(57)【要約】【課題】埋設管の姿勢変化により角度測定装置が水平面に対して傾斜しても、屈折角度を正確に測定できる掘進機の角度測定装置及び掘進機の推進工法を提案する。【解決手段】埋設管内で略水平に取り付けられる取付け板１１と、この取付け板１１に傾斜角度変更可能に保持された傾斜補正板１２と、この傾斜補正板１２の傾斜角度を測定する傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂと、傾斜補正板１２を水平に角度補正する補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂ及び補正モータ２１Ａ，２１Ｂと、傾斜補正板１２に保持され設計上の敷設ルートに対する屈折角度を測定する屈折角度測定器３１と、この屈折角度測定器３１の固定子３１ａと回動子３１ｂとにそれぞれ取着された一対の測定アーム４２，４４と、これら一対の測定アーム４２，４４のそれぞれの先端部に掛止される伸縮可能な一対の弾性線材であるテグス４６，４８と、を備えて角度測定装置を構成した。【選択図】        図５
2008014738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を掘進する掘進機の後方に埋設管を順次敷設する推進工法における掘進機の位置測定に用いる角度測定装置であって、
上記埋設管内で略水平に取り付けられる取付け板と、この取付け板の下方に傾斜角度変更可能に保持された傾斜補正板と、この傾斜補正板に取り付けられ該傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定器と、この傾斜角度測定器により測定された傾斜角度に基づき上記傾斜補正板を水平に角度補正する補正駆動手段と、前記傾斜補正板に保持され設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定器と、この屈折角度測定器の固定子と回動子とにそれぞれ取着された一対の測定アームと、これら一対の測定アームのそれぞれの先端部に掛止される伸縮可能な一対の弾性線材と、を備えてなることを特徴とする掘進機の位置測定に用いる角度測定装置。
【請求項２】
前記傾斜角度測定器は、前記傾斜補正板の一方向の傾斜角度を測定する一方の傾斜角度測定器と、この一方向の傾斜角度と直交する他方向の傾斜角度を測定する他方の傾斜角度測定器と、を有し、前記補正駆動手段は、前記一方の傾斜角度測定器による測定値に基づき前記傾斜補正板の一方向の傾斜角度を水平に補正する一方の補正駆動手段と、前記他方の傾斜角度測定器による測定値に基づき前記傾斜補正板の他方向の傾斜角度を水平に補正する他方の補正駆動手段と、を備えてなることを特徴とする請求項１記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置。
【請求項３】
前記一方及び他方の補正駆動手段は、前記傾斜補正板に螺合され該傾斜補正板を一方向及び他方向にそれぞれ傾斜させる一方及び他方の補正駆動軸と、これら一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させる一方及び他方の補正モータと、からなり、前記一方及び他方の傾斜角度測定器によるそれぞれの測定値に基づき上記一方及び他方の補正モータにより一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させて、前記傾斜補正板の一方向及び他方向の傾斜角度を水平にそれぞれ補正するようにしたことを特徴とする請求項２記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置。
【請求項４】
前記屈折角度測定器の近傍には、該屈折角度測定器の固定子と回動子とを支承する軸受部に振動を付与可能な発振器が取付けられてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置。
【請求項５】
前記取付け板は、少なくとも天板と側板とを備えてなる枠体の該天板の下面に取付けられ、この枠体には、前記埋設管内を該埋設管の軸線方向に転動するキャスタが配設されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置を前記埋設管内に配設する配設工程と、前記傾斜角度測定器により前記傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定工程と、この測定された傾斜角度に基づき前記傾斜補正板を水平に角度補正する傾斜角度補正工程と、前記屈折角度測定器により設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定工程と、この測定された屈折角度に基づき設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する偏差距離演算工程と、この演算された偏差距離に基づき掘進機が設計上の敷設ルートに復帰すべく該掘進機の掘進方向を修正する屈伸方向修正工程と、前記掘進機の後方に新たな埋設管を敷設する敷設工程と、により所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機を順次掘進させる掘進機の推進工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘進機の位置測定に用いる角度測定装置及び掘進機の推進工法に関し、さらに詳しくは、地中を掘進する掘進機の後方に所定の管路を形成して埋設管を敷設する推進工法における掘進機の位置測定に用いる角度測定装置及び掘進機の推進工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術による掘進機の位置測定に用いる角度測定装置又は掘進機の推進工法としては、埋設管内の任意の位置に水平角度を測定可能な角度センサを有する角度測定装置を設置し、当該角度測定装置に設けられた一対の測定アームと測定対象位置とを弾性線材で結んで、一対の測定アームの相互の回動変位角度により屈折角度を測定するものが知られている。上記角度測定装置は、掘進機の掘進に伴い、埋設管内の任意の位置に順次増設する。この角度測定装置又は角度測定方法においては、埋設管の姿勢変化により角度測定装置の水平度が変化すると、一対の測定アームの回動運動面が水平面に対して傾斜し、一対の測定アームの実際の回動変位角度と水平面上の回動変位角度との差により、測定誤差が生じていた。
【０００３】
そこで、この問題を解決するために例えば、推進工法における掘進機位置の測定方法（特許文献１参照）が知られている。この発明は、前後の継線のなす継線角度を計測する継線角度測定器（実施の形態では、継線角度測定器、一対の回転測定アーム、継線等で構成）を設け、各係留位置から前方への係留器間距離と継線角度から前方への係留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離を算出し、ｘ成分の距離とｙ成分の距離の総和から最も後方の係留位置に対する掘進機の位置を算出するようにし、埋設管のローリングによって発生する継線係留器の前後の継線で作る面の水平面に対する傾き角を検出する傾き検出手段を設け、傾いた状態での前後の継線のなす継線角度の水平面に投影させた投影角度を前記傾き角を用いて算出し、同投影角度を継線角度とみなして係留器間距離のｘ成分の距離とｙ成分の距離を算出する補正を行うようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０９７１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように埋設管の姿勢変化による誤差は、ピッチング角度、ローリング角、アームの位置関係等様々な要因が輻輳して誤差を生じさせるため、全ての要因に対してセンサを用いて数値化したとしても、実験によって相関式を求め、誤差を完全に補正することは困難であり、測定誤差による掘進機の位置測定値に誤差が生じるという問題があった。
【０００６】
また、角度測定装置の水平度が変化することにより、測定アームは、その自重による傾斜下方側への分力が生じ、この分力により測定アームは傾斜下方側へ移動する。この移動により、水平面から見た場合に、測定アームと弾性線材とは角度センサの中心に向かって一直線にならず、上記の測定誤差に加え、さらに測定誤差が増加するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置及び掘進機の推進工法が有する課題を解決するために提案されたものであって、埋設管の姿勢変化により角度測定装置が水平面に対して傾斜しても、水平面内の屈折角度を正確に測定できる新規な掘進機の位置測定に用いる角度測定装置及び掘進機の推進工法を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するため、第１の発明（請求項１記載の発明）に係る掘進機の位置測定に用いる角度測定装置は、地中を掘進する掘進機の後方に埋設管を順次敷設する推進工法における掘進機の位置測定に用いる角度測定装置であって、上記埋設管内で略水平に取り付けられる取付け板と、この取付け板の下方に傾斜角度変更可能に保持された傾斜補正板と、この傾斜補正板に取り付けられ該傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定器と、この傾斜角度測定器により測定された傾斜角度に基づき上記傾斜補正板を水平に角度補正する補正駆動手段と、前記傾斜補正板に保持され設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定器と、この屈折角度測定器の固定子と回動子とにそれぞれ取着された一対の測定アームと、これら一対の測定アームのそれぞれの先端部に掛止される伸縮可能な一対の弾性線材とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
この第１の発明では、取付け板の下方に傾斜角度変更可能に保持された傾斜補正板と、この傾斜補正板に取り付けられ該傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定器と、この傾斜角度測定器により測定された傾斜角度に基づき上記傾斜補正板を水平に角度補正する補正駆動手段とを設けたので、埋設管の姿勢変化により屈折角度測定器及び一対の測定アームが水平面に対して傾斜しても、傾斜角度測定器により測定された傾斜角度に基づき補正駆動手段の作動で傾斜補正板を水平に角度補正して、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することにより、埋設管の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生じないようにすることができる。
【００１０】
すなわち、上記屈折角度測定器の固定子と回動子とにそれぞれ取着された一対の測定アームと、各測定位置とを弾性線材で結んで、一対の測定アームの相互の回動変位角度により屈折角度を測定する際において、一対の測定アームの回動運動面は、上記傾斜補正板の補正により水平面に対して平行状態を維持し、一対の測定アームの実際の回動変位角度と水平面上の回動変位角度とは同一であるから測定誤差が生じず、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器により正確に測定することができる。
【００１１】
また、屈折角度測定器を水平姿勢に維持することができるので、一対の測定アームは、その自重による下方への分力は生じず、下方へ移動することはない。したがって、一対の測定アームと弾性線材とは屈折角度測定器の中心に向かって一直線になり、一対の測定アームの回動運動面が水平状態を維持されることとの相互作用により、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器により正確に測定することができる。そして、屈折角度の測定精度の向上が図れるとともに、設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する際に、従来のように、屈折角度測定器の傾斜角度分を補正する必要がないから、煩雑な補正制御回路を組み入れる必要もない。
【００１２】
なお、この第１発明の補正駆動手段は、後述する第３発明に記載された発明のように、一方及び他方の補正モータにより一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させて、傾斜補正板の一方向及び他方向の傾斜角度を水平にそれぞれ補正する構成に限定されたものではないから、第３発明における構成の他、例えば、リニア機構や空・油圧モータ等の直進作動により傾斜補正板を駆動することができる。また、本発明に係る埋設管（推進管とも称呼される）には筒状の管体のほかに、組合せにより管体を形成するもの（以下、セグメント管という）も含むものである。
【００１３】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）に係る前記傾斜角度測定器は、前記傾斜補正板の一方向の傾斜角度を測定する一方の傾斜角度測定器と、この一方向の傾斜角度と直交する他方向の傾斜角度を測定する他方の傾斜角度測定器とを有し、前記補正駆動手段は、前記一方の傾斜角度測定器による測定値に基づき前記傾斜補正板の一方向の傾斜角度を水平に補正する一方の補正駆動手段と、前記他方の傾斜角度測定器による測定値に基づき前記傾斜補正板の他方向の傾斜角度を水平に補正する他方の補正駆動手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１４】
この第２の発明では、前記傾斜補正板の水平姿勢への角度補正は、一方の補正駆動手段により、前記一方の傾斜角度測定器による測定値に基づき当該傾斜補正板の一方向の傾斜角度を水平に補正し、かつ、他方の補正駆動手段により、前記他方の傾斜角度測定器による測定値に基づき当該傾斜補正板の他方向の傾斜角度を水平に補正するようにしたので、埋設管がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、簡素な構成で傾斜補正板を水平に角度補正して、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することにより、埋設管の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生じないようにすることができる。
【００１５】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）に係る前記一方及び他方の補正駆動手段は、前記傾斜補正板に螺合され該傾斜補正板を一方向及び他方向にそれぞれ傾斜させる一方及び他方の補正駆動軸と、これら一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させる一方及び他方の補正モータとからなり、前記一方及び他方の傾斜角度測定器によるそれぞれの測定値に基づき上記一方及び他方の補正モータにより一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させて、前記傾斜補正板の一方向及び他方向の傾斜角度を水平にそれぞれ補正するようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
この第３の発明では、前記一方及び他方の傾斜角度測定器によるそれぞれの測定値に基づき上記一方及び他方の補正モータにより一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させて、前記傾斜補正板の一方向及び他方向の傾斜角度を水平にそれぞれ補正するようにしたので、埋設管がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、簡素な構成で傾斜補正板を水平に角度補正することができる。
【００１７】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）に係る前記屈折角度測定器の近傍には、該屈折角度測定器の固定子と回動子とを支承する軸受部に振動を付与可能な発振器が取付けられてなることを特徴とするものである。この第４の発明では、前記屈折角度測定器の近傍に、その固定子と回動子とを支承する軸受部に振動を付与可能な発振器が取付けられるようにしたので、前記軸受部の初動摩擦抵抗を減少させて、当該固定子と回動子との外力に対する応答速度を高め、屈折角度の測定精度を向上させることができる。
【００１８】
また、第５の発明（請求項５記載の発明）に係る前記取付け板は、少なくとも天板と側板とを備えてなる枠体の該天板の下面に取付けられ、この枠体には、前記埋設管内を該埋設管の軸線方向に転動するキャスタが配設されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
この第５の発明では、前記取付け板は枠体の天板の下面に取付けられ、この枠体には埋設管内をその軸線方向に転動するキャスタが配設されてなるので、掘進工事の進捗に従い角度測定装置を増設又は撤去する際に、埋設管内を軸線方向に転動させることで容易に目的位置へ移動することができるので、作業時間の短縮を図ることができる。
【００２０】
また、第６の発明（請求項６記載の発明）に係る掘進機の推進工法は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の掘進機の位置測定に用いる角度測定装置を前記埋設管内に配設する配設工程と、前記傾斜角度測定器により前記傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定工程と、この測定された傾斜角度に基づき前記傾斜補正板を水平に角度補正する傾斜角度補正工程と、前記屈折角度測定器により設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定工程と、この測定された屈折角度に基づき設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する偏差距離演算工程と、この演算された偏差距離に基づき掘進機が設計上の敷設ルートに復帰すべく該掘進機の掘進方向を修正する屈伸方向修正工程と、前記掘進機の後方に新たな埋設管を敷設する敷設工程と、により所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機を順次掘進させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
この第６の発明では、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の角度測定装置を埋設管内に配設する配設工程と、傾斜補正板の傾斜角度を測定する傾斜角度測定工程と、傾斜補正板を水平に角度補正する傾斜角度補正工程と、設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定工程と、設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する偏差距離演算工程と、掘進機の掘進方向を修正する屈伸方向修正工程と、新たな埋設管を敷設する敷設工程と、により所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機を順次掘進させるようにしたので、埋設管の姿勢変化により屈折角度測定器及び一対の測定アームが水平面に対して傾斜しても、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することができ、埋設管の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生ずることなく、設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離が正確に把握することができる。
【００２２】
また、所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機を順次掘進させるようにしたので、所定の測定点ごとに設けたそれぞれの角度測定装置により水平面内の屈折角度を測定して、その測定値に基づいて掘進機の位置を修正することができるので、累積誤差が少なく所定の敷設ルートに沿って掘進工事をすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
上記第１の発明では、埋設管の姿勢変化により屈折角度測定器及び一対の測定アームが水平面に対して傾斜しても、傾斜角度測定器により測定された傾斜角度に基づき補正駆動手段の作動で傾斜補正板を水平に角度補正して、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することができるので、傾斜による屈折角度の測定誤差は生じず、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器により正確に測定することができ、屈折角度の測定精度の向上が図れるとともに、屈折角度測定器の傾斜角度分を補正する必要がないから、煩雑な補正制御回路を設ける必要もない。
【００２４】
また、屈折角度測定器を水平姿勢に維持することができるので、一対の測定アームは、その自重による下方への分力は生じず、下方へ移動することはなく、一対の測定アームと弾性線材とは屈折角度測定器の中心に向かって一直線になり、一対の測定アームの回動運動面が水平状態を維持されることとの相互作用により、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器により正確に測定することができる。そして、屈折角度の測定精度の向上が図れるとともに、設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する際に、従来のように、屈折角度測定器の傾斜角度分を補正する必要がないから、煩雑な補正制御回路を組み入れる必要もない。
【００２５】
また、第２の発明では、埋設管がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、簡素な構成で傾斜補正板を水平に角度補正して、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することができるので、埋設管の姿勢変化による屈折角度の測定誤差は生じず、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器により正確に測定することができ、屈折角度の測定精度の向上が図れるとともに、屈折角度測定器の傾斜角度分を補正する必要がないから、煩雑な補正制御回路を設ける必要もない。
【００２６】
また、第３の発明では、前記一方及び他方の傾斜角度測定器によるそれぞれの測定値に基づき上記一方及び他方の補正モータにより一方及び他方の補正駆動軸をそれぞれ回動させて、前記傾斜補正板の一方向及び他方向の傾斜角度を水平にそれぞれ補正するようにしたので、埋設管がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、簡素な構成で傾斜補正板を水平に角度補正することができるとともに、角度測定装置の構成を簡素にし、小型化を図ることができる。
【００２７】
また、第４の発明では、前記屈折角度測定器の近傍に、その固定子と回動子とを支承する軸受部に振動を付与可能な発振器が取付けられるようにしたので、前記軸受部の初動摩擦抵抗を減少させて、当該固定子と回動子との外力に対する応答速度を高め、屈折角度の測定精度を向上させることができる。
【００２８】
また、第５の発明では、取付け板は枠体の天板の下面に取付けられ、この枠体には埋設管内をその軸線方向に転動するキャスタが配設されてなるので、掘進工事の進捗に従い角度測定装置を増設又は撤去する際に、埋設管内を軸線方向に転動させることで容易に目的位置へ移動することができるので、作業時間の短縮により作業能率の向上を図ることができる。
【００２９】
また、第６の発明では、埋設管の姿勢変化により屈折角度測定器及び一対の測定アームが水平面に対して傾斜しても、当該傾斜補正板とともに屈折角度測定器及び一対の測定アームを水平姿勢に維持することができ、埋設管の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生ずることなく、設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離が正確に把握することができるので、掘進機が設計上の敷設ルートに復帰すべく当該掘進機の掘進方向を適正に修正することができる。
【００３０】
また、所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機を順次掘進させるようにしたので、所定の測定点ごとに設けたそれぞれの角度測定装置により水平面内の屈折角度を測定して、その測定値に基づいて掘進機の掘進方向を修正することができるので、累積誤差が少なく所定の敷設ルートに沿って掘進工事をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、この実施の形態に係る掘進機の位置測定に用いる角度測定装置１０は、地中を掘進する掘進機３の後方に埋設管２を順次敷設する推進工法に用いるものであって、図５に示す傾斜補正板１２の傾斜角度を水平に補正する傾斜角度補正部２０と、設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定部３０とで構成される。
【００３２】
これらのうち傾斜角度補正部２０は、埋設管２内で略水平に取り付けられる取付け板１１と、この取付け板１１の下方に保持された傾斜補正板１２と、この傾斜補正板１２に取り付けられた傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂと、前記傾斜補正板１２を水平に角度補正する一方及び他方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと、これら一方及び他方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ回動させる一方及び他方の補正モータ２１Ａ，２１Ｂとを備えてなるものである。また、屈折角度測定部３０は、前記傾斜補正板１２に保持された屈折角度測定器３１と、この屈折角度測定器３１の固定子と回動子とにそれぞれ取着される一対の測定アーム４２，４４と、これら一対の測定アーム４２，４４のそれぞれの先端部に掛止される弾性線材である一対のテグス４６，４８とを備えてなるものである。
【００３３】
まず、本発明の角度測定装置１０が配設される埋設管２を敷設するための構成は、図１に示すように、地中に掘進作業の発進基地である発進立坑１が設けられ、この発進立坑１内には、埋設管２とともに掘進機３を後方から押圧して推進させる推進駆動装置４が配設されている。この推進駆動装置４の前方には、すでに敷設された複数個の埋設管２（図示では３本）と、先端に取付けられた掘削工具の回転により土石類を掘進する掘進機３と、掘削された土石類を排出する複数個の排泥管５（図示では４本）とが配設されている。
【００３４】
前記掘進機３の先端には、掘削工具である複数個のビット３ａが取付けられ、その後方に設けられた回転駆動装置３ｂの回転力により、土石類を掘削する。この掘削された土石類は、掘進機３の前端部から発進立坑１内に連通する複数個の排泥管５内を流通して排出される。この構成において、掘進機３のビット３ａを回転駆動装置３ｂにより回転させるとともに、最後尾の埋設管２の後方を推進駆動装置４により押圧することで、掘進機３の掘削により、これらが一体的に推進される。この掘削により発生した土石類は、掘進機３のビット３ａの背部から、複数個の排泥管５内を流通して発進立坑１内へ回収される。
【００３５】
そして、掘進機３が推進駆動装置４により所定の距離だけ推進するごとに、最後尾の埋設管２の後方に新たな埋設管２が敷設され、その繰返しにより順次増設される。この埋設管２の増設に従い、これら埋設管２の所定位置に配設される後述の角度測定装置１０（図示では２組）も適宜増設される。
【００３６】
なお、掘進機３の後方には装備筒体３ｅ，３ｆ，３ｇが連接されている。これら装備筒体３ｅ，３ｆ，３ｇのうち、装備筒体３ｅ内には前記回転駆動装置３ｂが装着されるとともに、内壁周上には後述する複数個の主ジャッキ３ｃが装着され、装備筒体３ｆには後述する複数個の副ジャッキ３ｄが装着されるとともに、図示しない前記回転駆動装置３ｂを作動させる油圧機器、各種電装機器等が装着され、装備筒体３ｇには油圧機器、電装機器等が装着されている。また、前記主ジャッキ３ｃと副ジャッキ３ｄとは、それぞれ図示しない油圧ポンプにより作動される油圧シリンダである。
【００３７】
次に、角度測定装置１０が配設される埋設管２内には、図２及び図３に示す底部近傍に、土石類を流通させる排泥管５，５，５が連設され、その外周腹部には、基台板６，６が水平状に固定され、その上面には枠体７が立設されている。この枠体７は、天板７ａと一対の側板７ｂ，７ｂとで略コ字状に形成され、その開口部（符号は省略）が基台板６，６の上面に固定されている。
【００３８】
この枠体７の天板７ａには、後述する傾斜角度補正部２０の取付け板１１が螺着されることで、その角度測定装置１０は枠体７内に懸垂されている。また、基台板６，６の下面側には、埋設管２の内壁面２ａを当該埋設管２の軸線方向に転動する複数個のキャスタ９（本例では合計８個）が取り付けられている。これらキャスタ９の転動作用により、掘進工事の進捗に従い角度測定装置１０を増設又は撤去する際に、当該角度測定装置１０は、排泥管５、この排泥管５に固定された基台板６，６、これら基台板６，６に固定された枠体７とともに、埋設管２内の軸線方向へ自在に移動することができる。
【００３９】
なお、枠体７の側板７ｂ，７ｂの図３に示す両側面には、枠体７の横転等により埋設管２内に損傷を与えないように、図示しない保護部材が突設されている。また、前記枠体７の側板７ｂ，７ｂの図２に示す延出部（符号は省略する）には、後述する屈折角度測定器３１や傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂ等からのそれぞれの信号に基づき、各関連先の機器とやり取りする制御回路が内装された制御箱８が取付けられている。
【００４０】
次に、図５に示す傾斜補正板１２の傾斜角度を水平に補正する傾斜角度補正部２０の構成について説明する。まず、傾斜角度補正部２０が配設される取付け板１１は、前記埋設管２内の枠体７に螺着され、この取付け板１１の下方には、傾斜補正板１２が図４乃至図６に示す３個の一方及び他方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと保持軸１３Ｃとにより傾斜角度変更可能に保持されている。
【００４１】
これら補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂ及び保持軸１３Ｃの上端部には、球面軸受けを構成する球面凸状体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃがそれぞれ挿通され、これら球面凸状体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの外周には、球面凹座体１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃがそれぞれ係合され、これら球面凹座体１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは前記取付け板１１内にそれぞれ埋設されている。この構成により、それぞれの補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂ及び保持軸１３Ｃは、それぞれの球面凸状体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとそれぞれの球面凹座体１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃとを揺動中心にして揺動自在に枢着されている。
【００４２】
また、前記球面凸状体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの下方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂ及び保持軸１３Ｃには、スペーサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃがそれぞれ挿通されている。これらのうち、スペーサ１６Ｃは、当該スペーサ１６Ｃよりも下方の保持軸１３Ｃに螺刻された雄ねじ部（符号は省略する）に螺合されたナット１６ｄにより、前記球面凸状体１４Ｃとともに保持軸１３Ｃの頭部（符号は省略する）に締め付けられている。これら保持軸１３Ｃ、球面凸状体１４Ｃ及びスペーサ１６Ｃは一体的に回動する。
【００４３】
他方、残りのスペーサ１６Ａ，１６Ｂは、当該スペーサ１６Ａ，１６Ｂよりも下方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ螺刻された雄ねじ部（符号は省略する）に螺合されたそれぞれのナット１６ｅ，１６ｆにより、下端部に嵌入された図４及び図５に示す従動側のそれぞれのチェンスプロケット１７Ａ，１７Ｂ及びそれぞれの前記球面凸状体１４Ａ，１４Ｂとともに、補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂの頭部（符号は省略する）にそれぞれ締め付けられている。そして、これら補正駆動軸１３Ａ、球面凸状体１４Ａ及びスペーサ１６Ａと、補正駆動軸１３Ｂ、球面凸状体１４Ｂ及びスペーサ１６Ｂとは、それぞれ一体的に回動する。
【００４４】
また、補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと保持軸１３Ｃとに螺刻されたそれぞれの雄ねじ部の下端部は、図５及び図６に示すそれぞれの雌ねじ部材１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに螺合され、これら雌ねじ部材１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、それぞれのナット１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃにより傾斜補正板１２にそれぞれ締着されている。したがって、補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと保持軸１３Ｃとは、それぞれの雌ねじ部材１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを介して傾斜補正板１２に螺合されている。
【００４５】
このような構成において、保持軸１３Ｃに保持される部分の傾斜補正板１２は、球面凸状体１４Ｃと雌ねじ部材１８Ｃとの距離が一定に保たれているので、取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔は略一定である。これに対して、補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂに保持される部分の傾斜補正板１２は、一方及び他方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ回動されると、ぞれぞれの雌ねじ部材１８Ａ，１８Ｂと螺合するねじリードにより取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔はそれぞれ変化する。
【００４６】
そして、一方の補正駆動軸１３Ａを回動させた場合には、図４に示す他方の補正駆動軸１３Ｂを枢着する球面凸状体１４Ｂ及び球面凹座体１５Ｂの揺動中心と、保持軸１３Ｃを枢着する球面凸状体１４Ｃ及び球面凹座体１５Ｃの揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、補正駆動軸１３Ｂ及び保持軸１３Ｃが傾斜補正板１２とともに傾斜し、補正駆動軸１３Ａの回動によるねじリードの分だけ、補正駆動軸１３Ａの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔を広く又は狭くさせることができる。
【００４７】
また、同様に他方の補正駆動軸１３Ｂを回動させた場合には、図４に示す一方の補正駆動軸１３Ａを枢着する球面凸状体１４Ａ及び球面凹座体１５Ａの揺動中心と、保持軸１３Ｃを枢着する球面凸状体１４Ｃ及び球面凹座体１５Ｃの揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、保持軸１３Ｃ及び補正駆動軸１３Ａが傾斜補正板１２とともに傾斜し、補正駆動軸１３Ｂの回動によるねじリードの分だけ、補正駆動軸１３Ｂの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔を広く又は狭くさせることができる。
【００４８】
この傾斜補正板１２を傾斜させる一方の補正駆動軸１３Ａは、後述するチェンスプロケット２３Ａ、チェン２４Ａ及び前記チェンスプロケット１７Ａを介して、図４及び図６に示す一方の補正モータ２１Ａにより駆動される。また、他方の補正駆動軸１３Ｂは、後述するチェンスプロケット２３Ｂ、チェン２４Ｂ及び前記チェンスプロケット１７Ｂを介して、図４及び図６に示す他方の補正モータ２１Ｂにより駆動される。
【００４９】
これら補正モータ２１Ａ，２１Ｂは、保持板２２にそれぞれ出力軸（符号は省略する）を上にして取着され、その保持板２２は前記取付け板１１と平行に、当該取付け板１１の下方の図６に示す左端部と、台座２５を介して中央部とに取着されている。これら補正モータ２１Ａ，２１Ｂのそれぞれ出力軸には、原動側のチェンスプロケット２３Ａ，２３Ｂがそれぞれ止着されている。なお、本発明に係る補正駆動手段は、上記一方及び他方の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと、一方及び他方の補正モータ２１Ａ，２１Ｂとでなるものである。
【００５０】
これらのうち一方のチェンスプロケット２３Ａとチェンスプロケット１７Ａとには図４に示すチェン２４Ａが張着され、一方の補正モータ２１Ａの駆動により、チェンスプロケット２３Ａ、チェン２４Ａ及びチェンスプロケット１７Ａを介して前記一方の補正駆動軸１３Ａが駆動される。また、他方のチェンスプロケット２３Ｂとチェンスプロケット１７Ｂとには図４に示すチェン２４Ｂが張着され、他方の補正モータ２１Ｂの駆動により、チェンスプロケット２３Ｂ、チェン２４Ｂ及びチェンスプロケット１７Ｂを介して前記他方の補正駆動軸１３Ｂが駆動される。
【００５１】
また、傾斜補正板１２の傾斜角度を測定する一方及び他方の傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂは、図５に示す傾斜補正板１２の下面にそれぞれ取着され、一方の傾斜角度測定器２６Ａは図４及び図５に示す右側の下面に、また、他方の傾斜角度測定器２６Ｂは左下の下面にそれぞれ取着されている。これら一方及び他方の傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂには、これら傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂ自身が傾斜しても、それぞれの絶対水平角度基準を維持可能な水平自律角度機能がそれぞれ内蔵されている。これら傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂにより、それぞれの絶対水平角度基準に対する傾斜補正板１２のそれぞれの傾斜角度を測定し、その傾斜角度測定値を出力して一方及び他方の補正モータ２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ回動させる。
【００５２】
すなわち、一方の傾斜角度測定器２６Ａは、当該傾斜角度測定器２６Ａの長手方向である図４に示す右上がり軸線方向の傾斜補正板１２の一方向の傾斜角度を測定し、この傾斜角度測定値に基づき一方の補正モータ２１Ａを傾斜補正量だけ回動させて、チェンスプロケット２３Ａ、チェン２４Ａ及びチェンスプロケット１７Ａを介して一方の補正駆動軸１３Ａを回動させる。
【００５３】
この一方の補正駆動軸１３Ａの回動により、図４に示す他方の補正駆動軸１３Ｂを枢着する球面凸状体１４Ｂ及び球面凹座体１５Ｂの揺動中心と、保持軸１３Ｃを枢着する球面凸状体１４Ｃ及び球面凹座体１５Ｃの揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、補正駆動軸１３Ｂ及び保持軸１３Ｃが傾斜補正板１２とともに傾斜され、補正駆動軸１３Ａのねじリードによりその角度補正分だけ、補正駆動軸１３Ａの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔が加減されて、傾斜補正板１２は水平角度に補正される。
【００５４】
また、他方の傾斜角度測定器２６Ｂは、当該傾斜角度測定器２６Ｂの長手方向である上記一方向と直交する左上がり軸線方向の傾斜補正板１２の他方向の傾斜角度を測定し、この傾斜角度測定値に基づき他方の補正モータ２１Ｂを傾斜補正量だけ回動させて、チェンスプロケット２３Ｂ、チェン２４Ｂ及びチェンスプロケット１７Ｂを介して他方の補正駆動軸１３Ｂを回動させる。
【００５５】
この他方の補正駆動軸１３Ｂの回動により、図４に示す一方の補正駆動軸１３Ａを枢着する球面凸状体１４Ａ及び球面凹座体１５Ａの揺動中心と、保持軸１３Ｃを枢着する球面凸状体１４Ｃ及び球面凹座体１５Ｃの揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、補正駆動軸１３Ａ及び保持軸１３Ｃが傾斜補正板１２とともに傾斜され、補正駆動軸１３Ｂのねじリードによりその角度補正分だけ、補正駆動軸１３Ｂの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔が加減されて、傾斜補正板１２は水平角度に補正される。
【００５６】
そして、一方の傾斜角度測定器２６Ａは、図４に示す右上がり軸線方向の傾斜補正板１２の一方向の傾斜角度を測定し、この傾斜角度測定値に基づき一方の補正モータ２１Ａを傾斜補正量だけ回動させるとともに、他方の傾斜角度測定器２６Ｂは、上記一方向と直交する左上がり軸線方向の傾斜補正板１２の他方向の傾斜角度を測定し、この傾斜角度測定値に基づき他方の補正モータ２１Ｂを傾斜補正量だけ回動させて、傾斜補正板１２の水平姿勢を維持するようにしたので、埋設管２がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、傾斜補正板１２とともに屈折角度測定器３１及び一対の測定アーム４２，４４を水平姿勢に維持することにより、埋設管２の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生じないようにすることができる。
【００５７】
また、屈折角度測定器３１を水平姿勢に維持することができるので、一対の測定アーム４２，４４は、その自重による下方への分力は生じず、下方へ移動することはない。したがって、一対の測定アーム４２，４４と後述する弾性線材であるテグス４６，４８とは屈折角度測定器３１の中心に向かって一直線になり、一対の測定アーム４２，４４の回動運動面が水平状態を維持されることとの相互作用により、水平面内の屈折角度は、屈折角度測定器３１により正確に測定することができる。
【００５８】
次に、設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度を測定する屈折角度測定部３０の構成について説明する。本発明において屈折角度を測定する屈折角度測定器３１は、固定子と回動子との相対回動角度変位量を測定して検出可能な角度センサであって、本例においては、アブソリュート形のロータリーエンコーダが利用されているが、レゾルバ等を利用することもできる。この屈折角度測定器３１は、図４に示すＣ−Ｃ軸線上の傾斜補正板１２に保持されている。その傾斜補正板１２の下面には、図７に示すように、中空状に形成された吊座体３２が締着され、この吊座体３２の下方の外周には、軸受３３ａを介して回動板３４が回動自在に支承されている。
【００５９】
この回動板３４の上面には蓋板３５が螺着され、回動板３４の下面には、図５に示す右側が切割された半円輪状の半円輪体３６が螺着され、その下面に図７に示す屈折角度測定器３１の固定子３１ａが、その蓋３１ｄを介して一体的に螺着されている。これに対して、屈折角度測定器３１の回動子３１ｂは、その下方が屈折角度測定器３１の中心部に設けられた軸受３３ｃと、上端部が吊座体３２の内周に設けられた軸受３３ｂとにより回動自在に支承されている。したがって、屈折角度測定器３１の一方の固定子３１ａは、吊座体３２の軸心を中心にして自在に回動し、他方の回動子３１ｂは、固定子３１ａの軸心を中心にして自在に回動するものである。
【００６０】
この屈折角度測定器３１の一方の固定子３１ａが螺着された半円輪体３６の外周には、図７及び図８に示す接続部材４１が、屈折角度測定器３１の回動子３１ｂの軸心に向かって突設され、この接続部材４１には、断面がコ字状に成形された一方の測定アーム４２が螺着されている。この一方の測定アーム４２の先端に、掛止環４５が取り付けられ、その掛止環４５には、伸縮可能な弾性線材であって釣糸用等として熱可塑性樹脂等の素材でなる一方のテグス４６が掛止されている。
【００６１】
また、他方の回動子３１ｂには、接続部材４３がその一端の穴部（符号は省略する）により止着され、この接続片４３には、断面がコ字状に成形された他方の測定アーム４４が螺着されている。この他方の測定アーム４４の先端に、掛止環４７が取り付けられ、その掛止環４７には、伸縮可能な弾性線材であって釣糸用等として熱可塑性樹脂等の素材でなる他方のテグス４８が掛止されている。
【００６２】
また、上記屈折角度測定器３１の近傍である図７に示す一方の測定アーム４２の下面には、その測定アーム４２に振動を付与可能な発振器４９が取付けられている。この発振器４９により付与される振動は、測定アーム４２から接続部材４１、半円輪体３６、回動板３４を介して軸受３３ａに伝達されるとともに、さらに、蓋３１ｄ及び吊座体３２を介して、軸受３３ｂ，３３ｃにも発振器４９による振動が伝達される。これらの軸受３３ａ，３３ｂ，３３ｃに振動が伝達されることにより、各軸受部の初動摩擦抵抗を減少させて当該各軸受部の回動遅れを防止し、屈折角度測定器３１の固定子３１ａと回動子３１ｂとの外力に対する応答速度を高め、屈折角度の測定精度を向上させることができる。
【００６３】
なお、このような作用をする発振器４９による発振の作動時期は、掘進機３による掘進作業中は常時発振状態に設定されており、屈折角度測定器３１により設計上の敷設ルートに対する屈折角度を測定する際には、振動による測定誤差を防止するために、当該発振器４９の発振を停止させてから測定するものである。
【００６４】
このように構成された一対のテグス４６，４８のそれぞれの先端を測定対象位置の掛止部に、予め張力を付与した状態でそれぞれ掛止することで、上記屈折角度測定器３１によりテグス４６側又はテグス４８側の屈折角度を測定することができる。例えば、図８に示す状態においては、屈折角度測定器３１の軸心を挟む一方の測定アーム４２及びテグス４６と、他方の測定アーム４４及びテグス４８との軸線は一直線であるから固定子と回動子との相対回動角度変位量は０（零）であり、相互の測定対象位置の間における屈折角度は０（零）である。
【００６５】
これに対して、図９に示す状態のうち例えば屈折角度測定器３１の測定対象位置Ｐ１においては、測定対象位置Ｐ０と測定対象位置Ｐ２との間において、測定対象位置Ｐ０は設計上の測定対象位置Ｐ１に上にあり、測定対象位置Ｐ１は設計上の敷設ルートＲに対して上方の正座標内にあり、また、測定対象位置Ｐ２は設計上の敷設ルートＲに対して下方の負座標内にある。
【００６６】
この場合には、測定対象位置Ｐ０と測定対象位置Ｐ１との間における設計上の敷設ルートＲに対する屈折角度θ１と、測定対象位置Ｐ１と測定対象位置Ｐ２の間における設計上の敷設ルートＲに対する屈折角度θ２とを測定することができる。そして、このように測定された各屈折角度に基づき、設計上の敷設ルートＲに対する各位置の左右への偏差距離を演算し、この演算された偏差距離に基づき掘進機の掘進方向を設計上の敷設ルートに復帰すべく修正することができる。
【００６７】
そして、この屈折角度測定部３０は、埋設管２内の所定位置に組込まれるように構成されてなり、掘進機３が所定の距離だけ推進するごとに、最後尾の埋設管２の後方に新たな埋設管２が敷設され、この埋設管２の増設に従い、これらのうち適宜の埋設管内２に屈折角度測定部３０は増設されるので、屈折角度測定部３０が増設されるごとに、設計上の敷設ルートＲに対する屈折角度を測定して、その測定値に基づいて掘進機３の位置を修正することができるので、累積誤差が少なく所定の敷設ルートに沿って掘進工事をすることができる
【００６８】
引き続いて、本発明に係る掘進機の推進工法を実施するための最良の形態の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この掘進機の推進工法は、上述した掘進機の位置測定に用いる角度測定装置１０を埋設管２内に配設する配設工程と、傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂにより傾斜補正板１２の傾斜角度を測定する傾斜角度測定工程と、この測定された傾斜角度に基づき傾斜補正板１２を水平に角度補正する傾斜角度補正工程と、屈折角度測定器３１により設計上の敷設ルートに対する左右への屈折角度θを測定する屈折角度測定工程と、この測定された屈折角度θに基づき設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離ｙを演算する偏差距離演算工程と、この演算された偏差距離ｙに基づき掘進機３が設計上の敷設ルートに復帰すべく該掘進機３の掘進方向を修正する屈伸方向修正工程と、埋設管２の最後部の後方又は最前部の前方に新たな埋設管２を敷設する敷設工程とにより所定の測定点ごとで上記各工程を繰り返して掘進機３を順次掘進させるようにしたものである。
【００６９】
まず、角度測定装置１０を埋設管２内に配設する配設工程について説明する。この工程に係る上記角度測定装置１０が配設される埋設管２内には、図２及び図３に示す底部近傍に、掘削された土石類を排出する排泥管５が横設され、当該角度測定装置１０はこの排泥管５上に配設されている。この排泥管５の外周腹部には、基台板６，６が水平状に固定され、その上面に枠体７が立設されている。この枠体７の天板７ａに、図５に示す傾斜角度補正部２０の取付け板１１を螺着することにより、下方に屈折角度測定部３０を備える角度測定装置１０を枠体７内に懸垂させて配設する。
【００７０】
また、基台板６，６の下面側には、図３に示す埋設管２の内壁面２ａを軸線方向に転動する複数個のキャスタ９が取り付けられており、これらキャスタ９の転動作用により、角度測定装置１０を埋設管２内に配設する際に、排泥管５とともに、埋設管２内の軸線方向へ自在に移動することができる。この配設工程で角度測定装置１０が配設された新たな埋設管２は、後述する埋設管２を敷設する敷設工程で、発進立坑１内において、前記掘進機３の後方又は前記埋設管２の最後部の後方若しくは最前部の前方に敷設する。
【００７１】
次に、傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂにより傾斜補正板１２の傾斜角度を測定する傾斜角度測定工程について説明する。この工程の前の配設工程において埋設管２内に配設された角度測定装置１０は、埋設管２のローリング現象又はピッチング現象により図２又は図３に示す枠体７とともに傾斜することがある。もし、角度測定装置１０が傾斜すると、その屈折角度測定部３０の一対の測定アーム４２，４４（図４，図５参照）の回動運動面が水平面に対して傾斜し、実際の回動変位角度と水平面上の回動変位角度との差により、測定誤差が生じる不都合がある。
【００７２】
また、屈折角度測定部３０の水平度が変化することにより、一対の測定アーム４２，４４は、その自重による傾斜下方側への分力が生じ、この分力により一対の測定アーム４２，４４は傾斜下方側へ移動し、水平面から見た場合に、一対の測定アーム４２，４４と弾性線材である一対のテグス４６，４８とは屈折角度測定器３１の中心に向かって一直線にならず、上記の測定誤差に加え、さらに測定誤差が増加するという不都合があった。
【００７３】
そこで、屈折角度測定部３０が取着される傾斜補正板１２の傾斜角度を補正すべく当該傾斜補正板１２に、その傾斜角度を測定するための一方及び他方の傾斜角度測定器２６Ａ，２６Ｂを設けて、この傾斜角度測定工程において、一方の傾斜角度測定器２６Ａにより、図４に示す右上がり軸線方向の図５に示す傾斜補正板１２の一方向の傾斜角度を測定し、他方の傾斜角度測定器２６Ｂにより、上記一方向と直交する左上がり軸線方向の傾斜補正板１２の他方向の傾斜角度を測定するものである。そして、これらの傾斜角度測定値に基づき、後述する傾斜角度補正工程において傾斜補正板１２を水平に角度補正する。
【００７４】
次に、上記傾斜角度測定工程により測定された傾斜角度に基づき、傾斜補正板１２を水平に角度補正する傾斜角度補正工程について説明する。この工程の前の傾斜角度測定工程において、一方の傾斜角度測定器２６Ａにより測定された傾斜角度測定値に基づき、図４又は図５に示す一方の補正モータ２１Ａを傾斜補正量だけ回動させて、チェンスプロケット２３Ａ、チェン２４Ａ及びチェンスプロケット１７Ａを介して一方の補正駆動軸１３Ａを回動させる。
【００７５】
この一方の補正駆動軸１３Ａの回動により、図４に示す他方の補正駆動軸１３Ｂの図５に示す球面軸受部（１４Ｂ，１５Ｂ）の揺動中心と、保持軸１３Ｃの図６に示す球面軸受部（１４Ｃ，１５Ｃ）の揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、補正駆動軸１３Ｂ及び保持軸１３Ｃが傾斜補正板１２とともに傾斜され、一方の補正駆動軸１３Ａのねじリードによりその角度補正分だけ、補正駆動軸１３Ａの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔が加減されて、傾斜補正板１２は水平角度に補正される。
【００７６】
また、他方の傾斜角度測定器２６Ｂにより測定された傾斜角度測定値に基づき、他方の補正モータ２１Ｂを傾斜補正量だけ回動させて、チェンスプロケット２３Ｂ、チェン２４Ｂ及びチェンスプロケット１７Ｂを介して他方の補正駆動軸１３Ｂを回動させる。この他方の補正駆動軸１３Ｂの回動により、図４に示す一方の補正駆動軸１３Ａの図５に示す球面軸受（１４Ａ，１５Ａ）の揺動中心と、保持軸１３Ｃの図６に示す球面軸受部（１４Ｃ，１５Ｃ）の揺動中心とを結ぶ軸線を傾斜軸線にして、補正駆動軸１３Ａ及び保持軸１３Ｃが傾斜補正板１２とともに傾斜され、補正駆動軸１３Ｂのねじリードによりその角度補正分だけ、補正駆動軸１３Ｂの軸線上における取付け板１１に対する傾斜補正板１２の間隔が加減されて、傾斜補正板１２は水平角度に補正される。
【００７７】
そして、一方の傾斜角度測定器２６Ａにより傾斜補正板１２の一方向の傾斜角度を測定して、一方の補正モータ２１Ａを傾斜補正量だけ回動させるとともに、他方の傾斜角度測定器２６Ｂにより傾斜補正板１２の他方向の傾斜角度を測定して、この傾斜角度測定値に基づき他方の補正モータ２１Ｂを傾斜補正量だけ回動させて、傾斜補正板１２の水平姿勢を維持するようにしたので、埋設管２がローリング及びピッチングのいずれの方向へ姿勢変化しても、傾斜補正板１２とともに屈折角度測定器３１及び一対の測定アーム４２，４４を水平姿勢に維持することにより、埋設管２の姿勢変化による屈折角度の測定誤差が生じないようにすることができる。
【００７８】
次に、屈折角度測定器３１により設計上の敷設ルートに対する左への屈折角度を測定する屈折角度測定工程について説明する。この屈折角度測定工程における屈折角度の測定は、掘進機３が所定距離だけ前方へ掘進した所定の測定点ごとに測定するものであって、例えば、図１に示す配置は、すでに掘進が進捗している途上を示し、掘進機３の後方に３個の埋設管２がすでに埋設され、これらのうち左右の埋設管２にそれぞれ角度測定装置１０が配設されている。
【００７９】
これらの角度測定装置１０には、図７及び図８に示す屈折角度測定部３０をそれぞれ備え、その屈折角度測定器３１により、発進立坑１の測定対象位置Ｐ０から掘進機３の現在位置である測定対象位置Ｐ３の間の掘進角度を測定する。この図１に示す掘進機３の現在位置が、図９における測定対象位置Ｐ３にあると仮定すると、この間に設置された２個の屈折角度測定器３１により、屈折角度θ１、θ２及びθ３を測定することができる。
【００８０】
この屈折角度測定器３１の図７及び図８に示す固定子３１ａと回動子３１ｂとには、それぞれ測定アーム４２，４４を取着し、それぞれの先端に伸縮可能なテグス４６，４８を掛止して、それぞれの多端部を測定対象位置Ｐ０からＰ３の間のそれぞれの測定アーム４２，４４と、測定対象位置Ｐ０及びＰ３とに結び、かつ、予め張力を付与した状態でそれぞれ掛止する。
【００８１】
そして、屈折角度θ１乃至θ３は、前記屈折角度測定器３１の固定子３１ａと回動子３１ｂとの相対回動角度変位量を検出して測定される。これら屈折角度θ１乃至θ３の測定値は、図示しない制御手段の記憶部に記憶され、これらの測定値に基づき、後述する偏差距離演算工程において、図９に示す設計上の敷設ルートＲに対する各位置の左右への偏差距離ｙ１乃至ｙ３が演算される。
【００８２】
次に、前記屈折角度測定工程により測定された屈折角度に基づき設計上の敷設ルートに対する左右への偏差距離を演算する偏差距離演算工程について説明する。この工程の前の屈折角度測定工程において測定され記憶部に記憶された、測定対象位置Ｐ０からＰ３の間の設計上の敷設ルートＲに対する屈折角度θ１乃至θ３に基づき、図示しない制御手段の演算部により以下の演算をする。まず、測定対象位置Ｐ１における設計上の敷設ルートＲに対する偏差距離ｙ１は、測定対象位置Ｐ０からＰ１の間の直線距離Ｌ１が分かっているので、この直線距離Ｌ１と測定された屈折角度θ１とから偏差距離ｙ１＝Ｌ１・ｓｉｎθ１を求めることができる。
【００８３】
同様に測定対象位置Ｐ２における偏差距離ｙ２は、直線距離Ｌ２と測定された屈折角度θ２とから距離ａ２＝Ｌ２・ｓｉｎθ２を求め、設計上の敷設ルートＲに対する偏差距離ｙ２＝ａ２−ｙ１を求めることができる。また、同様に測定対象位置Ｐ３における偏差距離ｙ３は、直線距離Ｌ３と測定された屈折角度θ３とから距離ａ３＝Ｌ３・ｓｉｎθ３を求め、設計上の敷設ルートＲに対する偏差距離ｙ３＝ａ３−ｙ２を求めることができる。また、図９に示す測定対象位置Ｐ４における偏差距離ｙ４も同様にして求めることができる。
【００８４】
次に、前記偏差距離演算工程により演算された偏差距離に基づき掘進機が設計上の敷設ルートに復帰すべく当該掘進機の掘進方向を修正する屈伸方向修正工程について説明する。この工程では、前記偏差距離演算工程において演算された各測定対象位置Ｐ１乃至Ｐ４における各偏差距離ｙ１乃至ｙ４に基づいて、掘進機３を設計上の敷設ルートに復帰すべく、当該掘進機３の掘進方向を修正する。この掘進機３の掘進方向を修正するには、図１に示す掘進機３の装備筒体３ｅ内に設けた操舵用の複数個の主ジャッキ３ｃ、又は装備筒体３ｄ内に設けた複数個の副ジャッキ３ｄにより実行する。
【００８５】
例えば、掘進機３が図９に示す測定対象位置Ｐ３まで掘進している場合内は、次の測定対象位置Ｐ４まで掘進した際には設計上の敷設ルートＲ上に到達すべく、前工程において演算された設計上の敷設ルートＲに対する偏差距離ｙ３に基づいて、複数個の主ジャッキ３ｃのうちの上視左側の主ジャッキ３ｃのストローク長を上視右側の主ジャッキ３ｃのストローク長よりも短く設定して、掘進機３の掘進方向を左寄りに修正する。また、掘進機３の掘進方向を左右へ制御する操作は、設計上の敷設ルートに対する偏差距離の修復のための他に、敷設ルートが湾曲している場合には、掘進機３を左又は右方向へ旋回させて掘進しなければならない。
【００８６】
この場合において、例えば設計上の敷設ルートＲの曲率半径が小さい場合等で、前記主ジャッキ３ｃの左右のストローク差のみでは設計上の敷設ルートＲの曲率半径に沿って掘進できない際には、前記主ジャッキ３ｃに加え、複数個の副ジャッキ３ｄの左右のストローク差を併用して操作する。なお、図９に示す偏差距離ｙ１乃至ｙ４の表示が、それぞれの直線距離Ｌ１乃至Ｌ４に対して過大に表示されているが、これは実際的な数値に基づく表示ではなく、図の明瞭化のために過大表示したものである。
【００８７】
次に、前記掘進機３の後方又は前記埋設管の最後部の後方若しくは最前部の前方に新たな埋設管を敷設する敷設工程について説明する。この工程では、掘進機３の後方に新たな埋設管２が増設可能な所定距離だけ、掘進機３が掘進された所定距離ごとに新たな埋設管２を埋設するものであるが、図１に示す配置は、すでに掘進が進捗している途上を示すものであって、掘進機３の後方に３個の埋設管２がすでに埋設され、これらのうち左右の埋設管２にそれぞれ角度測定装置１０が配設されている進捗状況を示すものである。
【００８８】
これらの埋設管２は、掘進当初の掘進機３の後方には存在しておらず、掘進当初の掘進機３は発進立坑１内にあって推進駆動装置４により後方から直接押圧されて水平前方向へ掘進する。この掘進が進捗して、掘進機３の後面と推進駆動装置４の前面との間に、埋設管２が装入可能な所定距離（推進駆動装置４の押圧子が後退端位置での距離）だけ掘進した時点において、掘進機３の後部に予め角度測定装置１０が内設された埋設管２を載置して、その前面部と掘進機３の後部とを接続する。
【００８９】
この接続された埋設管２の後方から推進駆動装置４により掘進機３と埋設管２とを押圧して、埋設管２の後面と推進駆動装置４の前面との間に、新たな埋設管２が装入可能な所定距離だけ掘進した時点において、新たな埋設管２を載置して、この新たな埋設管２の前面部と掘進機３の後部とを接続する。これらの作業の繰返しにより、目的到達地点までの間に新たな埋設管２を順次増設しながら敷設を実施する。
【００９０】
ここで、角度測定装置１０により、設計上の敷設ルートＲに対する屈折角度を測定する所定の測定点は、必ずしも増設されてゆく新たな埋設管２ごとに設置されるものではなく、埋設される埋設管２の長さや、敷設ルートの経路等により選択され、本例の場合には、１個おきの埋設管２に設置されている。したがって、角度測定装置１０による屈折角度の測定は、角度測定装置１０を内設した埋設管２が発進立坑１内に載置され、前方の埋設管２と接続された時点ごとに実施される。
【００９１】
なお、角度測定装置１０が内設された新たな埋設管２が載置された際には、図１に示す角度測定装置１０の一対の測定アーム４２，４４と測定対象位置Ｐ０，Ｐ１とをそれぞれのテグス４６，４８で結び、予め張力を付与した状態でそれぞれ掛止するとともに、新たな埋設管２の前方を掘進機３又は前方の埋設管２と接続してから屈折角度の測定をする。また、その屈折角度の測定の際には、図７に示す一方の測定アーム４２の下面に取付けられた発振器４９は、振動による測定誤差を防止するために、その発振を停止させてから測定する。
【００９２】
また、図示しないセグメント管を埋設する際には、セグメント管を埋設する地中に掘進機３を推進させて、所定の距離だけ推進するごとに、掘進機３の後方にセグメントを組付けてセグメント管を構成する。この場合における角度測定装置１０の設置は、上記円筒状の埋設管２の場合が後方側へ順次増設してゆくのとは逆に、前方側へ順次増設してゆくものである。
【００９３】
なお、本発明に係る掘進機の位置測定に用いる角度測定装置又は掘進機の推進工法の実施の形態においては、設計上の敷設ルートを直線状で説明したが、この直線上の敷設ルートに限定されるものではなく、湾曲ルートにも適用できるものである。また、上記実施の形態では、傾斜補正板１２を水平に補正する駆動手段の補正駆動軸１３Ａ，１３Ｂと保持軸１３Ｃとは３本で構成し、一方向の傾斜角度とこの一方向と直交する他方向の傾斜角度とを補正するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば４本にして、一方向の傾斜角度とこの一方向と直交する他方向の傾斜角度とを補正するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態に係る角度測定装置が使用される地中の形態を示す縦断面図である。
【図２】角度測定装置が組込まれる埋設管内を示す縦断面図である。
【図３】角度測定装置が組込まれる埋設館内を示す図２の左側面図である。
【図４】角度測定装置の外観を示す平面図である。
【図５】角度測定装置を示す図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】角度測定装置を示す図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】屈折角度測定器を示す図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】屈折角度測定器を示す図７のＤ−Ｄ矢視平面図である。
【図９】屈折角度測定器の測定値に基づき設計上の敷設ルートに対する偏差距離を演算する説明図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  発進立坑
２  埋設管
３  掘進機
４  推進駆動装置
５  排泥管
７  枠体
７ａ  天板
９  キャスタ
１０  角度測定装置
１１  取付け板
１２  傾斜補正板
１３Ａ，１３Ｂ  補正駆動軸
１３Ｃ  保持軸
２０  傾斜角度補正部
２１Ａ，２１Ｂ  補正モータ
２６Ａ，２６Ｂ  傾斜角度測定器
３０  屈折角度測定部
３１  屈折角度測定器
３１ａ  固定子
３１ｂ  回動子
４２，４４  測定アーム
４６，４８  テグス
４９  発振器
Ｐ０乃至Ｐ４  測定対象位置
Ｒ  設計上の敷設ルート
ｙ１乃至ｙ４  偏差距離
θ１乃至θ４  屈折角度
【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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