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JP5873052B2 - Method and apparatus for detecting inclination of underground excavation head - Google Patents
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JP5873052B2 - Method and apparatus for detecting inclination of underground excavation head - Google Patents

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Description

本発明は、人間が立ち入ることのできない小中径の配管等を地上から地中に向けて敷設する地中掘進工法における地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法およびその装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for detecting the inclination of an underground excavation head in an underground excavation method in which small and medium diameter pipes and the like that cannot be entered by humans are laid from the ground toward the ground.

建物などの構造物の直下を経由して地上から地中に向けて管路を埋設したり、構造物下部の地盤を改良するため土中に薬液を注入したりするのに、従来は構造物の外側に立坑を設け、ここを起点として水平方向にボーリングすることなどが行われていたが、近年、米国において、進行方向を自在に制御できる掘進ヘッドが開発され、これを使用することによって立坑を設けることなく任意に曲がった管路を敷設することが可能となった。特許文献1にはこのような掘進装置、ならびにこれを使用する掘進工法が記載されている。   Conventionally, it is necessary to embed a pipeline from the ground to the ground directly under the structure such as a building, or to inject chemicals into the soil to improve the ground below the structure. In the United States, a head has been developed in which the direction of travel can be freely controlled. It has become possible to lay pipes that are bent arbitrarily without the need to install. Patent Document 1 describes such a digging apparatus and a digging method using the digging apparatus.

図4はこのような掘進機を使用して構造物の下部を地盤改良する場合の概念図で、符号1は掘進ヘッド、符号5は連結ロッド、符号6は掘進機、符号Sは構造物である。構造物Sの脇の地上から地中に向けて斜めにボーリングを開始し、所定の深さに到達したら掘進ヘッドの向きを水平方向に変え、以後は水平にボーリングするのである。掘進ヘッド1の後方には可撓性の連結ロッド5が次々に連結される。破線で囲んだ部分が改良する対象地盤である。   FIG. 4 is a conceptual diagram when the lower part of the structure is improved using such an excavator. Reference numeral 1 is an excavation head, reference numeral 5 is a connecting rod, reference numeral 6 is an excavator, and reference numeral S is a structure. is there. Boring is started obliquely from the ground side of the structure S toward the ground, and when the predetermined depth is reached, the direction of the excavation head is changed to the horizontal direction, and thereafter, the boring is performed horizontally. Flexible connecting rods 5 are connected one after the other behind the digging head 1. The part surrounded by the broken line is the target ground to be improved.

図5は特許文献1に記載の掘進ヘッド1の実施例の断面図で、符号11はジェットノズル、符号12は水などの高圧流体の供給される流体経路である。ジェットノズル11は掘進ヘッド1の中心軸に対して約5度斜め方向を向いている。したがって掘進ヘッド1に回転を与えながら前進させれば掘進ヘッド1は直進するが、回転を与えずに前進させればジェットノズル11に従って斜め方向に進む。   FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of the excavation head 1 described in Patent Document 1. Reference numeral 11 denotes a jet nozzle, and reference numeral 12 denotes a fluid path through which a high-pressure fluid such as water is supplied. The jet nozzle 11 is directed at an angle of about 5 degrees with respect to the central axis of the digging head 1. Therefore, if the digging head 1 moves forward while applying rotation, the digging head 1 moves straight, but if it moves forward without applying rotation, the digging head 1 moves in an oblique direction according to the jet nozzle 11.

図6は同じく特許文献1に記載された掘進機6の外観図で、符号61はベース、符号62はその上を移動する前進フレーム、符号63は回転用モータ、符号64はチェーン、符号65は前進用モータ、符号5は前進用の管体である連結ロッドである。前進フレーム62には連結ロッド5を固定するクランプと連結ロッド5を把持して回転させるチャックが備えられており、これに前進機構を組み合わせると連結ロッド5を回転させずに前進させたり、回転させながら前進させたりすることができる。   FIG. 6 is an external view of the excavator 6 similarly described in Patent Document 1. Reference numeral 61 is a base, reference numeral 62 is a forward frame that moves on the base, reference numeral 63 is a motor for rotation, reference numeral 64 is a chain, reference numeral 65 is A forward motor, reference numeral 5 is a connecting rod which is a forward tube. The advance frame 62 is provided with a clamp for fixing the connecting rod 5 and a chuck for gripping and rotating the connecting rod 5, and when this is combined with the advance mechanism, the connecting rod 5 is advanced or rotated without rotating. While moving forward.

特許文献1には、掘進ヘッド1に無線送信機および指向性アンテナを装備することにより、受信機によって掘進ヘッド1の現在位置を検出することができると記載されており、また掘進ヘッド1の現在の傾度の検出については電解トランスジューサが組み込まれている、と記載されている。   Patent Document 1 describes that the current position of the digging head 1 can be detected by the receiver by equipping the digging head 1 with a wireless transmitter and a directional antenna. It is described that an electrolytic transducer is incorporated in the detection of the inclination of the above.

人間が立ち入ることのできない小中径の地中配管の掘進施工にあたって、掘進ヘッドの現在位置ならびに傾度を知ることは重要であるが、とくに掘進方向を制御するには、掘進ヘッドが現在どの方向を向いているか、すなわち軸心に対してジェットノズル11が上下左右いずれの方向を向いているかを知ることが重要である。   It is important to know the current position and inclination of the excavation head when excavating small and medium-diameter underground pipes that cannot be accessed by humans. It is important to know whether it is facing, that is, whether the jet nozzle 11 is facing up, down, left, or right with respect to the axis.

なお、特許文献2には、交差する2本のレール上に金属球を載せ、この金属球を介して2本のレールが導通することにより掘進ヘッドの傾斜度が設定値であることを検知して光を発するようにした地中掘進装置の傾斜度検出装置が記載されている。しかしこのやり方では傾斜が特定の設定値であるか、ないかしか判定できないので、傾斜度を連続して測定することができず、制御が自由にできないという問題点がある。   In Patent Document 2, a metal ball is placed on two intersecting rails, and the two rails are conducted through the metal ball to detect that the inclination of the digging head is a set value. An inclination detecting device for an underground excavation device that emits light is described. However, in this method, since it can be determined only whether or not the inclination is a specific set value, there is a problem that the inclination cannot be measured continuously and control cannot be freely performed.

特開昭61−257501号公報JP-A 61-257501 特開2010−168862号公報JP 2010-168862 A

ここで本発明に係わる地中掘進工法の作業手順について若干説明する。前記したとおり、先端に掘進ヘッド1を取り付け、その後方に連結ロッド5を連結し、これを図6に示した掘進機6に装着し、掘進ヘッド1の先端のジェットノズル11から高圧流体を噴出させつつ地中に押し込むのであるが、連結ロッド5は高圧流体の送り込み管を兼ねているので、高圧ポンプから供給される高圧流体は連結ロッド5の末端から連結ロッド5の内部を通って掘進ヘッド1に到達するのである。掘進機6の前進ストローク一杯に押し込んだら掘進を中断し、掘進機6から連結ロッド5を外して送水ホースも取り外し、新しい連結ロッド5を後方に接続してあらためて掘進機6にセットし、後端に送水ホースをセットして再び掘進を行うのである。したがって連結ロッド5の単位長さは掘進機の前進ストローク以内、例えば1.5m程度であるから、仮に15mの距離を掘進するとすれば10回程度の段取り替えを行い、掘進ヘッド1の後方には10本かそれ以上の連結ロッド5を連結しなければならない。   Here, the work procedure of the underground excavation method according to the present invention will be described briefly. As described above, the excavation head 1 is attached to the tip, the connecting rod 5 is connected to the rear thereof, and this is attached to the excavator 6 shown in FIG. 6, and high pressure fluid is ejected from the jet nozzle 11 at the tip of the excavation head 1. The connecting rod 5 also serves as a high-pressure fluid feed pipe, so that the high-pressure fluid supplied from the high-pressure pump passes through the inside of the connecting rod 5 from the end of the connecting rod 5. 1 is reached. When the excavator 6 is pushed forward to the full stroke, the excavation is interrupted, the connecting rod 5 is removed from the excavator 6, the water supply hose is also removed, a new connecting rod 5 is connected to the rear, and the rear end is set again. The water hose is set in the pit and digging again. Accordingly, the unit length of the connecting rod 5 is within the forward stroke of the excavator, for example, about 1.5 m. Therefore, if excavating a distance of 15 m, the setup is changed about 10 times. Ten or more connecting rods 5 must be connected.

掘進作業を制御するには、現在掘進ヘッドがどの位置にあり、ジェットノズル11がどの方向を向いているかを常に把握している必要がある。例えば図7に示す掘進ヘッド1において、(a)に示すピッチング方向の傾斜度、(b)に示す軸芯回りのローリング方向の傾斜度を知れば、次の掘進作業における掘進ヘッド1の向きを修正することができる。   In order to control the excavation work, it is necessary to always know at which position the excavation head is currently located and in which direction the jet nozzle 11 is directed. For example, in the excavation head 1 shown in FIG. 7, if the inclination in the pitching direction shown in (a) and the inclination in the rolling direction around the axis shown in (b) are known, the direction of the excavation head 1 in the next excavation work can be determined. It can be corrected.

特許文献1には、掘進ヘッド内に無線送信機を備えるようにすればよいという記載があるが、地中で、かつ上部に建物等の構造物がある作業現場においては、無線電波を地上で確実に受信することが困難な場合が多い。したがって、傾斜計等の角度計測機器を掘進ヘッド内に置いたとしても、これに通信ケーブルを接続して連結ロッド3末端から取り出し、地上の受信機で計測データを受信するのがもっとも現実的である。   In Patent Document 1, there is a description that it is only necessary to provide a radio transmitter in the excavation head. However, at work sites where there are structures such as buildings in the ground, radio waves are transmitted on the ground. Often it is difficult to receive reliably. Therefore, even if an angle measuring device such as an inclinometer is placed in the excavation head, it is most realistic to connect a communication cable to this and take it out from the end of the connecting rod 3 and receive the measurement data with a receiver on the ground. is there.

ところが、いま説明したように掘進作業においては頻繁に段取り替えが必要であり、その都度、新しい連結ロッド5を接続するのに一旦通信ケーブルを取り外し、新しい連結ロッド5の中に通信ケーブルをくぐらせて再び受信機に接続するという手間が必要となる。   However, as described above, in the excavation work, it is necessary to change the setup frequently. In each case, the communication cable is temporarily removed to connect the new connecting rod 5, and the communication cable is passed through the new connecting rod 5. Therefore, it is necessary to connect to the receiver again.

これは、本来少しでも短縮したい段取り替え時間を大幅に長引かせる原因となり、また通信ケーブルの接続不良などを招いて掘進作業の信頼性を損なう原因ともなる。   This causes the setup change time to be shortened as much as possible to be greatly prolonged, and also causes a poor connection of the communication cable and impairs the reliability of the excavation work.

本発明は、段取り替え毎の通信ケーブルの取り外し、再接続をなくし、段取り替え時間を短縮して掘進作業を効率化するとともに制御の信頼性を向上させることのできる地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法およびその装置を実現することを目的とする。   The present invention detects the inclination of the underground excavation head that eliminates the disconnection and reconnection of the communication cable for each setup change, shortens the setup change time, improves the efficiency of the excavation work, and improves the reliability of the control. The object is to realize a method and its apparatus.

請求項1に記載の本発明は、掘進ヘッドの後方に管状の連結ロッドを順次接続しながら前進および回転させて地中を掘進する小中径の地中掘進作業において、前記掘進ヘッド近傍に傾斜計を取り付け、この傾斜計の測定値を光信号に変換して後方に向けて発信させるとともに、前記連結ロッド内に光信号受信手段を挿入して前記掘進ヘッド後方で前記光信号を受信させ、前記光信号受信手段に接続した通信ケーブルにより連結ロッドの後方で前記測定値を取り出す地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法であって、前記管状の連結ロッドを接続する際に、前記光信号受信手段を前記通信ケーブルを取り外すことなく一旦連結ロッドから取り出し、新たな連結ロッドを接続した後、前記測定値を取り出す場合に再び前記光信号受信手段を連結ロッド内に挿入することを特徴とする地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法である。 The present invention is defined in claim 1, in underground excavation work Konaka diameter of the excavation underground in front advances and rotates while successively connect the tube-like connecting rod to the rear of the boring head, near the boring head An inclinometer is attached to the sensor, and the measured value of the inclinometer is converted into an optical signal and transmitted backward, and an optical signal receiving means is inserted into the connecting rod to receive the optical signal behind the digging head. is allowed, a slope detection method of the underground boring head to eject the said measurements at the rear of the connecting rod by a communication cable connected to the optical signal receiving means, when connecting the connecting rods of the tubular, wherein The optical signal receiving means is once taken out from the connecting rod without removing the communication cable, and when the measured value is taken out after connecting a new connecting rod, the optical signal receiving means is again inserted into the connecting rod. A slope detection method of the underground boring head, characterized in the insertion child.

請求項2に記載の本発明は、前記光信号受信手段に前記通信ケーブルに加えてメッセンジャワイヤを連結しておき、前記管状の連結ロッドを接続する際に、前記メッセンジャワイヤによって前記光信号受信手段を既に接続されている連結ロッドの後方に引き出し、前記新たな連結ロッドを接続した後、前記測定値を取り出す場合に前記メッセンジャワイヤによって前記光信号受信手段を前記連結ロッド内に押し込むことを特徴とする請求項1に記載の地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法である。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the communication cable, a messenger wire is connected to the optical signal receiving means, and the optical signal receiving means is connected by the messenger wire when the tubular connecting rod is connected. The optical signal receiving means is pushed into the connecting rod by the messenger wire when the measured value is taken out after the new connecting rod is connected after the connecting rod is already connected. The method for detecting the inclination of the underground excavation head according to claim 1.

また、請求項3に記載の本発明は、地中を掘進する掘進ヘッドと、この掘進ヘッドの後方に接続した管状の連結ロッドと、この連結ロッドを前進および回転させる掘進機とからなる小中径の地中掘進装置における地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置において、前記掘進ヘッド近傍に、この掘進ヘッドの傾斜度を測定する傾斜計と、この傾斜計の測定値を光信号に変換する変換手段と、この光信号を発信する発信機とを備えるとともに、前記連結ロッドの後方から前記連結ロッド内で前記光信号を受信できる箇所まで挿入される光信号受信手段を更に備え、前記光信号受信手段は、前面をガラスで閉じた防水構造のケーシングと、そのケーシング内に配置された受信素子と、その受信素子でキャッチした光信号を後方に伝送する通信ケーブルと、前記光信号受信手段を前記連結ロッド内に出し入れするための前記ケーシングに連結されたメッセンジャワイヤとを有していることを特徴とする地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a small and medium digging head comprising a digging head that digs in the ground, a tubular linking rod connected to the rear of the digging head, and a digging machine that advances and rotates the linking rod. in gradient detection device in the ground excavation proceeds heads that put in the ground excavation apparatus of diameter, the the boring head near the inclinometer for measuring the inclination of the boring head, a measured value of the inclinometer in the optical signal A conversion means for converting; a transmitter for transmitting the optical signal; and an optical signal receiving means inserted from the rear of the connecting rod to a location where the optical signal can be received in the connecting rod, The optical signal receiving means is a waterproof casing having a front surface closed with glass, a receiving element disposed in the casing, a communication cable for transmitting an optical signal caught by the receiving element to the rear, It is inclination detecting device of the underground excavation proceeds head, characterized in that a serial optical signal receiving means and a messenger wire connected to the casing for loading and unloading in the connecting rod.

請求項4に記載の本発明は、前記傾斜計が掘進ヘッドのローリング方向およびピッチング方向の2方向の傾斜を測定するものである請求項3に記載の地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置である。   The present invention described in claim 4 is the underground head detecting device for tilting of the underground head according to claim 3, wherein the inclinometer measures the tilt in two directions of the rolling head and the pitching direction. .

本発明によれば、段取り替えの都度、受信ユニットを一旦取り出してしまうので通信ケーブルの取り外し、再接続という作業が不要で段取り替え時間が短縮できて掘進作業が効率化されるとともに、信号回路の安全性が確保でき、制御の信頼性も向上するというすぐれた効果を奏する。   According to the present invention, since the receiving unit is once taken out every time the setup is changed, the work of removing and reconnecting the communication cable is unnecessary, the setup change time can be shortened, and the excavation work is made efficient. It has excellent effects of ensuring safety and improving control reliability.

実施例の地中掘進装置の主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the underground excavation apparatus of an Example. 実施例の発信ユニット周辺を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the transmission unit periphery of an Example. 実施例の受信ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the receiving unit of an Example. 従来公知の掘進機を使用する掘進作業の概念図である。It is a conceptual diagram of the excavation work which uses a conventionally well-known excavator. 従来公知の掘進ヘッドの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a conventionally well-known excavation head. 従来公知の掘進機の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of a conventionally well-known excavation machine. 本発明における2方向の傾斜度を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the inclination of 2 directions in this invention.

以下本発明の望ましい実施例について図面により詳しく説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は実施例の地中掘進作業を行う掘進装置の主要部を主として断面で示す側面図である。先端に掘進ヘッド1が一体になって取り付けられた円筒体2の後方には、連結ロッド5a,5b,5c・・・が接続されている。円筒体2内には追って詳しく説明する角度計測値の発信ユニットが内蔵されており、符号33はその中の姿勢センサ(傾斜計)、35は計測データを光信号に変換して発信する赤色などの発光ダイオードである。
FIG. 1 is a side view mainly showing a cross section of a main part of an excavation apparatus that performs underground excavation work according to an embodiment. Connecting rods 5a, 5b, 5c,... Are connected to the rear of the cylindrical body 2 to which the digging head 1 is integrally attached at the tip. The cylinder 2 has a built-in unit for transmitting an angle measurement value, which will be described in detail later. Reference numeral 33 denotes an attitude sensor (inclinometer) therein , and 35 denotes a red light that converts measurement data into an optical signal for transmission. The light emitting diode.

発信ユニット3は、掘進ヘッド1そのものの中に取り付けられればそれでよいが、それが困難な場合は掘進ヘッド1の近傍、すなわち掘進ヘッド1に接近してこれと一体になった部分に取り付ければよい。   The transmission unit 3 may be installed in the digging head 1 itself, but if that is difficult, the transmission unit 3 may be installed in the vicinity of the digging head 1, that is, in a portion integrated with the digging head 1. .

一方、発信ユニット3の後方に、受信ユニット4が配置される。これはこの図で省略している後方、地上の掘進機のある基地からメッセンジャワイヤ45によって押し込まれたもので、受信ユニット4には通信ケーブル44が接続されている。 On the other hand, the receiving unit 4 is arranged behind the transmitting unit 3. This is pushed by a messenger wire 45 from a base with a ground excavator not shown in the figure, and a communication cable 44 is connected to the receiving unit 4.

発光ダイオード35から発せられる信号を、受信ユニット4がキャッチし、通信ケーブルを介して地上に伝えるのである。発光ダイオード35と受信ユニット4との間のみが無線の光通信でケーブルは結合されておらず、その前後はすべて有線の信号経路となっている。   The signal emitted from the light emitting diode 35 is caught by the receiving unit 4 and transmitted to the ground via the communication cable. Only between the light emitting diode 35 and the receiving unit 4 is a wireless optical communication, and the cable is not coupled, and before and after it is a wired signal path.

連結ロッド5の内部は水が充満しており、土砂も混入しているため通常の電波や音波などは伝達されにくいが、赤色発光ダイオードの光は効率よく伝達される。   The inside of the connecting rod 5 is filled with water, and earth and sand are also mixed therein, so that it is difficult for normal radio waves and sound waves to be transmitted, but the light of the red light emitting diode is efficiently transmitted.

受信ユニット4は前記した段取り替え毎に一旦地上へ引き出され、新しい連結ロッド5を接続した後、再び連結ロッド5内に挿入されるのであるが、通信ケーブル44の接続は一切取り外す必要がなく、受信ユニット4の出し入れは前記のメッセンジャワイヤ45によって迅速に行われるので、段取り替え作業は短時間で済み、通信ケーブル44の信頼性を損なうおそれもない。   The receiving unit 4 is once pulled out to the ground every time the setup is changed, and after the new connecting rod 5 is connected, it is inserted into the connecting rod 5 again. However, it is not necessary to remove the connection of the communication cable 44. Since the receiving unit 4 is put in and out quickly by the messenger wire 45, the setup change operation can be completed in a short time, and the reliability of the communication cable 44 is not impaired.

また、受信ユニット4の出し入れは自在であるから、挿入する段階で信号を検知し、受信確実な位置まで挿入を行うようにすればよい。   In addition, since the receiving unit 4 can be taken in and out, it is only necessary to detect the signal at the stage of insertion and insert the signal up to a reliable position.

図2は掘進ヘッド1および円筒体2、その中に納められた発信ユニット3を示す断面図である。円筒体2はジェットノズル11に流体を供給するように構成され、後方には栓体34がねじ込まれて内部は水のない空間となっていて、その中に発信ユニット3が収納されている。符号31は発信ユニット3のケーシング、符号32は電池ユニット、符号33が傾斜計である。近年はピッチング方向、ローリング方向を同時に計測できる2軸傾斜計も開発されているので、これを使用すれば内部構成はきわめてコンパクトになる。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the digging head 1 and the cylindrical body 2 and the transmission unit 3 housed therein. The cylindrical body 2 is configured to supply a fluid to the jet nozzle 11, and a plug body 34 is screwed behind to form a space free of water, and the transmission unit 3 is accommodated therein. Reference numeral 31 denotes a casing of the transmission unit 3, reference numeral 32 denotes a battery unit, and reference numeral 33 denotes an inclinometer. In recent years, a biaxial inclinometer that can measure the pitching direction and the rolling direction at the same time has been developed. If this is used, the internal configuration becomes extremely compact.

傾斜計の計測データは、コード化されたパルス信号に変換され、栓体34内に設置された発光ダイオード35から光の点滅信号として発射される。符号36は光のみを透過し、防水を行うガラス板である。円筒体2の更に後方には、連結ロッド5と接続するためのカプラ22が設けられている。   The measurement data of the inclinometer is converted into a coded pulse signal, and is emitted as a blinking signal of light from a light emitting diode 35 installed in the plug body 34. Reference numeral 36 denotes a glass plate which transmits only light and is waterproof. A coupler 22 for connecting to the connecting rod 5 is provided further rearward of the cylindrical body 2.

光信号の種類は特定しないが、発光ダイオードの場合は点滅の立ち上がりや立ち下がりのキレがよいので信号処理が安定している。   The type of the optical signal is not specified, but in the case of a light emitting diode, the signal processing is stable because the rise and fall of the blinking are good.

図3は受信ユニット4を示す断面図である。円筒状のケーシング41の前面にはガラス板42が設けられ、その後方の防水空間内に受信素子43が置かれて、光信号をキャッチする。信号は後方に接続した通信ケーブル44により地上に送信される。通信ケーブル44は掘進作業の最後まで使用できるよう、十分の長さのものを使用する。通信ケーブル44として光ファイバを用いると小径管などの場合にコンパクトになり、作業性が向上する。   FIG. 3 is a sectional view showing the receiving unit 4. A glass plate 42 is provided on the front surface of the cylindrical casing 41, and a receiving element 43 is placed in a waterproof space behind the glass plate 42 to catch an optical signal. The signal is transmitted to the ground via a communication cable 44 connected at the rear. The communication cable 44 is long enough to be used until the end of the excavation work. When an optical fiber is used as the communication cable 44, it becomes compact in the case of a small diameter tube or the like, and the workability is improved.

ケーシング41の後方には通信ケーブル44の取り出し口と、この受信ユニット4を出し入れするメッセンジャワイヤ45を固定する取り付け孔とが設けられている。   On the rear side of the casing 41, there are provided an outlet for the communication cable 44 and an attachment hole for fixing the messenger wire 45 for taking in and out the receiving unit 4.

なお、以上、掘進ヘッド1のピッチング、ローリング両方向の傾斜度を測定する例について説明したが、同じやり方で、例えばジャイロスコープを利用した姿勢検知手段を用いて更にヨーイング方向の向きを検知したりすることもできる。また掘進機からの掘進ヘッドの位置については、使用した連結ロッド5の総延長から推定したり、メッセンジャワイヤ45にリニアエンコーダを併用するなどの従来公知の方法で可能である。さらに、本発明における傾斜計は、ジャイロなどの角度を検出する計測器を含むものである。   In addition, although the example which measures the pitching of the digging head 1 and the inclination of both rolling directions was demonstrated above, the direction of a yawing direction is further detected by the same method, for example using the attitude | position detection means using a gyroscope. You can also. Further, the position of the digging head from the digging machine can be estimated by a conventionally known method such as estimating from the total extension of the connecting rod 5 used or using a linear encoder in combination with the messenger wire 45. Furthermore, the inclinometer in the present invention includes a measuring instrument that detects an angle such as a gyro.

1…掘進ヘッド、 2…円筒体、 3…発信ユニット、 4…受信ユニット、 5…連結ロッド、 6…掘進機、 11…ジェットノズル、 22…カプラ、 31,41…ケーシング、 32…電池ユニット、 33…傾斜計、 34…栓体、 35…発光ダイオード、 36,42…ガラス板、 43…受信素子、 44…通信ケーブル、 45…メッセンジャワイヤ、 61…ベース、 62…前進フレーム、 63…回転用モータ、 64…チェーン、65…前進用モータ、 S…構造物。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digging head, 2 ... Cylindrical body, 3 ... Transmitting unit, 4 ... Receiving unit, 5 ... Connecting rod, 6 ... Digging machine, 11 ... Jet nozzle, 22 ... Coupler, 31, 41 ... Casing, 32 ... Battery unit, 33 ... Inclinometer, 34 ... Plug, 35 ... Light emitting diode, 36, 42 ... Glass plate, 43 ... Receiving element, 44 ... Communication cable, 45 ... Messenger wire, 61 ... Base, 62 ... Advance frame, 63 ... For rotation Motor, 64 ... chain, 65 ... forward motor, S ... structure.

Claims (4)

掘進ヘッドの後方に管状の連結ロッドを順次接続しながら前進および回転させて地中を掘進する小中径の地中掘進作業において、前記掘進ヘッド近傍に傾斜計を取り付け、この傾斜計の測定値を光信号に変換して後方に向けて発信させるとともに、前記連結ロッド内に光信号受信手段を挿入して前記掘進ヘッド後方で前記光信号を受信させ、前記光信号受信手段に接続した通信ケーブルにより連結ロッドの後方で前記測定値を取り出す地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法であって、前記管状の連結ロッドを接続する際に、前記光信号受信手段を前記通信ケーブルを取り外すことなく一旦連結ロッドから取り出し、新たな連結ロッドを接続した後、前記測定値を取り出す場合に再び前記光信号受信手段を連結ロッド内に挿入することを特徴とする地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法。 In underground excavation work Konaka diameter of the excavation underground in front advances and rotates while successively connected to the rear of the boring head tube-like connecting rod, mounting an inclinometer near the boring head, the inclinometer The measured value is converted into an optical signal and transmitted backward, and the optical signal receiving means is inserted into the connecting rod to receive the optical signal behind the digging head and connected to the optical signal receiving means. a slope detection method of the underground boring head to eject the said measurements at the rear of the connecting rod by a communication cable, to connect the connecting rods of the tubular, removing the communication cable the optical signal receiving means once removed from the connecting rod, after connecting the new connecting rod, characterized again and inserting child said optical signal receiving means in the connecting rod when retrieving the measurement without Inclination detection method of the middle boring head. 前記光信号受信手段に前記通信ケーブルに加えてメッセンジャワイヤを連結しておき、
前記管状の連結ロッドを接続する際に、前記メッセンジャワイヤによって前記光信号受信手段を既に接続されている連結ロッドの後方に引き出し、
前記新たな連結ロッドを接続した後、前記測定値を取り出す場合に前記メッセンジャワイヤによって前記光信号受信手段を前記連結ロッド内に押し込む
ことを特徴とする請求項1に記載の地中掘進ヘッドの傾斜度検出方法。
In addition to the communication cable, a messenger wire is connected to the optical signal receiving means,
When connecting the tubular connecting rod, the optical signal receiving means is pulled out behind the already connected connecting rod by the messenger wire,
When the measured value is taken out after the new connecting rod is connected, the optical signal receiving means is pushed into the connecting rod by the messenger wire.
The method of detecting the degree of inclination of the underground excavation head according to claim 1.
地中を掘進する掘進ヘッドと、この掘進ヘッドの後方に接続した管状の連結ロッドと、この連結ロッドを前進および回転させる掘進機とからなる小中径の地中掘進装置における地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置において、
前記掘進ヘッド近傍に、この掘進ヘッドの傾斜度を測定する傾斜計と、この傾斜計の測定値を光信号に変換する変換手段と、この光信号を発信する発信機とを備えるとともに、前記連結ロッドの後方から前記連結ロッド内で前記光信号を受信できる箇所まで挿入される光信号受信手段を更に備え、
前記光信号受信手段は、前面をガラスで閉じた防水構造のケーシングと、そのケーシング内に配置された受信素子と、その受信素子でキャッチした光信号を後方に伝送する通信ケーブルと、前記光信号受信手段を前記連結ロッド内に出し入れするための前記ケーシングに連結されたメッセンジャワイヤとを有している
ことを特徴とする地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置。
A boring head for boring the ground, a tubular connecting rod connected to the rear of the boring head, drilling underground that put in the ground excavation apparatus Konaka diameter consisting of a shield machine for advancing and rotating the connecting rod In the inclination detecting device of the advance head,
In the vicinity of the excavation head, provided with an inclinometer for measuring the inclination of the excavation head, conversion means for converting the measured value of the inclinometer into an optical signal, and a transmitter for transmitting the optical signal , the connection Further comprising optical signal receiving means inserted from the rear of the rod to a location where the optical signal can be received in the connecting rod;
The optical signal receiving means includes a casing having a waterproof structure whose front is closed with glass, a receiving element disposed in the casing, a communication cable for transmitting an optical signal caught by the receiving element to the rear, and the optical signal. A messenger wire connected to the casing for taking in and out the receiving means into and from the connecting rod.
Inclination detecting device of the underground excavation proceeds head, characterized in that.
前記傾斜計が掘進ヘッドのローリング方向およびピッチング方向の2方向の傾斜を測定するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の地中掘進ヘッドの傾斜度検出装置。 Underground excavation proceeds head inclination detecting apparatus according to claim 3, characterized in that said inclinometer is configured to measure the two directions of inclination of the rolling direction and the pitching direction of the boring head.
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