(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削するカッター要素と、カッター要素を保持するシールド筒体とを備えたシールド掘進機によって地中を掘進する際に、前記シールド掘進機の進行方向にある磁性を有する地中障害物を、磁気センサーによって検知する地中障害物磁気探査方法であって、
前記磁気センサーとして、検知可能半径ｒの磁気センサーを用い、
前記カッター要素を停止した前記シールド掘進機のシールド筒体内から、該シールド掘進機の進行方向の地盤に、長尺な棒を挿入可能な探査孔を２以上の複数箇所に形成し、且つ、前記複数の探査孔を、それぞれ少なくとも１つの他の探査孔との距離Ｒが、ｒ＜Ｒ＜２ｒを満たすように形成し、
１つの前記探査孔に、先端に前記磁気センサーを取り付けた長尺な探査棒を挿入し、前記挿入方向における探査範囲の全位置について、前記磁気センサーが磁気反応することで得られる第１の情報を取得する、先の磁気探査工程と、
前記先の磁気探査工程の後に、前記探査棒を、先の磁気探査工程を行った探査孔から距離Ｒの位置の地盤に形成された他の探査孔に挿入し、前記挿入方向における探査範囲の全位置について、前記磁気センサーが磁気反応することで得られる第２の情報を取得する、後の磁気探査工程と、
前記先の磁気探査工程の前記第１の情報と前記後の磁気探査工程の前記第２の情報から、前記地中障害物の位置が、前記シールド掘進機が進行する進路内にあるか進路外にあるかを判断する位置検知工程を有することを特徴とする、地中障害物磁気探査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の地中障害物磁気探査方法において、前記複数の探査孔は、前記シールド掘進機のカッター要素の外周に沿った位置に形成されることを特徴とする、地中障害物磁気探査方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地中障害物磁気探査方法において、前記探査孔を、パイプ状の非磁性体ケーシングを用いたボーリングにより形成することを特徴とする、地中障害物磁気探査方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の地中障害物磁気探査方法において、前記探査孔を、パイプ状の磁性体ケーシングを用いたボーリングにより削孔し、該磁性体ケーシングを引抜いた後に、パイプ状の非磁性体ケーシングを挿入して形成することを特徴とする、地中障害物磁気探査方法。
【請求項５】
請求項３において、探査棒を挿入して行う磁気探査工程は、前記探査孔の両端から距離ｒより離れた孔内を探査することを特徴とする、地中障害物磁気探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下トンネル等をシールド掘進機によって掘削する際に、シールド掘進機の進行方向の地中にある障害物の位置を探知する、地中障害物磁気探査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中には、道路、鉄道、電気、ガス、上下水道、電信などの多くの設備に係る地下構造物が輻輳している。前記地下構造物築造時には、仮設としての土留め杭やシートパイルなどが用いられ、これらが地中に残されている場合がある。
【０００３】
ここで、新たな地下トンネル等を構築するため、地中においてシールド掘進機による掘削を行う場合には、既存の地下構造物の位置から前記地中に残された仮設としての土留め杭やシートパイルなどの地中残置物の存在の可能性を予測し、地上から垂直に磁気センサー等による探査を行う事前調査が行われるが、掘削位置の上方が河川である場合や、交通渋滞の激しい場所であるなど、地上からの事前調査が行えない場合もあり、地上からの事前調査によって全ての地中残置物が把握できるものではない。
【０００４】
しかし、シールド掘進機の掘進が予想外の地中残置物に遭遇すると、当該地中残置物を除去するために掘進が中断されるだけでなく、地中残置物に接触してシールド掘進機が破損した場合には、更に大幅な工期および工程の延長を招く虞がある。そのため、シールド掘進機の進路にある地中残置物の位置を正確に把握することが求められている。
【０００５】
そこで、シールド掘進機の前方に検知装置を設け、シールド掘進中に地中残置物を検知するシールド掘進機が開発されている。例えば、特許文献１には、シールド掘削機の前端の上部に設けられたムーバブルフードが障害物に当たったことを検知する検知装置が開示されている。特許文献２には、電磁波による埋設物探査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２９８７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２３２４号公報
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の検知装置は、ムーバブルフードが地中残置物に直接当たった時に、当該地中残置物を障害物として検知するため、シールド掘進機が地中残置物の直前に来るまで検知することができない。また、特許文献２に記載の埋設物探査装置のような電磁波による検知方法はコストが高く、また、シールド掘進機前端への取り付けが困難な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明の課題は、シールド掘進機による掘削前に、該シールド掘進機の進路における地中障害物の有無を、構造簡単且つ低コストで探査することができる地中障害物磁気探査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る地中障害物磁気探査方法は、地盤を掘削するカッター要素と、カッター要素を保持するシールド筒体とを備えたシールド掘進機によって地中を掘進する際に、前記シールド掘進機の進行方向にある磁性を有する地中障害物を、磁気センサーによって検知する地中障害物磁気探査方法であって、前記磁気センサーとして、検知可能半径ｒの磁気センサーを用い、前記カッター要素を停止した前記シールド掘進機のシールド筒体内から、該シールド掘進機の進行方向の地盤に、長尺な棒を挿入可能な探査孔を２以上の複数箇所に形成し、且つ、前記複数の探査孔を、それぞれ少なくとも１つの他の探査孔との距離Ｒが、ｒ＜Ｒ＜２ｒを満たすように形成し、先端に前記磁気センサーを取り付けた長尺な探査棒を挿入して行うものである。  
そして、この先の磁気探査工程の後に、前記探査棒を、先の磁気探査工程を行った探査孔から距離Ｒの位置の地盤に形成された他の探査孔に挿入して後の磁気探査工程を行い、前記先の磁気探査工程と後の磁気探査工程の結果から、前記地中障害物の位置を判断する位置検知工程を有することを特徴とするものである。
【００１０】
磁気センサーによる探査は、障害物に直接接触することなく、その存在および該障害物との距離を検知することができる、すなわち、間接方式の探査である。磁気センサーは、その検知可能範囲内に磁性を有するもの（障害物）がある場合に反応を示す。  
間接方式の探査方法としては電磁波による探査方法があり、測定した波形パターンを処理することによって地中の状況を画像化することが可能であるが、コストが高い上、シールド掘進機においては、その進路方向、すなわち、前方の探査に適した装置取り付け位置の確保が困難である。
【００１１】
一方、本発明に用いる磁気センサーによる探査では、前述のように、検知可能範囲（例えばｒとする）内に磁性を有する障害物、すなわち、土留め杭やシートパイル等があれば反応を示し、その反応パターンや強度等によって前記磁気センサーとの間の距離を測ることができる。このような磁気センサーとしては、パーマロイなど高透磁率材をコアとした極低周波を増幅するプリアンプとから構成されている磁気センサー、例えば、両コイル型磁気傾度計や、フラックスゲート型磁力計等の公知の磁気センサーを用いることができる。
【００１２】
本発明における磁気センサーによる探査機構について、図１〜図３を用いて以下に説明する。前記磁気センサーによる探査は、地盤Ｇに長尺な棒を挿入可能な探査孔１０を形成し、前記探査孔１０に、先端に前記磁気センサー１を取り付けた長尺な探査棒１１を挿入して行う（図３）。図１および図２は、磁気センサーによる探査機構を説明する図であり、磁気センサーの長尺方向に対する垂直断面図である。
【００１３】
まず、一つの磁気センサー１によって磁気探査を行った場合について、図１を用いて説明する。磁気センサー１による「先の磁気探査工程」を行い、磁気センサー１から距離ｒ１の位置に磁性体障害物２があるという磁気反応があった場合、図１（Ａ）のように磁性体障害物２がある可能性と、図１（Ｂ）のように磁性体障害物２がある可能性の二つがある。  
このように、磁気センサー１による一度の測定だけでは、当該磁気センサーに対してどの方向に障害物があるのかという位置関係を特定できない。
【００１４】
ここで、前記磁性体障害物２が図１（Ａ）の位置か図１（Ｂ）の位置のいずれにあるのかを判断するため、前記磁気センサー１による「先の磁気探査工程」に続いて、「後の磁気探査工程」を行うことによって判断することができる（図２）。  
「後の磁気探査工程」は、磁気センサー１との距離Ｒが、ｒ＜Ｒ＜２ｒを満たす位置に磁気センサー４を配置して行う。すなわち、磁気センサー４による検知可能範囲（符号５の点線の円）が、磁気センサー１の検知可能範囲（符号３の点線の円）に重なるようにして探査を行う。
【００１５】
前記「後の磁気探査工程」を行い、磁気センサー４に磁気反応が無ければ、磁性体障害物２は図２（Ａ）の位置にあると言える。また、磁気センサー４から距離ｒ２の位置に磁性体障害物２があるという反応があれば、該磁性体障害物２は図２（Ｂ）の位置にある可能性が高いと言える。
【００１６】
尚、説明を分かり易くするために、磁気センサーに異なる符合を付して説明したが、一つの磁気センサーを用い、先の磁気探査工程を行った後の磁気センサーを、後の磁気探査工程に用いることができるのはもちろんである。
【００１７】
本態様によれば、前記シールド掘進機のシールド筒体内から、該シールド掘進機の進行方向の地盤に、長尺な棒を挿入可能な探査孔を２以上の複数箇所に形成し、磁気センサーによる探査によって、シールド掘進機の進路における地中障害物の有無を検知することができる。磁気センサーを用いた探査装置は、電磁波を用いた探査装置よりも構造簡単且つ低コストで導入可能である。また、地盤に探査孔を形成すると同時に、当該地盤の性状調査を行うことが可能であり、高効率に作業を行うことができる。
【００１８】
本発明の第２の態様に係る地中障害物磁気探査方法は、第１の態様において、前記複数の探査孔は、前記シールド掘進機のカッター要素の外周に沿った位置に形成されることを特徴とするものである。
【００１９】
シールド掘進機の進路の妨げになる地中障害物としては、先に構築された地下構造物の仮設の土留め杭やシートパイルなどの残存物が挙げられる。通常、新たな地下構造物を構築する場合、先に構築された地下構造物に影響のない離れた位置に築造されることから、一般的に、前記残存物のような地中障害物は、シールド掘進機のカッター要素の縁近傍に接触する可能性が高い。
【００２０】
本態様によれば、第１の態様と同様の作用効果に加え、シールド掘進機の進路を妨げる障害物の探査を、効率よく行うことができる。特に、新たな地下構造物を、先に構築された地下構造物の更に下方に構築する場合には、カッター要素の上方側の外周に探査孔を設けることが好ましい。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る地中障害物磁気探査方法は、第１の態様または第２の態様において、前記探査孔を、パイプ状の非磁性体ケーシングを用いたボーリングにより形成することを特徴とするものである。
【００２２】
本態様によれば、探査孔の形成するボーリングに用いるパイプ状のケーシングとして、非磁性体に分類されるＳＵＳ（ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１８等）などで形成されたケーシングを用いるので、前記ボーリングを行った後、直ぐに磁気センサーによる磁気探査を行うことができる。
【００２３】
本発明の第４の態様に係る地中障害物磁気探査方法は、第１の態様または第２の態様において、前記探査孔を、パイプ状の磁性体ケーシングを用いたボーリングにより削孔し、該磁性体ケーシングを引抜いた後に、パイプ状の非磁性体ケーシングを挿入して形成することを特徴とするものである。
【００２４】
前述した非磁性体の材料で形成された非磁性体のケーシングは、硬い地盤の掘削に対する強度が不足する場合がある。  
本態様によれば、硬い地盤に対して鋼材等の硬い材料で形成された磁性体ケーシングを用いてボーリングにより削孔し、該磁性体ケーシングを引抜いて非磁性体ケーシングに差し替えることにより、磁気探査に影響のない非磁性体の探査孔を形成することができる。
【００２５】
本発明の第５の態様に係る地中障害物磁気探査方法は、第３の態様において、探査棒を挿入して行う磁気探査工程は、前記探査孔の両端から距離ｒより離れた孔内を探査することを特徴とするものである。
【００２６】
ボーリングに用いるパイプ状のケーシングの先端には、地盤掘削用のビットが接続されている。該地盤掘削用のビットは、通常、鋼等の磁性体で形成されている。また、シールド掘進機におけるカッター要素も、鋼等の磁性体で形成されている。したがって、鋼製のビットやカッター要素と、前記磁気センサーとの距離が検知可能半径ｒより近いと、当該ビットやカッター要素が磁気センサーに反応してしまう。  
本態様によれば、第３の態様と同様の効果に加え、該非磁性体ケーシングの先端に用いられる磁性体のビットやカッター要素の影響のない範囲を探査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】１つの磁気センサーによる探査機構を説明する図であり、磁気センサーの長尺方向に対する垂直断面図である。
【図２】本発明に係る地中障害物磁気探査方法における磁気センサーによる探査機構を説明する図であり、磁気センサーの長尺方向に対する垂直断面図である。
【図３】地盤に対して行う磁気センサーによる地中障害物磁気探査方法を説明する概略図である。
【図４】本発明に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機の一例を示す側面図である。
【図５】本発明に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機のカッター要素の一例を示す平面図である。
【図６】図４における地盤ＧのＩ−Ｉ断面図である。
【図７】非磁性体のケーシングを用いたボーリングにより形成した探査孔における磁気探査を説明する図である。
【図８】本発明に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機の他の一例を示す側面図である。
【図９】図８におけるII−II断面（実線部分）およびIII−III断面（点線部分）を示す図である。
【図１０】図４における地盤ＧのＩ−Ｉ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る地中障害物磁気探査方法について実施例を挙げて説明する。  
図４は、本発明に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機の一例を示す側面図、図５は本発明に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機のカッター要素の一例を示す平面図である。
【００２９】
［実施例１］
本発明の地中障害物磁気探査方法は、地盤Ｇを掘削するカッター要素２１と、カッター要素２１を保持するシールド筒体２２とを備えたシールド掘進機２０によって地中を掘進する際に、該シールド掘進機２０の進行方向にある磁性を有する地中障害物（先に構築された地下構造物の仮設の土留め杭やシートパイルなどの地中残存物）を磁気センサー１によって検知するものである。
【００３０】
まず、本発明の地中障害物磁気探査方法に用いる機器について説明する。  
シールド掘進機２０としては、密閉式掘進機等の公知のシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機２０は、密閉式掘進機に限られるものではなく、開放式掘進機を用いることもできる。前記シールド掘進機２０の前面のカッター要素２１は、その前面にカッタービット２４を備え、カッターモーター２３等の駆動手段によって駆動するように構成されている。  
シールド筒体２２の内部には、地盤Ｇを掘削した土砂をシールド掘進機の進行方向の後方へ搬出するスクリューコンベア２５が設けられている。
【００３１】
前記カッター要素２１の後方には、シールド筒体２２内への土砂や地下水等の流れ込みを防ぐ隔壁４３が設けられており、当該隔壁４３に後述する探査孔２７の入口となる探査孔口２６が設けられている。該探査孔口２６は、予め前記隔壁４３に形成し、磁気センサーを挿入して行う地中障害物磁気探査を行う際には開口し、シールド掘進を行う際には密閉することができるように構成されていることが好ましい。本実施例では、探査孔口２６にスリーブ管３８とバルブ３９が設けられており、バルブによって前記探査坑口２６の開閉を行うことができる。また、地中障害物磁気探査を行う前に、掘削現場において前記隔壁４３に探査孔口２６を形成してもよい。
【００３２】
複数の探査孔口２６（探査孔口２６ａ、探査孔口２６ｂ、探査孔口２６ｃ、探査孔口２６ｄ、探査孔口２６ｅ）は、図５に示すように前記カッター要素２１の外周に沿って設けられている。  
本実施例においては、図４のように、探査孔２７をカッター要素２１の面に対してほぼ垂直に形成する場合について説明する。隣り合う探査孔口２６同士（例えば探査孔口２６ａと探査孔口２６ｂ、探査孔口２６ｂと探査孔口２６ｃ）の距離は、探査孔口２６を入口として形成される探査孔２７の距離が所定の距離になるように形成されている。この距離については、後述の探査孔２７の形成についての説明において詳述する。
【００３３】
また、前記磁気センサー１としては、検知可能半径ｒ内に磁性を有する障害物、すなわち、土留め杭（Ｈ型鋼）やシートパイル等があれば反応を示し、その反応パターンや強度等によって前記磁気センサーとの間の距離を測ることができるものが用いられる。このような磁気センサーとしては、パーマロイなど高透磁率材をコアとした極低周波を増幅するプリアンプとから構成されている磁気センサー、例えば、両コイル型磁気傾度計や、フラックスゲート型磁力計等の公知の磁気センサーを用いることができる。
【００３４】
次に、本発明に係る地中障害物磁気探査方法について、詳細に説明する。  
まず、シールド掘進機２０の進路の地盤Ｇに、先端に検知可能半径ｒの磁気センサー１を取り付けた長尺な探査棒１１を挿入するための複数の探査孔２７を形成する。探査孔２７の形成は、カッター要素２１を停止した状態のシールド掘進機２０のシールド筒体２２内から行う。
【００３５】
前記探査孔口２６に設けられたスリーブ管３８に、ボーリング機器等を設置可能な場所（例えば、スクリューコンベア２５の後方）からボーリング作業を行うため、延長スリーブ管３６を接続する。延長スリーブ３６にはバルブ３７が設けられている。ボーリングマシン２８によるボーリング時には、該延長スリーブ３６に口元パッカー（図示せず）を取り付けて削孔を行う。
【００３６】
本実施例では、前記探査孔２７を前記隔壁４３の面に対してほぼ垂直に形成する（図３および図４を参照）。したがって、シールド掘進機２０の進路の地盤Ｇ中には、図６に示されるように、前記探査孔口２６に対応する位置に複数の探査孔２７（探査孔２７ａ〜探査孔２７ｅ）が形成される。  
更に、前記探査孔２７は、それぞれ少なくとも１つの他の探査孔との距離Ｒが、ｒ＜Ｒ＜２ｒ（ｒは磁気センサー１の検知可能半径である）を満たすように形成される。
【００３７】
尚、磁気センサー１の検知可能半径ｒの大きさは、シールド掘進機の大きさ、地盤の性状等によって適宜選択することができる。一般的には、検知可能半径ｒが５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度の磁気センサーを用いることができる。検知可能半径ｒが大きいほど、少ない数の探査孔の探査で広い範囲の地盤の探査を行うことができるため、検知可能半径ｒが５０ｃｍ〜１５０ｃｍ程度の磁気センサーを用いることがより好ましい。
【００３８】
本実施例では、探査孔２７ａと探査孔２７ｂ、探査孔２７ｂと探査孔２７ｃ、探査孔２７ｃと探査孔２７ｄ、探査孔２７ｄと探査孔２７ｅ間のそれぞれの距離が、ｒ＜Ｒ＜２ｒを満たす任意の距離Ｒに設定されている。符号２８ａ〜符号２８ｅは、探査孔２７ａ〜探査孔２７ｅに磁気センサー１が挿入されたときの検知可能範囲である。
【００３９】
複数の探査孔２７は、パイプ状のケーシングを用い、公知のボーリングマシン２８によって形成する。本実施例では、先端に削孔用の鋼製ビット３１を備えた非磁性体の材料で形成されたパイプ状のケーシング３０を用いる。前記非磁性体の材料としては、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１８等の非磁性のＳＵＳ材料（オーステナイト系ステンレス鋼）が挙げられる。非磁性体で形成されたケーシング３０を用いることによって、探査孔２７を形成した後、直ぐに磁気センサー１による磁気探査を行うことができる。
【００４０】
尚、前記オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性体であるが、加工を繰り返すことで組織が磁性を帯びる場合があるため、ボーリングを行う前に磁気の有無の確認を行う。
【００４１】
シールド掘進機２０の進行方向に形成される探査孔２７の長さは、該探査孔２７が直線性を保つことができる長さに設定される。前記探査孔２７の長さは、１０〜１５ｍであれば、その直線性を保って掘削することが容易である。前記探査孔２７を形成した後に形成した探査孔２７の孔曲がり測定を行い、その直線性を確認することが好ましい。
【００４２】
各探査孔２７に対して行う磁気探査の操作は以下のようにして行う。  
前記ボーリングにより形成した複数の探査孔２７に、探査棒１１の先端に取り付けられた磁気センサー１を挿入する。その際、前記探査棒１１の先端を、探査孔２７を形成するケーシング３０の最奥端３２まで挿入し、そこから距離ｒだけ前記探査棒を引き戻した位置を磁気探査の開始点３３とし、カッター要素２１から距離ｒの位置を終点３４として探査を行う。すなわち、前記探査孔２７の両端から距離ｒより離れた孔内の範囲３５を探査する（図７）。
【００４３】
これは、ボーリングに用いた非磁性体ケーシング３０の先端の鋼製ビット３１と、鋼材で形成されたカッター要素２１の磁気の影響を避けるためである。  
尚、前記探査棒１１の挿入及び引き戻しは、該探査棒１１を一定速度で移動させることが可能なセンサー昇降機（図示せず）等の距離計を用いて行うことが望ましい。距離計を用いることによって、前記探査孔２７の探査範囲３５のいずれの位置において磁気センサー１が反応したかを正確に知ることができる。
【００４４】
以上のようにして行う磁気探査工程を、探査孔２７ａ〜探査孔２７ｅのそれぞれに対して行う。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、および図１０のように探査孔２７ａ〜探査孔２７ｅが設けられている場合、いずれの探査孔から磁気探査を行っても構わないが、中央の探査孔２７ｃから開始することが好ましい。
【００４５】
例えば、探査孔２７ｂにおける磁気探査工程と、探査孔２７ｃにおける磁気探査工程において磁気反応があり、他の探査孔２７ａ、探査孔２７ｄ、および探査孔２７ｅに磁気反応がない場合、探査孔２７ｂと探査孔２７ｃとの間に磁性体障害物４０があることが判る［図６（Ａ）または図６（Ｂ）を参照］。更に、探査孔２７ｂ（孔内の磁気センサー）から磁性体障害物４０までの距離ｒ３と、探査孔２７ｃから磁性体障害物４０までの距離ｒ４から、該磁性体障害物４０が、図６（Ａ）のようにカッター要素の内側、すなわち、シールド掘進機２０の進路内にあるのか、図６（Ｂ）のようにシールド掘進機２０の進路外にあるのかを判断することができる。  
【００４６】
図６（Ａ）のようにシールド掘進機２０の進路内に磁性体障害物４０があることが検知された場合には、当該地中残置物を除去する工事を予め計画することができ、更に、前記シールド掘進機２０が不用意に磁性体障害物４０にぶつかって破損することを防ぐことができる。
【００４７】
また、図１０の例では、探査孔２７ａにおける磁気探査工程において磁気反応があり、他の探査孔２７ｂ〜探査孔２７ｅには磁気反応がない。このような場合には、シールド掘進機の進路に対し、該シールド掘進機の上方側から突出する磁性体障害物４０はないと判断することができる。
【００４８】
尚、図６（Ａ）のように磁性体障害物４０の端部４１よりも該磁性体障害物４０本体が探査孔２７の近くにある場合には、前記距離ｒ３および距離ｒ４は、探査孔２７から磁性体障害物４０までの水平距離が算出されるが、図６（Ｂ）のように磁性体障害物４０の端部４１の方が探査孔２７に近い場合には、距離ｒ３および距離ｒ４は、磁性体障害物４０の端部４１までの斜距離となる。  
前記磁性体障害物４０本体までの水平距離が算出された場合と、磁性体障害物４０の端部４１までの斜距離が算出された場合では、磁気センサーの磁気反応の波形が異なるため、これによっても磁性体障害物４０の位置を推測することが可能である。
【００４９】
尚、図６（Ａ）のように磁性体障害物４０が存在したときに、前記磁性体障害物４０の下端４１がどのくらいまで下方に延びているかを知りたい場合には、例えば、探査孔２７ｆのように、更に下方の地盤に対して磁気探査工程を行って調べることができる。
【００５０】
例えば、探査孔２７ｆにおける磁気探査工程において磁気反応がなければ、磁性体障害物４０の下端４１はシールド掘進機の進路途中で途切れていることが判る。また、磁性体障害物４０の端部４１を検出する波形が示された場合には、その下端位置をほぼ特定することができる。磁気反応があるが、磁性体障害物４０本体までの水平距離が算出される波形が示された場合には、シールド掘進機の進路を縦断するように磁性体障害物４０が存在することが判る。
【００５１】
磁気探査工程の結果から、シールド掘進機の進路内における磁性体障害物の有無の判断行う位置検知工程は、磁気センサー１による磁気探査データをコンピュータ処理することにより解析することができる。地盤によっては、地盤自体が帯磁しているためにノイズが発生する場合や、種々の周波数の磁気ノイズや電気的ノイズや商業電源によるノイズの影響がでる場合があるが、これらのノイズの影響は、ノイズ除去のデジタルフィルターによって回避することができる。
【００５２】
シールド掘進機２０の進路の妨げになる地中障害物としては、先に構築された地下構造物の仮設の土留め杭（Ｈ型鋼）やシートパイルなどの残存物が挙げられる。通常、新たな地下構造物を構築する場合、先に構築された地下構造物に影響のない離れた位置に築造されることから、一般的に、前記残存物のような地中障害物は、シールド掘進機のカッター要素の縁近傍に接触する可能性が高い。
【００５３】
したがって、複数の探査孔を、前記シールド掘進機２０のカッター要素２１の外周に沿った位置に形成することによって、本発明に係る地中障害物磁気探査方法を、効率よく行うことができる。前記カッター要素２１の外周全周に亘る位置に探査孔２７を設けることも可能であるが、特に、新たな地下構造物を、先に構築された地下構造物の更に下方に構築する場合には、カッター要素２１の上方側の外周に沿った位置に探査孔２７を設けることが効果的である。  
また、できるだけ少ない数の探査孔２７によって、前記カッター要素２１の上方側の外周すべてが検知可能範囲２８ａ〜検知可能範囲２８ｅに含まれるように、複数の探査孔を設けることが好ましい。
【００５４】
［実施例２］
本実施例では、硬質地盤に対して行う地中障害物磁気探査方法について説明する。  
実施例１においては、探査孔２７は、先端に削孔用の鋼製ビット３１を備えた非磁性体の材料で形成されたケーシング３０を用いて直接削孔を行って形成されているが、硬質の地盤に対してボーリングを行う際には、非磁性体の材料で形成されたケーシング３０では強度が不足する場合がある。
【００５５】
このような硬質の地盤に対して探査孔２７を形成する場合には、鋼材等の磁性体で形成されたケーシングを用いたボーリングにより事前に削孔を行い、該磁性体ケーシングを引抜いた後に、パイプ状の非磁性体ケーシングを挿入して形成する。前記磁性体ケーシングを引抜く際には、孔壁を一時的に保持するため、ステップバックで薬液注入を行うことが好ましい。
【００５６】
これにより、硬い地盤に対して探査孔２７を形成できるとともに、磁気探査に影響のない非磁性体の探査孔２７とすることができる。  
本実施例においては、削孔した地盤に非磁性体ケーシングを挿入するので、該非磁性体ケーシングの先端にはビットを設ける必要がない場合がある。また、ビットが必要な場合であっても一度掘削した地盤に対する削孔であるため、鋼製ビットのような強度は必要としない。
【００５７】
したがって、前記非磁性体ケーシングの挿入にはＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１８等の非磁性体で形成されたビットを用いることができる。前記非磁性体で形成されたビットは磁気センサー１によって検知されないので、形成した探査孔２７の最奥端４２から磁気探査を開始することができる。
【００５８】
［実施例３］
本発明に係る地中障害物磁気探査方法の他の例について説明する。  
図８は、実施例３に係る地中障害物磁気探査方法を行う際のシールド掘進機の一例を示す側面図である。実施例１および実施例２では、探査孔２７をカッター要素２１の面に対してほぼ垂直、すなわち、シールド掘進機の進行方向に対して水平に形成した場合について説明した（図４）。  
ここで、探査孔２７は、前述のようにカッター要素２１の外周に設けることが好ましいが、カッター要素２１の後方の筒体の内部は種々の装置が入り組んでおり、図４のような位置からボーリングを行うことが難しい場合がある。
【００５９】
本実施例では、図９のように、隔壁４３に形成する探査孔口５１ａ〜探査孔口５１ｅを、該カッター要素５５の中心により近いところに設け、カッター要素２１の後方に設けられたボーリングマシン５４を用い、該カッター要素５５の外周５３側に近づくように斜めにケーシング５６を挿入してボーリングを行い、形成した探査孔５２に磁気センサー１を挿入した時の検知可能範囲５２が、前記カッター要素５５の外周５３（特に上方側）が通過する部分をカバーするように探査孔５２を形成する。図９において、実線部分は図８のII−II断面であり、点線部分はIII−III断面である。
【００６０】
これによって、シールド掘進機６０内から行う探査孔５０の形成作業が容易になり、効率的に地中障害物の磁気探査を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１  磁気センサー、  ２  磁性体障害物、
３  磁気センサーの検知可能範囲、  ４  磁気センサー、
５  磁気センサーの検知可能範囲、
１０  探査孔、  １１、  探査棒、
２０  シールド掘進機、  ２１  カッター要素、  ２２  シールド筒体、
２３  カッターモーター（駆動手段）、  ２４  カッタービット、
２５  スクリューコンベア、
２６、２６ａ〜２６ｅ  探査孔口、  ２７、２７ａ〜２７ｆ  探査孔、
２８  ボーリングマシン、
３０  ケーシング、  ３１  鋼製ビット、
４０、磁性体障害物、  ４１  端部、  ４２  探査孔の最奥端、  ４３  隔壁、
５０、５０ａ〜５０ｅ  探査孔、  ５１、５１ａ〜５１ｅ  探査孔口、
５２  ５２ａ〜５２ｅ  磁気センサーの検知可能範囲、
５３  カッター要素の外周、  ５４  ボーリングマシン、
５５  カッター要素、  ５６  ケーシング、
６０  シールド掘進機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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