JP2823973B2 - シールドマシン用セグメント及びそれを用いた施工計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法による掘
進で形成した穴に敷設するシールドマシン用セグメント
に関し、特に施工状況を計測するのに好適な機能を備え
たシールドマシン用セグメントとそれを使用した工事の
施工状況等を計測するための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなシールド工法において
は、シールドマシンで所定の距離を掘進した後、その掘
進によって形成された後方の穴にセグメントを順次に継
ぎ足すことを繰り返することでトンネル等を形成してい
く。そして、セグメント等が計画線に沿って敷設されて
いるかを計測するために、レーザー光を使用した光学的
計測機器が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光学的計測機器による計測にあっては、まっ直ぐに
敷設したシールドマシン用セグメントの敷設状況を計測
するには効果的であるが、曲がった計画線に沿って敷設
したシールドマシン用セグメントの敷設状況を計測する
には、多数の計測点を設定して複数回の計測作業を繰り
返すこととなるので作業が煩雑であり、又、計測精度が
低下する問題があった。

【０００４】又、鉄道用トンネル工事等の場合には、例
えば一日に二回程度の計測を行っているが、一回当たり
の計測費用が極めて高額（例えば数十万円程度）であ
り、工期が長く且つ大規模の工事では、この計測費用が
膨大となる問題があった。本発明はこのような従来の計
測手段の問題点に鑑みてなされたものであり、より簡単
且つ低価格に施工状況を計測することができる計測手段
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、予めシールドマシン用セグメントの
一側端に掘進方向に向いた計測用貫通穴を形成し、掘進
及び施工に際しては、各シールドマシン用セグメントの
上記計測用貫通穴を連通させるようにして各シールドマ
シン用セグメントを継ぎ足し、計測時には、方位センサ
や傾斜角センサ等を具備する計測装置を上記連通した計
測用貫通穴内に移動させることにより、敷設されたシー
ルドマシン用セグメントの敷設状況等を計測するように
した。

【０００６】

【作用】このような構造を有するシールドマシン用セグ
メントと該シールドマシン用セグメントを使用した計測
手段によれば、シールドマシン用セグメントを敷設する
ことによって連通する計測用貫通穴内の各点の方位角や
傾斜角等を計測装置の挿入によって計測すると、各点の
３次元位置を求めることができ、その結果、掘進方向が
所定の計画線と合致しているか等の判断を行うための高
精度の情報を提供することができる。

【０００７】又、大規模な計測装置と煩雑な作業を必要
としないので計測費用を大幅に低減することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明によるシールドマシン用セグメ
ントの一実施例とそのシールドマシン用セグメントを使
用した工事の計測方法の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、シールドマシン用セグメントの構造を図１と
共に説明すると、２は鉄製やコンクリート製のシールド
マシン用セグメント本体であり、掘進方向に所定の長Ｈ
で、しかも周方向に所定の曲率で湾曲した形状をしてい
る。

【０００９】一側端には、掘進方向に向いた一対の計測
用貫通穴４，６が共に側端から等しい距離Ｌ１に形成さ
れ、シールドマシン用セグメント２の内側端面には、各
計測用貫通穴４，６の形成位置を示すための指示線８，
１０が描かれている。更に、図２（図１の計測用貫通穴
４に沿った縦断面を示す）に示すように、計測用貫通穴
４の内壁は硬質プラスチック等１２で滑らかに被覆さ
れ、後述する計測時に検出装置を計測用貫通穴４に摺動
し易くしている。

【００１０】そして、掘進工事においては、図３に示す
ように、シールドマシンで掘削した穴にこれらのシール
ドマシン用セグメント２を周方向に複数個組み合わせる
と同時に、図４の部分展開図に示すように、掘進方向に
対して前後の位置関係になる各シールドマシン用セグメ
ント２を、指示線８と１０を一致させながら連設するこ
とによって計測用貫通穴４，６が連通するように組み立
てることで、円筒状のトンネル等を形成する。

【００１１】次に、計測に使用する検出装置１４の構造
を図５と共に説明する。図５において、シールドマシン
用セグメント２の計測用貫通穴４，６の内部直径より若
干小さな直径を有し、且つ完全に密封され円筒状のカプ
セル１６の頭部にゴム等で成形された防振部１８が装着
され、カプセル１６の底部には、図５（ｂ）に示すよう
に、一対のソリ部材２０が装着されることにより、計測
用貫通穴４，６の内部を回転することなく滑らかに案内
移動するようになっている。更に、カプセル１６の後部
には耐水圧コネクタ２２を介して伝送ケーブル２４が接
続し、伝送ケーブル２４の一端がカプセル１６内に内蔵
されている角速度センサと傾斜角センサに電気的に接続
し、他端が計測装置本体（図示せず）に接続している。
尚、伝送ケーブル２４は若干の可撓性を有するが、カプ
セル１６を先頭にして計測用貫通穴４，６に挿入する場
合でもカプセル１６を計測用貫通穴４，６内の深部へ移
動させることができる程度の強度を有してる。

【００１２】次に、かかる構造を有するシールドマシン
用セグメント２を使用した掘進工事における計測方法を
図６に基づいて説明する。リール２６に捲装されている
ケーブル２４を引き出して、例えば図３に示すように敷
設されたシールドマシン用セグメント２の組み合わせに
よって連通した計測用貫通穴４又は６の入口から検出装
置１４を中へ挿入し、ケーブル２４を介し検出装置１４
を計測用貫通穴の奥へ押し込む。

【００１３】このような作業を行うと、検出装置１４が
一定距離ずつ移動する毎に角速度センサの出力を積分し
て得られる方位角と、傾斜角センサで検出された傾斜角
が伝送ケーブル１４を介して計測装置本体２８に伝送さ
れ、計測装置本体２８は、検出装置１４を挿入した位置
を座標原点として、上記方位角と傾斜角から各セグント
２の三次元座標上の位置を求め、演算結果をディスプレ
ー等に表示する。

【００１４】このように、この実施例によれば、シール
ドマシン用セグメントの一側端に掘進方向に向いた計測
用貫通穴を形成し、掘進及び施工に際しては、各シール
ドマシン用セグメントの上記計測用貫通穴を連通させる
ようにして各シールドマシン用セグメントを継ぎ足し、
計測時には、上記検出装置を上記計測用貫通穴内に移動
させることで、各セグメント２の三次元座標上の位置を
求めるので、掘進工事の計測作業が極めて簡単となり、
計測費用も大幅に低減することができる。

【００１５】尚、この実施例では検出装置１４にケーブ
ル２４を接続し、このケーブル２４を介して検出装置１
４を移動させるようにしたが、自走式の検出装置１４に
してもよい。又、この実施例のシールドマシン用セグメ
ントでは、計測用貫通穴を図１に示すように両側端に一
対形成したが、シールドマシン用セグメントの敷設によ
って連通するような位置であれば、適宜の位置に形成し
てもよい。又、シールドマシン用セグメントの周囲壁を
偏肉とし、この肉厚部分に計測用貫通穴を埋設状態に形
成するようにしてもよい。

【００１６】更に又、計測装置本体に、伝送ケーブルの
巻取り量或いは繰り出し量を検出するエンコーダ等を設
け、計測装置を計測用貫通穴に挿入して移動するときの
該移動量を該エンコーダ等で計測することにより、各シ
ールドマシン用セグメントの敷設位置を求めるようにし
てもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
めシールドマシン用セグメントの一側端に掘進方向に向
いた計測用貫通穴を形成し、掘進及び施工に際しては、
各シールドマシン用セグメントの上記計測用貫通穴を連
通させるようにして各シールドマシン用セグメントを継
ぎ足し、計測時には、角速度センサや傾斜角センサ等を
具備する計測装置を上記連通した計測用貫通穴内に移動
させることにより、敷設されたシールドマシン用セグメ
ントの敷設状況等を計測するようにしたので、各点の３
次元位置を求めることができ、その結果、掘進方向が所
定の計画線と合致しているか等の判断を行うための高精
度の情報を提供することができる。又、大規模な計測装
置と煩雑な作業を必要としないので計測費用を大幅に低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドマシン用セグメントの一実施
例の構造を示す斜視図である。

【図２】図１に示すシールドマシン用セグメントの要部
縦断面図である。

【図３】図１に示すシールドマシン用セグメントを組み
立てた状態での構造を示す説明図である。

【図４】図３に示す組み立てた状態における計測用貫通
穴の連通状態を示す部分展開図である。

【図５】本発明の計測方法に適用する検出装置の一実施
例の構造を示す外観構造説明図である。

【図６】実施例におけるシールドマシン用セグメントと
検出装置を使用した計測方法を説明する説明図である。

【符号の説明】

２；シールドマシン用セグメント ４，６；計測用貫通穴 ８，１０；指示線 １４；検出装置 １６；カプセル ２４；伝送ケーブル ２６；リール ２８；計測装置本体

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−97099（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−185796（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−10459（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/08 E21D 11/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド工法による掘進工事に使用する
   シールドマシン用セグメントにおいて、掘進及び施工に
   際して継ぎ足して敷設すると、相互に連通状態となる計
   測用貫通穴を設けたことを特徴とするシールドマシン用
   セグメント。
2. 【請求項２】 シールド工法による掘進及び施工に際し
   て継ぎ足して敷設すると、相互に連通状態となる計測用
   貫通穴が予め設けられているシールドマシン用セグメン
   トを用いた施工計測方法において、前記連通状態となる
   計測用貫通穴に、方位センサや傾斜角センサ等を具備す
   る計測装置を移動させることにより、敷設されたシール
   ドマシン用セグメントの敷設状況等を計測することを特
   徴とするシールドマシン用セグメントを用いた施工計測
   方法。