JPS6023596A - 前方誘導制御方式によるトンネル築造工法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小中口径のトンネル築造に用いて好適な前方
誘導制御方式によるトンネル築造工法に関するものであ
る。

従来、トンネルの推進工法等においては、トンネル径が
８００諸以下の小径で、該トンネル内へ人間が入れない
場合、およびトンネル径によらず掘さく等の作業を自動
化する場合等に、方向制御が困難である問題がある。特
に発進口内からヒユーム管、鋼管等を逐次送シ出してい
く元押し工法においては、＊１ｓｆｉｌｉｉ工のみであ
シ、曲線施工は極めて困難である。

以上の状況から、推進部先端の掘さく機等に方向制御機
能を持たせ、曲線施工を行う方法が試みられているが、
技術的な到達度が低く、従来の実績では曲率牛径が大き
い緩曲線であシ、推進距離が短いものであった。

また、従来、掘さく機等の位置を計測し、該掘さく機の
位置と計画線との距離により方向を修正しようとする方
法が採られているが、掘さく機の位置等の計測方法は光
学測量によるものが多く方向制御に直ちに結びつかない
という問題がある。

現時点においては、小型、清廉で精度の高い位置検出器
が開発されておらず、小中口径のトンネル築造工法にお
いては方向制御の面で完成された技術がない。これらの
条件から、前記小中口径のトンネル築造工法は、道路、
河川、軌道等特殊区間の横断に適用した場合に、施工長
も短く、開さく工法に比較して経済的にも不利である等
の問題があった。

本発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、予定
した計画線に沿うトンネルを容易に築造することのでき
るトンネル築造工法を提供するものであシ、推進方向の
前方に設置した誘導器を推進目標と定め、該誘導器の方
向と掘さく機の掘進方向が同じとなるよう制御しながら
掘進することを特徴とするものである。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す図であシ、との図におい
て１は掘さく機、２は受信器、３は発進口、４は演算・
制御装置、５はケーブル、６はトンネルライニング材、
７は誘導器である。誘導制御方法は以下の手順で行われ
る。

自走機能を有する掘さく機１の内部に超音波、電磁波等
の受信器２を設置する。発進口３に設けられた演算・制
御装置４と前記受信器２はケーブル５によシ接続され、
トンネルライニング材６の長さに合せ延長される。掘さ
く機１の前方の推進計画線上の道路部等の任意な箇所に
前記受信器２と同期する送信器を内蔵する誘導器７を設
置し、該誘導器を推進の目標点として推進が行われる。

第２図は前記受信器２の発信源に対する受信指向性の特
性を示したものであシ、第２図（ａ）は誘導段階におけ
る場合を平面的に示した図、第２図（ｂ）は掘さく機１
の位置を検出する段階における場合を縦断面的に示した
図である。

第３図は受信器２の一例を示す図である。この図におい
て８は台座、９は水平方向アンテナ−１０は水平方向ア
ンテナ駆動モータ、１１は角度検出器、１２は垂直方向
アンテナ、１３は垂直方向アンテナ駆動モータを示す。

この受信器２の機能を説明すると、台座８に取付けられ
た水平方向アンテナＯは、駆動モータｌＯにより発進口
の制御装置４の指示で任意に回転が可能である。水、平
方向アンテナ９０回転軸には角度検出器１１が取付けら
れており、アンテナ９の回転角度が電気信号として第１
図の演算・制御装置４へ送られる。同様に水平方向アン
テナ１２は駆動モータ１３によ多回転制御される。

掘さく機１の方向制御を行う原理を第４図により説明す
ると、掘さく機１は、第４Ｎ（ａ）に示すごとく先端部
１ａと本体部１ｂの向きが上下左右に可変できるように
構成されておシ、発進口に設置された制御装置４のスイ
ッチ操作により、各々任意の方向に動かすことができる
。

今、第４図（ｂ）において、前記誘導器７を推進目標点
ＯＫおき、推進中掘さく機１の推進方向と０のなす角ψ
が有り１推進方向線がズレを生じている場合には、掘さ
く機１内の前記水平方向アンテナ９を回転させ、得られ
る受信レベルの最高を示す方向を制御装置４のレベルメ
ータで判定し、この時のアンテナの回転角度を検出する
角度検出器１１の信号によル基準点（掘さく機中心線）
からの角度ψを判定する。とのψと掘さく機１の先端部
と本体部のなす角度とが等しくなるようＯの方向に方向
制御を行う。

推進の過程において、適宜かかる方向制御を行うととに
より推進を行うが、実際の路線上における曲線施工の方
法を第５図によシ説明する。予め路線測量を行い、道路
の線形に応じた曲率半径Ｒと交角Ｉによシ、始曲点ＢＣ
および終曲点ＥＣと通常２０Ｍごとの曲線上の中心点ａ
、ｂ、ｃ等を偏角法等の曲線設置法によシ決定し、各々
位置を路線上に記しておく。曲線施工を行う場合は、前
記曲線上の位置に誘導体を逐次移動し、誘導制御による
推進を行う。

なお、掘さく機１が目標位置に到達したか否かの判断は
、掘さく機１内の垂直方向アンテナ１２による誘導器７
からの受信レベルがピークとなる位置で誘導器７の直下
に到達した事をオペレータが判定する。

以上説明したように、本発明によれば、掘さく機の推進
方向を予め設定する計画線に沿って任意に変えることが
できるため、道路の線形に合せた曲線施工が行え、推進
途中で軌道修正が適宜行えるため直線部においても施工
精度がより高く確保される。したがって、従来不可能で
あった長距離、曲線推進も可能となり、経済性、信頼性
の高い施工が行える。また全自動化することにより省力
化を図るととができ、過密化した都市内での管布設工事
を行う工法として理想的女工法と言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すトンネル築造工事現場の
縦断面図、第２図（＆）、（ｂ）はいずれも受信アンテ
ナ指向性特性図、第６図は受信器の構造図、第４図（ａ
）は掘さく機の構造図、第４図（ｂ）は掘さく機の方向
制御原理図、第５図は本発明による曲線施工方法の説明
図である。 １・・・・・掘さく機、２・・・・・受信器、３・・・
・・発進口、７・・・・・誘導器。 第１図 第２図 （ａｌ 第３図 ０ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 推進工法等によるトンネル築造工法において、自走機能
   な有する掘ざ〈機内部に超音波、電磁波等の受信器？内
   蔵させ、もって予め道路上等において測置し定められた
   推進目標地点に置かれた前記受信器と同期する送信器を
   内蔵する移動可能な誘導器を推進の目標とし、掘ざく機
   の推進方向を該誘導器の方向となるよう該掘゛ぎ＜Ｓを
   制御し、この動作により任意の線形における掘進ぞ行う
   ようにした事を特徴とする前方誘導制御方式によるトン
   ネル築造工法。