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公開番号2025169756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2024074821
出願日2024-05-02
発明の名称地山探査装置
出願人国土開発工業株式会社
代理人弁理士法人片山特許事務所
主分類E21D 9/06 20060101AFI20251107BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】地山の状態を正確に探査する。
【解決手段】地山探査装置は、トンネル掘削機100に設置されて地山の強度を探査するための地山探査装置40であって、前記トンネル掘削機の内部に設けられた探査装置本体と、前記探査装置本体に対して出没可能であり、前記トンネル掘削機の外周部から外部に突出可能なロッドと、前記探査装置本体からの前記ロッドの押出力を調整する調整装置と、前記調整装置により調整された第1の押出力により前記ロッドを突出させた後に、前記調整装置により調整され、前記第1の押出力より大きな第2の押出力により前記ロッドを突出させる制御装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル掘削機に設置されて地山の強度を探査するための地山探査装置であって、
前記トンネル掘削機の内部に設けられた探査装置本体と、
前記探査装置本体に対して出没可能であり、前記トンネル掘削機の外周部から外部に突出可能なロッドと、
前記探査装置本体からの前記ロッドの押出力を調整する調整装置と、
前記調整装置により調整された第１の押出力により前記ロッドを突出させた後に、前記調整装置により調整され、前記第１の押出力より大きな第２の押出力により前記ロッドを突出させる制御装置と、を備える地山探査装置。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の押出力を用いて前記地山の空隙量を特定し、前記第２の押出力に基づいて前記地山の安定度を特定する、請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記地山の安定度に基づいて裏込め充填材を前記地山の空隙に投入するタイミングを決定し、前記地山の空隙量に基づいて前記裏込め充填材の投入量を決定する、請求項２に記載の地山探査装置。
【請求項４】
前記探査装置本体と前記ロッドは、前記トンネル掘削機の前端部近傍に設けられる、請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項５】
前記制御装置は、事前に実施した前記地山のボーリングデータに基づいて、前記第１の押出力と前記第２の押出力との少なくとも一方を調整する請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項６】
前記トンネル掘削機の前端部と前記探査装置本体及び前記ロッドとの位置関係を変更する変更装置を備える、請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項７】
前記ロッドには、温度センサ及び水分センサの少なくとも一方が設けられている、請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項８】
前記探査装置本体には、レーザ距離計及び撮像装置の少なくとも一方が設けられている、請求項１に記載の地山探査装置。
【請求項９】
前記レーザ距離計及び前記撮像装置の少なくとも一方に対し、洗浄用の流体を噴射する噴射装置を備える、請求項８に記載の地山探査装置。
【請求項１０】
トンネル掘削機に設置されて地山の強度を探査するための地山探査装置であって、
前記トンネル掘削機に設けられ、前記地山の空隙量及び前記地山の安定度の少なくとも一方を測定する測定装置と、
前記測定装置を前記トンネル掘削機に対して移動させる移動装置と、
前記移動装置を制御して、前記トンネル掘削機と同一速度で前記トンネル掘削機とは反対の方向に前記測定装置を移動させる制御装置と、
を備える地山探査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山探査装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
シールド工法では、シールド機の進行方向前方又はシールド機直上の地山情報を取得しながらトンネルを掘削する。従来、切羽近傍の複数箇所の地山情報を取得し、それら複数の地山情報に基づいて地山の安定度を判定する探査システムが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術によれば、シールド機の上部に設置された上部探査装置、シールド機の内部に設置された前方探査装置、及びカッタヘッドに設置された切削抵抗検出装置それぞれの測定結果に基づいて地山の安定度を判定する。また、上部探査装置は、シールド機の外殻から出没可能で、シールド機の上方に位置する地山に貫入することができ、地山への貫入圧力及び貫入量を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－１９６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の上部探査装置は、シールド機と地山の間における空洞の有無を検出することができず、また、地山が軟弱な場合、上部探査装置のロッドが地山に貫入する際に圧力が発生せず、ロッドが停止しないことがあり、貫入圧力や貫入量を正確に計測できない可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、地山の状態を正確に探査することができる地山探査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の地山探査装置は、トンネル掘削機に設置されて地山の強度を探査するための地山探査装置であって、前記トンネル掘削機の内部に設けられた探査装置本体と、前記探査装置本体に対して出没可能であり、前記トンネル掘削機の外周部から外部に突出可能なロッドと、前記探査装置本体からの前記ロッドの押出力を調整する調整装置と、前記調整装置により調整された第１押出力により前記ロッドを突出させた後に、前記調整装置により調整され、前記第１押出力より大きな第２の押出力により前記ロッドを突出させる制御装置と、を備える。
【０００８】
本発明の第２の地山探査装置は、トンネル掘削機に設置されて地山の強度を探査するための地山探査装置であって、前記トンネル掘削機に設けられ、前記地山の空隙量及び前記地山の安定度の少なくとも一方を測定する測定装置と、前記測定装置を前記トンネル掘削機に対して移動させる移動装置と、前記移動装置を制御して、前記トンネル掘削機と同一速度で前記トンネル掘削機とは反対の方向に前記測定装置を移動させる制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の地山探査装置によれば、地山の状態を正確に探査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１の実施形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す断面図である。
図２は、カッタヘッドを＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）は、地山探査装置及びその近傍を拡大して、一部断面して示す図である。
図４は、第１の実施形態に係るトンネル掘削機の制御系を示すブロック図である。
図５（ａ）は、ボーリングデータテーブルを示す図であり、図５（ｂ）は、押出力テーブルを示す図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）の各地点について説明するための図である。
図６は、トンネル掘削機の動作について示すフローチャート（その１）である。
図７は、トンネル掘削機の動作について示すフローチャート（その２）である。
図８（ａ）、図８（ｂ）は、トンネル掘削機を用いた１セグメント分の掘進について説明するための図（その１）である。
図９は、トンネル掘削機を用いた１セグメント分の掘進について説明するための図（その２）である。
図１０（ａ）は、通常の空隙を示す図であり、図１０（ｂ）は、通常の空隙よりも大きい空洞の例を示す図である。
図１１は、第１の実施形態の変形例に係る制御系を示すブロック図である。
図１２（ａ）は、第２の実施形態に係る第１の地山探査装置を示す図であり、図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係る第２の地山探査装置を示す図である。
図１３は、第３の実施形態に係る地山探査装置及びＸ駆動機構を示す図である。
図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、図１３の地山探査装置を用いた処理を説明するための図である。
図１５は、第３の実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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