JP4388882B2 - Curved survey cylinder - Google Patents
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Description
本発明は、小口径管の曲線推進工事において、直線用の標準掘進機(以下標準掘進機という)を用いて曲線推進施工を可能にするための曲線用測量筒体に関するものである。 The present invention relates to a curve surveying cylinder for enabling curve propulsion construction using a standard excavator for straight lines (hereinafter referred to as a standard excavator) in curve propulsion work for small-diameter pipes.
推進工法は、計画管路の両端に発進立坑と到達立坑を設け、推進設備を備えた発進立坑から油圧ジャッキにより標準掘進機を地中に押し出し、標準掘進機の後続に推進管を順次継ぎ足し、管列を推進することで標準掘進機を到達立坑に到達させ、発進立坑と到達立坑の間に管渠を構築する工法である。 In the propulsion method, a start shaft and a reach shaft are provided at both ends of the planned pipeline. It is a construction method in which a standard excavator is made to reach the reaching shaft by propelling the pipe row, and a pipe rod is constructed between the starting shaft and the reaching shaft.
従来、推進管の布設は、推進管の後端面を油圧ジャッキで押し出すことから直線推進が原則となっていた。小口径管の推進施工は、人が推進管内に入って作業することができないため、標準掘進機の操作は遠隔操作となる。標準掘進機の位置計測は、発進立坑内に設置した光学機器のレーザ光を、標準掘進機内に設置したターゲットに照射することによって行なわれる。位置に狂いが生じた時の標準掘進機の修正方法としては、標準掘進機外殻を前筒と後筒に分割して屈曲可能に嵌合し、その嵌合部に複数本の方向制御ジャッキを装備して、方向制御ジャッキを伸縮させることによって、標準掘進機の前筒と後筒を前後に屈曲させて修正を行なう方法が一般に採られている。 Conventionally, the propulsion pipe has been laid in a straight line because the rear end surface of the propulsion pipe is pushed out by a hydraulic jack. In the small diameter pipe propulsion construction, humans cannot enter the propulsion pipe and work, so the standard excavator is operated remotely. The position measurement of the standard excavator is performed by irradiating the target installed in the standard excavator with the laser beam of the optical equipment installed in the start shaft. As a method of correcting the standard excavator when the position is misaligned, the standard excavator outer shell is divided into a front cylinder and a rear cylinder and fitted so that they can be bent, and a plurality of directional control jacks are fitted to the fitting part. In general, a method is used in which the front cylinder and the rear cylinder of the standard excavator are bent back and forth to make corrections by extending and retracting the direction control jack.
近年は小口径管の推進施工も長距離化の傾向が多く、曲線を含む推進施工の計画が増えてきた。前記した標準掘進機では、方向制御ジャッキによって計画された曲線の造成は可能であるが、標準掘進機の位置計測がレーザ照射方式では、発進立坑から掘進機位置までは曲線形状となって見通しができなく、レーザ光が照射できないという問題がある。 In recent years, propulsion construction of small-diameter pipes has a tendency to be long-distance, and plans for propulsion construction including curves have increased. With the standard excavator described above, it is possible to create the curve planned by the direction control jack, but when the standard excavator position measurement is a laser irradiation method, there is a prospect of a curved shape from the start shaft to the excavator position. There is a problem that the laser beam cannot be irradiated.
このため、小口径管の曲線専用掘進機を新たに製作するとともに、曲線管内を光ファイバジャイロを搭載した超小型の計測ロボットで、移動し測量をする測量システムが開発されている。しかし、前記した技術は、新規に曲線専用掘進機と測量ロボットの製作が必要となり、非常に高価となって工事費用に割高となるという問題がある。また、推進管内の全長に測量ロボットを走行させるレール材やガイド管の設置が必要となり、その設置及び撤去に多くの時間を必要とするという問題がある。 For this reason, a surveying system has been developed in which a small-diameter pipe-dedicated excavation machine is newly manufactured and moved by the ultra-compact measuring robot equipped with an optical fiber gyroscope in the curved pipe. However, the above-described technique requires the production of a dedicated curve excavator and a surveying robot, which is very expensive and expensive. In addition, there is a problem that it is necessary to install a rail material and a guide tube for running the surveying robot over the entire length of the propulsion tube, and that much time is required for its installation and removal.
他に標準掘進機位置の計測方法として、前方の推進管から後方の推進管までの管内の中心部に複数の継線係留器を配置し、前後の継線のなす継線角度を継線角度測定器で測定し、推進管のローリングによって発生する傾いた状態の継線角度を水平面に投影した投影角度を継線角度とする補正を行なって、継線角度と継線長さから継線のx成分の総和と継線のy成分の総和から掘進機位置を求める技術が開発されている。前記した技術は、推進管内に精密で高価な継線係留器や継線角度測定器を配置しなくてはならなく、測量ロボットと同様に工事費用が非常に高価になるという問題がある。また、推進完了後に推進管内に配置された複数の継線係留器や継線角度測定器を慎重に回収しなければならなく、撤去作業に多くの時間を費やすという問題がある。
解決しようとする課題は、小口径管の曲線推進工事を、標準掘進機を使用して低コストで確実に曲線測量を可能とする曲線用測量筒体を提供することである。 The problem to be solved is to provide a curve surveying cylinder capable of reliably performing curve surveying at a low cost using a standard excavator for curve promotion work of a small-diameter pipe.
本発明は、小口径管の直線用の標準掘進機を用いて曲線推進施工を可能にするための曲線用測量筒体において、前記標準掘進機の後方に掘進機外径とほぼ同径の外殻を有する非磁性体から成る第1筒体と、前記第1筒体の後方に掘進機外径とほぼ同径の外殻を有する鋼材から成る第2筒体とを接続した曲線用測量筒体を、前後の筒体の接続部は屈曲可能に嵌合し、前記第1筒体内には電磁誘導発信器とジャイロセンサユニットを搭載し、前記第2筒体内には前記ジャイロセンサユニットを稼働させるためのジャイロ制御ユニットやジャイロ電源ユニット等を搭載した曲線用測量筒体を主要な特徴とする。
The present invention provides a curve surveying cylinder for enabling curve propulsion construction using a standard digging machine for straight lines of small-diameter pipes, and has an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the digging machine behind the standard digging machine. A curving surveying cylinder in which a first cylinder made of a non-magnetic material having a shell and a second cylinder made of a steel material having an outer shell substantially the same diameter as the outer diameter of the excavator are connected to the rear of the first cylinder. The connecting part of the front and rear cylinders is bendable, the electromagnetic induction transmitter and the gyro sensor unit are mounted in the first cylinder, and the gyro sensor unit is operated in the second cylinder. The main feature is a curved surveying cylinder equipped with a gyro control unit and a gyro power supply unit.
本発明の曲線用測量筒体を標準掘進機に接続することによって、曲線用測量筒体である第1筒体内に搭載したジャイロセンサユニットと電磁誘導発信器によって、第1筒体の真北に対する方位角と水平面の位置座標を検出する。この計測データを継続して管理することによって、標準掘進機の姿勢や水平面位置の軌跡を確実に判定することが可能となった。 By connecting the surveying cylinder for curves of the present invention to a standard excavator, the gyro sensor unit and electromagnetic induction transmitter mounted in the first cylinder, which is a surveying cylinder for curves, can be used for true north of the first cylinder. Detect azimuth and horizontal plane coordinates. By continuously managing this measurement data, it became possible to reliably determine the attitude of the standard excavator and the trajectory of the horizontal plane position.
小口径管の曲線推進施工において、標準掘進機で曲線を造成するとともに、標準掘進機に後続する曲線用測量筒体によって標準掘進機の姿勢や水平面位置を確実に計測し、低コストでの曲線推進を実現した。 In curve promotion construction of small-diameter pipes, a curve is created with a standard excavator, and the attitude and horizontal plane position of the standard excavator are reliably measured by a curved surveying cylinder that follows the standard excavator, thereby reducing the cost of the curve. Promotion was realized.
図1は、本発明の実施例1の曲線用測量筒体を説明する縦断面図である。標準掘進機1は、前筒と後筒との嵌合部の円周方向に複数本の方向制御ジャッキが装備されている(図示省略)。標準掘進機1の後端部の標準掘進機外殻2内周面に当接するように縮径した第1縮径筒3が後方に延長して設置されている。前記第1縮径筒3を覆うように、標準掘進機外殻2の内外径とほぼ同径の外殻5を有する第1筒体4を嵌設している。前記第1筒体4の後方には、標準掘進機外殻2の内外径とほぼ同径の外殻8を有する第2筒体6が配置され、第2筒体6先端の外殻8内周面に当接するように縮径した第2縮径筒7が前方に延長して設置されている。標準掘進機外殻2の内外径とほぼ同径の外殻5を有する第1筒体4の後端に、前記第2縮径筒7を覆うように屈曲可能に嵌挿して構成された曲線用測量筒体である。第2筒体6の後端には、推進管19の縮径部が嵌挿されて接続されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a curved survey cylinder according to a first embodiment of the present invention. The standard excavator 1 is equipped with a plurality of directional control jacks in the circumferential direction of the fitting portion between the front cylinder and the rear cylinder (not shown). A first reduced diameter cylinder 3 having a reduced diameter so as to come into contact with the inner peripheral surface of the standard digging machine outer shell 2 at the rear end of the standard digging machine 1 is installed extending rearward. A first
第1縮径筒3及び第2縮径筒7の嵌合部には、リング状のゴム輪を設置して地下水等の侵入が遮断される。第1筒体4中央の鉛直方向の中心線上には、頂部に電磁誘導発信器9が設置され、下方にはジャイロセンサユニット10が設置されている。第1筒体4後方の鉛直方向の中心線上には、レーザ光を照射するレーザポインタ15が設置されいる。他に、鉛直方向の高低差を計測する液圧差レベルセンサ12が設置されている。電磁誘導発信器9及びジャイロセンサユニット10を鉛直方向の中心線上に設置する方法を開示したが、中心線上に設置が困難な場合には、中心線より所定の距離だけ移動させて設置して、その移動距離を補正することも可能である。
A ring-shaped rubber ring is installed at the fitting portion of the first reduced diameter cylinder 3 and the second reduced diameter cylinder 7 to block intrusion of groundwater or the like. On the vertical center line of the center of the
第1筒体4内には電磁誘導発信器9が設置され、電磁誘導発信器9が発する交番磁界を地上の受信器で受信して、地上において電磁誘導発信器9の位置座標を計測する電磁誘導測量が行なわれる。このため、電磁誘導発信器9を設置する第1筒体4の外殻5は、電磁誘導発信コイル9が発する交番磁界が鋼材等の磁性体で変形しないように非磁性体であるステンレス等で製作される。
An electromagnetic induction transmitter 9 is installed in the first
第2筒体6内には、ジャイロセンサユニット10を稼動させるジャイロ制御ユニット13、ジャイロ電源ユニット14、ジャイロ接続箱18が搭載されている。また、第1筒体4後方の鉛直方向の中心線上に設置したレーザポインタ15と対向する位置に、ターゲット11を設置してターゲット11上にレーザ光を照射する。ターゲット11の後方にはレーザ電源16が設置されている。第2筒体6の外殻8は、通常用いられている鋼材で製作される。
A gyro control unit 13 for operating the
ターゲット11上に照射されたレーザポインタ15のレーザ光の座標は、第2筒体6内のターゲット11後方に設置したTVカメラ17により映し出され、立坑内叉は坑外の集中管理室に電送され、第1筒体4と第2筒体6の折れ角が算出されて第2筒体6に対する第1筒体4の姿勢が管理される。
The coordinates of the laser beam of the laser pointer 15 irradiated on the target 11 are projected by the TV camera 17 installed behind the target 11 in the second cylinder 6 and transmitted to the central shaft or the central control room outside the shaft. The bending angle between the
第1筒体4内と第2筒体6内には、標準掘進機1で掘削した土砂を搬出するための送排泥管や排土管を、下方に配置されたジャイロセンサユニット10やジャイロ制御ユニット13の支障とならないように、下方の両サイドのスペースに配管される。
In the
第1筒体4内のジャイロセンサユニット10、第2筒体6内のジャイロ制御ユニット13及びレーザポインタ15は、推進時に移動したり、振動しないように架台等に強固に固定されている。
The
第1筒体4内のジャイロセンサユニット10架台及び送排泥管や排土管は、電磁誘導発信コイル9が発する交番磁界に影響を与えないように非磁性体であるステンレス等で製作される。
The
第1筒体4内に搭載したジャイロセンサユニットで、第1筒体4の真北に対する方位角を継続して検出することによって、第1筒体4の計画曲線に対する姿勢を算出し、標準掘進機1の向きを判断することができる。また、第1筒体4内に設置した電磁誘導発信器9の交番磁界を、地上の受信器によって電磁誘導発信器9の水平面での座標を継続して検出することによって、第1筒体4の計画曲線に対する姿勢を算出することができる。このように2つのデータを照合することによって、計測誤差を無くて確実な測量管理を行なうことができる。
The gyro sensor unit installed in the
推進工事において、直線用の標準掘進機と曲線用測量筒体を用いて、低コストで高精度に曲線測量が行なえる小口径管の曲線推進施工に適用できる。 In the propulsion work, it can be applied to the curve propulsion construction of small-diameter pipes that can perform curve surveying with high accuracy at low cost by using a standard excavator for straight lines and a surveying cylinder for curves.
1 標準掘進機
2 標準掘進機外殻
3 第1縮径筒
4 第1筒体
5 外殻
6 第2筒体
7 第2縮径筒
8 外殻
9 電磁誘導発信器
10 ジャイロセンサユニット
11 ターゲット11
12 液圧差レベルセンサ
13 ジャイロ制御ユニット
14 ジャイロ電源
15 レーザポインタ
16 レーザ電源
17 TVカメラ
18 ジャイロ接続箱
19 推進管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Standard excavation machine 2 Standard excavation machine outer shell 3 1st reduced
12 Hydraulic Pressure Difference Sensor 13
Claims (1)
体において、前記標準掘進機の後方に掘進機外径とほぼ同径の外殻を有する非磁性体から成る第1筒体と、前記第1筒体の後方に掘進機外径とほぼ同径の外殻を有する鋼材から成る第2筒体とを接続した曲線用測量筒体を、前後の筒体の接続部は屈曲可能に嵌合し、前記第1筒体内には電磁誘導発信器とジャイロセンサユニットを搭載し、前記第2筒体内には前記ジャイロセンサユニットを稼働させるためのジャイロ制御ユニットやジャイロ電源ユニット等を搭載したことを特徴とする曲線用測量筒体。
In a surveying cylinder for curve that enables curve propulsion construction using a standard excavator for straight line of small-diameter pipes, a non-circular cylinder having a shell substantially the same diameter as the outer diameter of the excavator is provided behind the standard excavator. A curving surveying cylinder in which a first cylindrical body made of a magnetic material and a second cylindrical body made of steel having an outer shell having a diameter substantially equal to the outer diameter of the excavator are connected to the front and rear of the first cylindrical body. gyro for the connection of the cylindrical body fitted bendable, said the first cylindrical body equipped with an electromagnetic induction transmitter and gyro sensor unit, wherein the second tubular body to operate the gyro sensor unit A surveying cylinder for curves, which is equipped with a control unit , a gyro power supply unit, and the like.
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