JP2533811B2 - Shield machine - Google Patents

Shield machine

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JP2533811B2
JP2533811B2 JP2113504A JP11350490A JP2533811B2 JP 2533811 B2 JP2533811 B2 JP 2533811B2 JP 2113504 A JP2113504 A JP 2113504A JP 11350490 A JP11350490 A JP 11350490A JP 2533811 B2 JP2533811 B2 JP 2533811B2
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JP
Japan
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soil
density
measuring device
water content
shield machine
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豊 加島
紀夫 近藤
正巳 井上
毅一 本間
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DAIHO KENSETSU
Original Assignee
DAIHO KENSETSU
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は地中にトンネルを構築する際に用いられるシ
ールド機に関する。
The present invention relates to a shield machine used when constructing a tunnel in the ground.

(従来の技術) 従来のブラインドシールドおよび土圧式シールドにお
いて、掘削土量と排土量とを一致させる掘進管理の方法
としては、例えば土圧式シールドにおいては、 ボーリングによる土質調査によって想定された掘削
土量と添加剤の注入量との合計量と、排土装置であるス
クリューコンベアの回転数により、排出土砂の量とを調
節する方法や、 スクリューコンベアから排出された排土を、ズリト
ロに受けてズリトロは排土との合計重量を測定する方法
や、 本願出願人によって既に提出された特開平1−1460
98号に示されるように、スクリューコンベア等の排土装
置にRIを用いた密度・水分測定器と流量計で排土量を測
定する方法 等で得た排土量とを一致させて掘進管理をすることが行
われている。
(Prior art) In the conventional blind shield and earth pressure type shield, as a method of excavation management to make the amount of excavated soil equal to the amount of excavated soil, for example, in the case of earth pressure type shield, the excavated soil assumed by soil investigation by boring is used. Amount and the amount of additive injection, and the method of adjusting the amount of earth and sand discharged by the rotation speed of the screw conveyor, which is the earth discharging device, and receiving the soil discharged from the screw conveyor to the Zuritro. Zuritro is a method for measuring the total weight of soil and the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-1460
As shown in No. 98, excavation management is performed by matching the amount of soil discharged obtained by the method of measuring the amount of soil discharged with a flowmeter with a density / moisture measuring device that uses RI for the soil discharging device such as a screw conveyor. Is being done.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のようにスクリューコンベアの
回転数から掘削土量と排土量とを想定する方法では、土
質や排土の性状、すなわちスランプ、含水比等によって
排土効率が異なることから、多種多様な土質条件下では
確実なものとは言えないという課題があった。
(Problems to be solved by the invention) However, in the method of assuming the excavated soil amount and the soil discharge amount from the rotation speed of the screw conveyor as described above, the soil is discharged and the properties of the soil discharge, that is, the slump, the water content ratio, etc. Due to the different soil efficiency, there was a problem that it could not be said to be reliable under various soil conditions.

また、上記のように、ズリトロに積んだ排土の重量
を測定する方法も不正確であり、 さらに、上記のように、従来の排土装置にRIによる
密度・水分測定器と流量計とを設けて土量を測定する方
法では、掘進予定の地山の密度や含水率あるいは含水比
等の地山の条件が、数少ないボーリングデータから得る
ため、データが部分的であり、排土の重量を確認できて
も、その掘削土を排土の量とを比較するには不十分であ
る、という課題があった。
In addition, as described above, the method of measuring the weight of the soil dumped in the Zuritro is also inaccurate.In addition, as mentioned above, the conventional soil dumping device is equipped with a RI density / moisture meter and flowmeter. In the method of measuring the amount of soil by providing it, the conditions of the ground such as density, water content and water content of the ground to be excavated are obtained from a few boring data, so the data is partial and the weight of the soil discharged can be calculated. Even if it could be confirmed, there was a problem that it was insufficient to compare the excavated soil with the discharged amount.

(課題を解決するための手段) 本発明は、これらの問題点を解決するために提案され
たもので、その目的とするところは、シールドの掘進に
おいて地山の密度と含水比を測定すると共に排土量とそ
の排土の密度および/もしくは含水量を把握し、確実な
排土量管理、すなわち掘進管理を可能にして、地表面や
地中の沈下を最小限にすることのできるシールド機を提
供することにある。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been proposed in order to solve these problems, and an object of the present invention is to measure the density and the water content ratio of the ground in the excavation of the shield. A shield machine that understands the amount of soil discharged and the density and / or water content of the soil discharged, enables reliable management of the amount of soil discharged, that is, excavation management, and minimizes subsidence on the ground surface or underground. To provide.

本発明は、上記目的を達成するために、シールド筒の
前部に隔壁を設け、この隔壁を介し切羽室が設けられ、
この切羽室に排土装置が接続されたシールド機におい
て、 掘削具および/もしくは隔壁等にラジオアイソトープ
(RI)を用いて密度および/もしくは含水量を測定する
密度・水分測定器を設け、かつ排土装置等には排土の密
度および/もしくは水分、排土量を測定する装置を設
け、前記密度・水分測定器は検出カプセルをジャッキに
て伸縮自在に保持し、前記ジャッキ等にて地山に貫入可
能な構造とし、 また、密度・水分測定器は隔壁に設けて、掘削具が停
止している時にジャッキ等により切羽室に押し出し、地
山に本体を押し当て土質の測定をすることとし、 あるいは、密度・水分測定器は、ケーシングと、この
ケーシング内に設けられたスクリュウコンベヤと、その
シャフトと、その先端に設けられ、かつカッタービット
を有するカッターとからなり、地山に貫入して掘進可能
な前記カッタービットにラジオアイソトープ(RI)の線
源を内蔵させ、後方の検出器で放射線を受けて測定する
こととし、 また、密度・水分測定器は、スポーク内に組み込まれ
ているコピーカッター内に線源を設け、スポーク内に設
けたジャッキを伸ばすことによりコピーカッターを地山
に挿入し、スポークの先端にある検出器により放射線を
検出することとし、 掘削土粒子重量と排出土粒子重量とを一致させ排土量
管理、すなわち掘進管理を行うことを要旨としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a partition wall in the front part of the shield cylinder, and a face chamber is provided through this partition wall.
In a shield machine in which a soil discharging device is connected to the face chamber, a density / water content measuring device for measuring density and / or water content by using a radioisotope (RI) is provided in an excavating tool and / or a partition wall, and The soil device is equipped with a device for measuring the density and / or water content of the discharged soil, and the amount of discharged soil, and the density / moisture measuring device holds the detection capsule telescopically with a jack and uses the jack etc. In addition, a density / moisture measuring instrument is installed on the bulkhead, and when the excavator is stopped, it is pushed into the face chamber by a jack, etc., and the main body is pushed against the ground to measure the soil quality. Alternatively, the density / moisture measuring device includes a casing, a screw conveyor provided in the casing, a shaft thereof, and a cap provided at a tip thereof and having a cutter bit. The radioisotope (RI) source is built into the cutter bit that can penetrate into the ground and excavate, and the radiation is measured by the detector at the rear. As for the vessel, the radiation source is provided in the copy cutter incorporated in the spoke, the copy cutter is inserted into the ground by extending the jack provided in the spoke, and the radiation is detected by the detector at the tip of the spoke. The main point is to manage the amount of discharged soil, that is, excavation control, by matching the weight of excavated soil particles with the weight of discharged soil particles.

(作用) シールド機の切羽掘削用の掘削具の適位置および/も
しくは隔壁等に、ラジオアイソトープを用いて密度およ
び/もしくは含水量を測定する密度・水分測定器を設
け、これにより掘削土粒子重量を測定し、また排土装置
において、密度・水分測定器および排土量測定装置で検
出された排土の密度および含水量と排土量から、単位時
間当りの排出土粒子重量を測定し、排出土粒子重量と単
位時間当りの掘削土粒子重量とを一致させるべくシール
ド機の掘進を管理するようにしている。
(Function) A density / water content measuring device for measuring density and / or water content using a radioisotope is provided at an appropriate position and / or a partition of an excavating tool for face excavation of a shield machine. In addition, in the soil discharging device, from the density and moisture content of the soil discharged and the soil discharged amount detected by the density / water content measuring device and the soil discharging amount measuring device, the weight of the discharged soil particles per unit time is measured, The excavation of the shield machine is controlled so that the weight of the discharged soil particles and the weight of the excavated soil particles per unit time are matched.

(実施例1) 第1図(イ),(ロ)は、本発明の第1実施例を示す
土圧式シールド機1の正面図、縦断面図である。しかし
て、この実施例におけるシールド機1は、シールド外筒
2の前面にある掘削具3で掘進部の切羽4を掘削し、そ
の掘削土砂5を切羽室6内に充満させて、主に掘削土砂
5や機内から注入した添加剤との混合体で切羽4を保持
すると共に、掘削土量に見合った排土7を例えばスクリ
ューコンベアやベルトコンベア等の如き排土装置8を介
して排土させながら掘進する構成となっている。尚、掘
削具3の構成は、スポーク、掘削ビット、コピーカッタ
ー、フィッシュテール等である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 (a) and 1 (b) are a front view and a vertical sectional view of an earth pressure type shield machine 1 showing a first embodiment of the present invention. In the shield machine 1 of this embodiment, the face 4 of the excavation portion is excavated by the excavator 3 on the front surface of the shield outer cylinder 2, and the excavated earth and sand 5 is filled in the face chamber 6 to mainly excavate. While holding the cutting face 4 with the mixture of the earth and sand 5 and the additive injected from the inside of the machine, the soil 7 corresponding to the amount of excavated soil is discharged through the soil discharging device 8 such as a screw conveyor or a belt conveyor. While digging while. The structure of the excavator 3 is a spoke, an excavation bit, a copy cutter, a fishtail, or the like.

すなわち、図中9は掘削具3を構成するスポーク、10
は掘削具3のスポーク9の前部に取り付けられた掘削ビ
ットであり、掘削具3と連結された回転シャフト11は隔
壁12に設けられた軸受により軸支されている。また、掘
削具駆動モータ13が、回転シャフト11に連結され、これ
により掘削具3が駆動され、また、スクリューコンベア
8にはこれを駆動するスクリューコンベアモータ14が取
り付けられている。
That is, in the figure, 9 is a spoke that constitutes the excavator 3, 10
Is a drill bit attached to the front part of the spoke 9 of the drill tool 3, and a rotary shaft 11 connected to the drill tool 3 is rotatably supported by a bearing provided in the partition wall 12. Further, an excavation tool drive motor 13 is connected to the rotary shaft 11 to drive the excavation tool 3, and a screw conveyor motor 14 for driving the excavation tool 3 is attached to the screw conveyor 8.

セグメント15は、掘進に伴って略円筒状に構築され、
地山Gとセグメント15との間隙には裏込材16の如き充填
物が充填される。
The segment 15 is constructed in a substantially cylindrical shape along with the excavation,
The gap between the ground G and the segment 15 is filled with a filling material such as the backing material 16.

しかして、この実施例では切羽4、切羽室6内および
地山Gの土質を直接に測定するためにスポーク9面板が
ある場合は、面板に、密度および/もしくは含水量を測
定する密度・水分測定器31aがそれぞれ設けられてい
る。また、それぞれの密度・水分測定器31aが取り付け
られている鋼板等の如き部材は、測定に支障ない厚みで
あり、取り付け取り外しが自由になっている。なお、ス
ポーク9に設けられている密度・水分測定器31aは外周
側に位置され、掘削具3が1回転することにより、掘削
断面の略全体を測定し得るようになっている。また、密
度・水分測定器31aには得られたデータ信号を取り出し
たりするケーブル32が接続されている。なお、その他、
図中17は排土装置8の排土管、31cは排土管17に設けら
れた密度・水分測定器、61は排土管17に設けられた流量
測定器である。
Therefore, in this embodiment, when there are spoke 9 face plates for directly measuring the soil quality of the face 4, the face chamber 6 and the ground G, the face / plate has a density and / or water content for measuring the density and / or the water content. Measuring devices 31a are provided respectively. Further, members such as steel plates to which the respective density / moisture measuring devices 31a are attached have a thickness that does not hinder the measurement, and can be freely attached and detached. The density / moisture measuring device 31a provided on the spoke 9 is located on the outer peripheral side, and the excavation tool 3 rotates once to measure substantially the entire excavated cross section. A cable 32 for taking out the obtained data signal is connected to the density / water content measuring device 31a. In addition,
In the figure, numeral 17 is an earth discharging pipe of the earth discharging device 8, 31c is a density / moisture measuring device provided in the earth discharging pipe 17, and 61 is a flow rate measuring device provided in the earth discharging pipe 17.

次に第2図(イ)および(ロ)を参照しつつ本発明の
一実施例である密度・水分測定器31aについて説明す
る。
Next, referring to FIGS. 2A and 2B, a density / water content measuring device 31a according to an embodiment of the present invention will be described.

第2図(イ)は、検出カプセル33を伸ばし検出する状
態の密度・水分測定器31aの縦断面図、第2図(ロ)
は、検出カプセル33を遮蔽箱34に納めた図である。
FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view of the density / moisture measuring device 31a in a state where the detection capsule 33 is extended and detected, and FIG. 2 (b).
FIG. 6 is a diagram in which the detection capsule 33 is housed in a shielding box 34.

すなわち、検出カプセル33は、遮蔽箱34内に設けられ
たジャッキ36と接続され、このジャッキ36を介し伸縮が
自由であり、検出時には、(イ)に示すように、伸びた
状態となりその位置で固定でき、検出しないときは、
(ロ)に示すように、遮蔽箱34に納めることができ、遮
蔽箱34に対し出し入れ自在となっている。また、検出カ
プセル33の先端は超硬チップ33−1が付いたり、硬化肉
盛り等で強化されているので、ジャッキ36等により地山
Gに貫入することができる。
That is, the detection capsule 33 is connected to the jack 36 provided in the shielding box 34, and can be freely expanded and contracted through this jack 36. At the time of detection, the detection capsule 33 is in an expanded state as shown in (a) and at that position. If it can be fixed and not detected,
As shown in (b), it can be stored in the shielding box 34 and can be freely taken in and out of the shielding box 34. Further, since the tip of the detection capsule 33 is provided with the cemented carbide tip 33-1 or is reinforced by the hardened padding or the like, it is possible to penetrate the natural ground G by the jack 36 or the like.

なお、密度・水分測定器31a,31cは、放射性同位体RI
(ラジオアイソトープ)を用いたもので、検出カプセル
33の内部には線源35が設けられ、また、検出カプセル33
の外周にはシール37が設けられ、さらに、遮蔽箱34内に
は線源35からの放射線を測定する標準体38および検出器
39等が設けられている。
The density / moisture analyzers 31a and 31c are radioactive isotopes RI.
(Radioisotope), detection capsule
A radiation source 35 is provided inside the 33, and the detection capsule 33
A seal 37 is provided on the outer circumference of the standard body 38 for detecting radiation from the radiation source 35 and a detector in the shielding box 34.
39 etc. are provided.

なお、線源35には放射線を放射する放射性物質、例え
ば密度測定用としてコバルト60(Co−60)や含水比測定
用としてカリフォルニウム252(Cf−252)等をステンレ
スの円筒容器に入れたものが用いられる。
Note that the radiation source 35 is a radioactive substance that emits radiation, for example, cobalt 60 (Co-60) for density measurement or californium 252 (Cf-252) for water content measurement placed in a stainless steel cylindrical container. Is used.

また、上記検出器39は、第1演算装置40、表示器41お
よび第2演算装置42とケーブル32a,43a,43a′を介して
接続されている。
The detector 39 is connected to the first arithmetic unit 40, the display 41 and the second arithmetic unit 42 via cables 32a, 43a and 43a '.

第3図は、上記構成の密度・水分測定器31aの修理等
をするために密度・水分測定器31aを修理等する場所で
あるシールド機1内に取り入れる装置の一例を示したも
ので、密度・水分測定器31aはスポーク9に収められ、
これを取り外すためには、隔壁12を貫通する筒47を設
け、筒47の先端を密度・水分測定器31aが取付けられて
いるスポーク9の後部に連結し、また、筒47の後端は蓋
体47aによって覆い、この場合、筒47の先端にシール48,
49を設けて筒47内に密閉の状態をつくっている。そし
て、筒47内に取り外し用棒50を設け、その先端を密度・
水分測定器31aの後部にあるグリップブロック51に連結
し、後端は蓋体47aの後方にあるジャッキ46に連結し、
取り外し用棒50で密度・水分測定器31aの後部にあるグ
リップブロック51をつかみ、ジャッキ46を介して密度・
水分測定器31aを取り外す。そして、シールド機1内で
修理等した後、取り付けてもとの状態に戻すようになっ
ている。
FIG. 3 shows an example of a device to be installed in the shield machine 1 which is a place for repairing the density / moisture measuring device 31a in order to repair the density / moisture measuring device 31a having the above structure.・ The moisture measuring device 31a is housed in the spoke 9,
In order to remove this, a cylinder 47 penetrating the partition wall 12 is provided, the tip of the cylinder 47 is connected to the rear part of the spoke 9 to which the density / moisture measuring instrument 31a is attached, and the rear end of the cylinder 47 is a lid. Cover with body 47a, in this case a seal 48,
49 is provided to make a sealed state in the cylinder 47. Then, the removal rod 50 is provided in the cylinder 47, and the tip of the removal rod 50 is
Connected to the grip block 51 at the rear of the moisture measuring device 31a, the rear end is connected to the jack 46 at the rear of the lid 47a,
Grasp the grip block 51 at the rear of the density / moisture measuring device 31a with the stick 50 for removal, and press the density /
Remove the water content meter 31a. Then, after being repaired or the like in the shield machine 1, it is returned to the original state when attached.

なお、上記実施例では測定器として、密度および水分
両者を測定するものを例として説明したが、何れか一方
のみの測定で足りる場合には一方だけの測定手段を備え
たもので良いことは勿論である。
In addition, in the above-mentioned embodiment, as the measuring device, the one for measuring both the density and the moisture has been described as an example, but when only one of the measuring devices is sufficient, it is needless to say that the measuring device may have only one measuring device. Is.

動作にあたっては、線源35から放射された放射線Rを
検出カプセル33および地山G中を通って検出器33に照射
し、このときの放射線量を測定することで地山G中の密
度や水分量を測定することができる。
In operation, the radiation R emitted from the radiation source 35 is applied to the detector 33 through the detection capsule 33 and the ground G, and the radiation amount at this time is measured to measure the density and moisture in the ground G. The quantity can be measured.

しかし、放射線物質には通常半減期があり、時間の経
過と共に放射線量が減衰する性質を持っているが、上記
のコバルト60(Co−60)やカリフォルニウム252(Cf−2
52)が比較的半減期が短いため、一定の期間、例えば1
週間に1回程度線源35の減衰度合を測定する必要があ
る。
However, radioactive materials usually have a half-life, and the radiation dose is attenuated over time. However, the above-mentioned cobalt 60 (Co-60) and californium 252 (Cf-2
52) has a relatively short half-life, so a certain period, for example, 1
It is necessary to measure the degree of attenuation of the radiation source 35 about once a week.

この実施例では、測定する対象が掘進にともない常に
変化する地山Gであり、以下、第2図(ロ)に示す校正
方法を説明する。
In this embodiment, the object to be measured is the ground G that constantly changes with the excavation, and the calibration method shown in FIG. 2B will be described below.

検出カプセル33内の線源35は、前述のように、ジャッ
キ36により遮蔽箱34に納められ、放射線Rを標準体38に
当て、これを通過して検出器39に入る。そこで測定され
た値と予め標準体38の放射線の通過量を測定していた値
とを比較し、線源35の放射線の減衰を確認し演算装置4
0,42の補正を行う。
The radiation source 35 in the detection capsule 33 is housed in the shielding box 34 by the jack 36 as described above, and the radiation R is applied to the standard body 38, and passes through the standard body 38 to enter the detector 39. Then, the measured value is compared with the value obtained by measuring the amount of passing radiation of the standard body 38 in advance, and the attenuation of the radiation of the radiation source 35 is confirmed to check the calculation device 4
Correct 0,42.

なお、標準体38は物理,化学的に性質が安定し、時間
の経過でほとんど変質しない物質、例えばアクリルやガ
ラス等で形成されている。
The standard body 38 is formed of a substance that is physically and chemically stable and hardly deteriorates over time, such as acrylic or glass.

校正を行う頻度は線源35の放射線の強さによって異な
るが、線源35にコバルト60(Co−60)やカリフォルニウ
ム252(Cf−252)の合計線量が100マイクロキューリー
以下のものを用いれば、法的な規制を受けず特別な取扱
い資格も不用であり、1週間に1回程度の校正で十分で
ある。
The frequency of calibration depends on the radiation intensity of the radiation source 35. If the radiation source 35 has a total dose of cobalt 60 (Co-60) or californium 252 (Cf-252) of 100 microcurie or less, As it is not subject to legal restrictions, no special handling qualification is required, and calibration once a week is sufficient.

ここで、地山Gの密度測定の原理を説明する。地山G
の密度の測定には、前述のように、コバルト60(Co−6
0)のガンマ線を用いる。
Here, the principle of density measurement of the ground G will be described. Rock G
As described above, cobalt 60 (Co-6
0) gamma rays are used.

ガンマ線と測定物質中に含まれる電子との相互作用に
は、光電効果、コンプトン効果および電子対生成等があ
るが、その中で主にコンプトン効果と呼ばれるものを使
用する。
The interaction between gamma rays and the electrons contained in the substance to be measured includes photoelectric effect, Compton effect, electron pair generation, etc. Among them, the one called the Compton effect is mainly used.

コンプトン効果とは、ガンマ線が土中を通過する場
合、土中の電子と衝突してエネルギーの一部を土中の電
子に与え、自らは小さなエネルギーになる現象を言い、
その小さくなる割合は、途中で出会う電子の数に比例す
る。
The Compton effect is a phenomenon in which when gamma rays pass through the soil, they collide with electrons in the soil and give a part of the energy to the electrons in the soil, so that the energy itself becomes small.
The rate of reduction is proportional to the number of electrons encountered on the way.

また、電気的に中性の物質には、電子と同じ数の陽子
が含まれるとともに、同様に陽子の数と中性子の数との
比は多くの物質でほぼ一定の関係にあることから、中性
子密度も電子密度に比例しているとみなせる。
In addition, an electrically neutral substance contains as many protons as electrons, and similarly, the ratio of the number of protons to the number of neutrons is almost constant in many substances. The density can also be regarded as proportional to the electron density.

すなわち、物質の密度は、陽子密度と中性子密度を加
えたものであるから、電子の密度と物質の密度との関係
を利用して、ガンマ線の通過量から密度を求めることが
できる。
That is, since the density of the substance is the sum of the proton density and the neutron density, the density can be obtained from the passing amount of gamma rays by utilizing the relationship between the density of electrons and the density of the substance.

一方、地山Gの水分の測定には、線源35としてカリフ
ォルニウム252(Cf−252)の中性子線を用いる。
On the other hand, in the measurement of the water content of the natural ground G, a neutron beam of californium 252 (Cf-252) is used as the radiation source 35.

この測定原理は、線源35と検出器39との間にある土中
を水素原子核以外の原子核に衝突しながら、透過した速
中性子を検出するものである。
This measurement principle is to detect the transmitted fast neutrons while colliding with the nuclei other than hydrogen nuclei in the soil between the radiation source 35 and the detector 39.

ここで、速中性子は、エネルギーが高いため、検出管
でそのまま検出することは不可能であり、その周りに減
速材(例えば、水素原子を多く含むアクリル樹脂)を配
置しておき、検出可能な熱中性子にまで減速させて測定
する。
Here, since fast neutrons have high energy, it is impossible to detect them as they are with a detection tube, and a moderator (for example, an acrylic resin containing many hydrogen atoms) may be placed around them to detect them. Measurement is performed by decelerating to thermal neutrons.

このようにすれば、物質中の水素原子核の密度を求め
ることができ、土中の水素はほとんど水(H2O)の構成
元素として含まれていることから、水分の含有量すなわ
ち含水比を測定できる。
By doing this, the density of hydrogen nuclei in the substance can be obtained, and since hydrogen in the soil is mostly contained as a constituent element of water (H 2 O), the water content, that is, the water content ratio, can be calculated. Can be measured.

次に、第4図(イ)および第4図(ロ)を参照して、
一般的な流量測定器61の構成、作用について説明する。
Next, referring to FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b),
The configuration and operation of a general flow rate measuring device 61 will be described.

一般に流量測定に用いられている流量計は、電磁流量
計や超音波流量計等があるが、本実施例の流量測定器61
としては、排土管17の直径に関係なく、しかも排土管17
の外面に取付けるだけで測定可能な超音波式流量計等が
用いられる。
Flowmeters generally used for flow rate measurement include electromagnetic flowmeters and ultrasonic flowmeters.
As a result, regardless of the diameter of the drain pipe 17,
An ultrasonic flowmeter or the like that can be used for measurement by simply attaching it to the outer surface of the is used.

流量測定器61の流速測定器62と接続される変換器63
は、超音波を発信する発信素子64と超音波を受信する受
信素子65との両方を内蔵して、超音波を電流に、または
電流を超音波に変換する。
Transducer 63 connected to flow velocity measuring device 62 of flow rate measuring device 61
Incorporates both a transmitting element 64 for transmitting ultrasonic waves and a receiving element 65 for receiving ultrasonic waves, and converts the ultrasonic waves into electric current or the electric current into ultrasonic waves.

また、流量測定器61は変換器63を移動させるガイド66
および移動ジャッキ67、この移動ジャッキ67の移動速度
を検出する速度検出器68、この速度検出器68および流速
測定器62から出力される電気信号を伝達するケーブル69
a,69b、それぞれのケーブル69a,69bの電気信号を入力し
演算することで真の排土流量を算出する第1演算装置40
A、算出された真の流量を表示する表示計70および第2
演算装置42A等から構成されている。
Further, the flow rate measuring device 61 has a guide 66 for moving the converter 63.
And a moving jack 67, a speed detector 68 for detecting the moving speed of the moving jack 67, and a cable 69 for transmitting an electric signal output from the speed detector 68 and the flow velocity measuring device 62.
a, 69b, the 1st arithmetic unit 40 which calculates the true discharge flow rate by inputting and calculating the electric signal of each cable 69a, 69b
A, indicator 70 for displaying the calculated true flow rate and second
It is composed of a computing device 42A and the like.

なお、第1演算装置40A、表示計70および第2演算装
置42Aはケーブル43a,43a′を介して接続されている。
The first arithmetic unit 40A, the indicator 70 and the second arithmetic unit 42A are connected via cables 43a and 43a '.

その測定原理は流速測定器62で発生させた電流を変換
器63内の発信素子64で超音波に変換し、発信された超音
波は排土管17の壁を通過し、排土7中の粒子、気泡ある
いは圧力境界面に当たると、反射して受信素子65に到達
する。
The principle of the measurement is that the current generated by the flow velocity measuring device 62 is converted into ultrasonic waves by the transmitting element 64 in the converter 63, and the transmitted ultrasonic waves pass through the wall of the soil discharge pipe 17 and the particles in the soil 7 are discharged. When it hits a bubble or a pressure boundary surface, it is reflected and reaches the receiving element 65.

この時、反射された超音波の周波数は排土7の流速に
比例して変化するため、発信周波数と受信周波数には差
が生じ、この周波数の差を流速測定器62で求めることに
より、流速を測定できる。
At this time, since the frequency of the reflected ultrasonic wave changes in proportion to the flow velocity of the soil 7, a difference occurs between the transmission frequency and the reception frequency, and the flow velocity measuring device 62 calculates the difference between these frequencies to obtain the flow velocity. Can be measured.

ところが、管内を通過する排土7の流速V1が非常に遅
い場合、例えばV1=0.1〜0.15m/sec以下になると、周波
数の差も極めて小さくなり、これを増幅して測定しても
周辺からのノイズ等と区別がつかなくなったり、計測誤
差も大きくなり、ほとんど測定できなくなる。
However, when the flow velocity V 1 of the soil discharge 7 passing through the pipe is very slow, for example, when V 1 = 0.1 to 0.15 m / sec or less, the difference in frequency becomes extremely small, and even if this is amplified and measured. It becomes almost impossible to measure because it becomes indistinguishable from noise from the surroundings and measurement error increases.

このような場合に、本流量測定器61は、第4図に示す
ように、変換器63に移動ジャッキ67を取付けてあり、こ
れを排土7の流れの方向(第4図中の→方向)と反対方
向に適当な速度V2で動かすことで、変換器63および流速
測定器62で計測する排土の相対速度V3はV3=V1+V2とな
る。
In such a case, the flow rate measuring device 61 has a moving jack 67 attached to the converter 63, as shown in FIG. ) and by moving at a suitable rate V 2 in the opposite direction, the relative velocity V 3 of the dumping be measured with transducer 63 and a flow rate measuring device 62 becomes V 3 = V 1 + V 2 .

よって、変換器63の移動速度V2は、第4図に示すよう
に電気的な速度検出器68を移動ジャッキ67と平行に取付
けて測定し、電気信号を第1演算装置40に入力する。同
時に流速測定器62で計測した相対速度V3も同様、電気信
号で第1演算装置40に入力し、この中で、V1=V3−V2
の演算を行えば、精度の良い真の排土流速V1を求めるこ
とができる。
Therefore, the moving speed V 2 of the converter 63 is measured by mounting the electric speed detector 68 in parallel with the moving jack 67 as shown in FIG. 4, and inputs the electric signal to the first arithmetic unit 40. At the same time, the relative velocity V 3 measured by the flow velocity measuring device 62 is similarly input to the first arithmetic unit 40 by an electric signal, and if V 1 = V 3 −V 2 is calculated in this, a true accurate result can be obtained. The soil discharge velocity V 1 can be obtained.

なお、変換器63と排土管17との外面の間にはグリース
等を塗布して空気の層をなくすと、超音波が伝達しやす
く、また変換器63と当接する排土管17の部分を超音波の
通過しやすいエポキシ樹脂板等で製作するとなお良好で
あり、好適であるのは言うまでもない。
It should be noted that if grease or the like is applied between the outer surfaces of the converter 63 and the soil discharge pipe 17 to eliminate the air layer, ultrasonic waves are easily transmitted, and the portion of the soil discharge pipe 17 that is in contact with the converter 63 is superposed. It is needless to say that it is preferable and preferable to manufacture it with an epoxy resin plate or the like through which sound waves can easily pass.

また、この変換器63の接する排土管17の一部分を移動
ジャッキ67とともに可動できるような構造にしても良
い。
Further, a part of the earth discharging pipe 17 in contact with the converter 63 may be movable together with the moving jack 67.

さらに、排土の流速が充分大きい場合には、変換器63
を移動させる必要のないことは勿論である。
In addition, if the soil discharge velocity is sufficiently high, the converter 63
Needless to say, there is no need to move.

また、超音波の代わりに、電磁流量計などを用いても
よい。
Further, an electromagnetic flow meter or the like may be used instead of ultrasonic waves.

次に、上述のように求められた掘削土量と排土量から
シールド機1の掘進管理の方法の一例を説明する。
Next, an example of a method of managing excavation of the shield machine 1 based on the amount of excavated soil and the amount of excavated soil obtained as described above will be described.

ここで、シールド機1の掘進速度をV1(m/min)、シ
ールド機1の掘削断面積をA1(m2)および掘削地山Gの
土砂4の湿潤単位体積重量をγt1(t/m3)とすると、単
位時間当り(毎分当り)の掘削土粒子重量Ws1(t/min)
は、 Ws1=(γt1−Ww1)×V1×A1で表される。
Here, the excavation speed of the shield machine 1 is V 1 (m / min), the excavation cross-sectional area of the shield machine 1 is A 1 (m 2 ), and the wet unit volume weight of the soil 4 of the excavated ground G is γ t1 (t / m 3 ), the weight of excavated soil particles per unit time (per minute) W s1 (t / min)
Is represented by W s1 = (γ t1 −W w1 ) × V 1 × A 1 .

なお、ここでWw1は含水量である。Here, W w1 is the water content.

γt1は、回転カッター3のスポーク9のできるだけ外
周側に設けられた密度・水分測定器31aによって測定さ
れ、スポーク9が回転することで掘削断面全体のγt1
知ることができる。また、この密度・水分測定器31a
は、修理校正する必要がある場合、スポーク9にはカセ
ット式の如く装着されており、後方の隔壁12から前記し
た脱着用の装置を延ばすことによってシールド機1内に
取り入れて修理作業等を行えるようになっていることは
前記した通りである。なお、回転シャフト11に通路用の
空間を設けることができるシールド機1においては、そ
の通路を利用して密度・水分測定器31aを取り外し校正
作業を行い、また元に戻すこともできる。密度・水分測
定器31cについても同様である。
γ t1 is measured by the density / moisture measuring device 31a provided on the outermost side of the spoke 9 of the rotary cutter 3, and the γ t1 of the entire excavated cross section can be known by rotating the spoke 9. In addition, this density / water content measuring device 31a
When it is necessary to repair and calibrate, the spoke 9 is mounted like a cassette type, and by extending the above-mentioned attachment / detachment device from the rear bulkhead 12, it can be incorporated into the shield machine 1 for repair work or the like. This is as described above. In the shield machine 1 in which the passage for the rotary shaft 11 can be provided, the density / moisture measuring instrument 31a can be removed and calibrated by using the passage, and then returned to the original state. The same applies to the density / water content measuring device 31c.

また、このスポーク9に設けられた密度・水分測定器
31aは、掘削断面全体を測定できるので、例えば、第5
図に示すように、掘削断面が互層になっている場合で
も、平均湿潤単位体積重量γは、 γ=(γs×A×γs×A+γs×A)/A のように求められる。
Also, a density / moisture measuring device provided on the spoke 9
Since 31a can measure the entire excavation cross section, for example,
As shown in the figure, the average wet unit volume weight γ is obtained as follows: γ = (γ s × A × γ s × A + γ s × A) / A even when the excavated cross sections are in alternate layers.

なお、γs,γs,γs:各土層の湿潤単位体積
重量、A,A,A:各土層の断面積である。
In addition, γ s , γ s , γ s : wet unit volume weight of each soil layer, A, A, A: cross-sectional area of each soil layer.

よって、掘削断面の土質をより正確に把握できる。 Therefore, the soil quality of the excavated section can be grasped more accurately.

V1は、シールドジャッキ(図示せず)の速度計より検
出されて、かつA1は既知であり変化しないものであるか
ら、Ws1は、V1,A1,γt1,W1を第2演算装置42に入力
し、演算することで常時単位時間当りの掘削土粒子重量
を計測できる。
Since V 1 is detected by a speedometer of a shield jack (not shown), and A 1 is known and does not change, W s1 is V 1 , A 1 , γ t1 , W 1 2 The weight of excavated soil particles per unit time can always be measured by inputting and calculating to the arithmetic unit 42.

また、注入する添加剤の粉体重量WBは、流量計による
流量Qと添加剤比重βBと濃度N(添加剤の粉体重量/
水の重量×100)から、 WB/WW3×100=N WW3/βw+WB/βB=Q ∴WB=Q/(100/N+1/βB) で表される。なお、上記において、Ww3:含水量、βw
水の比重である。
The powder weight W B of the additive to be injected is the flow rate Q measured by the flow meter, the additive specific gravity β B, and the concentration N (powder weight of additive /
From the weight of water × 100), it is represented by W B / W W3 × 100 = N W W3 / β w + W B / β B = Q ∴W B = Q / (100 / N + 1 / β B ). In the above, W w3 : water content, β w :
It is the specific gravity of water.

また、排土装置8に設けられている密度・水分測定器
31cと流量計41より計測された排土の土粒子重量Ws2は、 Ws2=(γt2−Ww2)×V2×A2 で表される。この場合、Ww2:含水量である。
Also, a density / moisture measuring device provided in the soil discharging device 8
The soil particle weight W s2 of the discharged soil measured by 31c and the flow meter 41 is expressed by W s2 = (γ t2 −W w2 ) × V 2 × A 2 . In this case, W w2 is the water content.

なお、γt2は排土の湿潤単位体積重量で、V2は排土流
速で、A2は排土装置の断面積である。
In addition, γ t2 is the wet unit volume weight of the soil discharge, V 2 is the soil discharge velocity, and A 2 is the cross-sectional area of the soil discharge device.

それぞれ求められたWs1とWBとWs2とを比較し、Ws2=W
B+Ws1となるように排土装置8の回転速度と、シールド
ジャッキの推進速度等を適宜調節することで掘進を管理
すれば、掘削土砂の取り込み過ぎや、排土量の不足によ
る地中や地表面の変位および変形を最小限に抑えること
が出来る。また、最適な掘進管理土圧を設定することも
できる。
The obtained W s1 and W B and W s2 are compared, and W s2 = W
If excavation is managed by appropriately adjusting the rotation speed of the soil discharging device 8 and the propulsion speed of the shield jack so that B + W s1 , the amount of excavated soil will be taken in too much, and the amount of soil excavated in the ground will be reduced. The displacement and deformation of the ground surface can be minimized. Also, the optimum excavation control earth pressure can be set.

第6図は本発明の掘進管理の方法の一例を示すフロー
図で、掘進を始める前に、掘進速度、添加剤注入量、ス
クリューコンベア回転数および管理土圧等の理論設定値
をあらかじめ入力しておく。そして、掘進が開始された
ら、掘進中に地山Gとスクリューコンベア内の土砂の密
度および水分量と掘進速度、排土流量、添加剤流量を測
定する。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the excavation management method of the present invention. Before starting excavation, theoretical set values such as excavation speed, additive injection amount, screw conveyor rotation speed and controlled earth pressure are input in advance. Keep it. Then, when the excavation is started, the density G and the amount of water in the earth and sand in the screw conveyor, the excavation speed, the discharge flow rate, and the additive flow rate are measured during the excavation.

これらの測定値を演算装置に入力して、掘削土粒子重
量Ws1、添加剤の粉体重量WBはおよび排土の土粒子重量W
s2の値を算出し、Ws2=Ws1+WBの関係を保つようにスク
リューコンベア等の回転数やジールドジャッキ速度を調
節して掘進管理を行う。尚、Ws2とWs1+WBの比較は、管
理値の許容範囲をあらかじめ設定しておき、この許容範
囲内で、掘進を管理することもできる。
By inputting these measured values into the arithmetic unit, the excavated soil particle weight W s1 , the additive powder weight W B , and the excavated soil particle weight W W
calculates the value of s2, performing W s2 = W s1 + W adjusted to excavation manage speed and Gilles de jack speed of the screw conveyor or the like so as to maintain the relationship of B. For comparison of W s2 and W s1 + W B , an allowable range of control values can be set in advance, and excavation can be managed within this allowable range.

また、添加剤を注入しない場合は、WB=0となり、W
s2=Ws1となる様に、掘進管理を行う。
When no additive is injected, W B = 0 and W
Excavation management is performed so that s2 = W s1 .

ここで、添加剤の粉体重量は、掘削土の土粒子重量と
比較し、少量であり、その添加剤の一部が掘進部以外に
逃げた場合でその量は微少であることから、特に問題は
ない。
Here, the powder weight of the additive is small compared with the soil particle weight of the excavated soil, and when a part of the additive escapes to other than the excavation part, the amount is very small, No problem.

(実施例2) 第7図は、本発明の第2実施例であり、この実施例で
は隔壁12に設けられた密度・水分測定器31″は、掘削具
3が停止している時にジャッキ44等により切羽室6側へ
押し出され、切羽の地山Gに本体を押し当て検出カプセ
ル33を挿入し土質の測定をするもので、スポーク9の密
度・水分測定器31″が貫入したときにぶつからない位置
に停止させ、確実に切羽の地山Gにとどかせて測定を行
うようにしたことに特徴を有している。なお、この密度
・水分測定器31″は適数個配置されており、掘削断面内
の土質を必要に応じて取付箇所毎に計測することができ
る。尚、この実施例は、ブラインドシールド等に適用で
きる。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the density / water content measuring device 31 ″ provided on the partition wall 12 has a jack 44 when the excavator 3 is stopped. It is pushed out to the side of the face chamber 6 by pushing the main body against the ground face G of the face and the detection capsule 33 is inserted to measure the soil quality. When the density / moisture measuring device 31 ″ of the spoke 9 penetrates, It is characterized in that it is stopped at a position where it does not exist, and that the measurement is made to reach the natural ground G of the face without fail. In addition, a suitable number of the density / moisture measuring devices 31 ″ are arranged, and the soil quality in the excavated cross section can be measured at each attachment position as needed. In this embodiment, the blind shield or the like is used. Applicable.

また、この実施例と第1実施例とを併用してシールド
機を構成することも可能である。
It is also possible to construct a shield machine by using this embodiment and the first embodiment together.

(実施例3) 第8図は、本発明の第3実施例であり、この実施例で
は、回転掘削装置の先端のカッラービットにラジオアイ
ソトープ(RI)の線源を内蔵させ、後方の検出器で放射
線を受けて測定する密度・水分測定器である。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a radioactive source of radioisotope (RI) is built in a curler bit at the tip of a rotary excavator, and a rear detector is used. It is a density / moisture measuring instrument that receives radiation for measurement.

この例は、地山Gに深く貫入させることができるので
多くの地山のデータを得られる。また、切羽室内の土砂
についても測定できる。
In this example, since the ground G can be deeply penetrated, data of many grounds can be obtained. It is also possible to measure the soil in the face chamber.

回転掘削装置90の構造は、先端にカッター91があり、
その後方にあるスクリューコンベア92のシャフトに設け
られている。掘り進んだ分の土砂はケーシング93内に取
り込められる。貫入する方法は、坑口ゲート94を明けて
後部のジャッキ95を伸ばしながら駆動装置97でカッター
91およびスクリューコンベア92を回転させ、掘り進む。
坑口にはシール96が設けられ止水している。
The structure of the rotary excavator 90 has a cutter 91 at the tip,
It is provided on the shaft of the screw conveyor 92 located behind it. The earth and sand excavated is taken into the casing 93. The method of penetration is to open the well gate 94 and extend the jack 95 at the rear while cutting with the drive device 97.
Rotate 91 and screw conveyor 92 to proceed with digging.
A seal 96 is installed at the wellhead to stop water.

この回転掘削装置の外形寸法は、測定に適したもので
あり、コンパクトに構成され、掘削に必要な機械強度は
満たされている。
The external dimensions of this rotary excavator are suitable for measurement, are compactly configured, and satisfy the mechanical strength required for excavation.

個数は、測定に必要な数だけ設けられる。また、設置
位置は適宜最適な位置に設けられる。
As many pieces as necessary for measurement are provided. Further, the installation position is appropriately provided at an optimum position.

(実施例4) 第9図は、本発明の第4実施例で、スポーク9の内部
に組み込まれているコピーカッター81内に密度・水分測
定器の線源35が設けられる。そして、スポーク9内に設
けたジャッキ83を伸ばすことによりコピーカッター81は
地山Gに挿入され、スポーク9の先端にある検出器39に
より放射線Rを検出する。なお、コピーカッター81は周
辺の地山Gを掘削するもので充分の強度を有する。ま
た、伸縮自在であるので、縮めたときに線源35と検出器
39の間に標準体38を設けて校正を行うことができる。
(Embodiment 4) FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a source 35 of a density / moisture measuring instrument is provided in a copy cutter 81 incorporated in a spoke 9. Then, the copy cutter 81 is inserted into the natural ground G by extending the jack 83 provided in the spoke 9, and the radiation R is detected by the detector 39 at the tip of the spoke 9. The copy cutter 81 excavates the surrounding natural ground G and has sufficient strength. Also, since it is expandable and contractible, the source 35 and detector can be
Calibration can be performed by providing the standard body 38 between 39.

なお、本発明はその他、泥水式シールドや泥土加圧、
泥漿、気泡、土圧バランス等のあらゆるシールド機に採
用できるものである。
In addition, the present invention is other, muddy water shield and mud pressure,
It can be applied to all types of shield machines such as sludge, air bubbles and earth pressure balance.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、シールド筒の前部に隔
壁を設け、この隔壁を介し切羽室が設けられ、この切羽
室に排土装置の前部が接続されたシールド機において、 掘削具および/もしくは隔壁等にラジオアイソトープ
(RI)を用いて密度および/もしくは含水量を測定する
密度・水分測定器を設け、かつ排土装置等には排土の密
度および/もしくは水分の測定装置を設け、かつ排土装
置等から排出される排土の排土量を測定する装置を設
け、前記密度・水分測定器は検出カプセルをジャッキに
て伸縮自在に保持し、前記ジャッキ等にて地山に貫入可
能な構造としたので、 切羽、切羽室、地山の土質を直接測定でき、しかも掘
削断面の全体の測定が可能で、 シールドの掘削土量、添加剤注入量と排土量とを一致
させながら、確実な排土量管理すなわち掘進管理をする
ことができるため、地表面や地中の沈下を最小限にする
ことができる利点がある。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, a shield is provided in the front part of the shield cylinder, the face chamber is provided through this partition, and the front part of the earth removing device is connected to the face chamber. In the machine, the excavator and / or bulkhead etc. are equipped with a density / moisture measuring device for measuring the density and / or water content by using radioisotope (RI), and the earth discharging device etc. are provided with the density and / or the soil discharged. A moisture measuring device and a device for measuring the amount of soil discharged from the soil discharging device are provided, and the density / moisture measuring device holds the detection capsule in a telescopic manner with the jack. It is possible to directly measure the soil quality of the face, the face chamber and the ground, and the entire excavated section can be measured, and the amount of soil excavated by the shield and the amount of additive injection can be measured. While matching the amount of soil removed, It is possible to through the solid earth unloading amount management That excavation management, there is an advantage that it is possible to minimize the subsidence of the ground surface and the ground.

また、密度・水分測定器は隔壁に設けて、掘削具が停
止している時にジャッキ等により切羽室に押し出し、地
山に本体を押し当て土質の測定をすることとしたので、 ブラインドシールド等にも適用可能である。
A density / moisture measuring instrument was installed on the partition wall, and when the excavator was stopped, it was pushed into the face chamber by a jack, etc., and the body was pressed against the ground to measure the soil quality. Is also applicable.

あるいは、密度・水分測定器は回転掘削装置の先端の
カッタービットにラジオアイソトープ(RI)の線源を内
蔵させ、後方の検出器で放射線を受けて測定することと
としたので、 地山に深く貫入させることができ、多くの地山のデー
タを得られ、切羽室の土砂についても測定可能である。
Alternatively, for the density / moisture analyzer, it was decided to incorporate a radioisotope (RI) source into the cutter bit at the tip of the rotary drilling device, and to measure by receiving radiation with the detector at the rear, so it is deep in the ground. It can be penetrated, data of many natural grounds can be obtained, and the sediment of the face room can be measured.

さらに、密度・水分測定器は、スポーク内に組み込ま
れているコピーカッター内に線源を設け、スポーク内に
設けたジャッキを伸ばすことによりコピーカッターを地
山に挿入し、スポークの先端にある検出器により放射線
を検出することとしたので、 コピーカッターにより周辺の地山を掘削する際も有利
であり、コピーカッターを縮めたときに線源と検出器の
間に標準体を設けて校正を行うことも可能である。
In addition, the density / moisture analyzer is equipped with a radiation source inside the copy cutter incorporated in the spoke, and the copy cutter is inserted into the ground by extending the jack provided inside the spoke to detect the presence at the tip of the spoke. Since it was decided to detect the radiation with a detector, it is also advantageous when excavating the surrounding ground with a copy cutter.When the copy cutter is contracted, a standard body is provided between the radiation source and the detector for calibration. It is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(イ),(ロ)はそれぞれ本発明の第1実施例を
示すシールド機の正面図および縦断面図、第2図
(イ),(ロ)は密度・水分測定器の縦断面図、第3図
は密度・水分測定器をシールド内に取り出す装置の縦断
面図、第4図(イ),(ロ)は流速測定器の縦断面図お
よび横断面図、第5図は掘削断面の想定図、第6図は掘
進管理の方法の一例を示すフロー図、第7図は本発明の
第2実施例、第8図は第3実施例、第9図は第4実施例
である。 1……シールド機、2……シールド外筒、3……掘削
具、4……切羽、5……掘削土砂、6……切羽室、7…
…排土、8……排土装置、9……スポーク、10……掘削
ビット、11……回転シャフト、12……隔壁、13……掘削
具駆動モータ、14……スクリューコンベアモータ、15…
…セグメント、16……裏込材、17……排土管、31a,31c
……密度・水分測定器、32,32a……ケーブル、33……検
出カプセル、33−1……超硬ビット、34……遮蔽箱、35
……線源、36……ジャッキ、37……シール、38……標準
体、39……検出器、40……第1演算装置、41……表示
器、42……第2演算装置、43a,43a′……ケーブル、44
……シールドジャッキ、46……シールドジャッキ、47…
…筒、48,49……シール、50……棒、51……グリップブ
ロック、58……速度検出器、59a,59b……ケーブル、61
……流量測定器、62……流速測定器、63……変換器、64
……発信素子、65……受信素子、66……ガイド、67……
移動ジャッキ、70……表示器、80……ビット、81……コ
ピーカッター、82……シール、83……ジャッキ、85……
筒、86……シール、R……放射線。
1 (a) and 1 (b) are a front view and a longitudinal sectional view of a shield machine showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are a longitudinal sectional view of a density / moisture measuring instrument. Figures and 3 are vertical cross-sectional views of the device for taking out the density / water content measuring device into the shield. Figures 4 (a) and 4 (b) are vertical and horizontal cross-sectional views of the flow velocity measuring device. FIG. 6 is a flow chart showing an example of a method for managing excavation, FIG. 7 is a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a third embodiment, and FIG. 9 is a fourth embodiment. is there. 1 ... Shield machine, 2 ... Shield cylinder, 3 ... Drilling tool, 4 ... Cutting face, 5 ... Drilling earth and sand, 6 ... Cutting chamber, 7 ...
… Soil unloading, 8 …… Soil unloading device, 9 …… Spokes, 10 …… Drilling bit, 11 …… Rotary shaft, 12 …… Differential bulkhead, 13 …… Drilling tool drive motor, 14 …… Screw conveyor motor, 15 ・ ・ ・
… Segment, 16 …… Backing material, 17 …… Soil drainage pipe, 31a, 31c
...... Density / moisture measuring device, 32, 32a …… Cable, 33 …… Detecting capsule, 33-1 …… Cemented carbide bit, 34 …… Shielding box, 35
...... Ray source, 36 …… Jack, 37 …… Seal, 38 …… Standard body, 39 …… Detector, 40 …… First computing unit, 41 …… Display unit, 42 …… Second computing unit, 43a , 43a ′ …… Cable, 44
…… Shield jack, 46 …… Shield jack, 47…
… Cylinder, 48,49 …… Seal, 50 …… Stick, 51 …… Grip block, 58 …… Speed detector, 59a, 59b …… Cable, 61
…… Flow rate measuring device, 62 …… Flow velocity measuring device, 63 …… Converter, 64
…… Transmitting element, 65 …… Receiving element, 66 …… Guide, 67 ……
Moving jack, 70 …… Display, 80 …… bit, 81 …… Copy cutter, 82 …… Seal, 83 …… Jack, 85 ……
Cylinder, 86 ... Seal, R ... Radiation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 毅一 東京都中央区新川1丁目24番4 大豊建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−146098(JP,A) 特開 昭55−85800(JP,A) 実開 昭63−121695(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeichi Homma 1-24-24 Shinkawa, Chuo-ku, Tokyo Within Daihoken Construction Co., Ltd. (56) References JP-A-146098 (JP, A) JP-A 55-85800 (JP, A) Actually opened Sho 63-121695 (JP, U)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔壁
を介し切羽室が設けられ、この切羽室に排土装置が接続
されたシールド機において、 掘削具および/もしくは隔壁等にラジオアイソトープ
(RI)を用いて密度および/もしくは含水量を測定する
密度・水分測定器を設け、かつ排土装置等には排土の密
度および/もしくは水分の測定装置を設け、かつ排土装
置等から排出される排土の排土量を測定する装置を設
け、前記密度・水分測定器は検出カプセルをジャッキに
て伸縮自在に保持し、前記ジャッキ等にて地山に貫入可
能な構造としたことを特徴とするシールド機。
1. A shield machine in which a front wall of a shield cylinder is provided with a partition wall, and a cutting face chamber is provided through the partition wall, and an earth discharging device is connected to the face wall, and a radioisotope is provided on the excavator and / or the partition wall. (RI) is used to provide a density / moisture measuring device for measuring density and / or water content, and an earthmoving device or the like is provided with a device for measuring soil density and / or water, and A device for measuring the amount of discharged soil is provided, and the density / water content measuring device has a structure in which the detection capsule is held by a jack so that it can expand and contract, and the ground can be penetrated by the jack. A shield machine characterized by.
【請求項2】ラジオアイソトープ(RI)を用いた測定器
により掘進部の土砂の密度および水分量を測定し、この
測定値とシールド筒の掘進速度とを演算装置に入力し、
掘進部の土粒子重量を算出するとともに、排土装置に設
けたラジオアイソトープ(RI)を用いた測定器により、
排土の密度および水分量を測定し、この測定値と排土装
置等に設けた排土量測定装置による排土量の測定値とを
演算装置に入力して排土の土粒子重量を算出し、単位時
間当りの前記掘進部の土粒子重量と、排土の土粒子重量
とが一致する様に掘進するシステムを備えた請求項1記
載のシールド機。
2. The density and water content of the earth and sand in the excavation part are measured by a measuring instrument using a radioisotope (RI), and the measured values and the excavation speed of the shield cylinder are input to a computing device,
While calculating the soil particle weight of the excavation part, with a measuring instrument using a radioisotope (RI) installed in the soil removal device,
Measure the density and water content of the soil removal and input this measurement value and the measurement value of the soil removal amount by the soil removal amount measuring device installed in the soil removal device etc. to the arithmetic unit to calculate the soil particle weight of the soil removal 2. The shield machine according to claim 1, further comprising a system for excavating so that the weight of soil particles per unit time of the excavated portion and the weight of soil particles discharged are the same.
【請求項3】上記密度・水分測定器は隔壁に設けられ、
掘削具が停止している時にジャッキ等により切羽室に押
し出し、地山に本体を押し当て土質の測定をすることと
したことを特徴とした請求項1記載のシールド機。
3. The density / water content measuring device is provided on a partition wall,
2. The shield machine according to claim 1, wherein when the excavator is stopped, it is pushed out into the face chamber by a jack or the like and the main body is pressed against the ground to measure the soil quality.
【請求項4】上記密度・水分測定器は、ケーシングと、
このケーシング内に設けられたスクリュウコンベヤと、
そのシャフトと、その先端に設けられ、かつカッタービ
ットを有するカッターとからなり、地山に貫入して掘進
可能な前記カッタービットにラジオアイソトープ(RI)
の線源を内蔵させ、後方の検出器で放射線を受けて測定
することとしたことを特徴とする請求項1記載のシール
ド機。
4. The density / water content measuring device comprises a casing,
A screw conveyor provided in this casing,
A radioisotope (RI) is attached to the cutter bit that is made up of the shaft and a cutter that is provided at the tip of the shaft and that has a cutter bit, and that can penetrate into the natural ground and advance.
2. The shield machine according to claim 1, wherein said radiation source is built-in, and radiation is measured by receiving radiation at a rear detector.
【請求項5】上記密度・水分測定器は、スポーク内に組
み込まれているコピーカッター内に線源を設け、スポー
ク内に設けたジャッキを伸ばすことによりコピーカッタ
ーを地山に挿入し、スポークの先端にある検出器により
放射線を検出することとしたことを特徴とする請求項1
記載のシールド機。
5. The density / moisture measuring device, wherein a radiation source is provided in a copy cutter incorporated in a spoke, and the copy cutter is inserted into the ground by extending a jack provided in the spoke. The radiation is detected by a detector at the tip.
The listed shield machine.
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