JP2015030994A - Method for measuring tail clearance of shield machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネルの構築に用いられるシールド掘進機のテールクリアランスを測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the tail clearance of a shield machine used for tunnel construction.
上下水道、共同溝、道路、鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により構築される。
シールド工法ではシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機は、例えば、掘進機本体の外殻をなす筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部（切羽側端部）に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、スキンプレートの内側に設けられる推進ジャッキとを備える。
Shield tunnels used as pipelines for water and sewage systems, common ditches, roads, railways, etc. are constructed by the shield method.
In the shield method, a shield machine is used. The shield machine is, for example, a cylindrical skin plate that forms the outer shell of the machine, a cutter head that is provided at the front end (face side end) of the skin plate, And a propulsion jack provided inside.
シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、スキンプレートの後部（テール部）の内方で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。 In the shield method, for example, a start shaft and a reach shaft are constructed in the ground, and the ground is excavated with a shield machine from the start shaft to the reach shaft, while inside the rear part (tail part) of the skin plate. One after another, the segments are assembled in the circumferential direction of the tunnel to construct a segment ring, and adjacent segment rings are connected in the tunnel axis direction to construct a cylindrical lining body. In this construction method, the shield machine pushes the existing segment ring behind it with a propulsion jack and moves forward while excavating natural ground by the thrust generated as a reaction force.
シールド工法では、シールド掘進機のテール部の内面とセグメントの外面との間の間隙であるテールクリアランスを測定し、この測定値に基づいて、シールド掘進機の制御方向や、セグメントの組み方（例えば、テーパーセグメントを用いるか否か）が決定され得る。 In the shield method, the tail clearance, which is the gap between the inner surface of the tail portion of the shield machine and the outer surface of the segment, is measured, and the control direction of the shield machine and how to assemble the segments (for example, Whether to use tapered segments) can be determined.
特許文献１には、テールクリアランスの測定方法において、シールド掘進機のエレクターに２つの超音波距離センサが機軸方向に互いに間隔を空けて配置されることが開示されている。特許文献１では、一方の距離センサによってセグメントの内面までの距離を測定し、他方の距離センサによってリングガーダーの内面までの距離を測定する。また、特許文献１では、この測定した両距離と、予め入力したセグメントの厚さ及びスキンプレートの内面からリングガーダーの内面までの距離とに基づいて、テールクリアランスを算出する。 Patent Document 1 discloses that, in the tail clearance measurement method, two ultrasonic distance sensors are arranged at intervals in the aircraft axis direction on the erector of the shield machine. In Patent Document 1, the distance to the inner surface of the segment is measured by one distance sensor, and the distance to the inner surface of the ring girder is measured by the other distance sensor. Further, in Patent Document 1, the tail clearance is calculated based on both the measured distances, the thickness of the segment input in advance, and the distance from the inner surface of the skin plate to the inner surface of the ring girder.
ところで、特許文献１に開示のようなテールクリアランスの測定方法では、複数の距離センサが機軸方向（シールド掘進機の軸方向）に互いに間隔を空けて配置され得る。それゆえ、複数の距離センサによる距離測定のためのトンネル径方向での見通しを、機軸方向の複数箇所で確保する必要がある。 By the way, in the method for measuring the tail clearance as disclosed in Patent Document 1, a plurality of distance sensors may be arranged at intervals from each other in the machine direction (axial direction of the shield machine). Therefore, it is necessary to ensure visibility in the tunnel radial direction for distance measurement by a plurality of distance sensors at a plurality of locations in the axis direction.
しかしながら、シールド掘進機のテール部の内方には、移動足場等の装置が複雑に配置され得る。それゆえ、上記機軸方向の複数箇所のうちの一部は、距離測定のための見通しを安定的に確保することが難しく、その結果、距離センサによる距離測定を安定的に実行することが難しかった。 However, a device such as a moving scaffold can be arranged in a complicated manner inside the tail portion of the shield machine. Therefore, it is difficult to stably secure a line-of-sight for distance measurement at some of the plurality of locations in the aircraft axis direction, and as a result, it is difficult to stably perform distance measurement by a distance sensor. .
本発明は、このような実状に鑑み、距離測定用の見通しが制限されかねないシールド掘進機のテール部内にて、比較的簡素な構成で、テールクリアランスを安定的に測定することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to stably measure tail clearance with a relatively simple configuration within a tail portion of a shield machine that may limit the prospect for distance measurement. .
そのため本発明では、掘進機本体の後部の外殻をなしてその内方でセグメントが組み立てられてセグメントリングが構築される筒状のテール部と、掘進機本体に設けられて掘進機本体を前方に推進する推進ジャッキと、掘進機本体に固定されてテール部の内方に位置する距離センサと、を含んで構成されるシールド掘進機のテールクリアランスを測定する方法として、推進ジャッキを短縮してテール部内でセグメントリングを構築する工程と、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離を測定する工程と、推進ジャッキを伸長してセグメントリングをテール部の後方に押し出してその反力により掘進機本体を前方に推進する工程と、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からテール部の内面までの距離を測定する工程と、測定されたテール部内の基準位置からテール部の内面までの距離と、測定されたテール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離と、に基づいて、テールクリアランス値を算出する工程と、を含む。 Therefore, in the present invention, a cylindrical tail portion is formed in which a segment ring is constructed by forming the outer shell of the rear portion of the excavator main body, and the segments are assembled inside thereof, and the excavator main body is moved forward by being provided in the excavator main body. As a method of measuring the tail clearance of a shield machine that includes a propulsion jack that is propelled to a distance and a distance sensor that is fixed to the main body of the excavator and is located inside the tail portion, the propulsion jack is shortened. Build the segment ring in the tail, measure the distance from the reference position in the tail to the inner surface of the segment ring using a distance sensor, and extend the propulsion jack to move the segment ring to the rear of the tail Using the process of pushing and propelling the main body of the excavator forward by the reaction force and the distance sensor, the reference position in the tail part is changed to the inner surface of the tail part. The tail clearance based on the distance measured from the reference position in the tail section to the inner surface of the tail section, and the distance from the reference position in the tail section to the inner surface of the segment ring. Calculating a value.
または、本発明では、掘進機本体の後部の外殻をなしてその内方でセグメントが組み立てられてセグメントリングが構築される筒状のテール部と、掘進機本体に設けられて掘進機本体を前方に推進する推進ジャッキと、掘進機本体に固定されてテール部の内方に位置する距離センサと、を含んで構成されるシールド掘進機のテールクリアランスを測定する方法として、推進ジャッキを伸長してセグメントリングをテール部の後方に押し出してその反力により掘進機本体を前方に推進する工程と、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からテール部の内面までの距離を測定する工程と、推進ジャッキを短縮してテール部内でセグメントリングを構築する工程と、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離を測定する工程と、測定されたテール部内の基準位置からテール部の内面までの距離と、測定されたテール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離と、に基づいて、テールクリアランス値を算出する工程と、を含む。 Alternatively, in the present invention, a cylindrical tail portion in which a segment ring is constructed by forming an outer shell of the rear portion of the excavator main body and a segment is assembled inside the outer shell, and the excavator main body is provided on the excavator main body. The propulsion jack is extended as a method for measuring the tail clearance of a shield machine that includes a propulsion jack that propels forward and a distance sensor that is fixed to the main body of the excavator and is located inside the tail. Pushing the segment ring to the rear of the tail and propelling the main body forward by the reaction force, and measuring the distance from the reference position in the tail to the inner surface of the tail using a distance sensor; The process of shortening the propulsion jack and building the segment ring in the tail part, and using the distance sensor from the reference position in the tail part to the inner surface of the segment ring The tail clearance based on the distance measured from the reference position in the tail section to the inner surface of the tail section, and the distance from the reference position in the tail section to the inner surface of the segment ring. Calculating a value.
ここで、掘進機本体に固定される距離センサの固定形態については、距離センサが掘進機本体に直接的に固定される形態であってもよく、また、距離センサが掘進機本体と一体的に移動可能なように掘進機本体に間接的に固定される形態であってもよい。 Here, the fixed form of the distance sensor fixed to the excavator main body may be a form in which the distance sensor is directly fixed to the excavator main body, and the distance sensor is integrated with the excavator main body. The form indirectly fixed to the excavator main body so that it can move may be sufficient.
本発明によれば、推進ジャッキの短縮時に、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離を測定し、推進ジャッキの伸長時に、距離センサを用いて、テール部内の基準位置からテール部の内面までの距離を測定する。これにより、テール部内の基準位置からセグメントリングの内面までの距離と、テール部内の基準位置からテール部の内面までの距離とを、同一の距離センサで測定することができるので、機軸方向に複数の距離センサを配置することなく、比較的簡素な構成で、テールクリアランスを安定的に測定することができる。 According to the present invention, when the propulsion jack is shortened, the distance sensor is used to measure the distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring, and when the propulsion jack is extended, the distance sensor is used to measure the distance in the tail portion. Measure the distance from the reference position to the inner surface of the tail. As a result, the distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring and the distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the tail portion can be measured with the same distance sensor, so that multiple Therefore, the tail clearance can be stably measured with a relatively simple configuration without arranging the distance sensor.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における推進ジャッキ短縮時のシールド掘進機の概略構成を示す。図２は、推進ジャッキ伸長時のシールド掘進機の概略構成を示す。図３は、図１のＩ−Ｉ断面図である。尚、図３においては、図示の簡略化のため、後述するエレクター及びセグメントリングの図示を省略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a shield machine when a propulsion jack is shortened in the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a schematic configuration of the shield machine when the propulsion jack is extended. 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. In FIG. 3, for the sake of simplification of illustration, illustration of an erector and a segment ring, which will be described later, is omitted.
尚、本実施形態では、便宜上、トンネル掘進方向を前進方向として前後左右を規定している。
また、本実施形態では、いわゆる泥土圧式のシールド掘進機を例にとってシールド掘進機の構成を説明するが、シールド掘進機の種類はこれに限らない。
In this embodiment, for the sake of convenience, the front, rear, left and right are defined with the tunneling direction as the forward direction.
In the present embodiment, the configuration of the shield machine is described by taking a so-called mud pressure shield machine as an example, but the type of shield machine is not limited to this.
トンネルの構築に用いられるシールド掘進機１は、その本体（掘進機本体）２が、円筒形状の前胴３及び後胴４を含んで構成される。ここで、前胴３の側部に配置されるスキンプレート５と、後胴４の側部に配置されるスキンプレート６とは、それぞれ、掘進機本体２の外殻をなすものである。また、後胴４のスキンプレート６の後部６０が、本発明の「テール部」に対応する。 A shield machine 1 used for construction of a tunnel is configured such that a main body (digging machine body) 2 includes a cylindrical front cylinder 3 and a rear cylinder 4. Here, the skin plate 5 disposed on the side portion of the front barrel 3 and the skin plate 6 disposed on the side portion of the rear barrel 4 each constitute an outer shell of the excavator main body 2. Further, the rear portion 60 of the skin plate 6 of the rear barrel 4 corresponds to the “tail portion” of the present invention.
前胴３は、掘削用のカッタヘッド７とシールド隔壁（バルクヘッド）８とを有する。
カッタヘッド７は前胴３の前端部に配置されている。シールド隔壁８は、カッタヘッド７の後方に離間して前胴３に配置されている。
カッタヘッド７は、シールド隔壁８に回転自在に支持されており、シールド隔壁８の後面に設置された駆動用モータ９を駆動源として、回転しながら地山を掘削する。
The front barrel 3 has a cutter head 7 for excavation and a shield partition wall (bulk head) 8.
The cutter head 7 is disposed at the front end of the front barrel 3. The shield partition 8 is disposed on the front cylinder 3 so as to be separated from the rear of the cutter head 7.
The cutter head 7 is rotatably supported by the shield partition wall 8, and excavates a natural ground while rotating using a drive motor 9 installed on the rear surface of the shield partition wall 8 as a drive source.
カッタヘッド７とシールド隔壁８との間には、これらとスキンプレート５とによりカッタチャンバ１０が区画形成されている。
カッタチャンバ１０内では、カッタヘッド７による掘削で生じた掘削土砂が滞留する。
A cutter chamber 10 is defined between the cutter head 7 and the shield partition wall 8 and the skin plate 5.
In the cutter chamber 10, excavated earth and sand generated by excavation by the cutter head 7 stay.
シールド掘進機１には、その前胴３の後部と後胴４の前部とを連結するように、複数の中折れジャッキ１１が、胴の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
中折れジャッキ１１は、シリンダ１１ａとロッド１１ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ１１ａは、その一端が後胴４の前部に固定されており、他端側にて、ロッド１１ｂが進出・退入可能となっている。中折れジャッキ１１のロッド１１ｂは、その先端部が、前胴３の後部に固定されている。シールド掘進機１の掘進方向の変更・調整時には、各中折れジャッキ１１の伸長量が変更・調整される。
In the shield machine 1, a plurality of middle-folding jacks 11 are arranged at intervals in the circumferential direction of the cylinder so as to connect the rear part of the front cylinder 3 and the front part of the rear cylinder 4.
The bent jack 11 is a hydraulic jack constituted by a cylinder 11a and a rod 11b. One end of the cylinder 11a is fixed to the front portion of the rear barrel 4, and the rod 11b can be advanced and retracted on the other end side. The tip of the rod 11b of the middle folding jack 11 is fixed to the rear part of the front barrel 3. At the time of changing / adjusting the excavation direction of the shield machine 1, the extension amount of each bent jack 11 is changed / adjusted.
シールド掘進機１は、後胴４のスキンプレート６内にエレクター１２を備える。
エレクター１２は把持部１２ａを備える。エレクター１２は、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方にて、円弧状断面を有するセグメント１３を把持部１２ａで把持しつつ、セグメント１３をトンネル軸方向、径方向、周方向に適宜移動させることができる。エレクター１２は、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方にて、その周方向にセグメント１３を組み立てて、円筒状のセグメントリング１４を構築する。
The shield machine 1 includes an erector 12 in the skin plate 6 of the rear trunk 4.
The erector 12 includes a grip portion 12a. The erector 12 appropriately holds the segment 13 in the tunnel axial direction, the radial direction, and the circumferential direction while holding the segment 13 having an arcuate cross section with the grip portion 12a inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6. Can be moved. The erector 12 assembles the segment 13 in the circumferential direction inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to construct a cylindrical segment ring 14.
シールド掘進機１の後胴４の周縁部には、複数の推進ジャッキ１５が、複数の中折れジャッキ１１と干渉しないように、胴の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
推進ジャッキ１５は、シリンダ１５ａとロッド１５ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ１５ａは、その一端側が後胴４に固定されており、他端側にて、ロッド１５ｂが進出・退入可能となっている。推進ジャッキ１５のロッド１５ｂの先端部を既設のセグメントリング１４に当接させた状態で推進ジャッキ１５を伸長作動させることにより、シールド掘進機１（掘進機本体２）は推進力を得ることができる。それゆえ、推進ジャッキ１５は、既設のセグメントリング１４をスキンプレート６の後部６０（テール部）の後方を押し出して、その反力により、シールド掘進機１（掘進機本体２）を前方に推進させることができる。
A plurality of propulsion jacks 15 are arranged at a peripheral portion of the rear barrel 4 of the shield machine 1 so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction of the barrel so as not to interfere with the plurality of middle folding jacks 11.
The propulsion jack 15 is a hydraulic jack composed of a cylinder 15a and a rod 15b. One end side of the cylinder 15a is fixed to the rear cylinder 4, and the rod 15b can be advanced and retracted at the other end side. The shield excavator 1 (digging machine main body 2) can obtain a propulsive force by operating the propulsion jack 15 in a state where the tip of the rod 15b of the propulsion jack 15 is in contact with the existing segment ring 14. . Therefore, the propulsion jack 15 pushes the existing segment ring 14 behind the rear part 60 (tail part) of the skin plate 6 and propels the shield machine 1 (digging machine body 2) forward by the reaction force. be able to.
シールド掘進機１は、カッタチャンバ１０内の掘削土砂をシールド隔壁８の後方に搬出するスクリューコンベヤ１６を備えている。
スクリューコンベヤ１６は、シールド隔壁８に固定された円筒状のケース１７とその内部に組み込まれたオーガ１８とからなり、オーガ１８を回転させることにより、カッタチャンバ１０内の掘削土砂をシールド隔壁８の後方に搬出する。
The shield machine 1 includes a screw conveyor 16 that carries the excavated earth and sand in the cutter chamber 10 to the rear of the shield partition wall 8.
The screw conveyor 16 includes a cylindrical case 17 fixed to the shield partition 8 and an auger 18 incorporated therein. By rotating the auger 18, excavated earth and sand in the cutter chamber 10 is transferred to the shield partition 8. Carry out backwards.
後胴４は、その中央部に足場２０を備える。足場２０は、機軸ＭＣに沿うように延在している。
足場２０の本体をなすフレーム部２１は、機軸ＭＣに沿うように延在し、平面視で略矩形状を有する上フレーム２１ａ及び下フレーム２１ｂと、下フレーム２１ｂの左右両側より立ち上がって各々の上端が上フレーム２１ａに固定された複数の柱部材２１ｃと、両端が上フレーム２１ａの左右両側に連結された複数のビーム部材２１ｄと、両端が下フレーム２１ｂの左右両側に連結された複数のビーム部材２１ｅと、により構成されている。
The back trunk 4 includes a scaffold 20 at the center thereof. The scaffold 20 extends along the axis MC.
The frame portion 21 constituting the main body of the scaffold 20 extends along the axis MC, and rises from both left and right sides of the upper frame 21a and the lower frame 21b, and the lower frame 21b, each having a substantially rectangular shape in plan view. A plurality of column members 21c fixed to the upper frame 21a, a plurality of beam members 21d having both ends connected to the left and right sides of the upper frame 21a, and a plurality of beam members having both ends connected to the left and right sides of the lower frame 21b 21e.
足場２０（フレーム部２１）の下方であって、かつ、エレクター１２の後方には、エレクター１２にセグメント１３を供給するセグメント供給装置２２が配置されている。また、足場２０のうち、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方に位置する部分には、機軸方向に沿って往復移動可能な移動足場（図示せず）が設けられている。この移動足場は、セグメント１３同士を連結する作業等に用いられ得る。 A segment supply device 22 that supplies the segment 13 to the erector 12 is disposed below the scaffold 20 (frame portion 21) and behind the erector 12. In addition, a moving scaffold (not shown) capable of reciprocating along the axis direction is provided in a portion of the scaffold 20 that is located inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6. This moving scaffold can be used for work etc. which connect segments 13 mutually.
フレーム部２１のうち、エレクター１２の把持部１２ａの可動範囲に対応する部分には、複数（図では８個）の距離センサ３１が設けられている。これら距離センサ３１は、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方に位置する。
図３に示すように、８個の距離センサ３１は、フレーム部２１の左側面上部、左側面中央部、左側面下部、上面中央部、下面中央部、右側面上部、右側面中央部、及び、右側面下部にそれぞれ配置されている。それゆえ、本実施形態では、８個の距離センサ３１が、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方にて、その周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
A plurality of (eight in the figure) distance sensors 31 are provided in a portion of the frame portion 21 corresponding to the movable range of the gripping portion 12a of the erector 12. These distance sensors 31 are located inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6.
As shown in FIG. 3, the eight distance sensors 31 include an upper left side, a left side central part, a left side lower part, an upper surface central part, a lower surface central part, a right side upper part, a right side central part, and a frame part 21. Are arranged at the lower part of the right side surface. Therefore, in the present embodiment, the eight distance sensors 31 are arranged at intervals in the circumferential direction inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6.
距離センサ３１は、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）にて径方向外側に向けてレーザー光を照射する。距離センサ３１は、照射したレーザー光が測定対象との間を往復する時間と光速度とに基づいて、距離センサ３１から測定対象までの距離を算出することができる。すなわち、本実施形態では、距離センサ３１は、レーザー光を測定対象に向けて照射して測定対象までの距離を測定するレーザー距離センサである。尚、本実施形態では、距離センサ３１としてレーザー距離センサを用いているが、距離センサ３１として用いられる距離センサの種類はこれに限らず、例えば、超音波距離センサを用いてもよい。 The distance sensor 31 irradiates a laser beam toward the outside in the radial direction in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6. The distance sensor 31 can calculate the distance from the distance sensor 31 to the measurement target based on the time that the irradiated laser light reciprocates between the measurement target and the speed of light. That is, in the present embodiment, the distance sensor 31 is a laser distance sensor that measures the distance to the measurement target by irradiating the measurement target with laser light. In the present embodiment, a laser distance sensor is used as the distance sensor 31, but the type of distance sensor used as the distance sensor 31 is not limited to this, and an ultrasonic distance sensor may be used, for example.
距離センサ３１から照射されるレーザー光をエレクター１２の把持部１２ａが遮る場合には、把持部１２ａを後胴４の周方向に沿って移動させることで、レーザー光を測定対象に照射することができる。
距離センサ３１にて測定された、測定対象までの距離に対応する信号は、後述する信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。
When the laser beam emitted from the distance sensor 31 is blocked by the gripping portion 12a of the erector 12, the laser beam can be irradiated onto the measurement object by moving the gripping portion 12a along the circumferential direction of the rear barrel 4. it can.
A signal measured by the distance sensor 31 and corresponding to the distance to the measurement target is transmitted to the control device 42 via a signal line 41 described later.
図４は、距離センサ３１、制御装置４２、入力装置４３、及び出力装置４４の関係を示すブロック図である。ここで、制御装置４２、入力装置４３、及び出力装置４４は、例えば、足場２０に設けられた運転管理室４５内に配置され得る。
距離センサ３１は、信号線４１を介して、制御装置４２に接続されている。入力装置４３は、信号線４６を介して、制御装置４２に接続されている。出力装置４４は、信号線４７を介して、制御装置４２に接続されている。
制御装置４２は、記憶部４８、距離算出部４９、及び、テールクリアランス値算出部５０を備える。
FIG. 4 is a block diagram showing the relationship between the distance sensor 31, the control device 42, the input device 43, and the output device 44. Here, the control device 42, the input device 43, and the output device 44 can be disposed in an operation management room 45 provided in the scaffold 20, for example.
The distance sensor 31 is connected to the control device 42 via the signal line 41. The input device 43 is connected to the control device 42 via a signal line 46. The output device 44 is connected to the control device 42 via a signal line 47.
The control device 42 includes a storage unit 48, a distance calculation unit 49, and a tail clearance value calculation unit 50.
次に、本実施形態におけるテールクリアランスの測定方法について、上述の図１〜図４に加えて、図５を用いて説明する。
図５は、本実施形態におけるテールクリアランスの測定方法を示すフローチャートである。
Next, a tail clearance measurement method according to this embodiment will be described with reference to FIG. 5 in addition to the above-described FIGS.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a tail clearance measurement method according to this embodiment.
ステップＳ１では、推進ジャッキ１５を短縮する（図１参照）。
ステップＳ２では、エレクター１２を作動させて、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方にて、その周方向にセグメント１３を組み立てて、セグメントリング１４を構築する（図１参照）。
In step S1, the propulsion jack 15 is shortened (see FIG. 1).
In step S2, the erector 12 is operated to assemble the segment 13 in the circumferential direction inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to construct the segment ring 14 (see FIG. 1).
ステップＳ３では、テールクリアランスの測定対象であるセグメントリング１４（ステップＳ２にて構築されたセグメントリング１４）のリング番号を入力装置４３に入力する。ここで、リング番号とは、セグメントリング１４ごとに割り振られる番号である。入力されたリング番号に対応する信号は、信号線４６を介して、制御装置４６に伝達される。 In step S 3, the ring number of the segment ring 14 (segment ring 14 constructed in step S 2) that is the target of tail clearance measurement is input to the input device 43. Here, the ring number is a number assigned to each segment ring 14. A signal corresponding to the input ring number is transmitted to the control device 46 via the signal line 46.
ステップＳ４では、各距離センサ３１が、それぞれ、距離センサ３１の設置位置から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄ１を測定する。各距離センサ３１にて測定された、距離Ｄ１に対応する信号は、それぞれ、信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。制御装置４２では、上述のリング番号と、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ１とが、関連付けられる。 In step S4, each distance sensor 31 measures the distance D1 from the installation position of the distance sensor 31 to the inner surface of the segment ring 14 that is the measurement target. Signals corresponding to the distance D1 measured by each distance sensor 31 are transmitted to the control device 42 via the signal line 41, respectively. In the control device 42, the above-described ring number is associated with the distance D1 measured by each distance sensor 31.
制御装置４２の距離算出部４９では、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ１に、予め設定された、各距離センサ３１の設置位置から機軸ＭＣ（基準位置）までの距離Ｄｃを加算することで、機軸ＭＣ（基準位置）から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓを算出する。
算出された距離Ｄｓは、リング番号に対応付けられて、記憶部４８に格納される。
In the distance calculation unit 49 of the control device 42, a preset distance Dc from the installation position of each distance sensor 31 to the axis MC (reference position) is added to the distance D1 measured by each distance sensor 31. Then, the distance Ds from the axis MC (reference position) to the inner surface of the segment ring 14 to be measured is calculated.
The calculated distance Ds is stored in the storage unit 48 in association with the ring number.
このようにして、ステップＳ４では、距離センサ３１を用いて、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）の基準位置（機軸ＭＣ）から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓを測定する。 Thus, in step S4, using the distance sensor 31, the distance Ds from the reference position (axis MC) in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6 to the inner surface of the segment ring 14 to be measured is determined. taking measurement.
ステップＳ５では、推進ジャッキ１５を伸長する（図２参照）。これにより、セグメントリング１４がスキンプレート６の後部６０（テール部）の後方に押し出される。その反力により、シールド掘進機１（掘進機本体２）は、前方に推進される。 In step S5, the propulsion jack 15 is extended (see FIG. 2). As a result, the segment ring 14 is pushed rearward of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6. The shield machine 1 (digging machine main body 2) is propelled forward by the reaction force.
ステップＳ６では、各距離センサ３１が、それぞれ、距離センサ３１の設置位置から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄ２を測定する。各距離センサ３１にて測定された、距離Ｄ２に対応する信号は、それぞれ、信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。制御装置４２では、上述のリング番号と、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ２とが、関連付けられる。 In step S6, each distance sensor 31 measures the distance D2 from the installation position of the distance sensor 31 to the inner surface of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 that is the measurement target. Signals corresponding to the distance D2 measured by each distance sensor 31 are transmitted to the control device 42 via the signal line 41, respectively. In the control device 42, the above-described ring number and the distance D2 measured by each distance sensor 31 are associated with each other.
制御装置４２の距離算出部４９では、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ２に、予め設定された、各距離センサ３１の設置位置から機軸ＭＣ（基準位置）までの距離Ｄｃを加算することで、機軸ＭＣ（基準位置）から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄｔを算出する。
算出された距離Ｄｔは、リング番号に対応付けられて、記憶部４８に格納される。
In the distance calculation unit 49 of the control device 42, the distance Dc from the installation position of each distance sensor 31 to the axis MC (reference position) set in advance is added to the distance D2 measured by each distance sensor 31. Thus, the distance Dt from the machine axis MC (reference position) to the inner surface of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to be measured is calculated.
The calculated distance Dt is stored in the storage unit 48 in association with the ring number.
このようにして、ステップＳ６では、距離センサ３１を用いて、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）の基準位置（機軸ＭＣ）から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄｔを測定する。 Thus, in step S6, using the distance sensor 31, the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to be measured from the reference position (axis MC) in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6 is used. The distance Dt to the inner surface of is measured.
ステップＳ７において、制御装置４２のテールクリアランス値算出部５０では、同一のリング番号に関連付けられた距離Ｄｓ及び距離Ｄｔを記憶部４８より読み出して、当該距離Ｄｓ及び距離Ｄｔに基づいて、テールクリアランス値Ｃｔを算出する。具体的には、各距離センサ３１の設置箇所について、距離Ｄｔから、距離Ｄｓ及び予め設定されたセグメントリング１４の厚さを差し引くことで、テールクリアランス値Ｃｔを算出する。 In step S7, the tail clearance value calculation unit 50 of the control device 42 reads the distance Ds and the distance Dt associated with the same ring number from the storage unit 48, and based on the distance Ds and the distance Dt, the tail clearance value is read. Ct is calculated. Specifically, the tail clearance value Ct is calculated by subtracting the distance Ds and the preset thickness of the segment ring 14 from the distance Dt for the installation locations of the distance sensors 31.
ステップＳ４にて算出された距離Ｄｓに対応する信号、ステップＳ６にて算出された距離Ｄｔに対応する信号、ステップＳ７にて算出されたテールクリアランス値Ｃｔに対応する信号は、それぞれ、信号線４７を介して、出力装置４４に出力され得る。ここで、出力装置４４としてはディスプレイ装置やプリンタ等を挙げることができる。 The signal corresponding to the distance Ds calculated in step S4, the signal corresponding to the distance Dt calculated in step S6, and the signal corresponding to the tail clearance value Ct calculated in step S7 are respectively a signal line 47. To the output device 44. Here, examples of the output device 44 include a display device and a printer.
尚、図示は省略するが、ステップＳ４にて算出された距離Ｄｓに基づいて、セグメントリング１４の真円度グラフを作成することが可能である。また、ステップＳ６にて算出された距離Ｄｔに基づいて、スキンプレート６の後部６０（テール部）の真円度グラフを作成することが可能である。 Although not shown, a roundness graph of the segment ring 14 can be created based on the distance Ds calculated in step S4. Further, it is possible to create a roundness graph of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 based on the distance Dt calculated in step S6.
また、ステップＳ７にて算出されたテールクリアランス値Ｃｔに基づいて、トンネル横断面で見たテールクリアランス値Ｃｔの分布と、スキンプレート６の後部６０（テール部）に対するセグメントリング１４の偏心度合いとを把握することができる。この例を、図６及び図７を用いて説明する。 Further, based on the tail clearance value Ct calculated in step S7, the distribution of the tail clearance value Ct as seen in the tunnel cross section and the degree of eccentricity of the segment ring 14 with respect to the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 are obtained. I can grasp it. This example will be described with reference to FIGS.
図６及び図７は、それぞれ、テールクリアランスの測定結果の第１例及び第２例を示す。尚、これらの例において、測定位置Ａは、フレーム部２１の上面中央部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｂは、フレーム部２１の右側面上部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｃは、フレーム部２１の右側面中央部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｄは、フレーム部２１の右側面下部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｅは、フレーム部２１の下面中央部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｆは、フレーム部２１の左側面下部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｇは、フレーム部２１の左側面中央部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。また、測定位置Ｈは、フレーム部２１の左側面上部に設置された距離センサ３１の設置位置に対応している。 6 and 7 show a first example and a second example of the tail clearance measurement results, respectively. In these examples, the measurement position A corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the center of the upper surface of the frame unit 21. The measurement position B corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed on the upper right side of the frame portion 21. Further, the measurement position C corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the center of the right side surface of the frame portion 21. The measurement position D corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the lower right side of the frame portion 21. Further, the measurement position E corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the center of the lower surface of the frame portion 21. The measurement position F corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the lower left side of the frame portion 21. The measurement position G corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed at the center of the left side surface of the frame unit 21. The measurement position H corresponds to the installation position of the distance sensor 31 installed on the upper left side of the frame portion 21.
図６（Ａ）は、上記第１例を示す表であり、図６（Ｂ）は、上記第１例におけるテールクリアランス値Ｃｔの分布と、セグメントリング１４の偏心度合いとを示す図である。
図７（Ａ）は、上記第２例を示す表であり、図７（Ｂ）は、上記第２例におけるテールクリアランス値Ｃｔの分布と、セグメントリング１４の偏心度合いとを示す図である。
尚、図６及び図７に示す誤差εは、テールクリアランス設計値Ｃｔｓからテールクリアランス測定値（測定されたテールクリアランス値）Ｃｔを差し引いた値である。
6A is a table showing the first example, and FIG. 6B is a diagram showing the distribution of tail clearance values Ct and the degree of eccentricity of the segment ring 14 in the first example.
FIG. 7A is a table showing the second example, and FIG. 7B is a diagram showing the distribution of tail clearance values Ct and the degree of eccentricity of the segment ring 14 in the second example.
6 and 7 is a value obtained by subtracting the tail clearance measurement value (measured tail clearance value) Ct from the tail clearance design value Cts.
図６に示す第１例では、スキンプレート６の後部６０（テール部）が略円形断面を有しており、それゆえ、テールクリアランス設計値Ｃｔｓが５０ｍｍで一定である。この第１例では、セグメントリング１４の中心軸ＳＣが、機軸ＭＣより左方及び下方に位置していることがわかる。 In the first example shown in FIG. 6, the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 has a substantially circular cross section, and therefore the tail clearance design value Cts is constant at 50 mm. In this first example, it can be seen that the center axis SC of the segment ring 14 is located to the left and below the axis MC.
図７に示す第２例では、スキンプレート６の後部６０（テール部）が左右方向に横長の略楕円形断面を有しており、それゆえ、左右方向（測定位置Ｃ、Ｇ）では、テールクリアランス設計値Ｃｔｓが５４．５ｍｍであり、上下方向（測定位置Ａ、Ｅ）では、テールクリアランス設計値Ｃｔｓが４７ｍｍである。この第２例では、セグメントリング１４の中心軸ＳＣが、機軸ＭＣより左方及び上方に位置していることがわかる。 In the second example shown in FIG. 7, the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 has a substantially elliptical cross section that is horizontally long in the left-right direction. Therefore, in the left-right direction (measurement positions C, G), the tail The clearance design value Cts is 54.5 mm, and the tail clearance design value Cts is 47 mm in the vertical direction (measurement positions A and E). In this second example, it can be seen that the center axis SC of the segment ring 14 is located to the left and above the axis MC.
本実施形態におけるシールド工法では、図６及び図７に示したような、テールクリアランス値Ｃｔの分布と、セグメントリング１４の偏心度合いとに基づいて、シールド掘進機１の制御方向や、セグメント１３の組み方（例えば、テーパーセグメントを用いるか否か）が決定され得る。 In the shield method according to the present embodiment, the control direction of the shield machine 1 and the direction of the segment 13 are determined based on the distribution of the tail clearance value Ct and the degree of eccentricity of the segment ring 14 as shown in FIGS. How to assemble (eg, whether to use tapered segments) can be determined.
本実施形態によれば、掘進機本体２の後部の外殻をなしてその内方でセグメント１３が組み立てられてセグメントリング１４が構築される筒状のテール部（スキンプレート６の後部６０）と、掘進機本体２（後胴４）に設けられて掘進機本体２を前方に推進する推進ジャッキ１５と、掘進機本体２（後胴４の足場２０）に固定されてテール部の内方に位置する距離センサ３１と、を含んで構成されるシールド掘進機１のテールクリアランスを測定する方法として、推進ジャッキ１５を短縮してテール部内でセグメントリング１４を構築する工程（ステップＳ１、Ｓ２）と、距離センサ３１を用いて、テール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓを測定する工程（ステップＳ４）と、推進ジャッキ１５を伸長してセグメントリング１４をテール部の後方に押し出してその反力により掘進機本体２を前方に推進する工程（ステップＳ５）と、距離センサ３１を用いて、テール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からテール部の内面までの距離Ｄｔを測定する工程（ステップＳ６）と、測定されたテール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からテール部の内面までの距離Ｄｔと、測定されたテール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓと、に基づいて、テールクリアランス値Ｃｔを算出する工程（ステップＳ７）と、を含む。これにより、距離Ｄｔと距離Ｄｓとを、同一の距離センサ３１で測定することができるので、機軸方向に複数の距離センサを配置することなく、比較的簡素な構成で、テールクリアランスを安定的に測定することができる。 According to the present embodiment, the cylindrical tail portion (the rear portion 60 of the skin plate 6) in which the segment ring 14 is constructed by forming the outer shell of the rear portion of the excavator main body 2 and assembling the segment 13 therein. A propulsion jack 15 provided on the excavator main body 2 (rear trunk 4) and propelling the excavator main body 2 forward, and fixed to the excavator main body 2 (scaffold 20 of the rear trunk 4) and inward of the tail portion As a method for measuring the tail clearance of the shield machine 1 including the distance sensor 31 positioned, a step of shortening the propulsion jack 15 and building the segment ring 14 in the tail portion (steps S1 and S2); The step of measuring the distance Ds from the reference position (axis MC) in the tail portion to the inner surface of the segment ring 14 using the distance sensor 31 (step S4), and the propulsion jack 15 A step of pushing the segment ring 14 rearward of the tail portion and propelling the excavator main body 2 forward by the reaction force (step S5), and using the distance sensor 31, a reference position (axle MC) in the tail portion Measuring the distance Dt from the tail part to the inner surface of the tail part (step S6), the measured distance Dt from the reference position in the tail part (axis MC) to the inner surface of the tail part, and the measured reference position in the tail part A step (step S7) of calculating a tail clearance value Ct based on the distance Ds from the (axis MC) to the inner surface of the segment ring 14. Thereby, since the distance Dt and the distance Ds can be measured by the same distance sensor 31, the tail clearance can be stably maintained with a relatively simple configuration without arranging a plurality of distance sensors in the axial direction. Can be measured.
また本実施形態によれば、距離Ｄｔ及び距離Ｄｓにおける基準位置はシールド掘進機１の機軸ＭＣ上に位置する。これにより、トンネル施工中に、テール部（スキンプレート６の後部６０）の真円度と、セグメントリング１４の真円度及び偏心度合いを把握することが可能となる。 Further, according to the present embodiment, the reference positions at the distance Dt and the distance Ds are located on the axis MC of the shield machine 1. Thereby, it becomes possible to grasp | ascertain the roundness of a tail part (rear part 60 of the skin plate 6), the roundness of a segment ring 14, and the eccentricity degree during tunnel construction.
また本実施形態によれば、複数（図では８個）の距離センサ３１が、テール部（スキンプレート６の後部６０）の内方にて、その周方向に互いに間隔を空けて配置されている。これにより、移動速度が比較的遅いエレクター１２に距離センサを設ける場合に比べて短時間で、テール部の横断面におけるテールクリアランスの分布を把握することができる。 Further, according to the present embodiment, a plurality (eight in the figure) of distance sensors 31 are arranged in the tail portion (the rear portion 60 of the skin plate 6) at intervals in the circumferential direction. . Thereby, the distribution of the tail clearance in the cross section of the tail portion can be grasped in a short time compared to the case where the distance sensor is provided in the erector 12 whose movement speed is relatively slow.
また本実施形態によれば、距離センサ３１は、レーザー光を測定対象に向けて照射して測定対象までの距離Ｄ１、Ｄ２を測定するレーザー距離センサである。これにより、比較的簡素な構成で、精度良く、距離Ｄ１、Ｄ２を測定することができる。 Further, according to the present embodiment, the distance sensor 31 is a laser distance sensor that measures the distances D <b> 1 and D <b> 2 to the measurement target by irradiating the measurement target with laser light. Thereby, it is possible to measure the distances D1 and D2 with high accuracy with a relatively simple configuration.
尚、本実施形態では、距離Ｄｓ及び距離Ｄｔにおける基準位置が機軸ＭＣ上に位置するとして説明したが、基準位置はこれに限らない。例えば、基準位置として、各距離センサ３１の設置位置を採用してもよい。 In the present embodiment, the reference position at the distance Ds and the distance Dt is described as being located on the axis MC, but the reference position is not limited to this. For example, the installation position of each distance sensor 31 may be adopted as the reference position.
図８は、本発明の第２実施形態におけるテールクリアランスの測定方法を示すフローチャートである。
上述の第１実施形態と異なる点について説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing a tail clearance measurement method according to the second embodiment of the present invention.
Differences from the first embodiment will be described.
ステップＳ１１では、テールクリアランスの測定対象であるセグメントリング１４（後述するステップＳ１５にて構築されるセグメントリング１４）のリング番号を入力装置４３に入力する。入力されたリング番号に対応する信号は、信号線４６を介して、制御装置４６に伝達される。 In step S <b> 11, the ring number of the segment ring 14 (segment ring 14 constructed in step S <b> 15 described later) that is the target of tail clearance measurement is input to the input device 43. A signal corresponding to the input ring number is transmitted to the control device 46 via the signal line 46.
ステップＳ１２では、推進ジャッキ１５を伸長する（図２参照）。これにより、セグメントリング１４がスキンプレート６の後部６０（テール部）の後方に押し出される。その反力により、シールド掘進機１（掘進機本体２）は、前方に推進される。 In step S12, the propulsion jack 15 is extended (see FIG. 2). As a result, the segment ring 14 is pushed rearward of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6. The shield machine 1 (digging machine main body 2) is propelled forward by the reaction force.
ステップＳ１３では、各距離センサ３１が、それぞれ、距離センサ３１の設置位置から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄ２を測定する。各距離センサ３１にて測定された、距離Ｄ２に対応する信号は、それぞれ、信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。制御装置４２では、上述のリング番号と、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ２とが、関連付けられる。 In step S13, each distance sensor 31 measures the distance D2 from the installation position of the distance sensor 31 to the inner surface of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 that is the measurement target. Signals corresponding to the distance D2 measured by each distance sensor 31 are transmitted to the control device 42 via the signal line 41, respectively. In the control device 42, the above-described ring number and the distance D2 measured by each distance sensor 31 are associated with each other.
制御装置４２の距離算出部４９では、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ２に、予め設定された、各距離センサ３１の設置位置から機軸ＭＣ（基準位置）までの距離Ｄｃを加算することで、機軸ＭＣ（基準位置）から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄｔを算出する。
算出された距離Ｄｔは、リング番号に対応付けられて、記憶部４８に格納される。
In the distance calculation unit 49 of the control device 42, the distance Dc from the installation position of each distance sensor 31 to the axis MC (reference position) set in advance is added to the distance D2 measured by each distance sensor 31. Thus, the distance Dt from the machine axis MC (reference position) to the inner surface of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to be measured is calculated.
The calculated distance Dt is stored in the storage unit 48 in association with the ring number.
このようにして、ステップＳ１３では、距離センサ３１を用いて、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）の基準位置（機軸ＭＣ）から、測定対象であるスキンプレート６の後部６０（テール部）の内面までの距離Ｄｔを測定する。 In this way, in step S13, using the distance sensor 31, from the reference position (axis MC) in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6, the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to be measured. The distance Dt to the inner surface of is measured.
ステップＳ１４では、推進ジャッキ１５を短縮する（図１参照）。
ステップＳ１５では、エレクター１２を作動させて、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方にて、その周方向にセグメント１３を組み立てて、セグメントリング１４を構築する（図１参照）。
In step S14, the propulsion jack 15 is shortened (see FIG. 1).
In step S15, the erector 12 is operated to assemble the segment 13 in the circumferential direction inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 to construct the segment ring 14 (see FIG. 1).
ステップＳ１６では、各距離センサ３１が、それぞれ、距離センサ３１の設置位置から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄ１を測定する。各距離センサ３１にて測定された、距離Ｄ１に対応する信号は、それぞれ、信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。制御装置４２では、上述のリング番号と、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ１とが、関連付けられる。 In step S <b> 16, each distance sensor 31 measures a distance D <b> 1 from the installation position of the distance sensor 31 to the inner surface of the segment ring 14 to be measured. Signals corresponding to the distance D1 measured by each distance sensor 31 are transmitted to the control device 42 via the signal line 41, respectively. In the control device 42, the above-described ring number is associated with the distance D1 measured by each distance sensor 31.
制御装置４２の距離算出部４９では、各距離センサ３１にて測定された距離Ｄ１に、予め設定された、各距離センサ３１の設置位置から機軸ＭＣ（基準位置）までの距離Ｄｃを加算することで、機軸ＭＣ（基準位置）から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓを算出する。
算出された距離Ｄｓは、リング番号に対応付けられて、記憶部４８に格納される。
In the distance calculation unit 49 of the control device 42, a preset distance Dc from the installation position of each distance sensor 31 to the axis MC (reference position) is added to the distance D1 measured by each distance sensor 31. Then, the distance Ds from the axis MC (reference position) to the inner surface of the segment ring 14 to be measured is calculated.
The calculated distance Ds is stored in the storage unit 48 in association with the ring number.
このようにして、ステップＳ１６では、距離センサ３１を用いて、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）の基準位置（機軸ＭＣ）から、測定対象であるセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓを測定する。 Thus, in step S16, using the distance sensor 31, the distance Ds from the reference position (axis MC) in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6 to the inner surface of the segment ring 14 to be measured is determined. taking measurement.
ステップＳ１７において、制御装置４２のテールクリアランス値算出部５０では、同一のリング番号に関連付けられた距離Ｄｓ及び距離Ｄｔを記憶部４８より読み出して、当該距離Ｄｓ及び距離Ｄｔに基づいて、テールクリアランス値Ｃｔを算出する。具体的には、各距離センサ３１の設置箇所について、距離Ｄｔから、距離Ｄｓ及び予め設定されたセグメントリング１４の厚さを差し引くことで、テールクリアランス値Ｃｔを算出する。 In step S17, the tail clearance value calculation unit 50 of the control device 42 reads the distance Ds and the distance Dt associated with the same ring number from the storage unit 48, and based on the distance Ds and the distance Dt, the tail clearance value is read. Ct is calculated. Specifically, the tail clearance value Ct is calculated by subtracting the distance Ds and the preset thickness of the segment ring 14 from the distance Dt for the installation locations of the distance sensors 31.
ステップＳ１３にて算出された距離Ｄｔに対応する信号、ステップＳ１６にて算出された距離Ｄｓに対応する信号、ステップＳ１７にて算出されたテールクリアランス値Ｃｔに対応する信号は、それぞれ、信号線４７を介して、出力装置４４に出力され得る。これにより、上述の第１実施形態と同様に、セグメントリング１４の真円度グラフを作成することが可能である。また、スキンプレート６の後部６０（テール部）の真円度グラフを作成することが可能である。また、トンネル横断面で見たテールクリアランス値Ｃｔの分布と、セグメントリング１４の偏心度合いとについても把握することができる。 The signal corresponding to the distance Dt calculated in step S13, the signal corresponding to the distance Ds calculated in step S16, and the signal corresponding to the tail clearance value Ct calculated in step S17 are respectively a signal line 47. To the output device 44. Thereby, the roundness graph of the segment ring 14 can be created as in the first embodiment. Further, it is possible to create a roundness graph of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6. Further, it is possible to grasp the distribution of the tail clearance value Ct seen in the cross section of the tunnel and the degree of eccentricity of the segment ring 14.
特に本実施形態によれば、シールド掘進機１のテールクリアランスを測定する方法として、推進ジャッキ１５を伸長してセグメントリング１４をテール部（スキンプレート６の後部６０）の後方に押し出してその反力により掘進機本体２を前方に推進する工程（ステップＳ１２）と、距離センサ３１を用いて、テール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からテール部の内面までの距離Ｄｔを測定する工程（ステップＳ１３）と、推進ジャッキ１５を短縮してテール部内でセグメントリング１４を構築する工程（ステップＳ１４、Ｓ１５）と、距離センサ３１を用いて、テール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からセグメントリング１４の内面までの距離を測定Ｄｓする工程（ステップＳ１６）と、測定されたテール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からテール部の内面までの距離Ｄｔと、測定されたテール部内の基準位置（機軸ＭＣ）からセグメントリング１４の内面までの距離Ｄｓと、に基づいて、テールクリアランス値Ｃｔを算出する工程（ステップＳ１７）と、を含む。これにより、距離Ｄｔと距離Ｄｓとを、同一の距離センサ３１で測定することができるので、機軸方向に複数の距離センサを配置することなく、比較的簡素な構成で、テールクリアランスを安定的に測定することができる。 In particular, according to the present embodiment, as a method of measuring the tail clearance of the shield machine 1, the propulsion jack 15 is extended to push the segment ring 14 to the rear of the tail part (the rear part 60 of the skin plate 6) and the reaction force thereof. The step of propelling the excavator main body 2 forward (step S12) and the step of measuring the distance Dt from the reference position (axis MC) in the tail portion to the inner surface of the tail portion using the distance sensor 31 (step S13) Then, the process of shortening the propulsion jack 15 to build the segment ring 14 in the tail part (steps S14, S15) and the distance sensor 31 from the reference position (axis MC) in the tail part to the inner surface of the segment ring 14 And measuring the distance Ds (step S16) and the measured reference position (axis MC) in the tail portion. Calculating a tail clearance value Ct based on the distance Dt to the inner surface of the part and the measured distance Ds from the reference position (axis MC) in the tail part to the inner surface of the segment ring 14 (step S17); ,including. Thereby, since the distance Dt and the distance Ds can be measured by the same distance sensor 31, the tail clearance can be stably maintained with a relatively simple configuration without arranging a plurality of distance sensors in the axial direction. Can be measured.
図９は、本発明の第３実施形態における推進ジャッキ短縮時のシールド掘進機の概略構成を示す。図１０は、図９のＩＩ−ＩＩ断面図である。尚、図１０においては、図示の簡略化のため、エレクター及びセグメントリングの図示を省略している。
上述の第１及び第２実施形態と異なる点について説明する。
FIG. 9 shows a schematic configuration of the shield machine when the propulsion jack is shortened in the third embodiment of the present invention. 10 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. In FIG. 10, the illustration of the erector and the segment ring is omitted for simplification of illustration.
Differences from the first and second embodiments will be described.
本実施形態では、上述の８個の距離センサ３１を用いる代わりに、２個の距離センサ３２ａ、３２ｂを用いている。距離センサ３２ａ、３２ｂは、スキンプレート６の後部６０（テール部）の内方に位置する。 In the present embodiment, two distance sensors 32a and 32b are used instead of using the eight distance sensors 31 described above. The distance sensors 32a and 32b are located inside the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6.
距離センサ３２ａは、機軸ＭＣの近傍であって、かつ、スクリューコンベヤ１６のケース１７の上面に取り付けられている。ここで、スクリューコンベヤ１６のケース１７は、掘進機本体２を構成する前胴３のシールド隔壁８に固定されている。それゆえ、距離センサ３２ａは、掘進機本体２と一体的に移動可能なように掘進機本体２に間接的に固定されている。
距離センサ３２ｂは、フレーム部２１の下面中央部に配置されている。
The distance sensor 32 a is attached to the upper surface of the case 17 of the screw conveyor 16 in the vicinity of the axis MC. Here, the case 17 of the screw conveyor 16 is fixed to the shield partition wall 8 of the front barrel 3 constituting the excavator main body 2. Therefore, the distance sensor 32a is indirectly fixed to the excavator main body 2 so as to be able to move integrally with the excavator main body 2.
The distance sensor 32 b is disposed at the center of the lower surface of the frame portion 21.
図１１は、距離センサ３２ａの概略構成を示す。
距離センサ３２ａは、その本体部３３と、反射器３４と、回転機構３５とを備える。
距離センサ３２ａの本体部３３は、機軸方向に沿うようにレーザー光を照射する。反射器３４は、本体部３３からのレーザー光を９０°反射させて、その反射光を、スキンプレート６の後部６０内（テール部内）にて径方向外側に向かわせる。距離センサ３２ａの本体部３３は、反射器３４からの反射光が測定対象との間を往復する時間と光速度とに基づいて、距離センサ３２から測定対象までの距離を算出することができる。
FIG. 11 shows a schematic configuration of the distance sensor 32a.
The distance sensor 32 a includes a main body portion 33, a reflector 34, and a rotation mechanism 35.
The main body 33 of the distance sensor 32a irradiates a laser beam along the axis direction. The reflector 34 reflects the laser light from the main body 33 by 90 °, and directs the reflected light radially outward in the rear portion 60 (in the tail portion) of the skin plate 6. The main body 33 of the distance sensor 32a can calculate the distance from the distance sensor 32 to the measurement object based on the time and light speed at which the reflected light from the reflector 34 reciprocates between the measurement object and the measurement object.
ここで、反射器３４を回転機構３５によりレーザー反射点３４ａを中心に回転させると、反射光が照射される対象（測定対象）の位置が、後胴４の周方向に沿って移動する。すなわち、距離センサ３２ａは、レーザー光の照射方向を変更可能に構成されている。尚、距離センサ３２ｂは、距離センサ３２ａと同様の構成であるので、その説明を省略する。 Here, when the reflector 34 is rotated around the laser reflection point 34 a by the rotation mechanism 35, the position of the target (measurement target) irradiated with the reflected light moves along the circumferential direction of the rear barrel 4. That is, the distance sensor 32a is configured to be able to change the irradiation direction of the laser light. Since the distance sensor 32b has the same configuration as the distance sensor 32a, the description thereof is omitted.
図１０は、距離センサ３２ａの距離測定可能範囲Ｍ１及び距離測定不可能範囲Ｎ１と、距離センサ３２ｂの距離測定可能範囲Ｍ２とを示している。
距離測定不可能範囲Ｎ１は、距離センサ３２ａの反射器３４からのレーザー光が足場２０によって遮られる範囲である。
このようにして、２個の距離センサ３２ａ、３２ｂの距離測定可能範囲Ｍ１、Ｍ２を組み合わせることにより、スキンプレート６の後部６０（テール部）の全周のうちの大部分を距離測定可能範囲としてカバーすることができる。
FIG. 10 shows a distance measurable range M1 and a distance measurable range N1 of the distance sensor 32a, and a distance measurable range M2 of the distance sensor 32b.
The range N1 in which the distance cannot be measured is a range in which the laser beam from the reflector 34 of the distance sensor 32 a is blocked by the scaffold 20.
In this way, by combining the distance measurable ranges M1 and M2 of the two distance sensors 32a and 32b, most of the entire circumference of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 is set as the distance measurable range. Can be covered.
距離センサ３２ａ、３２ｂの各々の反射器３４からのレーザー光をエレクター１２の把持部１２ａが遮る場合には、把持部１２ａを後胴４の周方向に沿って移動させることで、レーザー光を測定対象に照射することができる。
距離センサ３２ａ、３２ｂの各々にて測定された、測定対象までの距離に対応する信号は、その測定時の各距離センサの回転機構３５の回転角に対応する信号と共に、信号線４１を介して、制御装置４２に伝達される。
When the laser beam from each reflector 34 of the distance sensors 32a and 32b is blocked by the grip portion 12a of the erector 12, the laser beam is measured by moving the grip portion 12a along the circumferential direction of the rear body 4. The subject can be irradiated.
A signal corresponding to the distance to the measurement object measured by each of the distance sensors 32a and 32b is transmitted via a signal line 41 together with a signal corresponding to the rotation angle of the rotation mechanism 35 of each distance sensor at the time of the measurement. Is transmitted to the control device 42.
特に本実施形態によれば、距離センサ３２ａ、３２ｂは、レーザー光の照射方向を変更可能に構成されている。これにより、設置される距離センサの個数を上述の第１及び第２実施形態によりも少なくすることができるので、比較的簡素な構成で、スキンプレート６の後部６０（テール部）の全周のうちの大部分を距離測定可能範囲としてカバーすることができる。 In particular, according to the present embodiment, the distance sensors 32a and 32b are configured to be able to change the irradiation direction of the laser light. As a result, the number of installed distance sensors can be reduced as compared with the first and second embodiments described above, so that the entire circumference of the rear portion 60 (tail portion) of the skin plate 6 can be achieved with a relatively simple configuration. Most of them can be covered as a distance measurable range.
尚、上述の第１〜第３実施形態では、泥土圧式のシールド掘進機１を用いて説明したが、シールド掘進機１の種類はこれに限らず、例えば、泥水式のシールド掘進機であってもよい。 In the above-described first to third embodiments, the mud pressure shield shield machine 1 has been described. However, the type of the shield machine 1 is not limited to this, for example, a muddy water shield machine. Also good.
１ シールド掘進機
２ 掘進機本体
３ 前胴
４ 後胴
５、６ スキンプレート
７ カッタヘッド
８ シールド隔壁
９ 駆動用モータ
１０ カッタチャンバ
１１ 中折れジャッキ
１１ａ シリンダ
１１ｂ ロッド
１２ エレクター
１２ａ 把持部
１３ セグメント
１４ セグメントリング
１５ 推進ジャッキ
１５ａ シリンダ
１５ｂ ロッド
１６ スクリューコンベヤ
１７ ケース
１８ オーガ
２０ 足場
２１ フレーム部
２１ａ 上フレーム
２１ｂ 下フレーム
２１ｃ 柱部材
２１ｄ，２１ｅ ビーム部材
２２ セグメント供給装置
３１、３２ａ、３２ｂ 距離センサ
３３ 本体部
３４ 反射器
３４ａ レーザー反射点
３５ 回転機構
４１ 信号線
４２ 制御装置
４３ 入力装置
４４ 出力装置
４５ 運転管理室
４６、４７ 信号線
４８ 記憶部
４９ 距離算出部
５０ テールクリアランス値算出部
６０ 後部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield machine 2 Engraver body 3 Front trunk 4 Rear trunk 5, 6 Skin plate 7 Cutter head 8 Shield partition 9 Drive motor 10 Cutter chamber 11 Folding jack 11a Cylinder 11b Rod 12 Elector 12a Gripping part 13 Segment 14 Segment ring 15 Propulsion Jack 15a Cylinder 15b Rod 16 Screw Conveyor 17 Case 18 Auger 20 Scaffolding 21 Frame Part 21a Upper Frame 21b Lower Frame 21c Column Member 21d, 21e Beam Member 22 Segment Feeder 31, 32a, 32b Distance Sensor 33 Main Body 34 Reflector 34a Laser reflection point 35 Rotating mechanism 41 Signal line 42 Control device 43 Input device 44 Output device 45 Operation management room 46, 47 Signal line 48 Storage unit 49 Distance calculation unit 50 Tail clearance value calculation unit 0 rear
Claims (6)
前記推進ジャッキを短縮して前記テール部内で前記セグメントリングを構築する工程と、
前記距離センサを用いて、前記テール部内の基準位置から前記セグメントリングの内面までの距離を測定する工程と、
前記推進ジャッキを伸長して前記セグメントリングを前記テール部の後方に押し出してその反力により前記掘進機本体を前方に推進する工程と、
前記距離センサを用いて、前記テール部内の基準位置から前記テール部の内面までの距離を測定する工程と、
測定された前記テール部内の基準位置から前記テール部の内面までの距離と、測定された前記テール部内の基準位置から前記セグメントリングの内面までの距離と、に基づいて、テールクリアランス値を算出する工程と、
を含む、シールド掘進機のテールクリアランス測定方法。 A cylindrical tail part in which a segment ring is constructed by assembling segments inside the outer shell of the rear part of the excavator main body, and propelling the excavator main body forward provided on the excavator main body A method of measuring a tail clearance of a shield machine that includes a propulsion jack and a distance sensor that is fixed to the machine body and is positioned inward of the tail part,
Shortening the propulsion jack to build the segment ring within the tail; and
Measuring the distance from a reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring using the distance sensor;
Extending the propulsion jack to push the segment ring to the rear of the tail and propel the excavator body forward by the reaction force;
Measuring a distance from a reference position in the tail portion to an inner surface of the tail portion using the distance sensor;
A tail clearance value is calculated based on the measured distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the tail portion and the measured distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring. Process,
Including tail clearance measurement method for shield machine.
前記推進ジャッキを伸長して前記セグメントリングを前記テール部の後方に押し出してその反力により前記掘進機本体を前方に推進する工程と、
前記距離センサを用いて、前記テール部内の基準位置から前記テール部の内面までの距離を測定する工程と、
前記推進ジャッキを短縮して前記テール部内で前記セグメントリングを構築する工程と、
前記距離センサを用いて、前記テール部内の基準位置から前記セグメントリングの内面までの距離を測定する工程と、
測定された前記テール部内の基準位置から前記テール部の内面までの距離と、測定された前記テール部内の基準位置から前記セグメントリングの内面までの距離と、に基づいて、テールクリアランス値を算出する工程と、
を含む、シールド掘進機のテールクリアランス測定方法。 A cylindrical tail part in which a segment ring is constructed by assembling segments inside the outer shell of the rear part of the excavator main body, and propelling the excavator main body forward provided on the excavator main body A method of measuring a tail clearance of a shield machine that includes a propulsion jack and a distance sensor that is fixed to the machine body and is positioned inward of the tail part,
Extending the propulsion jack to push the segment ring to the rear of the tail and propel the excavator body forward by the reaction force;
Measuring a distance from a reference position in the tail portion to an inner surface of the tail portion using the distance sensor;
Shortening the propulsion jack to build the segment ring within the tail; and
Measuring the distance from a reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring using the distance sensor;
A tail clearance value is calculated based on the measured distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the tail portion and the measured distance from the reference position in the tail portion to the inner surface of the segment ring. Process,
Including tail clearance measurement method for shield machine.
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