JP2021092087A - セグメント状態測定装置、セグメント組立方法、及び、セグメント状態測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントの状態（目開きや目違いなど）を容易に測定する。【解決手段】セグメント状態測定装置１０は、シールド掘進機１のエレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの状態を測定する装置である。セグメント状態測定装置１０は、エレクター装置３に設けられて、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３と間隔を空けて対向する距離センサＰ１〜Ｐ７を備える。距離センサＰ１〜Ｐ７の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの状態を測定する装置及び方法と、この装置を用いてセグメントを組み立てる方法とに関する。

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。

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）の内方でエレクター装置を用いて次々にセグメント（セグメントピース）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。

この点、特許文献１は、シールド工法で組み立てられた各セグメントの間の隙間である目開きの寸法、あるいは、各セグメントの厚さ方向における段差である目違いの寸法を測定することを開示している。特許文献１では目開きの寸法（目開き量）をクリップ型変位計で検出している。また、特許文献１では目違いの寸法（目違い量）をカンチレバー型変位計で検出している。

特開２００７−３２７１７２号公報

しかしながら、特許文献１に開示のクリップ型変位計及びカンチレバー型変位計は既設のセグメントに取り付けられる。ゆえに、これら変位計のセグメントへの取付・取外し作業に手間を要していた。

本発明は、このような実状に鑑み、前述の目開きや目違いなどのセグメントの状態を容易に測定することを目的とする。

そのため本発明の第１態様では、セグメント状態測定装置は、シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの状態を測定する装置である。セグメント状態測定装置は、エレクター装置に設けられて、前記把持されるセグメントの縁部と間隔を空けて対向する距離センサを備える。距離センサの測定対象領域は、前記把持されるセグメントの縁部を含む。

本発明の第２態様では、セグメント組立方法は、前述のセグメント状態測定装置を用いてセグメントを組み立てる方法である。セグメント組立方法は、セグメント状態測定装置の測定結果に基づいて、エレクター装置の作動を修正することを含む。

本発明の第３態様では、セグメント状態測定方法は、シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの状態を測定する方法である。エレクター装置には、前記把持されるセグメントの縁部と間隔を空けて対向する距離センサが設けられている。セグメント状態測定方法は、前記把持されるセグメントを既設のセグメントに近づけて、距離センサにより、前記把持されるセグメントの縁部と既設のセグメントの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を測定することを含む。

本発明の第１態様及び第２態様によれば、エレクター装置に設けられた距離センサの測定対象領域は、エレクター装置の把持部で把持されるセグメントの縁部を含む。ゆえに、セグメントの状態の測定のために前述の変位計などをセグメントに取り付ける必要がないので、セグメントの状態を容易に測定することができる。

本発明の第３態様によれば、シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの縁部と既設のセグメントの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を、エレクター装置に設けられた距離センサで測定する。ゆえに、セグメント間の目開き量及び／又は目違い量の測定のために前述の変位計などをセグメントに取り付ける必要がないので、セグメントの状態を容易に測定することができる。

本発明の一実施形態におけるシールド掘進機の概略構成図 図１のＡ−Ａ断面図 図２のＢ−Ｂ断面図 距離センサの測定対象領域及び撮像装置の撮像対象領域を示す図 セグメント状態測定装置の概略構成を示す図 目開き量及び目違い量の測定結果の一例を示す図

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、本発明の一実施形態におけるシールド掘進機の概略構成を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。尚、図１及び図３に図示の旋回リング４については、図２で図示を省略している。また、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。

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。

トンネルの構築に用いられるシールド掘進機１は、その本体をなす筒状（例えば円筒状）のスキンプレート２を備える。シールド掘進機１は、スキンプレート２の前面に設けられたカッタヘッド（図示せず）で地山を掘削しながら土砂を取り込んで後方に搬出して掘進する。

シールド掘進機１のスキンプレート２より内側には、複数の推進ジャッキ（図示せず）が、スキンプレート２の内面に沿って周方向に互いに間隔を空けて配置されている。推進ジャッキはシリンダ（図示せず）とロッド（図示せず）とにより構成される油圧ジャッキである。シリンダは、その一端がスキンプレート２に固定されており、他端側にて、ロッドが進出・退入可能となっている。推進ジャッキのロッドの先端部を既設のセグメント（セグメントピース）ＳＰに当接させた状態で推進ジャッキを伸長作動させることにより、シールド掘進機１は推進力を得ることができる。このようにして、推進ジャッキは、既設のセグメントＳＰから反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。

シールド掘進機１は、スキンプレート２の後部（テール部）２ａ内にエレクター装置３を備える。エレクター装置３は、旋回リング４と、一対の昇降ジャッキ５，５と、Ｕ字状のアーム６と、一対の軸方向ジャッキ７，７と、把持部８とを備える。

旋回リング４は、スキンプレート２の後部（テール部）２ａ内に旋回可能に支持されていて、図示しない旋回モータにより駆動されることでシールド掘進機１の中心軸ＭＣ回りに回転することができる。そして、旋回リング４には、前記中心軸ＭＣを挟んで両側に昇降ジャッキ５が取り付けられている。昇降ジャッキ５は例えば油圧ジャッキである。

一対の昇降ジャッキ５，５の各々の端部（図１〜図３に示す状態では下端部）には、Ｕ字状のアーム６の端部（図１〜図３に示す状態では上端部）が連結している。Ｕ字状のアーム６の中間部（折り返し部）６ａには、一対の軸方向ジャッキ７，７の前端部が取り付けられている。一対の軸方向ジャッキ７，７の後端部には把持部８が取り付けられている。軸方向ジャッキ７は例えば油圧ジャッキである。把持部８は、弧状断面（例えば円弧状断面）を有するセグメントＳＰを把持できるように構成されている。

把持部８にてセグメントＳＰを把持した状態で旋回リング４を旋回させることで、エレクター装置３は、セグメントＳＰを把持部８で把持しつつ、セグメントＳＰをトンネル周方向に移動させることができる。

把持部８にてセグメントＳＰを把持した状態で一対の昇降ジャッキ５，５を伸縮作動させることで、エレクター装置３は、セグメントＳＰを把持部８で把持しつつ、セグメントＳＰを旋回リング４に対してトンネル内外方向（例えばトンネル径方向）に移動させることができる。

把持部８にてセグメントＳＰを把持した状態で一対の軸方向ジャッキ７，７を伸縮作動させることで、エレクター装置３は、セグメントＳＰを把持部８で把持しつつ、セグメントＳＰをアーム６に対してトンネル軸方向に移動させることができる。

従って、エレクター装置３は、セグメントＳＰを把持部８で把持しつつ、セグメントＳＰをトンネル軸方向、内外方向、周方向に適宜移動させることができる。エレクター装置３は、スキンプレート２の後部（テール部）２ａの内方にて、その周方向にセグメントＳＰを組み立てて、筒状（例えば円筒状）のセグメントリングＳＲを構築する。セグメントＳＰの組み立てでは、まず、セグメントＳＰの組み立て位置に向けて、概ね、トンネル軸方向及び周方向に移動した後、トンネル内外方向に移動する（組立工程の第１段階）。そして、この移動してきたセグメントＳＰと既設のセグメントＳＰとの連結（相対位置の微調整を含む）が行われる（組立工程の第２段階）。ここで、例えば、セグメントＳＰ同士の連結に用いられる連結具が雄型連結金具と雌型連結金具とからなり、これらを嵌合することでセグメントＳＰ同士の連結が行われる場合において、前述の組立工程の第１段階では、一方のセグメントＳＰの雄型連結金具が他方のセグメントＳＰの雌型連結金具に隣接するまで前述の移動が行われ得る。

把持部８には、把持部８からトンネル軸方向後方とトンネル周方向とに張り出すように枠体９が設けられている。枠体９には、複数（本実施形態では７つ）の距離センサＰ１〜Ｐ７と、複数（本実施形態では５つ）の撮像装置Ｑ１〜Ｑ５とが取り付けられている。つまり、複数の距離センサＰ１〜Ｐ７と、複数の撮像装置Ｑ１〜Ｑ５とが、枠体９を介して、エレクター装置３の把持部８に設けられている。尚、本実施形態では、枠体９に７つの距離センサＰ１〜Ｐ７と５つの撮像装置Ｑ１〜Ｑ５とが取り付けられる例を示しているが、枠体９に取り付けられる距離センサ及び撮像装置の個数は前述のものに限らない。

本実施形態では、距離センサＰ１と撮像装置Ｑ１とが一体的に形成され、距離センサＰ３と撮像装置Ｑ２とが一体的に形成され、距離センサＰ４と撮像装置Ｑ３とが一体的に形成され、距離センサＰ５と撮像装置Ｑ４とが一体的に形成され、距離センサＰ７と撮像装置Ｑ５とが一体的に形成されている。距離センサＰ１〜Ｐ７及び撮像装置Ｑ１〜Ｑ５として、例えばキーエンス社製の超高速インラインプロファイル測定器（ＬＪ−Ｖ７０００シリーズ）を用いることができる。

図４は、距離センサＰ１〜Ｐ７の線状又は帯状の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７と、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５の矩形状の撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５とを示す。ここで、図４に示すセグメントＳＰＥは、前述のセグメントＳＰのうちエレクター装置３の把持部８で把持されているものを示す。

距離センサＰ１〜Ｐ７は、各々が、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と間隔を空けて対向している。また、距離センサＰ１〜Ｐ７は、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）に沿って間隔を空けて並んでいる。

距離センサＰ１〜Ｐ７は、各々が、図示しない照射部及び受光部を備える。距離センサＰ１〜Ｐ７は、各々の照射部から各々の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７に向けてラインレーザを照射する。距離センサＰ１〜Ｐ７の各々の受光部は、ラインレーザの反射光を受光する。距離センサＰ１〜Ｐ７として前述のプロファイル測定器が用いられる場合には、距離センサＰ１〜Ｐ７の各々の受光部で受光される反射光から、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７の断面形状が瞬時に取得され得る。この取得された断面形状データを用いて、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７におけるセグメントＳＰ間の目開き量や目違い量などの寸法測定を行うことができる。ここで、ラインレーザとは、一定の線幅を持つライン状に照射されて扇形の２次元平面の光路を形成するレーザである。

本実施形態において、「目開き量」とは、トンネル軸方向又は周方向で隣り合うセグメントＳＰ同士の間の隙間（距離）である。本実施形態において、距離センサＰ１〜Ｐ７は、セグメントＳＰＥと、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰとの間の目開き量を測定することができる。

本実施形態において、「目違い量」とは、トンネル軸方向又は周方向で隣り合うセグメントＳＰ同士の間の段差（トンネル内外方向（換言すればセグメントＳＰの厚さ方向）でのずれ量）である。本実施形態において、距離センサＰ１〜Ｐ７は、セグメントＳＰＥと、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰとの間の目違い量を測定することができる。

ここで、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７は、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部（内面の周縁部）とに跨り得るように設定されている。ゆえに、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７は、セグメントＳＰＥの縁部と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部とを含む。本実施形態では、例えば、前述の組立工程の第１段階の終盤から第２段階にかけて、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７が、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部（内面の周縁部）とに跨り得るように、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７の範囲が予め設定されている。

本実施形態では、セグメントＳＰＥのトンネル周方向一側の縁部α１に測定対象領域ＬＰ１，ＬＰ２がオーバーラップしている。セグメントＳＰＥのトンネル軸方向後側（坑口側）の縁部α２に測定対象領域ＬＰ３〜ＬＰ５がオーバーラップしている。セグメントＳＰＥのトンネル周方向他側の縁部α３に測定対象領域ＬＰ６，ＬＰ７がオーバーラップしている。

尚、距離センサＰ１〜Ｐ７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Ｐ１〜Ｐ７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Ｐ１〜Ｐ７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こともできる。

撮像装置Ｑ１〜Ｑ５は、各々が、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と間隔を空けて対向している。また、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５は、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）に沿って間隔を空けて並んでいる。撮像装置Ｑ１〜Ｑ５は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラである。

撮像装置Ｑ１によって撮像される領域である撮像対象領域ＩＱ１は、距離センサＰ１の測定対象領域ＬＰ１を含む。撮像装置Ｑ２によって撮像される領域である撮像対象領域ＩＱ２は、距離センサＰ２，Ｐ３の測定対象領域ＬＰ２，ＬＰ３を含む。撮像装置Ｑ３によって撮像される領域である撮像対象領域ＩＱ３は、距離センサＰ４の測定対象領域ＬＰ４を含む。撮像装置Ｑ４によって撮像される領域である撮像対象領域ＩＱ４は、距離センサＰ５，Ｐ６の測定対象領域ＬＰ５，ＬＰ６を含む。撮像装置Ｑ５によって撮像される領域である撮像対象領域ＩＱ５は、距離センサＰ７の測定対象領域ＬＰ７を含む。

撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５は、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部（内面の周縁部）とに跨り得るように設定されている。ゆえに、撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５は、セグメントＳＰＥの縁部と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部とを含む。本実施形態では、例えば、前述の組立工程の第１段階の終盤から第２段階にかけて、撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５が、セグメントＳＰＥの縁部（内面の周縁部）と、このセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部（内面の周縁部）とに跨り得るように、撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５の範囲が予め設定されている。

本実施形態では、撮像対象領域ＩＱ１は、セグメントＳＰＥのトンネル周方向一側の縁部α１と、セグメントＳＰＥのトンネル軸方向前側（切羽側）の縁部α４とにオーバーラップしている。撮像対象領域ＩＱ２は、セグメントＳＰＥのトンネル周方向一側の縁部α１と、セグメントＳＰＥのトンネル軸方向後側（坑口側）の縁部α２とにオーバーラップしている。撮像対象領域ＩＱ３は、セグメントＳＰＥのトンネル軸方向後側（坑口側）の縁部α２にオーバーラップしている。撮像対象領域ＩＱ４は、セグメントＳＰＥのトンネル周方向他側の縁部α３と、セグメントＳＰＥのトンネル軸方向後側（坑口側）の縁部α２とにオーバーラップしている。撮像対象領域ＩＱ５は、セグメントＳＰＥのトンネル周方向他側の縁部α３と、セグメントＳＰＥのトンネル軸方向前側（切羽側）の縁部α４とにオーバーラップしている。

図５は、セグメント状態測定装置１０の概略構成を示す図であり、距離センサＰ１〜Ｐ７、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５、制御装置１１、及び出力装置１２の関係を示すブロック図である。

セグメント状態測定装置１０は、シールド掘進機１のエレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの状態（例えば、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰに対するセグメントＳＰＥの状態）を測定する装置である。本実施形態では、例えば、前述の組立工程の第１段階から第２段階にかけて、セグメント状態測定装置１０による測定が実施され得る。ここにおいて、前述の組立工程の第１段階では、エレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥが既設のセグメントＳＰに近づけられる。また本実施形態では、エレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥが既設のセグメントＳＰに近づけられている最中に（つまり移動中に）、セグメント状態測定装置１０による測定を実施することができる。

セグメント状態測定装置１０は、距離センサＰ１〜Ｐ７と、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５と、制御装置１１と、出力装置１２とを備える。

距離センサＰ１〜Ｐ７は信号線１３を介して制御装置１１に接続されている。撮像装置Ｑ１〜Ｑ５は信号線１４を介して制御装置１１に接続されている。制御装置１１と出力装置１２とは、相互に無線通信ができるように構成されている。

距離センサＰ１〜Ｐ７の各々にて測定された、前述の目開き量及び目違い量に対応する信号は、信号線１３を介して制御装置１１に伝達される。撮像装置Ｑ１〜Ｑ５の各々によって撮られた画像に対応する信号は、信号線１４を介して制御装置１１に伝達される。尚、本実施形態では、信号線１３，１４が別体であるが、この他、信号線１３，１４は一体化されたものであってもよい。

制御装置１１に伝達された前述の目開き量、目違い量、及び画像に対応する信号については、制御装置１１にて適宜処理が行われて、制御装置１１から出力装置１２に無線通信で伝達される。出力装置１２は、例えば、タブレット型端末などのモバイル端末である。出力装置１２については、作業者によって持ち運びしやすいものが好ましい。

作業者は、出力装置１２の画面表示などを参照することで、シールド掘進機１のエレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの状態を把握することができる。つまり、作業者は、出力装置１２の画面表示などを参照することで、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７における、セグメントＳＰＥと、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰとの間の目開き量及び目違い量の具体的な数値を把握することができる。これに加えて、作業者は、出力装置１２の画面表示などを参照することで、撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５における、セグメントＳＰＥと、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰとの間の目開き状況及び目違い状況を画像で把握することができる。

従って、セグメント組立施工時に、作業者は、出力装置１２の画面表示などに基づいて、セグメントＳＰＥと、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰとの間の目開き及び目違いを最小化するようにエレクター装置３の作動を修正することができる。

図６は、出力装置１２に画面表示され得る、前述の目開き量及び目違い量の測定結果の一例を示す図である。この例では、図４に示すセグメントＳＰＥの縁部α１，α２の隣に既設のセグメントＳＰが位置している一方、セグメントＳＰＥの縁部α３，α４の隣には既設のセグメントＳＰが存在しない状況を示している。

本実施形態によれば、セグメント状態測定装置１０は、シールド掘進機１のエレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの状態を測定する装置である。セグメント状態測定装置１０は、エレクター装置３に設けられて、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３と間隔を空けて対向する距離センサＰ１〜Ｐ７を備える。距離センサＰ１〜Ｐ７の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３を含む。ゆえに、セグメントＳＰＥの状態の測定のために、作業員がエレクター装置３や前述の推進ジャッキの可動域に立ち入る必要がないので、工事の安全性が向上する。また、エレクター装置３の把持部８でセグメントＳＰＥを把持して組み立て中のセグメントＳＰＥの縁部を測定できるので、セグメントＳＰＥの組み立て中の相対位置状況を把握できる。

また本実施形態によれば、距離センサＰ１〜Ｐ７の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部を更に含む。これにより、既設のセグメントＳＰに対するセグメントＳＰＥの状態を把握することができる。

また本実施形態によれば、距離センサＰ１〜Ｐ７は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３と、セグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を測定する。ゆえに、当該目開き量及び／又は目違い量の測定のために、作業員がエレクター装置３や前述の推進ジャッキの可動域に立ち入る必要がないので、工事の安全性が向上する。

また本実施形態によれば、距離センサＰ１〜Ｐ７は、測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７に向けてラインレーザを照射する照射部と、このラインレーザの反射光を受光する受光部とを備える。このような構成の距離センサＰ１〜Ｐ７を用いて、簡易に、前述の目開き量及び／又は目違い量の測定を行うことができる。

また本実施形態によれば、複数の距離センサＰ１〜Ｐ７が、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３に沿って間隔を空けて並んでいる。これにより、複数箇所で、前述の目開き量及び／又は目違い量の測定を行うことができる。

また本実施形態によれば、セグメント状態測定装置１０は、エレクター装置３に設けられて、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α４と間隔を空けて対向する撮像装置Ｑ１〜Ｑ５を備える。撮像装置Ｑ１〜Ｑ５の撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α４を含む。ゆえに、セグメントＳＰＥの状態の目視確認のために、作業員がエレクター装置３や前述の推進ジャッキの可動域に立ち入る必要がないので、工事の安全性が向上する。

また本実施形態によれば、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５の撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥに隣接する既設のセグメントＳＰの縁部を更に含む。これにより、既設のセグメントＳＰに対するセグメントＳＰＥの状態を画像で把握することができる。

また本実施形態によれば、撮像装置Ｑ１〜Ｑ５の撮像対象領域ＩＱ１〜ＩＱ５は、距離センサＰ１〜Ｐ７の測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７を含む。これにより、距離センサＰ１〜Ｐ７による目開き／目違い測定箇所を画像で確認することができる。

また本実施形態によれば、セグメント組立方法は、セグメント状態測定装置１０を用いてセグメントＳＰを組み立てる方法である。この方法は、セグメント状態測定装置１０の測定結果（例えば出力装置１２の画面表示など）に基づいて、エレクター装置３の作動を修正することを含む。ゆえに、作業者が、例えば出力装置１２の画面表示などを監視しつつ、前述の目開き及び目違いを最小化するようにエレクター装置３を操作することができる。

また本実施形態によれば、セグメント状態測定方法は、シールド掘進機１のエレクター装置３の把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの状態を測定する方法である。エレクター装置３には、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３と間隔を空けて対向する距離センサＰ１〜Ｐ７が設けられている。セグメント状態測定方法は、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥを既設のセグメントＳＰに近づけて（例えば、前述の組立工程の第１段階から第２段階にかけて）、距離センサＰ１〜Ｐ７により、把持部８で把持されるセグメントＳＰＥの縁部α１〜α３と既設のセグメントＳＰの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を測定することを含む。ゆえに、セグメントＳＰＥの状態の測定のために、作業員がエレクター装置３や前述の推進ジャッキの可動域に立ち入る必要がないので、工事の安全性が向上する。

本実施形態では、距離センサＰ１〜Ｐ７として、ラインレーザを用いるレーザ距離センサを挙げて説明したが、距離センサＰ１〜Ｐ７の構成はこれに限らない。例えば、距離センサＰ１〜Ｐ７として、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどからなる撮像装置を採用し、この撮像装置によって取得された画像データに基づいて測定対象領域ＬＰ１〜ＬＰ７における各種の距離測定（寸法測定）を行ってもよい。

本実施形態では、スキンプレート２及びセグメントリングＳＲの断面形状が円形である例を示したが、スキンプレート２及びセグメントリングＳＲの断面形状は円形に限らない。スキンプレート２及びセグメントリングＳＲの断面形状は例えば楕円形又は矩形であってもよい。

本実施形態では、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。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１…シールド掘進機、２…スキンプレート、２ａ…後部、３…エレクター装置、４…旋回リング、５…昇降ジャッキ、６…アーム、６ａ…中間部、７…軸方向ジャッキ、８…把持部、９…枠体、１０…セグメント状態測定装置、１１…制御装置、１２…出力装置、１３，１４…信号線、ＩＱ１〜ＩＱ５…撮像対象領域、ＬＰ１〜ＬＰ７…測定対象領域、ＭＣ…中心軸、Ｐ１〜Ｐ７…距離センサ、Ｑ１〜Ｑ５…撮像装置、ＳＰ，ＳＰＥ…セグメント、ＳＲ…セグメントリング、α１〜α４…縁部

Claims (6)

1. シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの状態を測定する装置であって、
   前記エレクター装置に設けられて、前記把持されるセグメントの縁部と間隔を空けて対向する距離センサを備え、
   前記距離センサの測定対象領域は、前記把持されるセグメントの縁部を含む、セグメント状態測定装置。
2. 前記距離センサの測定対象領域は、前記把持されるセグメントに隣接する既設のセグメントの縁部を更に含む、請求項１に記載のセグメント状態測定装置。
3. 前記距離センサは、前記把持されるセグメントの縁部と前記既設のセグメントの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を測定する、請求項２に記載のセグメント状態測定装置。
4. 前記距離センサは、前記測定対象領域に向けてラインレーザを照射する照射部と、前記ラインレーザの反射光を受光する受光部とを備える、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のセグメント状態測定装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のセグメント状態測定装置を用いてセグメントを組み立てる方法であって、
   前記セグメント状態測定装置の測定結果に基づいて、前記エレクター装置の作動を修正することを含む、セグメント組立方法。
6. シールド掘進機のエレクター装置の把持部で把持されるセグメントの状態を測定する方法であって、
   前記エレクター装置には、前記把持されるセグメントの縁部と間隔を空けて対向する距離センサが設けられており、
   前記方法は、前記把持されるセグメントを既設のセグメントに近づけて、前記距離センサにより、前記把持されるセグメントの縁部と前記既設のセグメントの縁部との間の目開き量及び／又は目違い量を測定することを含む、
   セグメント状態測定方法。

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