JPH11303572A - トンネル掘進機 - Google Patents
トンネル掘進機Info
- Publication number
- JPH11303572A JPH11303572A JP10907098A JP10907098A JPH11303572A JP H11303572 A JPH11303572 A JP H11303572A JP 10907098 A JP10907098 A JP 10907098A JP 10907098 A JP10907098 A JP 10907098A JP H11303572 A JPH11303572 A JP H11303572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutter disk
- face
- imaging camera
- optical fiber
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 掘削直後の地盤情報を認知すること。
【解決手段】 トンネル掘進機１０は、先端側には、回
転駆動されることで地山を掘削するカッターディスク１
４が設けられている。カッターデイスク１４に撮像セン
サー４４が設けられている。この撮像センサー４４は、
カッターディスク１４の側面に露出し、掘削された切羽
内周面に対向する撮像カメラ４６を有していて、カメラ
４６が対向指定している部位の地山の外観画像を撮像
し、撮像された外観画像に基づいて当該地山の状態を認
知する。撮像カメラ４６は、カッターディスク１４のず
り取込み用開口部２２にそれぞれ配置されていてる。
転駆動されることで地山を掘削するカッターディスク１
４が設けられている。カッターデイスク１４に撮像セン
サー４４が設けられている。この撮像センサー４４は、
カッターディスク１４の側面に露出し、掘削された切羽
内周面に対向する撮像カメラ４６を有していて、カメラ
４６が対向指定している部位の地山の外観画像を撮像
し、撮像された外観画像に基づいて当該地山の状態を認
知する。撮像カメラ４６は、カッターディスク１４のず
り取込み用開口部２２にそれぞれ配置されていてる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル掘進機
に関し、特に、この種の掘進機で地山を掘進している際
に、掘進中において地山の状態を認知することが可能な
トンネル掘進機に関するものである。
に関し、特に、この種の掘進機で地山を掘進している際
に、掘進中において地山の状態を認知することが可能な
トンネル掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大断面トンネルの先進導抗の掘削や導水
路などの単独掘削にトンネルボーリングマシン（以下、
ＴＢＭマシンと略す）が用いられており、地質の変化や
断層が多い我が国においては、シールド式のＴＢＭマシ
ンが主流になっている。
路などの単独掘削にトンネルボーリングマシン（以下、
ＴＢＭマシンと略す）が用いられており、地質の変化や
断層が多い我が国においては、シールド式のＴＢＭマシ
ンが主流になっている。
【０００３】シールド式のＴＢＭマシンでは、円形など
の閉塞された断面形状の胴部を有し、先端側にカッター
ディスクが設けられているので、マシンの内部から目視
観測により不良地山や断層などの地山の状態を認知する
ことが難しい。
の閉塞された断面形状の胴部を有し、先端側にカッター
ディスクが設けられているので、マシンの内部から目視
観測により不良地山や断層などの地山の状態を認知する
ことが難しい。
【０００４】そこで、例えば、特開平７−２８０６４６
号公報には、ＴＢＭマシンのカッターディスクの前面側
に、地震波に類似した音響信号の送信，受信機を設置
し、切羽面に音響信号を投射して、その反射波を受ける
ことにより、断層の位置などを探査するＴＢＭマシンが
提案されている。
号公報には、ＴＢＭマシンのカッターディスクの前面側
に、地震波に類似した音響信号の送信，受信機を設置
し、切羽面に音響信号を投射して、その反射波を受ける
ことにより、断層の位置などを探査するＴＢＭマシンが
提案されている。
【０００５】ところが、この公報に開示されているＴＢ
Ｍマシンでは、前方探査を行う際には、掘進機の掘進を
停止させる必要があり、また、断層の位置を認識するだ
けて、地山の明確な変化まで認知することが難しい。
Ｍマシンでは、前方探査を行う際には、掘進機の掘進を
停止させる必要があり、また、断層の位置を認識するだ
けて、地山の明確な変化まで認知することが難しい。
【０００６】そのために、現状では、ＴＢＭマシンの胴
部に設けた窓孔や、マシン後方から地山を目視で観測
し、視認に基づいて地山の状態を認知する手段が採用さ
れている。
部に設けた窓孔や、マシン後方から地山を目視で観測
し、視認に基づいて地山の状態を認知する手段が採用さ
れている。
【０００７】しかしながら、このような地山状態の認知
手段には、以下に説明する技術的な課題があった。
手段には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ＴＢＭマシ
ンの胴部に設けた窓孔や、マシン後方から地山を目視で
観測する認知手段では、掘削断面の全周を黙視すること
ができないし、このような認知手段では、カッターディ
スクで掘削した部分を、掘進が進行した後に観測するこ
とになるので、時間の経過により緩みが進行した状態を
観測しており、正確な情報を把握することができない。
ンの胴部に設けた窓孔や、マシン後方から地山を目視で
観測する認知手段では、掘削断面の全周を黙視すること
ができないし、このような認知手段では、カッターディ
スクで掘削した部分を、掘進が進行した後に観測するこ
とになるので、時間の経過により緩みが進行した状態を
観測しており、正確な情報を把握することができない。
【０００９】また、目視観測により不良地山や断層が認
知されたとしても、後方側からの観測であるため、対策
に要する時間の確保が困難になり、ＴＢＭマシンの掘進
を停止して対策を施すことを余儀なくされ、連続的な掘
進を行うことが難しいという問題もあった。
知されたとしても、後方側からの観測であるため、対策
に要する時間の確保が困難になり、ＴＢＭマシンの掘進
を停止して対策を施すことを余儀なくされ、連続的な掘
進を行うことが難しいという問題もあった。
【００１０】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、掘
削直後の地盤情報を全周に亙って正確に認知することが
できるシールド式トンネル掘進機を提供することにあ
る。
てなされたものであって、その目的とするところは、掘
削直後の地盤情報を全周に亙って正確に認知することが
できるシールド式トンネル掘進機を提供することにあ
る。
【００１１】また、別の目的として、掘削直後の地盤情
報を全周に亙って正確に認知することにより、掘進の停
止を伴うことなく、有効な対策を採ることができるシー
ルド式トンネル掘進機を提供することにある。
報を全周に亙って正確に認知することにより、掘進の停
止を伴うことなく、有効な対策を採ることができるシー
ルド式トンネル掘進機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、先端に回転駆動されることで地山を掘削
するカッターディスクを備えたトンネル掘進機におい
て、前記カッターディスクに搭載され、掘削された切羽
内周面に対向する撮像カメラが、前記カッターディスク
の側面に露出するように設置された撮像センサーを備
え、前記撮像カメラで対向する部位の地山の外観画像を
撮像し、撮像された前記外観画像に基づいて当該地山の
状態を認知するようにした。このように構成したトンネ
ル掘進機によれば、カッターディスクで掘削された直後
の地山の状態を、撮像カメラで撮像された外観画像によ
り知ることができる。この場合、撮像センサーは、カッ
ターディスクに搭載され、回転駆動されるカッターディ
スクの側面に露出して、切羽内周面に対向する撮像カメ
ラを備えているので、カッターディスクが回転すること
により、切羽内周の全面に亙って外観画像を撮像するこ
とができる。前記撮像センサーには、前記撮像カメラの
前面およびこの撮像カメラが対向する前記切羽内周面に
水を注水する注水路を設けることができる。この構成に
よれば、撮像カメラの前面と対向する切羽内周面とが、
注水により洗浄されるので、明瞭な外観画像の撮像が行
える。また、前記撮像カメラは、外周側に設けられて、
前記切羽内周面に光を投射する投光光ファイバと、この
投光光ファイバ束の内周に一体に配置され、前記切羽内
周面からの反射光を受光する受光光ファイバ束と、前記
受光光ファイバ束で受光した光信号を電気信号に変換す
るＣＣＤ素子とで構成することができる。この構成によ
れば、投光光ファイバ束と受光光ファイバ束とをカッタ
ーディスクの側面に露出させれば、外観画像の撮像が可
能なので、カッターディスクの小さい隙間に設置するこ
とができる。さらに、前記撮像カメラは、前記カッター
ディスクのずり取込み用開口部に配置することができ
る。この構成によれば、トンネル掘進機のカッターディ
スクの設計変更を伴うことなく、撮像カメラを設置する
ことができる。また、本発明では、前記撮像センサーの
出力信号を、前記トンネル掘進機の進行量を時間軸とし
て、前記カッターディスクの１回転毎にズラして表示，
記録する解析装置を設けることができる。この構成によ
れば、撮像センサーによる測定結果を展開図の状態で表
わすことができる。
に、本発明は、先端に回転駆動されることで地山を掘削
するカッターディスクを備えたトンネル掘進機におい
て、前記カッターディスクに搭載され、掘削された切羽
内周面に対向する撮像カメラが、前記カッターディスク
の側面に露出するように設置された撮像センサーを備
え、前記撮像カメラで対向する部位の地山の外観画像を
撮像し、撮像された前記外観画像に基づいて当該地山の
状態を認知するようにした。このように構成したトンネ
ル掘進機によれば、カッターディスクで掘削された直後
の地山の状態を、撮像カメラで撮像された外観画像によ
り知ることができる。この場合、撮像センサーは、カッ
ターディスクに搭載され、回転駆動されるカッターディ
スクの側面に露出して、切羽内周面に対向する撮像カメ
ラを備えているので、カッターディスクが回転すること
により、切羽内周の全面に亙って外観画像を撮像するこ
とができる。前記撮像センサーには、前記撮像カメラの
前面およびこの撮像カメラが対向する前記切羽内周面に
水を注水する注水路を設けることができる。この構成に
よれば、撮像カメラの前面と対向する切羽内周面とが、
注水により洗浄されるので、明瞭な外観画像の撮像が行
える。また、前記撮像カメラは、外周側に設けられて、
前記切羽内周面に光を投射する投光光ファイバと、この
投光光ファイバ束の内周に一体に配置され、前記切羽内
周面からの反射光を受光する受光光ファイバ束と、前記
受光光ファイバ束で受光した光信号を電気信号に変換す
るＣＣＤ素子とで構成することができる。この構成によ
れば、投光光ファイバ束と受光光ファイバ束とをカッタ
ーディスクの側面に露出させれば、外観画像の撮像が可
能なので、カッターディスクの小さい隙間に設置するこ
とができる。さらに、前記撮像カメラは、前記カッター
ディスクのずり取込み用開口部に配置することができ
る。この構成によれば、トンネル掘進機のカッターディ
スクの設計変更を伴うことなく、撮像カメラを設置する
ことができる。また、本発明では、前記撮像センサーの
出力信号を、前記トンネル掘進機の進行量を時間軸とし
て、前記カッターディスクの１回転毎にズラして表示，
記録する解析装置を設けることができる。この構成によ
れば、撮像センサーによる測定結果を展開図の状態で表
わすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかるトンネル掘進機の一実施例を
示している。
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかるトンネル掘進機の一実施例を
示している。
【００１４】同図に示した実施例は、本発明をシールド
式トンネル掘進機に適用した場合であって、トンネル掘
進機１０は、中空円筒状の胴部１２を有している。胴部
１２内には、地山に反力を採るグリッパや、胴部１２を
前進させるスラストジッャキなど掘進に必要な各種の機
器が内蔵されており、先端側には、回転駆動されること
で地山を掘削するカッターディスク１４が、回転自在に
設けられている。
式トンネル掘進機に適用した場合であって、トンネル掘
進機１０は、中空円筒状の胴部１２を有している。胴部
１２内には、地山に反力を採るグリッパや、胴部１２を
前進させるスラストジッャキなど掘進に必要な各種の機
器が内蔵されており、先端側には、回転駆動されること
で地山を掘削するカッターディスク１４が、回転自在に
設けられている。
【００１５】カッターディスク１４は、前端側が閉塞さ
れ、側面が湾曲した略凹状のディスク本体１６を有して
いて、図１にその正面の詳細を示すように、ディスク本
体１６の中心にセンターカッタ１８が設けられている。
れ、側面が湾曲した略凹状のディスク本体１６を有して
いて、図１にその正面の詳細を示すように、ディスク本
体１６の中心にセンターカッタ１８が設けられている。
【００１６】また、センターカッタ１８の軸方向の延長
上およびこの軸方向と直交する方向には、複数のローラ
カッタ２０が、略十字状になるように配置されている。
上およびこの軸方向と直交する方向には、複数のローラ
カッタ２０が、略十字状になるように配置されている。
【００１７】ローラカッタ２０は、十字状に配置された
部分の中間にも複数設けられている。ディスク本体１６
の側面湾曲部分には、複数のケージカッタ２１が配置さ
れている。
部分の中間にも複数設けられている。ディスク本体１６
の側面湾曲部分には、複数のケージカッタ２１が配置さ
れている。
【００１８】そして、略十字状に配置されたローラカッ
タ２０の回転方向の背面側に、ずり取込み用の開口部２
２がそれぞれ設けられている。各開口部２２は、ディス
ク本体１６の中心側から側面湾曲部分に亙ってスリット
状に設けられている。
タ２０の回転方向の背面側に、ずり取込み用の開口部２
２がそれぞれ設けられている。各開口部２２は、ディス
ク本体１６の中心側から側面湾曲部分に亙ってスリット
状に設けられている。
【００１９】各開口部２２の一方の側縁には、開口率調
整板２４が設けられている。各開口部２２の他方の側縁
には、スクレーパ２６が設けられている。一方、ディス
ク本体１６の背面側は、図２に示すように、隔壁プレー
ト２８により閉塞されていて、ずり収容空間３０が形成
されている。
整板２４が設けられている。各開口部２２の他方の側縁
には、スクレーパ２６が設けられている。一方、ディス
ク本体１６の背面側は、図２に示すように、隔壁プレー
ト２８により閉塞されていて、ずり収容空間３０が形成
されている。
【００２０】このずり収容空間３０には、隔壁プレート
２８を貫通するずり搬出装置３２が設置されている。ま
た、隔壁プレート２８の中心には、カッターディスク１
４を回転駆動する駆動モータ３４の出力軸３６が固設さ
れている。
２８を貫通するずり搬出装置３２が設置されている。ま
た、隔壁プレート２８の中心には、カッターディスク１
４を回転駆動する駆動モータ３４の出力軸３６が固設さ
れている。
【００２１】駆動モータ３４には、その出力回転数を調
整する減速機３８が付設されている。このように構成さ
れたシールド式トンネル掘進機１０では、駆動モータ３
４を駆動させながら掘進させると、図２に示すように、
カッターディスク１４により地山が掘削され、切羽面４
０と、これに連なる切羽内周面４２が形成される。
整する減速機３８が付設されている。このように構成さ
れたシールド式トンネル掘進機１０では、駆動モータ３
４を駆動させながら掘進させると、図２に示すように、
カッターディスク１４により地山が掘削され、切羽面４
０と、これに連なる切羽内周面４２が形成される。
【００２２】以上のようなトンネル掘進機１０としての
基本的な構成および掘進方法に関しては、従来のこの種
のトンネル掘進機１０と同様であるが、本実施例のトン
ネル掘進機１０には、以下に説明する点に顕著な特徴が
ある。
基本的な構成および掘進方法に関しては、従来のこの種
のトンネル掘進機１０と同様であるが、本実施例のトン
ネル掘進機１０には、以下に説明する点に顕著な特徴が
ある。
【００２３】すなわち、本実施例のトンネル掘進機１０
では、カッターデイスク１４に撮像センサー４４が搭載
されている。この撮像センサー４４は、カッターディス
ク１４の側面に露出し、掘削された切羽内周面４２に対
向する撮像カメラ４６を有していて、撮像カメラ４６が
対向している部位の地山の外観画像を撮像し、撮像され
た外観画像に基づいて当該地山の状態を認知する。
では、カッターデイスク１４に撮像センサー４４が搭載
されている。この撮像センサー４４は、カッターディス
ク１４の側面に露出し、掘削された切羽内周面４２に対
向する撮像カメラ４６を有していて、撮像カメラ４６が
対向している部位の地山の外観画像を撮像し、撮像され
た外観画像に基づいて当該地山の状態を認知する。
【００２４】本実施例の場合には、撮像センサー４４
は、カッターディスク１４のずり取込み用開口部２２に
それぞれ配置されていて、各センサー４４の撮像カメラ
４６は、ほぼ同一円周上に設けられている。撮像カメラ
４６の詳細を図３，４に示している。
は、カッターディスク１４のずり取込み用開口部２２に
それぞれ配置されていて、各センサー４４の撮像カメラ
４６は、ほぼ同一円周上に設けられている。撮像カメラ
４６の詳細を図３，４に示している。
【００２５】本実施例の撮像カメラ４６は、光ファイバ
ユニット４６ａと、ユニットホルダ４６ｂと、一対の第
１および第２固定ネジ４６ｃ，４６ｄと、光源４６ｅ
と、ＣＣＤ素子４６ｆとを備えている。
ユニット４６ａと、ユニットホルダ４６ｂと、一対の第
１および第２固定ネジ４６ｃ，４６ｄと、光源４６ｅ
と、ＣＣＤ素子４６ｆとを備えている。
【００２６】光ファイバユニット４６ａは、外周側に環
状に配置された投光光ファイバ束４６０ａと、この投光
光ファイバ束４６０ａの内周側に一体的に配置された受
光光ファイバ束４６１ａとを有していて、先端外周に保
護部材４６ｇが被覆固定されている。
状に配置された投光光ファイバ束４６０ａと、この投光
光ファイバ束４６０ａの内周側に一体的に配置された受
光光ファイバ束４６１ａとを有していて、先端外周に保
護部材４６ｇが被覆固定されている。
【００２７】また、光ファイバユニット４６ａの先端に
は、集光レンズ４６ｈが配置され、この集光レンズ４６
ｈ上に防護ガラス４６ｉが配置されている。ユニットホ
ルダ４６ｂは、両端が開口した円筒状のものであって、
相互に螺着される内および外筒部４６０ｂ，４６１ｂを
備えている。
は、集光レンズ４６ｈが配置され、この集光レンズ４６
ｈ上に防護ガラス４６ｉが配置されている。ユニットホ
ルダ４６ｂは、両端が開口した円筒状のものであって、
相互に螺着される内および外筒部４６０ｂ，４６１ｂを
備えている。
【００２８】内筒部４６０ａの内周面には、保護部材４
６ｇで被覆された光ファイバユニット４６ａが嵌着され
る。内および外筒部４６０ｂ，４６１ｂ間には、軸方向
に貫通する注水路４６２ｂが、周方向に沿って所定の間
隔を隔てて複数設けられている。
６ｇで被覆された光ファイバユニット４６ａが嵌着され
る。内および外筒部４６０ｂ，４６１ｂ間には、軸方向
に貫通する注水路４６２ｂが、周方向に沿って所定の間
隔を隔てて複数設けられている。
【００２９】この注水路４６２ｂには、外筒部４６１ｂ
の下部側に突設された給水パイプ４６３ｂが連通接続さ
れている。なお、この給水パイプ４６３ｂに給水する際
には、これが回転するカッターダィスク１４側に設けら
れているので、スイベルジュイントなどを用いて給水す
る必要がある。
の下部側に突設された給水パイプ４６３ｂが連通接続さ
れている。なお、この給水パイプ４６３ｂに給水する際
には、これが回転するカッターダィスク１４側に設けら
れているので、スイベルジュイントなどを用いて給水す
る必要がある。
【００３０】また、注水路４６２ｂの上端側に設けられ
た水の排出口は、防塵ガラス４６ｉの近傍に開口すると
ともに、光ファイバユニット４６ａの端部が対向する切
羽内周面４２を指向するように設けられている。
た水の排出口は、防塵ガラス４６ｉの近傍に開口すると
ともに、光ファイバユニット４６ａの端部が対向する切
羽内周面４２を指向するように設けられている。
【００３１】さらに、外筒部４６１ｂの中間外周には、
環状のフランジ４６４ｂが突設され、このフランジ４６
４ｂの外端には、第１固定ネジ４６ｃと螺合するネジが
周設されている。
環状のフランジ４６４ｂが突設され、このフランジ４６
４ｂの外端には、第１固定ネジ４６ｃと螺合するネジが
周設されている。
【００３２】また、外筒部４６１ｂの下端側の外周に
は、第２固定ネジ４６ｄと螺合するネジが周設されてい
る。光源およびＣＣＤ素子４６ｅ，４６ｆは、中継ボッ
クス４７内に収納されている。
は、第２固定ネジ４６ｄと螺合するネジが周設されてい
る。光源およびＣＣＤ素子４６ｅ，４６ｆは、中継ボッ
クス４７内に収納されている。
【００３３】撮像カメラ４６を組立てる際には、ディス
ク本体１６の取付け孔１６ａ内に、予め光ファイバユニ
ット４６を装着したユニットホルダ４６ｂを、ディスク
本体１６の外方から挿入して、フランジ４６４ｂと第１
固定ネジ４６ｃとを螺着し、第２固定ネジ４６ｄをホル
ダ４６ｂに螺着すればよい。
ク本体１６の取付け孔１６ａ内に、予め光ファイバユニ
ット４６を装着したユニットホルダ４６ｂを、ディスク
本体１６の外方から挿入して、フランジ４６４ｂと第１
固定ネジ４６ｃとを螺着し、第２固定ネジ４６ｄをホル
ダ４６ｂに螺着すればよい。
【００３４】なお、図３に符号４６ｊで示した部材は、
ホルダ４６ｂの背面側外周を取り巻くようにして設けた
防護部材であって、剥落する土砂などから撮像カメラ４
６が損傷を受けないようになっている。
ホルダ４６ｂの背面側外周を取り巻くようにして設けた
防護部材であって、剥落する土砂などから撮像カメラ４
６が損傷を受けないようになっている。
【００３５】中継ボックス４７は、隔壁プレート２８の
背面側に固設されていて、この中継ボックス４７から
は、光源４６ｅやＣＣＤ素子４６ｆにアンプを介在させ
て導出されるケーブル４８が接続されている。
背面側に固設されていて、この中継ボックス４７から
は、光源４６ｅやＣＣＤ素子４６ｆにアンプを介在させ
て導出されるケーブル４８が接続されている。
【００３６】このケーブル４８の一端は、図２に示すよ
うに、駆動モータ３４の出力軸３６に設けられたスリッ
プリング５０の回転側に接続され、スリップリング５０
の固定側には、ケーブル５２を介して、演算処理解析装
置５４が接続されている。
うに、駆動モータ３４の出力軸３６に設けられたスリッ
プリング５０の回転側に接続され、スリップリング５０
の固定側には、ケーブル５２を介して、演算処理解析装
置５４が接続されている。
【００３７】この演算処理解析装置５４には、モニタ表
示器５６が接続されている。演算処理解析装置５４は、
スリップリング５０を介して、光源４６ｅを点灯させる
とともに、ＣＣＤ素子４６ｆやアンプなどに作動に必要
な電力を供給する。
示器５６が接続されている。演算処理解析装置５４は、
スリップリング５０を介して、光源４６ｅを点灯させる
とともに、ＣＣＤ素子４６ｆやアンプなどに作動に必要
な電力を供給する。
【００３８】光源４６ｅが点灯すると、光源４６ｅから
発射した光が、投光光ファイバ束４６０ａ内を伝播し
て、その先端から切羽内周面４２に投射される。投射さ
れた光は、切羽内周面４２で反射し、この反射光は、受
光光ファイバ束４６１ａで受光され、受光された光信号
は、ＣＣＤ素子４６ｆにより電気信号に変換される。
発射した光が、投光光ファイバ束４６０ａ内を伝播し
て、その先端から切羽内周面４２に投射される。投射さ
れた光は、切羽内周面４２で反射し、この反射光は、受
光光ファイバ束４６１ａで受光され、受光された光信号
は、ＣＣＤ素子４６ｆにより電気信号に変換される。
【００３９】この電気信号は、スリップリング５０を介
して演算処理解析装置５４に入力され、必要な演算や画
像処理を施した後にモニタ表示器５６に出力され、モニ
タ表示器５６には、光ファイバユニット４６ａが対向し
ている切羽内周面４２の外観画像が表示される。
して演算処理解析装置５４に入力され、必要な演算や画
像処理を施した後にモニタ表示器５６に出力され、モニ
タ表示器５６には、光ファイバユニット４６ａが対向し
ている切羽内周面４２の外観画像が表示される。
【００４０】このような外観画像では、例えば、切羽内
周面４２に亀裂などがあると、この亀裂部分が他の部分
よりも黒く表示され、モニタ表示器５６を見ることによ
り、地山の状態を正確に把握することができる。
周面４２に亀裂などがあると、この亀裂部分が他の部分
よりも黒く表示され、モニタ表示器５６を見ることによ
り、地山の状態を正確に把握することができる。
【００４１】なお、このような外観画像の表示に際して
は、給水パイプ４６３ｂを介して注水路４６２ｂに水を
供給し、注水路４６２ｂから防塵ガラス４６ｉおよび光
ファイバユニット４６ａが対向している切羽内周面４２
に注水すると、これらの部分が注水により洗浄されるの
で、明瞭な外観画像の撮像が得られる。
は、給水パイプ４６３ｂを介して注水路４６２ｂに水を
供給し、注水路４６２ｂから防塵ガラス４６ｉおよび光
ファイバユニット４６ａが対向している切羽内周面４２
に注水すると、これらの部分が注水により洗浄されるの
で、明瞭な外観画像の撮像が得られる。
【００４２】このような外観画像の撮像個所は、撮像カ
メラ４６がカッターディスク１４に設けられているの
で、カッターディスク１４が回転すると、この回転に伴
って順次移動し、カッターディスク１４が１回転すると
１周分の外観画像が得られる。
メラ４６がカッターディスク１４に設けられているの
で、カッターディスク１４が回転すると、この回転に伴
って順次移動し、カッターディスク１４が１回転すると
１周分の外観画像が得られる。
【００４３】また、本実施例の場合には、撮像カメラ４
６が４個所設けられているので、カッターディスク１４
が９０度回転すると、１周分の外観画像が得られる。
６が４個所設けられているので、カッターディスク１４
が９０度回転すると、１周分の外観画像が得られる。
【００４４】これらのいずれかにより、１周分の外観画
像が得られると、演算処理解析装置５４では、トンネル
掘進機１０の進行量を時間軸として、カッターディスク
１４の１回転毎ないしは１／４回転毎にズラしてモニタ
表示器５６に表示させるか、あるいは、図示省略の記録
計に記録させる。
像が得られると、演算処理解析装置５４では、トンネル
掘進機１０の進行量を時間軸として、カッターディスク
１４の１回転毎ないしは１／４回転毎にズラしてモニタ
表示器５６に表示させるか、あるいは、図示省略の記録
計に記録させる。
【００４５】さて、以上のように構成されたトンネル掘
進機１０によれば、カッターディスク１４で掘削された
地山の状態を、掘削直後に撮像カメラ４６で撮像された
外観画像により知ることができる。
進機１０によれば、カッターディスク１４で掘削された
地山の状態を、掘削直後に撮像カメラ４６で撮像された
外観画像により知ることができる。
【００４６】この場合、撮像センサー４４は、回転駆動
されるカッターディスク１４の側面に露出して、切羽内
周面４２に対向する撮像カメラ４６を備えているので、
カッターディスク１４が回転することにより、切羽内周
面４２の全面に亙って外観画像を撮像することができ
る。
されるカッターディスク１４の側面に露出して、切羽内
周面４２に対向する撮像カメラ４６を備えているので、
カッターディスク１４が回転することにより、切羽内周
面４２の全面に亙って外観画像を撮像することができ
る。
【００４７】このようにして、掘削直後の地盤情報を全
周に亙って正確に認知することができると、掘削が進行
して掘進機１０の後部側に亀裂個所などが到達する間
に、有効な対策を採ることができ、掘進の停止を回避す
ることができる。
周に亙って正確に認知することができると、掘削が進行
して掘進機１０の後部側に亀裂個所などが到達する間
に、有効な対策を採ることができ、掘進の停止を回避す
ることができる。
【００４８】また、本実施例の場合には、投光光ファイ
バ束４６０ａと受光光ファイバ束４６１ａとをカッター
ディスク１４の側面に露出させれば、外観画像の撮像が
可能なので、カッターディスク１４の小さい隙間に設置
することができる。
バ束４６０ａと受光光ファイバ束４６１ａとをカッター
ディスク１４の側面に露出させれば、外観画像の撮像が
可能なので、カッターディスク１４の小さい隙間に設置
することができる。
【００４９】さらに、本実施例の場合には、撮像カメラ
４６は、カッターディスク１４のずり取込み用開口部２
２に配置するので、トンネル掘進機１０のカッターディ
スク１４の設計変更を伴うことなく、開口部２２を有効
に利用して、撮像カメラ４６を設置することができる。
４６は、カッターディスク１４のずり取込み用開口部２
２に配置するので、トンネル掘進機１０のカッターディ
スク１４の設計変更を伴うことなく、開口部２２を有効
に利用して、撮像カメラ４６を設置することができる。
【００５０】また、本実施例では、撮像センサー４４の
出力信号を、トンネル掘進機１０の進行量を時間軸とし
て、カッターディスク１４の１回転毎にズラして表示，
記録する解析装置５４を設けているので、外観画像を展
開図の状態で表わすことができ、掘削直後の地盤情報を
より一層正確に認知することができる。
出力信号を、トンネル掘進機１０の進行量を時間軸とし
て、カッターディスク１４の１回転毎にズラして表示，
記録する解析装置５４を設けているので、外観画像を展
開図の状態で表わすことができ、掘削直後の地盤情報を
より一層正確に認知することができる。
【００５１】なお、本発明の撮像カメラ４６は、カッタ
ーディスク１４の開口部２２に設けることだけでなく、
例えば、カッターディスク１４の湾曲側面に専用の取付
け開口を設け、この開口に設置しても良い。
ーディスク１４の開口部２２に設けることだけでなく、
例えば、カッターディスク１４の湾曲側面に専用の取付
け開口を設け、この開口に設置しても良い。
【００５２】また、本発明の実施は、シールド式トンネ
ル掘進機１０に限ることはなく、例えば、オープンタイ
プのトンネル掘進機にも適用することができる。
ル掘進機１０に限ることはなく、例えば、オープンタイ
プのトンネル掘進機にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるトンネル掘進機によれば、掘削直後の地盤情報を
全周に亙って正確に認知することができ、これにより、
掘進の停止を伴うことなく、有効な対策を採ることがで
きる。
かかるトンネル掘進機によれば、掘削直後の地盤情報を
全周に亙って正確に認知することができ、これにより、
掘進の停止を伴うことなく、有効な対策を採ることがで
きる。
【図１】本発明にかかるトンネル掘進機のカッターディ
スクの正面図である。
スクの正面図である。
【図２】本発明にかかるトンネル掘進機の側断面図であ
る。
る。
【図３】同トンネル掘進機に取り付けられた撮像センサ
ーの詳細図である。
ーの詳細図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
１０ トンネル掘進機 １４ カッターディスク １６ ディスク本体 ２２ ずり取込み用開口部 ４２ 切羽内周面 ４４ 撮像センサー ４６ 撮像カメラ ４６ａ 光ファイバユニット ４６０ａ 投光光ファイバ束 ４６１ａ 受光光ファイバ束 ４６ｅ 光源 ４６ｆ ＣＣＤ素子 ４６２ｂ 注水路 ５０ スリップリング ５２ 演算処理解析装置
Claims (5)
- 【請求項１】 先端に回転駆動されることで地山を掘削
するカッターディスクを備えたトンネル掘進機におい
て、 前記カッターディスクに搭載され、掘削された切羽内周
面に対向する撮像カメラが、前記カッターディスクの側
面に露出するように設置された撮像センサーを備え、 前記撮像カメラで対向する部位の地山の外観画像を撮像
し、撮像された前記外観画像に基づいて当該地山の状態
を認知することを特徴とするトンネル掘進機。 - 【請求項２】 前記撮像センサーは、前記撮像カメラの
前面およびこの撮像カメラが対向する前記切羽内周面に
水を注水する注水路を有することを特徴とする請求項１
記載のトンネル掘進機。 - 【請求項３】 前記撮像カメラは、外周側に設けられ
て、前記切羽内周面に光を投射する投光光ファイバと、
この投光光ファイバ束の内周に一体に配置され、前記切
羽内周面からの反射光を受光する受光光ファイバ束と、
前記受光光ファイバ束で受光した光信号を電気信号に変
換するＣＣＤ素子とを有する特徴とする請求項１または
２記載のトンネル掘進機。 - 【請求項４】 前記撮像カメラは、前記カッターディス
クのずり取込み用開口部に配置されることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項記載のトンネル掘進機。 - 【請求項５】 前記撮像センサーの出力信号を、前記ト
ンネル掘進機の進行量を時間軸として、前記カッターデ
ィスクの１回転毎にズラして表示，記録する解析装置を
設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記
載のトンネル掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10907098A JPH11303572A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | トンネル掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10907098A JPH11303572A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | トンネル掘進機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303572A true JPH11303572A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14500847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10907098A Pending JPH11303572A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | トンネル掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303572A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4892768B1 (ja) * | 2011-07-28 | 2012-03-07 | 利博 奥村 | シールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法 |
| JP2012137503A (ja) * | 2012-04-04 | 2012-07-19 | Fujita Corp | テールクリアランス測定装置 |
| WO2014103542A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | 日立造船株式会社 | トンネル掘進機の掘削状況監視システム |
| WO2016039545A1 (ko) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 대원전기 주식회사 | 지중공사용 지하매설물 확인기능 카메라 및 금속탐지장치가 장착된 굴삭스크류를 이용한 지하매설물 설치상태 확인 안전진단 공법 |
| CN113028141A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-06-25 | 上海公路桥梁（集团）有限公司 | 顶管机头扭转纠偏装置及其纠偏方法 |
-
1998
- 1998-04-20 JP JP10907098A patent/JPH11303572A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4892768B1 (ja) * | 2011-07-28 | 2012-03-07 | 利博 奥村 | シールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法 |
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| JP2014125853A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Hitachi Zosen Corp | トンネル掘進機の掘削状況監視システム |
| US9932812B2 (en) | 2012-12-27 | 2018-04-03 | Hitachi Zosen Corporation | Excavation status monitoring system for tunneling machine |
| WO2016039545A1 (ko) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 대원전기 주식회사 | 지중공사용 지하매설물 확인기능 카메라 및 금속탐지장치가 장착된 굴삭스크류를 이용한 지하매설물 설치상태 확인 안전진단 공법 |
| CN113028141A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-06-25 | 上海公路桥梁（集团）有限公司 | 顶管机头扭转纠偏装置及其纠偏方法 |
| CN113028141B (zh) * | 2021-05-06 | 2023-01-20 | 上海公路桥梁（集团）有限公司 | 顶管机头扭转纠偏装置及其纠偏方法 |
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