JPS61251710A - トンネル掘削における位置・姿勢検知方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、押管工法によるトンネル掘削における位置・
姿勢検知方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、トンネル掘削作業を行うに際し、掘削機の位置
・姿勢を管理することはトンネル掘削精度の上で重要で
ある。

第３図は押管工法によりトンネル掘削を行つている掘削
機を示しており、シールドフレーム（１）の前面部には
地山を掘削するカッタ（２）が設けられ、該カッタ（２
）の軸（３）はバルクヘッド（４）を貫通して駆動装置
（５）に連結されている。シールドフレーム（１）の後
部位置には、周方向に複数のシールドジヤツキ（６）を
備えたプレスリング（７）が配設され、所望のシールド
ジヤツキ（６）を伸長させることにより、シール４ドフ
レーム（１１を前進させたり、傾動させたりするように
なっている。又プレスリング（７）の後部には、トンネ
ル構築物である定尺のヒユーム管（８）が順次配列され
、該ヒユーム管（８）は、図示していないが、立坑内に
て順次接続され、元押しジヤツキにより地山へ挿入され
るようになっている。（９）はヒユーム管（８）（８）
を屈曲可能に接続するカラーである。

従来、このような掘削機において、位置・姿勢を検知す
る場合、プレスリング（７）内に取付けたターゲットα
〔に向け、プレスリング（７）の後方に設置したレーザ
ー発信器αυからレーザー光α２を当てるようにした方
法が採られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、斯かる従来方法においては、（１）　　
シールドフレーム（１）がカーブした場合、ターゲット
α１がレーザー光αのを受けるエリヤまでしか測定でき
ないので、カーブ施工時にはレーザー発信器αυの盛替
作業をその都度行わなければならず、しかもとの盛替作
業には多大の労力と高精度を要する。

（１１）　　レーザー発信器αυからターゲットα１ま
での間の距離が長くなると、振動或いは大気の影響でレ
ーザー光σりが揺れてターゲットα１へ入射するレーザ
ー光へりがターゲット（１１のエリヤから外れるので、
長距離測定が困難である。

（ｉｔ）　　小口径（人間が入れない径）のカーブ施工
では使用できない。

（１ｖ）掘削された後のトンネル自体の測量はできない
。

等の問題点を有していた。

本発明は斯かる問題点を解決するためになしたものであ
る。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明では、押管工法によりトンネル掘削を行うに際し
、掘削機よりトンネル構築物に順次連続するようガイド
レールを取付けて行き、該ガイドレールに沿って位置・
姿勢検知装置を備えた走行体を走行させ、前記検知装置
からの信号を処理するものである。

〔作　　用〕

従って、検知装置からの信号を処理することにより、掘
削機の位置、姿勢のみならず、トンネル自体の計画線形
からの変位も求められる。

〔実　施　例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は押管工法によってトンネル掘削を行っている掘
削機を示し、第５図と同一符号は同一部分を示している
。

斯かる掘削機を用いてトンネル掘削を行うに際シ、予め
シールドフレーム（１）とプレスリング（７）内の軸心
上方位置に、第２図に示す如く内底部にガイドレールα
謙を備えたパイプα尋を配置し、該パイプα４の先端部
をガイド部材αりに軸心方向摺動可能に支持せしめると
共に、該ガイド部材α□□□を支持部材（ｌｅによりシ
ールドフレーム（１）に取付け、且つパイプα４の後端
をフレキシブル継手σηを介し支持部材αｅによりプレ
スリング（７）に取付けておく。一方、プレスリング（
７）の後部に順次継足して行くヒユーム管（８）内にも
、パイプαυと同様な定尺のパイプα樽を支持部材ｔｌ
ｅによυ軸心上方向位置に同一レベルで取付けておき、
ヒユーム管（８）を地山に押込む時に、各パイプαＮ８
間をフレキシブル継手αηにて夫々接続するようにする
。

第１図のような状態において、ジャイロコンパス及び長
さ計測器から成る装置・姿勢検知装置α９を備えた自走
式或いは外部駆動式の走行台車−を、最後部のヒユーム
管（８）内のパイプＱＩ内に入れ、ガイドレールα罎に
沿わしてシールドフレーム（１）内のパイプα養先端ま
で走行させ、検知装置α優からの信号を処理することに
より、掘削機の位置、姿勢を求める。尚、第２図におい
て、Ｑυはガイドローラを示す。又、パイプ−の先端は
閉塞しであるか、或いはストッパが設けである０ 即ち、走行台車（至）の走行原点を設定しておくことに
より、検知装置ａ９からの信号に基づいて、原点からシ
ールドフレーム＋１１までの距離と方位角が分るので、
方位角−を距離により積分することによって方位角に対
する変位量が計算できる。

従って、この変位量を原点からの左、右成分及び上、下
成分に分解すれば、原点からの左、右又は上、下の変位
量が算出でき、掘削機の位置、姿勢を検知することがで
きる。

又、走行台車−を介し移動する検知装置ａ１の信号を、
アナログ的或いはデジタル的に連続して取出すことによ
り、各ヒユーム管（８）の位置、つまり計画線形からの
実際に掘削したトンネル線形（軌跡）の変位量を求める
ことができる。。従って、前記掘削機の位置、姿勢とト
ンネルの変位量を算出することによって掘削機の方向制
御も合せて行うことができる。なぜなら、トンネルの軌
跡と掘削機の方向制御とは、計測データを元に統計処理
すれば相関関係が算出できるからである。

更に前記において、計測精度を向上するために、検知装
置員を走行台車−を介し任意に往復動させ、データのば
らつきを統計処理（例えば最少二乗法）するようにして
もよい。

尚、前記実施例ではパイプ０４１Ｈ内にガイドレール０
階を設けだが、ガイドレールα騰を直接取付けるように
してもよく、又ジャイロコンパスの代りに、加速度計を
組合せた位置探索センサーを用いてもよく、その他本発
明の要旨を逸脱しない限り種々変更を加え得ることは勿
論である０〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のトンネル掘削における位
置・姿勢検知方法によれば、（Ｉ）　　長距離でカーブ
があっても検知することができる。

（ｎ）　　小口径であっても使用することができる。

（２）掘削機のみならず、トンネルの軌跡をも検知する
ことができる。従って掘削機の方向制御が可能となる。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体説明図、第２図は第
１図の部分拡大説明図、第３図は従来例の説明図である
。 （１１ハシールドフレーム、（７）ハフレスリング、（
８）はヒユーム管、α漕はガイドレール、（＋４）（Ｉ
Ｓはパイプ、α力はフレキシブル継手を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）押管工法によりトンネル掘削を行うに際し、掘削機
   及びトンネル構築物にガイドレールを連続するよう取付
   けて行き、位置・姿勢検知装置を備えた走行体を前記ガ
   イドレールに沿つて走行させ、前記検知装置からの信号
   を処理することを特徴とするトンネル掘削における位置
   ・姿勢検知方法。