JP2002146829A - 地中連続壁掘削機の位置検出装置 - Google Patents
地中連続壁掘削機の位置検出装置Info
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Abstract
易にする。また、狭隘な現場や上空に余裕のない現場等
においても位置検出装置の設置を可能にする。 【解決手段】 地上に設置されたベース部7に、上端部
を支点として揺動自在に支持された計測ロッド3と、計
測ロッドの下端部に一端を接続され計測ロッドの下端部
から掘削機1に至る測定用ワイヤ6と、測定用ワイヤの
他端側を巻き取ることで測定用ワイヤに対して一定の張
力を付与可能なウインチ8とを備え、計測ロッドの傾斜
角と、測定用ワイヤのウインチからの送り出し長さとか
ら掘削機の位置を算出する地中連続壁掘削機の位置検出
装置10である。ウインチ8が掘削機1に設けられてい
る。また、計測ロッド3上端部の水平面内における位置
を検出するためのGPS受信機12が備えられている。
ベース部7がガイドウォール11に溶接されている。
Description
壁掘削機を吊り降ろして、垂直に掘り進める際に、その
進路を制御するために、前記掘削機の位置を検出する地
中連続壁掘削機の位置検出装置に関する。
ような地中連続壁掘削機1(たとえば、水平多軸型ドラ
ムカッター式掘削機)により地盤の掘削が行われる。こ
の掘削機1は、クローラクレーン2等によりワイヤ2A
で吊り下げられ、地盤を下方に掘り進んでいくものであ
る。このような掘削機1により地盤の掘削を行う場合に
は、掘削機1の進行方向が鉛直方向より多少ずれる可能
性があるので、掘削機1の水平変位量を、例えば図5に
示すような位置検出装置20によりリアルタイムで計測
し、その計測結果に基づいて掘削機1の進路を制御する
のが一般的である。
掘削溝9を間に挟むようにして地上部に対向配置された
一対の精度管理架台21,21と、これら精度管理架台
21の各々に設けられた計測ロッド3と、計測ロッド3
を揺動自在に支持するジンバルユニット4と、計測ロッ
ド3の下端部に一端を接続され計測ロッド3の下端部か
ら掘削機1の滑車23を介して地上部へと至る測定用ワ
イヤ6と、測定用ワイヤ6の他端側を巻き取ることで測
定用ワイヤ6に一定の張力を付与可能なウインチ22
と、計測ロッド3の傾斜角を測定する傾斜計5と、ウイ
ンチ22より送り出された測定用ワイヤ6の長さから掘
削機1の深度を計測する深度計測器(図示省略)とを備
えている。また、位置検出装置20には、傾斜計5によ
り測定された各計測ロッド3の傾斜角と深度計測器によ
り計測された掘削機1の深度との関係から掘削機1の位
置を演算し、その演算結果を出力する制御装置(図示省
略)が備えられている。制御装置は、クローラクレーン
2等のベースマシン内に設けられ、計測ロッド3、ジン
バルユニット4、ウインチ22、傾斜計5及び深度計測
器は、各精度管理架台21にそれぞれ設けられている。
0では、上述したように、各精度管理架台21にウイン
チ22等が設けられていたので、精度管理架台21自体
が大きく重いものとなり、精度管理架台21を移設す
る際の作業性が悪い(例えば、クレーン等が必要とな
る)、精度管理架台21を設置するのに広いスペース
が必要となる、等の問題点があった。そのため、例え
ば、狭隘な現場や、上空に余裕のない現場(つまり、ク
レーンを使用できない現場)等においては、精度管理架
台21を設置できない場合もあった。また、掘削機1の
位置を精度良く測定するには、大きく重い精度管理架台
21を予め決められた位置に正確に設置する必要があ
り、それには、非常に手間と時間がかかるという問題点
があった。また、掘削位置に応じて精度管理架台21の
設置位置を移動させなければならないので、掘削位置が
変わる毎に、上記のような問題点が生じることとなって
いた。
検出装置の設置を容易にすると共に、狭隘な現場や上空
に余裕のない現場等においても位置検出装置の設置を可
能にすることである。
め、請求項1記載の発明は、例えば、図1に示すよう
に、地上から吊り降ろされて略垂直下方に掘り進む地中
連続壁掘削機1を用いて掘削を行うに際し、地上に設置
されたベース部7に、上端部を支点として揺動自在に支
持された計測ロッド3と、前記計測ロッドの下端部に一
端を接続され前記計測ロッドの下端部から前記掘削機に
至る測定用ワイヤ6と、前記測定用ワイヤの他端側を巻
き取ることで前記測定用ワイヤに対して一定の張力を付
与可能なウインチ8とを備え、前記計測ロッドの傾斜角
と、前記測定用ワイヤの前記ウインチからの送り出し長
さ及び前記掘削機を吊り下げる装置に設けられて前記掘
削機の深度を計測する深度計測装置の測定値のうちの少
なくとも一方とから前記掘削機の位置を算出する地中連
続壁掘削機の位置検出装置10であって、前記ウインチ
を前記掘削機に設けたことを特徴とする。
掘削機に設けるようにしたので、従来の精度管理架台な
どと比べて、地上に設置される部分(ベース部)を小型
で軽量なものとすることができる。したがって、位置検
出装置を設置する際の作業性が良くなり、位置検出装置
を設置するのに手間や時間がかからなくなる。また、例
えば、狭隘な現場や、上空に余裕のない現場等において
も、位置検出装置の設置が可能になる。また、例えば、
複数箇所で同時に掘削が行われる場合においても、他の
掘削の妨げにならないように、位置検出装置を設置する
ことができる。
中連続壁掘削機の位置検出装置において、前記計測ロッ
ド上端部の水平面内における位置を検出するロッド位置
検出手段を備えることを特徴とする。
上端部の水平面内における位置をロッド位置検出手段が
検出するので、計測ロッド上端部の水平面内における位
置を位置決めするのが容易となる。ここで、ロッド位置
検出手段としては、例えば、請求項3記載の発明のよう
に、GPS受信機で受信した情報から、計測ロッド上端
部の水平面内における位置を算出するものや、予め設定
した基準位置と計測ロッド上端部の相対位置をセンサ等
で測定し、この測定結果から計測ロッド上端部の水平面
内における位置を算出するものなどが挙げられる。
中連続壁掘削機の位置検出装置において、例えば、図1
及び図3に示すように、前記ロッド位置検出手段は、前
記計測ロッド3上端部と一体に移動可能な状態で設けら
れ、GPS衛星及びGPS基準局13から送信される情
報を受信可能なGPS受信機12と、前記GPS受信機
で受信した情報から、前記ロッド上端部の水平面内にお
ける位置を演算し、その演算結果を出力する演算手段
(例えば、制御装置15など)と、を備えることを特徴
とする。
機で受信した情報から、計測ロッド上端部の水平面内に
おける位置を算出するようにしたので、計測ロッド上端
部の水平面内における位置を正確かつ容易に認識できる
ようになる。
中連続壁掘削機の位置検出装置において、例えば、図3
に示すように、前記演算結果が予め設定された基準位置
と一致するか否かを判定する判定手段(例えば、制御装
置15など)と、前記判定手段により、前記演算結果が
前記基準位置と一致しないと判定された場合に、前記計
測ロッド3上端部の水平面内における位置にずれが生じ
ていることを報知する報知手段(例えば、表示装置16
など)と、を備えることを特徴とする。
よる演算結果が予め設定された基準位置と一致しない場
合に、計測ロッド上端部の水平面内における位置にずれ
が生じていることを報知するようにしたので、計測ロッ
ド上端部の水平面内における位置にずれが生じている状
態のままで、掘削機の位置検出が行われることを防止す
ることができる。したがって、掘削機の位置検出の信頼
性を高めることができる。ここで、報知手段としては、
表示装置でどの程度一致しないかを数値で示す。かつ、
スピーカ、ランプなど、計測ロッド上端部の水平面内に
おける位置にずれが生じていることを報知することがで
きれば、如何なる形態の報知手段であってもよい。
れかに記載の地中連続壁掘削機の位置検出装置におい
て、例えば、図1に示すように、前記計測ロッド上端部
の水平面内における位置を調整可能なロッド位置調整手
段(例えば、ジンバルユニット4など)を備えることを
特徴とする。
設置後であっても、計測ロッド上端部の水平面内におけ
る位置を調整することができる。したがって、計測ロッ
ド上端部の水平面内における位置を調整するのが容易と
なる。また、例えば、計測ロッド上端部の水平面内にお
ける位置にずれが生じていることが判明した場合には、
ベース部の設置後であっても、そのずれを簡単に解消で
きる。ここで、ロッド位置調整手段は、例えば、計測ロ
ッドを取付可能なロッド取付部と、このロッド取付部を
X軸方向及びY軸方向(水平面内の互いに直交する方
向)に沿って移動させることが可能であると共にロッド
取付部を所望位置で移動不能に固定可能なスライドテー
ブルと、を備えて構成される。
れかに記載の地中連続壁掘削機の位置検出装置におい
て、例えば、図2に示すように、前記ベース部7をガイ
ドウォール11に固定したことを特徴とする。
ガイドウォールに固定したので、掘削途中などにベース
部の設置位置がずれることを可及的になくすことができ
る。
の形態を詳細に説明する。
地中連続壁掘削機の位置検出装置の概略構成を示す図で
ある。なお、以下の説明において、構築する連続壁の長
さ方向をX軸方向、連続壁の厚み方向をY軸方向とす
る。
検出装置10は、地上に設置されたベース部7と、上端
部を支点として揺動自在な状態でベース部7に支持され
た一対の計測ロッド3,3と、計測ロッド3の下端部に
一端を接続され各計測ロッド3の下端部から掘削機1に
至る測定用ワイヤ6,6と、測定用ワイヤ6の他端側を
巻き取ることで各測定用ワイヤ6に対して一定の張力
(例えば、100kg重)を付与可能なウインチ8,8
と、測定用ワイヤ6の各ウインチ8からの送り出し長さ
と各計測ロッド3の傾斜角とから掘削機1の位置を算出
する制御装置15(図3)とを備えている。
7を跨ぐ状態で地上部に設置され、その両端部がそれぞ
れガイドウォール11に溶接されている。このベース部
7には、図1及び図3に示すように、本発明に係るロッ
ド位置調整手段として例示する一対のジンバルユニット
4,4、各計測ロッド3のX軸まわりの傾斜角を測定す
るX軸傾斜計5A,5A、各計測ロッド3のY軸まわり
の傾斜角を測定するY軸傾斜計5B,5B、各計測ロッ
ド3上端部の水平面内における位置を検出するためのG
PS受信機12,12等が設けられている。ジンバルユ
ニット4は、計測ロッド3の上端部が取り付けられるロ
ッド取付部4a(図5参照)と、ロッド取付部4aをY
軸方向に移動自在に支持するY軸スライドテーブル4b
(図5参照)と、Y軸スライドテーブル4bをX軸方向
に移動自在に支持するX軸スライドテーブル4c(図5
参照)とを備えている。即ち、ロッド取付部4aをY軸
方向に移動させることによって、計測ロッド3上端部の
水平面内における位置をY軸方向に調整することがで
き、Y軸スライドテーブル4bをX軸方向に移動させる
ことによって、計測ロッド3上端部の水平面内における
位置をX軸方向に調整することができる。初期状態で
は、ウインチ8から送り出される測定用ワイヤ6が鉛直
線に沿って延びるように、計測ロッド3上端部の水平面
内における位置が調整される。また、ロッド取付部4a
は、Y軸スライドテーブル4bに対して、X軸を軸心と
する回動方向に回動自在な状態で保持され、Y軸スライ
ドテーブル4bは、X軸スライドテーブル4cに対し
て、Y軸を軸心とする回動方向に回動自在な状態で保持
されている。つまり、ロッド取付部4aに取り付けられ
た計測ロッド3が、X軸を軸心とする回動方向とY軸を
軸心とする回動方向の各々に、傾倒自在に保持されてい
る。GPS受信機12は、計測ロッド3と共にロッド取
付部4aに取り付けられている。このGPS受信機12
は、GPS衛星(図示省略)及びGPS基準局13から
送信される情報を受信し、この受信した情報を制御装置
15に対して出力するようになっている。このGPS受
信機12と制御装置15によって、本発明に係るロッド
位置検出手段が構成されている。
隔を配してX軸方向に並んだ状態で、掘削機1の上端部
に設置されている。このウインチ8は、防水対策が施さ
れて泥水内においても使用可能なウインチとされる。各
ウインチ8の近傍には、それぞれ深度計測器14(図
3)が設けられている。深度計測器14は、ウインチ8
より送り出された測定用ワイヤ6の長さ等から掘削機1
の深度を計測し、その計測結果を制御装置15に対して
出力するようになっている。なお、クローラクレーン2
にも、掘削機1の深度を計測する深度計測装置(図示省
略)が設けられており、掘削機1の位置検出において、
深度計測装置による計測値を用いることもできる。
sing Unit)、RAM(Random Access Memory)、RO
M(Read Only Memory)等を備えて構成されている。こ
の制御装置15は、図3に示すように、モニタ等の表示
装置16と共に、クローラクレーン2内に設置されてい
る。制御装置15は、各X軸傾斜計5A,5A、各Y軸
傾斜計5B,5B、各深度計測器14,14より出力さ
れる測定値を入力し、その入力した測定値等から、掘削
機1の位置や、掘削機1の水平変位量、掘削機1の傾き
(X軸、Y軸及び鉛直軸まわりの回転角)などを算出
し、その算出結果を表示装置16に表示する。なお、制
御装置15に記憶部を設けて、その記憶部に上記算出結
果や各測定値を記憶したり、或いは通信部を設けて、そ
の通信部から上記算出結果や各測定値を計測室のコンピ
ュータシステムなどに送信したりするようにしてもよ
い。
手段を構成しており、各GPS受信機12,12から出
力される情報(GPS衛星から送信された情報、GPS
基準局13から送信された補正情報)を入力し、その入
力した各情報から各計測ロッド3上端部の水平面内にお
ける位置を演算し、その演算結果を出力する。また、制
御装置15は、本発明に係る判定手段を構成しており、
上記演算結果が予め設定された基準位置(計測ロッド3
上端部が配置されるべき原点位置)と一致するか否かを
判定する。この判定の結果、演算結果が基準位置と一致
しないと判定される場合には、計測ロッド3上端部の水
平面内における位置にずれが生じていることを作業者に
対して報知する。このときの報知方法としては、例え
ば、表示装置16(報知手段)でどの程度一致しないか
を数値で示す。かつ、スピーカ(報知手段)による警告
音の発生、報知ランプ(報知手段)の点灯或いは点滅な
ど、作業者に報知することができれば如何なる形態の報
知方法であってもよい。また、報知する場所は、クロー
ラクレーン2内に限られるものではなく、例えば、計測
室などを含むようにしてもよい。
ついて説明する。
ンチ8,8及び深度計測器14,14等を設置してお
く。また、ジンバルユニット4,4、計測ロッド3,
3、X軸傾斜計5A,5A、Y軸傾斜計5B,5B及び
GPS受信機12,12をベース部7にセットしてお
く。このベース部7の移送には、例えば、小型のクレー
ンやトラック等を用いる。また、深度計測器14,1
4、X軸傾斜計5A,5A、Y軸傾斜計5B,5B及び
GPS受信機12,12の各々と制御装置15とを電気
的に接続された状態としておく。
の深さ(例えば、図1の位置)まで到達したら、各測定
用ワイヤ6の一端を各計測ロッド3の下端に接続し、そ
の状態で、掘削溝7の地上開口部にベース部7を架設す
る。その際に、前述したGPS受信機12,12と制御
装置15とからなるロッド位置検出手段によって、計測
ロッド3上端部の水平面内における位置を検出し、その
検出結果に基づいてベース部7を位置決めする。ベース
部7の位置決めが完了したら、ベース部7の両端部をガ
イドウォール11に溶接することにより、ベース部7を
ガイドウォール11に対して固定する。そして、ベース
部7の固定が完了したら、前述したロッド取付部4aや
Y軸スライドテーブル4bをスライド移動させることに
よって、各計測ロッド3上端部の水平面内における位置
をX軸及びY軸方向に微調整する。これにより、位置検
出装置10の設置が完了となる。
壁掘削機の位置検出装置10によれば、ウインチ8,8
を掘削機1に設けるようにしたので、従来の精度管理架
台21(図5)などと比べて、地上に設置される部分
(ベース部7)を小型で軽量なものとすることができ
る。したがって、位置検出装置10を設置する際の作業
性が良くなり、位置検出装置10を設置するのに手間や
時間がかからなくなる。また、例えば、狭隘な現場や、
上空に余裕のない現場等においても、位置検出装置10
の設置が可能になる。例えば、複数箇所で同時に掘削が
行われる場合においても、他の掘削の妨げにならないよ
うに、位置検出装置10を設置することができる。
に固定するようにしたので、掘削途中などにベース部7
の設置位置がずれることを可及的になくすことができ
る。また、GPS受信機12,12と制御装置15とか
らなるロッド位置検出手段により、計測ロッド3上端部
の水平面内における位置を検出するようにしたので、ベ
ース部7の設置位置を位置決めするのが容易となる。さ
らに、上記検出の結果、計測ロッド3上端部の水平面内
における位置にずれが生じていると判定される場合に
は、その旨の報知を行うようにしたので、計測ロッド3
上端部の水平面内における位置にずれが生じている状態
のままで、掘削機1の位置検出が行われることを防止す
ることができる。したがって、掘削機1の位置検出の信
頼性を高めることができる。また、ジンバルユニット4
によって、計測ロッド3上端部の水平面内における位置
を調整可能としたので、例えば、計測ロッド3上端部の
水平面内における位置にずれが生じていることが判明し
た場合には、ベース部7をガイドウォール11に溶接し
た後であっても、そのずれを簡単に解消できる。
壁掘削機の位置検出装置10に限られるものではなく、
その他の地中連続壁掘削機の位置検出装置にも適用可能
である。例えば、この実施の形態では、ロッド位置調整
手段としてジンバルユニット4を例示したが、計測ロッ
ド3上端部の水平面内における位置を調整することがで
きれば、どのようなものであってもよい。また、ベース
部7の固定方法等も任意であり、その他、具体的な細部
構造等についても適宜に変更可能であることは勿論であ
る。
度管理架台などと比べて、地上に設置される部分を小型
で軽量なものとすることができる。したがって、位置検
出装置を設置する際の作業性が良くなり、位置検出装置
を設置するのに手間や時間がかからなくなる。また、例
えば、狭隘な現場や、上空に余裕のない現場等において
も、位置検出装置の設置が可能になる。また、例えば、
複数箇所で同時に掘削が行われる場合においても、他の
掘削の妨げにならないように、位置検出装置を設置する
ことができる。
上端部の水平面内における位置を位置決めするのが容易
となる。請求項3記載の発明によれば、計測ロッド上端
部の水平面内における位置を正確かつ容易に認識できる
ようになる。請求項4記載の発明によれば、計測ロッド
上端部の水平面内における位置にずれが生じている状態
のままで、掘削機の位置検出が行われることを防止する
ことができる。したがって、掘削機の位置検出の信頼性
を高めることができる。請求項5記載の発明によれば、
計測ロッド上端部の水平面内における位置を調整するの
が容易となる。請求項6記載の発明によれば、掘削途中
などにベース部の設置位置がずれることを可及的になく
すことができる。
削機の位置検出装置の概略構成を示す図である。
である。
御ブロック図である。
て掘削機の位置を検出している状態を示す図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】地上から吊り降ろされて略垂直下方に掘り
進む地中連続壁掘削機を用いて掘削を行うに際し、 地上に設置されたベース部に、上端部を支点として揺動
自在に支持された計測ロッドと、前記計測ロッドの下端
部に一端を接続され前記計測ロッドの下端部から前記掘
削機に至る測定用ワイヤと、前記測定用ワイヤの他端側
を巻き取ることで前記測定用ワイヤに対して一定の張力
を付与可能なウインチとを備え、前記計測ロッドの傾斜
角と、前記測定用ワイヤの前記ウインチからの送り出し
長さ及び前記掘削機を吊り下げる装置に設けられて前記
掘削機の深度を計測する深度計測装置の測定値のうちの
少なくとも一方とから前記掘削機の位置を算出する地中
連続壁掘削機の位置検出装置であって、 前記ウインチを前記掘削機に設けたことを特徴とする地
中連続壁掘削機の位置検出装置。 - 【請求項2】前記計測ロッド上端部の水平面内における
位置を検出するロッド位置検出手段を備えることを特徴
とする請求項1記載の地中連続壁掘削機の位置検出装
置。 - 【請求項3】前記ロッド位置検出手段は、 前記計測ロッド上端部と一体に移動可能な状態で設けら
れ、GPS衛星及びGPS基準局から送信される情報を
受信可能なGPS受信機と、 前記GPS受信機で受信した情報から、前記計測ロッド
上端部の水平面内における位置を演算し、その演算結果
を出力する演算手段と、 を備えることを特徴とする請求項2記載の地中連続壁掘
削機の位置検出装置。 - 【請求項4】前記演算結果が予め設定された基準位置と
一致するか否かを判定する判定手段と、 前記判定手段により、前記演算結果が前記基準位置と一
致しないと判定された場合に、前記計測ロッド上端部の
水平面内における位置にずれが生じていることを報知す
る報知手段と、 を備えることを特徴とする請求項3記載の地中連続壁掘
削機の位置検出装置。 - 【請求項5】前記計測ロッド上端部の水平面内における
位置を調整可能なロッド位置調整手段を備えることを特
徴とする請求項1〜4の何れかに記載の地中連続壁掘削
機の位置検出装置。 - 【請求項6】前記ベース部をガイドウォールに固定した
ことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の地中連
続壁掘削機の位置検出装置。
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JP2000343990A JP3318322B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 地中連続壁掘削機の位置検出装置 |
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