JPH11280382A - Probing device and method in underground pipe jacking method - Google Patents
Probing device and method in underground pipe jacking methodInfo
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- JPH11280382A JPH11280382A JP10087262A JP8726298A JPH11280382A JP H11280382 A JPH11280382 A JP H11280382A JP 10087262 A JP10087262 A JP 10087262A JP 8726298 A JP8726298 A JP 8726298A JP H11280382 A JPH11280382 A JP H11280382A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる地中推進
工法を用いて地中にたとえば各種管路を敷設する際に、
既に存在する地中埋設物の破損を予防して、その地中埋
設物を検出して探査するための装置および方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of laying various pipelines underground using a so-called underground propulsion method.
An apparatus and method for detecting and exploring an existing underground object while preventing damage to the existing underground object.
【0002】[0002]
【従来の技術】或る提案された地中推進工法では、土壌
中を推進する推進体のドリルヘッドに、推進体の軸線に
対して傾斜した平坦な傾斜面を有する先細状の先端部を
形成し、推進体を、その基端部で推進方向に押込んで推
進し、その推進体を軸線まわりに角変位することによっ
て、推進方向を一直線状に、または湾曲するように変化
させることができる。前記ドリルヘッド内には、前記傾
斜面に臨んで送信および受信アンテナを設け、電磁波を
発生して、地中埋設物による反射波を受信し、これによ
って地中埋設物を検出することができる。したがって地
中埋設物を避けて推進体を地中で推進することができ
る。2. Description of the Related Art In a proposed underground propulsion method, a drill head of a propulsion body for propelling in soil is provided with a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propulsion body. Then, the propulsion body is pushed in the propulsion direction at the base end thereof, is propelled, and is angularly displaced about the axis, so that the propulsion direction can be changed to be straight or curved. In the drill head, a transmitting and receiving antenna is provided facing the inclined surface, and an electromagnetic wave is generated to receive a reflected wave from the underground object, whereby the underground object can be detected. Therefore, the propulsion body can be propelled underground while avoiding underground objects.
【0003】この提案された技術では、アンテナの電磁
波の指向方向が、前記傾斜面に垂直である。したがって
たとえばドリルヘッドの軸線上で推進方向下流側(すな
わち推進方向前方)にある地中埋設物に向けて放射され
る電磁波の強度は小さく、また反射波の強度は小さい。
したがって推進方向前方の地中埋設物の検出が困難であ
るという問題がある。[0003] In this proposed technique, the direction of the electromagnetic wave of the antenna is perpendicular to the inclined surface. Therefore, for example, the intensity of the electromagnetic wave radiated toward the underground object located downstream on the axis of the drill head in the propulsion direction (that is, forward in the propulsion direction) is small, and the intensity of the reflected wave is small.
Therefore, there is a problem that it is difficult to detect an underground object in the forward direction of the propulsion.
【0004】この問題を解決するために、アンテナの指
向性を広くすることが容易に考えられるけれども、その
ように構成すると、地中埋設物の位置がドリルヘッドの
軸線上またはその軸線の近傍に存在するのか、またはド
リルヘッドの軸線から比較的遠くに離れた位置に存在す
るのかを検出することができなくなる。In order to solve this problem, it is easy to increase the directivity of the antenna. However, with such a configuration, the position of the underground object is located on or near the axis of the drill head. It will not be possible to detect if it is present or if it is located relatively far away from the axis of the drill head.
【0005】他の提案された技術では、土壌中を推進す
る推進体のドリルヘッド内に、電磁波を発生するゾンデ
である発信器を設け、地表面上で発信器からの電磁波を
受信するコイルから成る受信器を移動して発信器からの
電磁波を受信する。これによって地中を推進するドリル
ヘッドの位置を検知することができる。この提案された
技術でもまた、前述の技術と同様に、地中埋設物の位置
を正確に探査することは困難である。In another proposed technique, a transmitter, which is a sonde for generating electromagnetic waves, is provided in a drill head of a propulsion body for propelling in soil, and a coil for receiving electromagnetic waves from the transmitter on a ground surface is provided. To receive the electromagnetic waves from the transmitter. Thereby, the position of the drill head for propelling underground can be detected. Even with this proposed technique, it is difficult to accurately locate the underground object, as in the above-mentioned technique.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、地中
埋設物の位置を正確に探査することができるようにした
地中推進工法における探査装置および方法を提供するこ
とである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an underground propulsion method and apparatus in which the position of an underground object can be accurately detected.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、土壌中を推進
する推進体のドリルヘッドに、推進体の軸線に対して傾
斜した平坦な傾斜面を有する先細状の先端部が形成さ
れ、推進体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸
線方向に押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸
線まわりに角変位する推進駆動手段と、前記先端部内に
前記傾斜面に臨んで、電磁波を発生し反射波を受信する
送信および受信アンテナを設け、送信および受信アンテ
ナに送信信号を与えて駆動するとともに、反射波の受信
信号を演算処理する手段とを備え、前記先端部には、送
信および受信アンテナの前部に、推進方向に沿って厚み
が変化する誘電体を設け、この誘電体によって電磁波を
屈折することを特徴とする地中推進工法における探査装
置である。According to the present invention, a drill head of a propulsion body for propelling in the soil is provided with a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propulsion body. The body is pushed in the axial direction on the upstream side in the propulsion direction from the drill head, and at least the propulsion drive means for angularly displacing the drill head around the axis, and the electromagnetic wave is generated and reflected in the distal end portion facing the inclined surface. A transmitting and receiving antenna for receiving a wave is provided, and the transmitting and receiving antenna is provided with a transmitting signal and driven, and a means for processing a received signal of a reflected wave is provided. An exploration device in an underground propulsion method characterized in that a dielectric whose thickness changes in a propulsion direction is provided at a front portion, and an electromagnetic wave is refracted by the dielectric.
【0008】本発明に従えば、推進体の先端部には、送
信および受信アンテナが設けられる。送信および受信ア
ンテナは、送信アンテナと受信アンテナとが個別的に構
成されていてもよく、または単一のアンテナが送信およ
び受信のためにスイッチング手段によって切換えて接続
される構成であってもよい。本件明細書中において、
「送信および受信アンテナ」、または「送信アンテナお
よび受信アンテナ」というのは、2つの個別的なアンテ
ナが用いられる構成だけでなく、このような単一のアン
テナがスイッチング手段によって切換えられて送信およ
び受信の各機能を達成する構成をも含む概念であると解
釈されなければならない。According to the present invention, a transmitting and receiving antenna is provided at the tip of the propulsion body. The transmitting and receiving antennas may be configured such that the transmitting antenna and the receiving antenna are individually configured, or a single antenna may be switched and connected by switching means for transmitting and receiving. In this specification,
"Transmit and receive antennas" or "transmit and receive antennas" refer not only to configurations in which two separate antennas are used, but also to transmit and receive such a single antenna by switching means. Must be interpreted as a concept including a configuration that achieves each of the functions described above.
【0009】送信アンテナからは、地中で電磁波が発生
される。受信アンテナに、土壌中の地中埋設物による反
射波が受信されることによって、推進体の先端部の近傍
に存在する地中埋設物を検出することができる。An electromagnetic wave is generated from the transmitting antenna in the ground. The receiving antenna receives the reflected wave from the underground object in the soil, so that the underground object existing near the tip of the propulsion body can be detected.
【0010】地中埋設物は、地中に埋設されたガスおよ
び水などを輸送する管路であり、またはその他の地中構
造物などである。An underground object is a conduit for transporting gas and water buried underground, or other underground structure.
【0011】本発明に従えば、地表面からの深度が大き
くても、推進体の先端部が、地中埋設物の近傍に近付い
たとき、その地中埋設物の存在を容易に検出することが
できる。また地中構造物などの地中埋設物の存在位置を
知ることができる。したがってその地中埋設物を避け
て、推進体を地中に推進し、これによって地中埋設物で
ある地中構造物に推進体が衝突し、または接触してその
障害物が破損することを防ぐことができる。According to the present invention, even when the propulsion body approaches the vicinity of an underground buried object, the presence of the underground buried object can be easily detected even when the propulsion body approaches the vicinity of the underground buried object even if the depth from the ground surface is large. Can be. In addition, the location of an underground object such as an underground structure can be known. Therefore, avoid the underground object and propel the propulsion body into the ground, thereby preventing the propulsion body from hitting or contacting the underground structure, which is an underground object, and damaging the obstacle. Can be prevented.
【0012】さらに本発明に従えば、ドリルヘッドの傾
斜面を有する先細状の先端部には、アンテナの前部を構
成する誘電体を配置し、送信および受信アンテナのアン
テナ本体からの電磁波は、この誘電体によって屈折され
て土壌中に放射され、地中埋設物による反射波は、誘電
体によって屈折されて前記アンテナによって受信され
る。Further, according to the present invention, a dielectric constituting a front portion of the antenna is disposed at a tapered tip portion having an inclined surface of the drill head, and an electromagnetic wave from the antenna body of the transmitting and receiving antennas is The wave refracted by the dielectric and radiated into the soil, and the reflected wave from the underground object is refracted by the dielectric and received by the antenna.
【0013】また本発明は、誘電体は、推進方向下流側
になるにつれて大きくなる厚みを有し、推進する土壌の
比誘電率を超える比誘電率を有する材料から成ることを
特徴とする。[0013] Further, the present invention is characterized in that the dielectric has a thickness that increases toward the downstream side in the propulsion direction, and is made of a material having a relative permittivity exceeding the relative permittivity of the soil to be propelled.
【0014】本発明に従えば、後述の図3に明らかに示
されるように、誘電体の厚みを、推進方向下流側である
前方になるにつれて大きく構成し、さらにそれだけでな
く、その誘電体の比誘電率ε1を、推進する土壌の比誘
電率ε2を超える値に選ぶ(ε1>ε2)。これによっ
てアンテナから発生される電磁波は、ドリルヘッドの軸
線に近い角度を成して、たとえばほぼ推進方向に放射さ
せることができる。したがってドリルヘッドの推進方向
6に存在する地中埋設物を正確に検出することができ
る。According to the present invention, as clearly shown in FIG. 3 to be described later, the thickness of the dielectric is made larger as it goes forward, which is the downstream side in the propulsion direction. The relative permittivity ε1 is selected to be a value exceeding the relative permittivity ε2 of the soil to be propelled (ε1> ε2). This allows the electromagnetic waves generated by the antenna to radiate at an angle close to the axis of the drill head, for example substantially in the direction of propulsion. Therefore, the underground object existing in the drill head propulsion direction 6 can be accurately detected.
【0015】また本発明は、誘電体は、推進方向下流側
になるにつれて小さくなる厚みを有し、推進する土壌の
比誘電率を超える比誘電率を有する材料から成ることを
特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the dielectric has a thickness that becomes smaller toward the downstream side in the propulsion direction, and is made of a material having a relative permittivity exceeding the relative permittivity of the soil to be propelled.
【0016】本発明に従えば、後述の図6に明らかに示
されるように、誘電体の厚みを、推進方向下流側である
前方になるにつれて小さくなるように形成し、しかもそ
の誘電体の比誘電率ε1を、推進する土壌の比誘電率ε
2を超える値に選ぶ(ε1>ε2)。これによってアン
テナから発生される電磁波は、ドリルヘッドの軸線と大
きな角度を成して、たとえばほぼ垂直に土壌中に放射さ
れることができる。したがってドリルヘッドの先端部の
地表面からの深さおよび位置を正確に検出することがで
きるようになる。According to the present invention, as clearly shown in FIG. 6 to be described later, the thickness of the dielectric material is formed so as to become smaller toward the forward side which is the downstream side in the propulsion direction, and the ratio of the dielectric material is reduced. The dielectric constant ε1 is determined by the relative dielectric constant ε of the soil to be propelled.
2 (ε1> ε2). The electromagnetic waves generated by the antenna can thereby be emitted into the soil at a large angle with the axis of the drill head, for example, almost vertically. Therefore, the depth and position of the tip of the drill head from the ground surface can be accurately detected.
【0017】また本発明は、土壌中を推進する推進体を
準備し、この推進体のドリルヘッドには、推進体の軸線
に対して傾斜した平坦な傾斜面を有する先細状の先端部
が形成され、この先端部内に前記傾斜面に臨んで、電磁
波を発生する送信アンテナを設け、前記先端部には、送
信アンテナの前部に、推進方向下流側になるにつれて小
さくなる厚みを有し、かつ推進する土壌の比誘電率を超
える比誘電率を有する材料から成る誘電体を設け、推進
体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸線方向に
押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸線まわり
に角変位し、送信アンテナに送信信号を与えて駆動し、
地表面上で受信アンテナを移動して送信アンテナからの
電磁波を受信し、この受信した電磁波の最大強度が得ら
れる位置を検出することを特徴とする地中推進工法にお
ける探査方法である。According to the present invention, there is further provided a propulsion body for propelling in soil, and a drill head of the propulsion body has a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propulsion body. A transmission antenna that generates an electromagnetic wave is provided in the front end portion facing the inclined surface, and the front end portion has a thickness that becomes smaller toward the downstream in the propulsion direction at the front of the transmission antenna, and A dielectric made of a material having a relative permittivity exceeding the relative permittivity of the soil to be propelled is provided, and the propellant is pushed in the axial direction upstream of the drill head in the propulsion direction, and at least the drill head is turned around the axis. Displaces and drives by giving a transmission signal to the transmission antenna,
This is an exploration method in the underground propulsion method characterized by moving a receiving antenna on the ground surface, receiving an electromagnetic wave from the transmitting antenna, and detecting a position where the maximum intensity of the received electromagnetic wave is obtained.
【0018】本発明に従えば、ドリルヘッドの先端部の
傾斜面に臨んで送信アンテナを設け、この送信アンテナ
の前部に、推進方向下流側になるにつれて小さくなる厚
みを有しかつ土壌の比誘電率を超える比誘電率を有する
誘電体を配置することによって、送信アンテナから発生
される電磁波を、ドリルヘッドの軸線に対して大きな角
度で、たとえばほぼ垂直で土壌中に放射することができ
る。したがって地上の受信アンテナによって、土壌を介
する送信アンテナの電磁波を受信し、その地表面上で受
信アンテナから得られる電磁波の最大強度に依存するド
リルヘッドの先端部の地表面からの深さを正確に検出す
ることができる。この受信アンテナで受信した電磁波の
最大強度が得られる地表面上の位置の直下に、送信アン
テナ、したがってドリルヘッドの先端部が存在するもの
と検出することができる。According to the present invention, a transmitting antenna is provided facing the inclined surface of the tip of the drill head. The transmitting antenna has a thickness which becomes smaller toward the downstream side in the propulsion direction and has a lower soil ratio. By arranging a dielectric material having a relative permittivity exceeding the permittivity, electromagnetic waves generated from the transmitting antenna can be radiated into the soil at a large angle with respect to the axis of the drill head, for example, substantially perpendicularly. Therefore, the ground receiving antenna receives the electromagnetic wave of the transmitting antenna through the soil, and accurately determines the depth of the tip of the drill head from the ground surface, which depends on the maximum intensity of the electromagnetic wave obtained from the receiving antenna on the ground surface. Can be detected. It can be detected that the transmitting antenna, that is, the tip of the drill head is present immediately below the position on the ground surface where the maximum intensity of the electromagnetic wave received by the receiving antenna is obtained.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
地中推進工法を示す断面図である。土壌1内で可撓性を
有する推進体2を地表面3上から、土壌1中に推進す
る。推進体2は、可撓性を有する推進体本体4と、その
推進体本体4に連結されるドリルヘッド5とを含む。推
進駆動手段46は、推進体2を、ドリルヘッド5よりも
推進方向上流側で、この実施の形態では基端部で、推進
体2の軸線方向に推進方向6で示されるように押込み、
さらに推進体2の基端部を、軸線まわりに角変位して回
転駆動することができる。FIG. 1 is a sectional view showing an underground propulsion method according to an embodiment of the present invention. A propelling body 2 having flexibility in the soil 1 is propelled from the ground surface 3 into the soil 1. The propulsion unit 2 includes a flexible propulsion unit body 4 and a drill head 5 connected to the propulsion unit body 4. The propulsion drive means 46 pushes the propulsion body 2 upstream of the drill head 5 in the propulsion direction, at the base end in this embodiment, in the axial direction of the propulsion body 2 as indicated by the propulsion direction 6,
Further, the base end of the propulsion body 2 can be rotationally driven by angular displacement about the axis.
【0020】推進体2を土壌1内に推進するにあたって
は、ドリルヘッド5を土壌1中に貫入し、推進体本体4
の一部を構成する推進管を順次的に継ぎ足しながら土壌
1中に圧入し、掘削を進める。推進体2が、土壌1に形
成された到達立坑7で、または地表面3上で、ドリルヘ
ッド5を取外し、敷設すべきポリエチレン管の端部を接
続し、推進体2を引戻し、発進立坑8または地上までポ
リエチレン管を引込んで作業を終了する。When the propelling body 2 is propelled into the soil 1, the drill head 5 penetrates into the soil 1 and the propelling body 4
Is press-fitted into the soil 1 while sequentially adding propulsion pipes constituting a part of, and excavation is advanced. The propulsion unit 2 removes the drill head 5 at the reaching shaft 7 formed on the soil 1 or on the ground surface 3, connects the end of the polyethylene pipe to be laid, pulls back the propulsion unit 2, and starts the starting shaft 8. Or pull the polyethylene pipe to the ground and finish the work.
【0021】図2は、推進体2のドリルヘッド5付近の
断面図である。推進体2の軸線に直角な断面は円形であ
り、そのドリルヘッド5の先端部9には、平坦な傾斜面
10が形成される。この先端部9は、先細状に形成され
る。傾斜面10は、推進体2、したがってドリルヘッド
5の軸線11に対して傾斜している。ドリルヘッド5の
先端部9にはまた、傾斜面10の推進方向6下流側(図
2の左方)に臨んで噴出孔12が形成される。この噴出
孔12には、推進体2内に挿通された可撓管を介して、
供給源13からベントナイト水を圧送して噴射する。こ
のベントナイト水によって、ドリルヘッド5による土壌
1の掘削が容易になるとともに、形成された掘進孔の孔
壁が安定化される。FIG. 2 is a sectional view showing the vicinity of the drill head 5 of the propulsion body 2. The cross section perpendicular to the axis of the propulsion body 2 is circular, and a flat inclined surface 10 is formed at the tip 9 of the drill head 5. The tip 9 is formed in a tapered shape. The inclined surface 10 is inclined with respect to the axis 11 of the propulsion body 2 and thus of the drill head 5. A jet hole 12 is formed at the tip end portion 9 of the drill head 5 so as to face the inclined surface 10 downstream in the propulsion direction 6 (to the left in FIG. 2). Through the flexible tube inserted into the propelling body 2,
Bentonite water is pressure-fed and injected from the supply source 13. The bentonite water facilitates the excavation of the soil 1 by the drill head 5 and stabilizes the wall of the formed excavation hole.
【0022】ドリルヘッド5の先端部9に、上述のよう
に傾斜面10が形成されているので、推進体2の少なく
ともドリルヘッド5を回転駆動しつつ押込むことによっ
て直進させることができ、またその少なくともドリルヘ
ッド5を回転駆動することなく押込むことによって、可
撓性を有する推進体本体4を湾曲させ、土壌1中を掘進
することができる。推進体本体4を湾曲させることによ
って、土壌1中に地中埋設物14が存在しても、推進体
2は、その地中埋設物14を避けて、推進することがで
きる。Since the inclined surface 10 is formed at the tip portion 9 of the drill head 5 as described above, the propulsion body 2 can be moved straight by pushing at least the drill head 5 while rotating and driving it. By pushing at least the drill head 5 without rotating it, the flexible propulsion body main body 4 can be bent and the soil 1 can be dug. By bending the propulsion body 4, even when the underground object 14 exists in the soil 1, the propulsion body 2 can be propelled while avoiding the underground object 14.
【0023】ドリルヘッド5の先端部9における傾斜面
10は、平板状の誘電体15から成る。この先端部9内
には、誘電体15、したがって傾斜面10に臨んで送信
アンテナ16aと受信アンテナ16bとが設けられる。
参照符の添字a,bを省略して数字だけで総括的に示す
ことがある。図2において誘電体15は、傾斜面10を
形成する。The inclined surface 10 at the tip 9 of the drill head 5 is made of a flat dielectric 15. In the distal end portion 9, a transmitting antenna 16a and a receiving antenna 16b are provided facing the dielectric 15, that is, the inclined surface 10.
In some cases, the suffixes a and b of the reference mark are omitted, and the numbers are collectively indicated only by numbers. In FIG. 2, the dielectric 15 forms the inclined surface 10.
【0024】アンテナ16は、たとえばボータイアンテ
ナなどによって実現される。これらのアンテナ16は、
ドリルヘッド5内の電気回路17に接続される。電気回
路17は、地表面3に設けられた他の電気回路に接続さ
れる。The antenna 16 is realized by, for example, a bowtie antenna. These antennas 16
It is connected to an electric circuit 17 in the drill head 5. The electric circuit 17 is connected to another electric circuit provided on the ground surface 3.
【0025】図3は、誘電体15付近の拡大断面図であ
る。誘電体15は、この実施の形態では、三角柱であっ
て、その軸線に垂直な図2および図3の紙面内で直角三
角形を有する。誘電体15の斜辺を成す面32には、送
信アンテナ16aのアンテナ本体53および受信アンテ
ナ16bのアンテナ本体54が配置される。この図では
アンテナ16a,16bは紙面に平行に配置されている
か、垂直に配置されてもよい。これらのアンテナ16
a,16bのアンテナ本体53,54の電磁波の指向方
向は、面32に垂直である。誘電体15の傾斜面10
と、もう1つの平面33とは、直角である。こうして誘
電体15は、推進方向下流側(図3の左方、すなわち前
方)になるにつれて大きくなる厚みを有する。誘電体1
5は、アンテナ16a,16bの前部を構成する。アン
テナ16a,16bは、誘電体15とアンテナ本体5
3,54とによって構成される。FIG. 3 is an enlarged sectional view near the dielectric 15. The dielectric 15 is a triangular prism in this embodiment, and has a right triangle in the plane of FIGS. 2 and 3 perpendicular to the axis thereof. An antenna main body 53 of the transmission antenna 16a and an antenna main body 54 of the reception antenna 16b are arranged on the oblique side 32 of the dielectric 15. In this figure, the antennas 16a and 16b may be arranged parallel to the paper surface or may be arranged vertically. These antennas 16
The directivity directions of the electromagnetic waves of the antenna bodies 53 and 54 a and 16 b are perpendicular to the surface 32. Slope 10 of dielectric 15
And another plane 33 are at right angles. In this way, the dielectric 15 has a thickness that increases as it goes downstream in the propulsion direction (leftward in FIG. 3, that is, forward). Dielectric 1
5 constitutes a front part of the antennas 16a and 16b. The antennas 16a and 16b are composed of the dielectric body 15 and the antenna body 5
3, 54.
【0026】誘電体15の比誘電率ε1は、推進する土
壌1の比誘電率ε2を超える値に選ばれる(ε1>ε
2)。誘電率15の材料は、たとえばセラミックスなど
であってもよい。The relative permittivity ε1 of the dielectric 15 is selected to be greater than the relative permittivity ε2 of the soil 1 to be propelled (ε1> ε
2). The material having a dielectric constant of 15, for example, may be ceramics.
【0027】誘電体15内の電磁波の速度をV1とし、
土壌1内の電磁波の速度をV2とし、誘電体15の土壌
1に接する傾斜面10の法線34と成す入射角θ1と出
射角θ2とに関して、次の式1が成立する。Let V1 be the speed of the electromagnetic wave in the dielectric 15,
Assuming that the velocity of the electromagnetic wave in the soil 1 is V2 and the incident angle θ1 and the emission angle θ2 formed with the normal 34 of the inclined surface 10 of the dielectric body 15 in contact with the soil 1, the following equation 1 is established.
【0028】 V2/V1 = √ε1/√ε2 = sinθ2/sinθ1 …(1) たとえば誘電体15の比誘電率ε1=90、土壌1の比
誘電率ε2=40、入射角θ1=10°であるとき、出
射角θ2=約15°である。誘電体15の厚みが一定で
ある平板状である構成では、θ2=約8°である。本発
明の構成によれば、平板状誘電体を用いたときにおける
傾斜面10の軸線11となす角度θ0を約23°(=8
°+15°)とした構成と等価に電磁波を屈折すること
ができることになる。こうして本発明によれば、送信ア
ンテナ16aからの主な電磁波の進行方向35は、推進
方向6に近い角度となり、前方にある地中埋設物14か
らの反射波の受信信号強度を大きくすることができる。
したがって推進方向6の前方に存在する地中埋設物14
の検出を正確に行うことができる。V2 / V1 = √ε1 / √ε2 = sin θ2 / sin θ1 (1) For example, the relative permittivity ε1 = 90 of the dielectric 15, the relative permittivity ε2 = 40 of the soil 1, and the incident angle θ1 = 10 °. At this time, the emission angle θ2 = about 15 °. In a plate-like configuration in which the thickness of the dielectric 15 is constant, θ2 = about 8 °. According to the configuration of the present invention, the angle θ0 formed by the inclined surface 10 and the axis 11 when the flat dielectric is used is approximately 23 ° (= 8 °).
(+ 15 °), the electromagnetic wave can be refracted equivalently. Thus, according to the present invention, the traveling direction 35 of the main electromagnetic wave from the transmitting antenna 16a is at an angle close to the propulsion direction 6, and the received signal strength of the reflected wave from the underground buried object 14 ahead can be increased. it can.
Therefore, the underground object 14 existing in front of the propulsion direction 6
Can be detected accurately.
【0029】図4は、図2に示される電気回路17の構
成を示すブロック図である。送信アンテナ16aは、電
波である電磁波を発生する。受信アンテナ16bは、そ
の電磁波を受信する。アンテナ16による電磁波によっ
て地中埋設物14を検出することができ、こうして得ら
れる探査データは、たとえば推進体2に挿通されたケー
ブル18を介して地上で、出力手段19によって受信さ
れる。出力手段19は、先端部9付近に地中埋設物14
が存在するかどうかなどを目視表示する。この出力手段
19は、たとえば液晶または陰極線管などによって実現
される表示手段などであってもよく、または数値などを
表示する手段などであってもよい。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the electric circuit 17 shown in FIG. The transmission antenna 16a generates an electromagnetic wave that is a radio wave. Receiving antenna 16b receives the electromagnetic wave. The underground object 14 can be detected by the electromagnetic waves from the antenna 16, and the search data thus obtained is received by the output means 19, for example, on the ground via a cable 18 inserted into the propulsion body 2. The output means 19 includes an underground object 14 near the tip 9.
Is visually displayed as to whether or not is present. The output unit 19 may be a display unit realized by, for example, a liquid crystal or a cathode ray tube, or may be a unit that displays a numerical value or the like.
【0030】電気回路17の一例として、たとえばサン
プラ方式地中探査レーダであってもよい。パルス発生回
路20は、送信アンテナ16aのアンテナ本体53に、
駆動手段21によってパルス状の送信信号を与える。送
信アンテナ16aからの電磁波は、土壌1に向けて放射
される。この送信アンテナ16aからの電磁波は、地中
埋設物14によって反射され、または地表面3によって
反射され、その反射波は受信アンテナ16bによって受
信され、アンテナ本体54の出力は増幅回路22で増幅
される。処理回路23は、たとえばマイクロコンピュー
タなどによって実現され、パルス発生回路20からのパ
ルス状の送信信号に同期した出力と、増幅回路22から
の受信信号とに応答し、その受信信号をサンプリングし
てデジタル化し、地中埋設物14の画像信号および地表
面3からの反射波の信号を、ケーブル18を介して導出
し、出力手段19によって前述のように表示させる。電
気回路17はまた、そのほかの構成を有していてもよ
い。As an example of the electric circuit 17, for example, a sampler type underground radar may be used. The pulse generation circuit 20 is provided on the antenna main body 53 of the transmitting antenna 16a.
A pulse transmission signal is given by the driving means 21. The electromagnetic wave from the transmitting antenna 16a is radiated toward the soil 1. The electromagnetic wave from the transmitting antenna 16a is reflected by the underground object 14 or reflected by the ground surface 3, the reflected wave is received by the receiving antenna 16b, and the output of the antenna body 54 is amplified by the amplifier circuit 22. . The processing circuit 23 is realized by, for example, a microcomputer or the like, and responds to an output synchronized with a pulse-like transmission signal from the pulse generation circuit 20 and a reception signal from the amplification circuit 22. The image signal of the underground object 14 and the signal of the reflected wave from the ground surface 3 are derived via the cable 18 and displayed by the output means 19 as described above. Electric circuit 17 may also have other configurations.
【0031】送信アンテナ16aと受信アンテナ16b
とは、図2〜図4に示されるように別々の構成であって
もよいけれども、本発明の実施の他の形態では、単一の
アンテナをスイッチングして切換えて用いるようにして
もよい。The transmitting antenna 16a and the receiving antenna 16b
Although a different configuration may be used as shown in FIGS. 2 to 4, a single antenna may be switched and used in another embodiment of the present invention.
【0032】傾斜面10の軸線11となす角度θ0は、
たとえば8°または15°であってもよく、5〜25°
の範囲で選ばれてもよい。パルス発生回路20から送信
アンテナ16に駆動手段21によって与えられるパルス
状の送信波形は、たとえば0.5〜1.5GHzの周波
数範囲であってもよい。The angle θ0 between the inclined surface 10 and the axis 11 is
For example, it may be 8 ° or 15 °, 5-25 °
May be selected in the range. The pulse-like transmission waveform provided by the driving unit 21 from the pulse generation circuit 20 to the transmission antenna 16 may have a frequency range of, for example, 0.5 to 1.5 GHz.
【0033】図5は、推進体2を用いて土壌1を推進し
ている状態を示す。図5(1)に示されるように、傾斜
面10が土壌1の地表面3に向けた状態であっても、あ
るいはまた図5(2)に示されるように、傾斜面10が
土壌1の地表面3とは反対側である下方に向けられた状
態であっても、推進方向6の前方にある地中埋設物14
の検出を正確に行うことができる。FIG. 5 shows a state in which the soil 1 is being propelled using the propulsion body 2. As shown in FIG. 5 (1), the inclined surface 10 faces the ground surface 3 of the soil 1, or as shown in FIG. The underground object 14 in the forward direction of the propulsion direction 6 even in a state where the underground object 14 is directed downward on the opposite side to the ground surface 3.
Can be detected accurately.
【0034】図6は、本発明の実施の他の形態の一部の
断面図である。この実施の形態は、前述の図1〜図5に
関連して述べた実施の形態に類似し、対応する部分には
同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態で
は、誘電体15aに関連する構成には、対応する参照符
に添字aを付して示す。誘電体15aは、前述の実施の
形態と同様に三角柱状であり、推進方向6下流側(図6
の左方である前方)になるにつれて小さくなる厚みを有
する。この誘電体15aの比誘電率ε1は、土壌1の比
誘電率ε2を超える材料から成る(ε1>ε2)。この
ような材料としては、たとえばPVC(ポリ塩化ビニ
ル)、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)、そのほ
かの合成樹脂材料、たとえばウルトラポリエチレン(U
PE)である。誘電体15aとアンテナ本体53a,5
4aとによって送給アンテナ16aと受信アンテナ16
bとがそれぞれ構成される。FIG. 6 is a partial sectional view of another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals. It should be noted that, in this embodiment, the configuration related to the dielectric 15a is indicated by the corresponding reference numeral with a suffix a. The dielectric 15a has a triangular prism shape similarly to the above-described embodiment, and is located on the downstream side in the propulsion direction 6 (FIG. 6).
To the left of the front). The relative permittivity ε1 of the dielectric 15a is made of a material that exceeds the relative permittivity ε2 of the soil 1 (ε1> ε2). Such materials include, for example, PVC (polyvinyl chloride), glass fiber reinforced plastic (FRP), and other synthetic resin materials such as ultra polyethylene (U.
PE). Dielectric 15a and antenna bodies 53a, 5
4a, the transmitting antenna 16a and the receiving antenna 16
b.
【0035】この実施の形態によれば、送信アンテナ1
6aからの主な電磁波の進行方向36は、推進方向6に
対してほぼ垂直に近い角度となり、地表面3との境界面
から返ってくる反射波の受信信号強度が大きくなる。こ
れによって地表面3までを伝搬する電磁波の時間を高精
度で検出することができ、したがってドリルヘッド5の
先端部9の地表面3までの距離である深さを正確に検出
することができる。According to this embodiment, the transmitting antenna 1
The traveling direction 36 of the main electromagnetic wave from 6a is almost perpendicular to the propulsion direction 6, and the intensity of the received signal of the reflected wave returned from the boundary surface with the ground surface 3 increases. As a result, the time of the electromagnetic wave propagating to the ground surface 3 can be detected with high accuracy, and therefore, the depth that is the distance of the tip 9 of the drill head 5 to the ground surface 3 can be accurately detected.
【0036】図7(1)は、アンテナの傾斜面10を地
表面にほぼ平行な状態にして推進しながら得られた実験
結果である。FIG. 7A shows an experimental result obtained while the antenna is propelled with the inclined surface 10 of the antenna substantially parallel to the ground surface.
【0037】前述の図6に示される構成を有し、その他
の構成は前述の実施の形態と同様である探査装置を用
い、前述の図5(1)に示されるように傾斜面10が地
表面3に臨んで上向きとなるとき、本件発明者の実験に
よれば、図7(1)に示される画像と同等の画像が、出
力手段19から得られると考えられる。地表面3とドリ
ルヘッド5の軸線11の間の距離である深さL1は、図
7(1)において得られた画像における直接波の像25
と、地表面3による反射像26との間の時間差W1に対
応する。Using an exploration apparatus having the configuration shown in FIG. 6 described above and the other configuration being the same as that of the above-described embodiment, the inclined surface 10 is grounded as shown in FIG. According to an experiment performed by the inventor of the present invention, it is considered that an image equivalent to the image shown in FIG. The depth L1, which is the distance between the ground surface 3 and the axis 11 of the drill head 5, is the direct wave image 25 in the image obtained in FIG.
, And the time difference W1 between the reflected image 26 and the ground surface 3.
【0038】推進体2の少なくともドリルヘッド5を軸
線11まわりに角変位して図5(1)の状態から180
°回転した状態は、図5(2)に示されている。傾斜面
10は下向きである。このとき得られる出力手段19に
よる画像は、図7(2)に示されるとおりであり、地中
埋設物14が存在しないとき、それらの地中埋設物14
および土壌1の地表面3の画像は得られない。When at least the drill head 5 of the propulsion body 2 is angularly displaced around the axis 11, the state of FIG.
The rotated state is shown in FIG. 5 (2). The inclined surface 10 is downward. The image obtained by the output unit 19 at this time is as shown in FIG. 7 (2). When the underground buried object 14 does not exist, the underground buried object 14
And an image of the ground surface 3 of the soil 1 cannot be obtained.
【0039】図7(1)および図7(2)において、た
とえば横軸であるX軸は時間を示し、たとえば縦のY軸
は地表面3の推進方向6に沿う方向を示している。深さ
L1は、時間差W1および土壌1の比誘電率ε1を用い
て式2のように示される。7 (1) and 7 (2), for example, the X axis which is the horizontal axis indicates time, and the vertical Y axis indicates the direction along the propulsion direction 6 of the ground surface 3, for example. The depth L1 is expressed by Expression 2 using the time difference W1 and the relative permittivity ε1 of the soil 1.
【0040】 L1 = W1・c/√ε1 …(2) ここでcは、電磁波の伝搬速度であって、3×108c
mである。本件発明者の実験結果によれば、距離L1が
比較的高精度で検出できることが確認された。L1 = W1 · c / √ε1 (2) where c is the propagation speed of the electromagnetic wave and is 3 × 10 8 c
m. According to the experimental results of the present inventor, it has been confirmed that the distance L1 can be detected with relatively high accuracy.
【0041】図5に示されるように、推進体2の軸線1
1が水平であって地表面3と平行である状態で、その軸
線11まわりに少なくともドリルヘッド5を角変位する
と、図7(1)に示される受信アンテナ16bによる反
射波の受信信号のレベルが図7(1)の大きいレベルか
ら図7(2)の零のレベルまで変化する。したがってこ
の反射像26が得られる受信信号の最大値に対する最大
値未満のレベルの比をレベル弁別することによって、ド
リルヘッド5の軸線11まわりの回転角度を検出するこ
とができる。出力手段19は、このような受信信号のレ
ベルの比を演算してレベル弁別する手段を備える。As shown in FIG. 5, the axis 1 of the propulsion body 2
When at least the drill head 5 is angularly displaced around its axis 11 in a state where 1 is horizontal and parallel to the ground surface 3, the level of the received signal of the reflected wave by the receiving antenna 16b shown in FIG. The level changes from the large level in FIG. 7A to the zero level in FIG. 7B. Therefore, the rotation angle of the drill head 5 around the axis 11 can be detected by level discriminating the ratio of the level of the received signal from which the reflected image 26 is obtained to the maximum value of the received signal. The output means 19 includes means for calculating the ratio of the levels of the received signals and discriminating the level.
【0042】図8は、本発明の実施のさらに他の形態の
一部の断面図である。この実施の形態は、前述の実施の
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
注目すべきはこの実施の形態では、図1〜図5に関連し
て説明した誘電体15と、さらに図6および図7に関連
して述べた誘電体15aとが、ドリルヘッド5の先端部
9の共通な一平面内にある傾斜面10,10aを成すよ
うに配置される。これによって推進方向6にほぼ平行な
電磁波の方向35を得ることができるとともに、垂直な
電磁波の方向36を得ることができる。各誘電体15,
15a毎に、前述の図4の電気回路17がそれぞれ設け
られる。FIG. 8 is a partial sectional view of still another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the above-described embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
It should be noted that, in this embodiment, the dielectric 15 described with reference to FIGS. 1 to 5 and the dielectric 15a described with reference to FIGS. 9 are arranged so as to form inclined surfaces 10 and 10a in one common plane. This makes it possible to obtain a direction 35 of the electromagnetic wave substantially parallel to the propulsion direction 6 and a direction 36 of the electromagnetic wave perpendicular to the propulsion direction 6. Each dielectric 15,
The above-described electric circuit 17 of FIG. 4 is provided for each 15a.
【0043】図8の実施の形態によれば、ドリルヘッド
5の推進方向6の前方の地中埋設物14などの検出を正
確に行うことができるとともに、地表面3までの深さを
正確に検出して、ドリルヘッド5の先端部9の位置を正
確に検出することができる。According to the embodiment shown in FIG. 8, it is possible to accurately detect the underground object 14 and the like in front of the drill head 5 in the propulsion direction 6, and to accurately determine the depth to the ground surface 3. By detecting, the position of the tip 9 of the drill head 5 can be accurately detected.
【0044】本発明の実施のさらに他の形態では、誘電
体15または15aに関連して送信アンテナ16aだけ
が設けられ、受信アンテナ16bは、前述の図1におけ
る参照符16cで示されるようにして地表面3上で移動
可能に設けられてもよい。In still another embodiment of the present invention, only the transmitting antenna 16a is provided in association with the dielectric 15 or 15a, and the receiving antenna 16b is provided as indicated by the reference numeral 16c in FIG. It may be provided movably on the ground surface 3.
【0045】地表面3上の受信アンテナ16cは、操作
者27が手で持って移動してもよく、または台車などに
よって移動するようにしてもよい。この受信アンテナ1
6cからの信号は、図4の電気回路17において前述の
受信アンテナ16bと同様にして増幅回路22に与えら
れ、同様に演算処理が行われるようにしてもよい。受信
アンテナ16cからの受信信号によって、送信アンテナ
16aへの送信信号を与えた時刻から受信アンテナ16
cの受信信号が得られるまでの時間差は、前記深さW1
に対応している。受信アンテナ16cによって得られる
受信信号の最大レベルが得られる地表面3上の位置は、
土壌1中の送信アンテナ16aまでの最短距離であり、
これによってその受信アンテナ16cの直下にドリルヘ
ッド5が存在するものと判断することができる。さらに
この受信アンテナ16cの受信強度の前記最大強度に対
する比を演算手段によって演算し、その比に対応して、
傾斜面10の軸線11まわりの回転角度を検出すること
ができる。The receiving antenna 16c on the ground surface 3 may be moved by the operator 27 by hand, or may be moved by a cart or the like. This receiving antenna 1
The signal from 6c may be supplied to the amplifier circuit 22 in the electric circuit 17 of FIG. 4 in the same manner as the above-described receiving antenna 16b, and the arithmetic processing may be performed in the same manner. The reception antenna 16c receives the transmission signal to the transmission antenna 16a from the reception signal from the reception antenna 16c.
The time difference until the reception signal of c is obtained depends on the depth W1
It corresponds to. The position on the ground surface 3 where the maximum level of the received signal obtained by the receiving antenna 16c is obtained is:
The shortest distance to the transmitting antenna 16a in the soil 1,
Thus, it can be determined that the drill head 5 exists immediately below the receiving antenna 16c. Further, the ratio of the receiving intensity of the receiving antenna 16c to the maximum intensity is calculated by the calculating means,
The rotation angle of the inclined surface 10 around the axis 11 can be detected.
【0046】[0046]
【発明の効果】請求項1の本発明によれば、推進体のド
リルヘッドの傾斜面を有する先細状の先端部には、送信
および受信アンテナを設け、そのアンテナの前部に、推
進方向に沿って厚みが変化する誘電体を配置して電磁波
を屈折するようにしたので、アンテナの指向性を狭くし
て、希望する方向に電磁波を発生し、また受信すること
ができるようになる。これによって地中埋設物の探査を
正確に行うことができ、またドリルヘッドの先端部の地
表面からの深さを正確に検出することもまた可能にな
る。According to the first aspect of the present invention, the transmitting and receiving antennas are provided at the tapered tip of the propulsion body having the inclined surface of the drill head, and the transmitting and receiving antennas are provided at the front of the antenna in the propulsion direction. Since the electromagnetic wave is refracted by arranging a dielectric material whose thickness changes along the direction, the directivity of the antenna can be narrowed, and the electromagnetic wave can be generated and received in a desired direction. This makes it possible to accurately detect the underground object, and also to accurately detect the depth of the tip of the drill head from the ground surface.
【0047】請求項2の本発明によれば、推進体のドリ
ルヘッドの先端部に設けられた送信アンテナの前部に、
推進方向に沿って厚みが変化する誘電体を配置し、送信
アンテナからの電磁波を屈折するようにしたので、送信
アンテナの指向性を狭くして希望する方向に、たとえば
ドリルヘッドの軸線にほぼ垂直方向に電磁波を発生し
て、地表面に移動可能に設けられた受信アンテナで電磁
波を受信することによって、地中埋設物を正確に検出す
ることができ、またドリルヘッドの先端部の地表面から
の深さを正確に検出することができるようになる。According to the second aspect of the present invention, at the front of the transmitting antenna provided at the tip of the drill head of the propulsion body,
Since a dielectric whose thickness changes along the propulsion direction is arranged to refract electromagnetic waves from the transmitting antenna, the directivity of the transmitting antenna is narrowed, and the direction is almost perpendicular to the axis of the drill head, for example. By generating electromagnetic waves in the direction and receiving electromagnetic waves with a receiving antenna movably provided on the ground surface, it is possible to accurately detect underground objects, and from the ground surface at the tip of the drill head Can be accurately detected.
【0048】さらに本発明によれば、ドリルヘッドの先
端部の傾斜面に臨んで送信アンテナが設けられ、この送
信アンテナから電磁波が発生されて地表面上で受信アン
テナで電磁波が受信されるので、前述の請求項1におけ
る土壌中を往復伝搬する電磁波の経路に比べて、請求項
2の構成では、約1/2であって、その伝搬経路はいわ
ば片道だけであるので、送信アンテナから発生された電
磁波が地表面上で受信アンテナに受信されるまでの減衰
量が、約半分になる。したがってドリルヘッド先端部の
検出を正確に行うことができる。また送信アンテナから
受信アンテナまでの電磁波伝搬可能距離が長くなるの
で、ドリルヘッド先端部が土壌中で深い位置にあって
も、その位置を検出することができる。Further, according to the present invention, the transmitting antenna is provided facing the inclined surface of the tip of the drill head, and the transmitting antenna generates an electromagnetic wave and the receiving antenna receives the electromagnetic wave on the ground surface. Compared with the path of the electromagnetic wave propagating back and forth in the soil according to the above-mentioned claim 1, the structure of the claim 2 is about 1 / and the propagation path is only one-way, so that it is generated from the transmitting antenna. The amount of attenuation until the received electromagnetic wave is received by the receiving antenna on the ground surface is reduced by about half. Therefore, the tip of the drill head can be accurately detected. Further, since the electromagnetic wave propagation distance from the transmitting antenna to the receiving antenna becomes longer, even if the tip of the drill head is deep in the soil, the position can be detected.
【0049】請求項3の本発明によれば、誘電体自体に
よって前記傾斜面の一部を形成するようにしたので、構
成の簡略化を図ることができるとともに、電磁波の方向
を正確に設定することができるようになる。According to the third aspect of the present invention, since a part of the inclined surface is formed by the dielectric itself, the structure can be simplified and the direction of the electromagnetic wave can be set accurately. Will be able to do it.
【0050】請求項4の本発明によれば、前述の図3に
示されるように、誘電体の厚みを、推進方向下流側にな
るにつれて大きく形成するとともに、その誘電体の比誘
電率を、土壌の比誘電率を超える値に選ぶことによっ
て、推進方向下流側である前方に電磁波を屈折して土壌
中に発射し、推進時の地中埋設物の検出を正確に行うこ
とができる。これによって推進体が地中埋設物を避けて
推進させることができる。According to the fourth aspect of the present invention, as shown in FIG. 3, the thickness of the dielectric is increased toward the downstream side in the propulsion direction, and the relative permittivity of the dielectric is increased. By selecting a value that exceeds the relative permittivity of the soil, the electromagnetic wave is refracted forward in the downstream direction in the propulsion direction and emitted into the soil, so that underground objects can be accurately detected during propulsion. As a result, the propulsion body can be propelled while avoiding the underground object.
【0051】請求項5の本発明によれば、前述の図6に
明らかに示されるように、誘電体の厚みを、推進方向下
流側である前方になるにつれて小さくなるように形成
し、しかもその比誘電率を土壌の比誘電率を超える値に
選ぶことによって、電磁波の方向をドリルヘッドの軸線
に、たとえばほぼ垂直に屈折させることができ、これに
よってドリルヘッドの側方に存在する地中埋設物の検出
を正確に行うことができ、またドリルヘッドの先端部の
地表面からの深さを正確に検出することができるように
なる。According to the fifth aspect of the present invention, as clearly shown in FIG. 6, the thickness of the dielectric material is formed so as to become smaller toward the forward side, which is the downstream side in the propulsion direction. By choosing the relative permittivity to be greater than the relative permittivity of the soil, the direction of the electromagnetic waves can be refracted to the axis of the drill head, for example, almost perpendicularly, thereby burying the underground existing on the side of the drill head. The object can be accurately detected, and the depth of the tip of the drill head from the ground surface can be accurately detected.
【0052】請求項6の本発明によれば、ドリルヘッド
の傾斜面を有する先端部に設けられた送信および受信ア
ンテナの前部に、推進方向に沿って厚みが変化する誘電
体を設けて電磁波をドリルヘッドの軸線にたとえばほぼ
平行に、またはほぼ垂直に屈折することができるように
なるので、地中埋設物を正確に検出することができ、ま
たドリルヘッドの軸線にほぼ垂直に電磁波を放射してド
リルヘッド先端部の地表面からの深さを正確に検出する
ことができる。According to the sixth aspect of the present invention, the electromagnetic wave is provided by providing a dielectric whose thickness changes along the propulsion direction at the front of the transmitting and receiving antennas provided at the tip of the drill head having the inclined surface. Can be refracted, for example, almost parallel or almost perpendicular to the axis of the drill head, so that underground objects can be detected accurately and electromagnetic waves can be radiated almost perpendicular to the axis of the drill head. As a result, the depth of the tip of the drill head from the ground surface can be accurately detected.
【0053】請求項7の本発明によれば、ドリルヘッド
の傾斜面を有する先端部に設けられた送信アンテナの前
部に、推進方向下流側になるにつれて小さくなる厚みを
有しかつ土壌の比誘電率未満である誘電体を設けること
によって、送信アンテナからの電磁波を、ドリルヘッド
の軸線にたとえばほぼ垂直に土壌中に放射することがで
きるので、地表面で受信アンテナを用いて電磁波を受信
することによって、その送信アンテナからの電磁波を受
信アンテナで受信するまでの時間に対応した深さを正確
に検出することができ、また受信アンテナによって受信
した電磁波の最大強度が得られる位置がドリルヘッドの
先端部の直上にあるものとしてその位置を正確に検出す
ることができるようになる。According to the seventh aspect of the present invention, the front portion of the transmitting antenna provided at the tip end portion having the inclined surface of the drill head has a thickness which becomes smaller toward the downstream side in the propulsion direction and has a lower soil ratio. By providing a dielectric having a dielectric constant lower than that, the electromagnetic wave from the transmitting antenna can be radiated into the soil, for example, almost perpendicularly to the axis of the drill head, so that the electromagnetic wave is received using the receiving antenna at the ground surface. This makes it possible to accurately detect the depth corresponding to the time required for the electromagnetic wave from the transmitting antenna to be received by the receiving antenna, and to determine the position of the drill head where the maximum intensity of the electromagnetic wave received by the receiving antenna is obtained. The position can be detected accurately as if it were directly above the tip.
【図1】本発明の実施の一形態の地中推進工法を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an underground propulsion method according to an embodiment of the present invention.
【図2】推進体2のドリルヘッド5付近の断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of the vicinity of a drill head 5 of the propulsion body 2.
【図3】誘電体15付近の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view near a dielectric 15;
【図4】図2に示される電気回路17の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit 17 shown in FIG.
【図5】推進体2を用いて土壌1を推進している状態を
示す。FIG. 5 shows a state in which the soil 1 is being propelled using the propulsion body 2.
【図6】本発明の実施の他の形態の一部の誘電体15付
近の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of a part of a dielectric 15 according to another embodiment of the present invention.
【図7】本件発明者の実験結果を示す土壌1の断面画像
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional image of the soil 1 showing the results of experiments performed by the present inventor.
【図8】本発明の実施のさらに他の形態の一部の断面図
である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of still another embodiment of the present invention.
1 土壌 2 推進体 3 地表面 4 推進体本体 5 ドリルヘッド 6 推進方向 7 到達立坑 8 発進立坑 9 先端部 10 傾斜面 11 軸線 12 噴射孔 13 供給源 14 地中埋設物 15,15a 誘電体 16a 送信アンテナ 16b,16c 受信アンテナ 17 電気回路 19 出力手段 20 パルス発生回路 21 駆動手段 22 増幅回路 23 処理回路 46 推進駆動手段 53,54 アンテナ本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soil 2 Propulsion body 3 Ground surface 4 Propulsion body main body 5 Drill head 6 Propulsion direction 7 Attainment shaft 8 Start shaft 9 Tip part 10 Inclined surface 11 Axis 12 Injection hole 13 Supply source 14 Underground object 15, 15a Dielectric 16a Transmission Antenna 16b, 16c Receiving antenna 17 Electric circuit 19 Output means 20 Pulse generation circuit 21 Driving means 22 Amplifying circuit 23 Processing circuit 46 Propulsion driving means 53, 54 Antenna body
Claims (7)
に、推進体の軸線に対して傾斜した平坦な傾斜面を有す
る先細状の先端部が形成され、 推進体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸線方
向に押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸線ま
わりに角変位する推進駆動手段と、 前記先端部内に前記傾斜面に臨んで、電磁波を発生し反
射波を受信する送信および受信アンテナを設け、 送信および受信アンテナに送信信号を与えて駆動すると
ともに、反射波の受信信号を演算処理する手段とを備
え、 前記先端部には、 送信および受信アンテナの前部に、推進方向に沿って厚
みが変化する誘電体を設け、この誘電体によって電磁波
を屈折することを特徴とする地中推進工法における探査
装置。1. A drill head of a propelling body for propelling in soil has a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propelling body, and the propelling body is propelled more than the drill head. A propulsion drive unit that pushes the drill head in the axial direction on the upstream side and angularly displaces at least the drill head around the axis; and a transmission and reception antenna that generates an electromagnetic wave and receives a reflected wave while facing the inclined surface in the tip portion. Means for giving a transmission signal to the transmission and reception antennas and driving them, and processing the reception signal of the reflected wave. The front end portion includes a front portion of the transmission and reception antennas, which extends along the propulsion direction. An underground propulsion method, comprising: providing a dielectric material having a thickness that varies by refraction; and refracting an electromagnetic wave by the dielectric material.
に、推進体の軸線に対して傾斜した平坦な傾斜面を有す
る先細状の先端部が形成され、 推進体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸線方
向に押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸線ま
わりに角変位する推進駆動手段と、 前記先端部内に前記傾斜面に臨んで、電磁波を発生する
送信アンテナと、 送信アンテナに送信信号を与えて駆動する手段と、 電磁波の反射波を受信する受信アンテナと、 受信アンテナからの受信信号を演算処理する手段とを備
え、 前記先端部には、 送信アンテナの前部に、推進方向に沿って厚みが変化す
る誘電体を設け、この誘電体によって電磁波を屈折する
ことを特徴とする地中推進工法における探査装置。2. A drill head of a propulsion body for propelling in soil has a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propulsion body, and the propulsion body is driven more than the drill head. Driving means for pushing the drill head in the axial direction on the upstream side and angularly displacing at least the drill head around the axis, a transmitting antenna for generating electromagnetic waves facing the inclined surface in the tip end, and a transmitting signal to the transmitting antenna. A driving antenna, a receiving antenna for receiving a reflected wave of electromagnetic waves, and a means for arithmetically processing a reception signal from the receiving antenna. An underground propulsion method, comprising: providing a dielectric material having a thickness that varies along the surface thereof, and refracting an electromagnetic wave by the dielectric material.
ことを特徴とする請求項1または2記載の地中推進工法
における探査装置。3. The underground propulsion method according to claim 1, wherein a dielectric forms a part of the inclined surface.
て大きくなる厚みを有し、 推進する土壌の比誘電率を超える比誘電率を有する材料
から成ることを特徴とする請求項1〜3のうちの1つに
記載の地中推進工法における探査装置。4. The dielectric body according to claim 1, wherein the dielectric body has a thickness that increases toward the downstream side in the propulsion direction, and is made of a material having a relative permittivity exceeding the relative permittivity of the soil to be propelled. The exploration device in the underground propulsion method according to one of the above.
て小さくなる厚みを有し、 推進する土壌の比誘電率を超える比誘電率を有する材料
から成ることを特徴とする請求項1〜3のうちの1つに
記載の地中推進工法における探査装置。5. The dielectric body according to claim 1, wherein the dielectric body has a thickness that becomes smaller toward the downstream side in the propulsion direction, and is made of a material having a relative dielectric constant exceeding the relative dielectric constant of the soil to be propelled. The exploration device in the underground propulsion method according to one of the above.
細状の先端部が形成され、 この先端部内に前記傾斜面に臨んで、電磁波を発生し反
射波を受信する送信および受信アンテナを設け、 前記先端部には、 送信および受信アンテナの前部に、推進方向に沿って厚
みが変化する誘電体を設け、この誘電体によって電磁波
を屈折し、 推進体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸線方
向に押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸線ま
わりに角変位し、 送信および受信アンテナに送信信号を与えて駆動すると
ともに、反射波の受信信号を演算処理することによっ
て、 埋設物またはドリルヘッド先端部の地表面からの深さを
検出することを特徴とする地中推進工法における探査方
法。6. A propulsion body for propelling in soil is prepared, and a drill head of the propulsion body is formed with a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propulsion body. A transmitting and receiving antenna for generating an electromagnetic wave and receiving a reflected wave is provided in the front end portion facing the inclined surface, and the front end portion of the front end of the transmitting and receiving antenna has a thickness that changes along a propulsion direction. A dielectric is provided, the electromagnetic wave is refracted by this dielectric, and the propulsion body is pushed in the axial direction on the upstream side in the propulsion direction from the drill head, and at least the drill head is angularly displaced around the axis, and the transmission and reception antennas are provided. It is characterized by detecting the depth of the buried object or the tip of the drill head from the ground surface by applying the transmission signal and driving, and calculating the reception signal of the reflected wave. Exploration method in the mid-jacking method.
細状の先端部が形成され、 この先端部内に前記傾斜面に臨んで、電磁波を発生する
送信アンテナを設け、前記先端部には、送信アンテナの
前部に、推進方向下流側になるにつれて小さくなる厚み
を有し、かつ推進する土壌の比誘電率を超える比誘電率
を有する材料から成る誘電体を設け、 推進体を、ドリルヘッドよりも推進方向上流側で軸線方
向に押込むとともに、少なくともドリルヘッドを軸線ま
わりに角変位し、 送信アンテナに送信信号を与えて駆動し、 地表面上で受信アンテナを移動して送信アンテナからの
電磁波を受信し、 この受信した電磁波の最大強度が得られる位置を検出す
ることを特徴とする地中推進工法における探査方法。7. A propelling body for propelling in the soil is prepared, and a drill head of the propelling body is formed with a tapered tip having a flat inclined surface inclined with respect to the axis of the propelling body. A transmitting antenna for generating an electromagnetic wave is provided in the front end portion so as to face the inclined surface, and the front end portion of the front end portion of the transmitting antenna has a thickness that becomes smaller toward the downstream side in the propulsion direction, and is a soil to be propelled. A dielectric made of a material having a relative permittivity exceeding the relative permittivity of is provided, and the propulsion body is pushed in the axial direction upstream of the drill head in the propulsion direction, and at least the drill head is angularly displaced around the axis, To transmit a transmitting signal to the transmitting antenna, drive it, move the receiving antenna over the ground surface, receive the electromagnetic wave from the transmitting antenna, and detect the position where the maximum intensity of the received electromagnetic wave is obtained. Exploration method in underground jacking method to symptoms.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08726298A JP3809009B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Exploration device and method in underground propulsion method |
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JPH11280382A true JPH11280382A (en) | 1999-10-12 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108386213A (en) * | 2018-04-23 | 2018-08-10 | 同济大学 | A kind of duct pieces of shield tunnel Varying-thickness steel loop |
CN114233310A (en) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司 | Square culvert jacking construction device, system and method |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP08726298A patent/JP3809009B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108386213A (en) * | 2018-04-23 | 2018-08-10 | 同济大学 | A kind of duct pieces of shield tunnel Varying-thickness steel loop |
CN108386213B (en) * | 2018-04-23 | 2024-05-31 | 同济大学 | Variable-thickness steel ring of shield tunnel segment |
CN114233310A (en) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司 | Square culvert jacking construction device, system and method |
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