JPH02176590A - Method and device for detecting working face breakage of shield type drilling machine - Google Patents

Method and device for detecting working face breakage of shield type drilling machine

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Publication number
JPH02176590A
JPH02176590A JP63333530A JP33353088A JPH02176590A JP H02176590 A JPH02176590 A JP H02176590A JP 63333530 A JP63333530 A JP 63333530A JP 33353088 A JP33353088 A JP 33353088A JP H02176590 A JPH02176590 A JP H02176590A
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JP
Japan
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collapse
face
electrodes
electrode
voltage
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Application number
JP63333530A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Nagamune
章生 長棟
Koji Fujimoto
幸二 藤本
Yoshiyuki Kanao
金尾 義行
Toshiyuki Otsuka
利之 大塚
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To speed up detection and to detect even a working face breakage state at an optional position in a circumferential direction by detecting the working face, breakage state from the angle of rotation of a cutter face and a measured voltage detected by a voltage measuring electrode. CONSTITUTION:Four electrodes 23a and 23b, and 24a and 24b are arranged on the side 21 of a skin plate at electrode intervals a1, and four electrodes 25a and 25b, and 26a and 26b are arranged at electrode intervals a2 which are wider than the intervals a1. On the front surface side of a cutter face side 22, four electrodes 27a and 27b, and 28a and 28b are arranged at electrode intervals a3 and four electrodes 29a and 29b, and 30a and 30b are arranged at intervals a4 respectively. Two outside electrodes of each group correspond to electric feeding electrodes and two inside electrodes of the group correspond to voltage measuring electrodes. Then the electric double layer consisting of drilling mud and earth is fed with electricity from the feeding electrodes and in which direction and how deep and wide the working face breakage is can be detected from the current angle of rotation of the cutter face and the measured voltage detected by the voltage measuring electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シールド掘進機を用いて掘削工事を行ったと
きに生じる切羽崩壊の状態を検知する方法およびその装
置に係イっり、特に4電極法を用いて切羽崩壊の状態を
より詳細に検知するシールド式掘進機の切羽崩壊検知方
法およびその検知装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a state of face collapse that occurs when excavation work is performed using a shield excavator, and particularly relates to The present invention relates to a face collapse detection method and a detection device for a shield type excavator, which detects the face collapse state in more detail using a four-electrode method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のシールド式掘進機としては、泥漿式、土庄式およ
び泥水加圧式などの密閉型シールド式掘進機があるが、
これらの機械は外側をスキンプレートで覆って遮蔽して
いるため、内部がら掘進時の切羽の状態を検知できない
。その結果 シールド式掘進機は、第8図に示す如く切
羽の崩壊により空洞1が生じてもその空洞1をそのまま
残して掘進するため、後日その空洞1が原因となって地
面の陥没を引起こす可能性があった。図中2は地表面、
3は地山、4は切羽後に形成されるセグメントである。
Conventional shield type excavators include closed type shield type excavators such as slurry type, Tonosho type, and mud water pressure type.
These machines are shielded by a skin plate on the outside, making it impossible to detect the state of the face when digging inside. As a result, as shown in Figure 8, even if a cavity 1 is created due to the collapse of the face, the shield type excavator excavates by leaving the cavity 1 as it is, so that the cavity 1 may cause the ground to collapse later. It was possible. 2 in the figure is the ground surface,
3 is the ground, and 4 is a segment formed after the face.

そこで、本発明者等は、以上のような地面陥没を未然に
回避するため、特開昭61−38092号公報に記載す
る如くスキンプレート面にそれぞれ対をなす通電電極と
電圧測定電極よりなる4電極を取付け、通電電極により
泥水と地山からなる電気的二重層に通電を行ない、泥水
と地山との比抵抗の違いによって電気的二重層に生じる
電位分布を前記対をなす電圧1fpI定電極で電圧とし
て取出し、この通電電流とap+p+圧がら泥水側がら
みだ電気的二重層の見かけ上の比抵抗を求め、この比抵
抗の変化から切羽崩壊による空洞の存在を泥水厚の変化
として検知する切羽崩壊検知方法およびその検知装置を
提案するに至った。第10図および第11図は上24電
極法を用いた検知装置の構成図および模式図である。こ
れらの図において5は泥水、6はカッタフェイス、7は
カッタフェイス6を回転駆動するモータ、8はスキンプ
レート、9はスキンプレート8を切り欠いて取付けた絶
縁板である。また、10a、1obは一対の通?[極、
lla、llbは一対の電圧測定電極であって、これら
各電極相互間は等距Maでもって配置されている。12
は信号処理装置であって、第10図に示すように通電電
極10a、10bに所定の定電流を与えて泥水5と地山
3からなる電気的二重層に通電を行い、このとき一対の
電圧測定電極11a、llbを通してAl11定される
測定電圧と第11図に示す関係とから泥水厚dを検知す
る。
Therefore, in order to prevent the ground from collapsing as described above, the inventors of the present invention developed a four-layer structure consisting of a pair of current-carrying electrodes and a voltage-measuring electrode on the surface of the skin plate, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-38092. The electrodes are attached, and the electrical double layer consisting of the muddy water and the ground is energized by the current-carrying electrode, and the potential distribution generated in the electrical double layer due to the difference in resistivity between the muddy water and the ground is adjusted to the voltage 1fpI constant electrode that forms the pair. From this current and ap+p+ pressure, the apparent resistivity of the electrical double layer surrounding the muddy water side is determined, and from the change in resistivity, the existence of a cavity due to face collapse is detected as a change in the thickness of the muddy water. We have proposed a collapse detection method and a detection device. FIG. 10 and FIG. 11 are a configuration diagram and a schematic diagram of a detection device using the upper 24-electrode method. In these figures, 5 is muddy water, 6 is a cutter face, 7 is a motor for rotationally driving the cutter face 6, 8 is a skin plate, and 9 is an insulating plate which is attached by cutting out the skin plate 8. Also, are 10a and 1ob a pair of contacts? [very,
lla and llb are a pair of voltage measuring electrodes, and these electrodes are arranged at an equal distance Ma from each other. 12
is a signal processing device, which applies a predetermined constant current to the current-carrying electrodes 10a and 10b to energize the electrical double layer consisting of the muddy water 5 and the ground 3, as shown in FIG. The muddy water thickness d is detected from the measurement voltage determined by the Al 11 through the measurement electrodes 11a and 11b and the relationship shown in FIG.

図中ρ1は泥水比抵抗、ρ2は地山(例えば粘土等)比
抵抗を示す。
In the figure, ρ1 indicates the specific resistance of muddy water, and ρ2 indicates the specific resistance of the ground (for example, clay).

しかし、上記装置においては、掘進機による崩壊形状が
例えば逆V字状のような場合、その崩壊幅の変化により
測定電圧が変化し、そのため崩壊の検知が可能であるが
、崩壊形状を精度良く求められない問題があった。
However, with the above device, if the shape of the collapse formed by the excavator is, for example, an inverted V-shape, the measurement voltage changes due to the change in the width of the collapse, and therefore the collapse can be detected, but the collapse shape cannot be accurately detected. There was a problem that was not asked for.

そこで、本発明者等は、上記問題を解決するため上述し
た検知装置の構成をベースとしながら、第12図に示す
如く電極構成を改良した検知装置が提案された(特開昭
62−178689号公報)。この検知装置は、第9図
と同様にスキンプレート8に取付けた絶縁板9に、狭い
間隔を有する通電電極13a、13bおよび電圧測定電
極14a、14bよりなる4電極を組とし、さらに広い
間隔を有する通電電極15’a、15bおよび電圧測定
電極16a、16bよりなる4電極を組とし、これら各
組ごとに選択して泥水5と地山3からなる電気的二重層
に通電を行い、その電位分(11の変化から崩鳩幅と崩
壊深さを知ることにより、崩壊形状を精度よく検知する
ものである。
Therefore, in order to solve the above problem, the present inventors proposed a detection device based on the configuration of the detection device described above, but with an improved electrode configuration as shown in FIG. Public bulletin). This detection device has a set of four electrodes consisting of energizing electrodes 13a, 13b and voltage measuring electrodes 14a, 14b, which are narrowly spaced, on an insulating plate 9 attached to a skin plate 8 in the same way as shown in FIG. A set of four electrodes is made up of energizing electrodes 15'a, 15b and voltage measuring electrodes 16a, 16b, and each set is selected to energize the electrical double layer consisting of muddy water 5 and rock 3, and measure its potential. By knowing the collapse width and collapse depth from the change in the number of minutes (11), the collapse shape can be detected with high accuracy.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記の2つの装置は、何れもスキンプレート上
にのみ電極群(10a、10b、lla。
However, both of the above two devices have electrode groups (10a, 10b, lla) only on the skin plate.

11b、13a、13b 〜16a、16b)を設けた
構成であることから、次のような点が指摘されていた。
11b, 13a, 13b to 16a, 16b), the following points were pointed out.

■、その1つは、シールド掘進機がカッタフェイス6で
地山3を崩壊しながら前進し、その崩壊部分がスキンプ
レート上の電極群に差しかかったとき初めてその崩壊形
状を検知することになるので、崩壊の発生時点から崩壊
検知時点までに相当な時間遅れか生じ、その結果、その
後の掘削条件に有効なデータが得られず、また崩壊部分
の補修等の裏込み作業が遅れて崩壊部分を益々増大させ
るなど、崩壊部分に対する対応策か早期に実施できない
問題がある。
■One is that the shield excavator moves forward while collapsing the ground 3 with the cutter face 6, and the shape of the collapse is detected only when the collapsed part approaches the electrode group on the skin plate. Therefore, there is a considerable time delay between the time when the collapse occurs and the time when the collapse is detected.As a result, it is not possible to obtain valid data for subsequent excavation conditions, and backfilling work such as repairing the collapsed part is delayed, causing the collapsed part to be damaged. There is a problem that countermeasures for the collapsed parts cannot be implemented quickly, such as increasing the amount of damage.

■、他の1つは、電極群がスキンプレート8上の絶縁板
9に固定されているので、シールド掘進機での円周方向
の地山崩壊状況はその固定電極の配置方向しか検知でき
ない。その結果、固定電極の配置方向以外で発生してい
る地山崩壊を検知できない恐れがある。仮に、円周方向
の地山崩壊を詳細に検知するためスキンプレート上の円
周方向に多数の電極を配置することも考えられるが、こ
の場合にはスキンプレート8の機械的強度を低下させる
ので好ましいものでない。
(2) The other method is that the electrode group is fixed to the insulating plate 9 on the skin plate 8, so that the shield tunneling machine can only detect the circumferential ground collapse situation in the direction in which the fixed electrodes are arranged. As a result, there is a possibility that ground collapse occurring in a direction other than the direction in which the fixed electrodes are arranged cannot be detected. It may be possible to arrange a large number of electrodes in the circumferential direction on the skin plate in order to detect ground failure in the circumferential direction in detail, but in this case, the mechanical strength of the skin plate 8 would be reduced. Not desirable.

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、切羽崩壊の
状態を迅速に検知でき、かつ、円周方向の任意箇所の切
羽崩壊状態をも検知しうるシールド式掘進機の切羽崩壊
検知方法を提供することをU的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for detecting face collapse of a shield type excavator, which can quickly detect the state of face collapse and can also detect the face collapse state at any location in the circumferential direction. The U-purpose is to provide.

また、別発明としての装置においては、スキンプレート
の強度を低ドさせることなく簡単な構成で迅速、確実に
切羽崩壊の状態を検知しつるシールド式掘進機の切羽崩
壊検知装置を提供することを[]的とする。
Another object of the present invention is to provide a face collapse detection device for a vine shield type excavator that can quickly and reliably detect the state of face collapse with a simple configuration without reducing the strength of the skin plate. [ ] Target.

さらに、別の発明装置においては、崩壊状態が激しい場
合に確実に操作員に報知できるシールド式掘進機の切羽
崩壊検知装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a face collapse detection device for a shield type excavator that can reliably notify an operator when the collapse state is severe.

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明による
シールド式掘進機の切羽崩壊検知方法は上記課題を解決
するために、カッタフェイスに通電用電極および電圧測
定用電極を設け、前記カッタフェイスを回転させながら
前記通電用電極に所定の電流を供給し、このカッタフェ
イスの回転角度と前記電圧測定用1は極によって検知さ
れた測定電圧とから円周方向の切羽崩壊の状態を検知す
るものである。
[Means and effects for solving the problems] In order to solve the above problems, the method for detecting face collapse of a shield type excavator according to the present invention includes providing a current-carrying electrode and a voltage-measuring electrode on the cutter face. A predetermined current is supplied to the current-carrying electrode while rotating, and the state of face collapse in the circumferential direction is detected from the rotation angle of the cutter face and the measurement voltage detected by the voltage measurement pole. be.

また、本発明方法は、スキンプレートおよびカッタフェ
イスにそれぞれ絶縁を施して通電用電極および電圧測定
用電極からなる4電極を組とじて電極間隔を異ならせて
2組ずつ設け、前記カッタフェイスおよびスキンプレー
トの各組の電極を所定の順序で選択して前記通電用電極
から泥水と地山からなる電気的二重層に通電を行い、そ
のときのカッタフェイスの回転角度と前記電圧測定用電
極によって検知された測定電圧とに基づいて、どの方向
でどの程度の深さおよび幅の切羽崩壊が生じているを確
実に検知するものである。
Further, in the method of the present invention, the skin plate and the cutter face are respectively insulated, and two sets of four electrodes each consisting of a current-carrying electrode and a voltage measuring electrode are provided with different electrode intervals, and the cutter face and the skin are insulated. Each set of electrodes on the plate is selected in a predetermined order, and electricity is applied from the current-carrying electrode to the electrical double layer consisting of muddy water and rock, and the rotation angle of the cutter face at that time and the voltage measurement electrode are detected. Based on the measured voltage, it is possible to reliably detect in which direction and at what depth and width the face collapse is occurring.

また、本発明装置においては、スキンプレートおよびカ
ッタフェイスにそれぞれ通電用電極および電圧測定用電
極からなる4電極を組として電極間隔を異ならせて2組
ずつ配置してなる電極配置手段と、前記カッタフェイス
の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記スキン
プレートとカッタフェイスに配置された各組の電極を所
定の順序で切換選択する切換部と、この切換部によって
選択された組の通電用電極に所定の電流を通電し、その
とき当該組の前記電圧1tPI定用電極で前記測定電圧
を検知する測定電圧検知手段と、この測定電圧検知手段
でalll定された各組の791定電圧のうち、前記カ
ッタフェイス側の組を選択したときの前記測定電圧から
前記回転角度検出手段による回転角度方向に対する崩壊
深さおよび崩壊幅を求め、前記スキンプレート側の組を
選択したときの測定電圧から電極配置方向の崩壊深さお
よび崩壊幅を求める演算制御手段とを備えた構成である
Further, in the apparatus of the present invention, an electrode arrangement means is provided in which two sets of four electrodes each consisting of a current-carrying electrode and a voltage-measuring electrode are arranged on the skin plate and the cutter face, respectively, with different electrode intervals; a rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the face; a switching section for switching and selecting each set of electrodes arranged on the skin plate and the cutter face in a predetermined order; and a switch for energizing the set selected by the switching section. measurement voltage detection means for applying a predetermined current to the electrodes and detecting the measurement voltage with the voltage 1tPI constant electrodes of the group; and 791 constant voltage of each group fixed by the measurement voltage detection means. Among them, the collapse depth and collapse width in the rotation angle direction by the rotation angle detection means are determined from the measured voltage when the set on the cutter face side is selected, and from the measured voltage when the set on the skin plate side is selected. This configuration includes calculation control means for determining the collapse depth and collapse width in the electrode arrangement direction.

従って、本発明装置は以上のような手段を購じたことに
より、カッタフェイス側の各組の電極とスキンプレート
側の各組の電極を切換部で所定の順序で順次切換選択し
ながら通電用電極より泥水と地山とからなる電気的二重
層に通電を行うとともにそのとき選択している電圧測定
用電極から測定電圧を検知することにより、スキンプレ
ートの強度を低下させることなくカッタフェイス側の電
極選択時には回転角度検出手段からの回転角度データに
基づいて円周方向のすべてについて切羽崩壊の状態を把
握でき、これにより迅速な対応策を取ることができ、ま
たスキンプレート側の電極選択時には電極配置方向の切
羽崩壊の状態および切羽崩壊の変化等を確実に知ること
ができる。
Therefore, by purchasing the above-mentioned means, the device of the present invention can switch and select each set of electrodes on the cutter face side and each set of electrodes on the skin plate side sequentially in a predetermined order in the switching section, while energizing. By energizing the electrical double layer made of muddy water and the ground from the electrode and detecting the measured voltage from the voltage measurement electrode selected at that time, the strength of the cutter face side can be increased without reducing the strength of the skin plate. When selecting electrodes, it is possible to grasp the state of face collapse in all circumferential directions based on the rotation angle data from the rotation angle detection means, and this allows prompt countermeasures to be taken. It is possible to reliably know the state of face collapse in the arrangement direction and changes in face collapse.

さらに、別発明装置は、上記装置に、前記演算制御手段
によって求めた少なくとも演算崩壊深さと予め設定され
た設定崩壊深さとを比較し前記演算崩壊深さが設定崩壊
深さを越えたとき、カッタフェイス側選択時には回転角
度方向データともにその旨のデータを出力し、スキンプ
レート側選択時にはその旨のデータのみを出力する切羽
崩壊検知手段を新たに付加したものである。
Furthermore, the apparatus of another invention is configured to compare at least the calculated collapse depth obtained by the calculation control means with a preset set collapse depth, and when the calculated collapse depth exceeds the set collapse depth, the cutter A face collapse detection means is newly added that outputs both rotation angle direction data and data to that effect when the face side is selected, and only outputs data to that effect when the skin plate side is selected.

従って、この装置においては、さらに切羽崩壊の深さと
設定深さとを比較し、切羽崩壊の深さが設定深さよりも
大きい場合にはその状態を確実に判断して出力するので
、操作員が迅速に必要な対応策を講じることができる。
Therefore, this device further compares the depth of face collapse with the set depth, and if the depth of face collapse is greater than the set depth, it reliably determines the condition and outputs it, allowing the operator to quickly necessary countermeasures can be taken.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明方法の実施例について第1図ないし第4図
を参照して説明する。すなわち、本発明方法は泥水と地
山の比抵抗の違いに着目して電気的に泥水厚を測定する
4電極法を採用する点で従来と変らないが、特に異なる
ところは第1図に示すようにスキンプレート側21とカ
ッタフェイス側22の両方に4電極が2組ずつ配置され
、カッタフェイス側22はカッタフェイスが所定角度例
えば30’回転ごとに定電流を通電して電位分布を測定
することにある。具体的にはスキンプレート側21に狭
い電極間隔a1で1組の4電極23a、23b、24a
、24bが配置され、そのうち外側の2電極23a、2
3bが通電電極に相当し、内側の2電極24a、24b
が電圧71111定′屯題に相当する。さらに、上記4
電極23a。
Embodiments of the method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. That is, the method of the present invention is the same as the conventional method in that it employs a four-electrode method that electrically measures the thickness of muddy water by focusing on the difference in resistivity between muddy water and the ground, but the main differences are shown in Figure 1. Two sets of four electrodes are arranged on both the skin plate side 21 and the cutter face side 22, and on the cutter face side 22, a constant current is applied every time the cutter face rotates at a predetermined angle, for example, 30', and the potential distribution is measured. There is a particular thing. Specifically, a set of four electrodes 23a, 23b, 24a are provided on the skin plate side 21 with a narrow electrode interval a1.
, 24b are arranged, of which the outer two electrodes 23a, 2
3b corresponds to the current-carrying electrode, and the two inner electrodes 24a, 24b
corresponds to the voltage 71111 constant. Furthermore, the above 4
Electrode 23a.

23b、24a、24bよりも広い電極間隔a2で他の
1組の4電極25a、25b、26a。
Another set of four electrodes 25a, 25b, 26a with a wider electrode spacing a2 than those of 23b, 24a, 24b.

26bが配置され、同様に外側の2電極25a。26b are arranged, and similarly two outer electrodes 25a.

25bが通電電極に相当し、内側の2電極26a。25b corresponds to a current-carrying electrode, and two inner electrodes 26a.

26bが電圧Al11定電極に相当する。26b corresponds to the voltage Al11 constant electrode.

一方、カッタフェイス側21においては、カッタフェイ
スの前面側または側面側あるいはその両面側に、狭い電
極間隔a3で1組の4電極27a。
On the other hand, on the cutter face side 21, a set of four electrodes 27a are provided on the front side, side surface side, or both sides of the cutter face with a narrow electrode interval a3.

27b、28a、28bが配置され、そのうち外側の2
電極27a、27bが通電電極に相当し、内側の2電極
28a、28bが電圧測定電極に相当する。さらに、上
記4電極27a、27b。
27b, 28a, 28b are arranged, of which the outer two
The electrodes 27a and 27b correspond to current-carrying electrodes, and the two inner electrodes 28a and 28b correspond to voltage measurement electrodes. Furthermore, the four electrodes 27a and 27b.

28a、28bよりも広い電極間隔a4で他の1組の4
電極29a、29b、30a、30bが配置され、同様
に外側の2電極29a、29bが通電電極に相当し、内
側の2電極30a、30bが電圧測定電極に相当する。
Another set of 4 with electrode spacing a4 wider than 28a and 28b.
Electrodes 29a, 29b, 30a, and 30b are arranged, and similarly, the two outer electrodes 29a, 29b correspond to current-carrying electrodes, and the two inner electrodes 30a, 30b correspond to voltage measuring electrodes.

なお、上記間隔a1a3は例えば70nu+と設定する
が、相互に異なる間隔であってもよい。また、間隔a2
 a4は例えば100fiIn+と設定するが、前記同
様に異なる間隔であってもよい。
In addition, although the said space|interval a1a3 is set to 70nu+, for example, mutually different space|interval may be sufficient. Also, the interval a2
Although a4 is set to 100 fiIn+, for example, it may be a different interval as described above.

また、カッタフェイスはモータにより回転されるので、
カッタフェイス側22の2組の4電極27a、27b 
〜30a、30bからの信号線はロータリコネクタ(図
示せず)を介して外体としてのスキンプレート内部に取
込んで、スキンプレート側21の2組の4電極23a 
23b〜26a、26bの信号線と共に、所定の順序で
通電側スイッチ回路31a、31bと検知側スイッチ3
2a;  32bの固定接点に振分は接続される。
Also, since the cutter face is rotated by a motor,
Two sets of four electrodes 27a, 27b on the cutter face side 22
The signal lines from ~30a and 30b are taken into the skin plate as an outer body via a rotary connector (not shown), and connected to two sets of four electrodes 23a on the skin plate side 21.
Along with the signal lines 23b to 26a and 26b, the energizing side switch circuits 31a and 31b and the detection side switch 3 are connected in a predetermined order.
The distribution is connected to the fixed contact 2a; 32b.

そして、以上のような電極配置構成とした後、切羽崩壊
の泥水厚を211定するものであるが、この場合には定
電流源からカッタフェイス側22の広い間隔の外側の電
極29a、29bに所定の定電流を供給して泥水と地山
からなる電気的二重層に通電を行い、そのときの電位分
布の変化を内側の電極30a、30bにより電圧として
Δか1定する。
After configuring the electrode arrangement as described above, the thickness of muddy water due to face collapse is determined by 211. In this case, a constant current source is connected to the widely spaced outer electrodes 29a and 29b on the cutter face side 22. A predetermined constant current is supplied to energize the electrical double layer made of muddy water and the earth, and the change in potential distribution at that time is determined as a voltage by the inner electrodes 30a and 30b.

以後、各スイッチ回路31a、31b、32a。Hereinafter, each switch circuit 31a, 31b, 32a.

32bを順次所定の順序で連動的に切換ながら同様に通
電を行って順次電位分布を電圧としてflll定する。
32b are sequentially switched in a predetermined order and energized in the same manner to sequentially determine the potential distribution as a voltage.

さらに、カッタフェイスが所定回転するごとに以上の動
作を繰返し実施する。
Furthermore, the above operation is repeated every time the cutter face rotates a predetermined amount.

しかして、以上のようなΔ)l定を行いながらスキンプ
レート側21およびカッタフェイス側22について個別
に電位分布の変化によって得られるn1定電圧から崩壊
深さおよび崩壊幅を求めていくが、説明の便宜上1例え
ばスキンプレート側21の2組4電極23a、23b 
〜26a、26bのうち例えば狭い間隔a1の4電極2
3a、23b。
Therefore, while performing the Δ)l constant as described above, the collapse depth and collapse width are determined from the n1 constant voltage obtained by changing the potential distribution separately for the skin plate side 21 and cutter face side 22. For convenience, 1, for example, 2 sets of 4 electrodes 23a, 23b on the skin plate side 21.
~26a, 26b, for example, 4 electrodes 2 with a narrow interval a1
3a, 23b.

24a  24bを用いた場合について第2図を参照し
て説明する。図中41は泥水、42は地山、43.44
は定電流源、45.46はn1定電圧を示す。
The case where 24a and 24b are used will be explained with reference to FIG. In the figure, 41 is muddy water, 42 is earth, 43.44
indicates a constant current source, and 45.46 indicates an n1 constant voltage.

今、泥水41の比抵抗をρ1、地山42の比抵抗をρ2
とし、かつ、電極23a、23bから見た見掛は上の比
抵抗をρ、とすると、定電流源43から電極23a、2
3bに所定の定電流Tを通電したとき、電極24a、2
4b間からは、V−(I p−) / (2πal) 
   −−(11なる測定電圧■が得られる。そして、
この(1)式から を求めることができる。但し、alは電極間隔、dは泥
水厚である。
Now, the specific resistance of the muddy water 41 is ρ1, and the specific resistance of the earth 42 is ρ2.
And if the apparent resistivity seen from the electrodes 23a, 23b is ρ, then the current from the constant current source 43 to the electrodes 23a, 2
When a predetermined constant current T is applied to electrodes 24a, 2
From between 4b, V-(I p-) / (2πal)
--(11 measurement voltage ■ is obtained. And,
can be obtained from this equation (1). However, al is the electrode spacing, and d is the muddy water thickness.

そして、以上のような見掛は上の比抵抗ρ、と泥水厚お
よび電極間隔の比d/atとの関係を示す第3図から明
らかなように、電極間隔a1が泥水厚dに比して小さい
とき、比抵抗ρ、は殆んど変化しない。従って、狭い電
極間隔a1の4電極23a、23b、24a、24bを
用いて例えば第4図に示す切羽崩壊形状のうち崩壊幅A
−Bを検知することができるが、その深さ方向には感度
を示さない。図中47はスキンプレートを示す。
As is clear from Fig. 3, which shows the relationship between the resistivity ρ above and the muddy water thickness and electrode spacing ratio d/at, the above apparent appearance is due to the fact that the electrode spacing a1 is compared to the muddy water thickness d. When the resistivity ρ is small, the resistivity ρ hardly changes. Therefore, by using four electrodes 23a, 23b, 24a, and 24b with narrow electrode spacing a1, for example, the collapse width A of the face collapse shape shown in FIG.
-B can be detected, but there is no sensitivity in the depth direction. In the figure, 47 indicates a skin plate.

そこで、崩壊形状の深さについては広い電極間隔a2の
4電極25a、25b、26a、26bを用い、得られ
た測定電圧Vから例えば前記した第11図に基づいて崩
壊深さ、つまり泥水厚dを求め、崩壊形状を得るもので
ある。
Therefore, the depth of the collapse shape is determined by using four electrodes 25a, 25b, 26a, 26b with a wide electrode spacing a2, and from the obtained measurement voltage V, for example, based on the above-mentioned FIG. , and obtain the collapsed shape.

なお、カッタフェイス側22についても、2組の4電極
27a、27b 〜30a、30bを用いて前記と同様
な要領で崩壊形状を検知することができる。
Note that on the cutter face side 22, the collapsed shape can also be detected in the same manner as described above using two sets of four electrodes 27a, 27b to 30a, 30b.

従って、以上のような実施例の切羽崩壊検知方法によれ
ば、狭い電極間隔の4電極と広い電極間隔の478極を
設け、これら4電極の各組ごとに切換えて測定電圧を得
ることにより、崩壊形状を精度良く求めることができる
。また、カッタフェイスにのみ4電極を設け、カッタフ
ェイスを回転させながら測定電圧を得るようにしたので
、円周方向の崩壊形状を精度良く求めることができる。
Therefore, according to the face collapse detection method of the embodiment described above, four electrodes with narrow electrode spacing and 478 electrodes with wide electrode spacing are provided, and by switching each set of these four electrodes to obtain a measurement voltage, The collapse shape can be determined with high accuracy. Furthermore, since four electrodes were provided only on the cutter face and the measurement voltage was obtained while rotating the cutter face, the collapsed shape in the circumferential direction could be determined with high accuracy.

また、スキンプレート側21および掘進機の先端に位置
するカッタフェイス側22に狭い電極間隔の4電極と広
い電極間隔の4電極を設け、スキンプレート側21を含
めて所定の順序で順次切換えなからal定電圧を得るよ
うにしたので、シールド掘進機先端のカッタフェイス位
置で早期に崩壊形状を検知でき、これにより迅速に掘削
上の条件変更等による対策を講することができ、しかも
後方に位置するスキンプレート側21でも同様に崩壊形
状を得ることにより崩壊形状の変化を把握でき、その後
の掘削条件決定にも有効なデータを取得でき、同時に崩
壊部分を補修するための裏込み作業の裏込み量等の管理
にも大きく貢献する。さらに、カッタフェイスを回転さ
せながら測定電圧を得ることにより、円周方向全体にわ
たって地山崩壊およびその崩壊形状を把握でき、この点
からも掘削条件の決定および裏込み作業の効率化を高め
る有効にデータを取得できる。
In addition, four electrodes with narrow electrode spacing and four electrodes with wide electrode spacing are provided on the skin plate side 21 and the cutter face side 22 located at the tip of the excavator, and they are switched sequentially in a predetermined order including the skin plate side 21. Since the al constant voltage is obtained, the shape of collapse can be detected early at the position of the cutter face at the tip of the shield excavator, which makes it possible to quickly take measures such as changing excavation conditions. By similarly obtaining the collapsed shape on the skin plate side 21, it is possible to grasp changes in the collapsed shape, and obtain data that is useful for determining subsequent excavation conditions. It also greatly contributes to the control of quantity, etc. Furthermore, by obtaining the measured voltage while rotating the cutter face, it is possible to grasp the ground failure and its shape in the entire circumferential direction, which is also effective in determining excavation conditions and increasing the efficiency of backfilling work. Data can be obtained.

次に、本発明装置の一実施例について図面を参1j貧し
て説明する。すなわち、本装置は、第5図に示すように
前面部にカッタフェイス51が設けられ、このカッタフ
ェイス51の背部側にはカツタフェ・rスジ1と同径で
環状に形成された装置外体として機能するスキンプレー
ト47が設けられている。このカッタフェイス51はス
キンプレート47内部に固定されたモータ52によって
連続的または所定角度ずつ回転する構成となっている。
Next, an embodiment of the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. That is, as shown in FIG. 5, this device is provided with a cutter face 51 on the front side, and on the back side of this cutter face 51 is an annular outer body having the same diameter as the cutter face r stripe 1. A functional skin plate 47 is provided. This cutter face 51 is configured to be rotated continuously or by a predetermined angle by a motor 52 fixed inside the skin plate 47.

このスキンプレート47はその一側部が切り欠かれ、こ
の部分にスキンプレート47の面とほぼ同一面を9する
絶縁板53が嵌合されている。この絶縁板53には第1
図に示す如くスキンプレート側21の狭い電極間隔al
を持つ4つの崩壊幅検知用電極23 a 、  23 
b 〜24 a 、  24 bのほか、これら電極外
側に広い電極間隔a2を持つ4つの崩壊深さ検知用電極
25a、25b、26a。
One side of the skin plate 47 is cut out, and an insulating plate 53 having a surface substantially flush with the surface of the skin plate 47 is fitted into this portion. This insulating plate 53 has a first
As shown in the figure, the narrow electrode spacing al on the skin plate side 21
Four collapse width detection electrodes 23a, 23 with
In addition to b ~ 24 a and 24 b, there are four collapse depth detection electrodes 25 a, 25 b, and 26 a having a wide electrode interval a2 on the outside of these electrodes.

26bが埋め込まれている。これらの電極のうち外側の
電極23a、23b、25a、25bは通電電極に相当
し、内側の電tffi24a、24b。
26b is embedded. Among these electrodes, the outer electrodes 23a, 23b, 25a, 25b correspond to current-carrying electrodes, and the inner electrodes 24a, 24b correspond to current-carrying electrodes.

26a、26bが電圧/JPj定電極に相当する。26a and 26b correspond to voltage/JPj constant electrodes.

一方、前記カッタフェイス51の一側面または図示して
いないが前面側あるいは両方にスキンプレート47と同
様に第1図に示すカッタフェイス側22に示すような狭
い電極間隔a3を持つ4つの電極27a、27b、28
a、28bと広い電極間隔a4を持つ4つの電極29a
、29b。
On the other hand, on one side of the cutter face 51 or on the front side (not shown) or on both sides, there are four electrodes 27a having narrow electrode spacing a3 as shown on the cutter face side 22 shown in FIG. 1, similar to the skin plate 47; 27b, 28
a, 28b and four electrodes 29a with a wide electrode spacing a4
, 29b.

30a、30bが絶縁を施して埋め込まれている。30a and 30b are insulated and embedded.

特にカッタフェイス51の場合には地山の掘削機能面か
ら絶縁板を設けることが難しいときには各電極ごとに絶
縁を施してカッタフェイス本体に直接埋設してもよい。
Particularly in the case of the cutter face 51, if it is difficult to provide an insulating plate due to the excavation function of the ground, each electrode may be insulated and buried directly in the cutter face body.

そして、カッタフェイス51側に取付けられた各電極2
7 a 、  27 b 〜30 a 、 30 bか
らの信号線はモータ52の回転軸内に形成された中空部
を通り、さらにロータリコネクタ54を介して信号処理
装置55に導入されている。また、スキンプレート47
側に取付けられた各電極23a23b〜26a、26b
の各信号線については信号処理装置55に直接導入され
ている。56はカッタフェイス51の回転角度を検出す
る角度計、57は掘進機を移動させるための例えばジヤ
ツキであって、このジヤツキ57の先端はジヤツキ受部
材58へ突き当てて油圧その他の駆動力伝達手段にて掘
進機を前進させる。59はジヤツキ57による掘進機の
移動距離信号を出力するジヤツキストローク計である。
Each electrode 2 attached to the cutter face 51 side
The signal lines from 7 a , 27 b to 30 a , 30 b pass through a hollow portion formed in the rotating shaft of the motor 52 , and are further introduced into the signal processing device 55 via the rotary connector 54 . In addition, skin plate 47
Each electrode 23a23b to 26a, 26b attached to the side
Each signal line is directly introduced into the signal processing device 55. 56 is an angle meter for detecting the rotation angle of the cutter face 51; 57 is a jack for moving the excavator; the tip of the jack 57 hits the jack receiving member 58 to transmit hydraulic pressure or other driving force transmission means; Advance the excavator at . 59 is a jack stroke meter that outputs a signal of the distance traveled by the jack 57 of the excavator.

前記信号処理装置55は第6図に示すように、所定のタ
イミングで指令を出力し、かつ、崩壊深さおよび崩壊幅
等を取得する演算制御手段61、この演算制御手段61
から指令を受けて所定の定電流を通電電極に供給する定
電流源62、前記演算制御手段61からの切換制御信号
を受けて順次所定の順序で切換え動作を行う第1図に示
すスイッチ回路31a、31b、32a、32bに相当
する切換部63、各電圧dp1定電極電極切換部63を
介して送られてくる測定電圧を増幅およびデジタル変換
して出力する検知電圧信号処理手段64のほか、同様に
増幅およびデジタル変換機能を持った角度信号処理手段
65および距離信号処理手段66が設けられている。6
7は崩壊深さおよび崩壊幅の演算を行うために必要なデ
ータ、各処理手段64〜66で得られたデータ、演算制
御手段61による演算結果のデータその他必要なデータ
が格納されるメモリ、68は演算制御手段61によって
得られた崩壊深さおよび崩壊幅データを出力し、またこ
の演算崩壊深さと予め定めた設定崩壊深さとを比較し演
算崩壊深さが設定崩壊深さを越えたときにその旨の信号
を出力する切羽崩壊検知手段、69は記録計や表示部等
のデータ出力装置である。
As shown in FIG. 6, the signal processing device 55 includes an arithmetic control means 61 that outputs a command at a predetermined timing and obtains collapse depth, collapse width, etc.
a constant current source 62 which supplies a predetermined constant current to the energized electrodes in response to a command from the controller, and a switch circuit 31a shown in FIG. , 31b, 32a, and 32b, a detection voltage signal processing means 64 that amplifies and digitally converts the measurement voltage sent through each voltage dp1 constant electrode electrode switching section 63, and outputs the same. An angle signal processing means 65 and a distance signal processing means 66 having amplification and digital conversion functions are provided. 6
Reference numeral 7 denotes a memory 68 in which data necessary for calculating the collapse depth and collapse width, data obtained by each processing means 64 to 66, data of calculation results by the calculation control means 61, and other necessary data are stored. outputs the collapse depth and collapse width data obtained by the calculation control means 61, and compares the calculated collapse depth with a predetermined set collapse depth, and when the calculated collapse depth exceeds the set collapse depth, The face collapse detection means outputs a signal to that effect, and 69 is a data output device such as a recorder or a display unit.

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus configured as above will be explained.

演算制御手段61が所定のシーケンスプログラムに基づ
いて切換部63へ切換制御信号を送出すると共に定電流
源62に動作指令を与えると、この切換部6Bでは上記
切換制御信号を受けて例えば第1図に示す接続関係に設
定された場合、定電流源62からカッタフェイス側22
の広い電極間隔a4の通電電極29a、29bに定電流
が供給される。その結果、この2つの電極29a。
When the arithmetic control means 61 sends a switching control signal to the switching section 63 based on a predetermined sequence program and also gives an operation command to the constant current source 62, the switching section 6B receives the switching control signal and performs the operation as shown in FIG. When the connection relationship shown in is set, from the constant current source 62 to the cutter face side 22
A constant current is supplied to the current-carrying electrodes 29a and 29b with a wide electrode spacing a4. As a result, these two electrodes 29a.

29bから泥水および地山からなる電気的二重層に通電
を行って電位分布を形成させ、そのとき狭い電極間隔a
3を持つ電圧測定電極30a。
From 29b, electricity is applied to the electrical double layer made of muddy water and the ground to form a potential distribution, and at that time, a narrow electrode spacing a
Voltage measuring electrode 30a with 3.

3(”)b間に電位分布に応じた測定電圧が得れらるの
で、この測定電圧をロータリコネクタ54および切換部
63を介して検知電圧信号処理手段64で取得すると共
に、ここで増幅およびデジタル変換を行って演算制御手
段61に導入する。
Since a measured voltage according to the potential distribution can be obtained between 3('') and b, this measured voltage is acquired by the detected voltage signal processing means 64 via the rotary connector 54 and the switching section 63, and is amplified and amplified here. It is digitally converted and introduced into the arithmetic control means 61.

この演算制御手段61は測定電圧Vを受けると予めメモ
リ67に格納されている前記第11図に相当するデータ
から崩壊深さdを得る。また、この演算制御手段61は
、通電電極29a、29bへの定電流供給時または電圧
測定時に角度信号処理手段65および距離信号処理手段
66で取得したそれぞれの角度データおよび距離データ
を取り込んで前記崩壊深さデータとともにメモリ67に
格納し、さらに崩壊深さデータを切羽崩壊検知手段68
に送出する。
When this calculation control means 61 receives the measured voltage V, it obtains the collapse depth d from the data corresponding to FIG. 11 previously stored in the memory 67. Further, this arithmetic control means 61 takes in the respective angle data and distance data acquired by the angle signal processing means 65 and the distance signal processing means 66 at the time of constant current supply to the current-carrying electrodes 29a, 29b or voltage measurement, and the collapse The collapse depth data is stored in the memory 67 together with the depth data, and the collapse depth data is also stored in the face collapse detection means 68.
Send to.

引き続き、演算制御手段61は切換部63に切換制御信
号を送出すると、切換部63では狭い電極間隔a3を持
つ27a、27bを通電電極とし、かつ、28a、28
bを電圧測定電極として選択し、同様にカッタフェイス
51側の電極28a28b間に得られたn1定電圧を検
知電圧信号処理手段64を介して演算制御手段61に送
出する。
Subsequently, when the arithmetic control means 61 sends a switching control signal to the switching section 63, the switching section 63 sets the current-carrying electrodes 27a and 27b with the narrow electrode spacing a3, and the current-carrying electrodes 28a and 28.
b is selected as the voltage measurement electrode, and similarly, the n1 constant voltage obtained between the electrodes 28a28b on the cutter face 51 side is sent to the calculation control means 61 via the detection voltage signal processing means 64.

そして、この演算制御手段61により前記(2)式に基
づいて崩壊幅を求めた後、前記角度データおよび距離デ
ータに対応するメモリ67のエリアに格納する。一方、
切羽崩壊検知手段68では演算制御手段61から送られ
てくる演算崩抽深さデータと設定崩壊深さデータとを比
較しながら、演算崩壊深さが設定崩壊深さを越えたとき
にはその旨のデータを角度および距離データと共にデー
タ出力装置69へ出力して操作員に知らせ、また必要に
応じてメモリ67から崩壊深さデータおよび崩壊幅デー
タを取出して崩壊形状を得、同様にデータ出力装置69
に出力することもできる。
After the collapse width is determined by the arithmetic control means 61 based on the equation (2), it is stored in the area of the memory 67 corresponding to the angle data and distance data. on the other hand,
The face collapse detection means 68 compares the calculated collapse depth data sent from the calculation control means 61 with the set collapse depth data, and when the calculated collapse depth exceeds the set collapse depth, it detects data to that effect. is output to the data output device 69 along with the angle and distance data to notify the operator, and if necessary, the collapse depth data and collapse width data are retrieved from the memory 67 to obtain the collapse shape, and similarly, the data output device 69
It can also be output to .

さらに、スキンプレート47側の電極23a。Furthermore, the electrode 23a on the skin plate 47 side.

23b〜26a、26bについても同様な操作および処
理を行って崩壊深さおよび崩壊幅を求めてメモリ67に
記憶し、かつ、切羽崩壊検知手段68にて判定を行い、
その判定結果をデータ出力装置69に出力する。但し、
この場合には角度データは不要である。
Similar operations and processing are performed for 23b to 26a and 26b to obtain the collapse depth and collapse width and store them in the memory 67, and the face collapse detection means 68 makes a determination.
The determination result is output to the data output device 69. however,
In this case, angle data is not necessary.

しかる後、演算制御手段61では角度1156から送ら
れてくる角度信号からカッタフェイス51が所定角度回
転したとき、前述と同様な操作および処理を繰返すもの
である。
Thereafter, when the cutter face 51 is rotated by a predetermined angle based on the angle signal sent from the angle 1156, the calculation control means 61 repeats the same operations and processing as described above.

第7図は掘進機による実際の掘進時の崩壊深さの計測結
果を示す図である。すなわち、この図は、カッタフェイ
ス51の電極が丁度真上(0°C)位置にあるとき、カ
ッタフェイス51の電極により距離1200a+m 〜
1800mm付近で深さ1001程度の地山崩壊が生じ
ていることを検知している。さらに、約100011I
ll掘進した時、今度はスキンプレート47の電極によ
り深さ約13011I+1程度の地山崩壊が検知され、
これにより地山崩壊の深さが掘進に伴って若干深くなっ
たことが判断できる。さらに、同図(b)は距離160
0mraの地点での円周方向の地山崩壊分布の計測結果
を示しているが、この結果から地山崩壊がシールド掘進
機の真上付近にのみ存在することがわかる。
FIG. 7 is a diagram showing the measurement results of the collapse depth during actual excavation by an excavator. In other words, this figure shows that when the electrode of the cutter face 51 is located exactly above (0°C), the electrode of the cutter face 51 allows a distance of 1200a+m to 1200a+m.
A ground collapse with a depth of about 1001 mm has been detected at around 1800 mm. Furthermore, about 100011I
When the excavation was carried out, a ground collapse at a depth of approximately 13011I+1 was detected by the electrodes of the skin plate 47.
From this, it can be determined that the depth of the ground failure became slightly deeper due to excavation. Furthermore, in the same figure (b), the distance is 160
The measurement results of the circumferential rock collapse distribution at a point of 0 mra are shown, and it can be seen from these results that the rock collapse exists only near directly above the shield excavator.

従って、以上のような実施例の構成によれば、スキンプ
レート47だけでなく、カッタフェイス51にも狭い電
極間隔の4電極と広い電極間隔を設けて順次δp1定電
圧を得るようにしたので、切羽崩壊部分がスキンプレー
ト47に達する前にその崩壊状態を検知でき、しかもス
キンプレート47の円周方向に多数の電極を設けること
なくカッタフェイス51を回転させて測定電圧を取得で
きるため、スキンプレート47の機械的強度を低下させ
ずに円周方向のすべてについて崩壊状態を正確に把握で
きる。また、カッタフェイス51とスキンプレート47
とにそれぞれ4電極法を取り入れることにより、崩抽状
態の変化を正確に検出でき、その後の掘削条件を決定す
るのに有効なデータを取得でき、さらに崩壊部分の補修
としての裏込作業の作業管理を効率的に行うことができ
る。
Therefore, according to the configuration of the embodiment as described above, not only the skin plate 47 but also the cutter face 51 are provided with four electrodes with a narrow electrode interval and a wide electrode interval, so that the δp1 constant voltage is sequentially obtained. The collapsed state of the collapsed part of the face can be detected before it reaches the skin plate 47, and the measurement voltage can be obtained by rotating the cutter face 51 without providing a large number of electrodes in the circumferential direction of the skin plate 47. The state of collapse can be accurately grasped in all circumferential directions without reducing the mechanical strength of 47. In addition, cutter face 51 and skin plate 47
By incorporating the 4-electrode method in each case, it is possible to accurately detect changes in the collapsed extraction condition, obtain data that is effective for determining subsequent excavation conditions, and further improve the effectiveness of backfilling work to repair collapsed areas. Management can be performed efficiently.

また、実際の崩壊深さと予め定めた崩壊深さとから崩壊
深さの程度を知り得、崩壊深さが予め定めた崩壊深さよ
りも大きい場合には速やかに操作員に知らせることによ
り、迅速に必要な処置を講じることができる。
In addition, the extent of the collapse depth can be determined from the actual collapse depth and the predetermined collapse depth, and if the collapse depth is greater than the predetermined collapse depth, the operator can be immediately notified, so that necessary appropriate measures can be taken.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、次のような種々の
効果を奏する。
As explained above, according to the present invention, the following various effects can be achieved.

先ず、請求項1,2においては、円周方向の任意箇所の
切羽崩壊状態を迅速に検知できるシールド式掘進機の切
羽崩壊検知方法を提供できる。
First, in claims 1 and 2, it is possible to provide a face collapse detection method for a shield type excavator that can quickly detect a face collapse state at any location in the circumferential direction.

次に、請求項3においては、構成簡単にして迅速に崩壊
状態を知ることができ、またスキンプレートの強度を低
下させずに円周方向の崩壊状態を確実に把握できる。
Next, in claim 3, the collapsed state can be quickly determined with a simple configuration, and the collapsed state in the circumferential direction can be reliably determined without reducing the strength of the skin plate.

さらに、請求項4では、切羽崩壊の程度を判断しながら
その程度が激しい場合には操作員に知らせるので、迅速
に適切な対策を講することができる。
Furthermore, in claim 4, while determining the degree of face collapse, if the degree is severe, the operator is notified, so that appropriate measures can be taken quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第4図は本発明方法を説明するために示し
たもので、第1図は電極配置構成および電極の切換選択
状態を示す図、第2図は泥水厚を1113定するための
模式図、第3図は泥水厚と電極間隔との比に対する見掛
は上の比抵抗の変化を説明する図、第4図は崩壊形状の
模式図、第5図は本発明装置の構成図、第6図は第5図
の信号処理装置の一具体例を示すブロック図、第7図(
a)は本発明装置によって得られた演算結果のデータ図
、同図(b)は背面側から見た掘進機と崩壊の関係を示
す図、第8図ないし第12図は従来方法および従来装置
を説明するために示したもので、第8図は掘進機による
掘進により形成された地中断面図、第9図は従来装置の
構成図、第10図は4電極法を用いて崩壊形状を測定す
る状態を説明する模式図、第11図は泥水厚と測定電圧
との関係図、第12図は第10図を更に改良した4電極
法を用いて崩壊形状を測定する状態を説明する模式図で
ある。 23a、23b、 〜26a、26b−・・スキンプレ
ート側の電極、27a、27b 〜30a。 30b・・・カッタフェイス側の電極、41・・・泥水
、42・・・地山、43,44.62・・・定電流源、
47・・・スキンプレート、51・・・カッタフェイス
、52・・・モータ、53・・・絶縁板、54・・・ロ
ータリコネクタ、55・・・信号処理装置、56・・・
角度計、57・・・ジヤツキ、59・・・ジヤツキスト
ローク計、61・・・演算制御手段、63・・・切換部
、67・・・メモリ、68・・・切羽崩壊検知手段、6
9・・・データ処理装置。 0.1 泥水!#/電極間隙 第3図 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 4 図 tg!刺距斉IE (mm) (a) (b) 第 図 箔 図 第 図 第10 図
Figures 1 to 4 are shown to explain the method of the present invention. Figure 1 is a diagram showing the electrode arrangement configuration and the switching selection state of the electrodes, and Figure 2 is a diagram showing the electrode arrangement configuration and the switching selection state of the electrodes. Schematic diagram, Figure 3 is a diagram explaining the change in apparent resistivity with respect to the ratio of mud thickness to electrode spacing, Figure 4 is a schematic diagram of the collapsed shape, and Figure 5 is a configuration diagram of the device of the present invention. , FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of the signal processing device shown in FIG. 5, and FIG. 7 (
a) is a data diagram of the calculation results obtained by the device of the present invention, FIG. Fig. 8 is a cross-sectional view of the ground formed by excavation with an excavator, Fig. 9 is a configuration diagram of a conventional device, and Fig. 10 is a diagram showing the collapse shape using the four-electrode method. A schematic diagram explaining the measurement conditions, Figure 11 is a diagram of the relationship between muddy water thickness and measurement voltage, and Figure 12 is a schematic diagram explaining the conditions in which the collapse shape is measured using the four-electrode method, which is a further improvement of Figure 10. It is a diagram. 23a, 23b, ~26a, 26b-- electrodes on the skin plate side, 27a, 27b ~30a. 30b... Electrode on the cutter face side, 41... Mud water, 42... Earth, 43, 44.62... Constant current source,
47... Skin plate, 51... Cutter face, 52... Motor, 53... Insulating plate, 54... Rotary connector, 55... Signal processing device, 56...
Angle meter, 57... Jacket, 59... Jacket stroke meter, 61... Arithmetic control means, 63... Switching section, 67... Memory, 68... Face collapse detection means, 6
9...Data processing device. 0.1 Muddy water! #/Electrode gap Figure 3 Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 4 tg! String distance IE (mm) (a) (b) Figure Foil Figure Figure 10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スキンプレートの前面側にカッタフェイスが設け
られたシールド式掘進機において、前記カッタフェイス
に通電用電極および電圧測定用電極を設け、前記カッタ
フェイスを回転させながら前記通電用電極に所定の電流
を供給し、このカッタフェイスの回転角度と前記電圧測
定用電極によって検知された測定電圧とから切羽崩壊の
状態を検知することを特徴とするシールド式掘進機の切
羽崩壊検知方法。
(1) In a shield type excavator in which a cutter face is provided on the front side of a skin plate, a current-carrying electrode and a voltage-measuring electrode are provided on the cutter face, and while rotating the cutter face, a predetermined voltage is applied to the current-carrying electrode. A method for detecting face collapse of a shield type excavator, comprising: supplying a current, and detecting a state of face collapse based on the rotation angle of the cutter face and the measured voltage detected by the voltage measuring electrode.
(2)スキンプレートの前面側にカッタフェイスが設け
られたシールド式掘進機において、前記スキンプレート
およびカッタフェイスにそれぞれ通電用電極および電圧
測定用電極からなる4電極を組として電極間隔を異なら
せて2組ずつ設け、前記カッタフェイスおよびスキンプ
レートの各組の電極を所定の順序で選択して前記通電用
電極から泥水と地山からなる電気的二重層に通電を行い
、そのときのカッタフェイスの回転角度と前記電圧測定
用電極によって検知された測定電圧とから切羽崩壊の状
態を検知することを特徴とするシールド式掘進機の切羽
崩壊検知方法。
(2) In a shield type excavator in which a cutter face is provided on the front side of a skin plate, a set of four electrodes each consisting of an energizing electrode and a voltage measuring electrode are arranged on the skin plate and the cutter face, respectively, and the electrode spacing is varied. Two sets are provided, and the electrodes of each set of the cutter face and skin plate are selected in a predetermined order, and electricity is applied from the current-carrying electrode to the electric double layer consisting of muddy water and the ground, and the cutter face at that time is A method for detecting face collapse of a shield type excavator, characterized in that a state of face collapse is detected from a rotation angle and a measured voltage detected by the voltage measuring electrode.
(3)スキンプレートの前面側に地山を切羽崩壊するカ
ッタフェイスが設けられ、かつ、泥水と地山とからなる
電気的二重層に通電を行い、その電位分布によって得ら
れる測定電圧から切羽崩壊の状態を検知するシールド式
掘進機の切羽崩壊検知装置において、前記スキンプレー
トおよびカッタフェイスにそれぞれ通電用電極および電
圧測定用電極からなる4電極を組として電極間隔を異な
らせて2組ずつ配置してなる電極配置手段と、前記カッ
タフェイスの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記スキンプレートとカッタフェイスに配置された各組
の電極を所定の順序で切換選択する切換部と、この切換
部によって選択された組の通電用電極に所定の電流を通
電し、そのとき当該組の前記電圧測定用電極で前記測定
電圧を検知する測定電圧検知手段と、この測定電圧検知
手段で測定された各組の測定電圧のうち、前記カッタフ
ェイス側の組を選択したときの前記測定電圧から前記回
転角度検出手段による回転角度方向に対する崩壊深さお
よび崩壊幅を求め、前記スキンプレート側の組を選択し
たときの測定電圧から電極配置方向の崩壊深さおよび崩
壊幅を求める演算制御手段とを備えたことを特徴とする
シールド式掘進機の切羽崩壊検知装置。
(3) A cutter face is provided on the front side of the skin plate to collapse the rock face, and the electric double layer consisting of muddy water and the rock is energized, and the face collapses from the measured voltage obtained from the potential distribution. In a face collapse detection device for a shield-type excavator that detects the state of electrode arrangement means, and rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the cutter face;
A switching section switches and selects each set of electrodes arranged on the skin plate and the cutter face in a predetermined order, and a predetermined current is applied to the current-carrying electrodes of the set selected by the switching section. measurement voltage detection means for detecting the measurement voltage with the voltage measurement electrode; and the measurement voltage when the set on the cutter face side is selected from among each set of measurement voltages measured by the measurement voltage detection means. calculation control means for determining the collapse depth and collapse width in the rotation angle direction by the rotation angle detection means from the above, and determining the collapse depth and collapse width in the electrode arrangement direction from the measured voltage when the skin plate side set is selected; A face collapse detection device for a shield type excavator, characterized by comprising:
(4)前記演算制御手段によって求めた少なくとも演算
崩壊深さと予め設定された設定崩壊深さとを比較し前記
演算崩壊深さが設定崩壊深さを越えたとき、カッタフェ
イス側選択時には回転角度方向データともにその旨のデ
ータを出力し、スキンプレート側選択時にはその旨のデ
ータのみを出力する切羽崩壊検知手段を設けた第3項記
載のシールド式掘進機の切羽崩壊検知装置。
(4) Compare at least the calculated collapse depth obtained by the calculation control means with a preset set collapse depth, and when the calculated collapse depth exceeds the set collapse depth, when the cutter face side is selected, rotation angle direction data 4. The face collapse detection device for a shield type excavator according to claim 3, further comprising a face collapse detection means that outputs data to that effect in both cases, and outputs only data to that effect when the skin plate side is selected.
JP63333530A 1988-12-28 1988-12-28 Method and device for detecting working face breakage of shield type drilling machine Pending JPH02176590A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61186696A (en) * 1985-02-15 1986-08-20 日本鋼管株式会社 Method and apparatus for detecting collapse of face of shield type tunnel excavating machine
JPS6388487A (en) * 1986-10-01 1988-04-19 Komatsu Ltd Method for detecting abnormality of face part in shield excavator

Patent Citations (2)

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