JPS60157065A - シ−ルド掘削機用土質監視装置 - Google Patents
シ−ルド掘削機用土質監視装置Info
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- JPS60157065A JPS60157065A JP59012060A JP1206084A JPS60157065A JP S60157065 A JPS60157065 A JP S60157065A JP 59012060 A JP59012060 A JP 59012060A JP 1206084 A JP1206084 A JP 1206084A JP S60157065 A JPS60157065 A JP S60157065A
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- JP
- Japan
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- soil
- shield
- antenna
- transmitting
- monitoring device
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
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- Geophysics (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシールド掘削機によるトンネル工事でこの前上
方の地盤崩落、陥没等を起す恐れのある土質の異常性や
空洞部を探知する監視装置に関する。一般に軟弱地盤で
の工事では、地盤の陥没事故等の発生がけねんされる。
方の地盤崩落、陥没等を起す恐れのある土質の異常性や
空洞部を探知する監視装置に関する。一般に軟弱地盤で
の工事では、地盤の陥没事故等の発生がけねんされる。
このような軟弱地盤や空洞等土質の異常性が探知されれ
ば、この部分に薬品注入や冷凍工法等が、用いられ崩落
、陥没等が事前に防止できる。
ば、この部分に薬品注入や冷凍工法等が、用いられ崩落
、陥没等が事前に防止できる。
このような目的での事前探知法としては、シールド掘削
機の上部に、ばねと板状体を設け、軟弱地盤での土庄の
減少から、これを赦械的−二探知する方法もあるが信頼
性にとぼしくかつ掘進中に破壊しやすい等の欠点から実
用に適さない。
機の上部に、ばねと板状体を設け、軟弱地盤での土庄の
減少から、これを赦械的−二探知する方法もあるが信頼
性にとぼしくかつ掘進中に破壊しやすい等の欠点から実
用に適さない。
本発明は、シールド掘削機のシールド部ガイドパイプの
先端上部に、電磁波パルスの送受波用アンテナを設け、
シールド掘削機周辺の土質の不連続部をパルスエコー法
により探知する監視装置を提供するものである。
先端上部に、電磁波パルスの送受波用アンテナを設け、
シールド掘削機周辺の土質の不連続部をパルスエコー法
により探知する監視装置を提供するものである。
以下本発明の一実施例を図面について説明する。
第１図は、シールＶ掘削機前部を示すもので１はカッタ
ー装置で、これは駆動モータ（図示せず）により駆！！
！ＩＪされる、２はシールド部のガイドパイプであり、
この内部にはロータリースクレーバ、シールドジヤツキ
、ベルトコンベア等（いづれも図示せず）が設備されて
いる。３．４はこのガイドパイプ２の先端上部の周壁内
に設けられたアンテナ部であり、例えば前者を送波用、
後者は受渡用アンテナ部とすれば５は送波回路、６は受
渡回路となる。次に７は制御回路、８は表示器でシール
ド掘削機の前部より離れたところに置かれる。
ー装置で、これは駆動モータ（図示せず）により駆！！
！ＩＪされる、２はシールド部のガイドパイプであり、
この内部にはロータリースクレーバ、シールドジヤツキ
、ベルトコンベア等（いづれも図示せず）が設備されて
いる。３．４はこのガイドパイプ２の先端上部の周壁内
に設けられたアンテナ部であり、例えば前者を送波用、
後者は受渡用アンテナ部とすれば５は送波回路、６は受
渡回路となる。次に７は制御回路、８は表示器でシール
ド掘削機の前部より離れたところに置かれる。
第２図は本発明に使用される送受波用アンテナの構造の
一例で９がアンテナ、１０はポリカーボネート、ポリア
セタール、ポリアミド樹脂等の硬質（エンジュ７リング
）プラスチック製の容器であり、この中には土、砂、粘
体、液体またはガス体が充填材１１として充填される。
一例で９がアンテナ、１０はポリカーボネート、ポリア
セタール、ポリアミド樹脂等の硬質（エンジュ７リング
）プラスチック製の容器であり、この中には土、砂、粘
体、液体またはガス体が充填材１１として充填される。
これはアンテナ部を掘削時に加わる土庄から防ぐもので
ある。
ある。
なお１２は饋電線、１３は第１図の５＊たは６の送波ま
たは受波回路である。
たは受波回路である。
このようなアンテナから地中に発射された、電磁波パル
スは、地中媒体の不連続部から反射され、受渡アンテナ
で受波されるが、この反射の強さは一般に、両媒体の誘
電率や導電率の違いにより定まる。したがって水分の含
有状態や土質による誘電率の相違から土質異常部が探知
できる。
スは、地中媒体の不連続部から反射され、受渡アンテナ
で受波されるが、この反射の強さは一般に、両媒体の誘
電率や導電率の違いにより定まる。したがって水分の含
有状態や土質による誘電率の相違から土質異常部が探知
できる。
第３図は本発明の使用実施図で、１５は地表面、１６．
１７はそれぞれ異る土質であり、１８はこれらの境界、
１９は１７の中にあって小規模な異なる土質、２０は空
洞部である。なおここでシールド掘削機は矢印２１の方
向に掘進するものとする。
１７はそれぞれ異る土質であり、１８はこれらの境界、
１９は１７の中にあって小規模な異なる土質、２０は空
洞部である。なおここでシールド掘削機は矢印２１の方
向に掘進するものとする。
第４図はこの場合アンテナで送受波される電磁波パルス
の波形の一例で、２２はアンテナ３から発射される送波
パルス、２３は第３図の境界１８から、また２４は同じ
く空洞２０で反射され、受渡アンテナ４で受波された波
形例である。
の波形の一例で、２２はアンテナ３から発射される送波
パルス、２３は第３図の境界１８から、また２４は同じ
く空洞２０で反射され、受渡アンテナ４で受波された波
形例である。
これらの受渡波形を表示器８で表示させたものは、第５
図である。この横軸は掘削機の進行距離、縦軸はアンテ
ナを設けた掘削機のシールド部のガイドパイプ表面から
の深さである。即ち２５がパイプ表面である。１８’、
１９’ および２０′は第３図の１８．１９および２０
がそれぞれ対応し、これにより掘削部の土質が監視され
るので危険予防が可能である。
図である。この横軸は掘削機の進行距離、縦軸はアンテ
ナを設けた掘削機のシールド部のガイドパイプ表面から
の深さである。即ち２５がパイプ表面である。１８’、
１９’ および２０′は第３図の１８．１９および２０
がそれぞれ対応し、これにより掘削部の土質が監視され
るので危険予防が可能である。
なお各種土質、湧水砂質、粘性土質、礫、玉石土質等に
ついてあらかじめデータを集録しておけば、表示図形の
判断はより正確になる。
ついてあらかじめデータを集録しておけば、表示図形の
判断はより正確になる。
アンテナを土庄から防ぐため充填する充填材１１として
は、周囲土質とほぼ、整合のとれる誘電体材（例えば土
、砂、粘土等またはステアタイト、長石質、マイカレッ
クス等の粉末や粒体な適当に配合したもの）を充填する
と、誘電率や導電率の違に基く電磁波パルスの反射が減
少するのでアンテナ能率は向上する。
は、周囲土質とほぼ、整合のとれる誘電体材（例えば土
、砂、粘土等またはステアタイト、長石質、マイカレッ
クス等の粉末や粒体な適当に配合したもの）を充填する
と、誘電率や導電率の違に基く電磁波パルスの反射が減
少するのでアンテナ能率は向上する。
このようにアンテナを誘電体材の中に埋め込むときは、
誘電体損失によりパルスの余振が抑圧され、単一パルス
波の維持が可能となるのでエコー受信の際の多重像をな
くし、測定精度が向上するとともにアンテナ自体も小型
になる等の効果もある。
誘電体損失によりパルスの余振が抑圧され、単一パルス
波の維持が可能となるのでエコー受信の際の多重像をな
くし、測定精度が向上するとともにアンテナ自体も小型
になる等の効果もある。
なおこのアンテナの構造において必要の場合には、第２
図のアンテナ９の後方、硬質プラスチック容器１０と充
填材１１の間に図示しないが、電波の遮蔽体あるいは吸
収体の層を設けてもよい。
図のアンテナ９の後方、硬質プラスチック容器１０と充
填材１１の間に図示しないが、電波の遮蔽体あるいは吸
収体の層を設けてもよい。
次に７ンテナの配置について第６図により説明する。こ
の図は複数個のアンテナの配置例で、展開図によって示
したものである。（なおいずれも左側がシールドの先端
である６）第６図Ａは先に説明した送波および受波アン
テナが各−個の場合であり、これはＢの如く一個のアン
テナで送受切替え測定してもよい。Ｃは複数の送波アン
テナＴ１、Ｔ２・・・Ｔｎを一定間隔で設け、これを逐
次切替えて単一パルスを放射する例であるが、この複数
個の送波アンテナを同時に銀型し、電波の指向性を変化
させ、送波アンテナを回転させたと同様の効果を生ずる
ようにすることも可能である。なおＲは受渡アンテナを
示す。
の図は複数個のアンテナの配置例で、展開図によって示
したものである。（なおいずれも左側がシールドの先端
である６）第６図Ａは先に説明した送波および受波アン
テナが各−個の場合であり、これはＢの如く一個のアン
テナで送受切替え測定してもよい。Ｃは複数の送波アン
テナＴ１、Ｔ２・・・Ｔｎを一定間隔で設け、これを逐
次切替えて単一パルスを放射する例であるが、この複数
個の送波アンテナを同時に銀型し、電波の指向性を変化
させ、送波アンテナを回転させたと同様の効果を生ずる
ようにすることも可能である。なおＲは受渡アンテナを
示す。
次の第６図りは、シールド先端方向のアンテナ群Ｔを送
波アンテナ、後方のアンテナ群Ｒを受渡アンテナとした
例であり、Ｅは複数個のアンテナを２個づツＴＩ、Ｒ１
、Ｔ２、Ｒ２＝ＴｎＳＲｎを一組としこれらを順次切替
えるようにした例である。
波アンテナ、後方のアンテナ群Ｒを受渡アンテナとした
例であり、Ｅは複数個のアンテナを２個づツＴＩ、Ｒ１
、Ｔ２、Ｒ２＝ＴｎＳＲｎを一組としこれらを順次切替
えるようにした例である。
アンテナの配置については、必要に応じこれらから選択
できる。またこの場合送波と受渡のアンテナを交換して
°も目的を達成できる。
できる。またこの場合送波と受渡のアンテナを交換して
°も目的を達成できる。
以上説明したように本発明によれば、シールド掘削機が
作動中にても、掘削機前部上方の土質等の監視が可能で
あり、地盤崩落、空洞部陥没等の危険を事前に防止し得
るもので、その効果は極めて大きい。
作動中にても、掘削機前部上方の土質等の監視が可能で
あり、地盤崩落、空洞部陥没等の危険を事前に防止し得
るもので、その効果は極めて大きい。
図は本発明の一実施例で、第１図は送受波用アンテナを
掘削機前部に配置した説明図、第２図はアンテナの構造
を示す図、第３図は使用実施図、第４図は単一電磁波パ
ルスの送波および受波波形図、第５図は第３図の場合に
おける表示画面、第６図は送受波用アンテナの配置例を
示す展開図である。 ２・・・シールド掘削機シールド部ガイドパイプ、３・
４・・・アンテナ部、５・・・送波回路、６・・・受渡
回路、７・・・制御回路、８・・・表示器、′９・・・
アンテナ、１０・・・容器、１１・・・充填材、１５・
・・地表面、１６・１７・１９・・・異なる土質、１８
・・・境界面、２０・・・空洞部、Ｔ・・・送波用アン
テナ、Ｒ・・・受渡用アンテナ出願人 ｃ！Ｊ面のｎ＋’Ｊシ（内容に変更なし）ｙＶｌ 図 冷 ２ 図 木 ３ 口 ５ 左６図 手続補正書（方式） 昭和５９年 ５月 ８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 特願昭５９−１２０６０ ２、発明の名称 シールド掘削機用土質監視装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒１４１ 東京部品用区上大崎２−１０−４５昭和５９
年４月２４日（発送日） ５、補正の対象 明細書・図面 ６、補正の内容
掘削機前部に配置した説明図、第２図はアンテナの構造
を示す図、第３図は使用実施図、第４図は単一電磁波パ
ルスの送波および受波波形図、第５図は第３図の場合に
おける表示画面、第６図は送受波用アンテナの配置例を
示す展開図である。 ２・・・シールド掘削機シールド部ガイドパイプ、３・
４・・・アンテナ部、５・・・送波回路、６・・・受渡
回路、７・・・制御回路、８・・・表示器、′９・・・
アンテナ、１０・・・容器、１１・・・充填材、１５・
・・地表面、１６・１７・１９・・・異なる土質、１８
・・・境界面、２０・・・空洞部、Ｔ・・・送波用アン
テナ、Ｒ・・・受渡用アンテナ出願人 ｃ！Ｊ面のｎ＋’Ｊシ（内容に変更なし）ｙＶｌ 図 冷 ２ 図 木 ３ 口 ５ 左６図 手続補正書（方式） 昭和５９年 ５月 ８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 特願昭５９−１２０６０ ２、発明の名称 シールド掘削機用土質監視装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒１４１ 東京部品用区上大崎２−１０−４５昭和５９
年４月２４日（発送日） ５、補正の対象 明細書・図面 ６、補正の内容
Claims (5)
- （１）シールド掘削機のシールド部ガイドバイブの先端
］二部ｔこ、電磁波パルスの送受波用アンテナを複数個
設け、エコー測定によりシールド掘削機周辺の土質の不
連続部の探知をおこなうことを特徴とするシールド掘削
機用土質監視装置。 - （２）前記複数個の電磁波パルスの送受波用アンテナは
、前記シールド部ガイドパイプの先端上部の円周方向に
配列した特許請求範囲第１項記載のシールド掘削機用土
質監視装置。 - （３）前記複数個の電磁波パルスの送受波用アンテナは
、前記シールド部ガイドパイプの先端上部の軸方向に配
列した特許請求範囲第１項記載のシールド掘削は用土質
監視装置。 - （４）前記電磁波パルスの送受波用アンテナは、硬質プ
ラスチックの容器中に配置するとともに、この容器内部
には、土、砂、等の固体、粘体、液体、ガス体等を充填
した特許請求範囲第１項記載のシールド掘削機用土質監
視装置。 - （５）前記アンテナ容器の内部には、周囲土質とほぼ、
整合のとれる誘電体材を充填した特許請求範囲第１項記
載のシールド掘削機用土質監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012060A JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012060A JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60157065A true JPS60157065A (ja) | 1985-08-17 |
| JPH0378949B2 JPH0378949B2 (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=11795056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012060A Granted JPS60157065A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60157065A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233194A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | 株式会社小松製作所 | シ−ルド機械の崩壊検知装置 |
| JPH0249188A (ja) * | 1988-05-12 | 1990-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 土木工事機械用障害物探知装置 |
| WO1991014078A1 (en) * | 1990-03-09 | 1991-09-19 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method and system for detecting collapse of natural ground in shield driving method |
| JPH04128683A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 地中の比誘電率測定装置 |
| JPH04131792U (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-04 | 戸田建設株式会社 | シールド掘進機における切羽探知レーダ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586483A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-14 | ザダ− コ−ポレイシヨン | レ−ダ−穴あけ案内システム |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59012060A patent/JPS60157065A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586483A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-14 | ザダ− コ−ポレイシヨン | レ−ダ−穴あけ案内システム |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233194A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | 株式会社小松製作所 | シ−ルド機械の崩壊検知装置 |
| JPH0249188A (ja) * | 1988-05-12 | 1990-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 土木工事機械用障害物探知装置 |
| WO1991014078A1 (en) * | 1990-03-09 | 1991-09-19 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method and system for detecting collapse of natural ground in shield driving method |
| US5199818A (en) * | 1990-03-09 | 1993-04-06 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method and apparatus for detecting collapse of natural ground in shield driving method |
| JPH04128683A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 地中の比誘電率測定装置 |
| JPH04131792U (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-04 | 戸田建設株式会社 | シールド掘進機における切羽探知レーダ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378949B2 (ja) | 1991-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |