JPH06137070A - シールド機の自動測量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 トンネル６３内に基準器５１を設置し、この
基準器５１の位置を一般の測量方法によって測定する。
基準器５１に折れ尺型検出器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、
可変長型折れ尺型検出器２１を連結し、この可変長型折
れ尺型検出器２１の他端をシールド機６１内に設置され
た基準器５３に連結する。そして、各エンコーダおよ
び、測長センサの測定量を求めて、シールド機６１内の
基準器５３の位置を測定する。折れ尺型検出器は随時継
ぎ足しながらシールド機６１内の基準器５３の位置を測
定する。任意時点において、基準器５１の盛り替えを行
う。 【効果】 計測誤差の累積が発生せず、盛り替え作業が
簡単で短時間で終了し、しかも盛り替え精度を要求せ
ず、トンネルの直線部および曲線部でシールド機の位置
を自動的に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールドトンネル工事
において、掘進動作中のシールド機の位置を自動的に測
定する自動測量方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、シールド機を用いた地下トンネル
が盛んに構築されているが、このような地下トンネルを
構築する際には、掘進動作中のシールド機の位置を正確
に測量する必要がある。掘進動作中のシールド機の位置
を測定する方法としては、（１）掘進動作前に測定され
た位置を記憶しておき、この位置を基準としてシールド
機に搭載されたジャイロコンパス、傾斜計、ストローク
計の計測値により、相対移動量を演算する方法。（２）
光波測距測角儀を既設トンネル内に設置し、シールド機
に設置した光学ターゲットを測定して、光学ターゲット
の位置を絶対位置として定め、光学ターゲットのシール
ド機への取付位置関係およびシールド機に搭載されたジ
ャイロコンパス、傾斜計の計測値および光学ターゲット
の位置から、シールド機の位置を演算する方法。（３）
シールド機に搭載されたジャイロコンパス、傾斜計の代
わりに、レーザ光式姿勢角度検出器を用いる方法。
（４）前述した方法を併用する方法等がある。このよう
な方法によれば、トンネルの直線部と曲線部ともに計測
可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら（１）の
相対移動量を演算する方法では、基準となる掘進開始前
のシールド機の位置を適切な間隔で実測して補正しなけ
れば計測誤差が累積するという問題がある。（２）また
は（３）の光波測距測角儀、レーザ等を利用する方法で
は、トンネル曲線部の掘進において、光波またはレーザ
等の光路遮断が生じるため、測定器の盛り替え（測定器
の位置を替えること）を行わなければならず、この盛り
替え作業には高い精度が要求され、盛り替え作業自体が
簡単ではなく、長時間を要する。

【０００４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、計測誤差の累積が
発生せず、盛り替え作業が簡単で短時間で終了し、しか
も盛り替え精度を要求せず、トンネルの直線部および曲
線部でシールド機の位置を自動的に測定できるシールド
機の自動測量方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、（ａ）基準点の位置を測定する工程
と、（ｂ）少なくとも１つの可変長型折れ尺型検出器が
連結された１個以上の定長折れ尺型検出器の一端を前記
基準点に設置し、他端をシールド機に連結して、シール
ド機の掘進とともに定長折れ尺型検出器を継ぎ足しつつ
シールド機の位置を測定する工程と、を具備し、任意時
点において、基準点の盛り替えを行い、（ａ）、（ｂ）
の工程を繰り返すことを特徴とするシールド機の自動測
量方法である。

【０００６】

【作用】本発明では、基準点の位置を測定し、少なくと
も１つの可変長型折れ尺型検出器が連結された１個以上
の定長折れ尺型検出器の一端を基準点に設置し、他端を
シールド機に連結して、シールド機の掘進とともに定長
折れ尺型検出器を継ぎ足しつつ、シールド機の位置を測
定するものである。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【０００８】図１は、本発明の１実施例に係る折れ尺型
検出器の斜視図であり、図２は折れ尺型検出器１ａの正
面図である。折れ尺型検出器１ａは、円筒状のロッド３
ａの両端にコの字型部５ａ、１１ａが設けられる。コの
字型５ａには水平軸回り（図中Ａ方向）に回転可能に回
動部７ａが設けられ、また回動部７ａの回転量を測定す
るエンコーダ９ａが設けられる。回動部７ａの先端に
は、突出部８ａが設けられ、この突出部８ａに２つの孔
１０ａが設けられる。

【０００９】一方、コの字型部１１ａには、鉛直軸回り
（図中Ｂ方向）に回転可能に回動部１３ａが設けられ
る。この回動部１３ａの端部には溝１２ａが設けられる
とともに、２つの孔１４ａが設けられる。

【００１０】折れ尺型検出器は多段に連結することがで
きる。すなわち、図１に示すように折れ尺型検出器１ａ
と同様の構成を有する折れ尺型検出器１ｂを、折れ尺型
検出器１ａに連結する場合、折れ尺型検出器１ｂの回動
部７ｂの端部の突出部８ｂを回動部１３ａの溝１２ａに
嵌め込み、ピン１７を孔１４ａ、孔１０ｂに貫通させ、
このピン１７の他端にナットト（図示せず）等を螺着さ
せて、折れ尺型検出器１ａと折れ尺型検出器１ｂを連結
させる。折れ尺型検出器１ａと折れ尺型検出器１ｂは、
連結部において、水平軸回り、および鉛直軸回りに回転
可能に連結される。 図３は、可変長型の折れ尺型検出
器２１の正面図である。この可変長型折れ尺型検出器２
１は、その長さを変えることができるものである。可変
長型折れ尺型検出器２１では、外ロッド２５に内ロッド
２７が設けられ、この内ロッド２７が中空の円筒状の外
ロッド２３内に摺動可能に設けられる。また、内ロッド
２７が外ロッド２３から抜け出ることを防止するために
ストッパ機構（図示せず）が設けられる。

【００１１】外ロッド２３にはコの字型部２９が設けら
れ、このコの字型部２９に図中Ａ方向に回転可能に回動
部３１が設けられる。回動部３１には、孔３２が設けら
れる。符号３３は、回動部３１の回転量を測定するエン
コーダである。一方、外ロッド２５にはコの字型部３５
が設けられ、このコの字型部３５に図中Ｂ方向に回転可
能に回動部３７が設けられる。回動部３７には、孔４３
が設けられる。符号３９は、回動部３７の回転量を測定
するエンコーダである。また、外ロッド２３には、測長
センサ４１が設けられる。この測長センサ４１は内ロッ
ド２７の、外ロッド２３に対する摺動量を測定するもの
である。

【００１２】図４はトンネル内に設置される基準器の斜
視図である。

【００１３】基準器５１は基台５３にコの字型部５５が
固設されてなる。コの字型部５５に鉛直軸回り（図中Ｂ
方向）に回転可能に回動部５７が設けられる。符号６１
は回動部５７の回転量を測定するエンコーダである。回
動部５７の先端には、溝５８が設けられるとともに、孔
５９が設けられる。基準器５１の溝５８に折れ尺型検出
器１ａの突出部８ａを嵌め込み、図示しないピンを孔５
９、１０ａに挿入して、基準器５１と折れ尺型検出器１
ａを連結させる。

【００１４】図５はシールド機６１内に設置される基準
器５３の斜視図である。

【００１５】基準器５３は基台７１に固定部７３が固設
されてなる。固定部７３に水平軸回り（図中Ａ方向）に
回転可能に回動部７５が設けられる。符号８１は回動部
７５の回転量を測定するエンコーダである。回動部７５
の先端には、突出部７７が設けられ、この突出部７７に
孔７９が設けられる。基準器５３の突出部７７を可変長
型折れ尺型検出器２１の溝（図示せず）に嵌め込み、図
示しないピンを孔７９、および可変長型折れ尺型検出器
２１の孔４３に挿入して、基準器５３と可変長型折れ尺
型検出器２１を連結させる。

【００１６】次に、本実施例に係るシールド機の測量方
法について説明する。

【００１７】図６は、トンネル６３の水平断面模式図で
あり、同図において、６１はシールド機、６３はトンネ
ル、６５は台車をあらわす。トンネル６３内に、図４に
示す基準器５１を設置し、一般の測量方法によって、こ
の基準器５１の位置を測量して、基準器５１の位置を定
める。基準器５１に折れ尺型検出器１ａ、１ｂ、１ｃ、
１ｄを連結させ、折れ尺型検出器１ｄに図３に示す可変
長型の折れ尺型検出器２１を連結させる。さらに、可変
長型折れ尺型検出器２１の他端をシールド機６１に設置
された基準器５３に連結させる。

【００１８】基準器５１、５３のエンコーダ６１、８１
および折れ尺型検出器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２１の
エンコーダ９ａ、９ｂ、…１５ａ、１５ｂ…３３、３９
により、水平軸回り、鉛直軸回りの曲り角度を計測し累
積曲り角度を算出する。シールド機６１が進行するに連
れて、内ロッド２７は摺動し、可変長型折れ尺型検出器
２１の測長センサ４１によって、内ロッド２７の摺動量
が算出される。基準器５１の位置は予めわかっており、
折れ尺型検出器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの長さは既知で
あり、測定された累積曲り角度および内ロッド２７の摺
動量を用いて、シールド機６１内の基準器５３の位置を
求めることができる。

【００１９】可変長型折れ尺型検出器２１がリミットま
で伸長すると、例えば折れ尺型検出器１ａと折れ尺型検
出器１ｂの連結を外し、追加すべき折れ尺型検出器（図
示せず）を折れ尺型検出器１ａと折れ尺型検出器１ｂの
間に継ぎ足す。このように随時、折れ尺型検出器を継ぎ
足しながら走行中のシールド機６１の位置を測定する。
そして、任意時点で、基準器５１の盛り替えを行う。
すなわち、基準器５１を新たな場所に設置し直す。この
とき、基準器５１の位置を一般の測量方法により測定し
直し、盛り替え後の基準器５１の位置を定める。そして
基準器５１に本数の減らされた折れ尺型検出器を連結
し、前述したのと同様に折れ尺型検出器を継ぎ足しつつ
シールド機６１の位置を測定する。

【００２０】このように、本実施例では、計測誤差の累
積が発生せず、盛り替え作業が簡単で短時間で終了し、
しかも盛り替え精度を要求せず、トンネルの直線部およ
び曲線部でシールド機の位置を自動的に測定できる。

【００２１】なお、盛り替えを簡単に行うために次のよ
うにすることもできる。例えば折れ尺型検出器１ｂと折
れ尺型検出器１ｃを固定しておき、エンコーダ６１、９
ａ、９ｂ、１５ａ、１５ｂ等の値を用いて折れ尺型検出
器１ｂと折れ尺型検出器１ｃの連結部分の座標を求め、
新基準点とする。その後、基準器５１、折れ尺型検出器
１ａ、１ｂを切り離し、基準器５１を折れ尺型検出器１
ｃに連結し、前述したのと同様の手順に従いシールド機
６１の位置の測量を続行する。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、計測誤差の累積が発生せず、盛り替え作業が簡単
で短時間で終了し、しかも盛り替え精度を要求せず、ト
ンネルの直線部および曲線部でシールド機の位置を自動
的に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 折れ尺型検出器の斜視図

【図２】 折れ尺型検出器の正面図

【図３】 可変長型折れ尺型検出器の正面図

【図４】 基準器５１の斜視図

【図５】 基準器５３の斜視図

【図６】 トンネルの水平断面模式図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ………折れ尺型検出器 ３ａ………ロッド ５ａ、１１ａ………コの字型部 ７ａ、１３ａ、３１、３５………回動部 ９ａ、１５ａ、３３、３９、６１、８１………エンコー
ダ ２１………可変長型折れ尺型検出器 ２３、２５………外ロッド ２７………内ロッド ６１………シールド機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）基準点の位置を測定する工程と、
   （ｂ）少なくとも１つの可変長型折れ尺型検出器が連結
   された１個以上の定長折れ尺型検出器の一端を前記基準
   点に設置し、他端をシールド機に連結して、シールド機
   の掘進とともに定長折れ尺型検出器を継ぎ足しつつシー
   ルド機の位置を測定する工程と、 を具備し、任意時点において、基準点の盛り替えを行
   い、（ａ）、（ｂ）の工程を繰り返すことを特徴とする
   シールド機の自動測量方法。