JPH0616116B2 - シールド掘進機における前方及び側方監視方法 - Google Patents
シールド掘進機における前方及び側方監視方法Info
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- JPH0616116B2 JPH0616116B2 JP63179801A JP17980188A JPH0616116B2 JP H0616116 B2 JPH0616116 B2 JP H0616116B2 JP 63179801 A JP63179801 A JP 63179801A JP 17980188 A JP17980188 A JP 17980188A JP H0616116 B2 JPH0616116 B2 JP H0616116B2
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- radio wave
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばトンネル、下水道等を堀進する場合に
用いる密閉型シールド掘進機の前方及び側方監視方法に
関する。
用いる密閉型シールド掘進機の前方及び側方監視方法に
関する。
［従来の技術」 密閉型シールド掘進機は前方及び側方が土によって密閉
されるため切羽の様子を目視することができない。この
ため各種の障害物にぶっかることがある。
されるため切羽の様子を目視することができない。この
ため各種の障害物にぶっかることがある。
このようなことから障害物を予め検知し、その形状の大
小等が検知できると都合がよい。
小等が検知できると都合がよい。
土中において異物を検知するには地中用レーダを用いる
ことが考えられる。地中用レーダとは土中に向って電波
発信器からパルス状の電波を所定の時間間隔で発信する
と共に、反射波を受信し、その反射波のレベルの大小と
受信までの時間を計測することによって土中に異物が存
在するか否かを検知する機能を具備している。
ことが考えられる。地中用レーダとは土中に向って電波
発信器からパルス状の電波を所定の時間間隔で発信する
と共に、反射波を受信し、その反射波のレベルの大小と
受信までの時間を計測することによって土中に異物が存
在するか否かを検知する機能を具備している。
従って密閉型シールド掘進機のカッターフェイスに地中
レーダ用のアンテナを装着すれば密閉型シールド掘進機
の進行方向を監視することができる。
レーダ用のアンテナを装着すれば密閉型シールド掘進機
の進行方向を監視することができる。
「発明が解決しようとする課題」 地中用レーダを用いて密閉型シールド掘進機の前方監視
を行ったとすると、地中用レーダは単に地中における電
波の往復時間に対応した位置に物体の像を表示するだけ
であるから地質の違いによって土の誘電率が変わった場
合に、その誘電率の違いによって生ずる電波伝播速度の
違いから来る距離の測定誤差は避けられない。
を行ったとすると、地中用レーダは単に地中における電
波の往復時間に対応した位置に物体の像を表示するだけ
であるから地質の違いによって土の誘電率が変わった場
合に、その誘電率の違いによって生ずる電波伝播速度の
違いから来る距離の測定誤差は避けられない。
よって単に地中レーダを転用しただけでは電波の発信時
点から電波の往復時間に対応する量だけ離れた位置に受
信信号の像を表示するだけで、異物までの真の距離を知
ることができない欠点がある。
点から電波の往復時間に対応する量だけ離れた位置に受
信信号の像を表示するだけで、異物までの真の距離を知
ることができない欠点がある。
また切羽面に複数の土質の層が露出されている場合に、
各層における誘電率の違いによって電波の往復時間に差
が生じ、これがために一つの異物が複数の層にまたがっ
て存在する場合は、その異物の像は複数に分断されて表
示されるため、複数の小さい異物が存在するごとき誤っ
た判断を下し、この結果大きな異物に掘進機を当て、掘
進機を破損させてしまうおそれがある。このため特開昭
６０−１７３２９４号に開示された地質探知シールド工
法のように送信アンテナと受信アンテナを複数組設け、
これら複数組の送信アンテナと受信アンテナの各組の間
に既知の値を持つ異なる誘電率の誘電体部材を介挿し、
各組の送信アンテナからパルス状の電波をシールド掘進
機前方の土中に発射し、土中からの反射波の時間差を計
測して土質の違いを推定する方法が提案されているが、
この方法によれば送信アンテナと受信アンテナを少なく
とも３組は必要となり、装置が大掛かりとなり、高価な
ものになる欠点がある。
各層における誘電率の違いによって電波の往復時間に差
が生じ、これがために一つの異物が複数の層にまたがっ
て存在する場合は、その異物の像は複数に分断されて表
示されるため、複数の小さい異物が存在するごとき誤っ
た判断を下し、この結果大きな異物に掘進機を当て、掘
進機を破損させてしまうおそれがある。このため特開昭
６０−１７３２９４号に開示された地質探知シールド工
法のように送信アンテナと受信アンテナを複数組設け、
これら複数組の送信アンテナと受信アンテナの各組の間
に既知の値を持つ異なる誘電率の誘電体部材を介挿し、
各組の送信アンテナからパルス状の電波をシールド掘進
機前方の土中に発射し、土中からの反射波の時間差を計
測して土質の違いを推定する方法が提案されているが、
この方法によれば送信アンテナと受信アンテナを少なく
とも３組は必要となり、装置が大掛かりとなり、高価な
ものになる欠点がある。
この発明の目的は表面伝搬波を利用することによって簡
単な構成により土の誘電率の違いを検出して表示するこ
とができ、誘電率の違いによって生じる異物までの距離
の誤差が発生することがなく、よって異物までの距離を
正確に知ることができ、また複数の層にまたがる異物
も、一つの異物として判断することができるシールド掘
進工法における前方監視方法を提供するにある。
単な構成により土の誘電率の違いを検出して表示するこ
とができ、誘電率の違いによって生じる異物までの距離
の誤差が発生することがなく、よって異物までの距離を
正確に知ることができ、また複数の層にまたがる異物
も、一つの異物として判断することができるシールド掘
進工法における前方監視方法を提供するにある。
「課題を解決するための手段」 この発明では電波の反射の有無を検知して掘進機の進路
上に異物が存在するか否かを監視するシールド掘進工法
における前方及び側方監視方法において、 電波発信器から発信された電波の中の電波発信器と受信
器との間の土の中の表面近くを通して直接受信される表
面伝播波の伝播時間を測定して土質（土の誘電率）を求
めるようにしたものである。
上に異物が存在するか否かを監視するシールド掘進工法
における前方及び側方監視方法において、 電波発信器から発信された電波の中の電波発信器と受信
器との間の土の中の表面近くを通して直接受信される表
面伝播波の伝播時間を測定して土質（土の誘電率）を求
めるようにしたものである。
このように表面伝播波の伝播時間を測定することによっ
て土質の違いから来る電波伝播速度に違いが生じた場
合、その電波伝播速度の違いを表示器に表示することに
より、土質の違いを判別することができる。
て土質の違いから来る電波伝播速度に違いが生じた場
合、その電波伝播速度の違いを表示器に表示することに
より、土質の違いを判別することができる。
また電波伝播速度の違いを知ることができることによっ
て反射画像の位置から異物の位置を正確に知ることがで
きる。
て反射画像の位置から異物の位置を正確に知ることがで
きる。
また電波伝播速度の違いが知らされることによって複数
の土質の層が存在することが解る。よって複数の層に跨
がって存在する異物を複数の小さい異物と間違えるよう
な判断を下すおそれがなく、安全に掘進作業を行なうこ
とができる。
の土質の層が存在することが解る。よって複数の層に跨
がって存在する異物を複数の小さい異物と間違えるよう
な判断を下すおそれがなく、安全に掘進作業を行なうこ
とができる。
「実施例」 第１図にこの発明の第１実施例を示す。図中１００は密
閉型のシールド掘進機（以下単にシールド掘進機と称
す）を示す。このシールド掘進機１００は前端にカッタ
ーフェース101を有し、このカッターフェース１０１が
回転駆動されて切羽を掘り進む。
閉型のシールド掘進機（以下単にシールド掘進機と称
す）を示す。このシールド掘進機１００は前端にカッタ
ーフェース101を有し、このカッターフェース１０１が
回転駆動されて切羽を掘り進む。
この発明ではカッターフェース１０１の前面側に電波発
信器２００と受信器３００を取付ける。電波発信器２０
０はパルス幅が例えば１Ns程度の極く狭いパルス状の電
力を発生するパルサ２０１と、このパルサ２０１から出
力されるパルス状の電力が与えられてパルス状の電波を
発信するダイポール型の送信アンテナ２０２と、送信ア
ンテナ２０２にパルス状の電力を与えるバラン２０３
と、送信アンテナ２０２の背面側をシールドし、電波が
送信アンテナ２０２の背面側に漏れないようにシールド
するシールドカバー２０４とによって構成することがで
きる。
信器２００と受信器３００を取付ける。電波発信器２０
０はパルス幅が例えば１Ns程度の極く狭いパルス状の電
力を発生するパルサ２０１と、このパルサ２０１から出
力されるパルス状の電力が与えられてパルス状の電波を
発信するダイポール型の送信アンテナ２０２と、送信ア
ンテナ２０２にパルス状の電力を与えるバラン２０３
と、送信アンテナ２０２の背面側をシールドし、電波が
送信アンテナ２０２の背面側に漏れないようにシールド
するシールドカバー２０４とによって構成することがで
きる。
受信器３００はダイポール型の受信アンテナ３０１と、
バラン３０２と、シールドカバー３０３と、高周波増幅
器３０４と、高周波増幅器３０４の利得を制御する利得
制御器３０５等によって構成することができる。
バラン３０２と、シールドカバー３０３と、高周波増幅
器３０４と、高周波増幅器３０４の利得を制御する利得
制御器３０５等によって構成することができる。
この例では電波発信器２００と受信器３００の外に電源
回路４０１と、受信信号をサンプリングするサンプリン
グ回路４０２、同期回路４０３とをカッターフェース１
０１に搭載し、スリップリング４０４を通じて信号の授
受を行ない表示器５００に受信信号と同期信号を送り込
むように構成した場合を示す。
回路４０１と、受信信号をサンプリングするサンプリン
グ回路４０２、同期回路４０３とをカッターフェース１
０１に搭載し、スリップリング４０４を通じて信号の授
受を行ない表示器５００に受信信号と同期信号を送り込
むように構成した場合を示す。
電波発信器２００と受信器３００を構成する送信アンテ
ナ２０２と受信アンテナ３０１は第２図に示すようにカ
ッターフェース１０１に形成した開口部に強化プラスチ
ック板のような電波を透過させる絶縁板１０２を嵌め込
み、絶縁板１０２の背面に送信アンテナ２０２及び受信
アンテナ３０１を披着する。
ナ２０２と受信アンテナ３０１は第２図に示すようにカ
ッターフェース１０１に形成した開口部に強化プラスチ
ック板のような電波を透過させる絶縁板１０２を嵌め込
み、絶縁板１０２の背面に送信アンテナ２０２及び受信
アンテナ３０１を披着する。
電波発信器２００の送信アンテナ２０２の背面に取付け
たシールドカバー２０４は送信アンテナ２０２から発信
された電波がカッターフェース１０１の前方に向けて発
信され、背面側に漏れないようにシールドし、空気中を
伝わって受信器３００に電波が伝播しないようにするこ
とを目的として設けられる。このために材質はより高い
シールド効果が得られるフェライトが用いられる。
たシールドカバー２０４は送信アンテナ２０２から発信
された電波がカッターフェース１０１の前方に向けて発
信され、背面側に漏れないようにシールドし、空気中を
伝わって受信器３００に電波が伝播しないようにするこ
とを目的として設けられる。このために材質はより高い
シールド効果が得られるフェライトが用いられる。
受信器３００側の受信アンテナ３０１にもシールドカバ
ー３０３を被せている。このシールドカバー３０３は受
信アンテナ３０１が掘進方向から戻って来る電波だけを
受信するように受信アンテナ３０１の背面側をシールド
することが目的とされ、電波発信器２００と同様にフェ
ライト製のシールドカバーが用いられる。
ー３０３を被せている。このシールドカバー３０３は受
信アンテナ３０１が掘進方向から戻って来る電波だけを
受信するように受信アンテナ３０１の背面側をシールド
することが目的とされ、電波発信器２００と同様にフェ
ライト製のシールドカバーが用いられる。
受信器３００に設けられた高周波増幅器３０４は利得制
御回路３０５によって電波の発信周期と周期して利得が
制御される。つまり電波発信器２００が電波を発信する
と、その電波発信時点で高周波増幅器３０４の利得を絞
り、時間の経過と共に漸次利得を上昇させる制御を行な
う。このようにして近くで反射して来る反射波は小さい
利得の状態で増幅し、遠方で反射して来る反射波を高利
得の状態で受信し、小さいレベルの反射波も検知できる
ようにしている。
御回路３０５によって電波の発信周期と周期して利得が
制御される。つまり電波発信器２００が電波を発信する
と、その電波発信時点で高周波増幅器３０４の利得を絞
り、時間の経過と共に漸次利得を上昇させる制御を行な
う。このようにして近くで反射して来る反射波は小さい
利得の状態で増幅し、遠方で反射して来る反射波を高利
得の状態で受信し、小さいレベルの反射波も検知できる
ようにしている。
高周波増幅器３０４で増幅した受信信号はサンプリング
回路４０２に入力される。このサンプリング回路４０２
は高周波増幅器３０４から電波の発信周期と同期して出
力される受信信号を、順次位相をずらしながら例えば20
00点程度サンプリングし、高速度で変化する信号を低速
信号に変換する動作を行う。
回路４０２に入力される。このサンプリング回路４０２
は高周波増幅器３０４から電波の発信周期と同期して出
力される受信信号を、順次位相をずらしながら例えば20
00点程度サンプリングし、高速度で変化する信号を低速
信号に変換する動作を行う。
このサンプリングの動作を第３図を用いて説明する。第
３図Ａは電波発信器２００が発信する電波ＴＸを示す。
電波ＴＸは周期Ｔで繰返し発信される。
３図Ａは電波発信器２００が発信する電波ＴＸを示す。
電波ＴＸは周期Ｔで繰返し発信される。
第３図Ｂは高周波増幅器３０４から出力される受信信号
を示す。この発明では電波ＴＸの発信直後から受信器３
００を動作させ、切羽の土の中の表面近くを伝播して受
信器３００に到来する表面伝播波を受信できるように構
成する。つまり従来はこの表面伝播波を受信しないよう
に高周波増幅器３０４の利得を制御しているが、この発
明では表面伝播波を積極的に受信できるように電波の発
信直後から高周波増幅器３０４に利得を持たせるように
制御する。
を示す。この発明では電波ＴＸの発信直後から受信器３
００を動作させ、切羽の土の中の表面近くを伝播して受
信器３００に到来する表面伝播波を受信できるように構
成する。つまり従来はこの表面伝播波を受信しないよう
に高周波増幅器３０４の利得を制御しているが、この発
明では表面伝播波を積極的に受信できるように電波の発
信直後から高周波増幅器３０４に利得を持たせるように
制御する。
第３図Ｂに示す波形ＳＦは表面伝播波の受信波形を示
し、波形ＬＦは異物からの反射波形を示す。
し、波形ＬＦは異物からの反射波形を示す。
これら表面伝播波ＳＦと、反射波ＬＦは掘進機１００が
停止しているものとすれば、電波ＴＸの発信毎に発信時
点ＴＰ0からｔ1 とｔ2 経過した時点で繰返し受信され
る。
停止しているものとすれば、電波ＴＸの発信毎に発信時
点ＴＰ0からｔ1 とｔ2 経過した時点で繰返し受信され
る。
一方同期回路４０３では電波ＴＸが発信される毎に第３
図Ｃに示す第１鋸歯状波ＳＷ1 を発生させる。更にデー
タの取込開始と同期して第１鋸歯状波ＳＷ1 の周期より
例えば2000倍程度長い周期を持つ第２鋸歯状波ＳＷ2 を
発生させ、第１鋸歯状波ＳＷ1 が第２鋸歯状波ＳＷ2 と
一致する毎に第３図Ｄに示すサンプリングパルスＳＰを
出力する。
図Ｃに示す第１鋸歯状波ＳＷ1 を発生させる。更にデー
タの取込開始と同期して第１鋸歯状波ＳＷ1 の周期より
例えば2000倍程度長い周期を持つ第２鋸歯状波ＳＷ2 を
発生させ、第１鋸歯状波ＳＷ1 が第２鋸歯状波ＳＷ2 と
一致する毎に第３図Ｄに示すサンプリングパルスＳＰを
出力する。
このサンプリングパルスは電波ＴＸの発信毎に電波の発
信時点Ｔ0 から順次τ1 ，τ2 ，τ3 ，τ4 …（τ1 ＜
τ2 ＜τ3 ＜τ4 …）の順に遅延量が順次大きくなるよ
うに位相がずらされる。第１鋸歯状波ＳＷ1 と第２鋸歯
状波ＳＷ2 の周期の比を例えば１：2000に採ることによ
って電波ＴＸの発信周期Ｔを１／2000の分解能でサンプ
リングすることができる。このサンプリング動作によっ
て受信波ＳＦ及びＬＦのように高速度に変化する信号を
低速度信号に変化することができ、伝播時間の計測等を
分解能よく行なうことができる。このようなサンプリン
グ動作は例えばサンプリングオシロスコープ等に利用さ
れている。
信時点Ｔ0 から順次τ1 ，τ2 ，τ3 ，τ4 …（τ1 ＜
τ2 ＜τ3 ＜τ4 …）の順に遅延量が順次大きくなるよ
うに位相がずらされる。第１鋸歯状波ＳＷ1 と第２鋸歯
状波ＳＷ2 の周期の比を例えば１：2000に採ることによ
って電波ＴＸの発信周期Ｔを１／2000の分解能でサンプ
リングすることができる。このサンプリング動作によっ
て受信波ＳＦ及びＬＦのように高速度に変化する信号を
低速度信号に変化することができ、伝播時間の計測等を
分解能よく行なうことができる。このようなサンプリン
グ動作は例えばサンプリングオシロスコープ等に利用さ
れている。
サンプリング回路４０２で低速信号に変換された受信信
号はスリップリング４０４を通じて表示器５００に受ら
れる。表示器５００には同期回路４０３から電波の発射
時点を表わす同期信号も送られ、表示器５００に電波Ｔ
Ｘの発信から表面伝播波ＳＦの伝播時間およひ反射波Ｌ
Ｆの伝播時間に対応した量を表示する。尚、第１図に示
す符号４０５はカッターフェース１０１と歯車４０６に
よって結合し、カッターフェース１０１の回転角度を外
部に知らせる回転角度信号発信器を示す。この回転角度
信号発信器４０５から出力される角度信号は直接表示器
５００に入力される。
号はスリップリング４０４を通じて表示器５００に受ら
れる。表示器５００には同期回路４０３から電波の発射
時点を表わす同期信号も送られ、表示器５００に電波Ｔ
Ｘの発信から表面伝播波ＳＦの伝播時間およひ反射波Ｌ
Ｆの伝播時間に対応した量を表示する。尚、第１図に示
す符号４０５はカッターフェース１０１と歯車４０６に
よって結合し、カッターフェース１０１の回転角度を外
部に知らせる回転角度信号発信器を示す。この回転角度
信号発信器４０５から出力される角度信号は直接表示器
５００に入力される。
第４図に表示器５００に表示された表面伝播波ＳＦの表
示例を示す。図示するマークＭ1 とＭ2 は表面伝播波の
受信位置、Ｅ1,Ｅ2 は障害物から反射して来た反射信
号、Ｔ0 は電波の発信位置、縦軸Ｙはアンテナ２０２と
３０１の回転角位置、横軸Ｘは時間を示す。
示例を示す。図示するマークＭ1 とＭ2 は表面伝播波の
受信位置、Ｅ1,Ｅ2 は障害物から反射して来た反射信
号、Ｔ0 は電波の発信位置、縦軸Ｙはアンテナ２０２と
３０１の回転角位置、横軸Ｘは時間を示す。
この画像ではカッターフェース１０１の上半部と下半部
で表面伝播波の伝播速度が異なっており、カッターフェ
ース１０１と対向して二つの質が異なる土質層が存在す
ることが表示され、判別することができる。
で表面伝播波の伝播速度が異なっており、カッターフェ
ース１０１と対向して二つの質が異なる土質層が存在す
ることが表示され、判別することができる。
この画像から予想される切羽の様子を第６図に示す。カ
ッターフェース１０１の上半部を下半部に対向する土質
層６００と７００の各誘電率をε1 とε2 とした場合、
上半部と対向する土質層６００の誘電率ε1 は下半部と
対向する土質層７００の誘電率ε2 より小さいε1 ＜ε
2 の関係となっている。
ッターフェース１０１の上半部を下半部に対向する土質
層６００と７００の各誘電率をε1 とε2 とした場合、
上半部と対向する土質層６００の誘電率ε1 は下半部と
対向する土質層７００の誘電率ε2 より小さいε1 ＜ε
2 の関係となっている。
また表面伝播波ＳＦの伝播路長はダイポールアンテナ２
０２と３０１の間隔で一義的に決められ一定と見ること
ができる。
０２と３０１の間隔で一義的に決められ一定と見ること
ができる。
表面伝播波の伝播時間Ｔd1とＴd2が計測できることによ
って層６００と７００の誘電率ε1 とε2 を算出するこ
とができる。つまり表面伝播波ＳＦの伝播距離はダイポ
ールアンテナ２０２と３０１の間隔で与えられるから、
この伝播距離を伝播時間Ｔd1及びＴd2によって割ること
により表面伝播波の伝播速度を求めることができる。
って層６００と７００の誘電率ε1 とε2 を算出するこ
とができる。つまり表面伝播波ＳＦの伝播距離はダイポ
ールアンテナ２０２と３０１の間隔で与えられるから、
この伝播距離を伝播時間Ｔd1及びＴd2によって割ること
により表面伝播波の伝播速度を求めることができる。
表面伝播波ＳＦの伝播速度がＶd1，Ｖd2として求められ
たとすると、各層６００と７００の誘電率ε1 とε
2 は、 〔但し、Ｖ0 は空気中の電波伝達速度〕 で求めることができる。
たとすると、各層６００と７００の誘電率ε1 とε
2 は、 〔但し、Ｖ0 は空気中の電波伝達速度〕 で求めることができる。
各層６００及び７００の誘電率ε1 とε2 が求められる
ことによって反射波を映出させるレンジに表示器５００
を切り替えた場合に第５図に示すように異物の像Ｅ1 と
Ｅ2 の存在が映出されたとすると、この異物の像Ｅ1 と
Ｅ2 は別々の物体でないことが解ることと、この異物ま
での正確な距離を知ることができる。
ことによって反射波を映出させるレンジに表示器５００
を切り替えた場合に第５図に示すように異物の像Ｅ1 と
Ｅ2 の存在が映出されたとすると、この異物の像Ｅ1 と
Ｅ2 は別々の物体でないことが解ることと、この異物ま
での正確な距離を知ることができる。
第７図は他の表示方法を採った場合を示す。
この例では所望の回転角度間隔で表面伝播波SFと、反射
波ＬＦの波形を描かせるようにした場合を示す。このよ
うに表示した場合も表面伝播波SFの伝播時間Ｔd1とＴd2
から層６００と７００の誘電率ε1 ，ε2 を求めること
ができるため、反射波ＬＦの受信位置で与えられる異物
の位置を正確な値に修正することができる。
波ＬＦの波形を描かせるようにした場合を示す。このよ
うに表示した場合も表面伝播波SFの伝播時間Ｔd1とＴd2
から層６００と７００の誘電率ε1 ，ε2 を求めること
ができるため、反射波ＬＦの受信位置で与えられる異物
の位置を正確な値に修正することができる。
第８図にこの発明の第２実施例を示す。この発明の第２
実施例ではシールド掘進機のカッターフェース１０１の
側部に電波発信器２００と受信器３００を設け、カッタ
ーフェース１０１が回転することによって側方の全周に
わたって異物の有無を監視するように構成したものであ
る。図は電波発信器２００と受信機３００の取付位置だ
けを示す。その他の部分は第１実施例と同じであるから
ここではこれ以上の説明は省略する。
実施例ではシールド掘進機のカッターフェース１０１の
側部に電波発信器２００と受信器３００を設け、カッタ
ーフェース１０１が回転することによって側方の全周に
わたって異物の有無を監視するように構成したものであ
る。図は電波発信器２００と受信機３００の取付位置だ
けを示す。その他の部分は第１実施例と同じであるから
ここではこれ以上の説明は省略する。
この第２実施例でも既知の間隔を保持して配置した送信
アンテナ２０２と受信アンテナ３０１の間に伝播する表
面伝播波の伝播時間から土中における電波の伝播速度を
測定し、この電波伝播速度からシールド掘進機周辺の土
の誘電率を算出し、土質の違いを判別することと、土質
の違いから来る障害物までの距離の測定誤差を修正し、
正しい距離を測定できるようにした点と、障害物が異な
る土質層にまたがって配置されても、それが一つの物体
であると判定することができる点は第１実施例と同じで
ある。
アンテナ２０２と受信アンテナ３０１の間に伝播する表
面伝播波の伝播時間から土中における電波の伝播速度を
測定し、この電波伝播速度からシールド掘進機周辺の土
の誘電率を算出し、土質の違いを判別することと、土質
の違いから来る障害物までの距離の測定誤差を修正し、
正しい距離を測定できるようにした点と、障害物が異な
る土質層にまたがって配置されても、それが一つの物体
であると判定することができる点は第１実施例と同じで
ある。
尚第１実施例で提案した前方監視方法と第２実施例で提
案した側方監視方法を併用すれば、前方及び側方を監視
することができ、この結果信頼性の向上が達せられるこ
とは明らかであろう。
案した側方監視方法を併用すれば、前方及び側方を監視
することができ、この結果信頼性の向上が達せられるこ
とは明らかであろう。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば表面伝播波を利用
して切羽と対向する土質の違いを求めることができる。
また誘電率を演算して求めることにより反射波を発生す
る異物までの距離を正確に求めることができる。
して切羽と対向する土質の違いを求めることができる。
また誘電率を演算して求めることにより反射波を発生す
る異物までの距離を正確に求めることができる。
また誘電率が異なる層が複数存在した場合も、その存在
を見付けることができる。よって誘電率が異なる層にま
たがって存在する物体を個々に別別の物体として見誤ま
ることはない。
を見付けることができる。よって誘電率が異なる層にま
たがって存在する物体を個々に別別の物体として見誤ま
ることはない。
よって大きな異物に掘進機を当て、掘進機を破損させる
ような事故が起きることを防止できる。
ような事故が起きることを防止できる。
第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図はカッターフェースに送信及び受信アンテナを取付け
る実施例を説明するための正面図、第３図は第１図に示
した実施例に用いたサンプリング回路の動作を説明する
ための波形図、第４図及び第５図はこの発明の実用状態
における表示の一例を説明するための正面図、第６図は
第４図及び第５図に示した表示結果が得られる土の状態
を示す断面図、第７図はこの発明による表示の変形例を
示す正面図、第８図はこの発明の第２実施例を示す配置
図である。 １００……シールド掘進機、１０１……カッターフェー
ス、２００……電波発信器、２０４……シールドカバ
ー、２０１……パルサ、２０２……送信アンテナ、３０
０……受信器、３０１……受信アンテナ、４０１……ス
リップリング、５００……表示器。
図はカッターフェースに送信及び受信アンテナを取付け
る実施例を説明するための正面図、第３図は第１図に示
した実施例に用いたサンプリング回路の動作を説明する
ための波形図、第４図及び第５図はこの発明の実用状態
における表示の一例を説明するための正面図、第６図は
第４図及び第５図に示した表示結果が得られる土の状態
を示す断面図、第７図はこの発明による表示の変形例を
示す正面図、第８図はこの発明の第２実施例を示す配置
図である。 １００……シールド掘進機、１０１……カッターフェー
ス、２００……電波発信器、２０４……シールドカバ
ー、２０１……パルサ、２０２……送信アンテナ、３０
０……受信器、３０１……受信アンテナ、４０１……ス
リップリング、５００……表示器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 幸司 茨城県牛久市刈谷町５―104 (72)発明者 樋口 忠 茨城県北相馬郡藤代町宮和田531―１―507 (72)発明者 谷口 徹 東京都大田区南蒲田１―１―20 (72)発明者 中川 雅弘 埼玉県川口市芝西１―13―６ (72)発明者 広瀬 雅信 東京都府中市府中町１―8812 パールハイ ツ202 (56)参考文献 特開 昭60−173294（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−271484（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】シールド掘進機のカッターフェースに所定
間隔をおいて配置され、前記シールド掘進機の前方に向
け電波を送信し、受信する送信アンテナ及び受信アンテ
ナを具備し、前記送信アンテナから前方に向け電波を送
信し、切羽の表面付近を伝搬する表面伝播波を前記受信
アンテナで受信し、前記表面伝播波の伝播時間と前記送
信アンテナ及び受信アンテナ間の間隔とに基づき、切羽
前方の土質の違いを判別することを特徴とするシールド
掘進機における前記監視方法。 - 【請求項２】シールド掘進機のカッターフェースに所定
間隔をおいて配置され、前記シールド掘進機の前方に向
け電波を送信し、受信する送信アンテナ及び受信アンテ
ナを具備し、送信された電波の反射波を受信することに
より切羽前方の異物の検出を行うシールド掘進機におけ
る前方監視方法において、 前記送信アンテナから前方に向け電波を送信し、切羽の
表面付近を伝搬する表面伝播波を前記受信アンテナにて
受信し、前記表面伝播波の伝播時間と前記送信アンテナ
及び受信アンテナ間の間隔とに基づき、切羽前方の土内
における電波伝播速度を算出し、前記電波伝播速度と、
前記電波を送信してから反射波が受信されるまでの送受
信時間とに基づき、切羽前方の異物までの距離を求める
ことを特徴とするシールド掘進機における前方監視方
法。 - 【請求項３】シールド掘進機の側部に所定間隔をおいて
配置され、シールド掘進機の側方に向け電波を送受信す
る送信アンテナ及び受信アンテナを具備し、 前記送信アンテナからシールド掘進機の側方に向け電波
が送信された際、シールド掘進機の側部と対接する土の
表面付近を伝播する表面伝搬波を前記受信アンテナで受
信し、前記表面伝播波の伝播時間と前記送信アンテナ及
び受信アンテナ間の間隔とに基づき、シールド掘進機の
側部の土質の違いを判別することを特徴とするシールド
掘進機における側方監視方法。 - 【請求項４】シールド掘進機の側部に所定間隔をおいて
配置され、シールド掘進機の側方に向け電波を送受信す
る送信アンテナ及び受信アンテナを具備し、送信された
反射波を受信することによりシールド掘進機の側方の異
物の検出を行うシールド掘進機における側方監視方法に
おいて、 前記送信アンテナからシールド掘進機の側方に向け電波
を送信し、シールド掘進機の側部と対接する土の表面付
近を伝搬する表面伝播波を前記受信アンテナで受信し、
前記表面伝播波の伝播時間と前記送信アンテナ及び受信
アンテナ間の間隔とに基づき、シールド掘進機の側方の
土内における電波伝播速度を算出し、前記電波伝播速度
と、前記電波を送信してから反射波が受信されるまでの
送受信時間との基づき、シールド掘進機の側方の異物ま
での距離を求めることを特徴とするシールド掘進機にお
ける側方監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179801A JPH0616116B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | シールド掘進機における前方及び側方監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179801A JPH0616116B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | シールド掘進機における前方及び側方監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228586A JPH0228586A (ja) | 1990-01-30 |
| JPH0616116B2 true JPH0616116B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16072134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63179801A Expired - Lifetime JPH0616116B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | シールド掘進機における前方及び側方監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616116B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2934896B2 (ja) * | 1990-03-09 | 1999-08-16 | 株式会社小松製作所 | シールド工法の裏込め注入量の算出装置およびその算出方法 |
| JP2694856B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1997-12-24 | 戸田建設 株式会社 | 泥水式シールド掘進装置 |
| JPH0749427Y2 (ja) * | 1991-06-04 | 1995-11-13 | 戸田建設株式会社 | 地中探知レーダ装置 |
| JPH0552949A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-02 | Toda Constr Co Ltd | 地中探知レーダ装置 |
| JP7388551B2 (ja) * | 2020-05-21 | 2023-11-29 | 日本電信電話株式会社 | 探査装置及び探査方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173294A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-06 | 株式会社光電製作所 | 地質探知シ−ルド工法 |
| JPS61271484A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-01 | Japan Radio Co Ltd | 埋設物探査装置 |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63179801A patent/JPH0616116B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0228586A (ja) | 1990-01-30 |
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