JP2645513B2 - シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定方法及びその測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、シールドマシンのテールプレートとセグメ
ント間のクリアランスを測定する測定技術に関する。

＜従来の技術＞ 一般にシールド工法においては、シールドマシンの制
御及びセグメントの線形管理のうえから、シールドマシ
ンのテールプレートとセグメント間の間隙（以下『テー
ルクリアランス』という）を正確に把握することが重要
である。

現在、テールクリアランスはスケールを用いて作業員
が直接測定している。また、特開昭62−206159号に開示
されたように、セグメントとテールプレートとの間にバ
ネ板を配置し、テールクリアランスの変位をバネ板の変
位として測定し、変位量をワイヤにより測長機に伝達
し、演算を行うことによりテールクリアランスを測定す
る方法が知られている。また前述した接触形変位計によ
る測定の他にも、実開昭63−6309号に開示されたような
非接触形変位計による測定が知られている。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ 前記した従来のテールクリアランスの測定技術には次
のような問題がある。

＜イ＞測定作業に、多くの手間と時間がかかる。

＜ロ＞大断面トンネルの上方のテールクリアランスを測
定する場合は、危険な作業となる。

＜ハ＞最近のコンピュータを用いた掘削管理に対応でき
ない。

＜ニ＞特開昭62−206159号に開示された装置によると、
テールクリアランスの値は、バネ板の撓み量をワイヤー
を介して測長機に伝達し、そこで補正計算を行った後
に、初めて求めることができる。

補正計算が必要な理由は、バネ板の移動軌跡が円弧を
描くため、測長機に伝達される数値は、真のテールクリ
アランスの値ではないからである。

従って、引用例の装置の場合は、コンピュータによる
補正計算が必要な点において、システム全体として複雑
化しているといえる。

＜ホ＞前述した従来の装置は、長尺のワイヤーをシール
ド内に露出させてあるため、他の資材・機材や作業員な
どがワイヤに接触し易く、測定値が狂う恐れがある。

また、接触により測定装置が破損する恐れがある。

＜ヘ＞長尺のワイヤが他の作業の障害となり、作業性に
支障を来す。

＜ト＞作業員はワイヤに接触しないように作業を行うこ
とを強いられるため、ワイヤに注意を取られて作業に注
意が欠け、事故発生の危険性を伴う。

＜チ＞実開昭63−6309号に開示された装置による場合、
非接触形変位計が大型であるためセグメントの外周面と
テールプレートの内周面との間に設置することかでき
ず、これに代わる測定装置としてセグメントの内側を選
択している。

しかしながら、セグメントの内側には変位計などの測
定装置を配置すると、セグメントの組立作業の支障とな
るため、セグメントの組立作業中および作業前後は変位
計を退避させる余計な作業により測定が中断されるた
め、経時的な測定が不可能となる。

＜本発明の目的＞ 本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、測定作業
の省力化と測定作業の安全性の向上が図れ、そのうえ、
コンピュータの掘削管理に対応でき、テールクリアラン
スの変位量に加えて変位方向を測定可能な、シールドマ
シンにおけるテールクリアランスの測定技術の提供を目
的とする。

＜本発明の構成＞ 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。

＜イ＞測定原理 本発明は、シールドマシンのテールプレートの内面の
円周方向に沿った複数の測定点に直接設置した接触形変
位形により、テールクリアランスの真の値をシールドマ
シンの軸心方向の機械的変位量として直接測定し、この
測定値を電気信号として検出するものである。

以下、テールクリアランスの真の値を測定する変位測
定装置について説明する。

＜ロ＞変位測定装置 第１、２図に変位測定装置を装備したシールドマシン
１の一例を示す。

２はシールドマシン１のテールシールであり、その内
面の円周方向に複数の接触形変位計３が設置してある。

シールドマシン１の変位方向と、変位量を把握するた
めには、接触形変位計３を少なくとも上下左右方向に４
組を設置する必要がある。

また第１図に示すように、本実施例は接触形変位計３
をトンネル方向に沿った前後二列に配備してあるから、
前後に並んだ接触型変位計3,3の測定値の差により、シ
ールドマシン１の変位方向を測定することが可能とな
る。

第３図にダイヤルゲージ形の変位計３の一例を説明す
る。

この変位計３は、ダイヤルゲーシ本体31と、テールク
リアランスの変化に追随してシールドマシン１の軸心へ
向けて出入り自在の測定子32とからなり、測定子32の機
械的な直線運動量を電気信号に変換して検出できる構造
を有している。

又、各変位計３には、防護用のゴム製のブーツ33が被
覆してある。

従って、測定子32はブーツ33を介してセグメント４の
外面と当接することになる。

＜ハ＞検出データの処理方法 各接触形変位計３からのびるリード線を、シールドマ
シン１内に配置したコンバータ５へ入力できるよう配線
してある。

そして、コンバータ５にモニター６を接続して、各接
触形変位計３の検出データを図表化して表示できるよう
構成してあると共に、コンバータ５からこれら各接触形
変位計３の検出データを外部の掘削管理用コンピュータ
へ転送できるように構成してある。

＜作用＞ テールプレート２内に配備した各接触形変位計３群
が、各測定点におけるテールクリアランスの真の値をシ
ールドマシンの軸心方向の機械的変位量として直接測定
し、この測定値を電気的に検出する。

各接触形変位計３から出力される検出データは、リア
ルタイムでモニター６に表示され、セグメント４の組み
立て位置を決定する重要なデータとして、或は外部コン
ピュータによるシールドマシン１の掘削を管理する重要
な情報として、或はセグメント４の真円度を測定するデ
ータとして提供される。

＜その他の実施例＞ ダイヤルゲージ形の接触形変位計３の他に、第４図に
示すような差動変圧器を内蔵した差動変位計3aを使用す
ることもできる。

この変位計3aの測定子34は可撓性を有する素材で形成
する。

＜本発明の効果＞ 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得ら
れる。

＜イ＞電気的にテールクリアランスを瞬時に求められる
ので、測定作業の省力化が図れる。

＜ロ＞スケールを用いた作業員による測定作業が不要と
なることから、大断面のトンネルであっても安全に測定
値を求めることができる。

＜ハ＞テールクリアランスを電気的に求められるので、
従来不可能とされていたコンピュータの掘削管理に対応
できる。

＜ニ＞接触形変位計をトンネル方向に複数列配備した場
合は、テールクリアランスの測定だけでなく、セグメン
トに対するシールドマシンの傾き方向も求められる。

従って、シールドマシンの方向制御に役立てることも
できる。

＜ホ＞本発明は、変位計としてダイヤルゲージや差動変
圧器などの接触形変位計を用いることにより、テールク
リアランスの変位量および変位方向と等しい値をそのま
ま測定することができるため、真のテールクリアランス
を求めることができる。

従って本発明の装置の場合は、従来の測定装置のよう
に補正計算が不要であるため、装置の構造を簡素化する
ことができる。

＜ヘ＞本発明は、接触形変位計全体がセグメントとテー
ルプレート間に位置しているため、シールド内に接触形
変位計全体が露出することがない。

従って、他の資材・機材や作業員などが装置に接触す
ることがなく、常に正確な測定が可能であると共に、装
置破損の心配もない。

＜ト＞本発明は、前述のごとく接触形変位計が障害とな
ることがないため、他の作業に支障を来すことがない。

＜チ＞本発明は、作業員が接触形変位計に注意を取られ
ることがないため、作業の安全性を確保できる。

＜リ＞実開昭63−6309号に開示されたような非接触形変
位計を用いる測定装置では不可能であった、セグメント
の外周面とテールプレートの外周面との狭小間のクリア
ランスを直接測定できる。

従って、セグメントの組立作業により繁雑となるセグ
メント内側に変位計を配置する必要が一切なく、セグメ
ントの組立作業中および作業前後に変位計を退避させる
必要もなく、所定の測定点においてテールクリアランス
の経時的な測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の一実施例の説明図であって、シールド
マシンの縦断面図 第２図：第１図のII−IIの断面図 第３図：変位計の拡大断面図 第４図：他の変位計の拡大断面図

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドマシンのテールプレートの内面と
   セグメント外面間のテールクリアランスを測定する方法
   であって、 テールプレートの内面の円周方向に沿った複数の測定点
   に、トンネル軸心方向に出入自在に突出させた測定子を
   有する接触形変位計を直接設置し、 テールクリアランスの真の値を、前記接触形変位計の測
   定子のシールドマシンの軸心方向への機械的移動量とし
   て直接測定し、 各測定点における測定値を電気信号に変換して出力する
   ことを特徴とする、 シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のシールドマシンにおける
   テールクリアランスの測定方法において、前記テールプ
   レートの内面の円周方向に沿って設けた変位計群を、ト
   ンネル方向に前後二条に設け、テールクリアランスの真
   の値を測定すると共に変位方向も測定することを特徴と
   する、シールドマシンにおけるテールクリアランスの測
   定方法。
3. 【請求項３】シールドマシンのテールプレートの内面と
   セグメント外面間のテールクリアランスを測定する装置
   であって、 テールプレートの内面の円周方向に沿った複数の測定点
   に、トンネル軸心方向に出入自在に突出させた測定子を
   有する接触形変位計を直接設置し、 テールクリアランスの真の値を、前記接触形変位計の測
   定子のシールドマシンの軸心方向への機械的移動量とし
   て直接測定し、 各測定点における測定値を電気信号に変換して出力する
   よう構成したことを特徴とする、 シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定装
   置。
4. 【請求項４】請求項３に記載のシールドマシンにおける
   テールクリアランスの測定装置において、前記テールプ
   レートの内面の円周方向に沿って設けた変位計群を、ト
   ンネル方向に前後二条に設け、テールクリアランスの真
   の値を測定すると共に変位方向も測定するよう構成した
   ことを特徴とする、シールドマシンにおけるテールクリ
   アランスの測定装置。