distance measuring function and having a function of automatically following a target installed in a shield machine is installed in a mine. A laser sighting machine with these functions that constantly detects the position of the shield machine within the range where laser light can pass.
【０００５】３．シールド機内にジャイロコンパスを設
置し、シールド機の向きを常時把握して掘進する方式。3. A gyro compass is installed inside the shield machine, and the direction of the shield machine is constantly grasped to excavate.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術は次のような問題がある。However, the above-mentioned prior art has the following problems.
【０００７】前記１．の方式では、曲線施工が進み、ト
ランシットで坑内に設置したスタッフのセンタが視準で
きなくなった時点で、トランシットを盛り換え、坑内に
新たに基準点を設けている。そのため、曲率半径が小さ
くなるほど基準点の盛り換えが多くなり、測量時間が長
くなる問題がある。また、１回の測量時間が長く、坑内
での作業を中止しなければ測量できないため、頻繁には
測量を行えない。そのため、測量から測量までの間は、
掘進方向の確認ができない問題もある。さらに、測量時
に多くの人数を要する問題もある。The above 1. In this method, when the curve construction progresses and the staff center installed in the mine at the pit can no longer collimate, the transit is re-established and a new reference point is set in the pit. Therefore, the smaller the radius of curvature is, the more the reference points are rescaled, resulting in the problem that the surveying time becomes longer. In addition, one surveying time is long, and the surveying cannot be performed frequently because the surveying cannot be performed unless the work in the mine is stopped. Therefore, from surveying to surveying,
There is also a problem that the direction of excavation cannot be confirmed. Furthermore, there is also a problem that a large number of people are required for surveying.
【０００８】前記２．の方式は、レーザ照準機の自動追
従が有効に働く曲線範囲内ではシールド機の位置が常時
把握できる。しかし、レーザ照準機に測角機能，測距機
能，自動追従機能等が備わっていなければならず、全体
的に比較的大きくなる。そのため、シールド断面が小さ
いときには、それらの機能を持ったレーザ照準機自体が
邪魔になり、設置し使用できない場合が生じるという問
題がある。また、人力による測量と同様、シールドトン
ネルの曲線部分が延びて行くに従ってレーザ照準機が自
動追従して行っても、シールド機内に設けられたターゲ
ットにレーザ光が当たらなくなる。そのため、曲率半径
の小さい場合にはレーザ照準機の盛り換えが多くなり、
設置に時間が掛かるという問題もある。The above 2. In this method, the position of the shield machine can always be grasped within the curve range where the automatic tracking of the laser sighting machine works effectively. However, the laser sighting device must be equipped with an angle measuring function, a distance measuring function, an automatic tracking function, etc., which is relatively large overall. Therefore, when the shield cross section is small, there is a problem in that the laser sighting machine itself having these functions interferes and may not be installed and used. Further, like the manual measurement, even if the laser sighting machine automatically follows as the curved portion of the shield tunnel extends, the laser light does not hit the target provided in the shield machine. Therefore, when the radius of curvature is small, the realignment of the laser sighting machine will increase,
Another problem is that it takes time to install.
【０００９】前記３．の方式は、ジャイロコンパスを使
えば、曲線部分は勿論、全施工上の任意の場所におい
て、シールド機の磁北に対する向きを常に把握できる。
しかし、その位置は人力による測量によって毎日確認す
る必要があり、省力化，自動化には向かないという問題
がある。また、ジャイロコンパス自体が大きいため、小
口径のシールド機内に設置することは難しいという問題
もある。さらに、ジャイロコンパスの測角結果の誤差が
大きい問題もある。The above 3. With the method, if a gyro compass is used, the direction of the shield machine with respect to magnetic north can always be grasped not only at the curved portion but also at any place on the entire construction.
However, its position must be confirmed every day by manual measurement, which is not suitable for labor saving and automation. Moreover, since the gyro compass itself is large, it is difficult to install it in a shield machine with a small diameter. Furthermore, there is a problem that the error in the angle measurement result of the gyro compass is large.
【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、省力化，小型化，軽量
化に適し、かつ曲線施工の場合でも、容易に盛り換えお
よびターゲットの連続追跡を行うことができ、しかも測
量回数および測量時間を大幅に削減し得るウエッジプリ
ズムを用いた坑内測量システムを提供しようとするもの
である。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to save labor, reduce size, and reduce weight, and to easily perform refilling and targeting even in the case of curved construction. It is an object of the present invention to provide an underground surveying system using a wedge prism, which can carry out continuous tracking and can significantly reduce the number of surveys and the surveying time.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、見通しの利かないシールドトンネル等に
おいて坑内に設定された後方視準点の前方に、測角機能
を有するレーザ照準機を設置し、レーザ照準機から離れ
たシールド機側の位置に、レーザ照準機から照射される
レーザ光を屈折させかつ屈折されたレーザ光の方向転角
を測定可能なウエッジプリズムに例えば光波測距儀等を
設け、シールド機内に、反射プリズム等を備えたターゲ
ットを設けたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a laser sighting machine having an angle measuring function in front of a rear collimation point set in a mine in a shield tunnel or the like with a poor visibility. Installed at a position on the shield machine side away from the laser aiming machine, a wedge prism capable of refracting the laser light emitted from the laser aiming machine and measuring the turning angle of the refracted laser light, for example, an optical rangefinder Etc., and a target provided with a reflecting prism and the like is provided in the shield machine.
【００１２】また、上記目的を達成するため、本発明は
前記ターゲットとして、前方のターゲットがレーザ光を
透過し、後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の所
望の枚数のターゲットを用いたものである。To achieve the above object, the present invention uses, as the target, a desired number of targets of a type in which a front target transmits laser light and a rear target receives laser light. ..
【００１３】[0013]
【作用】本発明にかかる坑内測量装置では、坑内に設定
された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機と、
このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置された
ウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置のウエ
ッジプリズムに設けられた例えば光波測距儀等と、反射
プリズム等を備えかつシールド機内に設けられたターゲ
ットとを具備している。In the downhole surveying apparatus according to the present invention, a laser sighting device installed in front of the rear collimation point set in the downhole,
A wedge prism installed on the side of the shield machine away from this laser sighting machine, for example, a light-wave rangefinder etc. provided on the wedge prism closest to the shield machine, and a reflection prism etc. are provided inside the shield machine. And a target.
【００１４】前記坑内測量装置によりシールド機の座標
位置を把握するには、レーザ照準機を設置したポイント
と、任意の位置に設置されたウエッジプリズムのポイン
ト間の距離Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後
方視準点とレーザ照準機とウエッジプリズムの成す角度
θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズムの位置
が求まる。In order to grasp the coordinate position of the shield machine by the underground surveying device, the distance L 1 between the point where the laser sighting machine is installed and the point of the wedge prism installed at an arbitrary position is measured in advance. .. Then, the angle θ 1 formed by the rear collimation point, the laser sighting device and the wedge prism is measured. As a result, the position of the wedge prism is obtained.
【００１５】また、ウエッジプリズムを回転させ、シー
ルド機内のターゲットに向けてレーザ光を照射する。前
記レーザ照準機とウエッジプリズムとターゲットの成す
角度θ2 もウエッジプリズムの回転によって分かる。Further, the wedge prism is rotated to irradiate the laser light toward the target in the shield machine. The angle θ 2 formed by the laser sighting machine, the wedge prism and the target can also be found by the rotation of the wedge prism.
【００１６】さらに、ターゲットに備えた反射プリズム
等と、ウエッジプリズムに備えた光波測距儀等とによ
り、シールド掘進中であっても、ウエッジプリズムを設
置したポイントと、反射プリズム等を設けたポイント間
の距離Ｌ2 を常時測定することが可能である。Further, the point where the wedge prism is installed and the point where the reflective prism and the like are provided even when the shield is being dug by the reflecting prism and the like provided in the target and the light wave distance measuring device and the like provided in the wedge prism. It is possible to constantly measure the distance L 2 therebetween.
【００１７】そして、レーザスポットがターゲットから
外れるまで、ウエッジプリズムからのレーザ光の角度θ
2 は一定で、ウエッジプリズムと反射プリズム等間の距
離Ｌ2 が分かるため、ターゲット上のレーザスポットの
座標位置（移動量）Δｘ，Δｙが分かる。Then, the angle θ of the laser beam from the wedge prism is changed until the laser spot deviates from the target.
Since 2 is constant and the distance L 2 between the wedge prism and the reflecting prism is known, the coordinate positions (movement amounts) Δx and Δy of the laser spot on the target can be known.
【００１８】このように、シールド機が移動しても前記
距離Ｌ1 ，Ｌ2 、角度θ1 ，θ2 およびターゲット上の
移動量Δｘ，Δｙを常時測定可能であるため、シールド
機の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機の座標位置を常時把握することができる。As described above, since the distances L 1 and L 2 , the angles θ 1 and θ 2 and the movement amounts Δx and Δy on the target can be measured at all times even if the shield machine moves, it is possible to measure the distance behind the shield machine. The coordinate position of the shield machine can be constantly grasped without moving the installed laser sighting machine.
【００１９】シールド機が移動してレーザ光がターゲッ
トから外れたときは、ウエッジプリズムを回転させ、タ
ーゲット内にレーザ光を戻すことにより、再びシールド
機の座標位置を把握することが可能となる。When the shield machine moves and the laser light deviates from the target, the coordinate position of the shield machine can be grasped again by rotating the wedge prism and returning the laser light into the target.
【００２０】曲線施工が進んで、レーザ光がターゲット
に当たらなくなったときは、光波測距儀等を有するウエ
ッジプリズムをシールド機側に進め、この光波測距儀等
を有するウエッジプリズムの後方に、測角機能を持った
ウエッジプリズムを任意の位置に順次設置して行き、シ
ールド機の座標位置を把握する。When the curve construction progresses and the laser light does not hit the target, the wedge prism having a light wave distance measuring device, etc. is advanced to the shield machine side, and behind the wedge prism having this light wave distance measuring device, The wedge prism with the angle measuring function is sequentially installed at arbitrary positions to grasp the coordinate position of the shield machine.
【００２１】以上説明したところからも分かるように、
レーザ照準機をシールド機の後方に据えたまま、シール
ド機の座標位置を把握でき、またウエッジプリズムは遠
隔操作によって回転させることができるので、省力化を
図ることができる。As can be seen from the above description,
Since the coordinate position of the shield machine can be grasped while the laser sighting machine is installed behind the shield machine and the wedge prism can be rotated by remote control, labor saving can be achieved.
【００２２】さらに、曲線施工が進んでも、レーザ照準
機を後方に置いたまま、光波測距儀等を備えたウエッジ
プリズムをシールド機側に移動させ、その後方に測角機
能を有する他のウエッジプリズムを任意の位置に次々に
設置して行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続
追跡することができるし、曲線部での盛り換えを容易に
行うことができるし、測量の基準点となるレーザ照準機
を動かすことなくシールド機の座標位置を把握できるの
で、測量回数を大幅に削減することもできる。Further, even if the curve construction is advanced, the wedge prism equipped with a light wave rangefinder and the like is moved to the shield machine side with the laser sighting machine placed at the rear, and another wedge having the angle measuring function behind it. By simply installing prisms at arbitrary positions one after another, the target can be continuously tracked by the laser light, the reshaping on the curved part can be easily performed, and the laser that becomes the reference point for surveying Since the coordinate position of the shield machine can be grasped without moving the sighting machine, the number of surveys can be significantly reduced.
【００２３】しかも、測角機能を有するウエッジプリズ
ムは小型，軽量であるため、小さな断面の坑内にも設置
し、使用することができるし、レーザ光がターゲットか
ら外れても、光波測距儀等を備えたウエッジプリズムを
回転させ、再びターゲット内にレーザ光を戻してシール
ド機の座標位置を把握することができるので、測量時間
を大幅に削減することができる。In addition, since the wedge prism having the angle measuring function is small and lightweight, it can be installed and used even in a pit having a small cross section, and even if the laser beam deviates from the target, a light wave range finder, etc. Since the wedge prism provided with can be rotated and the laser beam can be returned into the target again to grasp the coordinate position of the shield machine, the surveying time can be significantly reduced.
【００２４】また、本発明ではターゲットとして、前方
のターゲットがレーザ光を透過し、後方のターゲットが
レーザ光を受ける型式の例えば２枚のターゲットも使用
可能なので、レーザスポットの位置座標の他に、シール
ド機の向きをも同時に把握することができる。Further, in the present invention, as the target, for example, two types of targets in which the front target transmits the laser beam and the rear target receives the laser beam can be used. Therefore, in addition to the position coordinate of the laser spot, The direction of the shield machine can be grasped at the same time.
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】第１実施例：図１〜図４は本発明の第１実
施例を示すもので、図１は各機器の基本的な配置を示す
平面図、図２は曲線施工が進んだときのウエッジプリズ
ムの配置を示す平面図、図３はウエッジプリズムの一例
を示す図、図４はシールド機の移動に伴うレーザスポッ
トの位置座標について、シールド機内のターゲットから
見た図である。First Embodiment: FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing the basic arrangement of each device, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the wedge prism of FIG. 3, FIG. 3 is a view showing an example of the wedge prism, and FIG.
【００２７】これらの図に示す第１実施例では、坑内に
設定された後方視準点Ｏの前方に設置された測角機能付
きレーザ照準機１と、光波測距儀等を有しかつ前記レー
ザ照準機１から離れたシールド機６側の位置に設置され
たウエッジプリズム２と、測角機能を有しかつ前記レー
ザ照準機１とウエッジプリズム２間に設置される他のウ
エッジプリズム３と、ミニ反射プリズム４を備えかつシ
ールド機６内に設置されたターゲット５と、同シールド
機６内に設けられたピッチング・ローリング計（図示せ
ず）とを具備している。In the first embodiment shown in these figures, the laser sighting device 1 with an angle measuring function is installed in front of the rear sighting point O set in the mine, and the optical rangefinder and the like are provided. A wedge prism 2 installed at a position on the shield machine 6 side away from the laser aiming machine 1, and another wedge prism 3 having an angle measuring function and installed between the laser aiming machine 1 and the wedge prism 2. A target 5 having the mini-reflection prism 4 and installed in the shield machine 6 and a pitching / rolling meter (not shown) provided in the shield machine 6 are provided.
【００２８】前記ウエッジプリズム２，３は、図３に代
表して符号２１で示すごとく、稜角σの小さなプリズム
である。このウエッジプリズムに入射した光線は、図３
に示すように屈折し、そのときの方向転角εは次の数１
で表される。The wedge prisms 2 and 3 are prisms having a small ridge angle σ, as indicated by reference numeral 21 in FIG. The light rays incident on this wedge prism are shown in FIG.
Refraction as shown in, and the direction turning angle ε at that time is
It is represented by.
【００２９】[0029]
【数１】ε＝（ｎ−１）σ ここで、ｎはプリズムの屈折率である。## EQU1 ## ε = (n-1) σ where n is the refractive index of the prism.
【００３０】この数１から、方向転角εは光線の入射角
に無関係であることが分かる。つまり、レーザ光はウエ
ッジプリズム面に対して大体直角であればよく、したが
ってレーザ光に対してウエッジプリズムを容易に設置す
ることができる。From this equation 1, it can be seen that the direction turning angle ε is independent of the incident angle of the light ray. That is, the laser light has only to be substantially perpendicular to the wedge prism surface, and therefore the wedge prism can be easily installed with respect to the laser light.
【００３１】前記ターゲット５は、レーザ光反射面が光
電素子で形成されている。The target 5 has a laser light reflecting surface formed of a photoelectric element.
【００３２】前記ピッチング・ローリング計は、ターゲ
ット５に表された、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットの移動量をローリング補正するようになってい
る。The pitching / rolling meter rolls and corrects the amount of movement of the laser spot, which is represented by the target 5 and is caused by the excavation of the shield machine 6.
【００３３】ついで、前記第１実施例の坑内測量システ
ムを用いて、実際に測量する場合について説明する。Next, description will be given of a case where actual surveying is performed using the underground surveying system of the first embodiment.
【００３４】シールド機６の座標位置を把握するための
測量当初は、図１に示すように、坑内に設定された後方
視準点Ｏの前方に、測角機能を有するレーザ照準機１を
設置する。次に、前記レーザ照準機１におけるシールド
機６側の任意の位置に、光波測距儀等を有するウエッジ
プリズム２を設置する。一方、シールド機６内にはあら
かじめレーザ光反射面に光電素子を用いたターゲット５
が設置されており、このターゲット５にはミニ反射プリ
ズム４等が設けられている。At the beginning of the survey for grasping the coordinate position of the shield machine 6, as shown in FIG. 1, the laser sighting machine 1 having an angle measuring function is installed in front of the rear sighting point O set in the mine. To do. Next, the wedge prism 2 having a light-wave range finder is installed at an arbitrary position on the shield machine 6 side of the laser sighting machine 1. On the other hand, in the shield machine 6, a target 5 having a photoelectric element previously used as a laser light reflecting surface
The target 5 is provided with the mini-reflecting prism 4 and the like.
【００３５】ついで、レーザ照準機１を設置したポイン
トと、ウエッジプリズム２を設置したポイント間の距離
Ｌ1 をあらかじめ測定しておく。そして、後方視準点Ｏ
（既知）とレーザ照準機１とウエッジプリズム２の成す
角度θ1 を測定する。これにより、ウエッジプリズム２
の位置が求まる。Next, the distance L 1 between the point where the laser sighting device 1 is installed and the point where the wedge prism 2 is installed is measured in advance. And the rear sight point O
The angle θ 1 formed by (known), the laser sighting device 1 and the wedge prism 2 is measured. As a result, the wedge prism 2
The position of can be obtained.
【００３６】前記ウエッジプリズム２は、遠隔操作によ
って回転が可能であり、このウエッジプリズム２を回転
させることによって、同一面内でレーザ光を任意の方向
に向けることが可能であり、レーザ光をシールド機６内
のターゲット５に容易に当てることができる。しかも、
レーザ照準機１とウエッジプリズム２とターゲット５の
成す角度θ2 もウエッジプリズム２の回転によって分か
る。The wedge prism 2 can be rotated by remote control, and by rotating the wedge prism 2, it is possible to direct the laser light in an arbitrary direction in the same plane and shield the laser light. It can be easily applied to the target 5 in the machine 6. Moreover,
The angle θ 2 formed by the laser sighting device 1, the wedge prism 2 and the target 5 is also known by the rotation of the wedge prism 2.
【００３７】また、ターゲット５に備えたミニ反射プリ
ズム４と、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀等の
如き測定手段によって、シールド掘進中であってもウエ
ッジプリズム２を設置したポイントと、ミニ反射プリズ
ム４等が設けられているポイント間の距離Ｌ2 を常時測
定することができる。Further, by using the mini-reflecting prism 4 provided on the target 5 and the measuring means such as an optical distance measuring instrument provided on the wedge prism 2, the point at which the wedge prism 2 is installed even during the shield excavation and the mini- The distance L 2 between the points where the reflection prism 4 and the like are provided can be constantly measured.
【００３８】よって、レーザスポットＳがターゲット５
から外れるまで、ウエッジプリズム２からのレーザ光の
角度θ2 は一定で、しかもウエッジプリズム２とミニ反
射プリズム４等間の距離Ｌ2 が分かるため、ターゲット
５上のレーザスポットＳの座標位置が分かる。Therefore, the laser spot S is the target 5
Since the angle θ 2 of the laser light from the wedge prism 2 is constant until the distance is out of the range, and the distance L 2 between the wedge prism 2 and the mini reflection prism 4 and the like is known, the coordinate position of the laser spot S on the target 5 is known. ..
【００３９】シールド機６内に設置されたターゲット５
は、レーザ光反射面が光電素子で形成されているため、
図４に示すように、シールド機６の掘進に伴うレーザス
ポットＳの移動量Δｘ，Δｙを、シールド機６内に備え
たピッチング・ローリング計によりローリング補正して
容易に知ることができる。前記シールド機６の移動に伴
うレーザスポットＳの座標位置は、レーザスポットＳが
ターゲット５から外れるまで分かる。Target 5 installed in shield machine 6
Because the laser light reflecting surface is formed by a photoelectric element,
As shown in FIG. 4, the moving amounts Δx and Δy of the laser spot S associated with the excavation of the shield machine 6 can be easily known by rolling correction using a pitching / rolling meter provided in the shield machine 6. The coordinate position of the laser spot S associated with the movement of the shield machine 6 can be known until the laser spot S deviates from the target 5.
【００４０】以上の３点（距離Ｌ1 ，Ｌ2 、角度θ1 ，
θ2 、ターゲット上の移動量Δｘ，Δｙ）を、シールド
機６が移動していても常時測定可能なため、シールド機
６の後方に据えたレーザ照準機を動かすことなく、シー
ルド機６の座標位置を常時把握することができる。The above three points (distance L 1 , L 2 , angle θ 1 ,
Since θ 2 and the amount of movement Δx, Δy) on the target can always be measured even when the shield machine 6 is moving, the coordinates of the shield machine 6 can be adjusted without moving the laser sighting machine installed behind the shield machine 6. You can always know the position.
【００４１】シールド機６が移動してレーザ光がターゲ
ット５から外れたときは、ウエッジプリズム２を遠隔操
作により回転させ、レーザ光を再びターゲット５内に戻
す。これにより、シールド機６の位置を再度把握するこ
とができる。この操作を、ウエッジプリズム２により反
射されたレーザ光がターゲット５に当たらなくなるまで
続ける。When the shield machine 6 moves and the laser beam is separated from the target 5, the wedge prism 2 is rotated by remote control to return the laser beam to the inside of the target 5. Thereby, the position of the shield machine 6 can be grasped again. This operation is continued until the laser light reflected by the wedge prism 2 does not hit the target 5.
【００４２】曲線施工が進んで、レーザ光がターゲット
５に当たらなくなったときは、図２から分かるように、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２をシールド機
６に近い位置に移動させ、このウエッジプリズム２とレ
ーザ照準機１間に、測角機能を持った他のウエッジプリ
ズム３を設置し、レーザ照準機１から新たに設置された
ウエッジプリズム３にレーザ光を向ける。そして、新た
に設置されたウエッジプリズム３を回転させ、シールド
機６側のウエッジプリズム２にレーザ光を向ける。ま
た、ウエッジプリズム２を回転させ、シールド機６内に
設置されたターゲット５にレーザ光を当てる。When the curve construction progresses and the laser light does not hit the target 5, as can be seen from FIG.
The wedge prism 2 having an optical distance measuring device or the like is moved to a position close to the shield device 6, and another wedge prism 3 having an angle measuring function is installed between the wedge prism 2 and the laser aiming device 1 to perform laser aiming. The laser light is directed from the machine 1 to the newly installed wedge prism 3. Then, the newly installed wedge prism 3 is rotated to direct the laser light to the wedge prism 2 on the shield machine 6 side. Further, the wedge prism 2 is rotated, and the target 5 installed in the shield machine 6 is irradiated with laser light.
【００４３】そして、図２に示すように、測角機能を持
ったレーザ照準機１により角度θ1を測定し、新たに設
置されたウエッジプリズム３により角度θ2 を測定し、
光波測距儀等を有するウエッジプリズム２により角度θ
3 を測定する。さらに、レーザ照準機１が設置されてい
るポイントとウエッジプリズム３が設置されているポイ
ント間の距離Ｌ1 と、両ウエッジプリズム２，３が設置
されているポイント間の距離Ｌ2 と、ウエッジプリズム
２が設置されているポイントとミニ反射プリズム４等が
設けられているポイント間の距離Ｌ3 とを測定する。前
記距離Ｌ3 は、ウエッジプリズム２に備えた光波測距儀
等により常時測定することができる。[0043] Then, as shown in FIG. 2, measured by the laser sighting device 1 having a square function to measure the angle theta 1, the angle theta 2 measured by the wedge prisms 3 newly installed,
The angle θ by the wedge prism 2 having a light-wave rangefinder etc.
Measure 3 . Furthermore, the distance L 1 between the point where the laser sighting device 1 is installed and the point where the wedge prism 3 is installed, the distance L 2 between the points where both wedge prisms 2 and 3 are installed, and the wedge prism The distance L 3 between the point where 2 is installed and the point where the mini reflection prism 4 and the like are provided is measured. The distance L 3 can be constantly measured by a lightwave distance measuring device or the like provided in the wedge prism 2.
【００４４】以上の作業により、ウエッジプリズム２，
３の位置が求まり、図１について説明したところと同じ
原理により、シールド機６の座標位置を常時把握するこ
とができる。また、この場合も、シールド機６内のター
ゲット５からレーザスポットＳが外れたときは、ウエッ
ジプリズム２，３を回転させ、ターゲット５内にレーザ
スポットＳを戻し、この操作をターゲット５にレーザス
ポットＳが当たらなくなるまで行う。By the above work, the wedge prism 2,
The position of 3 is obtained, and the coordinate position of the shield machine 6 can be always grasped by the same principle as that described with reference to FIG. Also in this case, when the laser spot S deviates from the target 5 inside the shield machine 6, the wedge prisms 2 and 3 are rotated to return the laser spot S inside the target 5, and this operation is performed on the target 5. Repeat until S does not hit.
【００４５】さらに曲線施工が進んで、シールド機６内
のターゲット５にレーザスポットＳが当たらなくなった
ときは、光波測距儀等を備えたウエッジプリズム２を再
びシールド機６の方向に前進させ、このウエッジプリズ
ム２とその後方のウエッジプリズム３間に、測角機能を
有する他のウエッジプリズムを新設し、以下図２につい
て説明したところと同様の操作を行い、シールド機６の
座標位置を把握する。If the laser spot S does not hit the target 5 in the shield machine 6 due to the further curved construction, the wedge prism 2 equipped with a light-wave range finder and the like is moved forward toward the shield machine 6 again. Another wedge prism having an angle measuring function is newly provided between the wedge prism 2 and the wedge prism 3 behind the wedge prism 2, and the same operation as that described with reference to FIG. 2 is performed to grasp the coordinate position of the shield machine 6. ..
【００４６】以上の説明から分かるように、この第１実
施例によれば、曲線施工が進むにつれて、光波測距儀等
を備えたウエッジプリズム２をシールド機６側に移動さ
せ、測角機能を有するウエッジプリズムを順次設置して
行くことにより、測角機能を有するレーザ照準機１を動
かすことなく、曲線施工区間においてシールド機６の座
標位置を、容易にしかも常時把握することができる。As can be seen from the above description, according to the first embodiment, the wedge prism 2 equipped with a light wave distance measuring device is moved to the shield machine 6 side as the curve construction progresses, and the angle measuring function is provided. By sequentially installing the included wedge prisms, the coordinate position of the shield machine 6 can be easily and always grasped in the curved construction section without moving the laser sighting machine 1 having the angle measuring function.
【００４７】また、この第１実施例の坑内測量システム
を、シールド機の自動掘進制御に利用することもでき
る。The underground surveying system of the first embodiment can also be used for automatic excavation control of a shield machine.
【００４８】第２実施例：図５は本発明の第２実施例を
示すもので、ウエッジプリズムを二つのプリズムを組み
合わせて構成した場合を示す図である。Second Embodiment: FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, which is a view showing a case where a wedge prism is constructed by combining two prisms.
【００４９】この図５に示す第２実施例では、ウエッジ
プリズムが二つのプリズム２２，２３を組み合わせて構
成されている。前記二つのプリズム２２，２３は、同じ
材質のガラスで製作され、小さな稜角σを持ち、しかも
薄く形成されている。この二つのプリズム２２，２３
を、図５に示す位置から互いに反対方向にφ°回転させ
ると、方向転角εは同一面内で行われ、次の数２で表さ
れる。In the second embodiment shown in FIG. 5, the wedge prism is constructed by combining two prisms 22 and 23. The two prisms 22 and 23 are made of the same glass material, have a small ridge angle σ, and are thin. These two prisms 22, 23
Are rotated by φ ° in the opposite directions from the position shown in FIG. 5, the direction turning angle ε is performed in the same plane, and is expressed by the following formula 2.
【００５０】[0050]
【数２】ε＝２（ｎ−１）σ×ｃｏｓφ[Equation 2] ε = 2 (n−1) σ × cos φ
【００５１】よって、二つのプリズム２２，２３を回転
させることにより、同一面内の任意の方向から入射した
光線を屈折させることができる。Therefore, by rotating the two prisms 22 and 23, it is possible to refract a light beam incident from any direction in the same plane.
【００５２】第３実施例：前記シールド機６内のターゲ
ット５は、光電素子を用いるものに限らず、ＴＶカメラ
でターゲット５を監視し、レーザスポットが一定の位置
から動かないように、シールド機６の移動に追従させ
て、ウエッジプリズム２を操作するようにしてもよい。Third Embodiment: The target 5 in the shield machine 6 is not limited to the one using a photoelectric element, but the target machine 5 is monitored by a TV camera to prevent the laser spot from moving from a certain position. The wedge prism 2 may be operated by following the movement of 6.
【００５３】第４実施例：前記第１実施例のターゲット
５の代わりに、前方のターゲットがレーザ光を透過し、
後方のターゲットがレーザ光を受ける型式の２枚ターゲ
ットを用いてもよい。この２枚ターゲットを用いること
により、レーザスポットの位置座標の他に、シールド機
６の向きも同時に分かる。Fourth Embodiment: Instead of the target 5 of the first embodiment, a front target transmits laser light,
It is also possible to use a double target of a type in which the rear target receives laser light. By using these two targets, not only the position coordinates of the laser spot but also the orientation of the shield machine 6 can be known at the same time.
【００５４】第５実施例：シールド機６が比較的大きい
場合には、前記第１実施例のターゲット５の代わりに、
ジャイロコンパスを設置してもよい。このジャイロコン
パスを用いれば、シールド機６が移動したときの位置座
標とともに、向きも分かる。Fifth Embodiment: When the shield machine 6 is relatively large, instead of the target 5 of the first embodiment,
You may install a gyro compass. By using this gyro compass, the direction as well as the position coordinates when the shield machine 6 moves can be known.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
見通しの利かないシールドトンネル等において坑内に設
定された後方視準点の前方に設置されたレーザ照準機
と、このレーザ照準機から離れたシールド機側に設置さ
れたウエッジプリズムと、シールド機に最も近い位置の
ウエッジプリズムに設けられた測距儀と、反射プリズム
等を備えかつシールド機内に設けられたターゲットとを
具備しており、レーザ照準機をシールド機の後方に据え
たまま、シールド機の座標位置を把握でき、またウエッ
ジプリズムは遠隔操作によって回転させることができる
ので、省力化を図り得る効果があり、曲線施工が進んで
も、レーザ照準機を後方に置いたまま、測距儀を備えた
ウエッジプリズムをシールド機側に移動させ、その後方
に測角機能を有するウエッジプリズムを次々に設置して
行くだけで、レーザ光によりターゲットを連続追跡する
ことができるし、曲線部での盛り換えを容易に行うこと
ができるし、測量の基準点となるレーザ照準機を動かす
ことなくシールド機の座標位置を把握できるので、測量
回数を大幅に削減し得る効果がある。As described above, according to the present invention,
In a shield tunnel where visibility is not good, a laser sighting machine installed in front of the rear sighting point set in the mine, a wedge prism installed on the shield machine side away from this laser sighting machine, and the shield machine most It is equipped with a rangefinder provided on a wedge prism at a close position and a target provided with a reflection prism and the like inside the shield machine, and with the laser sighting machine installed behind the shield machine, Since the coordinate position can be grasped and the wedge prism can be rotated by remote control, there is an effect that it can save labor, and even if the curve construction progresses, the laser sighting machine is placed behind and the rangefinder is provided. Simply move the wedge prisms to the shield machine side, and install wedge prisms with angle-measuring function behind them one after the other. The target can be continuously tracked by, the curve can be easily rearranged, and the coordinate position of the shield machine can be grasped without moving the laser sighting machine, which is the reference point of the survey. This has the effect of significantly reducing the number of times.
【００５６】また、本発明によれば、ターゲットとし
て、前方のターゲットがレーザ光を透過し、後方のター
ゲットがレーザ光を受ける型式の所望の枚数のターゲッ
トを用いているので、レーザスポットの位置座標の他
に、シールド機の向きをも同時に把握し得る効果があ
る。Further, according to the present invention, as the target, a desired number of targets of a type in which the front target transmits the laser light and the rear target receives the laser light are used, so that the position coordinate of the laser spot is used. Besides, there is an effect that the direction of the shield machine can be grasped at the same time.
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、各機器の基
本的な配置を示す平面図である。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a plan view showing a basic arrangement of each device.
【図２】第１実施例において、曲線施工が進んだときの
ウエッジプリズムの配置を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of wedge prisms when curved construction is advanced in the first embodiment.
【図３】ウエッジプリズムの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a wedge prism.
【図４】シールド機の移動に伴うレーザスポットの位置
座標について、シールド機内のターゲットから見た図で
ある。FIG. 4 is a view of the position coordinates of a laser spot as the shield machine moves, as seen from a target inside the shield machine.
【図５】本発明の第２実施例を示すもので、ウエッジプ
リズムを二つのプリズムを組み合わせて構成した場合を
示す図である。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention and is a diagram showing a case where a wedge prism is configured by combining two prisms.
Ｏ 後方視準点 １ 測角機能付きレーザ照準機 ２ 光波測距儀を備えたウエッジプリズム ３ 測角機能を有するウエッジプリズム ４ ミニ反射プリズム ５ ターゲット ６ シールド機 ２１ ウエッジプリズムを構成しているプリズム ２２ ウエッジプリズムを構成しているプリズム ２３ ウエッジプリズムを構成しているプリズム O Rear collimation point 1 Laser sighting device with angle measuring function 2 Wedge prism with light wave rangefinder 3 Wedge prism with angle measuring function 4 Mini-reflecting prism 5 Target 6 Shielding machine 21 Prism that constitutes wedge prism 22 Prism constituting a wedge prism 23 Prism constituting a wedge prism
Claims (2)
おいて坑内に設定された後方視準点の前方に、測角機能
を有するレーザ照準機を設置し、レーザ照準機から離れ
たシールド機側の位置に、レーザ照準機から照射される
レーザ光を屈折させ、かつ屈折されたレーザ光の方向転
角を測定可能なウエッジプリズムに測距儀を設け、かつ
シールド機内に、ターゲットを設けたことを特徴とする
ウエッジプリズムを用いた坑内測量システム。1. A laser sighting machine having an angle-measuring function is installed in front of a rear sighting point set in the mine in a shield tunnel where visibility is not good, and the laser sighting machine is located at a position on the shield machine side away from the laser sighting machine. A refraction device for refracting a laser beam emitted from a laser aiming device, and a rangefinder provided on a wedge prism capable of measuring a turning angle of the refracted laser beam, and a target provided in the shield device. An underground surveying system using a wedge prism.
て、見通しの利かないシールドトンネル等で、レーザ照
準機から照射されるレーザ光を屈折させ、かつ屈折され
たレーザ光の方向転角を測定可能なウェッジプリズム
を、レーザ照準機と、測距儀を設けたウェッジプリズム
との間に、適数個、配置することを特徴とするウェッジ
プリズムを用いた坑内測量システム。2. The downhole surveying system according to claim 1, wherein the laser light emitted from the laser sighting device is refracted in a shield tunnel or the like which is invisible, and the direction turning angle of the refracted laser light can be measured. An underground surveying system using wedge prisms, characterized in that an appropriate number of such wedge prisms are arranged between the laser sighting machine and the wedge prism provided with the rangefinder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382092A JPH05340186A (en) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | Tunnel surveying system using wedge prism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17382092A JPH05340186A (en) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | Tunnel surveying system using wedge prism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340186A true JPH05340186A (en) | 1993-12-21 |
Family
ID=15967762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17382092A Pending JPH05340186A (en) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | Tunnel surveying system using wedge prism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340186A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112855173A (en) * | 2021-01-21 | 2021-05-28 | 中建五局土木工程有限公司 | Shield attitude adjustment laser target continuous measurement system |
| CN114107815A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | High-toughness wear-resistant shield tunneling machine inserted hobbing cutter ring and preparation method thereof |
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1992
- 1992-06-08 JP JP17382092A patent/JPH05340186A/en active Pending
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| CN114107815A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | High-toughness wear-resistant shield tunneling machine inserted hobbing cutter ring and preparation method thereof |
| CN114107815B (en) * | 2021-11-23 | 2022-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | High-toughness wear-resistant shield tunneling machine inserted hobbing cutter ring and preparation method thereof |
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