JP6396824B2 - Shield tunnel forward exploration device and method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル掘削用のシールド機にて、発振点からの弾性波を受振することにより、シールド機前方の地質探査を行う、シールドトンネルの前方探査装置及び方法に関する。   The present invention relates to a shield tunnel forward exploration apparatus and method for conducting geological exploration in front of a shield machine by receiving elastic waves from an oscillation point in a shield machine for tunnel excavation.

特許文献1には、主に岩盤にトンネルを掘削するTBM(トンネルボーリングマシン)での前方探査のため、TBMの前胴及び後胴をトンネル内壁面に固定保持する前部グリッパ及び後部グリッパの少なくとも一方に、発振部を配置し、TBM後方のトンネル内壁に受振部を配置することが開示されている。   Patent Document 1 discloses at least a front gripper and a rear gripper for fixing and holding the front and rear trunks of the TBM on the inner wall surface of the tunnel for forward exploration mainly by a TBM (tunnel boring machine) for excavating a tunnel in the rock. On the other hand, it is disclosed that an oscillating part is arranged and a vibration receiving part is arranged on the inner wall of the tunnel behind the TBM.

特許文献2には、主に軟弱地盤にトンネルを掘削するシールド機での前方探査のため、シールド機のカッターフェイスに発振部を配置し、カッターフェイス又はスキンプレートに受振部を配置することが開示されている。   Patent Document 2 discloses disposing an oscillation part on the cutter face of the shield machine and a vibration receiving part on the cutter face or skin plate for forward exploration with a shield machine that mainly excavates a tunnel in soft ground. Has been.

特開平09−053390号公報JP 09-053390 A 特開2009−185511号公報JP 2009-185511 A

トンネルの掘削にシールド機が用いられる軟弱地盤では、発振部からの弾性波の減衰が大きくなるため、受振部の位置設定が重要となる。
特許文献1では、TBM後方のトンネル内壁に受振部を配置しているが、これをシールドトンネルに適用すると、セグメント側で受振することになる。しかし、セグメントは永久構造物で、孔開けには適さないため、受振しやすい位置に受振部を配置することが難しい。
In soft ground where a shield machine is used for tunnel excavation, the attenuation of the elastic wave from the oscillating unit is large, so the position setting of the receiving unit is important.
In Patent Document 1, a vibration receiving portion is arranged on the inner wall of the tunnel behind the TBM. When this is applied to a shield tunnel, vibration is received on the segment side. However, since the segment is a permanent structure and is not suitable for drilling, it is difficult to arrange the vibration receiving portion at a position where vibration is easily received.

また、特許文献2では、シールド機のカッターフェイス又はスキンプレートに受振部を配置して、カッターフェイス又はスキンプレートから地山に向けて突き出している。しかし、カッターフェイスへの配置は、カッターフェイスの大幅な設計変更を余儀なくされる。この点、スキンプレートへの配置は、比較的容易である。しかし、スキンプレートの径は、カッターフェイスの径より小さく、スキンプレートと地山との間には、間隙がある。このため、受振部の配置によっては、前記間隙により、受振が困難となることがある。   Moreover, in patent document 2, the vibration receiving part is arrange | positioned to the cutter face or skin plate of a shield machine, and it protrudes toward the natural ground from the cutter face or skin plate. However, the arrangement on the cutter face necessitates a significant design change of the cutter face. In this respect, the arrangement on the skin plate is relatively easy. However, the diameter of the skin plate is smaller than the diameter of the cutter face, and there is a gap between the skin plate and the natural ground. For this reason, depending on the arrangement of the vibration receiving portion, vibration may be difficult due to the gap.

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、トンネル掘削用のシールド機に、発振点からの弾性波を受振する受振設備を備えて、シールド機前方の地質探査を行うシールドトンネルの前方探査装置において、受振性能の向上を図ることを課題とする。   In view of such a conventional problem, the present invention includes a shield machine for tunnel excavation provided with a vibration receiving facility for receiving elastic waves from an oscillation point, and performs forward exploration of a shield tunnel that performs geological exploration in front of the shield machine. An object of the present invention is to improve the vibration receiving performance of the apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明に係るシールドトンネルの前方探査装置での受振設備は、シールド機のスキンプレートに設けられた開口部と、前記開口部に接続されて前記スキンプレートの内側に延在する筒状のガイド部と、前記ガイド部に挿入され、前記開口部を介して前記スキンプレートの外側へ出没可能に配置される受振器と、を含んで構成される。ここにおいて、前記受振器は、受振時に、その少なくとも一部が、前記スキンプレートの外側にて地山に貫入又は押付けられる接地部となる。   In order to solve the above-described problems, a vibration receiving facility in a forward exploration device for a shield tunnel according to the present invention includes an opening provided in a skin plate of a shield machine, and an inner side of the skin plate connected to the opening. And a geophone that is inserted into the guide portion and arranged so as to be able to protrude into and out of the skin plate through the opening. Here, at the time of vibration receiving, at least a part of the geophone becomes a grounding portion that penetrates or is pressed against a natural ground outside the skin plate.

また、本発明に係るシールドトンネルの前方探査方法は、トンネル掘削用のシールド機にて、発振点からの弾性波を受振することにより、シールド機前方の地質探査を行うに際し、受振器を、シールド機のスキンプレートに設けられた開口部を介して、スキンプレートの外側へ突出させ、前記受振器の少なくとも一部を、スキンプレート背方の間隙を通過させて、地山に貫入又は押付ける。   Further, the forward exploration method of the shield tunnel according to the present invention is a shield machine for tunnel excavation, receiving an elastic wave from the oscillation point to perform geological exploration in front of the shield machine. Through the opening provided in the skin plate of the machine, the skin plate is protruded to the outside, and at least a part of the geophone is passed through the gap on the back of the skin plate to penetrate or press into the natural ground.

本発明によれば、受振器を、シールド機のスキンプレートから突出させて、その少なくとも一部を地山に貫入又は押付けることにより、受振性能を向上させて、シールドトンネルの前方探査をより的確なものとすることができる。   According to the present invention, the geophone is protruded from the skin plate of the shield machine, and at least a part of the geophone is penetrated or pressed into the ground, thereby improving the vibration receiving performance and more accurately performing the forward exploration of the shield tunnel. Can be.

本発明の一実施形態を示すシールドトンネルの概略断面図Schematic sectional view of a shield tunnel showing one embodiment of the present invention 受振設備の格納時の正面縦断面図Front longitudinal sectional view of the receiving equipment when retracted 受振設備の受振時の正面縦断面図Front longitudinal sectional view of receiving equipment 受振設備の側面図Side view of receiving equipment 地質解析方法の説明図Illustration of geological analysis method ドリルを併用する場合の受振設備の正面縦断面図Front longitudinal sectional view of vibration receiving equipment when using a drill 地上に起振設備(発振点)を設ける場合の説明図Explanatory drawing when installing vibration generator (oscillation point) on the ground セグメント側で受振する場合のシールドトンネルの概略断面図Schematic cross section of shield tunnel when receiving vibration on the segment side

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すシールドトンネルの概略断面図である。
シールドトンネル掘削用のシールド機1は、円筒状の本体を構成するスキンプレート2と、スキンプレート2の前端側(切羽側)に配置されるカッターヘッド3と、カッターヘッド3の後方に配置される隔壁(バルクヘッド)4と、を含んで構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a shield tunnel showing an embodiment of the present invention.
The shield machine 1 for shield tunnel excavation is disposed on the skin plate 2 constituting the cylindrical main body, the cutter head 3 disposed on the front end side (face side) of the skin plate 2, and the rear of the cutter head 3. And a partition wall (bulkhead) 4.

カッターヘッド3は、スキンプレート2より僅かながら大径の円盤状で、前面に多数のカッタービット3aを有している。カッターヘッド3は、支持アーム5を介して旋回環6に連結されている。旋回環6は、隔壁4を貫通した状態で、隔壁4に旋回可能に支持されている。そして、隔壁4の後方にて、旋回環6に一体的に取付けられたリングギヤ7に、円周方向に複数配置されるモータ8の出力軸に取付けられたピニオンギヤ9を噛み合わせてある。従って、カッターヘッド3は、前記モータ8を駆動源として、旋回し、地山を掘削する。
隔壁4にはまた、カッターヘッド3側の機器と隔壁4後方の機器とを油圧や電線で連係させるためにロータリージョイント10が設けられる。
The cutter head 3 has a disk shape slightly larger in diameter than the skin plate 2 and has a large number of cutter bits 3a on the front surface. The cutter head 3 is connected to the swivel ring 6 via a support arm 5. The swivel ring 6 is supported by the partition wall 4 so as to be pivotable while penetrating the partition wall 4. Then, behind the partition wall 4, a plurality of pinion gears 9 attached to the output shaft of a motor 8 arranged in the circumferential direction are meshed with a ring gear 7 attached integrally to the swivel ring 6. Therefore, the cutter head 3 turns using the motor 8 as a drive source to excavate natural ground.
The partition wall 4 is also provided with a rotary joint 10 for connecting the device on the cutter head 3 side and the device behind the partition wall 4 with hydraulic pressure or electric wires.

カッターヘッド3と隔壁4との間には、チャンバ11が区画形成される。カッターヘッド3による地山の掘削により、このチャンバ11には、掘削土砂が滞留し、土圧を生じる。排土機構12は、チャンバ11内の掘削土砂を隔壁4の後方へ排出するもので、同時にチャンバ11内の土圧を制御して、切羽の崩落を防止する。   A chamber 11 is defined between the cutter head 3 and the partition wall 4. Due to excavation of the natural ground by the cutter head 3, excavated earth and sand accumulate in the chamber 11, and earth pressure is generated. The earth removal mechanism 12 discharges the excavated earth and sand in the chamber 11 to the rear of the partition wall 4, and simultaneously controls the earth pressure in the chamber 11 to prevent the face from collapsing.

シールド機1は、更に、カッターヘッド3により掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)101に沿って、セグメントSGを組み付けるセグメント組付機構(エレクタ13)と、シールド機1の本体を掘削と共に前進させる推進機構(シールドジャッキ14)と、を含んで構成される。
セグメント組付機構は、スキンプレート2内の後部にて、トンネル径方向及び前後方向に移動しながら、セグメントSGを把持して組み付けるエレクタ13を主体として構成される。
推進機構は、スキンプレート2の内面に沿ってほぼ等間隔で配置される複数のシールドジャッキ14を主体として構成され、構築済みのセグメントSGの端面を押すことで推力を発生させる。
The shield machine 1 further advances along with the excavation of the segment assembly mechanism (electa 13) for assembling the segment SG and the main body of the shield machine 1 along the tunnel wall surface (wall surface of natural ground) 101 excavated by the cutter head 3. And a propulsion mechanism (shield jack 14).
The segment assembling mechanism mainly includes an erector 13 that grips and assembles the segment SG while moving in the tunnel radial direction and the front-rear direction at the rear portion in the skin plate 2.
The propulsion mechanism is mainly composed of a plurality of shield jacks 14 arranged at almost equal intervals along the inner surface of the skin plate 2, and generates thrust by pushing the end face of the constructed segment SG.

ここで、スキンプレート2の径は、カッターヘッド3の径より小さく、カッターヘッド3により掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)101と、スキンプレート2の外周面との間には、間隙102がある。
また、カッターヘッド3より掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)101と、セグメントSGの組み付けにより構築される円筒状の覆工体103との間には、裏込め注入材(図示せず)が充填される。
Here, the diameter of the skin plate 2 is smaller than the diameter of the cutter head 3, and there is a gap 102 between the tunnel wall surface (wall surface of natural ground) 101 excavated by the cutter head 3 and the outer peripheral surface of the skin plate 2. There is.
Further, a backfilling injection material (not shown) is provided between a tunnel wall surface (wall surface of natural ground) 101 excavated by the cutter head 3 and a cylindrical covering body 103 constructed by assembling the segments SG. Is filled.

上記のようなシールド機1を用いたトンネル工事では、地山の性状がトンネルの掘進に与える影響が大きく、例えば礫層にぶつかった場合には、そのまま掘削することが困難となる。そのため、このような障害を事前に回避できるように、切羽前方の地質の情報を精度良く予測・評価することが、安全で合理的な施工を進める上で重要である。   In the tunnel construction using the shield machine 1 as described above, the nature of the natural ground has a great influence on the tunnel excavation. For example, when it hits a gravel layer, it is difficult to excavate as it is. Therefore, it is important for safe and rational construction work to accurately predict and evaluate geological information ahead of the face so that such obstacles can be avoided in advance.

シールド機1前方の地質探査を行う前方探査装置について説明する。
シールド機1には、その掘削停止中に、前方探査のため、スキンプレート2の外側(例えばX1点)、又は、カッターヘッド3の外側(例えばX2点あるいはX3点)を発振点として、地山に振動を与えるように、1〜複数の起振設備(発振設備)21又は22が設置される。
A forward exploration device that performs geological exploration in front of the shield machine 1 will be described.
The shield machine 1 has a natural ground with an oscillation point at the outside of the skin plate 2 (for example, the X1 point) or the outside of the cutter head 3 (for example, the X2 or X3 point) for forward exploration while the excavation is stopped. One to a plurality of vibration generators (oscillation equipment) 21 or 22 are installed so as to give vibration to the motor.

例えば、スキンプレート2側の起振設備21は、スキンプレート2の内部でのハンマーなどの打撃により、スキンプレート2に予め形成された窓部を径方向に貫通させて地山に突き刺した又は押付けた部材(ロッド)を介して、地山に振動を与え、図中X1点を発振点とする弾性波を生成する。   For example, the vibration generator 21 on the skin plate 2 side is pierced or pressed into a natural mountain by piercing a window portion previously formed in the skin plate 2 in a radial direction by hitting a hammer or the like inside the skin plate 2. The ground is vibrated through the member (rod), and an elastic wave having an oscillation point X1 in the figure is generated.

例えば、カッターヘッド3側の起振設備22は、隔壁4の後方でのハンマーなどの打撃により、隔壁4及びカッターヘッド3を水平方向に貫通させて地山に突き刺した又は押付けた部材を介して、地山に振動を与え、図中X2点を発振点とする弾性波を生成する。
更には、カッターヘッド3前方の地山に水平方向に1〜10m程度のボーリング孔を形成し、隔壁4及びカッターヘッド3を水平方向に貫通させた部材をボーリング孔の最奥部まで突き刺して、このボーリング孔の最奥部(図中X3点)を発振点とするようにしてもよい。
For example, the vibration generator 22 on the cutter head 3 side is inserted through a member that is pierced or pressed into the ground by penetrating the partition wall 4 and the cutter head 3 in the horizontal direction by hitting a hammer or the like behind the partition wall 4. Then, vibration is applied to the natural ground, and an elastic wave having an oscillation point X2 in the figure is generated.
Furthermore, a boring hole of about 1 to 10 m in the horizontal direction is formed in the natural ground in front of the cutter head 3, and a member penetrating the partition wall 4 and the cutter head 3 in the horizontal direction is pierced to the innermost part of the boring hole, You may make it make the innermost part (X3 point in a figure) of this boring hole be an oscillation point.

起振設備21又は22での起振方法としては、ハンマーなどの打撃による他、発破、ブレーカー、電磁制御式発振装置などを用いる方法としてもよい。   As a method for oscillating in the oscillating equipment 21 or 22, a method using a blasting, breaker, electromagnetic control type oscillating device or the like may be used in addition to hitting with a hammer or the like.

シールド機1には、また、起振設備21又は22による発振点からの弾性波を受振するため、スキンプレート2に、1〜複数の受振設備30が設置される。
受振設備30の詳細は、図2〜図4に示される。図2は受振設備の格納時の正面縦断面図、図3は受振設備の受振時の正面縦断面図、図4は受振設備の側面図である。
The shield machine 1 is also provided with one to a plurality of vibration receiving facilities 30 on the skin plate 2 in order to receive elastic waves from the oscillation point by the vibration generating facilities 21 or 22.
The details of the vibration receiving equipment 30 are shown in FIGS. 2 is a front longitudinal sectional view when the vibration receiving equipment is stored, FIG. 3 is a front longitudinal sectional view when the vibration receiving equipment is received, and FIG. 4 is a side view of the vibration receiving equipment.

受振設備30は、シールド機1のスキンプレート2に設けられた開口部31と、開口部31に接続されてスキンプレート2の内側に延在する筒状のガイド部としてのガイド管32と、ガイド部32に挿入され、開口部31を介してスキンプレート2の外側へ出没可能に配置される受振器33と、を含んで構成される。   The vibration receiving equipment 30 includes an opening 31 provided in the skin plate 2 of the shield machine 1, a guide tube 32 that is connected to the opening 31 and extends inside the skin plate 2, and a guide And a geophone 33 which is inserted into the portion 32 and arranged so as to be able to appear and retract outside the skin plate 2 through the opening 31.

受振器33は、受振時に、その少なくとも一部が、スキンプレート2の外側にて地山に貫入される又は押付けられる接地部となる。
図示の実施形態では、受振器33は、先端の接地部33aと、これに続くセンサ部33bと、センサ部33bの後方に延びるパイプ部33cと、を含んで構成される。
図示の実施形態では、特に、受振器33は槍型に形成されて、地山に貫入されるように構成されており、先端の接地部33aは突き刺し部をなす。
センサ部33bは、円筒形で、内部に加速度センサが収納されている。
接地部(突き刺し部)33aは、センサ部33bの前方に2段に円錐状に縮径する形で設けられ、地山への突き刺しが容易となるようにしてある。また、この接地部(突き刺し部)33aは、弾性波を受振してセンサ部33bへ伝達する振動入力部としての機能を有している。
パイプ部33cは、支持部及び摺動部として機能する他、その内部にセンサ部33bからの信号線が引き通されていて、信号線を保護している。
At the time of vibration receiving, at least a part of the vibration receiving device 33 serves as a grounding portion that penetrates or is pressed against a natural ground outside the skin plate 2.
In the illustrated embodiment, the geophone 33 includes a grounding portion 33a at the tip, a sensor portion 33b following this, and a pipe portion 33c extending rearward of the sensor portion 33b.
In the illustrated embodiment, in particular, the geophone 33 is formed in a bowl shape and is configured to penetrate into the natural ground, and the grounding portion 33a at the tip forms a piercing portion.
The sensor part 33b is cylindrical and has an acceleration sensor housed therein.
The grounding portion (piercing portion) 33a is provided in the form of a two-step conical diameter reduction in front of the sensor portion 33b so that it can be easily pierced into the natural ground. Further, the grounding portion (piercing portion) 33a has a function as a vibration input portion that receives an elastic wave and transmits the elastic wave to the sensor portion 33b.
The pipe portion 33c functions as a support portion and a sliding portion, and a signal line from the sensor portion 33b is passed through the pipe portion 33c to protect the signal line.

受振設備30は、更に、開閉バルブ34と、シール部35と、ドレンバルブ36とを含んで構成される。   The vibration receiving facility 30 further includes an opening / closing valve 34, a seal portion 35, and a drain valve 36.

開閉バルブ34は、スキンプレート2の開口部31に取付けられて、開口部31を開閉し、開時に受振器33(接地部33a及びセンサ部33b)を通過可能とする。従って、ガイド管32は、スキンプレート2の開口部31に、開閉バルブ34を介して、取付けられる。   The opening / closing valve 34 is attached to the opening 31 of the skin plate 2, opens and closes the opening 31, and allows the vibration receiving device 33 (the grounding portion 33a and the sensor portion 33b) to pass when opened. Therefore, the guide tube 32 is attached to the opening 31 of the skin plate 2 via the open / close valve 34.

開閉バルブ34は、具体的には、ボールバルブにより構成される。
ボールバルブは、回動軸34aにより回動可能な球体34bに、回動軸34aと直交する方向に円形の透孔34cが形成されてなる。従って、図2のように、前記透孔34cを水平にして、ガイド管32に対し直交させることで、ガイド管32の通路を球体34bの球面で閉じることができる。また、図3のように、前記透孔34cを垂直にして、ガイド管32と同じ向きとすることで、ガイド管32の通路を前記透孔34cを通じて開くことができる。
回動軸34aの外端には、回動操作用のレバー34dが取付けられている。
Specifically, the on-off valve 34 is configured by a ball valve.
The ball valve is formed by forming a circular through hole 34c in a direction orthogonal to the rotation shaft 34a in a sphere 34b that can be rotated by the rotation shaft 34a. Therefore, as shown in FIG. 2, the passage of the guide tube 32 can be closed by the spherical surface of the sphere 34b by making the through hole 34c horizontal and orthogonal to the guide tube 32. Further, as shown in FIG. 3, the passage of the guide tube 32 can be opened through the through hole 34c by making the through hole 34c vertical and in the same direction as the guide tube 32.
A lever 34d for rotation operation is attached to the outer end of the rotation shaft 34a.

シール部35は、ガイド管32に設けられて、受振器33(パイプ部33c)を摺動自在にシールする。
シール部35は、具体的には、ガイド管32の下端に嵌合させて取付けた第1シールキャップ35aと、第1シールキャップ35aの後端部にねじ込んで取付けた第2シールキャップ35bとで構成され、第1及び第2シールキャップ35a、35bの中心孔内に受振器33のパイプ部33cが摺動自在に挿入されている。そして、第1シールキャップ35aの内周面に2つのOリング35cが装着され、第1シールキャップ35aと第2シールキャップ35bとの間にOリング35dが装着され、これらのOリング35c、35dで受振器33のパイプ部33cをシールするようになっている。
The seal portion 35 is provided on the guide tube 32 and seals the vibration receiving device 33 (pipe portion 33c) in a slidable manner.
Specifically, the seal portion 35 includes a first seal cap 35a that is fitted and attached to the lower end of the guide tube 32, and a second seal cap 35b that is screwed and attached to the rear end portion of the first seal cap 35a. The pipe part 33c of the geophone 33 is slidably inserted into the center holes of the first and second seal caps 35a and 35b. Then, two O-rings 35c are mounted on the inner peripheral surface of the first seal cap 35a, and an O-ring 35d is mounted between the first seal cap 35a and the second seal cap 35b. These O-rings 35c, 35d Thus, the pipe portion 33c of the geophone 33 is sealed.

シール部35では、基本的に第1シールキャップ35aに装着した2条のOリング35cで止水するが、第1シールキャップ35aと第2シールキャップ35bとの間にOリング35dを入れ、第2シールキャップ35bを締め付けることで、止水性を向上させる構造になっている。   In the seal portion 35, the water is basically stopped by two O-rings 35c attached to the first seal cap 35a, but an O-ring 35d is inserted between the first seal cap 35a and the second seal cap 35b, By tightening the two-seal cap 35b, it is structured to improve water stoppage.

ドレンバルブ36は、ガイド管32の中間からの分岐路に取付けられ、開閉バルブ34とシール部35との間で、ガイド管32内の空間を外部に開放可能である。
ドレンバルブ36も前記開閉バルブ34と同様のボールバルブにより構成され、常閉であるが、レバー36dにより開操作可能となっている。
The drain valve 36 is attached to a branch passage from the middle of the guide pipe 32, and can open the space in the guide pipe 32 to the outside between the opening / closing valve 34 and the seal portion 35.
The drain valve 36 is also composed of a ball valve similar to the open / close valve 34 and is normally closed, but can be opened by a lever 36d.

尚、1つの起振設備21又は22(1つの発振点)に対し、複数の受振設備30(複数の受振点)が設けられ、及び/又は、1つの受振設備30(1つの受振点)に対し、複数の起振設備21又は22(複数の発振点)が設けられる。
複数の受振設備30(複数の受振点)を設ける場合は、スキンプレート2の周方向及び/又は前後方向に、複数の受振点を設定するように、これらの複数の受振点に対応させて、少なくとも、開閉バルブ34付きの開口部31を設けておき、ガイド管32等を取付け可能としておく。
A plurality of vibration receiving facilities 30 (a plurality of vibration receiving points) are provided for one vibration generating facility 21 or 22 (one oscillation point) and / or one vibration receiving facility 30 (one vibration receiving point). On the other hand, a plurality of vibration generators 21 or 22 (a plurality of oscillation points) are provided.
When providing a plurality of receiving facilities 30 (a plurality of receiving points), in order to set a plurality of receiving points in the circumferential direction and / or the front-rear direction of the skin plate 2, At least an opening 31 with an opening / closing valve 34 is provided so that a guide tube 32 or the like can be attached.

次に上記の受振設備30を用いた前方探査について説明する。
シールド機1前方の地質探査を行う際は、シールド機1の掘削停止中に、受振設備30を設置する。
具体的には、スキンプレート2の開口部31に取付けられている閉状態の開閉バルブ34に、ガイド管32をセットした後、このガイド管32に、槍型の受振器33を通したシールキャップ35a、35bをセットする。これにより、図2の状態となる。
Next, forward exploration using the vibration receiving equipment 30 will be described.
When performing geological exploration in front of the shield machine 1, the vibration receiving equipment 30 is installed while the shield machine 1 is not excavated.
Specifically, after a guide tube 32 is set in a closed open / close valve 34 attached to the opening 31 of the skin plate 2, a seal cap in which a saddle-shaped geophone 33 is passed through the guide tube 32. 35a and 35b are set. Thereby, the state of FIG. 2 is obtained.

この状態から、レバー34dの操作により、開閉バルブ34を開き、槍型の受振器33をスキンプレート2の外側に突き出す。これにより、受振器33の接地部(突き刺し部)33a及びセンサ部33bを開閉バルブ34の球体34bの透孔34cを通過させ、更に、スキンプレート2背方の間隙102を通過させ、トンネル壁面(地山の壁面)101を超えて、地山に貫入させる。これにより、図3の状態となる。
このとき、受振器33の少なくとも一部、すなわち、接地部33a及びセンサ部33b、あるいは、接地部33aからセンサ部33bの一部まで、あるいは、接地部33aの一部は、地山に貫入されて、実質的な接地部(貫入部)300となる。
From this state, by operating the lever 34d, the open / close valve 34 is opened, and the saddle-shaped geophone 33 protrudes to the outside of the skin plate 2. As a result, the grounding portion (piercing portion) 33a and the sensor portion 33b of the geophone 33 are passed through the through-hole 34c of the spherical body 34b of the opening / closing valve 34, and further, the gap 102 on the back of the skin plate 2 is allowed to pass through. The wall of the natural mountain) 101 is penetrated into the natural mountain. Thereby, the state shown in FIG. 3 is obtained.
At this time, at least a part of the geophone 33, that is, the grounding part 33a and the sensor part 33b, or from the grounding part 33a to a part of the sensor part 33b, or a part of the grounding part 33a is penetrated into the ground. Thus, the substantial grounding portion (penetrating portion) 300 is obtained.

この状態で、起振設備21又は22を用いて、スキンプレート2又はカッターヘッド3から、シールド機1前方へ向けて弾性波を発生させる。そして、受振設備30にて、発振点からの直接波と、シールド機1前方の礫層等の地質境界からの反射波とを受振する。   In this state, an elastic wave is generated from the skin plate 2 or the cutter head 3 toward the front of the shield machine 1 using the vibration generator 21 or 22. The vibration receiving facility 30 receives a direct wave from the oscillation point and a reflected wave from a geological boundary such as a gravel layer in front of the shield machine 1.

カッターヘッド3の径は、スキンプレート2の径より大きく、それゆえ掘削されたトンネルでは、スキンプレート2の背方に間隙102を有する。従って、受振器33をスキンプレート2の外側に突出させたとしても、間隙102内に突出させただけで、地山に貫入させていない場合(あるいは押付けていない場合)には、地山を伝わってくる弾性波を解析可能に受振することが難しい。
この点、本発明では、受振器33の少なくとも一部が、スキンプレート2の外側にて地山に貫入される(あるいは押付けられる)接地部300となっていることから、受振性能を向上させることができる。
The diameter of the cutter head 3 is larger than the diameter of the skin plate 2 and therefore has a gap 102 behind the skin plate 2 in the excavated tunnel. Therefore, even if the geophone 33 protrudes outside the skin plate 2, if it is only protruded into the gap 102 and is not penetrated into the natural ground (or not pressed), it is transmitted through the natural ground. It is difficult to receive the elastic wave that can be analyzed.
In this regard, in the present invention, at least a part of the geophone 33 is the grounding portion 300 that penetrates (or is pressed) into the ground on the outside of the skin plate 2, thereby improving the vibration receiving performance. Can do.

受振後は、受振情報などに基づいて、解析用のコンピュータにより解析し、礫層等の地質境界の有無や位置を知る。
この場合の解析方法について、以下に簡単に説明する。
After receiving the vibration, based on the received vibration information, etc., it is analyzed by a computer for analysis to know the presence and location of geological boundaries such as gravel layers.
The analysis method in this case will be briefly described below.

図5を参照し、受振設備30(受振点R1)は、発振点X1からダイレクトに入力される振動(直接波)と、発振点X1から発振され、礫層等の地質境界により反射されて伝わる振動(反射波)とを受振する。これにより、具体的には、直接波の受振時刻と、反射波の受振時刻とを知り、別途測定される発振時刻との差として、発振から直接波が入力されるまでの時間Td、発振から反射波が入力されるまでの時間Trを測定する。   Referring to FIG. 5, the receiving facility 30 (receiving point R <b> 1) is directly transmitted from the oscillation point X <b> 1, and is oscillated from the oscillation point X <b> 1 and reflected by a geological boundary such as a gravel layer and transmitted. Receive vibration (reflected wave). Thus, specifically, the reception time of the direct wave and the reception time of the reflected wave are known, and the difference between the oscillation time measured separately and the time Td from the oscillation until the direct wave is input, from the oscillation The time Tr until the reflected wave is input is measured.

発振点X1から受振点R1までの直線距離は、既知であるので、これをSdとすると、発振点X1から受振点R1までの振動の伝播速度Vは、次式のごとくとなる。
V=Sd/Td・・・(1)
シールド機回りから地質境界の手前までの地質は、同質とみなすと、反射波についても、振動の伝播速度は、上記Vと等しいと仮定できる。
従って、反射波については、反射経路の距離Srは、次式により表すことができる。
Sr=V・Tr=Sd・(Tr/Td)・・・(2)
Since the linear distance from the oscillation point X1 to the receiving point R1 is known, if this is Sd, the propagation velocity V of vibration from the oscillation point X1 to the receiving point R1 is expressed by the following equation.
V = Sd / Td (1)
Assuming that the geology from around the shield machine to the front of the geological boundary is the same, the propagation speed of vibration can be assumed to be equal to V for the reflected wave.
Therefore, for the reflected wave, the reflection path distance Sr can be expressed by the following equation.
Sr = V · Tr = Sd · (Tr / Td) (2)

よって、反射波は、発振点X1からの距離と受振点R1からの距離の和がSr=Sd・(Tr/Td)となるような点から反射されてきたものと推定できる。従って、反射点は、発振点X1と受振点R1とを焦点とし、これらの焦点からの距離の和がSr=Sd・(Tr/Td)となる楕円EL1上にあることがわかる。   Therefore, it can be estimated that the reflected wave is reflected from a point where the sum of the distance from the oscillation point X1 and the distance from the receiving point R1 is Sr = Sd · (Tr / Td). Therefore, it can be seen that the reflection point is on the ellipse EL1 with the oscillation point X1 and the receiving point R1 as focal points and the sum of the distances from these focal points being Sr = Sd · (Tr / Td).

従って、1つの発振点X1に対し、複数の受振点で測定を行うことにより、あるいは、1つの受振点R1に対し、複数の発振点を設定して測定を行うことにより、反射点のある複数の楕円を作成することができる。例えば図5の例では、発振点X1と受振点R2とで測定を行うことにより、別の楕円EL2を作成することができる。そして、複数の楕円EL1、EL2の交点付近に反射点があることを知ることができ、その接線方向に礫層等の地質境界があることを知ることができる。   Therefore, by performing measurement at a plurality of receiving points for one oscillation point X1, or by setting a plurality of oscillation points for one receiving point R1 and performing measurement, a plurality of reflection points can be obtained. Ellipses can be created. For example, in the example of FIG. 5, another ellipse EL2 can be created by measuring at the oscillation point X1 and the receiving point R2. Then, it is possible to know that there is a reflection point near the intersection of the plurality of ellipses EL1 and EL2, and it is possible to know that there is a geological boundary such as a gravel layer in the tangential direction.

前方探査の終了後は、槍型の受振器33を地山から抜き、接地部33a及びセンサ部33bを開閉バルブ34を通過させて、ガイド管32内に引き戻す。
次に開閉バルブ34を閉じる。この状態では、開閉バルブ34とシール部35との間は、地下水で満たされていることが想定される。そこで、開閉バルブ34を閉じた後、適宜のタイミングで、ドレンバルブ36を一時的に開いて、ガイド管32内の水を排出させるとよい。
After completion of the forward exploration, the saddle-shaped geophone 33 is removed from the ground, and the grounding portion 33a and the sensor portion 33b are passed through the opening / closing valve 34 and pulled back into the guide tube 32.
Next, the open / close valve 34 is closed. In this state, it is assumed that the space between the opening / closing valve 34 and the seal portion 35 is filled with groundwater. Therefore, after closing the open / close valve 34, the drain valve 36 may be temporarily opened at an appropriate timing to discharge the water in the guide tube 32.

本実施形態によれば、前方探査用の受振設備30は、シールド機1のスキンプレート2に設けられた開口部31と、開口部31に接続されてスキンプレート2の内側に延在するガイド管32と、ガイド管32に挿入され、開口部31を介してスキンプレート2の外側へ出没可能に配置される受振器33と、を含んで構成され、前記受振器33は、受振時に、その少なくとも一部が、スキンプレート2の外側にて地山に貫入又は押付けられる接地部300となるため、受振性能を向上させて、シールドトンネルの前方探査をより的確なものとすることができる。   According to this embodiment, the vibration receiving equipment 30 for forward exploration includes an opening 31 provided in the skin plate 2 of the shield machine 1 and a guide tube that is connected to the opening 31 and extends inside the skin plate 2. 32 and a vibration receiving device 33 inserted into the guide tube 32 and arranged to be able to protrude and retract outside the skin plate 2 through the opening 31, and the vibration receiving device 33 is at least at the time of vibration reception. A part of the grounding portion 300 penetrates or is pressed against the natural ground outside the skin plate 2, so that the vibration receiving performance can be improved and the forward exploration of the shield tunnel can be made more accurate.

言い換えれば、受振器33を、シールド機1のスキンプレート2に設けられた開口部31を介して、スキンプレート2の外側へ突出させ、受振器33の少なくとも一部を、スキンプレート2背方の間隙102を通過させて、地山に貫入又は押付けることで、受振性能を向上させて、シールドトンネルの前方探査をより的確なものとすることができる。   In other words, the geophone 33 is projected to the outside of the skin plate 2 through the opening 31 provided in the skin plate 2 of the shield machine 1, and at least a part of the geophone 33 is placed behind the skin plate 2. By passing through the gap 102 and penetrating or pressing into the natural ground, the vibration receiving performance can be improved, and the forward exploration of the shield tunnel can be made more accurate.

また、本実施形態によれば、前記受振器33は、先端の接地部33aと、これに続くセンサ部33bと、センサ部33bの後方へ延びるパイプ部33cとを含んで構成されるため、地山への貫入又は押付け操作が容易となる。また特に、槍型に形成されることで、地山への貫入、すなわち突き刺しが容易となる。   Further, according to the present embodiment, the geophone 33 includes the grounding portion 33a at the tip, the sensor portion 33b that follows the ground portion 33a, and the pipe portion 33c that extends to the rear of the sensor portion 33b. Penetration into the mountain or pressing operation becomes easy. Further, in particular, by being formed into a bowl shape, penetration into a natural mountain, that is, piercing, becomes easy.

また、本実施形態によれば、前記受振設備30は、開口部31を開閉し、開時に受振器33を通過可能とする開閉バルブ34と、ガイド管32に設けられて、受振器33を摺動自在にシールするシール部35と、を更に含んで構成されるため、突発的な湧水などに影響されることなく使用することができる。   Further, according to the present embodiment, the vibration receiving device 30 is provided on the guide tube 32 and the opening / closing valve 34 that opens and closes the opening 31 and allows the vibration receiving device 33 to pass through when the opening 31 is opened. Since it is configured to further include a seal portion 35 that seals movably, it can be used without being affected by sudden spring water or the like.

また、本実施形態によれば、前記受振設備30は、開閉バルブ34とシール部35との間のガイド管32内の空間を外部に開放可能なドレンバルブ36を更に含んで構成されるため、受振後の排水処理も容易となる。   Further, according to the present embodiment, the vibration receiving equipment 30 further includes the drain valve 36 that can open the space in the guide pipe 32 between the opening / closing valve 34 and the seal portion 35 to the outside. Effluent treatment after vibration is also easy.

次に、受振器33を地山に貫入又は押付けたときに、地下水による背面水圧によって受振器33が押し返されてしまうのを防止するための、対策について説明する。
本対策は図4に示されている。
受振器33のパイプ部33c後端にブラケット37を固定し、ガイド管32の外周に翼型ブラケット38を固定してある。そして、パイプ部33c後端のブラケット37に引き掛けたワイヤ39を翼型ブラケット38の孔に引き通し、このワイヤ39を図示しないマシンで引っ張ることができるようにしてある。これにより、ワイヤ39を引っ張って保持することで、受振器33が押し返されるのを防止することができる。
Next, a description will be given of measures for preventing the geophone 33 from being pushed back by the back surface water pressure due to groundwater when the geophone 33 is penetrated or pressed into a natural ground.
This measure is shown in FIG.
A bracket 37 is fixed to the rear end of the pipe portion 33 c of the geophone 33, and an airfoil bracket 38 is fixed to the outer periphery of the guide tube 32. The wire 39 hooked to the bracket 37 at the rear end of the pipe portion 33c is passed through the hole of the airfoil bracket 38 so that the wire 39 can be pulled by a machine (not shown). Thereby, pulling and holding the wire 39 can prevent the geophone 33 from being pushed back.

次に、槍型の受振器33を突き刺す地山が硬い場合、あるいは、スキンプレート2と地山との間の間隙に覆工体103側の裏込め注入材が流れ込んでいて、受振器33を地山に突き刺したり押付けるために裏込め注入材を貫通させる必要がある場合の、対策について説明する。   Next, when the ground pile that pierces the saddle-shaped geophone 33 is hard, or the backfilling injection material on the side of the covering body 103 flows into the gap between the skin plate 2 and the natural ground, the geophone 33 Measures to be taken when it is necessary to penetrate a backfilling injection material to pierce or press a natural ground.

図6に示すように、スキンプレート2の開口部31に開閉バルブ34を介して取付けられるガイド管32に、受振器33の代わりに、ドリル40をセット可能とする。この場合はドリル40用のシールキャップ41を用いる。
従って、受振器33をセットする前に、ドリル40をセットして、地山あるいは裏込め注入材にドリル40を突き刺して孔開けすることで、その後の地山への受振器33の突き刺しあるいは押付けを容易にすることができる。
ドリル40による孔開け後は、ドリル40を撤去してから、ガイド管32に受振器33をセットして、ドリル40により地山あるいは裏込め注入材に予め開けた孔に挿入する。
As shown in FIG. 6, a drill 40 can be set in place of the geophone 33 on the guide tube 32 attached to the opening 31 of the skin plate 2 via an opening / closing valve 34. In this case, a seal cap 41 for the drill 40 is used.
Therefore, before setting the geophone 33, the drill 40 is set, and the drill 40 is pierced and drilled in the ground or backfilling injection material, so that the geophone 33 is stabbed or pressed into the ground. Can be made easier.
After drilling with the drill 40, the drill 40 is removed, and then the geophone 33 is set on the guide tube 32 and inserted into a hole previously drilled in the ground or backfill injection material by the drill 40.

次に、起振設備についての変形例を説明する。
上記の実施形態では、シールド機1に起振設備21又は22を設けたが、起振設備はシールド機1の外部、例えば地上に設けてもよい。
図7は地上に起振設備(発振点)を設ける場合の説明図である。
図7の例では、地上GLに1〜複数の起振設備(発振点)23を設け、これらの発振点からの弾性波をシールド機1の1〜複数の受振設備30で受振する。この場合は、発振点と受振点間の地盤の弾性波の伝播速度の分布を用いて、地質の解析を行うことになる。
Next, a modified example of the vibration generating equipment will be described.
In the above embodiment, the vibration generator 21 or 22 is provided in the shield machine 1, but the vibration generator may be provided outside the shield machine 1, for example, on the ground.
FIG. 7 is an explanatory diagram in the case where a vibration generating facility (oscillation point) is provided on the ground.
In the example of FIG. 7, one to a plurality of excitation facilities (oscillation points) 23 are provided on the ground GL, and elastic waves from these oscillation points are received by one to a plurality of vibration receiving facilities 30 of the shield machine 1. In this case, the geology is analyzed using the distribution of the elastic wave propagation velocity between the oscillation point and the receiving point.

次に、構築済みのセグメント側で受振する場合について説明する。
本発明では、シールド機1に受振設備30を備え、シールド機1のスキンプレート2に設けられた開口部31を介して受振している。セグメント側(覆工体103側)での受振しなかったのは、セグメントが永久構造物で、孔開けには適さないためである。
しかし、セグメント側に裏込め注入材を注入するための注入口などがあり、これを受振用の開口部として利用できる場合などは、セグメント側での受振が可能となる。
Next, a case where vibration is received on the constructed segment side will be described.
In the present invention, the shield machine 1 is provided with a vibration receiving device 30 and receives vibration through the opening 31 provided in the skin plate 2 of the shield machine 1. The reason for not receiving vibration on the segment side (the lining body 103 side) is that the segment is a permanent structure and is not suitable for drilling.
However, if there is an injection port for injecting backfilling injection material on the segment side, and this can be used as an opening for vibration reception, vibration can be received on the segment side.

この場合、図8に示されるように、シールドトンネル内に、発振点からの弾性波を受振する受振設備30を備えて、シールドトンネルの切羽前方の地質探査を行うシールドトンネルの前方探査装置において、前記受振設備30は、前記シールドトンネルのセグメント(覆工体103)に設けられた開口部31と、前記開口部31に接続されて前記セグメントの内側に延在する筒状のガイド部(ガイド管)32と、前記ガイド部32に挿入され、前記開口部31を介して前記セグメントの外側へ出没可能に配置される受振器33と、を含んで構成される。そして、前記受振器33は、受振時に、その少なくとも一部が、前記セグメントの外側にて地山に貫入又は押付けられる接地部となる。   In this case, as shown in FIG. 8, in the shield tunnel forward exploration device, which includes a receiving facility 30 for receiving the elastic wave from the oscillation point in the shield tunnel and performs geological exploration in front of the face of the shield tunnel, The vibration receiving facility 30 includes an opening 31 provided in the shield tunnel segment (covering body 103), and a cylindrical guide portion (guide tube) connected to the opening 31 and extending inside the segment. ) 32 and a geophone 33 inserted into the guide portion 32 and arranged so as to be able to protrude and retract outside the segment through the opening portion 31. And the said geophone 33 becomes a grounding part by which at least one part penetrates or is pressed into a natural ground outside the said segment at the time of vibration receiving.

図8のような構成であっても、図1のようにスキンプレート2側で受振する場合とほぼ同様の効果を得ることができる。また、セグメント側で弾性波を受振する場合は、発振点から受振点までの距離を大きくとれるため、地盤の弾性波の伝搬速度による分布を正確に測定することができ、地質の解析の精度が向上する。
セグメント側で受振する構成の場合、セグメント(覆工体103)と地山(地山の壁面101)との間には裏込め注入材が注入されているので、図6で説明したようなドリル40を用いることは極めて有効である。
Even if it is a structure like FIG. 8, the effect similar to the case where it receives on the skin plate 2 side like FIG. 1 can be acquired. In addition, when receiving elastic waves on the segment side, the distance from the oscillation point to the receiving point can be increased, so the distribution of the elastic waves on the ground due to the propagation velocity can be measured accurately, and the accuracy of geological analysis is improved. improves.
In the case of a structure for receiving vibration on the segment side, since the backfilling injection material is injected between the segment (covering body 103) and the natural ground (wall surface 101 of natural ground), the drill as described in FIG. Using 40 is extremely effective.

尚、スキンプレート2に設けられた開口部31を介して受振器33を外部に突出させて前方探査する方法(受振設備をシールド機に設置した場合)では、推進機構であるシールドジャッキ14の推進、つまりシールド機の掘進を停止して、発振点からの弾性波を受振する必要がある。セグメントに設けられた開口部31を介して受振器33を外部に突出させて前方探査する方法では、シールド機の掘進を停止する必要はない。   Incidentally, in the method of exploring forward by projecting the geophone 33 through the opening 31 provided in the skin plate 2 (when the geophone is installed in the shield machine), the propulsion of the shield jack 14 as the propulsion mechanism is performed. That is, it is necessary to stop excavation of the shield machine and receive the elastic wave from the oscillation point. In the method of searching forward by projecting the geophone 33 through the opening 31 provided in the segment, it is not necessary to stop the shield machine.

シールド機は、推進機構により、シールド機を地山に前進させる。後方のセグメント組付機構によって、スキンプレート2内の後部にて、セグメントを組立ててトンネル覆工体(セグメント覆工体)を構築する。セグメント覆工体から受振点を突出させて前方探査する方法(受振設備をセグメント覆工体に設置する場合)では、受振器33を設置して弾性波を測定する準備を、シールド機の作業に影響を受けないで、実施できる。したがって、シールド機の掘進を停止する必要はない。また、起振設備をシールド機に設置した場合でも、シールド掘進を停止する時間を短縮できる。   A shield machine advances a shield machine to a natural ground by a propulsion mechanism. By the rear segment assembly mechanism, the segments are assembled at the rear part in the skin plate 2 to construct a tunnel lining body (segment lining body). In the method of exploring forward by projecting the receiving point from the segment lining body (when installing the receiving equipment on the segment lining body), the preparation of installing the geophone 33 and measuring the elastic wave is the work of the shield machine. Can be implemented without being affected. Therefore, it is not necessary to stop the shield machine from being dug. Moreover, even when the vibration generator is installed in the shield machine, the time for stopping the shield excavation can be shortened.

尚、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。   The illustrated embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to those directly described by the described embodiments, and various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims. Needless to say, it encompasses changes.

1 シールド機
2 スキンプレート
3 カッターヘッド
3a カッタービット
4 隔壁(バルクヘッド)
5 支持アーム
6 旋回環
7 リングギヤ
8 モータ
9 ピニオンギヤ
10 ロータリージョイント
11 チャンバ
12 排土機構
13 エレクタ
14 シールドジャッキ
21、22、23 起振設備
30 受振設備
31 開口部
32 ガイド管(ガイド部)
33 受振器
33a 接地部(突き刺し部)
33b センサ部
33c パイプ部
34 開閉バルブ
34a 回動軸
34b 球体
34c 透孔
34d レバー
35 シール部
35a、35b シールキャップ
35c、35d Oリング
36 ドレンバルブ
36d レバー
37 ブラケット
38 翼型ブラケット
39 ワイヤ
40 ドリル
41 シールキャップ
101 トンネル壁面(地山の壁面)
102 間隙
103 セグメントSGによる覆工体
300 地山への接地部(貫入部)
1 Shield machine 2 Skin plate 3 Cutter head 3a Cutter bit 4 Bulkhead
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Support arm 6 Rotating ring 7 Ring gear 8 Motor 9 Pinion gear 10 Rotary joint 11 Chamber 12 Earth removal mechanism 13 Electa 14 Shield jack 21, 22, 23 Shaking equipment 30 Vibration receiving equipment 31 Opening part 32 Guide pipe (guide part)
33 Geophone 33a Grounding part (piercing part)
33b Sensor portion 33c Pipe portion 34 Open / close valve 34a Rotating shaft 34b Sphere 34c Through hole 34d Lever 35 Seal portion 35a, 35b Seal cap 35c, 35d O-ring 36 Drain valve 36d Lever 37 Bracket 38 Wing type bracket 39 Wire 40 Drill 41 Seal Cap 101 Tunnel wall surface
102 Gap 103 Lining body 300 by segment SG Ground contact part (penetration part) to natural ground

Claims (7)

トンネル掘削用のシールド機に、発振点からの弾性波を受振する受振設備を備えて、シールド機前方の地質探査を行うシールドトンネルの前方探査装置であって、
前記受振設備は、
前記シールド機のスキンプレートに設けられた開口部と、
前記開口部に接続されて前記スキンプレートの内側に延在する筒状のガイド部と、
前記ガイド部に挿入され、前記開口部を介して前記スキンプレートの外側へ出没可能に配置される受振器と、
を含んで構成され、
前記受振器は、槍型に形成されて、受振時に、その少なくとも一部が、前記スキンプレートの外側にて、地山の壁面を超えて、地山に貫入されるように構成されており、先端の接地部が突き刺し部をなすことを特徴とする、シールドトンネルの前方探査装置。
A shield tunnel forward exploration device that includes a receiving device for receiving elastic waves from an oscillation point in a shield machine for tunnel excavation and performs geological exploration in front of the shield machine,
The vibration receiving equipment is
An opening provided in a skin plate of the shield machine;
A cylindrical guide connected to the opening and extending inside the skin plate;
A geophone that is inserted into the guide portion and arranged so as to be able to appear and retract outside the skin plate through the opening,
Comprising
The geophone is formed in a bowl shape, and at the time of vibration receiving, at least a part of the geophone is configured to penetrate the natural mountain, beyond the wall surface of the natural mountain, outside the skin plate , A forward exploration device for a shield tunnel, characterized in that the grounding portion at the tip forms a piercing portion .
前記受振器は、先端の接地部と、これに続くセンサ部と、センサ部の後方へ延びるパイプ部とを含んで構成されることを特徴とする、請求項1記載のシールドトンネルの前方探査装置。   2. The shield tunnel forward exploration device according to claim 1, wherein the geophone includes a grounding portion at a tip, a sensor portion following the ground portion, and a pipe portion extending rearward of the sensor portion. . 前記受振設備は、前記開口部を開閉し、開時に前記受振器を通過可能とする開閉バルブと、前記ガイド部に設けられて、前記受振器を摺動自在にシールするシール部と、を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のシールドトンネルの前方探査装置。   The vibration receiving device further includes an opening / closing valve that opens and closes the opening and allows the vibration receiving device to pass through the opening, and a seal portion that is provided in the guide portion and seals the vibration receiving device slidably. The forward exploration device for a shield tunnel according to claim 1, wherein the forward exploration device includes a shield tunnel. 前記受振設備は、前記開閉バルブと前記シール部との間の前記ガイド部内の空間を外部に開放可能なドレンバルブを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項3記載のシールドトンネルの前方探査装置。   4. The shield tunnel according to claim 3, wherein the vibration receiving device further includes a drain valve that can open a space in the guide portion between the opening and closing valve and the seal portion to the outside. Forward exploration device. トンネル掘削用のシールド機にて、発振点からの弾性波を受振することにより、シールド機前方の地質探査を行うに際し、
受振器を、先端の接地部が突き刺し部をなすように槍型に形成し、この受振器をシールド機のスキンプレートに設けられた開口部を介して、スキンプレートの外側へ突出させ、
前記受振器の少なくとも一部を、スキンプレート背方の間隙を通過させて、地山に貫入させることを特徴とする、シールドトンネルの前方探査方法。
When conducting geological exploration in front of the shield machine by receiving elastic waves from the oscillation point in the shield machine for tunnel excavation,
The geophone is formed in a bowl shape so that the grounding portion at the tip forms a piercing portion, and this geophone is projected to the outside of the skin plate through the opening provided in the skin plate of the shield machine,
A method for exploring a shield tunnel forward, wherein at least a part of the geophone is passed through a gap behind the skin plate and penetrates into a natural ground.
シールドトンネル内に、発振点からの弾性波を受振する受振設備を備えて、シールドトンネルの切羽前方の地質探査を行うシールドトンネルの前方探査装置であって、
前記シールドトンネルのセグメントに設けられた開口部と、
前記開口部に接続されて前記セグメントの内側に延在する筒状のガイド部と、
前記ガイド部に挿入され、前記開口部を介して前記セグメントの外側へ出没可能に配置される受振器と、
を含んで構成され、
前記受振器は、槍型に形成されて、受振時に、その少なくとも一部が、前記セグメントの外側にて、地山の壁面を超えて、地山に貫入されるように構成されており、先端の接地部が突き刺し部をなすことを特徴とする、シールドトンネルの前方探査装置。
A shield tunnel forward exploration device that includes a receiving facility for receiving an elastic wave from an oscillation point in a shield tunnel and performs geological exploration in front of the face of the shield tunnel,
An opening provided in a segment of the shield tunnel;
A cylindrical guide connected to the opening and extending inside the segment;
A geophone that is inserted into the guide portion and arranged so as to be able to appear and retract outside the segment through the opening,
Comprising
The geophone is formed in a bowl shape, and at the time of receiving vibration, at least a part of the geophone is configured to penetrate the natural ground outside the segment and beyond the wall surface of the natural ground. A forward exploration device for a shield tunnel, characterized in that a grounding portion of the shield forms a piercing portion .
シールドトンネル内にて、発振点からの弾性波を受振することにより、シールドトンネルの切羽前方の地質探査を行うに際し、
受振器を、先端の接地部が突き刺し部をなすように槍型に形成し、この受振器を、前記シールドトンネルのセグメントに設けられた開口部を介して、セグメントの外側へ突出させ、
前記受振器の少なくとも一部を、前記セグメントの外側の地山に貫入させることを特徴とする、シールドトンネルの前方探査方法。
When conducting geological exploration in front of the face of the shield tunnel by receiving elastic waves from the oscillation point in the shield tunnel,
The geophone is formed in a bowl shape so that the grounding portion at the tip forms a piercing portion, and the geophone is projected to the outside of the segment through the opening provided in the segment of the shield tunnel,
A forward exploration method for a shield tunnel, characterized in that at least a part of the geophone is penetrated into a ground outside the segment.
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