JP2010121406A - Replacement type soil pressure measuring device for shield machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、隔壁の前方の土圧を計測するシールド掘進機の交換型土圧計測装置に係り、特に、センサ本体の交換に先立って出水の有無を確認できるシールド掘進機の交換型土圧計測装置に関する。 The present invention relates to a shield type excavator exchanging earth pressure measuring device for measuring earth pressure in front of a bulkhead, and in particular, exchanging type earth pressure measurement of a shield excavator capable of confirming the presence or absence of water discharge before exchanging a sensor body. Relates to the device.
シールド掘進機は、筒状のシールドフレームと、シールドフレーム内を前後に切羽側と坑内側とに仕切る隔壁と、隔壁に設けられ切羽を切削するカッタと、カッタで切削された土砂を隔壁の前方(切羽側)から後方(坑内側)に移送する排土装置(スクリューコンベヤ等)と、シールドフレーム内でセグメントをリング状に組み立てるエレクタと、エレクタで組み立てられたセグメントに反力を取ってシールドフレームを前進させるシールドジャッキとを備えている。 The shield machine has a cylindrical shield frame, a partition that divides the shield frame back and forth into the face side and the inside of the well, a cutter that is provided on the partition and cuts the face, and earth and sand cut by the cutter are placed in front of the partition. A soil removal device (screw conveyor, etc.) that transports from the (face side) to the rear (inside of the mine), an erector that assembles the segments in a ring shape within the shield frame, and a shield frame that takes reaction force against the segments assembled by the erector And a shield jack that moves forward.
隔壁には、それを貫通して取付孔が形成されており、その取付孔には、隔壁の前方の土圧(所謂カッタ室内の土圧)を計測する土圧計が設けられている。そして、土圧計の検出値に応じて、シールドジャッキの伸長速度やスクリューコンベヤの回転速度等を制御することで、カッタ室内の土圧を所定範囲内に収めるようにし、切羽の安定を図っている。カッタ室内の土圧が所定範囲を上回って高すぎると地上の地面に隆起が生じ、カッタ室内の土圧が所定範囲を下回って低すぎると地上の地面に陥没が生じる虞がある。 A mounting hole is formed in the partition wall so as to penetrate the partition wall, and an earth pressure gauge for measuring an earth pressure in front of the partition wall (a so-called earth pressure in the cutter chamber) is provided in the mounting hole. And by controlling the extension speed of the shield jack, the rotation speed of the screw conveyor, etc. according to the detection value of the earth pressure gauge, the earth pressure in the cutter room is kept within a predetermined range, and the face is stabilized. . If the earth pressure in the cutter chamber exceeds a predetermined range and is too high, the ground surface may be raised, and if the earth pressure in the cutter chamber is below the predetermined range and too low, the ground surface may be depressed.
ところで、土圧計は、長期間の使用や異物(礫)の接触等により故障することがあり、この場合、故障した土圧計を新たな土圧計と交換しなければならない。そこで、従来、上記土圧を計測するセンサ本体が装着されたセンサ保持体を上記取付孔に取り付けた基部に移動可能に設けておき、通常時には、センサ本体がカッタ室に露出する位置にセンサ保持体を移動してそのセンサ本体でカッタ室内の土圧を計測し、交換時には、センサ本体が基部で覆われる位置にセンサ保持体を移動してセンサ本体の交換作業を行っていた(特許文献1参照)。 By the way, the earth pressure gauge may break down due to long-term use or contact with foreign matter (pebbles). In this case, the broken earth pressure gauge must be replaced with a new earth pressure gauge. Therefore, conventionally, a sensor holding body to which the sensor body for measuring the earth pressure is mounted is provided to be movable to the base portion attached to the mounting hole, and the sensor body is normally held at a position where the sensor body is exposed to the cutter chamber. The body was moved and the earth pressure in the cutter chamber was measured with the sensor body, and at the time of replacement, the sensor body was moved to a position where the sensor body was covered with the base, and the sensor body was replaced (Patent Document 1). reference).
このような交換型土圧計測装置においては、交換時に、センサ本体をセンサ保持体から取り外すときに、センサ本体の前方に地下水が回り込んでいると、センサ本体をセンサ保持体から取り外すと同時に地下水が坑内に噴出してしまう。よって、出水の可能性が少しでも有る場合には、カッタ室内に薬剤を注入する等して土砂を固める止水処置を行う必要があり、交換作業の長期化が避けられない。また、かかる止水処理が出来ない場合には、交換作業を断念する場合もあった。 In such an exchange-type earth pressure measuring device, when the sensor main body is removed from the sensor holding body during replacement, if the groundwater is in front of the sensor main body, the sensor main body is removed from the sensor holding body and at the same time the groundwater Erupts into the mine. Therefore, when there is even a possibility of water discharge, it is necessary to perform a water stop treatment to harden the earth and sand by injecting a chemical into the cutter chamber, and the replacement work cannot be prolonged. Moreover, when such a water stop process cannot be performed, the replacement work may be abandoned.
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、センサ本体の交換に先立って出水の有無を確認できるシールド掘進機の交換型土圧計測装置を提供することにある。 An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a replaceable earth pressure measuring device for a shield machine capable of confirming the presence or absence of water discharge prior to replacement of a sensor body.
上記目的を達成するために本発明は、シールド掘進機のシールドフレーム内を切羽側と坑内側とに仕切る隔壁の前方の土圧を計測する交換型土圧計測装置であって、上記隔壁に貫通形成された取付孔に装着され、球面状の凹部及び該凹部に切羽側と坑内側とを連通して形成された連通孔を有する基部と、上記凹部に符合する球面状の凸部を有し、上記基部に通常時の回転角度と交換時の回転角度との間で回転可能に支持されたセンサ保持体と、該センサ保持体に貫通形成され、上記センサ保持体が通常時の回転角度のとき切羽側と坑内側とを連通し、上記センサ保持体が交換時の回転角度のとき上記凹部の内面によって塞がれるセンサ取付孔と、該センサ取付孔に着脱可能に支持され上記土圧を計測するセンサ本体とを有し、上記基部に、一端が上記凹部の内面に開口し、他端が坑内側に開口する出水確認用の連絡通路を設けたものである。 In order to achieve the above object, the present invention is an exchange-type earth pressure measuring device for measuring earth pressure in front of a partition wall that partitions the inside of a shield frame of a shield machine into a face side and an inside of a shaft, and penetrates the partition wall. A base portion having a spherical concave portion and a communication hole formed by communicating the face side and the inner side of the concave portion with the concave portion, and a spherical convex portion coinciding with the concave portion. A sensor holder that is rotatably supported by the base between a rotation angle at a normal time and a rotation angle at the time of replacement, and the sensor holder is formed so as to penetrate the sensor holder. When the face side is connected to the inside of the pit, the sensor holding hole is closed by the inner surface of the recess when the sensor holding body is at the rotation angle at the time of replacement, and the earth pressure is detachably supported by the sensor mounting hole. A sensor body to be measured, and There are those that open to the inner surface of the recess and the other end provided with a communication passage for confirmation flooding opening to downhole side.
上記凹部に、上記センサ保持体が交換時の回転角度となったとき上記センサ取付孔の切羽側の開口部よりも後方に位置して、上記凹部と上記凸部との間を止水するシールを設け、上記センサ保持体が交換時の回転角度となったとき上記センサ取付孔の切羽側の開口部を塞ぐ上記凹部の内面に、上記連絡通路の一端が開口されてもよい。 A seal that is located behind the opening on the face side of the sensor mounting hole and stops water between the concave portion and the convex portion when the sensor holding body has a rotation angle at the time of replacement in the concave portion. One end of the communication passage may be opened on the inner surface of the recess that closes the opening on the face side of the sensor mounting hole when the sensor holding body reaches a rotation angle at the time of replacement.
上記連絡通路の坑内側の開口に、配管又はホースを接続し、該配管又はホースに、開閉弁を設けてもよい。 A pipe or hose may be connected to the opening on the inner side of the communication passage, and an open / close valve may be provided in the pipe or hose.
上記開閉弁に、グリス注入用のニップルを有する接続部材を接続してもよい。 A connecting member having a nipple for injecting grease may be connected to the on-off valve.
本発明に係るシールド掘進機の交換型土圧計測装置によれば、センサ本体の交換に先立って出水の有無を確認できる。よって、出水が無いことを確認した上で止水処理を行うことなくセンサ本体の交換ができ、迅速に交換できる。 According to the exchange type earth pressure measuring device of the shield machine according to the present invention, it is possible to confirm the presence or absence of water discharge before the replacement of the sensor body. Therefore, after confirming that there is no water discharge, the sensor body can be replaced without performing a water stop treatment, and can be replaced quickly.
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施形態に係る交換型土圧計測装置を備えたシールド掘進機の正面図、図2は図1のシールド掘進機の側断面図である。 FIG. 1 is a front view of a shield machine equipped with a replaceable earth pressure measuring device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a side sectional view of the shield machine of FIG.
シールド掘進機1は、筒状のシールドフレーム2と、シールドフレーム2内を前後に切羽側と坑内側とに仕切る隔壁3と、隔壁3に回転可能に支持され図示しない駆動装置で回転駆動されて切羽を切削するカッタ4と、カッタ4で切削された土砂を隔壁3の前方(切羽側)から後方(坑内側)に移送するスクリューコンベヤ5とを備えている。また、シールドフレーム2の内部には、セグメントをシールドフレーム2の内周面に沿ってリング状に組み立てるエレクタ(図示せず)が設けられていると共に、エレクタで組み立てられたセグメントに反力を取ってシールドフレーム2を前進させるシールドジャッキ(図示せず)が設けられている。
The
隔壁3には、取付孔3aが貫通形成されており、その取付孔3aには、隔壁3の前方の土圧(カッタ4と隔壁3との間のカッタ室6内の土圧)を計測する交換型土圧計測装置7が設けられている。交換型土圧計測装置7は、図2ではカッタ4の回転軸8の上方に配置されているように表されているが、実際には図1に示すようにカッタ4の回転軸8の一方の側方に配置されている。また、カッタ4の回転軸8の他方の側方には、隔壁3に別の取付孔3bが貫通形成され、その取付孔3bに、固定型土圧計測装置10が設けられている。そして、これら土圧計測装置7、10の検出値に応じて、図示しない制御部がシールドジャッキの伸長速度やスクリューコンベヤ5の回転速度等を制御し、カッタ室6内の土圧を所定範囲内に収め、切羽の安定を図っている。
A mounting hole 3a is formed in the
図3は図2の交換型土圧計測装置7の部分の拡大図、図4は図3のIV−IV線矢視図、図5は図4のV−V線矢視図、図6は図4のVI−VI線断面図、図7はセンサ保持体15を交換時の回転角度に回転させたときの交換型土圧計測装置7の断面図である。
3 is an enlarged view of a portion of the exchange-type earth
交換型土圧計測装置7は、隔壁3に貫通形成された取付孔3aに装着された基部13と、基部13に所定範囲で回転可能に支持されたセンサ保持体15とを備えている。
The exchange-type earth
基部13は、図4に示すように背面から見て円形であり、図3及び図5に示すように側面から見て略三角形状に形成されていて、隔壁3の取付孔3aに溶接等によって取り付けられている。基部13には、球面状に形成された凹部11が設けられ、凹部11には、隔壁3の切羽側と坑内側とを連通する連通孔12が形成されている。センサ保持体15は、凹部11に符合する球面状の凸部14を有し、この凸部14が基部13の凹部11に嵌り込んだ状態で、通常時の回転角度(図3参照)と交換時の回転角度(図7参照)との間で回転可能となっている。
The
図4、図6に示すように、センサ保持体15の両端部には、回転軸16が夫々取り付けられている。回転軸16は、センサ保持体15に装着される基端部16aの断面が四角形状に形成されており、その基端部16aがセンサ保持体15の装着孔に挿入されてボルト17により固定されている。回転軸16の中間部16bは、断面円形に形成されており、軸受金具18に回転可能に挿通されている。軸受金具18は、ボルト19によって基部13に固定されている。回転軸16の先端部16cは、断面六角形状に形成されており、レバー20の装着孔に挿入されてボルト21により固定されている。これにより、レバー20を回転軸16廻りに回動させることで、センサ保持体15が基部13に対して回動することになる。
As shown in FIGS. 4 and 6,
図3、図5に示すように、左右のレバー20は、回転軸16に対する取付位相角度が異なっている。各レバー20には、ネジ孔22が夫々形成されていて、これらネジ孔22には、ボルト23が螺合されている。各ボルト23は、夫々の先端が隔壁3に当接されており、レバー20が意に反して回動しないようにするストッパとして機能する。これらボルト23により、センサ保持体15が基部13に対して通常時の回転角度から動かないように保持される。また、図5のボルト23を緩め、図3のボルト23をネジ込むことで、図3において通常時の回転角度のセンサ保持体15が基部13に対して反時計回りに回動し、図7の交換時の回転角度となる。センサ保持部15には、通常時の回転角度の位置を定めるストッパ24、交換時の回転角度を定めるストッパ25が設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the left and
図6、図7に示すように、センサ保持体15には、センサ取付孔26が貫通形成されている。センサ取付孔26は、図3及び図6に示すようにセンサ保持体15が通常時の回転角度のとき切羽側と坑内側とを連通し、図7に示すようにセンサ保持体15が交換時の回転角度のとき凹部11の内面によって塞がれるように、センサ保持体15を貫通して形成されている。センサ取付孔26は大径部26aと小径部26bと段差部26cとからなり、このセンサ取付孔26には、隔壁3の前方のカッタ室6内の土圧を計測するためのセンサ本体27が着脱可能に支持されている。センサ本体27は、センサ取付孔26の段差部26cに当接されるフランジ28を有し、このフランジ28が六角穴付ボルト29によって段差部26cに着脱可能に取り付けられている。また、フランジ28には、段差部26cに押し付けられるリング状の止水シール(ゴム製のOリング等)30が装着されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a
図6、図7に示すように、基部13の凹部11には、センサ保持体15が交換時の回転角度となったときセンサ取付孔26の小径部26bの切羽側の開口部26dよりも後方に位置して、凸部14を囲繞するようにリング状に形成された収容溝31が設けられており、この収容溝31には、凹部11と凸部14との間を止水するリング状のシール(ゴム製のOリング等)32が収容されている。また、基部13に形成された連通孔12の近傍には、隔壁3の前方の異物が連通孔12から凹部11と凸部14との隙間に進入することを防止するダストシール33が取り付けられている。ダストシール33は、ゴムやテフロン(登録商標)等からリング状に形成されており、リング板状に形成された押えプレート34がボルト35で基部13に固定されることで、基部13に取り付けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図7に示すように、基部13には、センサ保持体15が交換時の回転角度となったとき、センサ本体27の前部の空間36に地下水が回り込んでいるか否かを確認するための出水確認用の連絡通路37が形成されている。連絡通路37は、一端37aが上記空間36に連通する凹部11の内面に開口し、他端37bが基部13の背面の坑内側に開口している。すなわち、連絡通路37の一端37aは、センサ保持体15が交換時の回転角度となったときセンサ取付孔26の切羽側の開口部26dを塞ぐ凹部11の内面に開口し、連絡通路37の他端37bは、基部13の背面の坑内側に開口している。連絡通路37の他端37bすなわち坑内側の開口には、配管38又はホースが接続され、配管38又はホースには、開閉弁39が設けられている。開閉弁39は、レバー40の操作により開閉される。開閉弁39には、グリス注入用のニップル41とプラグナット42とを有する接続部材43が接続されている。
As shown in FIG. 7, when the
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。 The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
上述した交換型土圧計測装置7によりカッタ室6内の土圧を計測する通常時には、図5のボルト23をストッパ24が基部13に当接するまで締め込んだ後、図3のボルト23を基部13に当接するまで締め込む。これにより、センサ保持体15が通常時の回転角度に固定されて、図6に示すようにセンサ本体27がカッタ室6に臨む状態となり、センサ本体27によりカッタ室6内の土圧を検出することができる。
When the earth pressure in the cutter chamber 6 is measured by the exchange earth
故障したセンサ本体27を交換するときには、図5のボルト23を緩め、図3のボルト23をネジ込むことで、図3においてセンサ保持体15を反時計回りに回動させ、図7に示すようにストッパ25が基部13に当接するまでセンサ保持体15を反時計回りに回動させる。これにより、センサ保持体15が交換時の回転角度に固定されて、センサ取付孔26の切羽側の開口部26dが凹部11の内面によって塞がれる状態となる。
When replacing the
図7において、地下水が隔壁3の前方のカッタ室6からダストシール33と凸部14との隙間を通りセンサ本体27の前部の空間36に進入しているか否かは、プラグナット42を外し、開閉弁39を開くことで検出できる。すなわち、センサ本体27の前部の空間36に進入した地下水は、凹部11と凸部14との隙間から坑内に進入することがシール32によって防止されるので、プラグナット42を外し開閉弁39を開いたときに接続部材43のプラグナット42を外した部分から地下水が噴出すれば、センサ本体27の前部の空間36に地下水が進入していると判断でき、噴出しなければ、進入していないと判断できる。
In FIG. 7, whether or not the groundwater has entered the
前者の場合には、カッタ室6内に薬剤(固化剤)を注入する等してカッタ室6内の土砂を固める止水処理をし、地下水が噴出しなくなった後にセンサ本体27の交換を行い、後者の場合には、直ちにセンサ本体27の交換を行う。このように、センサ本体27の交換に先立って出水の有無を確認できるので、出水が無いことを確認した後者の場合には、止水処理を行うことなくセンサ本体27の交換が可能となり、迅速に交換できる。また、後者の場合には、センサ本体27に土圧水圧が加わらないので、センサ本体27が故障していないとしてもセンサ本体27の零点調整が行え、精度が高い計測が可能となる。
In the former case, a water stop treatment is performed to solidify the earth and sand in the cutter chamber 6 by injecting a chemical (solidifying agent) into the cutter chamber 6, and the sensor
図7に示すように、センサ保持体27を交換時の回転角度に回転させたとき、ダストシール33には凸部14が接した状態となっているところ、このダストシール33は、ある程度の止水機能をも有しているため、カッタ室6内に地下水が存在していても、その地下水がセンサ本体27の前部の空間36に進入しない場合もある。この場合も、止水処理を行うことなくセンサ本体27の交換が可能である。よって、センサ本体27の交換に先立って止水処理が必要となるのは、カッタ室6内に地下水が存在し、且つダストシール33の止水機能が低下しているときとなる。
As shown in FIG. 7, when the
また、接続部材43に設けられたグリス注入用のニップル41からグリスを注入することで、凹部11と凸部14との間にグリスを供給し、センサ保持体15を通常時の回転角度と交換時の回転角度との間で回動させるときの摩擦抵抗を低減させると共に、凹部11と凸部14との間の止水性の向上を図ってもよい。
Further, by injecting grease from the
また、図7の状態において、センサ本体27の前部の空間36にカッタ室6内の地下水が進入している場合、プラグナット42を取り付けた状態でグリス注入用のニップル41に土圧計(水圧計)を接続すれば、センサ本体27が故障した状態であっても、カッタ室6内の水圧を検出することが可能となる。
In the state of FIG. 7, when the ground water in the cutter chamber 6 has entered the
なお、上記配管38を省略し、連絡通路37の他端37bに、通常時には取り付けられ出水検査時には取り外されるプラグナットを、直接、着脱可能に螺合させてもよい。
The
1 シールド掘進機
2 シールドフレーム
3 隔壁
5 取付孔
7 交換型土圧計測装置
11 凹部
12 連通孔
13 基部
14 凸部
15 センサ保持体
26 センサ取付孔
26d 開口部
27 センサ本体
32 シール
37 連絡通路
37a 一端
37b 他端
38 配管
39 開閉弁
41 ニップル
43 接続部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記隔壁に貫通形成された取付孔に装着され、球面状の凹部及び該凹部に切羽側と坑内側とを連通して形成された連通孔を有する基部と、
上記凹部に符合する球面状の凸部を有し、上記基部に通常時の回転角度と交換時の回転角度との間で回転可能に支持されたセンサ保持体と、
該センサ保持体に貫通形成され、上記センサ保持体が通常時の回転角度のとき切羽側と坑内側とを連通し、上記センサ保持体が交換時の回転角度のとき上記凹部の内面によって塞がれるセンサ取付孔と、
該センサ取付孔に着脱可能に支持され上記土圧を計測するセンサ本体とを有し、
上記基部に、一端が上記凹部の内面に開口し、他端が坑内側に開口する出水確認用の連絡通路を設けた
ことを特徴とするシールド掘進機の交換型土圧計測装置。 An exchange-type earth pressure measuring device that measures the earth pressure in front of a partition wall that partitions the shield frame of the shield machine into the face side and the inside of the mine shaft,
A base having a spherical recess and a communication hole formed by communicating the face side and the inner side of the recess with the mounting hole formed through the partition wall;
A sensor holding body having a spherical convex portion coinciding with the concave portion and supported on the base portion so as to be rotatable between a normal rotation angle and a rotation angle at the time of replacement;
The sensor holding body is formed to penetrate, and when the sensor holding body is at a normal rotation angle, the face side and the inner side of the shaft are communicated. When the sensor holding body is at a rotation angle at the time of replacement, the sensor holding body is blocked by the inner surface of the recess. Sensor mounting holes,
A sensor body that is detachably supported in the sensor mounting hole and measures the earth pressure,
An exchange-type earth pressure measuring device for a shield machine, characterized in that a communication passage for confirming water discharge is provided in the base, one end of which opens to the inner surface of the recess and the other end of which opens to the inside of the pit.
上記センサ保持体が交換時の回転角度となったとき上記センサ取付孔の切羽側の開口部を塞ぐ上記凹部の内面に、上記連絡通路の一端が開口された請求項1に記載のシールド掘進機の交換型土圧計測装置。 A seal that is located behind the opening on the face side of the sensor mounting hole and stops water between the concave portion and the convex portion when the sensor holding body has a rotation angle at the time of replacement in the concave portion. Provided,
2. The shield machine according to claim 1, wherein one end of the communication passage is opened on the inner surface of the recess that closes the opening on the face side of the sensor mounting hole when the rotation angle at the time of replacement of the sensor holder is reached. Exchange-type earth pressure measuring device.
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JP2008298351A JP2010121406A (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Replacement type soil pressure measuring device for shield machine |
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