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JP7366370B2 - Tunnel excavator surveying equipment - Google Patents
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JP7366370B2 - Tunnel excavator surveying equipment - Google Patents

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Description

本発明は、シールド工法において地山を掘削するシールド掘進機をはじめとする推進ジャッキを備えたトンネル掘削機の位置を測量するトンネル掘削機の測量装置に関する。 The present invention relates to a surveying device for a tunnel excavator that measures the position of a tunnel excavator equipped with a propulsion jack, such as a shield excavator that excavates ground in a shield construction method.

地山内にトンネルを構築するシールド工法では、所定のトンネル線形に合わせて掘削を行うために、掘削中にシールド掘進機の位置や向きを把握する測量を行い、随時シールド掘進機の位置及び向きを修正する必要がある。 In the shield method of constructing tunnels in the ground, in order to excavate according to a predetermined tunnel alignment, a survey is carried out to determine the position and orientation of the shield excavator during excavation, and the position and orientation of the shield excavator is checked at any time. Needs to be fixed.

シールド掘進機の位置や向き測量するには、シールド坑内にトータルステーション等の測量機器を設置し、後方の基準点を視準して測量機器の自身の位置を把握した後、シールド掘進機に設けたターゲットを視準して、測量を行うことが多い。 To survey the position and direction of the shield tunneling machine, install surveying equipment such as a total station inside the shield tunnel, aim at the reference point at the rear to understand the position of the surveying equipment, and then install the surveying equipment on the shield tunneling machine. Surveying is often performed by sighting a target.

特許文献1に記載のシールド掘進機の位置検出方法では、後方の基準点に基づいて位置が測量されている定点に光波距離計を設置し、シールド掘進機の内部に設けた複数の反射装置に向かって光波距離計から光を発射し、反射装置からの反射光により、光波距離計から反射装置までの距離と角度を測定し、そのデータからシールド掘進機の位置を検出している。 In the method for detecting the position of a shield excavator described in Patent Document 1, a light wave distance meter is installed at a fixed point whose position is measured based on a rear reference point, and a light wave distance meter is installed at a fixed point whose position is measured based on a rear reference point. A lightwave rangefinder emits light toward the target, and the distance and angle from the lightwave rangefinder to the reflector are measured using the reflected light from the reflector, and the position of the shield machine is detected from this data.

特許文献2に記載のシールド自動測量運転制御装置では、セグメントの中心線上に敷設されるレールの前端に、基準位置に対する相対位置が既知であるエンドプレートを設け、シールド掘進機に設けた測量機器によって、エンドプレートに設けたターゲットに対する測量機器の相対位置を検出し、これによりシールド掘進機の現在位置を検出している。 In the shield automatic surveying operation control device described in Patent Document 2, an end plate whose relative position with respect to the reference position is known is provided at the front end of the rail laid on the center line of the segment, and the end plate is installed on the front end of the rail laid on the center line of the segment. , detects the relative position of the surveying equipment to the target provided on the end plate, and thereby detects the current position of the shield excavator.

特開昭62-289717号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-289717 特公平8-9948号公報Special Publication No. 8-9948

特許文献1に記載のように、シールド坑内に設置された光波距離計等の測量機器によってシールド掘進機の反射装置に光を投射しようとすると、シールド掘進機の複雑な部品が邪魔になる場合がある。また、トンネル線形が湾曲していると、セグメントに干渉されて測量を行うことができない。これを解消するためには、測量機器を頻繁に移設しなければならないが、重い測量機器を移設するのは重労働であり、移設作業中は掘進を止める必要がある。また、小口径のシールド坑では、運搬台車の走行や後方設備の設置に支障をきたすため、測量機器を設置することすらできない。 As described in Patent Document 1, when trying to project light onto a reflection device of a shield tunneling machine using a surveying device such as a light wave distance meter installed inside a shield tunnel, complicated parts of the shield tunneling machine may get in the way. be. Furthermore, if the tunnel geometry is curved, the segments interfere with each other and surveying cannot be carried out. To solve this problem, surveying equipment must be relocated frequently, but relocating heavy surveying equipment is hard work, and excavation must be stopped during the relocation work. In addition, it is not possible to install surveying equipment in small-diameter shield pits because it would interfere with the movement of transport vehicles and the installation of rear equipment.

特許文献2に記載のように、シールド掘進機に測量機器を設置すると、掘進中には、シールド掘進機が常に動いており、測量機器もシールド掘進機と共に動いているため、測量を行うことができない。 As described in Patent Document 2, when surveying equipment is installed on a shield excavator, the shield excavator is constantly moving during excavation, and the surveying equipment is also moving together with the shield excavator, making it impossible to conduct a survey. Can not.

また、TBM工法における推進ジャッキを備えた掘削機においても同様の問題点がある。 Similar problems also occur in excavators equipped with propulsion jacks used in the TBM method.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、掘削坑の口径や湾曲程度にかかわらず、掘削中であっても掘削機の測量を容易に行うことができる掘削機の測量装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a surveying device for an excavator that can easily survey an excavator even during excavation, regardless of the diameter or degree of curvature of the excavation hole. shall be.

本願請求項1に係る発明は、推進ジャッキを備えたトンネル掘削機の測量装置であって、位置が既知である基準点を視準することにより自身の位置を検出し、前記トンネル掘削機を測量する測量機器を有し、前記推進ジャッキは、前記トンネル掘削機とともに前進する基部と、該基部に対して伸縮し、伸長時に、掘削坑内に構築された既設のセグメントを後方へ押圧する押圧部とを備えており、前記測量機器は、前記押圧部に設置されていることを特徴とするトンネル掘削機の測量装置である。 The invention according to claim 1 of the present application is a surveying device for a tunnel excavating machine equipped with a propulsion jack, which detects its own position by sighting a reference point whose position is known, and surveys the tunnel excavating machine. The propulsion jack has a base part that moves forward together with the tunnel excavator, and a pressing part that expands and contracts with respect to the base part and presses an existing segment constructed in the excavation shaft backward when it is extended. This is a surveying device for a tunnel excavator, characterized in that the surveying device is installed in the pressing section.

本願請求項2に係る発明は、前記押圧部は、後端に既設のセグメントに当接するスプレッタを備えており、前記測量機器は、前記スプレッタに設置されていることを特徴とする請求項1に記載のトンネル掘削機の測量装置である。 The invention according to claim 2 of the present application is characterized in that the pressing part is provided with a spreader at the rear end that abuts on the existing segment, and the surveying instrument is installed on the spreader. This is a surveying device for the tunnel boring machine described above.

本願請求項3に係る発明は、前記測量機器は、前記押圧部に水平維持装置を介して吊り下げられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトンネル掘削機の測量装置である。 The invention according to claim 3 of the present application is a surveying device for a tunnel excavator according to claim 1 or 2, characterized in that the surveying instrument is suspended from the pressing part via a leveling device. It is.

本願請求項4に係る発明は、前記水平維持装置は、前記押圧部に取り付けられる基板と、該基板から下方へ延びる上部支軸と、該上部支軸と同軸上に設けられた下部支軸と、前記上部支軸の下端部及び前記下部支軸の上端部にそれぞれ設けられた上部球体及び下部球体と、前記上部球体及び下部球体を前後から揺動可能に挟む前部挟持板及び後部挟持板とを備えていることを特徴とする請求項3に記載のトンネル掘削機の測量装置である。 In the invention according to claim 4 of the present application, the horizontal maintenance device includes a substrate attached to the pressing part, an upper support shaft extending downward from the substrate, and a lower support shaft provided coaxially with the upper support shaft. , an upper sphere and a lower sphere provided at the lower end of the upper support shaft and the upper end of the lower support shaft, respectively, and a front clamping plate and a rear clamping plate that sandwich the upper sphere and the lower sphere so as to be able to swing from the front and back. 4. The surveying device for a tunnel excavator according to claim 3, further comprising:

本願請求項5に係る発明は、前記上部球体及び下部球体の外面に、前記上部支軸及び下部支軸を中心とする前記前部挟持板及び後部挟持板の回転を規制する回転抑制リブが形成されていることを特徴とする請求項4に記載のトンネル掘削機の測量装置である。 In the invention according to claim 5 of the present application, rotation suppressing ribs are formed on the outer surfaces of the upper sphere and the lower sphere to restrict rotation of the front clamping plate and the rear clamping plate about the upper support shaft and the lower support shaft. 5. A surveying device for a tunnel excavator according to claim 4, characterized in that:

本願請求項6に係る発明は、前記押圧部に水平維持装置を介して保護ボックスが吊り下げられ、該保護ボックス内に前記測量機器が設置されていることを特徴とする請求項3乃至請求項5のうちいずれか1項に記載のトンネル掘削機の測量装置である。 The invention according to claim 6 of the present application is characterized in that a protection box is suspended from the pressing part via a horizontal maintenance device, and the surveying instrument is installed in the protection box. The present invention is a surveying device for a tunnel excavator according to any one of Items 5 to 5.

本発明によれば、測量機器は推進ジャッキの押圧部に設置されているので、小口径の掘削坑であっても、測量機器の設置に支障はなく、測量機器が運搬台車の運行や後方設備の設置を邪魔することもない。
また、測量機器は推進ジャッキの押圧部に設置されているので、トンネル掘削機の前進に伴って重い測量機器を移設する必要もない。
さらに、掘進中であっても、推進ジャッキの押圧部は移動せず、押圧部に取り付けられた測量機器も動かないので、正確な測量を継続することができる。
According to the present invention, since the surveying equipment is installed on the pressing part of the propulsion jack, there is no problem in installing the surveying equipment even in a small-diameter excavation hole, and the surveying equipment can be used to operate the transport cart or rear equipment. It does not interfere with the installation.
Furthermore, since the surveying equipment is installed on the pressing part of the propulsion jack, there is no need to relocate the heavy surveying equipment as the tunnel excavator moves forward.
Furthermore, even during excavation, the pressing part of the propulsion jack does not move, and the surveying equipment attached to the pressing part does not move either, so accurate surveying can be continued.

加えて、測量機器を推進ジャッキのスプレッタに設置することにより、測量機器がロッドの伸縮の邪魔にならない。 In addition, by installing the surveying equipment on the propulsion jack's spreader, the surveying equipment does not interfere with the expansion and contraction of the rod.

加えて、測量機器を押圧部に水平維持装置を介して吊り下げてあるので、測量機器の自重を利用して水平性を確保し、トンネル掘削機のローリングや前後方向の傾斜の影響を抑制できる。 In addition, since the surveying equipment is suspended from the pressing part via a leveling device, the surveying equipment's own weight can be used to ensure levelness and suppress the effects of rolling and longitudinal tilting of the tunnel excavator. .

加えて、水平維持装置において、上部球体及び下部球体を前部挟持板及び後部挟持板が前後から揺動可能に挟むことにより、トンネル掘削機の傾斜やローリングを吸収することができ、しかも、上部球体及び下部球体の外面に、前部挟持板及び後部挟持板の水平方向の回転を規制する回転抑制リブを形成してあるので、測量機器が基準点やターゲットを視準するのに支障をきたさない。 In addition, in the leveling device, the front clamping plate and the rear clamping plate sandwich the upper sphere and the lower sphere so that they can swing from the front and back, making it possible to absorb the tilting and rolling of the tunnel excavator. Rotation restraining ribs are formed on the outer surfaces of the sphere and the lower sphere to restrict horizontal rotation of the front clamping plate and the rear clamping plate, so that it does not interfere with the sighting of the surveying equipment to the reference point or target. do not have.

加えて、押圧部に水平維持装置を介して吊り下げられた保護ボックス内に測量機器を設置してあるので、掘削によって発生する粉塵等から測量機器が保護され、測量の正確性及び測量機器の耐久性が高まる。 In addition, since the surveying equipment is installed in a protective box that is suspended from the pressing part via a horizontal maintenance device, the surveying equipment is protected from dust generated by excavation, which improves the accuracy of the survey and the performance of the surveying equipment. Increased durability.

本発明の実施形態において、シールド掘進機による掘進工程の概略図であり、(イ)は掘進開始時、(ロ)は掘進中、(ハ)は掘進停止時を示す。In an embodiment of the present invention, it is a schematic diagram of the excavation process by a shield excavation machine, (a) shows when excavation is started, (b) is during excavation, and (c) is when excavation is stopped. 本発明の実施形態を示すシールド掘進機の測量装置の要部斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a main part of a surveying device for a shield tunneling machine showing an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水平維持装置の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a horizontal maintenance device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態につき図1乃至図3を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. Note that it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、シールド掘進機による掘進工程を示し、図2は、一実施形態におけるシールド掘進機の測量装置を示し、図3は、水平維持装置を示す。
なお、以下の説明において、前方とは、掘削に伴ってシールド掘進機の進行する方向(図1を記した紙面の左方向)であり、左右方向とは、シールド掘進機による掘削で形成された掘削坑の幅方向(図1を記した紙面の厚み方向)、上下方向とは、掘削坑の上下方向(図1を記した紙面の上下方向)である。
FIG. 1 shows an excavation process by a shield tunneling machine, FIG. 2 shows a surveying device for a shield tunneling machine in one embodiment, and FIG. 3 shows a horizontal maintenance device.
In addition, in the following explanation, the front refers to the direction in which the shield excavator moves as it excavates (the left direction of the paper in which Figure 1 is written), and the left and right direction refers to the direction in which the shield excavator moves along with the excavation. The width direction of the excavation shaft (thickness direction of the paper surface of FIG. 1) and the vertical direction are the vertical direction of the excavation shaft (the vertical direction of the paper surface of FIG. 1).

本実施形態は、シールド掘進機1の測量装置であり、測量機器2を用いてシールド掘進機1の位置を検出するものである。
図1に示すように、シールド掘進機1は、スキンプレート10、カッタヘッド11及びシールドジャッキ12、隔壁13を備えている。
This embodiment is a surveying device for a shield excavator 1, and detects the position of the shield excavator 1 using a surveying instrument 2.
As shown in FIG. 1, the shield excavator 1 includes a skin plate 10, a cutter head 11, a shield jack 12, and a partition wall 13.

スキンプレート10は、シールド掘進機1の外筒であり、その前端にカッタヘッド11が回転自在に設けられる。
カッタヘッド11は、図示しないモータで回転駆動されて地山を掘削する。そして、カッタヘッド11を回転させ、シールドジャッキ12によって前進させることにより掘削坑100を形成する。掘削坑100の内周面には、セグメント101をリング状に順次構築する。セグメント101の外周には図示しない裏込め材が注入充填される。
The skin plate 10 is an outer cylinder of the shield tunneling machine 1, and a cutter head 11 is rotatably provided at the front end of the skin plate 10.
The cutter head 11 is rotationally driven by a motor (not shown) to excavate the earth. Then, the cutter head 11 is rotated and moved forward by the shield jack 12, thereby forming the excavation hole 100. Segments 101 are sequentially constructed in a ring shape on the inner peripheral surface of the excavation shaft 100. The outer periphery of the segment 101 is filled with a backfilling material (not shown).

シールドジャッキ12は、スキンプレート10の内側に複数設けられ、周方向に間隔をあけて配置される。
シールドジャッキ12は、前端がスキンプレート10に固定されたシリンダ120と、シリンダ120の後端から伸縮するロッド121と、ロッド121の後端に取り付けられたスプレッタ122を備えている。
A plurality of shield jacks 12 are provided inside the skin plate 10 and are arranged at intervals in the circumferential direction.
The shield jack 12 includes a cylinder 120 whose front end is fixed to the skin plate 10, a rod 121 extending and contracting from the rear end of the cylinder 120, and a spreader 122 attached to the rear end of the rod 121.

ロッド121及びスプレッタ122は、既設のセグメント101を後方へ押圧する押圧部を構成する。図1(イ)に示すように、スプレッタ122を既設のセグメント101の前端に当接させ、図1(ロ)に示すように、ロッド121を伸長させることにより、推進力を得てシールド掘進機1は前進する。 The rod 121 and the spreader 122 constitute a pressing part that presses the existing segment 101 backward. As shown in FIG. 1(A), the spreader 122 is brought into contact with the front end of the existing segment 101, and as shown in FIG. 1(B), by extending the rod 121, a propulsive force is obtained and the shield tunneling 1 moves forward.

図1(ハ)に示すように、カッタヘッド11が所定距離前進したら、ロッド121を退縮させ、スキンプレート10の内側において、シールドジャッキ12の後方に新たなセグメント101を構築する。 As shown in FIG. 1C, when the cutter head 11 advances a predetermined distance, the rod 121 is retracted and a new segment 101 is constructed behind the shield jack 12 inside the skin plate 10.

押圧部には、測量機器2が設けられている。具体的には、図1に示すようにスプレッタ122に取り付けられている。
測量機器2は、レーザー等の光を用いて距離と角度を測定し、測定値を内蔵したコンピュータに記録できるトータルステーションを用いる。
A surveying instrument 2 is provided in the pressing section. Specifically, as shown in FIG. 1, it is attached to a spreader 122.
The surveying equipment 2 uses a total station that can measure distances and angles using light such as a laser and record the measured values in a built-in computer.

本実施形態では、測量機器2は、後方の掘削坑100内において、位置(例えば、高さ、緯度、経度)が既知である2か所の基準点に設置された後視点用ミラー(図示せず)を視準することにより自身の位置を把握する。そして、隔壁13の2か所に設置された反射ミラーより成るターゲット102a,102bを視準することによって、ターゲット102a,102bの位置を検出し、シールド掘進機1の位置、向きなどするものである。
また、測量機器2は、5分ごとに自動で測量を行い、そのデータを外部の図示しないコンピュータに送信する。
In this embodiment, the surveying instrument 2 includes rear view mirrors (not shown) installed at two reference points whose positions (for example, height, latitude, and longitude) are known in the rear excavation shaft 100. Ascertain one's own position by sighting the object. By collimating targets 102a and 102b, which are made up of reflective mirrors installed at two locations on the bulkhead 13, the positions of the targets 102a and 102b are detected, and the position and direction of the shield excavator 1 are adjusted. .
Furthermore, the surveying instrument 2 automatically conducts surveying every five minutes and transmits the data to an external computer (not shown).

図2に示すように、測量機器2は保護ボックス3内に設置される。
保護ボックス3は、シールド掘進機1の頂部近傍に位置するシールドジャッキ12のスプレッタ122に水平維持装置4を介して吊り下げられている。
保護ボックス3は、底板30、天板31、側板32を備えている。
保護ボックス3の底板30上には、測量機器2が固定ネジ33によって固定されている。
As shown in FIG. 2, the surveying instrument 2 is installed inside a protective box 3.
The protection box 3 is suspended from the spreader 122 of the shield jack 12 located near the top of the shield excavator 1 via the horizontal maintenance device 4.
The protection box 3 includes a bottom plate 30, a top plate 31, and side plates 32.
The surveying instrument 2 is fixed on the bottom plate 30 of the protection box 3 with fixing screws 33.

測量機器2のトータルステーションは、一般的に有する自動補正機能によって、シールド掘進機の傾斜やローリング、微細な振動による誤差などを補正し、それを超えた場合にはさらに測量機器2を自動整準台に設置して対応する。しかし、それでも対応できない場合には、水平維持装置4が設けられる。 The total station of the surveying equipment 2 uses a general automatic correction function to correct errors caused by tilting, rolling, and minute vibrations of the shield excavator, and if this is exceeded, the total station of the surveying equipment 2 is automatically leveled. Correspond by setting it up. However, if this is not possible, a leveling device 4 is provided.

図3に示すように、水平維持装置4は、基板40と、上部支軸41及び下部支軸42と、上部球体43及び下部球体44と、前部挟持板45及び後部挟持板46と、連結ネジ47と、スプリング48と、締付装置49を備えている。
基板40の上面にはマグネット50がネジ50’で固定され、このマグネット50を介して基板40がスプレッタ122の下面に取り付けられる。マグネット50は、4つ設けられており、それぞれレバー50aを備えており、このレバー50aを操作することで、スプレッタ122に着脱することができる。
As shown in FIG. 3, the horizontal maintenance device 4 connects a base plate 40, an upper support shaft 41 and a lower support shaft 42, an upper sphere 43 and a lower sphere 44, a front clamping plate 45 and a rear clamping plate 46. It includes a screw 47, a spring 48, and a tightening device 49.
A magnet 50 is fixed to the upper surface of the substrate 40 with a screw 50', and the substrate 40 is attached to the lower surface of the spreader 122 via this magnet 50. There are four magnets 50, each of which is provided with a lever 50a, and can be attached to and detached from the spreader 122 by operating this lever 50a.

上部支軸41及び下部支軸42は、ネジ軸であり、同軸上に配置される。
上部支軸41の上端部は基板40を貫通し、基板40の上方において上部支軸41にナット41’が螺合され、上部支軸41は基板40から下方へ延びている。
下部支軸42の下端部は保護ボックス3の天板31を貫通し、天板31の下方において下部支軸42にナット42’が螺合される(図2)。
The upper support shaft 41 and the lower support shaft 42 are threaded shafts and are arranged coaxially.
The upper end of the upper support shaft 41 passes through the substrate 40 , and a nut 41 ′ is screwed onto the upper support shaft 41 above the substrate 40 , and the upper support shaft 41 extends downward from the substrate 40 .
The lower end of the lower support shaft 42 passes through the top plate 31 of the protection box 3, and a nut 42' is screwed onto the lower support shaft 42 below the top plate 31 (FIG. 2).

上部球体43及び下部球体44は、上部支軸41の下端部及び下部支軸42の上端部にそれぞれ設けられ、互いに間隔をあけて配置されている。
上部球体43及び下部球体44の外面には、それぞれ上部支軸41の下端部及び下部支軸42の上端部を通り、上部球体43及び下部球体44の外周面を前後に2分割する円周に沿って回転抑制リブ430,440が形成されている。
The upper sphere 43 and the lower sphere 44 are provided at the lower end of the upper support shaft 41 and the upper end of the lower support shaft 42, respectively, and are spaced apart from each other.
The outer surfaces of the upper sphere 43 and the lower sphere 44 have a circumference that passes through the lower end of the upper support shaft 41 and the upper end of the lower support shaft 42, respectively, and divides the outer peripheral surfaces of the upper sphere 43 and the lower sphere 44 into two in the front and rear. Rotation suppressing ribs 430 and 440 are formed along the sides.

前部挟持板45及び後部挟持板46の対向面の上下部には、それぞれ上部球体43と下部球体44とを嵌合するための半球状の上部嵌合凹部51及び下部嵌合凹部52が形成される。
そして、前部挟持板45及び後部挟持板46は、それぞれ上部嵌合凹部51を上部球体43に、下部嵌合凹部52を下部球体44に外嵌することにより、上部球体43と下部球体44を前後から挟んで配置される。
前部挟持板45と後部挟持板46とは、その中央部を貫通する連結ネジ47によって接離可能に連結される。
A hemispherical upper fitting recess 51 and lower fitting recess 52 for fitting the upper sphere 43 and the lower sphere 44 are formed at the upper and lower portions of the opposing surfaces of the front holding plate 45 and the rear holding plate 46, respectively. be done.
The front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 fit the upper sphere 43 and the lower sphere 44 by fitting the upper fitting recess 51 to the upper sphere 43 and fitting the lower fitting recess 52 to the lower sphere 44, respectively. It is placed between the front and back.
The front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 are connected to each other so as to be releasable by a connecting screw 47 passing through the center thereof.

また、基板40に固定された上部支軸41と、保護ボックス3が取り付けられる下部支軸42とは、前部挟持板45及び後部挟持板46を介して連結される。
これにより、測量機器2を収容した保護ボックス3がシールドジャッキ12のスプレッタ122から吊り下げられる(図2)。
Further, an upper support shaft 41 fixed to the substrate 40 and a lower support shaft 42 to which the protection box 3 is attached are connected via a front clamping plate 45 and a rear clamping plate 46.
As a result, the protective box 3 containing the surveying equipment 2 is suspended from the spreader 122 of the shield jack 12 (FIG. 2).

前部挟持板45と後部挟持板46の間には、回転抑制リブ430,440が介在されている。
したがって、前部挟持板45及び後部挟持板46の、回転抑制リブ430,440に沿う左右方向の揺動は、比較的大きな可動域(±30度程度)を有し、前後方向の揺動もある程度(約±10度)許容される。また、下部支軸42を中心とする水平方向の回転は非常に小さく(±5度程度)規制される。
この構成によって、シールド掘進機1がローリングしたり、トンネル線形が上下勾配となったりしても、保護ボックス3は、スプレッタ122に対して常に鉛直に保たれ、測量機器2は水平に維持される。下部支軸42を中心とする水平方向の回転は、回転しないようにしても良いが、本実施形態では、左右方向の揺動及び前後方向の揺動を可能とするため、若干設けられるようにしている。
Rotation suppressing ribs 430 and 440 are interposed between the front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46.
Therefore, the front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 have a relatively large range of movement (approximately ±30 degrees) in the left-right direction along the rotation suppression ribs 430, 440, and the front and rear clamping plates 46 can also swing in the front-back direction. It is allowed to some extent (approximately ±10 degrees). Furthermore, rotation in the horizontal direction about the lower support shaft 42 is restricted to a very small amount (about ±5 degrees).
With this configuration, even if the shield excavator 1 rolls or the tunnel alignment becomes vertically sloped, the protection box 3 is always kept perpendicular to the spreader 122, and the surveying equipment 2 is maintained horizontally. . Horizontal rotation about the lower support shaft 42 may be prevented from rotating, but in this embodiment, a slight rotation is provided in order to enable left-right and front-back rocking. ing.

スプリング48は、連結ネジ47に外嵌されて、前部挟持板45と後部挟持板46とを離間する方向に付勢している。
締付装置49は、後部挟持板46の後方において連結ネジ47に螺合される。測量時等に締付装置49を締め込むと、後部挟持板46が前方へ押されて、前部挟持板45と後部挟持板46とがスプリング48の付勢力に抗して近接し、上部球体43及び下部球体44を締め付ける。締め付けは、上部球体43及び下部球体44が可動して、保護ボックス3がスプレッタ122に対して常に鉛直になることが可能な程度に締め付ける。
なお、締め付けを前部挟持板45及び後部挟持板46の揺動が規制され、測量機器2が揺れることなく停止するようにすることもできる。
The spring 48 is fitted onto the connecting screw 47 and biases the front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 in the direction of separating them.
The tightening device 49 is screwed onto the connecting screw 47 at the rear of the rear clamping plate 46 . When the tightening device 49 is tightened during surveying, etc., the rear clamping plate 46 is pushed forward, and the front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 come close to each other against the urging force of the spring 48, and the upper sphere is closed. 43 and the lower sphere 44. The tightening is done to such an extent that the upper sphere 43 and the lower sphere 44 are movable and the protective box 3 is always perpendicular to the spreader 122.
In addition, it is also possible to restrict the swinging of the front clamping plate 45 and the rear clamping plate 46 so that the surveying instrument 2 can be stopped without shaking.

以下、上記一実施形態のシールド掘進機1の測量装置を用いた測量について説明する。 Hereinafter, a survey using the surveying device of the shield excavator 1 of the above embodiment will be explained.

セグメント101の組み立てが終了した後、図1(イ)に示すように、スプレッタ122を既設のセグメント101の前端に当接させ、カッタヘッド11を回転するとともにロッド121を伸長し始めて掘進を開始する。
測量機器2は、後方の2か所の基準点を視準して自身の位置を把握した後、隔壁13のターゲット102a,102bを視準することにより、シールド掘進機1の位置、向きなどを検出する。
After the assembly of the segments 101 is completed, as shown in FIG. 1(A), the spreader 122 is brought into contact with the front end of the existing segment 101, and the cutter head 11 is rotated and the rod 121 begins to extend to start digging. .
The surveying device 2 sights two reference points at the rear to determine its own position, and then sights the targets 102a and 102b on the bulkhead 13 to determine the position, direction, etc. of the shield excavator 1. To detect.

図1(ロ)に示すように、ロッド121が伸長して、カッタヘッド11が前進しながら掘削を行っている際にも、スプレッタ122はセグメント101に当接して固定されており、スプレッタ122に取り付けられた測量機器2は移動しないので、把握した測量機器2自身の位置がずれることがなく、測量を継続することができる。
この時、カッタヘッド11に設けたターゲット102a,102bは移動しているが、測量時点におけるターゲット102a,102bの位置を瞬間的に検出するので、特に問題はない。なお、シールドジャッキ12のジャッキストロークなどの掘進データを把握し、これを考慮してターゲット102a,102bの位置を把握するようにしても良い。例えば、ターゲット102aを視準した後、ターゲット102bを視準する場合に、ターゲット102aからターゲット102bを視準する時間差に生じたジャッキストロークなどの掘進データを考慮して、ターゲット102bの位置を検出して測量を行う。
As shown in FIG. 1B, even when the rod 121 is extended and the cutter head 11 is moving forward while digging, the spreader 122 is fixed in contact with the segment 101, and the spreader 122 is Since the attached surveying instrument 2 does not move, the grasped position of the surveying instrument 2 itself does not shift, and surveying can be continued.
At this time, the targets 102a and 102b provided on the cutter head 11 are moving, but there is no particular problem because the positions of the targets 102a and 102b at the time of surveying are detected instantaneously. Note that excavation data such as the jack stroke of the shield jack 12 may be grasped, and the positions of the targets 102a and 102b may be grasped in consideration of this data. For example, when sighting the target 102b after sighting the target 102a, the position of the target 102b is detected by taking into account excavation data such as a jack stroke that occurs during the time difference between sighting the target 102b from the target 102a. The survey will be carried out.

シールド掘進機1が所定距離前進したら、図1(ハ)に示すように、ロッド121を退縮させ、新たなセグメント101を構築する。
この時、スプレッタ122と共に測量機器2も移動するので、この間の測量は中断となる。
When the shield excavator 1 moves forward a predetermined distance, the rod 121 is retracted and a new segment 101 is constructed, as shown in FIG. 1(C).
At this time, the surveying instrument 2 also moves together with the spreader 122, so the surveying during this time is interrupted.

セグメント101の構築が終了したら、再度、スプレッタ122をセグメント101に当接させ、掘進及び測量を再開する。 When construction of the segment 101 is completed, the spreader 122 is brought into contact with the segment 101 again, and excavation and surveying are restarted.

測量機器2は、スプレッタ122のうち比較的見通しが良くなることが多い上部、本実施例では12時方向付近のスプレッタ122に設けたので、視準において障害物が存在することが少ない。
測量機器2は、常にシールド掘進機1とともに移動するので、測量を行う際に持ち運ぶ必要がない。
掘削坑100が湾曲しているなどで、シールド掘進機1の前進に伴って、測量機器2で後方の基準点を視認できなくなる場合には、基準点の盛替えを行って、当該基準点に後視点用ミラーを設置する。
Since the surveying instrument 2 is installed in the upper part of the spreader 122 where visibility is often relatively good, in this embodiment, in the vicinity of the 12 o'clock direction, there are few obstacles in sight.
Since the surveying equipment 2 always moves together with the shield excavator 1, there is no need to carry it when surveying.
If the excavation shaft 100 is curved and it becomes impossible to visually check the rear reference point with the surveying equipment 2 as the shield tunneling machine 1 moves forward, the reference points should be rearranged and Install a rearview mirror.

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
[Other variations]
The present invention is not limited to the above embodiments. Examples include the following:

本実施形態では、シールド工法のシールド掘進機における測量装置を説明したが、これに限られない。例えば、推進ジャッキを備えたTBM工法の掘削機であっても良い。 In this embodiment, a surveying device in a shield excavator of the shield construction method has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a TBM method excavator equipped with a propulsion jack.

本実施形態では、水平維持装置が測量機器の揺動を規制する締付装置を備えているが、掘進中であるのでスプレッタは動いておらず、スプレッタに設けられた測量機器も動かないので、そのまま測量を行うことが可能である。しかし、測量時に締付装置によって揺動をロックして測量を行うようにしても良い。 In this embodiment, the horizontal maintenance device is equipped with a tightening device that restricts the swinging of the surveying equipment, but since the spreader is not moving because the excavation is in progress, the surveying equipment installed on the spreader is also not moving. It is possible to conduct measurements as is. However, during surveying, the rocking may be locked using a tightening device to perform surveying.

本実施形態では、測量機器としてトータルステーションを用いているが、その他の測量機器であってもよい。例えば、オートレベルなどの水準器であっても良い。この場合には、測量する位置は、高さだけになる。 In this embodiment, a total station is used as the surveying device, but other surveying devices may be used. For example, a spirit level such as an auto level may be used. In this case, the only position to be surveyed is the height.

水平維持装置の構造は、上記実施形態に限定されず、測量機器の水平性を確保できるものであればよい。 The structure of the horizontal maintenance device is not limited to the above embodiment, and may be any structure as long as it can ensure the horizontality of the surveying instrument.

1 シールド掘進機
10 スキンプレート
11 カッタヘッド
12 シールドジャッキ
120 シリンダ(基部)
121 ロッド
122 スプレッタ
13 隔壁
2 測量機器
3 保護ボックス
30 底板
31 天板
32 側板
33 固定ネジ
4 水平維持装置
40 基板
41 上部支軸
42 下部支軸
43 上部球体
430 回転抑制リブ
44 下部球体
440 回転抑制リブ
45 前部挟持板
46 後部挟持板
47 連結ネジ
48 スプリング
49 締付装置
50 マグネット
51 上部嵌合凹部
52 下部嵌合凹部
100 掘削坑
101 セグメント
102a,102b ターゲット
1 Shield excavator 10 Skin plate 11 Cutter head 12 Shield jack 120 Cylinder (base)
121 Rod 122 Splitter 13 Bulkhead 2 Surveying equipment 3 Protective box 30 Bottom plate 31 Top plate 32 Side plate 33 Fixing screw 4 Horizontal maintenance device 40 Board 41 Upper support shaft 42 Lower support shaft 43 Upper sphere 430 Rotation suppression rib 44 Lower sphere 440 Rotation suppression rib 45 Front clamping plate 46 Rear clamping plate 47 Connection screw 48 Spring 49 Tightening device 50 Magnet 51 Upper fitting recess 52 Lower fitting recess 100 Excavation hole 101 Segments 102a, 102b Target

Claims (6)

推進ジャッキを備えたトンネル掘削機の測量装置であって、
位置が既知である基準点を視準することにより自身の位置を検出し、前記トンネル掘削機を測量する測量機器を有し、
前記推進ジャッキは、前記トンネル掘削機とともに前進する基部と、該基部に対して伸縮し、伸長時に、掘削坑内に構築された既設のセグメントを後方へ押圧する押圧部とを備えており、
前記測量機器は、前記押圧部に設置されている
ことを特徴とするトンネル掘削機の測量装置。
A surveying device for a tunnel excavator equipped with a propulsion jack,
It has a surveying device that detects its own position by sighting a reference point whose position is known and surveys the tunnel excavating machine,
The propulsion jack includes a base that moves forward together with the tunnel excavator, and a pressing part that expands and contracts with respect to the base and presses an existing segment built in the excavation shaft backwards when extended,
The surveying device for a tunnel excavator is characterized in that the surveying device is installed in the pressing section.
前記押圧部は、後端に既設のセグメントに当接するスプレッタを備えており、
前記測量機器は、前記スプレッタに設置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のトンネル掘削機の測量装置。
The pressing part includes a spreader at the rear end that comes into contact with the existing segment,
The surveying device for a tunnel excavator according to claim 1, wherein the surveying device is installed on the spreader.
前記測量機器は、前記押圧部に水平維持装置を介して吊り下げられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトンネル掘削機の測量装置。
The surveying device for a tunnel excavator according to claim 1 or 2, wherein the surveying device is suspended from the pressing portion via a leveling device.
前記水平維持装置は、
前記押圧部に取り付けられる基板と、該基板から下方へ延びる上部支軸と、該上部支軸と同軸上に設けられた下部支軸と、前記上部支軸の下端部及び前記下部支軸の上端部にそれぞれ設けられた上部球体及び下部球体と、前記上部球体及び下部球体を前後から揺動可能に挟む前部挟持板及び後部挟持板とを備えている
ことを特徴とする請求項3に記載のトンネル掘削機の測量装置。
The horizontal maintenance device is
A substrate attached to the pressing part, an upper support shaft extending downward from the substrate, a lower support shaft provided coaxially with the upper support shaft, a lower end of the upper support shaft, and an upper end of the lower support shaft. Claim 3, further comprising an upper spherical body and a lower spherical body respectively provided in the upper spherical body and a lower spherical body, and a front clamping plate and a rear clamping plate that sandwich the upper spherical body and the lower spherical body so as to be able to swing from the front and back. tunnel boring machine surveying equipment.
前記上部球体及び下部球体の外面に、前記上部支軸及び下部支軸を中心とする前記前部挟持板及び後部挟持板の回転を規制する回転抑制リブが形成されている
ことを特徴とする請求項4に記載のトンネル掘削機の測量装置。
A claim characterized in that rotation suppressing ribs are formed on the outer surfaces of the upper sphere and the lower sphere to restrict rotation of the front clamping plate and the rear clamping plate about the upper support shaft and the lower support shaft. A surveying device for a tunnel excavator according to item 4.
前記押圧部に水平維持装置を介して保護ボックスが吊り下げられ、該保護ボックス内に前記測量機器が設置されている
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5のうちいずれか1項に記載のトンネル掘削機の測量装置。
According to any one of claims 3 to 5, a protection box is suspended from the pressing portion via a horizontal maintenance device, and the surveying instrument is installed within the protection box. tunnel boring machine surveying equipment.
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