JPH0694786B2 - 地中削進工法における掘削先端部の位置検出方法 - Google Patents
地中削進工法における掘削先端部の位置検出方法Info
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- JPH0694786B2 JPH0694786B2 JP1160948A JP16094889A JPH0694786B2 JP H0694786 B2 JPH0694786 B2 JP H0694786B2 JP 1160948 A JP1160948 A JP 1160948A JP 16094889 A JP16094889 A JP 16094889A JP H0694786 B2 JPH0694786 B2 JP H0694786B2
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- wave
- excavation
- tip
- vibrometer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は二重管式の掘削装置を用いた地中削進工法に
おいて、掘削先端部を検出するための方法に関する。
おいて、掘削先端部を検出するための方法に関する。
地中埋設管の敷設方法として、埋設管の地中削進工法が
広く行われている。一般に、ガス管等の地下配管は、他
の埋設物や土地所有等の関係から、その敷設範囲が極め
て限定されており、このため、このような埋設管を上記
工法により敷設する場合、管の削進方向を高精度に管理
する必要がある。また、この種の工法では、管の到達側
にピットを設け、このピットに削進管を到達させるよう
にする場合があり、このような場合には、削進管をピッ
トに確実に到達させる必要があることから、この点でも
削進方向の高精度化が要求される。
広く行われている。一般に、ガス管等の地下配管は、他
の埋設物や土地所有等の関係から、その敷設範囲が極め
て限定されており、このため、このような埋設管を上記
工法により敷設する場合、管の削進方向を高精度に管理
する必要がある。また、この種の工法では、管の到達側
にピットを設け、このピットに削進管を到達させるよう
にする場合があり、このような場合には、削進管をピッ
トに確実に到達させる必要があることから、この点でも
削進方向の高精度化が要求される。
しかし、地中削進工法では、距離が長くなる程、削進方
向に誤差を生じ易く、特に、建造物や河川等の障害物を
避ける場合等に行われる円弧推進工法では、削進方向を
計画線上に維持することは非常に難しい。
向に誤差を生じ易く、特に、建造物や河川等の障害物を
避ける場合等に行われる円弧推進工法では、削進方向を
計画線上に維持することは非常に難しい。
このため、この種の工法では絶えず掘削先端部位置を確
認し、削進方向を調整する必要がある。
認し、削進方向を調整する必要がある。
従来、削進方向のうち掘削先端部の深度については、傾
斜計などを用いることにより比較的精度良く測定するこ
とが可能であるが、水平方向での位置については信頼の
おける検出法は未だ確立されていない。すなわち、従
来、水平方向の位置検出はジャイロやロケータ等によっ
て行われているが、ジャイロによる測定では、削進距離
が長くなるにしたがってその測定誤差が累積されていく
ため、削進距離がある程度以上長くなると、非常に大き
な検出誤差を生じてしまう。一般に埋設管の敷設範囲の
許容差は、前記したような理由により計画線から±2m以
内であるのに対し、ジャイロによる検出では、削進距離
1000mでその検出誤差は±5mにも及んでしまう。また、
ロケータは深さ２〜3mが検出の限界であり、それ以上の
深度にある削進管の検知はほとんど不可能である。ま
た、他の方法として、電磁波の反射を用いる地中レーダ
ーの利用も考えられるが、電磁波の地中減衰率などの条
件から、これも検出深度が２〜3m以下であり、それ以上
の深度にある削進管の検知は難しい。
斜計などを用いることにより比較的精度良く測定するこ
とが可能であるが、水平方向での位置については信頼の
おける検出法は未だ確立されていない。すなわち、従
来、水平方向の位置検出はジャイロやロケータ等によっ
て行われているが、ジャイロによる測定では、削進距離
が長くなるにしたがってその測定誤差が累積されていく
ため、削進距離がある程度以上長くなると、非常に大き
な検出誤差を生じてしまう。一般に埋設管の敷設範囲の
許容差は、前記したような理由により計画線から±2m以
内であるのに対し、ジャイロによる検出では、削進距離
1000mでその検出誤差は±5mにも及んでしまう。また、
ロケータは深さ２〜3mが検出の限界であり、それ以上の
深度にある削進管の検知はほとんど不可能である。ま
た、他の方法として、電磁波の反射を用いる地中レーダ
ーの利用も考えられるが、電磁波の地中減衰率などの条
件から、これも検出深度が２〜3m以下であり、それ以上
の深度にある削進管の検知は難しい。
本発明はこのような従来の問題に鑑み、掘削先端部の水
平方向での位置を、その深さにかかわりなく高精度に検
出することができる方法を提供しようとするものであ
る。
平方向での位置を、その深さにかかわりなく高精度に検
出することができる方法を提供しようとするものであ
る。
このため本発明は、外管および内管からなり、これら外
管および内管を回転させながら先端ビットにより掘削を
行う二重管式の掘削装置を用いた地中削進工法における
掘削先端部の位置検出方法において、下記（ｉ）、（i
i）の手順により掘削先端部の水平方向での位置を検出
するようにしたことを特徴とする。
管および内管を回転させながら先端ビットにより掘削を
行う二重管式の掘削装置を用いた地中削進工法における
掘削先端部の位置検出方法において、下記（ｉ）、（i
i）の手順により掘削先端部の水平方向での位置を検出
するようにしたことを特徴とする。
（ｉ）地表の位置検出地点に、適当な間隔をおいて複数
の振動計を設置しておくとともに、位置検出地点に地表
から掘削先端部深度に相当する深度またはその近傍に達
する縦孔を形成し、該縦孔内の掘削先端部深度付近で地
盤に衝撃を与えることにより弾性波を生じさせ、この弾
性波のＰ波を前記各振動計で検出し、弾性波発生源から
振動計までの距離と、Ｐ波の各振動計までの到達時間と
から、弾性波発生源から各振動計へのＰ波伝播速度また
は媒質の影響による各振動計に対するＰ波伝播の遅れ時
間を求めておく。
の振動計を設置しておくとともに、位置検出地点に地表
から掘削先端部深度に相当する深度またはその近傍に達
する縦孔を形成し、該縦孔内の掘削先端部深度付近で地
盤に衝撃を与えることにより弾性波を生じさせ、この弾
性波のＰ波を前記各振動計で検出し、弾性波発生源から
振動計までの距離と、Ｐ波の各振動計までの到達時間と
から、弾性波発生源から各振動計へのＰ波伝播速度また
は媒質の影響による各振動計に対するＰ波伝播の遅れ時
間を求めておく。
（ii）掘削先端部で衝撃を生じさせ、この衝撃により生
じた弾性波のＰ波を前記振動計で検出し、各振動計への
Ｐ波の到達時間を上記（ｉ）で求めた各振動計に対する
Ｐ波伝播速度またはＰ波伝播の遅れ時間により補正し、
該補正されたＰ波の到達時間に基づく複数の振動計間で
のＰ波検出時間差またはＰ波検出順に基づき、掘削先端
部の水平方向での位置を検出する。
じた弾性波のＰ波を前記振動計で検出し、各振動計への
Ｐ波の到達時間を上記（ｉ）で求めた各振動計に対する
Ｐ波伝播速度またはＰ波伝播の遅れ時間により補正し、
該補正されたＰ波の到達時間に基づく複数の振動計間で
のＰ波検出時間差またはＰ波検出順に基づき、掘削先端
部の水平方向での位置を検出する。
本発明では、掘削装置を利用して上記弾性波を極く簡単
に発生させることができる。最も簡単な方法は、管を進
退させることによってその先端を地盤に衝突させる方法
であり、例えば、二重管式の掘削装置では内管を外管に
対して進退させることができることから、内管を外管に
対して進退させて内管先端を地盤に衝突させることによ
り、弾性波を生じさせることができる。また、内管およ
び外管を同時に進退させることによっても、同様に弾性
波を生じさせることができる。
に発生させることができる。最も簡単な方法は、管を進
退させることによってその先端を地盤に衝突させる方法
であり、例えば、二重管式の掘削装置では内管を外管に
対して進退させることができることから、内管を外管に
対して進退させて内管先端を地盤に衝突させることによ
り、弾性波を生じさせることができる。また、内管およ
び外管を同時に進退させることによっても、同様に弾性
波を生じさせることができる。
また、弾性波は内管内に電気雷管を送り込み、これを爆
発させる方法によっても生じさせることもできる。
発させる方法によっても生じさせることもできる。
以下、本発明の詳細を図面に基づいて具体的に説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施に供すべき二重管式掘削装置の一
例を示すもので、装置は外管（１）および内管（２）か
らなり、これらはそれぞれその先端にビットを有してい
る。
例を示すもので、装置は外管（１）および内管（２）か
らなり、これらはそれぞれその先端にビットを有してい
る。
外管および内管は、その発進側の回転・推進装置により
回転（通常、反対方向に回転）せしめられつつ推進され
る。内管（２）は発進側の駆動装置（例えば、シリンダ
装置）により外管（１）に対して進退可能となってい
る。
回転（通常、反対方向に回転）せしめられつつ推進され
る。内管（２）は発進側の駆動装置（例えば、シリンダ
装置）により外管（１）に対して進退可能となってい
る。
第２図および第３図は、以上のような掘削装置を用いた
本発明法を模式的に示したものである。
本発明法を模式的に示したものである。
一般に、地中削進工法では埋設ラインの数個所で削進方
位の検知を行い、その都度方位修正が行われる。本発明
法では、予め地表の位置検出地点の適当な範囲に複数の
振動計（Ｓ）を配置しておく。第２図および第３図の例
でが16個（４×４）の振動計を等間隔で配置している。
位の検知を行い、その都度方位修正が行われる。本発明
法では、予め地表の位置検出地点の適当な範囲に複数の
振動計（Ｓ）を配置しておく。第２図および第３図の例
でが16個（４×４）の振動計を等間隔で配置している。
本発明では、上記のように振動計を配置した状態で、掘
削先端部で衝撃を生じさせ、そのＰ波を上記各振動計で
検出し、複数の振動計間でのＰ波検出時間差、またはＰ
波検出順に基づき掘削先端部の水平方向での位置を検出
する。
削先端部で衝撃を生じさせ、そのＰ波を上記各振動計で
検出し、複数の振動計間でのＰ波検出時間差、またはＰ
波検出順に基づき掘削先端部の水平方向での位置を検出
する。
しかし、一般に地下浅部における地盤の状態は不均質で
あり、また地表面を舗装しているような場合、その舗装
厚は必ずしも均一ではないこと等から、各振動計に到達
するＰ波の伝播速度にもバラツキがあり、このため検出
精度に問題を生じるおそれがある。
あり、また地表面を舗装しているような場合、その舗装
厚は必ずしも均一ではないこと等から、各振動計に到達
するＰ波の伝播速度にもバラツキがあり、このため検出
精度に問題を生じるおそれがある。
そこで本発明は、キャリブレーションテストと称される
予備計測を行って各振動計に対するＰ波伝播速度等を予
め計測しておき、この計測値に基づき、実際の検出時に
各振動計で検出されたＰ波の到達時間の補正を行うもの
である。
予備計測を行って各振動計に対するＰ波伝播速度等を予
め計測しておき、この計測値に基づき、実際の検出時に
各振動計で検出されたＰ波の到達時間の補正を行うもの
である。
上記予備計測は、位置検出地点（例えば、第３図中、Ｐ
の箇所）において地表から掘削先端部深度に相当する深
度またはその近傍に達する縦孔を形成し、この縦孔内で
弾性波を生じさせることにより行う。
の箇所）において地表から掘削先端部深度に相当する深
度またはその近傍に達する縦孔を形成し、この縦孔内で
弾性波を生じさせることにより行う。
第４図はこのような予備計測の実施状況を示している。
図において、（３）は縦孔であり、該縦孔（３）は振動
計配置領域のほぼ中央に、掘削先端部の深度に相当する
深さで形成されている。この例では、縦孔（３）に地上
からロッド（４）を挿入し、このロッドで孔底を打撃す
ることにより弾性波を生じさせる。この弾性波のＰ波は
地上の各振動計（Ｓ）で把えられる。そして、この各振
動計（Ｓ）のＰ波検出時刻と、既知の弾性波発生源（孔
底部）の位置および弾性波発生時刻とから、ｉ）各振動
計へのＰ波伝播速度、またはii）媒質の影響による各振
動計に対するＰ波伝播の遅れ時間、が求められる。
図において、（３）は縦孔であり、該縦孔（３）は振動
計配置領域のほぼ中央に、掘削先端部の深度に相当する
深さで形成されている。この例では、縦孔（３）に地上
からロッド（４）を挿入し、このロッドで孔底を打撃す
ることにより弾性波を生じさせる。この弾性波のＰ波は
地上の各振動計（Ｓ）で把えられる。そして、この各振
動計（Ｓ）のＰ波検出時刻と、既知の弾性波発生源（孔
底部）の位置および弾性波発生時刻とから、ｉ）各振動
計へのＰ波伝播速度、またはii）媒質の影響による各振
動計に対するＰ波伝播の遅れ時間、が求められる。
上記ｉ）のＰ波伝播速度を求める方式では、第５図に示
すように、各振動計は各々固有のＰ波伝播速度Vpiで伝
播してきた弾性波を計測すると考える。したがって伝播
距離に関する式は次のように表される。
すように、各振動計は各々固有のＰ波伝播速度Vpiで伝
播してきた弾性波を計測すると考える。したがって伝播
距離に関する式は次のように表される。
（Xi−X0)2＋（Yi−Y0)2＋（Zi−Z0)2＝Vpi（Ti−T0)2 弾性波発生源と振動計ｉとの距離をLi、伝播時間をTi、
弾性波発生時刻をT0とすると、Vpiは次式より算出され
る。
弾性波発生時刻をT0とすると、Vpiは次式より算出され
る。
一方、上記ii）のＰ波伝播の遅れ時間を求める方式で
は、第６図に示すように各振動計毎にＰ波伝播時間がΔ
Tiだけ余計にかかる媒質が振動計ｉの周囲に存在すると
考える。このΔTiは下式を用いて求めることになる。
は、第６図に示すように各振動計毎にＰ波伝播時間がΔ
Tiだけ余計にかかる媒質が振動計ｉの周囲に存在すると
考える。このΔTiは下式を用いて求めることになる。
Ti−T0＝Li/V＋ΔTi 但し、ＶはＰ波平均伝播速度とする。
伝播距離に関する式は次のようになる。
（Xi−X0)2＋（Yi−Y0)2＋（Zi−Z0)2＝V2（（Ti−ΔT
i）−T0)2 なお、前記縦孔（３）で弾性波を発生させる方法として
は、ロッドによる打撃以外に、例えば電気雷管を孔内に
送り込み、これを爆発させ等、適宜な方法を採ることが
できる。
i）−T0)2 なお、前記縦孔（３）で弾性波を発生させる方法として
は、ロッドによる打撃以外に、例えば電気雷管を孔内に
送り込み、これを爆発させ等、適宜な方法を採ることが
できる。
掘削先端部の位置検出を行うには、外管等の推進長から
掘削先端部が方位検出地点に達したことを判断して管の
削進を中止し、ここで地盤に衝撃を与えて弾性波を生じ
させる。具体的には、内管（２）を回転させたまま、数
十cm程度発進側に引き戻し、しかる後、内管（２）を前
方に突き出して地盤に衝突させ弾性波を生じさせる。
掘削先端部が方位検出地点に達したことを判断して管の
削進を中止し、ここで地盤に衝撃を与えて弾性波を生じ
させる。具体的には、内管（２）を回転させたまま、数
十cm程度発進側に引き戻し、しかる後、内管（２）を前
方に突き出して地盤に衝突させ弾性波を生じさせる。
この弾性波のＰ波は地表の各振動計（Ｓ）で検出され
る。この検出されたＰ波から水平方向における掘削先端
部位置を検出する方法としては、複数の振動計によるＰ
波の検出時間差に基づき位置の決定を行う到達時間差法
と、複数の振動計によるＰ波の検出順序に基づき、位置
（領域）の決定を行うゾーン法とがある。
る。この検出されたＰ波から水平方向における掘削先端
部位置を検出する方法としては、複数の振動計によるＰ
波の検出時間差に基づき位置の決定を行う到達時間差法
と、複数の振動計によるＰ波の検出順序に基づき、位置
（領域）の決定を行うゾーン法とがある。
前記到達時間差法は、地震震源の位置検出の分野で用い
られている方法であり、そのアルゴリズムを以下述べ
る。
られている方法であり、そのアルゴリズムを以下述べ
る。
Ｐ波の伝播速度をＶ、掘削先端部すなわち弾性波震源
（以下、AE源という）の座標および弾性波の発生時刻を
未知数（X0，Y0，Z0，T0）、Ｎ個の振動計のうちｉ番目
の振動計の座標およびＰ波到達時刻を（Xi,Yi,Zi,Ti）
とすると、伝播距離に対して（１−１）式が成立する。
更に、ｉ＝１の（１−１）式を各式からひいて、（１−
２）式が得られる。
（以下、AE源という）の座標および弾性波の発生時刻を
未知数（X0，Y0，Z0，T0）、Ｎ個の振動計のうちｉ番目
の振動計の座標およびＰ波到達時刻を（Xi,Yi,Zi,Ti）
とすると、伝播距離に対して（１−１）式が成立する。
更に、ｉ＝１の（１−１）式を各式からひいて、（１−
２）式が得られる。
（Xi−X0)2＋（Yi−Y0)2＋（Zi−Z0)2＝V2（Ti−T0)2 （ｉ＝1,2,…,N）…（１−１） （Xi−X1）X0＋（Yi−Y1）Y0＋（Zi−Z1）Z0＝Ai（Ti−
T1）T0＋Bi （ｉ＝2,3,…,N）…（１−２） Ｎ＝４であれば、この式の解が一意に決定でき、AE源の
位置と発生時刻を知ることができる。Ｎ＞４の場合、地
下速度構造の誤評価やＰ波到達時刻の読みとりミスが存
在すれば、AE源を一意に決定できない。この場合には、
（１−２）式で表されるＮ個の式のうち４つの式で求め
た解を予備AE源の座標及び発生時刻とし、予備AE源導出
に用いられなかった振動計によるＰ波到達時刻の観測値
と計算値の二乗残差の総和を最小にするように予備AE源
により得られた解の補正を行い、最終計算値を得る。
T1）T0＋Bi （ｉ＝2,3,…,N）…（１−２） Ｎ＝４であれば、この式の解が一意に決定でき、AE源の
位置と発生時刻を知ることができる。Ｎ＞４の場合、地
下速度構造の誤評価やＰ波到達時刻の読みとりミスが存
在すれば、AE源を一意に決定できない。この場合には、
（１−２）式で表されるＮ個の式のうち４つの式で求め
た解を予備AE源の座標及び発生時刻とし、予備AE源導出
に用いられなかった振動計によるＰ波到達時刻の観測値
と計算値の二乗残差の総和を最小にするように予備AE源
により得られた解の補正を行い、最終計算値を得る。
このような計算に当っては、前記予備計測で予め求めら
れた各振動計に対するＰ波伝播速度Vpiまたは遅れ時間
ΔTiに基づき各振動計へのＰ波到達時間が補正され、こ
の補正された到達時間に基づき上記掘削先端部位置の算
定が行われる。
れた各振動計に対するＰ波伝播速度Vpiまたは遅れ時間
ΔTiに基づき各振動計へのＰ波到達時間が補正され、こ
の補正された到達時間に基づき上記掘削先端部位置の算
定が行われる。
またゾーン法は、２つの振動計間で早く波の到達した振
動計側にAE源が存在するという考えに基づくもので、例
えば第７図（ａ）に示すように、複数の振動計のうちS1
の振動計が最初にＰ波を検出した場合、周囲の振動計と
の関係では、それら各振動計との垂直二等線により作ら
れる境界a1〜a6よりも振動計S1側にAE源が存在すること
になり、したがって、AE源は斜線で示す領域（イ）に存
在することになる。
動計側にAE源が存在するという考えに基づくもので、例
えば第７図（ａ）に示すように、複数の振動計のうちS1
の振動計が最初にＰ波を検出した場合、周囲の振動計と
の関係では、それら各振動計との垂直二等線により作ら
れる境界a1〜a6よりも振動計S1側にAE源が存在すること
になり、したがって、AE源は斜線で示す領域（イ）に存
在することになる。
また、第７図（ｂ）は複数個（３個以上）の振動計のＰ
波検出順による位置検出の方法を示すもので、複数個の
振動計S1〜S3のうち、Ｐ波がS1，S2，S3の順で検出され
たとすれば、上記と同様、これらの各振動計とその周囲
の振動計との間の境界でAE源の存在する側の領域が画さ
れ、境界a1〜a3で囲まれた斜線で示す領域（ロ）（振動
計S1を含む正六角形を12等分したうちの１つの領域）に
AE源が存在することになる。
波検出順による位置検出の方法を示すもので、複数個の
振動計S1〜S3のうち、Ｐ波がS1，S2，S3の順で検出され
たとすれば、上記と同様、これらの各振動計とその周囲
の振動計との間の境界でAE源の存在する側の領域が画さ
れ、境界a1〜a3で囲まれた斜線で示す領域（ロ）（振動
計S1を含む正六角形を12等分したうちの１つの領域）に
AE源が存在することになる。
以上のようなゾーン法においても、前記予備計測で予め
求められた各振動計に対するＰ波伝播速度Vpiまたは遅
れ時間ΔTiに基づき各振動計へのＰ波到達時間が補正さ
れ、この補正された到達時間に基づき上記掘削先端部位
置の算定が行われる。
求められた各振動計に対するＰ波伝播速度Vpiまたは遅
れ時間ΔTiに基づき各振動計へのＰ波到達時間が補正さ
れ、この補正された到達時間に基づき上記掘削先端部位
置の算定が行われる。
ゾーン法は到達時間差法と異なり、Ｐ波の観測点数によ
らずAE源の位置検出が可能なので減衰の大きい媒質で特
に有効である。また減衰が大きく、到達時間差法での検
出に必要となる個数の到達時間に関するデータ数が得ら
れなくともAE源の検出が可能である。更に、特別な速度
モデルや膨大な計算時間を必要としない単純なアルゴリ
ズムであり、しかも信頼性に高い結果を得ることができ
る方法である。
らずAE源の位置検出が可能なので減衰の大きい媒質で特
に有効である。また減衰が大きく、到達時間差法での検
出に必要となる個数の到達時間に関するデータ数が得ら
れなくともAE源の検出が可能である。更に、特別な速度
モデルや膨大な計算時間を必要としない単純なアルゴリ
ズムであり、しかも信頼性に高い結果を得ることができ
る方法である。
なお、以上説明したようなゾーン法では、振動計（Ｓ）
間の境界線上の位置するAE源を検出する場合、境界線に
接する２つのゾーンのどちらかでしか評価できないた
め、検出結果の信頼性に問題を生じる可能性がある。そ
こで、これを防ぐために、Ｐ波の検出時間差にある程度
幅を持たせ、その範囲内で各振動計の検出時刻が同じで
あれば「同時検出」であると判断し、振動計と振動計と
の間の中間の領域をAE源の存在する領域として特定す
る。第８図においてＣの範囲がこの「同時検出」と判断
される中間の領域である。したがって例えば、の位置
にAE源がある場合には領域（ハ）が、またの位置にAE
源がある場合には、領域（ニ）がそれぞれAE源の存在す
る領域として検出されることになる。
間の境界線上の位置するAE源を検出する場合、境界線に
接する２つのゾーンのどちらかでしか評価できないた
め、検出結果の信頼性に問題を生じる可能性がある。そ
こで、これを防ぐために、Ｐ波の検出時間差にある程度
幅を持たせ、その範囲内で各振動計の検出時刻が同じで
あれば「同時検出」であると判断し、振動計と振動計と
の間の中間の領域をAE源の存在する領域として特定す
る。第８図においてＣの範囲がこの「同時検出」と判断
される中間の領域である。したがって例えば、の位置
にAE源がある場合には領域（ハ）が、またの位置にAE
源がある場合には、領域（ニ）がそれぞれAE源の存在す
る領域として検出されることになる。
本発明法において、弾性波を生じさせるための衝撃は連
続的ではなく単発的であることが好ましい。
続的ではなく単発的であることが好ましい。
また、通常、振動計（Ｓ）は、検出深度が5m程度の場
合、3m前後の間隔で配置すれば十分である。
合、3m前後の間隔で配置すれば十分である。
本発明法は水平削進および円弧削進のいずれの方法にも
適用可能であり、特に削進距離が長く、深度の大きい掘
削に好適である。
適用可能であり、特に削進距離が長く、深度の大きい掘
削に好適である。
第９図に示すように、地表に3m間隔で16個（４×４）の
振動計（上下動速度型ジオフォン）を配置し、到達時間
差法およびゾーン法により掘削先端部の検出を行った。
この際の掘削先端部の深度はほぼ3mであった。また、弾
性波は内管を回転させたまま数十cm後退させた後、その
先端を地盤に衝突させることにより発生させた。
振動計（上下動速度型ジオフォン）を配置し、到達時間
差法およびゾーン法により掘削先端部の検出を行った。
この際の掘削先端部の深度はほぼ3mであった。また、弾
性波は内管を回転させたまま数十cm後退させた後、その
先端を地盤に衝突させることにより発生させた。
第９図（ａ）は到達時間差法を用いた本発明による検出
結果を示したもので、△印の箇所が予備計測地点であ
る。この例では、各振動計の検出値について、予備計測
で得られたΔTiの値により補正を行った。また、このΔ
Tiを得るためのＰ波平均速度は、土質柱状図をもとに推
定した。図中、黒丸が本発明法により検出されたAE源の
位置であり、白丸で示す実際のAE源から、ほぼ50cm以内
の地点をAE源として検出することができた。
結果を示したもので、△印の箇所が予備計測地点であ
る。この例では、各振動計の検出値について、予備計測
で得られたΔTiの値により補正を行った。また、このΔ
Tiを得るためのＰ波平均速度は、土質柱状図をもとに推
定した。図中、黒丸が本発明法により検出されたAE源の
位置であり、白丸で示す実際のAE源から、ほぼ50cm以内
の地点をAE源として検出することができた。
比較のため、予備計測なしで到達時間差法により掘削先
端部の検出を行った結果を第９図（ｂ）に示す。この検
出では、Ｐ波伝播速度をこの付近の土質柱状図をもとに
200m/sと推定して計算を行った。図中黒丸がこれら計算
により検出されたAE源の位置であり、本発明法に較べ検
出精度が劣っていることが判る。
端部の検出を行った結果を第９図（ｂ）に示す。この検
出では、Ｐ波伝播速度をこの付近の土質柱状図をもとに
200m/sと推定して計算を行った。図中黒丸がこれら計算
により検出されたAE源の位置であり、本発明法に較べ検
出精度が劣っていることが判る。
第10図はゾーン法を用いた本発明法による検出結果を示
すものである。この検出では、上述したようにＰ波の検
出時間差に幅を持たせ、その範囲で各振動計の検出時刻
が同じであった場合、振動計間の中間の領域（図中、Ｃ
の領域）がAE源の存在する領域として特定されるように
した。この例では「等しい到達時刻」の幅を1m/sとし
た。また、各振動計の検出値について、予備計測で得ら
れたΔTiの値により補正を行った。また、このΔTiを得
るためＰ波平均速度は、土質柱状図をもとに推定した。
同図から判るように、ゾーン法による検出でもAE源から
ほぼ50cm以内の領域（ホ）をAE源の存在する領域として
検出することができた。
すものである。この検出では、上述したようにＰ波の検
出時間差に幅を持たせ、その範囲で各振動計の検出時刻
が同じであった場合、振動計間の中間の領域（図中、Ｃ
の領域）がAE源の存在する領域として特定されるように
した。この例では「等しい到達時刻」の幅を1m/sとし
た。また、各振動計の検出値について、予備計測で得ら
れたΔTiの値により補正を行った。また、このΔTiを得
るためＰ波平均速度は、土質柱状図をもとに推定した。
同図から判るように、ゾーン法による検出でもAE源から
ほぼ50cm以内の領域（ホ）をAE源の存在する領域として
検出することができた。
以上述べた本発明によれば、掘削先端部の水平方向の位
置をその深度にかかわりなく高精度、具体的には±50cm
以内の精度で検出することができ、一般の埋設管の敷設
範囲の許容差（通常±2m程度）に十分対応した高精度の
位置検出を行うことができる。
置をその深度にかかわりなく高精度、具体的には±50cm
以内の精度で検出することができ、一般の埋設管の敷設
範囲の許容差（通常±2m程度）に十分対応した高精度の
位置検出を行うことができる。
第１図は本発明の実施に供される二重管式掘削装置の一
例を概略的に示す縦断面図である。第２図および第３図
は本発明の実施状況を示すもので、第２図は地中断面方
向で示す説明図、第３図は振動計の配置状況を示す平面
図である。第４図は本発明法における予備計測の実施状
況を概略的に示す説明図である。第５図および第６図は
予備計測で求めるＰ波伝播速度Vpiおよび遅れ時間ΔTi
に関する概念図である。第７図（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ、掘削先端部の検出をゾーン法で行う場合の概念図で
ある。第８図はゾーン法の一態様を示す概念図である。
第９図（ａ）（ｂ）および第10図は実施例での検出結果
を示すもので、第９図（ａ）、（ｂ）は到達時間差法、
第10図はゾーン法による場合をそれぞれ示している。 図において、（１）は外管、（２）は内管、（３）は縦
孔、（Ｓ）、（S1）〜（S3）は振動計を各示す。
例を概略的に示す縦断面図である。第２図および第３図
は本発明の実施状況を示すもので、第２図は地中断面方
向で示す説明図、第３図は振動計の配置状況を示す平面
図である。第４図は本発明法における予備計測の実施状
況を概略的に示す説明図である。第５図および第６図は
予備計測で求めるＰ波伝播速度Vpiおよび遅れ時間ΔTi
に関する概念図である。第７図（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ、掘削先端部の検出をゾーン法で行う場合の概念図で
ある。第８図はゾーン法の一態様を示す概念図である。
第９図（ａ）（ｂ）および第10図は実施例での検出結果
を示すもので、第９図（ａ）、（ｂ）は到達時間差法、
第10図はゾーン法による場合をそれぞれ示している。 図において、（１）は外管、（２）は内管、（３）は縦
孔、（Ｓ）、（S1）〜（S3）は振動計を各示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 隆 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−135714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−145670（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】外管および内管からなり、これら外管およ
び内管を回転させながら先端ビットにより掘削を行う二
重管式の掘削装置を用いた地中削進工法における掘削先
端部の位置検出方法において、下記（ｉ）、（ii）の手
順により掘削先端部の水平方向での位置を検出すること
を特徴とする地中削進工法における掘削先端部の位置検
出方法。 （ｉ）地表の位置検出地点に、適当な間隔をおいて複数
の振動計を設置しておくとともに、位置検出地点に地表
から掘削先端部深度に相当する深度またはその近傍に達
する縦孔を形成し、該縦孔内の掘削先端部深度付近で地
盤に衝撃を与えることにより弾性波を生じさせ、この弾
性波のＰ波を前記各振動計で検出し、弾性波発生源から
振動計までの距離と、Ｐ波の各振動計までの到達時間と
から、弾性波発生源から各振動計へのＰ波伝播速度また
は媒質の影響による各振動計に対するＰ波伝播の遅れ時
間を求めておく。 （ii）掘削先端部で衝撃を生じさせ、この衝撃により生
じた弾性波のＰ波を前記振動計で検出し、各振動計への
Ｐ波の到達時間を上記（ｉ）で求めた各振動計に対する
Ｐ波伝播速度またはＰ波伝播の遅れ時間により補正し、
該補正されたＰ波の到達時間に基づく複数の振動計間で
のＰ波検出時間差またはＰ波検出順に基づき、掘削先端
部の水平方向での位置を検出する。 - 【請求項２】管を進退させてその先端を地盤に衝突させ
ることにより、弾性波を生じさせることを特徴とする特
許請求の範囲（１）記載の地中削進工法における掘削先
端部の位置検出方法。 - 【請求項３】内管内を通じ掘削先端部に電気雷管を送り
込み、これを爆発させることにより弾性波を生じさせる
ことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の地中削進
工法における掘削先端部の位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1160948A JPH0694786B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 地中削進工法における掘削先端部の位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1160948A JPH0694786B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 地中削進工法における掘削先端部の位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328495A JPH0328495A (ja) | 1991-02-06 |
| JPH0694786B2 true JPH0694786B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=15725673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1160948A Expired - Lifetime JPH0694786B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 地中削進工法における掘削先端部の位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694786B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7123316B2 (ja) * | 2018-04-26 | 2022-08-23 | 株式会社東京ソイルリサーチ | 地中音源位置の測定方法及び測定装置 |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP1160948A patent/JPH0694786B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328495A (ja) | 1991-02-06 |
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