JP2000249547A - Method for displaying property of tunnel-boring natural ground - Google Patents
Method for displaying property of tunnel-boring natural groundInfo
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- JP2000249547A JP2000249547A JP11053952A JP5395299A JP2000249547A JP 2000249547 A JP2000249547 A JP 2000249547A JP 11053952 A JP11053952 A JP 11053952A JP 5395299 A JP5395299 A JP 5395299A JP 2000249547 A JP2000249547 A JP 2000249547A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
よってトンネルを掘進する際に、掘削されたトンネルの
掘削地山の性状を、トンネル掘削機の先端から後方に亘
って連続的に判断し得る性状表示方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of continuously judging the properties of a digging site of an excavated tunnel from the tip of the tunnel digging machine to the rear when excavating the tunnel by the tunnel digging machine. It relates to a property display method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】岩盤層の地山にトンネルボーリングマシ
ン（ＴＢＭ、以下、トンネル掘削機という）によってト
ンネルを掘削する場合、トンネル掘削機の運転状態の確
認やトンネル施工記録の整理のために、トンネル掘削機
の掘進に従って推進力やカッタ駆動のための電流、掘進
速度等の運転データを表示することが行われている。ま
た、掘削したトンネル壁面の肌落ちや崩壊を防止すると
共に作業員の安全を確保するために、トンネル掘削壁面
に支保工を組み立てることも行われているが、この際、
トンネル掘削壁面の地山の性状を判断し、その性状に応
じて支保の強度や間隔等を設定している。2. Description of the Related Art When a tunnel is excavated in a rock layer by a tunnel boring machine (TBM, hereinafter referred to as a tunnel excavator), a tunnel excavator is used to check the operation state of the tunnel excavator and to organize tunnel construction records. 2. Description of the Related Art In accordance with excavation of an excavator, operation data such as a propulsion force, a current for driving a cutter, and an excavation speed are displayed. In addition, in order to prevent skin exfoliation and collapse of the excavated tunnel wall surface and to ensure the safety of workers, assembling work is also performed on the tunnel excavation wall surface.
The nature of the ground on the excavation wall of the tunnel is determined, and the strength and spacing of the supports are set according to the nature.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トンネ
ル掘削機の運転データの表示は上述したように、トンネ
ル掘削機の運転状態の確認やトンネル施工記録の整理の
ために行われているものであって、トンネル掘削機の制
御やトンネル掘削壁面の性状に対応した支保のためにデ
ータを表示しているものではなく、一方、トンネル掘削
壁面の性状を判断するには、従来からトンネル掘削機後
方の掘削された露出壁面を目視観察又はハンマーによる
叩打等によって人為的に行っているのが現状であり、こ
のような判断方法では、熟練した技術者の経験と勘によ
らざる得ず、経験の浅い作業員では到底、正確な判断を
行うことが困難である。However, as described above, the display of the operation data of the tunnel excavator is performed for confirming the operation state of the tunnel excavator and organizing the records of the tunnel construction. However, the data is not displayed to control the tunnel excavator or to support the properties of the tunnel excavation wall. At present, the exposed wall surface is artificially inspected by visual observation or hitting with a hammer, etc.In such a judgment method, it is necessary to rely on the experience and intuition of a skilled technician, and work with little experience It is very difficult for a member to make an accurate judgment.
【０００４】さらに、地山の性状を判断する位置はトン
ネル掘削機の掘進に従って後方に露出するトンネル掘削
壁面に対して行われるものであるから、岩盤が崩壊する
虞れがあってその作業に危険性を伴うばかりでなく、該
トンネル掘削壁面に対する支保工の組立ては、支保工の
組立位置において壁面部分に対する地山の性状判定を行
ったのち、地山に応じた強度を有する支保の選定を行
い、しかるのち、該支保を組立位置まで搬入して施工す
るという手順を要し、その間、掘削を停止しなければな
らず、トンネル全体としての施工速度が低下するという
問題点があった。Further, since the position for judging the properties of the ground is determined on the tunnel excavation wall surface exposed to the rear according to the excavation of the tunnel excavator, there is a risk that the rock may collapse and the work is dangerous. In addition to the property, the assembling of the shoring work on the tunnel excavation wall surface is performed after determining the properties of the ground on the wall part at the assembling position of the shoring work, and then selecting a support having strength corresponding to the ground. Thereafter, a procedure of carrying the support to the assembling position and performing the work is required. During that time, the excavation must be stopped, and the construction speed of the entire tunnel is reduced.
【０００５】また、例えば、トンネル掘削機を掘進させ
る際に、地山の性状に応じ掘進反力のとり方を、グリッ
パにて掘削壁面に反力をとる方式から既組の支保に反力
をとる方式に変更する必要があるが、この判断及び変更
作業も上記のように掘削壁面がトンネル掘削機の後方に
露出してから行うことになり、その間、掘進の停止状態
が長時間に亘り、やはりトンネル全体としての施工速度
が低下し、トンネル掘削機の円滑な制御の妨げになると
いう問題点があった。For example, when excavating a tunnel excavator, a method of taking a reaction force for excavation in accordance with the nature of the ground is adopted. It is necessary to change to the method, but this judgment and change work will be performed after the excavation wall is exposed to the back of the tunnel excavator as described above, during which the excavation has been stopped for a long time, There has been a problem that the construction speed of the entire tunnel is reduced, which hinders smooth control of the tunnel excavator.
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、トンネル掘削機によって掘進中のトンネル掘
削壁面の地山の性状を切羽部からトンネル掘削機の後方
に亘って予め、連続的に確認し得るようにして、トンネ
ル掘削機の制御やトンネル掘削壁面の地山の性状に応じ
た支保の選定から組立てまでの作業等を正確且つ能率よ
く行えるようにすることを目的としたトンネル掘削地山
の性状表示方法を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and it is necessary to continuously determine the nature of the ground on a tunnel excavation wall being excavated by a tunnel excavator from a face to a rear of the tunnel excavator in advance. Tunnel excavation aiming at accurate and efficient operation from the selection of the support according to the nature of the ground of the tunnel excavator wall to the assembling, etc. An object of the present invention is to provide a method for displaying the properties of the ground.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のトンネル掘削地山の性状表示方法は、請求項
１に記載したように、掘進しながら得られるある掘削距
離におけるトンネル掘削機により掘削された切羽地山の
性状を推定し得るデータと、切羽面から少なくともトン
ネル掘削機の後端部までの区間のトンネルの掘削距離と
の関係を、この掘削距離の軸と上記データの軸とを互い
に直交に配置したモニター画面の座標上に表示させると
共に、上記トンネル掘削機の後端部位置を該位置に対応
する上記モニター画面の掘削距離軸上に表示させること
を特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for displaying the properties of a tunnel excavation site at a certain excavation distance obtained while excavating. The relationship between the data capable of estimating the properties of the face ground excavated by the method and the tunnel excavation distance of the section from the face to at least the rear end of the tunnel excavator is expressed by the axis of the excavation distance and the axis of the data. Are displayed on the coordinates of a monitor screen arranged orthogonally to each other, and the position of the rear end of the tunnel excavator is displayed on the excavation distance axis of the monitor screen corresponding to the position.
【０００８】上記請求項１に記載のトンネル掘削地山の
性状表示方法において、請求項２に係る発明は、上記デ
ータにより決定される掘削壁面に設置すべき支保の種類
及び位置を該位置に対応する上記モニター画面の掘削距
離軸上に表示させることを特徴としている。In the method for displaying the properties of a tunnel excavation ground according to the first aspect, the invention according to the second aspect corresponds to the type and position of the support to be installed on the excavation wall determined by the data corresponding to the position. The monitor screen is displayed on the excavation distance axis.
【０００９】[0009]
【作用及び効果】トンネル掘削機による一定長のトンネ
ル掘進毎に切羽地山の性状を検出し、その性状データを
掘削位置と共にモニター画面の座標上に表示させる。切
羽地山の性状は、切羽における単位容積の岩盤を掘削す
るのに要するエネルギー、即ち、単位掘削エネルギーや
岩盤の推定一軸圧縮強度等から推定することができ、こ
の数値データをモニター画面に折線グラフ状に表示させ
る。また、併せて、この座標上にトンネル掘削機の後端
部の現在位置を表示しておく。こうして、トンネル掘削
機によって掘削された切羽地山の性状を掘削距離と共に
連続的にモニター画面に表示していくものであり、従っ
て、トンネル掘削機の掘進に従って目視することができ
ないトンネル掘削機の機長間における掘削壁面の性状お
よびその傾向をモニター画面から容易に且つ正確に認識
することができる。[Operation and Effect] Each time a tunnel excavator excavates a tunnel of a certain length, the property of the face mountain is detected, and the property data is displayed on the coordinates of the monitor screen together with the excavation position. The properties of the face rock can be estimated from the energy required to excavate the unit volume of rock at the face, that is, the unit excavation energy and the estimated uniaxial compressive strength of the rock, etc. To be displayed. In addition, the current position of the rear end of the tunnel excavator is displayed on the coordinates. In this way, the properties of the cut face ground excavated by the tunnel excavator are continuously displayed on the monitor screen together with the excavation distance, and therefore, the captain of the tunnel excavator who cannot visually observe the excavation of the tunnel excavator. The nature and tendency of the excavation wall surface between them can be easily and accurately recognized from the monitor screen.
【００１０】そのため、例えば、トンネル掘削機によっ
て切羽地山が掘削された時に、その性状値に応じた支保
の選択を予め行っておくことが可能となり、該掘削部が
トンネル掘削機の掘進に従って機体後部の支保組立位置
に達するまでにその掘削部に組立てるべき支保の搬送及
び組立の準備が円滑に行うことができると共にモニター
画面から上記掘削部が支保組立位置に達したことも正確
に確認することができて、そのトンネル掘削壁面の地山
の性状に適した強度、構造等を有する支保の施工を能率
よく行えるものである。[0010] Therefore, for example, when a face excavation mountain is excavated by a tunnel excavator, it is possible to select a support according to its property value in advance. The transport of the supports to be assembled to the excavation part and the preparation for assembling can be smoothly performed before reaching the rear support assembly position, and the monitor screen also accurately confirms that the excavation part has reached the support assembly position. Thus, it is possible to efficiently construct a support having strength, structure, and the like suitable for the properties of the ground of the tunnel excavation wall surface.
【００１１】さらに、トンネル掘削壁面にトンネル掘削
機の推進反力を支持させる際に、その推進該反力をとる
ための掘削壁面部の地山の性状を切羽地山の掘削時に上
述したように確認しておくことができると共に切羽面か
らの該掘削部の移動距離もモニター画面を目視すること
によって正確に確認し得るので、トンネル掘削機の掘進
制御が円滑且つ正確に行え、トンネルの築造が能率よく
且つ精度よく行える。Further, when the propulsion reaction force of the tunnel excavator is supported on the tunnel excavation wall surface, the nature of the ground on the excavation wall portion for taking the propulsion reaction force is determined as described above at the time of excavation of the face face mountain. It is possible to confirm the movement distance of the excavated portion from the facet by checking the monitor screen, so that the excavation control of the tunnel excavator can be smoothly and accurately performed, and the construction of the tunnel can be performed. Efficient and accurate.
【００１２】また、請求項２に記載した発明によれば、
上記データにより決定される掘削壁面に設置すべき支保
の種類及び位置を該位置に対応する上記モニター画面の
掘削距離軸上に表示させるので、モニター画面に表示さ
れる地山の性状値から作業員等がその性状の掘削壁面に
適した支保の選択を判定する必要もなく、モニター画面
を目視するだけで簡単且つ正確に掘削壁面の性状に最適
な支保の選択、組立の準備が可能となり、作業性が一層
向上するものである。According to the invention described in claim 2,
Since the type and position of the support to be installed on the excavation wall determined by the data are displayed on the excavation distance axis of the monitor screen corresponding to the position, the worker can be determined from the property values of the ground displayed on the monitor screen. There is no need to judge the selection of a support suitable for the excavation wall of that property, and it is possible to easily and accurately select the optimal support for the properties of the excavation wall and prepare for assembly simply by looking at the monitor screen. The property is further improved.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な実施の形
態を図面について説明すると、図１においてトンネル掘
削機は、前端に隔壁1aを一体に設けている円筒形状のス
キンプレート１と、上記隔壁1aの前面側に配設されてこ
の隔壁1aの前面に一体に設けている支持部材２に回転自
在に支持され且つ前面に多数本のディスクカッタ刃3aを
突設ししいるカッタ板３と、隔壁1aの後面に装着されて
上記カッタ板３を回転駆動する駆動モータ４と、隔壁1a
の後面にその先端を一体的に固着して上記スキンプレー
ト１の中央空間部を通じて該スキンプレート１の後端か
ら後方に水平状に延出しているビーム体５と、上記支持
部材２の上下左右に装着された伸縮自在なフロンドグリ
ッパ６と、ビーム体５の後端部下面から下方に突設して
ジャッキ等により上下伸縮自在なリアサポート７と、ビ
ーム体５の下面に沿って摺動自在に配設されたリアグリ
ッパ８と、上記隔壁1aとリアグリッパ８間を連結した推
進ジャッキ９と、掘削した岩片（以下、ズリＡという）
を後方に搬出するベルトコンベア10とから構成されてい
る。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention; FIG. A cutter plate disposed on the front side of the partition wall 1a, rotatably supported by a support member 2 provided integrally on the front side of the partition wall 1a, and having a plurality of disk cutter blades 3a protruding on the front side. 3, a drive motor 4 mounted on the rear surface of the partition wall 1a to rotationally drive the cutter plate 3, and a partition wall 1a
A beam 5 extending horizontally rearward from the rear end of the skin plate 1 through a central space of the skin plate 1 and having a front end integrally fixed to a rear surface thereof; Telescopic front gripper 6 mounted on the front end, a rear support 7 projecting downward from the lower surface of the rear end of the beam body 5 and vertically extending and retractable with a jack or the like, and slidable along the lower surface of the beam body 5 , A propulsion jack 9 connecting the partition wall 1a and the rear gripper 8, and excavated rock fragments (hereinafter referred to as "slip A").
And a belt conveyer 10 for carrying out the rearward.
【００１４】なお、上記リアグリッパ８はスキンプレー
ト１から後方に突出したビーム体５の後部側に配設され
てあり、周知のように、ビーム体５に対して相対的に摺
動自在な摺動枠11からトンネル掘削壁面Ｔの両側面に向
かって水平に突設されていると共に両リアグリッパ８、
８と上記隔壁1aの背面両側部間を上記推進ジャッキ９、
９によってそれぞれ連結しているものである。図中、12
はベルトコンベア10の支持枠である。The rear gripper 8 is disposed on the rear side of the beam member 5 projecting rearward from the skin plate 1, and is slidable relative to the beam member 5 as is well known. Both the rear grippers 8 project horizontally from the frame 11 toward both sides of the tunnel excavation wall T,
8 and the propulsion jack 9 between the rear sides of the bulkhead 1a.
9 are connected to each other. In the figure, 12
Denotes a support frame of the belt conveyor 10.
【００１５】このように構成したトンネル掘削機におい
て、上記カッタ板駆動モータ４には電流・電圧計13が装
着されていると共に推進ジャッキ９にはその推進力を検
出するための油圧計14及び該ジャッキのストローク計15
が装着されてあり、さらに、ベルトコンベア10の後方に
はズリＡの高さ（大きさ）を映写するモニターカメラ16
が設置されている。これらの電流・電圧計13の数値、油
圧計14の圧力値、ストローク計15のストローク長及びモ
ニターカメラ16に写るズリＡの高さ等からトンネル掘削
機１が掘削している切羽地山T0の性状を推定し得るもの
であり、例えば、カッタ板３の回転速度が一定である条
件下において駆動モータ４の電流値や油圧計14の数値が
大きいと硬い地山、小さいと軟らかい地山と判断でき、
地山に亀裂があると岩盤が大きな塊状に割れるからズリ
高さが大きくなる一方、亀裂がなければ小片状に掘削さ
れてズリ高さが小さくなるので、モニターカメラ16に写
しだされるズリＡの高さから地山の性状の一つである亀
裂の有無を判断することができる。さらに、ストローク
計15によって検出されるストローク長から掘進速度が算
出され、トンネル掘削機が一定の推進力で掘進中におい
て、その掘進速度が速ければ軟質な地山、遅くなれば硬
質の地山と判断することができる。In the tunnel excavator thus constructed, the cutter plate drive motor 4 is provided with a current / voltmeter 13 and the propulsion jack 9 is provided with an oil pressure gauge 14 for detecting the propulsion force and the hydraulic pressure gauge 14. Jack stroke meter 15
And a monitor camera 16 for projecting the height (size) of the slip A behind the belt conveyor 10.
Is installed. From the numerical value of the current / voltmeter 13, the pressure value of the oil pressure gauge 14, the stroke length of the stroke gauge 15, the height of the shear A shown on the monitor camera 16, and the like, the cutting face ground T 0 that the tunnel excavator 1 is excavating. For example, under the condition that the rotation speed of the cutter plate 3 is constant, the current value of the drive motor 4 and the numerical value of the oil pressure gauge 14 are large, and the small value is a soft ground. I can judge,
If there is a crack in the ground, the rock height will increase because the rock will break into large chunks, whereas if there is no crack, the rock height will be reduced because it is excavated into small pieces and the height is reduced. The presence or absence of a crack, which is one of the properties of the ground, can be determined from the height of A. Further, the excavation speed is calculated from the stroke length detected by the stroke meter 15, and while the tunnel excavator is excavating with a constant propulsion force, if the excavation speed is fast, a soft ground is obtained, and if the tunnel speed is low, a hard ground is obtained. You can judge.
【００１６】切羽地山T0の性状を推定し得る上記各種の
計器の数値データを直接、トンネル掘削機の機内に設置
したモニター画面17に表示するように構成しておいても
よいが、本発明の以下の実施例においては、より精度の
よい切羽地山T0の性状判定が可能な単位掘削エネルギー
または後述するように地山の一軸圧縮強度から得られる
準岩盤強度のデータをモニター画面17に表示するように
構成している。なお、単位掘削エネルギーと準岩盤強度
とのデータを共にモニター画面17に表示してもよい。[0016] Face natural ground T properties directly the numerical data of the various instruments may estimate the 0, but may have been configured to display on the monitor screen 17 installed on board of the tunnel boring machine, the In the following embodiments of the present invention, data of unit excavation energy capable of determining the properties of the face ground T 0 with higher accuracy or quasi-rock strength obtained from unconfined compressive strength of the ground as described later is displayed on the monitor screen 17. Is displayed. The data of the unit excavation energy and the quasi-rock strength may be displayed together on the monitor screen 17.
【００１７】上記単位掘削エネルギーＪは、具体的には
単位容積の岩盤を掘削するのに要したエネルギーであっ
て、カッター板３で掘削される掘削断面積Ａ(m2)と電流
・電圧計13によって検出される電流値Ｉ(V) 、電圧値Ｅ
(A) 、及び、油圧計14で検出される推進力(tf)とストロ
ーク計15で検出される掘進速度(m/min）とから次式によ
り求められる。なお、これらの各検出機器による検出出
力信号をコンピュータに入力して算出させると共に図化
処理して上記モニター画面17に表示させるようにしてい
る。The unit excavation energy J is, specifically, the energy required for excavating a rock of unit volume. The unit excavation energy J includes the excavation cross-sectional area A (m 2 ) excavated by the cutter plate 3 and the current / voltmeter. 13, the current value I (V) and the voltage value E
(A), and the propulsion force (tf) detected by the oil pressure gauge 14 and the excavation speed (m / min) detected by the stroke gauge 15 are obtained by the following equation. The detection output signals from the respective detection devices are input to a computer to be calculated, plotted, and displayed on the monitor screen 17.
【００１８】[0018]
【数１】 上記式において、Ｅ：カッタ電圧(V) 、Ｉ：カッタ電流
(A) 、Ft: 推進力(tf)、Ｒ：推進速度(m/min) 、Ａ：掘
削断面積(m2)、6.12×10-3: 係数である。(Equation 1) In the above equation, E: cutter voltage (V), I: cutter current
(A), Ft: propulsion force (tf), R: propulsion speed (m / min), A: excavated cross-sectional area (m 2 ), 6.12 × 10 −3 : coefficient.
【００１９】モニター画面17には、図２に示すようにト
ンネル掘削機の掘削距離（ｍ）を横軸に、上記単位掘削
エネルギーの数値(tfm/m3)を縦軸にした座標軸が表示さ
れてあり、トンネル掘削機によって一定長のトンネルが
掘削される毎にその切羽地山T0の位置、即ち、掘削距離
とその掘削距離における単位掘削エネルギーの数値デー
タとの座標を点表示ｘするように構成している。そし
て、新たに掘削される切羽地山T0の位置における掘削距
離と単位掘削エネルギーの数値データとの座標点ｘはモ
ニター画面17における一端側（図においては右端側）に
表示され、この新たな座標点ｘの表示によって先に掘削
された切羽地山T0の位置に対応した掘削距離と単位掘削
エネルギーの数値データとの座標点ｘは他端方向（図に
おいては左方向）に上記掘削距離に相当した長さだけ移
動すると共にこれらの座標点ｘ、ｘ間を直線で結んだ折
れ線グラフＣとして順次表示するように構成している。
この場合、トンネル掘削機の掘進に従って長くなるトン
ネルの掘削距離を示す数値は横軸上の一端部側に新たに
表示される。As shown in FIG. 2, the monitor screen 17 displays coordinate axes with the excavation distance (m) of the tunnel excavator on the horizontal axis and the numerical value of the unit excavation energy (tfm / m 3 ) on the vertical axis. Te Yes, the position of the working face natural ground T 0 each time a predetermined length of tunnel is excavated by a tunnel boring machine, i.e., to coordinate point displays the x and numerical data units drilling energy in the drilling distance and drilling distance It is composed. Then, the coordinate point x of the numerical data of the drilling distance and the unit drilling energy at the location of the working face natural ground T 0 newly drilled is displayed on the one end side (right end side in the figure) in the monitor screen 17, this new the drilling distance (left direction in the figure) the coordinate point x other end direction of the numerical data of the drilling distance and units drilling energy corresponding to the position of the working face natural ground T 0 excavated earlier by the display of the coordinate points x And the coordinate points x are sequentially displayed as a line graph C connecting the coordinate points x with a straight line.
In this case, a numerical value indicating the excavation distance of the tunnel that becomes longer as the tunnel excavator advances is newly displayed on one end side on the horizontal axis.
【００２０】さらに、モニター画面17には、新たに掘削
された切羽位置に相当する掘削距離上にカッタ板を対応
させると共にトンネル掘削機の後端部までの長さ、即
ち、機長が横軸の掘削距離に対応させてあるトンネル掘
削機の模型図Ｂが図示されてあり、さらに、上記折れ線
グラフＣによって示された単位掘削エネルギーのデータ
値の大小に対応してトンネル掘削壁面Ｔに施工すべき支
保工Ｅの強度を線図Ｄとして連続的に表示するようにし
ている。単位掘削エネルギーの数値は、硬質の岩盤の場
合には大きく、軟質の場合には小さくなるので、その数
値の大小に対応した強度を有する支保を演算によって算
出して上記線図Ｄとして表示するものであり、図におい
ては、最も硬い岩盤の場合には無支保とし、以下、強
度の小さい支保から大きい支保まで〜として表示し
ている。Further, on the monitor screen 17, the cutter plate is made to correspond to the excavation distance corresponding to the newly excavated face position, and the length to the rear end of the tunnel excavator, that is, the machine length is indicated by the horizontal axis. A model diagram B of the tunnel excavator corresponding to the excavation distance is illustrated, and furthermore, the tunnel excavator should be constructed on the tunnel excavation wall surface T according to the magnitude of the data value of the unit excavation energy indicated by the line graph C. The strength of the shoring E is continuously displayed as a diagram D. The numerical value of the unit excavation energy is large in the case of hard rock and small in the case of soft rock. Therefore, the support having the strength corresponding to the magnitude of the numerical value is calculated by calculation and displayed as the diagram D. In the figure, in the case of the hardest rock mass, no support is provided, and hereinafter, from a support having a small strength to a support having a large strength is indicated as.
【００２１】例えば、図２においては、単位掘削エネル
ギーの数値が3000〜4000tfm/m3の範囲の性状を有する岩
質の場合には無支保とし、2000〜3000tfm/m3、1000〜
2000tfm/m3、０〜1000tfm/m3の各範囲の性状を有する岩
質の場合にはそれぞれ上記〜の支保を用いるものと
しており、これらを連続したグラフとするモニター画面
17に表示する時にはその種類を一目で明確に判断し得る
ように、上記単位掘削エネルギーの数値に対応させるこ
となく、モニター画面17の右端に〜で示すように、
上下の位置関係により支保の強弱を表した線図として表
示するように構成している。For example, in FIG. 2, in the case of a rock having a property of a unit excavation energy in the range of 3000 to 4000 tfm / m 3 , it is unsupported, and 2000 to 3000 tfm / m 3 , 1000 to 4000 tfm / m 3 .
2000tfm / m 3, 0~1000tfm / respectively in the case of lithology having the properties of each of the ranges of m 3 have been assumed to use a支保the ~ monitor screen to these continuous graph
At the right end of the monitor screen 17, as shown by ~, without corresponding to the numerical value of the unit excavation energy, so that the type can be clearly judged at a glance when displayed on 17
It is configured to display as a diagram representing the strength of the support based on the vertical positional relationship.
【００２２】上記支保の強弱のパターンとしては、図１
に示すようにリング支保工Ｅの場合には、．無支保、
．リング支保工を１ｍ間隔毎に設置する、．＋掛
矢板を配する、．リング支保工Ｅを0.5 ｍ間隔毎に設
置する、・＋掛矢板Ｆとして区分され、ライナの場
合には、．無志保、．枠のみのライナ、．網付ラ
イナとして区分されるが、これらの支保工を適宜に組み
合わせて用いてもよく、また、そのパターンは図に示す
ように４種類に限定されることはない。The pattern of the strength of the support is shown in FIG.
In the case of ring support E as shown in FIG. Unsupported,
. Install ring supports at 1 m intervals,. + Arrange a hanging sheet pile,. Ring supports E are installed at intervals of 0.5 m. · + Is divided as a sheet pile F. In the case of a liner,. No Shiho,. Frame-only liners,. Although it is classified as a netted liner, these supports may be used in combination as appropriate, and the pattern is not limited to four types as shown in the figure.
【００２３】モニター画面17上に表示された上記トンネ
ル掘削機の模型図Ｂは、そのカッタ板側の先端面を常に
切羽面に相当する位置に対応させているので、他端側に
向かって移動することはなく、定位置に固定された状態
で表示されており、さらにはトンネル掘削機後部の支保
組立位置が切欠き表示ｂされている。従って、トンネル
掘削機によって現在掘削中の切羽地山T0に対して既に掘
削されたトンネル掘削壁面までの距離及び該掘削壁面の
地山を支保するのに最適な支保の種類及びその支保を組
立てるタイミングをモニター画面17を目視するだけで、
上記座標点ｘと支保パターンを示す線図Ｄから一目で確
認することができる。In the model drawing B of the tunnel excavator displayed on the monitor screen 17, the tip end surface on the cutter plate side always corresponds to the position corresponding to the face, so that it moves toward the other end side. It is not fixed, and is displayed in a state where it is fixed at a fixed position, and furthermore, the support assembly position at the rear of the tunnel excavator is displayed with a notch b. Therefore, assembling the type and支保optimum支保already to支保the natural ground distance and該掘cutting walls up excavated tunnel boring wall against the working face natural ground T 0 in the current excavation by tunnel boring machine Just watch the monitor screen 17 for the timing,
It can be confirmed at a glance from the coordinate point x and the diagram D showing the support pattern.
【００２４】例えば、図２は機長が３ｍのトンネル掘削
機が319 〜320 ｍの位置まで掘進した状態を示してお
り、その位置までの掘削距離と該位置における切羽の性
状を推定し得るデータ（単位掘削エネルギー）との座標
点x0が表示されていると共に既に掘削された地山までの
距離とその位置における切羽地山の性状を推定し得るデ
ータとの座標点ｘが1/3 ｍ間隔毎に順次表示されて折れ
線グラフＣを形成しており、さらに、それぞれの掘削距
離における地山の性状に適する支保の種類は、支保を設
置すべき区間長分のデータが揃った時点で模型図Ｂの前
部から中程に達する長さ部分（図においては１ｍ間）に
その区間長に対応して表示線d0ーd1として表示されるよ
うに構成している。この際、その表示開始点d0からトン
ネル掘削機のスキンプレート１内の支保組立部（表示点
d2として示す）までの間に設置すべき支保のパターン線
図は点線で示され、それ以降のトンネル掘削機後方の既
に設置された支保のパターン線図は実線で示されるよう
に構成している。For example, FIG. 2 shows a state in which a tunnel excavator having a length of 3 m has excavated to a position of 319 to 320 m, and data for estimating the excavation distance to that position and the properties of the face at that position ( already excavated distance coordinate point x is 1/3 m interval between data which can estimate the properties of the working face natural ground at that location to the natural ground with the coordinate point x 0 with the unit drilling energy) is displayed Each line is sequentially displayed to form a line graph C. In addition, the types of supports suitable for the properties of the ground at each excavation distance are determined by model data when data for the section length where the supports should be installed is prepared. It is configured to be displayed as a display line d 0 over d 1 corresponds to the section length (between 1m in the figure) length portion reaching the middle from the front of the B. At this time,支保assembly of the skin plate 1 from the display start point d 0 tunnel boring machine (display point
d shown as 2) the pattern diagram of支保be installed until is shown by dotted lines, pattern diagram of a支保already installed in subsequent tunneling machine rear is constructed as shown by the solid line I have.
【００２５】そして、トンネル掘削機によって掘削され
た切羽地山T0の性状を示す座標点ｘが掘進に従ってモニ
ター画面17上を左端側に向かって移動（スクロール）し
て支保を設置すべき区間長分（図においては１ｍ）のデ
ータが揃った時点で、上述したように上記支保の種類を
示す表示線d0ーd1が現れ、この時点において作業員がモ
ニター画面17からその支保の種類を確認して該表示線d0
ーd1がトンネル掘削機の掘進に従ってスキンプレート１
における支保組立部の位置に達するまでに、該表示線d0
ーd1で示された種類の支保を支保組立部にまで搬送して
組立の準備を行う。なお、支保パターン表示は上記のよ
うな点線や実線等の表示態様に限らず、色分け或いは点
表示等、様々な形態のものを用いることができる。[0025] Then, the section length to be installed支保moves toward the upper monitor screen 17 on the left end side (scroll) according to the coordinates point x is excavation showing the properties of the the working face natural ground T 0 excavation by the tunnel boring machine min when the data are ready for (1m in the figure), the display line d 0 over d 1 indicating the type of the支保appears as described above, workers in this point the type of the支保from the monitor screen 17 Check the display line d 0
ー d 1 is the skin plate 1 according to the excavation of the tunnel excavator
By the time the display line d 0 is reached,
To prepare for assembly to convey the type of支保indicated by over d 1 to the支保assembly. In addition, the support pattern display is not limited to the display mode such as the dotted line or the solid line as described above, and various forms such as color coding or dot display can be used.
【００２６】なお、図２に示すモニター画面17上の縦
軸、横軸はそれぞれ拡大、縮小が可能であり、横軸を拡
大して該横軸の長さ、即ち、掘削距離の表示区間長をト
ンネル掘削機の機長と同じにすれば、横軸の左端がトン
ネル掘削機の後端部位置として表示されることになるの
で、この場合には図２に示したような模型図Ｂは必ずし
も必要ではない。また、支保組立位置の表示は、上記の
ような切欠表示ｂに限らず、色分け、線による区画等、
様々な形態で表示することができる。The vertical axis and the horizontal axis on the monitor screen 17 shown in FIG. 2 can be enlarged and reduced, respectively, and the horizontal axis is enlarged and the length of the horizontal axis, that is, the display section length of the excavation distance is displayed. Is the same as the length of the tunnel excavator, the left end of the horizontal axis is displayed as the rear end position of the tunnel excavator. In this case, the model diagram B as shown in FIG. Not necessary. In addition, the display of the support assembly position is not limited to the cutout display b as described above, and may be classified by colors, sections by lines,
It can be displayed in various forms.
【００２７】次に、上記モニター画面17には、上述した
ようにトンネル掘削機によって掘削されたトンネル掘削
壁面（切羽地山T0）が該トンネル掘削機の掘進に従って
機体のどの位置に達しているのかを簡単に目視すること
ができるので、トンネル掘削機の掘進制御に用いること
ができる。即ち、トンネル掘削機は、掘進時には左右の
リアグリッパ８、８を伸長させることによりトンネル掘
削壁面Ｔに圧着させてトンネル掘削機の推進時の反力を
とる一方、トンネル掘削壁面Ｔに対するフロントグリッ
パ６の圧着を緩めたのち、推進ジャッキ９を伸長させる
ことにより行われるが、この時、リアグリッパ８の位置
及びこのリアグリッパ８を受止するトンネル掘削壁面部
分の地山の性状を予めモニター画面17から上記同様にし
て座標点ｘから認識することができるで、そのトンネル
掘削壁面部が硬度の高い場合にはリアグリッパ８を直
接、該トンネル掘削壁面部に押し付けて推進反力をと
る。Next, on the monitor screen 17, the tunnel excavation wall surface (face mountain T 0 ) excavated by the tunnel excavator as described above reaches any position of the fuselage according to the excavation of the tunnel excavator. Since it can be easily visually observed, it can be used for excavation control of a tunnel excavator. That is, the tunnel excavator takes the reaction force at the time of propulsion of the tunnel excavator by extruding the left and right rear grippers 8, 8 during excavation and pressing the tunnel gripper against the tunnel excavator wall T. After loosening the crimping, this is performed by extending the propulsion jack 9. At this time, the position of the rear gripper 8 and the nature of the ground on the tunnel excavation wall portion that receives the rear gripper 8 are previously determined from the monitor screen 17 in the same manner as described above. When the hardness of the tunnel excavation wall is high, the rear gripper 8 is directly pressed against the tunnel excavation wall to obtain a propulsion reaction force.
【００２８】一方、トンネル掘削壁面部が崩壊性の地山
の場合にはそのトンネル掘削壁面部がトンネル掘削機の
掘進に従ってリアグリッパ８の位置まで達する間に金網
等の介在部材を準備しておき、その部材をトンネル掘削
壁面に当てがって地山の崩壊を防止しながらリアグリッ
パ８を該部材を介してトンネル掘削壁面部に押し付ける
ことにより推進反力をとる。また、トンネル掘削壁面部
がリアグリッパ８を押し付けるとその押し付け方向に変
形して所要のグリッパ反力が得られない軟弱な地山の場
合には、その性状を上記モニター画面17に表示された該
トンネル掘削壁面部の座標点ｘから認識して該座標点が
リアグリッパ８に達するまでにリアグリッパ８から推進
ジャッキ９に切り換えるべきかどうかの判断と共に切り
換える場合には推進ジャッキ９の動作チェックと共に支
保の補強等を行い、推進ジャッキ９を伸長させて既に設
置された支保の前端面に押し付けることにより反力をと
りながらトンネル掘削機を推進させるものである。On the other hand, when the wall surface of the tunnel excavation is a collapsed ground, an intervening member such as a wire mesh is prepared while the wall surface of the tunnel excavation reaches the position of the rear gripper 8 as the tunnel excavator advances. The member is applied to the tunnel excavation wall surface to prevent collapse of the ground, and presses the rear gripper 8 against the tunnel excavation wall portion via the member to obtain a propulsion reaction force. When the wall surface of the tunnel excavation presses the rear gripper 8 and deforms in the pressing direction to obtain a required gripper reaction force, the property of the tunnel is displayed on the monitor screen 17 in the case of a soft ground. Recognizing from the coordinate point x of the excavation wall portion, and judging whether to switch from the rear gripper 8 to the propulsion jack 9 before the coordinate point reaches the rear gripper 8, when switching is performed, the operation of the propulsion jack 9 is checked and the support is reinforced. Then, the propulsion jack 9 is extended and pressed against the front end face of the already installed support to propel the tunnel excavator while taking a reaction force.
【００２９】なお、切羽地山T0の性状を推定し得るデー
タとして、上記実施例においては単位掘削エネルギーを
採用しているが、上述したように別なデータ、例えば、
図３に示すような準岩盤強度σ（kgf/cm2)のデータをモ
ニター画面17に掘削距離と共に表示するようにしてもよ
い。Although the unit excavation energy is employed in the above embodiment as data for estimating the properties of the face area T 0 , other data, for example,
The data of the quasi-rock strength σ (kgf / cm 2 ) as shown in FIG. 3 may be displayed on the monitor screen 17 together with the excavation distance.
【００３０】一般に、トンネル掘削機においてカッタ板
による切羽地山T0のカッタ切込量は地山の一軸圧縮強度
σｃ（kgf/cm2)やトンネル掘削機の性能（カッタ刃の仕
様や数、ピッチ）により決定され、この切込量と一軸圧
縮強度との関係は図３に示す曲線で表されることは理論
的にも実験的にも実証されている。この図から明らかな
ように、カッタ切込量Pe(cm/rev)は、軟岩領域ではカッ
タヘッドのトルクに、硬岩領域ではトンネル掘削機のス
ラスト力により支配され、それぞれの領域によって切込
量が決定される。なお、切羽地山のカッタ切込量とトン
ネル掘削機の掘進速度とは正比例関係にある。[0030] In general, the cutter cutting the amount of uniaxial compressive strength of the natural ground σc (kgf / cm 2) of the working face natural ground T 0 by the cutter plate in tunnel boring machines and tunnel boring machine performance (specification of the cutter blade and the number, Pitch), and it has been theoretically and experimentally demonstrated that the relationship between the depth of cut and the uniaxial compressive strength is represented by the curve shown in FIG. As is clear from this figure, the cutter depth Pe (cm / rev) is controlled by the cutter head torque in the soft rock area and by the thrust force of the tunnel excavator in the hard rock area. Is determined. In addition, the cutter cutting amount of the mountain face and the excavation speed of the tunnel excavator are directly proportional.
【００３１】そして、本発明において採用する掘削地山
の性状を判断するための上記準岩盤強度としては、予
め、掘削すべき岩盤の一軸圧縮強度を測定しておき、こ
の一軸圧縮強度とカッタ切込量との関係を図１に示すよ
うに解析ソフトとして用いてコンピュータに入力してお
くことによりトンネル掘削機によって掘削される切羽地
山の性状を決定して上記単位掘削エネルギーの時と同様
に掘削距離と共にモニター画面17に点座標として順次、
表示していくものである。As the quasi-rock strength for judging the properties of the excavation ground used in the present invention, the uniaxial compressive strength of the rock to be excavated is measured in advance, and the uniaxial compressive strength and the cutter cutting strength are measured. As shown in FIG. 1, the relationship between the excavation amount and the input amount is input to a computer as analysis software, thereby determining the nature of the mountain face to be excavated by the tunnel excavator. As point coordinates on the monitor screen 17 together with the excavation distance,
It will be displayed.
【００３２】なお、岩盤（地山）の性状を推定し得るデ
ータとしては上記実施例に限らず、図４に示すように
(a).トンネル掘削機から直接計測可能な推進力やカッタ
電流、推進速度と、(b).トンネル掘削機から直接計測さ
れるデータを演算処理して得られる上記単位掘削エネル
ギーや準岩盤強度などのデータと、(c).地山を目視、観
測することによって得られるズリ高さや支保パターン等
のデータがあり、これらのデータの１つ又は２つ以上の
組み合わせたデータと掘削距離との関係を上記モニター
画面17に表示させるようにすれば本発明を満足させるこ
とができる。又、目視、観測された支保パターンの用い
方としては、掘削初期において図２における支保パター
ンの表示を、トンネル掘削機後方に露出した掘削壁面の
目視、観察により選択、設置された支保パターンとし、
これと上記の地山の性状を推定し得るデータとを比較
し、その相関関係から、上記データの値または傾向に対
応する支保パターンを定めておき、そして、この後の掘
削において上記データから支保パターンを選択するよう
にするものである。これにより、実際の地山に即した制
度の高い地山の性状の把握が可能になる。The data for estimating the properties of the bedrock (ground mass) is not limited to the above-described embodiment, but is shown in FIG.
(a) The propulsion force, cutter current and propulsion speed directly measurable from the tunnel excavator, and (b) the unit excavation energy and quasi-rock strength obtained by processing the data directly measured from the tunnel excavator There are data such as (c) .Slip height and support pattern obtained by visually observing and observing the ground, and data of one or a combination of two or more of these data and the excavation distance If the relationship is displayed on the monitor screen 17, the present invention can be satisfied. In addition, as a method of using the observed and observed support pattern, the display of the support pattern in FIG. 2 in the initial stage of excavation is the support pattern selected and installed by visual observation and observation of the excavation wall exposed behind the tunnel excavator,
This is compared with the data from which the properties of the ground can be estimated, a support pattern corresponding to the value or tendency of the data is determined from the correlation, and the support pattern is determined from the data in the subsequent excavation. This is to select a pattern. This makes it possible to ascertain the nature of the ground with a high system in line with the actual ground.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】地山の性状表示方法を説明するためのトンネル
掘削機の簡略縦断側面図、FIG. 1 is a simplified vertical cross-sectional side view of a tunnel excavator for explaining a method for displaying the properties of ground.
【図２】掘削距離と掘削された地山の性状との関係を表
示したモニター画面の平面図、FIG. 2 is a plan view of a monitor screen displaying a relationship between an excavation distance and properties of an excavated ground;
【図３】カッタ切込量と地山強度との関係を示す曲線
図、FIG. 3 is a curve diagram showing the relationship between the cutter depth and the ground strength.
【図４】地山の性状を推定し得る各種のデータを表示し
たブロック線図。FIG. 4 is a block diagram showing various data for estimating the properties of the ground.
１ スキンプレート ３ カッタ板 17 モニター画面 Ｂ トンネル掘削機の模型図 Ｔ トンネル掘削壁面 T0 切羽地山 ｘ 座標点1 Skin plate 3 Cutter plate 17 Monitor screen B Model drawing of tunnel excavator T Tunnel excavation wall surface T 0 Face mountain x Coordinate point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 哲 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 背野 康英 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 Ｆターム(参考） 2D054 GA06 GA17 GA65 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tetsu Inoue 2-2-2 Matsuzakicho, Abeno-ku, Osaka-shi Inside Okumura Gumi Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhide Backo 2-2-2 Matsuzakicho, Abeno-ku, Osaka-shi No. Okumura Gumi F-term (Reference) 2D054 GA06 GA17 GA65
Claims (2)
けるトンネル掘削機により掘削された切羽地山の性状を
推定し得るデータと、切羽面から少なくともトンネル掘
削機の後端部までの区間のトンネルの掘削距離との関係
を、この掘削距離の軸と上記データの軸とを互いに直交
に配置したモニター画面の座標上に表示させると共に、
上記トンネル掘削機の後端部位置を該位置に対応する上
記モニター画面の掘削距離軸上に表示させることを特徴
とするトンネル掘削地山の性状表示方法。1. A data for estimating the nature of a pile face excavated by a tunnel excavator at a certain excavation distance obtained while excavating, and a data of a tunnel in a section from a face to at least a rear end of the tunnel excavator. The relationship between the excavation distance and the axis of the excavation distance and the axis of the data are displayed on the coordinates of a monitor screen arranged orthogonally to each other,
A property display method of a tunnel excavation ground, wherein a rear end position of the tunnel excavator is displayed on an excavation distance axis of the monitor screen corresponding to the position.
設置すべき支保の種類及び位置を該位置に対応する上記
モニター画面の掘削距離軸上に表示させることを特徴と
する請求項１に記載のトンネル掘削地山の性状表示方
法。2. The method according to claim 1, wherein the type and position of the support to be installed on the excavation wall determined by the data are displayed on the excavation distance axis of the monitor screen corresponding to the position. How to display the properties of the tunnel excavation site.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05395299A JP4017781B2 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Property display method of tunnel excavated ground |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05395299A JP4017781B2 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Property display method of tunnel excavated ground |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249547A true JP2000249547A (en) | 2000-09-14 |
| JP4017781B2 JP4017781B2 (en) | 2007-12-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05395299A Expired - Fee Related JP4017781B2 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Property display method of tunnel excavated ground |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4017781B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340822A (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | Apparatus for detecting foreign substances and method of detecting foreign substances |
| JP2017009436A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社鴻池組 | Bedrock survey method and bedrock survey device |
| JP2018066183A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社不動テトラ | Ground improvement device |
| JP2020169564A (en) * | 2016-10-19 | 2020-10-15 | 株式会社不動テトラ | Ground improvement device |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP05395299A patent/JP4017781B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2018066183A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社不動テトラ | Ground improvement device |
| JP2020169564A (en) * | 2016-10-19 | 2020-10-15 | 株式会社不動テトラ | Ground improvement device |
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| JP4017781B2 (en) | 2007-12-05 |
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