JPS63198819A - 埋設管推進工法用の測量方法 - 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、シールド掘進機等の後方に順次埋設管を挿入
し、この埋設管を前方へ推進せしめる埋設管推進工法用
の測量方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の埋設管推進工法用の測量方法としては、
発進立坑に設置した光学式測量器械でシールド機を規準
する方法や、上記発進立坑に設置したレーザ発生器でト
ンネル計画線を照射し、シールド機に取り付けたターゲ
ット上の光点を読み取ってシールド機の偏位および偏角
を求める方法が用いられていた。しかし、これらの方法
は、トンネルが屈曲して掘削される場合、シールド機を
直接規準できないとか、レーザ光線を直接ターゲットに
照射できないという欠点があり、近年、埋設管推進工法
に曲線推進が多用されるに及んで、上記欠点が大きな問
題となっている。そこで、この問題を解決するため、レ
ベル、トランシットなとの測量器械を坑内の数個所に設
置し、発進立坑を基孕にトラバース測１する方法、レー
ザを用いた専用の光学的測量器によって盛り替えの手間
を省いて発進立坑を基孕にトラバース測量する方法、連
通管を用いた水位計測により鉛直変位を求める方法およ
びシールド機に取り付けたジャイロコンパスを用いて方
位角を計り、シールド機の移動距離から座標位置を求め
る方法などが採られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、ジャイロコンパスによる方法を除く上記埋設
管曲線推進工法用の測量方法は、いずれもシールド機後
方に順次挿入される埋設管内に作業者か入ることができ
るということを大前提としているため、内径８００ｍｍ
以下程度の埋設管への適用が錐かしく、仮に適用できた
としても測量作業の能率低下が著しいという欠点かある
。殊に、下水管等に多用される内径２５０１以下の埋設
管への適用は、不可能である。また、上記ジャイロコン
パスは、大きくて小口径管内に設置できず、またジャイ
ロコンパスによる方法では、十分な測量精度が得られな
いという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、簡素かつ安価な装置でもって
、発進立坑の基準位置に対する各埋設管およびシールド
機の位置を正確かつ能率的に測量でき、特に作業者が入
り込めない屈曲した小口径埋設管に効果的に適用できる
埋設管推進工法用の測量方法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の埋設管推進工法用の
測量方法は、各埋設管の内面の対向する所定位置に一対
の磁性体を固定し、この磁性体を通過する磁気センサが
固定されろワイヤを、後続の埋設管の一方の磁性体、前
端の埋設管の一対の磁性体、後続の埋設管の他方の磁性
体に順次挿通し、後端の埋設管の後方の坑内の両基学位
置において上記ワイヤの一側を繰り出しながら上記ワイ
ヤの他側を引き込み、上記磁気センサが各磁性体を通過
するとき発する信号と上記ワイヤの繰り出し長さに基づ
いて、上記基準位置に対する上記埋設管の位置やその埋
設管の前端に位置するシールド掘進機の位置を算出する
ことを特徴とする。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の測量方法に用いる装置の一実施例を示
す水平断面図であり、１は地盤に鉛直に掘削された立坑
、２はこの立坑底１ａに搬入したシールド機３によって
掘削された水平面内で湾曲する横坑、４．４．・・・は
立坑底１ａに順次挿入され、図示しない圧入装置によっ
て上記シールド機３の掘削速度に合わせて横坑２内を能
力へ推進せしめられる埋設管としての小口径のヒユーム
管、５゜５°は各ヒユーム管４の内面中央およびシール
ド機３の内面後部に直径方向に対向するように固定した
一対の磁性体としての磁石リング、６は上記シールド機
３の一対の磁石リング５，５゛に挿通され、その−側お
よび他側を後続のヒユーム管４の夫々一方の磁石リング
５および他方の磁石リング５゛に順次挿通されたワイヤ
である。

また、７．８は上記立坑底１ａの両基県位置に夫々設置
され、両側後方を互いに交差させた上記ワイヤ６の両側
端を夫々外周に巻き付けたワイヤ繰り出しドラムおよび
ワイヤ巻き取りドラム、９はワイヤの交差点Ｐに移動自
在に装着され、両ワイヤが直線をなして交差するように
保持する交点磁石リング、ＩＯは上記ワイヤ繰り出しド
ラム７近傍のワイヤ６に固定され、上記磁石リング５，
５°。

９を通り抜は得るリードスイッチからなる磁気センサ、
１１はワイヤ６に取り付けた上記磁気センサＩＯの信号
線１２および上記ワイヤ巻き取りドラム８に設けたロー
クリエンコーダ１３からの電気信号に基づいて、隣接す
る各磁石リング間の距離および上記基準位置に対するシ
ールド機３の位置を算出する演算装置である。なお、信
号線１２は、ワイヤ６に沿わせているが、ワイヤに内蔵
させてもよく、ワイヤ自体を信号線に兼用してもよい。

上記磁石リング５，５゛は、第２図に示すように、永久
磁石からなるリング２０に取り付は用のブラケット２１
を突設してなり、挿通されるワイヤ６か、屈曲する一連
のヒユーム管４の内面に接触しないように管内面に一定
距離ｄを隔てて固定され、一対のリングは互いに一定距
離Ｉ〕を隔てて水平方向に対向している。シールド機３
の一対の磁石すング５，５°も、長いブラケット２２．
２２を介して互いに上記一定距離りを隔てて水平方向に
対向するようにシールド機内面に固定される。なお、一
対の磁石リング５．５°が水平方向に対向するように順
次横坑２に挿入されたヒユーム管４は、その状態のまま
前方へ推進せしめる必要があるが、出願人が最近提案し
た油路用埋設管（特願昭６１−０３１６２１号）を用い
ればこれを確実に行なうことができる。上記交点磁石リ
ング９は、ワイヤ６に外嵌する２本のパイプを互いにそ
の中点でビン連結し、各パイプに上記永久磁石からなる
リング２０を内装してなる。一方、上記ワイヤ繰り出し
ドラム７とワイヤ巻き取りドラム８は、上記一定距離り
を隔てて立坑底１ａに設置され、前者は各磁石リング５
，５°、９を貫いて張架したワイヤ６に一定の張力を与
えるためにトルクモータで駆動され、矢印Ａの如くワイ
ヤの一側を繰り出し、後者はモータで駆動されて矢印Ｂ
の如くワイヤの他側を巻き取り、ロータリエンコーダ１
３が回転角信号を上記演算装置２に出力するようになっ
ている。演算装置ｔｔは、ワイヤ６の矢印方向（第１図
参照）の循環送給に伴って磁気センサ」０が各磁石リン
グ９，５，５°、９を通過する都度発する信号を受けて
、そのときのドラム８の回転角を読み取ってこれを磁石
リング間距離として順次記憶し、後述する幾何学的手法
でシールド機３の位置を算出する。

上記構成の装置を用いた本発明の測量方法について次に
述べる。

立坑底１ａに搬入したシールド機３の一対の磁石リング
５．５°に、両端が自由端のワイヤ６を挿通し、シール
ド機３の掘進に応じて立坑底１ａに順次挿入され横坑２
内を前方へ推進せしめられるヒユーム管４の一方の磁石
リング５に上記ワイヤ６の一側を、他方の磁石リング５
°に上記ワイヤ６の他側を挿通していく。シールド機３
が停止し、所定数のヒユーム管４の推進、埋設が終わる
と、後端のヒユーム管の後方のワイヤ６を互いに交差さ
せて交差点Ｐに交点磁石リング９を装着し、−側のワイ
ヤ端をワイヤ繰り出しドラム７に、他側のワイヤ端をワ
イヤ巻き取りドラム８に夫々固定して、ワイヤ６を両ド
ラム外周にたるみなく巻き取って第１図に示すように張
架する。次に、ワイヤ６に固定した磁気センサｌＯをワ
イヤ繰り出しドラム７に位置さ仕た状態から、両ドラム
７．８のモータを駆動して、ワイヤを矢印方向に定速で
循環を走行させ、測量を開始する。演算装置１１は、前
述のように磁気センサ１０が発する信号とワイヤ巻き取
りドラム８のエンコーダ１３からの回転角信号に基づい
て、磁石リング間距離を検出して記憶する。

こうして記憶された磁石リング間距離は、第３図に例示
するように磁気センサｌＯの通過順にＱ１〜ρ１３とな
っている。第４図は中間の２本のヒユーム管４，４の部
分詳細図であり、同図において４個の磁石リング５，５
゛か作る四辺形Ｉ−１１Ｊ　Ｋは、■−丁丁一り、　Ｉ
−１１／／Ｋ　Ｊなので二等辺台形をなし、図中の角度
０はθ−５ｉｎ”　（（１２４１２ｉｏ）／　２　Ｄ）
で求まる。即ち、点Ｈ、Ｋの位置が定まれば、点［、Ｊ
の位置を求めることができる。立坑底１ａの両基準点７
．８から、三辺既知（Ｄ、（！１．１２１３）で三角形
の頂点Ｐの座標が求まり、この頂点Ｐから三辺既知（Ｌ
、Ｌｔ、Ｄ）で後端のヒユーム管の磁石リング５．５′
の座標が求まり、次いで上述の手法の繰返しで順次前方
のヒユーム管の磁石リング５．５゜の座標が求まり、前
端の四辺形が四辺既知ＣＱ、、Ｑ７゜ρ８．Ｄ）の２等
辺台形なので、シールド機３の磁石リング５．５°の座
標が求まることになる。上記演算装置ｌｌは、このよう
な手法によって上記両基準点７．８に対するシールド機
３の位置を算出するのである。

上記実施例は、作業者が入り込めず従来光学的測量が不
可能であった屈曲した小口径の埋設管に本発明を適用し
て、各埋設管および先端のシールド機の位置を簡易かつ
正確に測量できるという顕著な効果を奏するものである
。また、上記実施例では、後端のヒユーム管の磁石リン
グ５，５゛を通ったワイヤ６の後方を交点磁石リング９
で直線状に交差させて基準位置にある両ドラム７．８に
巻き付けているので、基準位置におけるワイヤの方位角
を測ることなく、検出される磁石リング間距離（三辺既
知の三角形）のみに括づいて前方の各磁石リングの位置
を求めることができ、能率的に測量ができるという利点
がある。

なお、上記実施例では、一対の磁石リング５゜５゛をヒ
ユーム管４の内面中央に固定したが、一対の磁石リング
を管の直径上に水平方向に対向させかつ所定位置に固定
する限り、管内面前方あるいは後方であってしよい。ま
た、ワイヤの後方を互いに交差させずに両ドラムに巻き
付けることも可能で、この場合は基準位置におけるワイ
ヤの方位角を測定すればよい。上記実施例では、水平断
面内で屈曲する推進工法について説明したか、一対の磁
石リングを管の直径上に鉛直方向に対向させて固定すれ
ば、本発明を鉛直面内で屈曲する推進工法にも適用でき
る。さらに、磁石リングを管の水平方向、鉛直方向に計
４個固定すれば、４９１の基準点を中心とする磁石リン
グ間距離に対応する半径の４つの球面と、中点で互いに
直交し両端を磁石リングとする等長の十字線との交点で
前方の磁石リング位置が幾何学的に定まるから、本発明
を三次元的に屈曲する推進工法にも適用することが可能
である。また、上記実施例では、磁石リング５，５°、
９とリードスイッチからなる磁気センサｌＯとの組合せ
の場合について述べたが、磁性体を単なる鉄リングとし
、磁気センサを自己が発する磁束の変化を検知する手段
を備えた電磁石と４゛ることらできる。また、本発明の
磁性体は、上記磁石リングや鉄リングに限らず、ワイヤ
と係合する構造のものであれば十分である。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の埋設管推進工法
用の測量方法は、シールド掘進機の後方に順次推進、挿
入された各埋設管の内面の所定位置に対向して固定した
磁性体に、この磁性体を通過する磁気センサを固定した
ワイヤを、後端の一方の磁性体から前端の一方および他
方を経て後端の他方の磁性体までに順次挿通して張架し
、後方の基準位置において上記ワイヤの一側を繰り出し
つつ他側を引き込み、上記磁気センサが各磁性体を通過
するとき発する信号とワイヤの樟り出し長さに基づいて
、各磁性体間の距離およびシールド掘進機の位置を算出
するようにしているので、作業者か入り込めない屈曲し
た小口径埋設管にも適用でき、簡素かつ安価な装置でも
って上記基準位置に対する各埋設管およびシールド掘進
機の位置を正確かつ能率的に測量することができ、顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の測量方法に用いる装置の一実施例を
示す水平断面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第
３図は本発明の側石原理を示す水平断面図、第４図は第
３図の部分詳細図である。 ｌ・・・立坑、ｌａ・・・立坑底、２・・・横坑、３・
・・シールド機、４・・ヒユーム管、５．５°・・・磁
石リング、６・・・ワイヤ、７・・・ワイヤ操り出しド
ラム、 ８・・・ワイヤ巻き取りドラム、９・・・交点磁性体、
ＩＯ・・・磁気センサ、１１・・・演算装置、１２・・
信号線、１３・・・ロータリエンコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各埋設管の内面の対向する所定位置に一対の磁性
   体を固定し、この磁性体を通過する磁気センサが固定さ
   れるワイヤを、後続の埋設管の一方の磁性体、前端の埋
   設管の一対の磁性体、後続の埋設管の他方の磁性体に順
   次挿通し、後端の埋設管の後方の坑内の両基準位置にお
   いて上記ワイヤの一側を繰り出しながら上記ワイヤの他
   側を引き込み、上記磁気センサが各磁性体を通過すると
   き発する信号と上記ワイヤの繰り出し長さに基づいて、
   上記基準位置に対する上記埋設管の位置やその埋設管の
   前端に位置するシールド掘進機の位置を算出することを
   特徴とする埋設管推進工法用の測量方法。