JP2564751B2 - テールクリアランス計測方法及び装置 - Google Patents

テールクリアランス計測方法及び装置

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JP2564751B2
JP2564751B2 JP5102847A JP10284793A JP2564751B2 JP 2564751 B2 JP2564751 B2 JP 2564751B2 JP 5102847 A JP5102847 A JP 5102847A JP 10284793 A JP10284793 A JP 10284793A JP 2564751 B2 JP2564751 B2 JP 2564751B2
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テールクリアランスの
計測方法及び計測装置に関し、とくにシールドトンネル
工事における掘進動作中のシールド掘進機のテールクリ
アランスを計測する計測方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シールド掘進機による掘削を用いるトン
ネル構築工事では、地盤を一定距離だけ掘進する毎に、
図4に示すように、シールド掘進機の外周壁である円筒
形のシールド・スキンプレートの後端部の内側に掘削後
のトンネル内壁となるセグメントを組立てる。この場
合、シールド・スキンプレートの内側表面と組立てられ
るセグメントの外面との間のテールクリアランスと呼ば
れる微小間隙を正確に調整する必要がある。このテール
クリアランスを精密調整せずに、シールド・スキンプレ
ートの中心とセグメントの中心との間に偏心を残したま
まセグメントを固定すると、その後、前記一定距離だけ
再び掘進した後に行う次回のセグメント組立ての際に、
前記一定距離だけ進んだシールド・スキンプレートの内
面と次回のセグメントの外面との間に前記残された偏心
に起因する干渉が生じ、セグメント組立てが困難になる
問題が報告されている。
【0003】このようなテールクリアランスの調整は必
然的にその測定を必要とする。従来のシールド掘進機の
テールクリアランスを測定する方法としては、(1)シ
ールド・スキンプレートと最前部のセグメントとの間に
定規を当ててテールクリアランスを直接読み取る方法、
(2)超音波距離計などによりセグメントの内径を実測
し、シールド掘進機の内径及びセグメントの厚みからテ
ールクリアランスを演算する方法、(3)スキンプレー
トの内側表面上に設けたレーザー距離計などにより対向
するテールクリアランスとの間の距離を直接測定する方
法、等が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の
(1)の方法では読み取りに労力が必要であるだけでな
く測定者による測定値の読取り誤差が生じるおそれがあ
り、(2)の方法ではセグメント表面の凹凸、シールド
掘進機の変形、及びセグメントの真円度による計測誤差
が大きく、更に(3)の方法ではセグメント組立て時の
衝撃や泥水などの汚れにより距離計が破損する場合があ
る等の問題点があった。
【0005】従って、本発明の目的は、テールクリアラ
ンスを簡易に且つ直接計測できる計測方法及び装置を提
供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1及び図2の実施例を
参照して、本発明のテールクリアランス計測方法を説明
する。本発明は、シールド掘進機1のスキンプレート2
の内面とセグメント5の外面との間のテールクリアラン
スtを計測する方法であって、セグメント5の前端面に
当接すべきシールド掘進機1のシールドジャッキ・スプ
レッダシュー部7の後端面上に、スキンプレート2の半
径方向の外端からスキンプレート2の中心向きに断面V
字形の溝11を形成する。V字形溝11の底で交差する二傾
斜面の一方の傾斜面12a上に複数の受光素子22を前記半
径方向外端から前記中心向きの列として所定間隔dで配
置し、V字形溝11の他方の傾斜面12b上に受光素子22の
列と平行で同じ長さの線状発光部13を設け、線状発光部
13とV字形溝11の開口の中間とを含む平面に沿って線状
発光部13から前記開口へ向けて発光させる。スプレッダ
シュー部7の後端面がセグメント5の前端面と当接する
ときにスプレッダシュー部7の後端面のスキンプレート
2の半径方向外端縁をスキンプレート2の内面に接触さ
せ、線状発光部13からの光のセグメント5の前端面での
反射光をV字形溝11の受光素子22に受光させ、受光素子
22の列中の反射光を受光しない部分の長さからテールク
リアランスtを求める。
【0007】図3の実施例を参照するに、本発明のテー
ルクリアランス計測装置は、シールド掘進機1のスキン
プレート2の内面とセグメント5の外面との間のテール
クリアランスtを計測する装置であって、セグメント5
の前端面と当接すべき対向面25を有し且つシールド掘進
機1のシールドジャッキ・スプレッダシュー部7の後端
面に埋め込まれる埋め込みブロック10、埋め込みブロッ
ク10の対向面25上にスキンプレート内面端縁からスキン
プレート中心端縁へ向け直線状に形成された断面V字形
の溝11、V字形溝11の底で交差する二傾斜面の一方の傾
斜面12a上にスキンプレート内面端縁からV字形溝11方
向の列として所定間隔で配置され受光時に受光信号を出
力する複数の受光素子22、及びV字形溝11の他方の傾斜
面12b上に設けた受光素子22の列と平行で同じ長さの線
状発光部13を備えてなる。
【0008】
【作用】図1及び図2を参照するに、シールドジャッキ
・スプレッダシュー部7は、シールドジャッキ3のシリ
ンダ後端面に装着される緩衝材であって、セグメント5
にシールドジャッキ3を押し当てる時の当たり面となる
ものである。スプレッダシュー部7の後端面上にスキン
プレート2の半径方向に沿ってV字形溝11を形成し、V
字形溝11の傾斜面12a及び12bにそれぞれ受光素子22の列
及び線状発光部13を設ける。尚、本発明の二傾斜面12a
及び12bの交差角度はV字形溝11の大きさに合わせて適
当に定めることができ、図示例の約90度に限定されるも
のではない。傾斜面12a(又は12b)上の受光素子22は、
例えばフォトダイオードとすることができ、外部へ出力
する受光信号から受光素子22の設置位置における光の有
無が判断できるものである。また、傾斜面12b(又は12
a)上の線状発光部13は、例えば傾斜面下に埋め込んだ
発光ランプの光を傾斜面上に形成した線形スリットから
発光させる構造とすることができる。この場合、発光が
不所望の方向へ拡散しないように、線形スリットにレン
ズ等を設けて集光させることができる。
【0009】シールド掘進機1は、図2(A)に示すよう
に、スプレッダシュー部7をセグメント5へ押し当てな
がらシリンダを伸張させて掘進する。スプレッダシュー
部7後端面の一定部分がセグメント5前端面と当接し、
図2(B)に示すようにV字形溝11の開口はセグメント5
前端面により塞がれ、図2(C1)に示すV字形空隙が形成
される。この場合、発光部13から投射された光がセグメ
ント5前端面で反射され、受光素子22は反射光を受光し
て受光信号を出力する。これに対し、スプレッダシュー
部7後端面のスキンプレート2内面と接触する外端縁近
傍部分はセグメント5前端面と当接せず、図2(C2)に示
すようにセグメント5の外側のテールクリアランスと対
向する。この場合、発光部13からの光は反射されること
なくV字形溝11の開口からテールクリアランスへ直進す
るので、受光素子22は受光信号を出力しない。すなわ
ち、受光素子22の受光信号の出力有無から受光素子22が
セグメント5と当接する位置にあるか否かを判断するこ
とができる。
【0010】スプレッダシュー部7後端面はスキンプレ
ート2内面と接触し、受光素子22がスキンプレート2内
面と接する外端から所定間隔dで配列されるので、前記
外端から受光信号を出力しない受光素子22の数n1を検出
することにより、スキンプレート2内面とセグメント5
外面との間のテールクリアランスt(=n1×d)を求め
ることができる。本発明のテールクリアランス計測の分
解能は受光素子22の列の所定間隔dにより定まり、受光
素子22を適当な間隔dで配列することにより必要な精度
の計測を行うことができる。
【0011】よって、本発明の目的である「テールクリ
アランスを簡易に且つ直接計測できる計測方法及び装
置」の提供を達成することができる。
【0012】
【実施例】図3は、本発明のテールクリアランス計測装
置の実施例を示す。図示例の計測装置の埋め込みブロッ
ク10は、対向面25をセグメント5前端面と対向させ、V
字形溝11をスキンプレート2半径方向に向け、対向面25
とスプレッダシュー部7後端面とが同一面になるように
スプレッダシュー部7に埋め込んで使用する。好ましく
は、埋め込みブロック10の対向面25のスキンプレート内
面端縁をスプレッダシュー部7後端面のスキンプレート
2半径方向の外端縁と揃え、スプレッダシュー部7後端
面がセグメント5前端面と当接するときに対向面25のス
キンプレート内面端縁をスキンプレート2内面に接触さ
せる。
【0013】図示例の計測装置の埋め込みブロック10は
内部に発光ランプ14を設け、V字形溝11の傾斜面12b上
に形成した線状スリットである発光部13からV字形溝11
の開口の中間へ向かう面に沿って光を投射している。ま
た、V字形溝11の傾斜面12a上には、スキンプレート内
面端縁から昇順の連番で識別される複数の受光素子22が
1mm間隔の列として配置され、各受光素子22の受光信号
が信号線27を介して例えばシールド掘進機1の作業デッ
キ(図示せず)に設けた表示手段26に表示される。表示
手段26の表示から受光信号を出力する受光素子22の最小
連番を求めれば、その連番が直接スキンプレート2とセ
グメント5との間の精度1mmのテールクリアランスtを
表している。
【0014】本発明の埋め込みブロック10は可動部分が
なく、小型化が可能である。更に、V字形直線溝11の傾
斜面12a,12bの表面に光透過性の防水保護プレートを設
置すれば、表面が泥水等で汚れた場合にも水洗い等によ
り容易に落とすことができ、計測装置のメンテナンスを
容易化することができる。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るテールクリアランス計測方法及び装置は、スプレッダ
シュー部後端面にスキンプレート半径方向の外端から中
心方向へ向けてV字形溝を形成し、V字形溝の一傾斜面
上に複数の受光素子を所定間隔で配列し、V字形溝の他
の傾斜面に帯状の発光部を設けてなる構成を有するの
で、以下に述べる顕著な効果を奏する。
【0016】(1)受光素子の受光信号により距離計測
が可能なので、直接定規をあてて読み取る等の労力が必
要なく、離れた場所で容易にテールクリアランスを計測
することができる。 (2)掘削作業と同時にテールクリアランスの計測が可
能であるので、計測のため掘削作業を中断する必要がな
い。 (3)テールクリアランスを直接計測するのでデータ較
正等を行う必要がない。 (4)受光素子を適当な間隔で配列することにより、シ
ールド掘進機やセグメントの変形にかかわらず高精度の
計測が可能である。 (5)発光部及び受光素子の表面を光透過性の防水保護
プレートで被覆することにより、メンテナンスが容易な
計測装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図2】は、本発明の作用を示す説明図である。
【図3】は、本発明の他の実施例の説明図である。
【図4】は、シールド掘進機の説明図である。
【符号の説明】
1 シールド掘削機 2 スキンプレート 3
シールドジャッキ 4 エレクター 5 セグメント 7 シールドジャッキスプレッダシュー部 10
埋め込みブロック 11 V字形溝 12a,12b 傾斜面 13
発光部 13a スリット 14 発光ランプ 15
光 22 受光素子 25 対向面 26
表示手段 27 信号線。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド掘進機のスキンプレート内面と
    セグメント外面との間のテールクリアランスを計測する
    方法において、セグメント前端面に当接すべきシールド
    掘進機のシールドジャッキ・スプレッダシュー部後端面
    上にスキンプレート半径方向の外端からスキンプレート
    中心向きに断面V字形の溝を形成し、前記V字形溝の底
    で交差する二傾斜面の一方の傾斜面上に複数の受光素子
    を前記半径方向外端から前記中心向きの列として所定間
    隔で配置し、前記V字形溝の他方の傾斜面上に前記受光
    素子列と平行で同じ長さの線状発光部を設け、前記線状
    発光部と前記V字形溝の開口の中間とを含む平面に沿っ
    て前記線状発光部から前記開口へ向けて発光させ、前記
    スプレッダシュー部後端面が前記セグメント前端面と当
    接するときに前記スプレッダシュー部後端面の前記スキ
    ンプレート半径方向外端縁を前記スキンプレート内面に
    接触させ、前記線状発光部からの光の前記セグメント前
    端面での反射光を前記V字形溝の受光素子に受光させ、
    前記受光素子列中の前記反射光を受光しない部分の長さ
    から前記テールクリアランスを求めてなるテールクリア
    ランス計測方法。
  2. 【請求項2】 請求項1のテールクリアランス計測方法
    において、前記線状発光部を前記傾斜面上に形成した線
    形スリットとし、前記傾斜面下に埋め込んだ発光ランプ
    の光を前記線形スリットから発光させてなるテールクリ
    アランス計測方法。
  3. 【請求項3】 シールド掘進機のスキンプレート内面と
    セグメント外面との間のテールクリアランスを計測する
    装置において、セグメント前端面と当接すべき対向面を
    有し且つシールド掘進機のシールドジャッキ・スプレッ
    ダシュー部後端面に埋め込まれる埋め込みブロック、前
    記埋め込みブロックの前記対向面上にスキンプレート内
    面端縁からスキンプレート中心端縁へ向け直線状に形成
    された断面V字形の溝、前記V字形溝の底で交差する二
    傾斜面の一方の傾斜面上に前記スキンプレート内面端縁
    から前記V字形溝方向の列として所定間隔で配置され受
    光時に受光信号を出力する複数の受光素子、及び前記V
    字形溝の他方の傾斜面上に設けた前記受光素子列と平行
    で同じ長さの線状発光部を備えてなるテールクリアラン
    ス計測装置。
  4. 【請求項4】 請求項3のテールクリアランス計測装置
    において、前記V字形溝の傾斜面の表面を光透過性の防
    水保護プレートで覆ってなるテールクリアランス計測装
    置。
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