JPH06323851A - Method and equipment for measuring depth of tunnel and bubble removing method therefor - Google Patents

Method and equipment for measuring depth of tunnel and bubble removing method therefor

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JPH06323851A
JPH06323851A JP11499693A JP11499693A JPH06323851A JP H06323851 A JPH06323851 A JP H06323851A JP 11499693 A JP11499693 A JP 11499693A JP 11499693 A JP11499693 A JP 11499693A JP H06323851 A JPH06323851 A JP H06323851A
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JP
Japan
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hose
tunnel
pressure sensor
depth
tip
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Application number
JP11499693A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Kawabata
一嘉 川端
Tomohiro Kurosawa
友博 黒沢
Koji Kasai
康次 笠井
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AIREC GIKEN KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
AIREC GIKEN KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To allow highly accurate measurement by disposing a reference pressure sensor in the vicinity of tunnel inlet within a pit thereby eliminating the influence of fluctuation in the specific gravity of a low viscosity working liquid caused by temperature difference. CONSTITUTION:A head pressure sensor 5 advancing through a tunnel 3 is coupled with an oil tank 7 through a hose 6. A low viscosity working liquid, e.g. silicon oil 8, contained in a tank 7 is filled in the hose 6 and the pressure, at the tip thereof, is detected by means of the sensor 5. At the same time, a reference pressure sensor 9 disposed on the bottom of a pit measures the oil pressure of the hose 6 at the inlet of tunnel 3 thus determining the difference DELTAP between the reference pressure Pa and the pressure Pb at the tip of hose. The depth of the sensor 5 can be determined according to a formula; DELTAP=¦Pb-Pa¦=rho.g(¦Ha-Hb¦) (rho: specific gravity of oil, g: gravitational acceleration). Consequently, the depth of the sensor 5, and thereby the depth of a leading body 4a, can be measured continuously as an excavator advances. Since the hose 6 and the oil 8 are set under the ground between the sensors 9, 5, the temperature scarcely changes and thereby the specific gravity rho scarcely fluctuates.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、道路下に掘削した通信
用ケーブル、電線、上下水道、ガス管などを埋設するた
めのトンネルの深度を測定する方法、特に、道路を開削
することなく掘進機によりトンネルを掘進める工法にお
いては掘進機の先頭位置の深度を測定する場合に有効な
深度測定方法、および深度測定装置ならびにこの装置に
おける脱泡方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the depth of a tunnel for burying communication cables, electric wires, water and sewage, gas pipes, etc. excavated under a road, and more particularly, a method for excavating a road without excavating it. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a depth measuring method which is effective when measuring the depth of the head position of a machine, and a depth measuring device, and a defoaming method in this device in a method of digging a tunnel with a machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】通信用ケーブル、電線、上下水道、ガス
管などのパイプラインを地中に施設する場合、従来は道
路を開削して深い溝を形成し、この溝に埋設管を埋込む
方法が採用されている。しかし、このような道路開削工
法は、交通を遮断し、掘削機などの機械で深い溝を掘る
ので騒音や振動を発生し、また排土の処理をしなければ
ならず、生活環境に大きな影響を及ぼす。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a pipeline such as a communication cable, an electric wire, a water supply and a sewer, a gas pipe is installed in the ground, a road is conventionally excavated to form a deep groove and a buried pipe is embedded in the groove. Has been adopted. However, such a road excavation method interrupts traffic and digs deep grooves with a machine such as an excavator, which causes noise and vibration, and also requires soil disposal, which greatly affects the living environment. Exert.

【0003】このようなことから、最近、地中に形成し
た縦坑内に掘進機を設置し、この掘進機により縦坑から
横向きにトンネルを掘る工法が採用されている。この種
の掘進機は、油圧ジャッキにより先導体を地中で所定ス
トローク押し進め、先導体が前進した後、後続の連結パ
イプを先導体側に押し進め、いわゆる地中を尺取り虫の
ように推進することによりトンネルを掘進する工法であ
る。このような掘進機によるトンネルの施工法は、口径
30〜40cmのトンネルを長さ250m程度まで掘り進
めることができ、しかも上記油圧ジャッキの制御により
先導体の進行方向を制御して曲率半径150m程度の屈
曲したトンネルを掘ることも可能である。
For this reason, recently, a method has been adopted in which an excavator is installed in a shaft formed in the ground, and a tunnel is horizontally excavated from the shaft by the excavator. In this type of excavator, a hydraulic jack pushes the leading conductor a predetermined stroke in the ground, and after the leading conductor moves forward, it pushes the subsequent connecting pipe toward the leading conductor side, propelling the so-called underground into a tunnel. Is a method of digging. The tunnel construction method using such an excavator is capable of excavating a tunnel having a diameter of 30 to 40 cm to a length of about 250 m, and further, by controlling the traveling direction of the front conductor by controlling the hydraulic jack, the radius of curvature is about 150 m. It is also possible to dig a bent tunnel.

【0004】ところで、このような掘進機によるトンネ
ルの掘進工法においては、掘進機が所定の方向に前進し
ているか否かを監視する必要がある。つまり、先導体は
地上から視認できないため、この先導体の地中における
水平方向および上下方向(深度)を常に確認し、トンネ
ルの掘進方向に狂いがないか否かを測定する必要があ
る。
By the way, in such a tunnel excavation method using an excavator, it is necessary to monitor whether or not the excavator is advancing in a predetermined direction. That is, since the front conductor cannot be visually recognized from the ground, it is necessary to always check the horizontal direction and the vertical direction (depth) of the front conductor in the ground to measure whether or not there is any deviation in the tunnel excavation direction.

【0005】従来の場合は、トンネル入口からレーザ光
を照射し、このレーザ光により先導体の位置を探しなが
ら掘進方向を監視する方法が研究されているが、レーザ
光は直進性であるためトンネルが屈曲している場合には
レーザ光が届かず、また信頼性のある測定長さが最大1
00m程度であるからその先が見通せず、上記250m
まで掘進可能な、しかも屈曲トンネルを施工可能な掘進
機の先導体を測定するには不向きである。
In the conventional case, a method of irradiating a laser beam from the entrance of a tunnel and monitoring the excavation direction while searching for the position of the leading conductor by this laser beam has been studied. The laser beam does not reach when the is bent, and the reliable measurement length is up to 1
Since it is around 00m, you cannot see beyond it, and the above 250m
It is not suitable for measuring the leading conductor of an excavator that can excavate up to and can also construct a bent tunnel.

【0006】このようなことから、先導体の水平方向の
位置を計測する方法として、磁界検出方法が開発されて
いる。これは、掘進機の先導体に発信コイルを取り付
け、この発信コイルに電流を流して地盤中に磁界を発生
させ、この磁力の強さを地上に設置した受信コイルで検
出することにより先導体の位置を測定する方法である。
この方法によれば、地中の深度が3m程度の先導体であ
っても、左右方向の測定誤差が±1〜2cm程度の高精度
で水平方向の位置を知ることができ、きわめて有効な手
段であることが判っている。
For this reason, a magnetic field detecting method has been developed as a method for measuring the horizontal position of the leading conductor. This is because the transmitter coil is attached to the conductor of the excavator, a current is applied to the transmitter coil to generate a magnetic field in the ground, and the strength of this magnetic force is detected by the receiver coil installed on the ground. This is a method of measuring the position.
According to this method, even if the depth of the conductor is about 3 m, the horizontal position can be detected with high accuracy and the horizontal measurement error is ± 1 to 2 cm, which is an extremely effective means. It is known that

【0007】一方、先導体の深さを知るには、連通管
(ピトー管)の原理を利用した圧力測定方法が用いられ
ている。この方法について、図5および図6にもとづき
説明する。図5において、1は地面、2は縦坑、3は掘
進機4により掘削されたトンネル、4aは掘進機4の先
導体、4bは掘進機4の後続の連結パイプを示す。
On the other hand, in order to know the depth of the leading conductor, a pressure measuring method utilizing the principle of a communicating tube (Pitot tube) is used. This method will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, 1 is the ground, 2 is a vertical shaft, 3 is a tunnel excavated by the excavator 4, 4 a is a front conductor of the excavator 4, and 4 b is a connecting pipe subsequent to the excavator 4.

【0008】5は上記掘進機4の先導体4aに取着した
先端の深度を測定するための圧力検出器、つまり先端圧
力センサーであり、この先端圧力センサー5は可撓性ホ
ース6によりシリコーンオイルタンク7に連通されてい
る。オイルタンク7は地上に設置されており、低粘性作
動液、例えばシリコーンオイル8が貯蔵されている。こ
のシリコーンオイル8は上記オイルタンク7に接続した
ホース6内に充満されており、このホース6は縦坑2お
よび掘進機4の連結パイプ4b内を導かれて上記先端圧
力センサー5に連結されている。先端圧力センサー5
は、詳図しないが、シリコーンオイル8の圧力を受けて
撓み変形するダイアフラムおよびこのダイアフラムに取
着された歪みゲージからなり、シリコーンオイル8の圧
力を受けてダイアフラムが撓んだ場合に歪みゲージが撓
み、これにより歪みゲージが電気抵抗を変化することに
より上記シリコーンオイル8の圧力を電気的信号として
深度表示器10に取出すことができるようになってい
る。
Reference numeral 5 denotes a pressure detector for measuring the depth of the tip attached to the tip conductor 4a of the excavator 4, that is, a tip pressure sensor. The tip pressure sensor 5 is made of silicone oil by a flexible hose 6. It communicates with the tank 7. The oil tank 7 is installed on the ground, and stores a low-viscosity hydraulic fluid such as silicone oil 8. The silicone oil 8 is filled in the hose 6 connected to the oil tank 7. The hose 6 is guided through the vertical shaft 2 and the connecting pipe 4b of the machine 4 and is connected to the tip pressure sensor 5. There is. Tip pressure sensor 5
Although not shown in detail, is composed of a diaphragm that is bent and deformed by the pressure of the silicone oil 8 and a strain gauge attached to the diaphragm. When the diaphragm is bent by the pressure of the silicone oil 8, the strain gauge is The pressure of the silicone oil 8 can be taken out to the depth indicator 10 as an electric signal by bending and changing the electric resistance of the strain gauge.

【0009】9は基準圧力センサーであり、オイルタン
ク7側のシリコーンオイル8の圧力、すなわち基準圧力
を検出して大気圧の補償をする。この基準圧力センサー
9も上記ダイヤフラムおよび歪みゲージを用いたもので
あってよい。
Reference numeral 9 is a reference pressure sensor, which detects the pressure of the silicone oil 8 on the oil tank 7 side, that is, the reference pressure, to compensate the atmospheric pressure. This reference pressure sensor 9 may also use the above diaphragm and strain gauge.

【0010】このような深度測定システムにおいては、
掘進機4の先導体4aが地中を前進する度に先端圧力セ
ンサー5も一緒に前進し、この前進に伴いホース6が順
次連結されて延長されるようになっている。
In such a depth measuring system,
Each time the tip conductor 4a of the excavator 4 advances in the ground, the tip pressure sensor 5 also advances, and the hose 6 is sequentially connected and extended in accordance with this advance.

【0011】このような深度測定システムは、大気圧を
0 、基準圧力センサー9に加わる圧力をPa 、オイル
タンク7内および縦坑2のホース6内のシリコーンオイ
ル8の比重をρ、重力の加速度をg、オイルタンク7の
液面から基準圧力センサー9までの高低差をH0 とする
と、基準圧力センサー9で検出する基準圧力Pa は、 Pa =P0 +ρ・g・H0 (1) また、基準圧力センサー9から縦坑2の下部に開口した
推進口までの高低差をHa 、先端圧力センサー5から縦
坑2の推進口までの高低差をHb 、掘進機3内のシリコ
ーンオイル8の比重をρとすると、先端圧力センサー5
に作用するオイル圧力Pb は、 Pb =P0 +ρ・g・H0 +ρ・g・Ha −ρ・g・Hb (2) これら基準圧力センサー9の検出圧力(基準圧力)Pa
と先端圧力センサー5の測定圧力Pb との圧力差ΔP
は、 ΔP=Pb −Pa =ρ・g(Ha −Hb ) (3) すなわち、シリコーンオイル8の比重ρおよび重力の加
速度gを一定と見做せば、圧力差ΔPは基準圧力センサ
ー9と先端圧力センサー5の高低差(Ha −Hb )の関
数で表される。基準圧力センサー9の位置をトンネル掘
削工事中は移動させないようにすれば、結局、先端圧力
センサー5の深さに応じて圧力差ΔPが変化するように
なり、この圧力差を測定すれば先端圧力センサー5の深
度位置Hを測定することができ、この深度Hを深度表示
器10に表示する。
In such a depth measuring system, the atmospheric pressure is P 0 , the pressure applied to the reference pressure sensor 9 is P a , the specific gravity of the silicone oil 8 in the oil tank 7 and the hose 6 of the shaft 2 is ρ, and gravity. Is g and the height difference from the liquid surface of the oil tank 7 to the reference pressure sensor 9 is H 0 , the reference pressure P a detected by the reference pressure sensor 9 is P a = P 0 + ρ · g · H 0 (1) in addition, the height difference from the reference pressure sensor 9 to promote opening which is open at the bottom of the shafts 2 H a, the difference in height H b from the tip pressure sensor 5 to the propulsion port of the shafts 2, shield machine 3 If the specific gravity of the silicone oil 8 inside is ρ, the tip pressure sensor 5
Oil pressure P b which acts on the detected pressure (reference pressure) of P b = P 0 + ρ · g · H 0 + ρ · g · H a -ρ · g · H b (2) These reference pressure sensors 9 P a
Difference ΔP between the pressure measured by the tip pressure sensor 5 and P b
ΔP = P b −P a = ρ · g (H a −H b ) (3) That is, assuming that the specific gravity ρ of the silicone oil 8 and the acceleration g of gravity are constant, the pressure difference ΔP is the reference pressure. It is expressed by a function of the difference in height between the sensor 9 and the tip pressure sensor 5 (H a -H b). If the position of the reference pressure sensor 9 is not moved during the tunnel excavation work, the pressure difference ΔP will eventually change according to the depth of the tip pressure sensor 5, and if this pressure difference is measured, the tip pressure will be changed. The depth position H of the sensor 5 can be measured, and this depth H is displayed on the depth display 10.

【0012】なお、基準圧力センサー9を用いるのは大
気圧の補正をするためであり、大気圧が変化すると先端
圧力センサー5の検出圧力が変化してしまい、測定誤差
が生じ、精度がばらつく。よって、基準圧力センサー9
により、手元の圧力を測定し、これと先端圧力センサー
5の測定圧力を比較するようにして大気圧変動分による
影響を解消している。
The reference pressure sensor 9 is used to correct the atmospheric pressure, and when the atmospheric pressure changes, the pressure detected by the tip pressure sensor 5 changes, causing a measurement error and varying accuracy. Therefore, the reference pressure sensor 9
Thus, the pressure at hand is measured, and the measured pressure of the tip pressure sensor 5 is compared to eliminate the influence of the atmospheric pressure fluctuation.

【0013】ところで、シリコーンオイルは温度差によ
り比重の値がばらつく性質がある。例えば、東芝シリコ
ーンTFS−10の場合、25℃の比重が9.35×1
2kg・m-3であり、15℃の比重は9.249×1
2 kg・m-3となり、温度が1℃違うと比重は1.0
8×10-3kg・m-3の差を生じる。
By the way, silicone oil has a property that the value of specific gravity varies depending on the temperature difference. For example, in the case of Toshiba Silicone TFS-10, the specific gravity at 25 ° C. is 9.35 × 1.
It is 0 2 kg · m -3 and the specific gravity at 15 ° C is 9.249 × 1.
0 2 kg · m -3, and the the temperature is different 1 ℃ specific gravity 1.0
A difference of 8 × 10 −3 kg · m −3 is produced.

【0014】このような比重差が生じると測定精度がば
らつき、深度7mの場合10〜20cm位の測定誤差を生
じるようになる。
When such a specific gravity difference occurs, the measurement accuracy varies, and a measurement error of about 10 to 20 cm occurs at a depth of 7 m.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】このような条件下にあ
るにも拘らず、従来の場合はオイルタンク7および基準
圧力センサー9を地上に設置し、ホース6を縦坑2から
掘進機4の内部を挿通して先端圧力センサー5に導いて
いた。このためシリコーンオイル8が縦坑2から地上に
至る区域で外気温の影響を受け、温度差を生じる。つま
り、夏期の日中気温は30℃を越え、地表温度は40℃
近くに達する。また、冬期の早朝や夜間では気温が氷点
下に下がり、地表温度も低下する。これに対し、地中の
温度はそれ程の変化がなく、特に深度が大きくなればな
るほど外気温の影響を受けにくい。このようなことか
ら、オイルタンク7および基準圧力センサー9の地上に
設置した場合は、外気温の影響を受けてホース6内のシ
リコーンオイル8の比重が変化し、測定圧力がばらつ
き、よって深度の測定精度が低下する不具合がある。
Despite these conditions, in the conventional case, the oil tank 7 and the reference pressure sensor 9 are installed on the ground, and the hose 6 is installed from the vertical shaft 2 to the excavator 4. It was inserted through the inside and led to the tip pressure sensor 5. Therefore, the silicone oil 8 is affected by the outside air temperature in the area from the shaft 2 to the ground, and a temperature difference is generated. In other words, the summer daytime temperature exceeds 30 ℃, and the surface temperature is 40 ℃.
Reach near In the early mornings and nights of winter, the temperature drops below freezing and the surface temperature also drops. On the other hand, the underground temperature does not change so much, and the greater the depth, the less affected by the outside temperature. Therefore, when the oil tank 7 and the reference pressure sensor 9 are installed on the ground, the specific gravity of the silicone oil 8 in the hose 6 changes due to the influence of the outside temperature, the measured pressure varies, and the depth of the There is a problem that the measurement accuracy decreases.

【0016】一方、この種の深度測定装置は、シリコー
ンオイル8中およびまたはホース6内に空気20が混入
していると、空気には圧縮性があるためこの混入量に応
じて圧力変動が生じる。例えば、図6において先端圧力
センサー5側に連なる立上がりホース6内に、混入長さ
sの空気溜りが発生すると、この長さsだけ圧縮空気が
シリコーンオイル8を押すから測定圧力は実際よりも高
い値を計測する。したがって、このような場合は先端圧
力センサー5の深度は実際よりも深い位置を測定する不
具合がある。
On the other hand, in this type of depth measuring device, when the air 20 is mixed in the silicone oil 8 and / or the hose 6, since the air is compressible, the pressure fluctuates according to the mixed amount. . For example, in FIG. 6, when an air pool having the mixing length s is generated in the rising hose 6 connected to the tip pressure sensor 5 side, the compressed air pushes the silicone oil 8 by the length s, and thus the measured pressure is higher than the actual pressure. Measure the value. Therefore, in such a case, there is a problem that the tip pressure sensor 5 measures a deeper position than it actually is.

【0017】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、第1の目的とするところは、シリコーンオイ
ル等のような低粘性作動液の温度差による比重のばらつ
きの影響を回避し、測定精度を高くすることができるト
ンネルの深度測定方法および深度測定装置を提供しよう
とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances. A first object of the present invention is to avoid the influence of the variation in specific gravity due to the temperature difference of a low-viscosity hydraulic fluid such as silicone oil, and to perform measurement. An object of the present invention is to provide a tunnel depth measuring method and a depth measuring device that can improve accuracy.

【0018】また、本発明の第2の目的とするところ
は、ホース内に空気泡が残留しないようにし、測定精度
を高くすることができるトンネルの深度測定装置におけ
る脱泡方法を提供しようとするものである。
A second object of the present invention is to provide a defoaming method in a tunnel depth measuring apparatus which can prevent air bubbles from remaining in the hose and improve the measurement accuracy. It is a thing.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のトンネルの深度測定方法は、縦坑から横向
きに伸びるトンネル内に先端圧力センサーを推進させ、
この先端圧力センサーとトンネル外に設置したタンクと
をホースで連結し、上記タンクに収容した低粘性作動液
をこのホース内に充填し、このホース先端の圧力を上記
先端圧力センサーにより検出するとともに、上記トンネ
ル外の箇所の上記作動液の圧力を基準圧力センサーによ
り測定し、これら先端圧力と基準圧力との差圧により、
上記先端圧力センサーの地中における深度を測定する方
法において、上記基準圧力センサーを縦坑内のトンネル
入口近傍に配置することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the method for measuring the depth of a tunnel of the present invention is such that a tip pressure sensor is propelled in a tunnel extending laterally from a shaft.
This tip pressure sensor and the tank installed outside the tunnel are connected by a hose, the low-viscosity hydraulic fluid contained in the tank is filled into the hose, and the tip pressure sensor detects the pressure at the tip of the hose, The pressure of the working fluid outside the tunnel is measured by a reference pressure sensor, and by the pressure difference between the tip pressure and the reference pressure,
In the method of measuring the depth of the tip pressure sensor in the ground, the reference pressure sensor is arranged in the vicinity of the tunnel entrance in the shaft.

【0020】また、本発明のトンネルの深度測定装置
は、先端圧力センサーと低粘性作動液を収容したタンク
を有し、このタンクと上記先端圧力センサーとを上記作
動液が充満されたホースで連結し、上記ホースの途中に
作動液の基準圧力を測定する基準圧力センサーを設けた
ことを特徴とする。
The tunnel depth measuring device of the present invention has a tip pressure sensor and a tank containing a low-viscosity hydraulic fluid, and the tank and the tip pressure sensor are connected by a hose filled with the hydraulic fluid. A reference pressure sensor for measuring the reference pressure of the hydraulic fluid is provided in the middle of the hose.

【0021】さらに、本発明の脱泡方法は、低粘性作動
液を収容したタンク内を真空ポンプで真空引きすること
によりこの作動液中に混在している気泡を除去し、この
タンクにホースを連結し、このホースを真空ポンプで真
空引きしてホース内の空気を排除した後、上記タンク内
の作動液をホースに導入することを特徴とする。
Further, in the defoaming method of the present invention, the inside of a tank containing a low-viscosity working fluid is evacuated by a vacuum pump to remove air bubbles mixed in the working fluid, and a hose is attached to this tank. After being connected, the hose is evacuated by a vacuum pump to eliminate air in the hose, and then the working fluid in the tank is introduced into the hose.

【0022】[0022]

【作用】本発明のトンネルの深度測定方法および深度測
定装置によれば、基準圧力センサーを縦坑におけるトン
ネル入口近傍に配置して圧力を測定するから、基準圧力
センサーから先端圧力センサーまでの領域は地中である
ため外気温の変化による影響を受け難く、したがって比
重変化に原因する測定誤差を解消することができ、深度
を高精度に測定することができる。
According to the tunnel depth measuring method and the depth measuring apparatus of the present invention, since the reference pressure sensor is arranged near the tunnel entrance in the shaft to measure the pressure, the area from the reference pressure sensor to the tip pressure sensor is Since it is underground, it is unlikely to be affected by changes in the outside air temperature, and therefore measurement errors due to changes in specific gravity can be eliminated, and depth can be measured with high accuracy.

【0023】また、本発明による脱泡方法であれば、低
粘性作動液中に混在している気泡やホース内の空気が真
空ポンプで排除されるから、ホース内に気泡が残留せ
ず、測定圧力のばらつきが防止され、高精度な測定が可
能になる。
Further, in the defoaming method according to the present invention, since air bubbles mixed in the low-viscosity hydraulic fluid and air in the hose are removed by the vacuum pump, no air bubbles remain in the hose, and the measurement is performed. Pressure variations are prevented and highly accurate measurement is possible.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明について、図1ないし図3に示す
第1の実施例にもとづき説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the first embodiment shown in FIGS.

【0025】図1に示す実施例は、基本的構成において
図4の従来例と同様であってよく、同一構成部材には同
一番号を付し、1は地面、2は縦坑、3は掘進機4にて
掘削されたトンネル、4aは掘進機4の先導体、4bは
掘進機4の後続の連結パイプ、5は掘進機4の先導体4
aに取着した深度測定用の先端圧力センサー、6は可撓
性ホース、7はシリコーンオイルタンク、8は低粘性作
動液、例えばシリコーンオイル、9は大気圧補償用の基
準圧力センサー、10は深度表示器である。
The embodiment shown in FIG. 1 may be similar to the prior art example shown in FIG. 4 in the basic structure. The same components are designated by the same reference numerals, 1 is the ground, 2 is a vertical shaft, and 3 is an excavation. A tunnel excavated by the machine 4, 4a is a front conductor of the machine 4, 4b is a connecting pipe subsequent to the machine 4, 5 is a front conductor 4 of the machine 4
Depth measuring tip pressure sensor attached to a, 6 is a flexible hose, 7 is a silicone oil tank, 8 is a low viscosity hydraulic fluid such as silicone oil, 9 is a reference pressure sensor for atmospheric pressure compensation, and 10 is It is a depth indicator.

【0026】本実施例で、図4の場合と異なるのは、基
準圧力センサー9を縦坑2の底部に設け、この基準圧力
センサー9はホース6におけるトンネル3入口部分のオ
イル圧力を測定するようになっている。
In this embodiment, the difference from the case of FIG. 4 is that a reference pressure sensor 9 is provided at the bottom of the shaft 2 so that this reference pressure sensor 9 measures the oil pressure at the entrance of the tunnel 3 in the hose 6. It has become.

【0027】このような場合であっても、基準圧力セン
サー9にて測定した基準圧力Pa と、先端圧力センサー
5で測定した先端圧力Pb との差ΔPは、 ΔP=|Pb −Pa |=ρ・g(|Ha −Hb |) となるから、この圧力差ΔPから先端圧力センサー5の
深度を測定することができる。したがって、掘進機4の
先進に応じて連続的に先端圧力センサー5の深度、つま
り先導体4aの深度、さらに換言すればトンネル3の先
端部の深度を測定することができる。
Even in such a case, the difference ΔP between the reference pressure P a measured by the reference pressure sensor 9 and the tip pressure P b measured by the tip pressure sensor 5 is ΔP = | P b −P Since a | = ρ · g (| H a −H b |), the depth of the tip pressure sensor 5 can be measured from this pressure difference ΔP. Therefore, the depth of the tip pressure sensor 5, that is, the depth of the tip conductor 4a, that is, the depth of the tip of the tunnel 3 can be continuously measured according to the advance of the excavator 4.

【0028】しかも、基準圧力センサー9から先端圧力
センサー5までのホース6およびシリコーンオイル8
は、地中にあるからその温度変化がほとんどなく、よっ
て比重ρのばらつきがない。このため測定圧力値のばら
つきを解消することができ、測定精度が高くなる。
Moreover, the hose 6 from the reference pressure sensor 9 to the tip pressure sensor 5 and the silicone oil 8
Since it is in the ground, its temperature hardly changes, and therefore the specific gravity ρ does not vary. Therefore, the variation in the measured pressure value can be eliminated, and the measurement accuracy is improved.

【0029】なお、予めそれぞれ先端圧力センサー5お
よび基準圧力センサー9の計測値と、基準圧力センサー
9の実測深さ値を測定し、これらの値からシリコーンオ
イル8の比重ρを求めておけば、予め地中の温度による
比重の補正ができるので地中の温度が何度であっても高
精度な深度測定が可能になる。
If the measured values of the tip pressure sensor 5 and the reference pressure sensor 9 and the measured depth value of the reference pressure sensor 9 are measured in advance, and the specific gravity ρ of the silicone oil 8 is obtained from these values, Since the specific gravity can be corrected in advance by the temperature in the ground, highly accurate depth measurement can be performed regardless of the temperature in the ground.

【0030】また、2個の先端圧力センサー5および基
準圧力センサー9は、共にオイルタンク7に連通してい
るからオイルタンク7が大気に開放されている場合は、
両者のセンサー5,9で同時に大気圧を検知することが
でき、よって大気圧の変動を自動的に補正していること
になり、大気圧変動の影響を受けない。
Further, since the two tip pressure sensors 5 and the reference pressure sensor 9 both communicate with the oil tank 7, when the oil tank 7 is open to the atmosphere,
Both sensors 5 and 9 can detect the atmospheric pressure at the same time, so that the variation of the atmospheric pressure is automatically corrected and is not affected by the variation of the atmospheric pressure.

【0031】このようなことから、例えば東芝シリコー
ンTFS−10を用いた場合、深度5mを測定するとき
の誤差を7mm以下に抑えることができた。
From the above, when using Toshiba Silicone TFS-10, for example, the error when measuring a depth of 5 m could be suppressed to 7 mm or less.

【0032】図2および図3は、ホース6およびオイル
タンク7内のシリコーンオイル8中に空気が残らないよ
うに脱泡する方法を図解したものである。
2 and 3 illustrate a method of defoaming so that air does not remain in the silicone oil 8 in the hose 6 and the oil tank 7.

【0033】図2の(A)は、オイルタンク7内にシリ
コーンオイル8を注入した後、このシリコーンオイル8
中に混在している気泡を除去するため、オイルタンク7
の上方空間を真空ポンプ30に接続し、ホース6側のコ
ック31を閉じた状態で真空ポンプ30を運転する。す
ると、シリコーンオイル8中に混在している気泡が強制
的に浮上され、真空ポンプ30を経て排除される。
In FIG. 2A, after the silicone oil 8 is injected into the oil tank 7, the silicone oil 8 is injected.
Oil tank 7 to remove air bubbles mixed in
The upper space of is connected to the vacuum pump 30, and the vacuum pump 30 is operated with the cock 31 on the hose 6 side closed. Then, the air bubbles mixed in the silicone oil 8 are forcibly lifted and removed through the vacuum pump 30.

【0034】次に、図2の(B)に示すように、真空ポ
ンプ30をコック32を介してホース6に接続し、この
コック32を開き、タンク側のコック31を閉じたまま
真空ポンプ30を運転する。するとホース6内の空気が
排除され、ホース6が負圧になる。この状態で真空ポン
プ30を運転しつつコック31を開くと、タンク7内の
シリコーンオイル8がホース6に導入され、ホース6に
満たされる。これにより、ホース6内に空気が残存しな
くなる。
Next, as shown in FIG. 2B, the vacuum pump 30 is connected to the hose 6 via a cock 32, the cock 32 is opened, and the cock 31 on the tank side is closed. To drive. Then, the air in the hose 6 is removed, and the hose 6 becomes negative pressure. When the cock 31 is opened while operating the vacuum pump 30 in this state, the silicone oil 8 in the tank 7 is introduced into the hose 6 and filled in the hose 6. As a result, no air remains in the hose 6.

【0035】なお、掘進機4が前進することによりホー
ス6を継ぎ足す場合は、図3の(A)に示すように、ホ
ース6に真空ポンプ30を接続し、タンク7側のコック
31を閉じ、ポンプ30側のコック32を開いて真空ポ
ンプ30を運転し、ホース6内のシリコーンオイル8を
戻しホース33を通じてタンク7に戻す。
When the hose 6 is replenished by the forward movement of the excavator 4, as shown in FIG. 3A, the vacuum pump 30 is connected to the hose 6 and the cock 31 on the tank 7 side is closed. The cock 32 on the pump 30 side is opened to operate the vacuum pump 30, and the silicone oil 8 in the hose 6 is returned to the tank 7 through the return hose 33.

【0036】ホース6内のシリコーンオイル8が無くな
ると、このホース6に図3の(B)に示すように、新規
なホース6aを接続し、この新規なホース6aにコック
34を介して真空ポンプ30を接続する。上記ポンプ3
0側のコック34を開き、タンク7側のコック31を閉
じたまま真空ポンプ30を運転する。するとホース6お
よび6a内の空気が排除され、これらの内部が負圧にな
る。この状態で真空ポンプ30を運転しつつコック31
を開くと、タンク7内のシリコーンオイル8がホース6
および6aに導入され、これらホース6および6aに満
たされる。これにより、ホース6および6aに空気を残
存することなくシリコーンオイル8を充填することがで
きる。
When the silicone oil 8 in the hose 6 is exhausted, a new hose 6a is connected to the hose 6 as shown in FIG. 3B, and a vacuum pump is connected to the new hose 6a via a cock 34. Connect 30. Pump 3 above
The vacuum pump 30 is operated with the cock 34 on the 0 side opened and the cock 31 on the tank 7 side closed. Then, the air in the hoses 6 and 6a is removed, and the inside of these becomes negative pressure. While operating the vacuum pump 30 in this state, the cock 31
When opened, the silicone oil 8 in the tank 7
And 6a and fill these hoses 6 and 6a. As a result, the silicone oil 8 can be filled into the hoses 6 and 6a without leaving air.

【0037】したがってこのような脱泡方法によれば、
ホース6やタンク7内のシリコーンオイル8に気泡が残
らず、ホース6内に空気溜りが発生しないから、圧力誤
差を生じなくなり、深度の測定精度が向上する。
Therefore, according to such a defoaming method,
Since no bubbles remain in the silicone oil 8 in the hose 6 or the tank 7 and no air is trapped in the hose 6, a pressure error does not occur and the depth measurement accuracy is improved.

【0038】なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではない。
The present invention is not limited to the above embodiment.

【0039】すなわち、図1に示す実施例ではオイルタ
ンク7を地上1に設置した場合を説明したが、図4に示
す他の実施例のように、オイルタンク7を基準圧力セン
サー9とともに縦坑2の底部に設置してもよい。この場
合、先端圧力センサー5の位置がオイルタンク7の液面
より高くなると、ホース6内のシリコーンオイル8が逆
流する心配があるから、オイルタンク7を密封形とし、
このオイルタンク7内の圧力を大気圧より高くし、すな
わち基準圧力を高く設定しておけばよい。
That is, in the embodiment shown in FIG. 1, the case where the oil tank 7 is installed on the ground 1 has been described, but as in the other embodiment shown in FIG. It may be installed at the bottom of No. 2. In this case, when the position of the tip pressure sensor 5 is higher than the liquid level of the oil tank 7, the silicone oil 8 in the hose 6 may flow backward, so the oil tank 7 is sealed.
The pressure in the oil tank 7 may be set higher than the atmospheric pressure, that is, the reference pressure may be set high.

【0040】また、上記実施例では圧力を伝達する作動
液としてシリコーンオイルを使用した例を説明したが、
本発明はこれに限らず、圧力伝達の作動液としては低粘
性で温度変化により比重が変わる作動液であれば実施可
能である。
In the above embodiment, an example in which silicone oil is used as the hydraulic fluid for transmitting pressure has been described.
The present invention is not limited to this, and the hydraulic fluid for pressure transmission can be implemented as long as it has low viscosity and its specific gravity changes due to temperature change.

【0041】また、上記実施例の場合、掘進機4の先導
体4aに先端圧力センサー5を取り付け、先導体4aの
位置を探す場合について説明したが、先導体4aの位置
を検知することはすなわちトンネル3の位置を検知する
ことであり、掘進機4の先導体4aに先端圧力センサー
5を取り付けることには限らない。例えば、既存のトン
ネルのルートを知りたい場合、先端圧力センサー5を該
既存のトンネル内を直接または別途の先導体に取り付け
て推進させればこのトンネルの深さを連続測定すること
ができる。よって、このような既存のトンネルに適用し
ても、かつ屈曲したトンネルであっても実施可能であ
る。
In the above embodiment, the case where the tip pressure sensor 5 is attached to the tip conductor 4a of the machine 4 and the position of the tip conductor 4a is searched has been described. The position of the tunnel 3 is detected, and the tip pressure sensor 5 is not limited to being attached to the tip conductor 4a of the excavator 4. For example, when it is desired to know the route of an existing tunnel, the depth of this tunnel can be continuously measured by attaching the tip pressure sensor 5 directly inside the existing tunnel or by attaching it to a separate conductor. Therefore, the present invention can be applied to such an existing tunnel and can be implemented even in a bent tunnel.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明した通り本発明のトンネルの深
度測定方法および深度測定装置によれば、基準圧力セン
サーを縦坑におけるトンネル入口近傍に配置して圧力を
測定するから、基準圧力センサーと先端圧力センサーと
の間の温度差が少なく、これらの間の低粘性作動液の比
重の変化が少なくなる。よって外気温の変化による比重
の変化が少ないから圧力ばらつきが少なくなり、深度の
測定精度を向上させることができる。
As described above, according to the tunnel depth measuring method and depth measuring apparatus of the present invention, the reference pressure sensor is arranged near the tunnel entrance in the shaft to measure the pressure. The temperature difference with the pressure sensor is small, and the change in the specific gravity of the low-viscosity hydraulic fluid between them is small. Therefore, the change in the specific gravity due to the change in the outside air temperature is small, so that the pressure variation is small, and the depth measurement accuracy can be improved.

【0043】また、本発明による脱泡方法によれば、低
粘性作動液中に混在している気泡やホース内の空気が真
空ポンプで排除されるから、ホース内に気泡が残留せ
ず、測定圧力のばらつきが防止され、高精度な測定が可
能になる。
Further, according to the defoaming method of the present invention, the bubbles mixed in the low-viscosity hydraulic fluid and the air in the hose are removed by the vacuum pump, so that the bubbles do not remain in the hose and the measurement is performed. Pressure variations are prevented and highly accurate measurement is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す、深度測定装置の
概略的な構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a depth measuring apparatus showing a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)および(B)は同実施例のシリコーンオ
イルの脱泡方法を説明するための図。
2A and 2B are views for explaining a method for defoaming silicone oil of the same example.

【図3】(A)および(B)は同実施例のホースを連結
する時のシリコーンオイルの脱泡方法を説明するための
図。
3A and 3B are views for explaining a method for defoaming silicone oil when connecting the hoses of the same embodiment.

【図4】本発明の第2の実施例を示す、深度測定装置の
概略的な構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a depth measuring apparatus showing a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の場合の深度測定装置の概略的な構成を示
す図。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional depth measuring device.

【図6】深度測定装置に空気が混入した場合の概略的な
構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration when air is mixed in the depth measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 地面 2 縦坑 3 トンネル 4 掘進機 4a 先導体 4b 連結パイプ 5 先端圧力センサー 6 ホース 7 オイルタンク 8 シリコーンオイル 9 基準圧力センサー 10 深度表示器 1 Ground 2 Vertical shaft 3 Tunnel 4 Machine 4a Leading conductor 4b Connecting pipe 5 Tip pressure sensor 6 Hose 7 Oil tank 8 Silicone oil 9 Reference pressure sensor 10 Depth indicator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 康次 東京都台東区秋葉原5番8号 アイレック 技建株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Kasai 5-8 Akihabara, Taito-ku, Tokyo Airec Giken Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 縦坑から横向きに伸びるトンネル内に先
端圧力センサーを推進させ、この先端圧力センサーとト
ンネル外に設置したタンクとをホースで連結し、上記タ
ンクに収容した低粘性作動液をこのホース内に充填し、
このホース先端の圧力を上記先端圧力センサーにより検
出するとともに、上記トンネル外の箇所の上記作動液の
圧力を基準圧力センサーにより測定し、これら先端圧力
と基準圧力との差圧により、上記先端圧力センサーの地
中における深度を測定する方法において、上記基準圧力
センサーを縦坑内のトンネル入口近傍に配置することを
特徴とするトンネルの深度測定方法。
1. A tip pressure sensor is propelled in a tunnel extending laterally from a vertical shaft, the tip pressure sensor and a tank installed outside the tunnel are connected by a hose, and the low-viscosity hydraulic fluid stored in the tank is Fill the hose,
The pressure at the tip of the hose is detected by the tip pressure sensor, the pressure of the working fluid outside the tunnel is measured by a reference pressure sensor, and the tip pressure sensor is determined by the difference between the tip pressure and the reference pressure. In the method of measuring the depth in the ground, the reference pressure sensor is arranged in the vicinity of the tunnel entrance in the shaft, the depth measuring method of the tunnel.
【請求項2】 上記先端圧力センサーは、トンネルを掘
進する掘進機の先導体に取付けられ、この先導体の深度
を測定することによりトンネルの深度を測定することを
特徴とする請求項1に記載されたトンネルの深度測定方
法。
2. The tip pressure sensor is attached to a front conductor of an excavator for advancing a tunnel, and the depth of the front conductor is measured to measure the depth of the tunnel. How to measure the depth of a tunnel.
【請求項3】 先端圧力センサーと低粘性作動液を収容
したタンクを有し、このタンクと上記先端圧力センサー
とを上記作動液が充満されたホースで連結し、上記ホー
スの途中に作動液の基準圧力を測定する基準圧力センサ
ーを設けたことを特徴とするトンネルの深度測定装置。
3. A tip pressure sensor and a tank containing a low-viscosity hydraulic fluid are provided. The tank and the tip pressure sensor are connected by a hose filled with the hydraulic fluid, and a hydraulic fluid is provided in the middle of the hose. A depth measuring device for a tunnel, comprising a reference pressure sensor for measuring a reference pressure.
【請求項4】 低粘性作動液を収容したタンク内を真空
ポンプで真空引きすることによりこの作動液中に混在し
ている気泡を除去し、このタンクにホースを連結し、こ
のホースを真空ポンプで真空引きしてホース内の空気を
排除した後、上記タンク内の作動液をホースに導入する
ことを特徴とするトンネルの深度測定装置における脱泡
方法。
4. A vacuum pump is used to evacuate the inside of a tank containing a low-viscosity hydraulic fluid to remove air bubbles mixed in the hydraulic fluid, and a hose is connected to this tank. A method for defoaming in a depth measuring device of a tunnel, characterized in that the working fluid in the tank is introduced into the hose after the air in the hose is removed by vacuuming.
JP11499693A 1993-05-17 1993-05-17 Method and equipment for measuring depth of tunnel and bubble removing method therefor Pending JPH06323851A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011137776A (en) * 2010-01-04 2011-07-14 Nippon Steel Corp Inclination measuring device

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