JPH0749427Y2 - 地中探知レーダ装置 - Google Patents

地中探知レーダ装置

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JPH0749427Y2
JPH0749427Y2 JP1991050688U JP5068891U JPH0749427Y2 JP H0749427 Y2 JPH0749427 Y2 JP H0749427Y2 JP 1991050688 U JP1991050688 U JP 1991050688U JP 5068891 U JP5068891 U JP 5068891U JP H0749427 Y2 JPH0749427 Y2 JP H0749427Y2
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antenna
electromagnetic wave
protective plate
waves
receiving antenna
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幸司 多田
徹 谷口
雅弘 中川
裕次 舘川
誠 請川
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Toda Corp
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Toda Corp
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は地中探知レーダ装置、特
に表面伝播波から地中前方の土質を判別する地中探知レ
ーダ装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】都市トンネルなどの施工法としてシール
ド工法が広く用いられているが、このシールド工法にお
いては、カッターの回転数や切羽側への負荷圧力などの
掘削条件を適切に設定し、安全かつ確実な施工を行うこ
とが要請される。
【0003】このような施工管理の適正化を図るため、
掘進経路の探査を行うことが必要となる。このような探
査方式の1つとして、シールド掘進機の面板に送信アン
テナ及び受信アンテナを設け、電磁波の送受波によって
切羽前方の状態の探査や土質の判別を行う方式が開発さ
れている。
【0004】図2には、このような送受信アンテナが取
り付けられたシールド掘進機の面板部を正面側から見た
図が示されている。図示のように、面板10には、ケー
シングに収められた送信アンテナ30及び受信アンテナ
40が隣接配置されている。この面板10には、これ以
外にもカッター12や、掘削した土砂を面板部内に取り
込むためのスリット14、スリット開閉装置16、開閉
式マンホール18などの種々の装備がなされている。従
って、前記送受信アンテナ30、40は、これら必要不
可欠な装備の取付けに邪魔にならないよう、面板12の
外周囲部寄りに円周方向に沿って隣接配置されている。
【0005】図3には、前記送信アンテナ30及び受信
アンテナ40を用いた切羽探知レーダシステムの原理図
が示されている(特開平2−28586号公報)。この
システムは、面板10に設けられた送信アンテナ30及
び受信アンテナ40を制御し、送信アンテナ30から切
羽前方に向け高周波のパルス状電波を送受信するもので
ある。このとき受信される電波には、地中内に存在する
反射物150からの反射波200と、送信アンテナ30
から受信アンテナ40へ直接伝播される表面伝播波21
0とがある。
【0006】図4には、この受信波形の一例が示されて
いる。ここで反射波200からは、地中内に存在する反
射物150(例えば埋木、地中構造物)などが捉えられ
る。また、表面伝播波210からは、切羽12の土質の
判別などができる。
【0007】表面伝播波210は、送信アンテナ30及
び受信アンテナ40を別体のものとして形成した場合に
見られるものである。伝播距離は最も短いことから、図
4に示すよう受信波形の先頭に記録される。表面伝播波
210は、表層のどの程度のところを通過するかは、ア
ンテナ間距離にもよるが、実験によるとアンテナ間50
cmの場合20〜25cmの範囲を通過することが確認
されている。表層部(切羽22)の領域を通過する波で
あるため、反射物の存在にかかわらず必ず記録されると
いう特殊性を有する。
【0008】前方探知回路24は、この表面伝播波21
0の伝播時間や、減衰率などに基づき、例えば土質の種
類や含水率などの土質判別を行なう。
【0009】ここにおいて、表面伝播波210を用いた
土質判別を正確に行うためには、送信アンテナ30から
送信された表面伝播波210が切羽22内を確実に通過
し受信アンテナ40にて受信されることが必要であり、
切羽22以外の場所を通過した電磁波が含まれると、土
質判別の精度が低下してしまう。
【0010】このため、従来の送信アンテナ30及び受
信アンテナ40は、図5に示すように構成されている。
【0011】すなわち、アンテナの前面に鉄板が存在す
ると電磁波は鉄板により反射され前方探査ができなくな
るので、これら送信アンテナ30及び受信アンテナ40
は、面板10に開口部11を設け、この開口部11に防
護用板面50を取り付け、この防護用板面50の裏面に
両アンテナ30,40を取付け固定している。
【0012】前記両アンテナ30、40は、それぞれユ
ニット化されて形成されており、具体的には、防護用板
面50の裏面側に取り付けられたアンテナ容器52a,
52bと、このアンテナ容器52a,52b内に前方に
向け設置されたアンテナ部54a,54bとを含む。前
記防護用板面50は、土水圧や面板10の回転に伴う磨
耗からアンテナ部54a,54bを十分に保護するた
め、鉄と同程度の強度をもち、電磁波の透過に支障をき
たさない耐久性に優れた材料、例えばFRPなどを用い
て形成されている。
【0013】前記送信アンテナ30及び受信アンテナ4
0では、送信アンテナ30のアンテナ部54から出た電
磁波がアンテナ背面側に回り込んで受信アンテナ40で
受信されることがないよう、アンテナ容器52a,52
bの内面に電波吸収材56a,56bを設けている。
【0014】
【考案が解決しようとする課題】このように、前記従来
装置では、背面側への回り込みを十分防止することがで
きるが、送信アンテナ30から防護用板面50内を通過
して受信アンテナ40で受信される電磁波212や、防
護用板面50とアンテナ部54a,54bの僅かな隙間
の空気中を伝播する漏れ電磁波214を遮蔽できないた
め、受信アンテナ40にて表面伝播波として受信される
電磁波は、本来の表面伝播波210と、切羽以外の箇所
を通過する漏れ電磁波212、214との合成波形とな
り、必ずしも十分に土質判別を行うことができないとい
う問題があった。
【0015】特に、切羽22内を通過する表面伝播波2
10に比べ、空気中を通過する電磁波214の伝播速度
は速いため、受信波形中に占めるこの電磁波214の割
合が多い場合には、土質判別精度が著しく低下する場合
があった。
【0016】本考案は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、送信アンテナから受信
アンテナへの表面伝播波が確実に地中を通過し、正確に
土質判別を行うことができる地中探知レーダ装置を提供
することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本考案の地中探知レーダ装置は、地中掘進機の地中
前方に向け探知用電磁波を送信し、地中からの反射波お
よび切羽の表面近くの地中を伝播する表面伝播波を受信
し、地中前方の状態の探知を行う、地中掘進機における
地中探知レーダ装置において、電磁波を透過する材料で
形成され、前記掘進機のカッタ用面板の一部に一体的に
取り付けられた防護用板面と、前記防護用板面の裏面
に設置されることによって、土水圧や磨耗から保護さ
れ、前記探知用電磁波の送受信を行う送信アンテナ部お
よび受信アンテナ部と、少なくとも前記送信アンテナ部
の周囲に、背面側への電磁波漏れを防止するよう設けら
れた第1の電磁波遮蔽部と、前記防護用板面の前記送信
アンテナ部および受信アンテナ部の間を仕切る第2の電
磁波遮蔽部と、を含み、前記第2の電磁波遮蔽部は、前
記送信アンテナ部から前記防護用板面を介して受信アン
テナ部に伝播する漏れ電磁波を遮断することを特徴とす
る。また、本願請求項2の考案の地中探知レーダ装置
は、 請求項1において、 前記防護用板面の裏面側に固定
され、前記送信アンテナ部および受信アンテナ部を収納
するアンテナ収納ハウジングを含み、 前記第2の電磁波
遮蔽部は、 前記防護用面板の裏面側端部か前記アンテナ
収納ハウジングに到達するように延設され、両アンテナ
部間の電磁波漏れ空間を遮蔽し、 前記防護用板面の裏面
側の空間を介して受信アンテナ部に伝播する漏れ電磁波
を遮断することを特徴とする。
【0018】
【作用】以上の構成とすることにより、送信アンテナ部
から防護用板面を介して受信アンテナ部に向け伝播され
る漏れ電磁波や、防護用板面とアンテナ部との隙間から
なる空気中を介して受信アンテナ部へ向け伝播される漏
れ電磁波は、送信アンテナ部及び受信アンテナ部間に設
けられた電磁波遮蔽部により確実に遮蔽されることにな
る。
【0019】従って、送信アンテナ部から受信アンテナ
部へ向う表面伝播波は、全て地中内を通過し受信アンテ
ナ部にて受信されるため、受信された表面伝播波から土
質判別を正確に行うことができる。
【0020】
【実施例】次に本考案の好適な実施例を図面に基づき詳
細に説明する。なお、前記従来技術と対応する部材には
同一符号を付しその説明は省略する。
【0021】図1には、シールド掘進機の板面10に取
付け固定された送信アンテナ30及び受信アンテナ40
の断面概略図が示されている。
【0022】本実施例の装置では、ユニット化された送
信アンテナ30及び受信アンテナ40の間に、例えば
鋼、鋳鉄など電磁波を通さない材料を用いて形成された
電磁波遮蔽板60を設け、漏れ電磁波212,214を
遮蔽している。
【0023】前記電磁波遮蔽板60は、面板10の開口
部11を2分割するよう面板10に溶接固定されてい
る。そして、各開口部11a,11bには、送信アンテ
ナおよび受信アンテナ用の防護用板面50a,50bが
取付け固定されている。また、この電磁波遮蔽板60の
他端側は、面板10の裏面側に延設され、アンテナ収納
箱28の内部を送信アンテナ用および受信アンテナ用に
2分割している。
【0024】以上の構成とすることにより、送信アンテ
ナ30のアンテナ部54aから電磁波を送信すると、ア
ンテナ部54aの背面側に回り込もうとする漏れ電磁波
は電磁波吸収材56aにて吸収され、また防護用板面5
0a,50b内を伝播して受信アンテナ40に向かおう
とする漏れ電磁波212及び防護用板面50a,50b
とアンテナ部54a,54bとの間の隙間からなる空間
を介して受信アンテナ40へ向け伝播しようとする漏れ
電磁波214は、電磁波遮蔽板60で完全に遮蔽され
る。従って、送信アンテナ30のアンテナ部54aから
受信アンテナ40のアンテナ部54bへ向う表面伝播波
は、切羽22内を通過する本来の電磁波210のみとな
り、受信アンテナ40で受信される表面伝播波210内
には、切羽22の土質に関する情報が正確に含まれるこ
とになる。
【0025】すなわち、この表面伝播波210の伝播時
間、減衰量は土質毎に明らかな相違を示すことになり、
従って、受信アンテナ40にて受信された表面伝播波2
10の伝播時間や減衰量などから切羽22の土質、例え
ば種類や含水量などを正確に判別することができる。
【0026】なお、本考案は、前記実施例に限定される
ものでは無く、本考案の要旨の範囲内で各種の変形実施
が可能である。
【0027】例えば、前記実施例では両アンテナ間に板
状をした電磁波遮蔽部材を設けた例にとり説明したが、
本考案はこれに限らず、送信アンテナ30から受信アン
テナ40へ伝播する漏れ電磁波212、214を確実に
遮蔽するものであれば、どのような形状の電磁波遮蔽部
材を用いても良い。
【0028】また、前記実施例では、本考案の地中探知
レーダ装置を、シールド掘進機に適用した場合を例にと
り説明したが、本考案はこれに限らず、これ以外の各種
地中探知用に幅広く用いることができる。
【0029】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
送信アンテナから受信アンテナへの表面伝播波が、確実
に地中内を通過するため、受信された表面伝播波には地
中内の情報が正確に含まれることとなり、地中内におけ
る土質の判別を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案が適用された地中探知レーダ装置の好適
な一例を示す断面概略説明図である。
【図2】送信アンテナ及び受信アンテナが取付けられた
シールド掘進機の正面概略説明図である。
【図3】地中探知レーダ装置の原理説明図である。
【図4】図3に示す地中探知レーダ装置の受信波形図で
ある。
【図5】従来の地中探知レーダ装置の概略断面説明図で
ある。
【符号の説明】
30 送信アンテナ 40 受信アンテナ 50a,50b 防護用板面 52a,52b アンテナ容器 54a,54b アンテナ部 56a,56b 電波吸収部材 60 電磁波遮蔽板 210 表面伝播波
TD004202
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中川 雅弘 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)考案者 舘川 裕次 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)考案者 請川 誠 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−28586(JP,A) 特開 昭58−198782(JP,A)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地中掘進機の地中前方に向け探知用電磁
    波を送信し、地中からの反射波および切羽の表面近くの
    地中を伝播する表面伝播波を受信し、地中前方の状態の
    探知を行う、地中掘進機における地中探知レーダ装置に
    おいて、電磁波を透過する材料で形成され、前記掘進機のカッタ
    用面板の一部に一体的に取り付けられた防護用板面と、 前記防護用板面の裏面側に設置されることによって、土
    水圧や磨耗から保護され、前記探知用電磁波の送受信を
    行う 送信アンテナ部および受信アンテナ部と、 少なくとも前記送信アンテナ部の周囲に、背面側への電
    磁波漏れを防止するよう設けられた第1の電磁波遮蔽部
    と、前記防護用板面の前記送信アンテナ部および受信アンテ
    ナ部の間を仕切る第2の電磁波遮蔽部と、 を含み、前記第2の電磁波遮蔽部は、前記送信アンテナ部から前
    記防護用板面を介して受信アンテナ部に伝播する漏れ電
    磁波 を遮断することを特徴とする地中探知レーダ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記防護用板面の裏面側に固定され、前記送信アンテナ
    部および受信アンテナ部を収納するアンテナ収納ハウジ
    ングを含み、 前記第2の電磁波遮蔽部は、 前記防護用面板の裏面側端部が前記アンテナ収納ハウジ
    ングに到達するように延設され、両アンテナ部間の電磁
    波漏れ空間を遮蔽し、 前記防護用板面の裏面側の空間を介して受信アンテナ部
    に伝播する漏れ電磁波を遮断することを特徴とする地中
    探知レーダ装置。
JP1991050688U 1991-06-04 1991-06-04 地中探知レーダ装置 Expired - Lifetime JPH0749427Y2 (ja)

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