JPH0344197B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0344197B2 JPH0344197B2 JP59226935A JP22693584A JPH0344197B2 JP H0344197 B2 JPH0344197 B2 JP H0344197B2 JP 59226935 A JP59226935 A JP 59226935A JP 22693584 A JP22693584 A JP 22693584A JP H0344197 B2 JPH0344197 B2 JP H0344197B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutter head
- rod
- face
- shield
- backward
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 15
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トンネル掘削技術に係るシールド工
事における切羽前方土質性状計測装置に関するも
のである。
事における切羽前方土質性状計測装置に関するも
のである。
近年、トンネル掘削技術に多く用いられている
メカニカルシールド工法は、周辺地盤の土質工学
的な性質を利用することによつて、その機能を発
揮するように設計されており、このためシールド
工法の適用に当つては、シールド延長方向にボー
リング調査を行ない、運転管理規準等を設定して
いる。しかしこの種のシールド工法は、施工延長
の長い構造物に用いられるため、事前のボーリン
グ調査はせいぜい30〜50ｍ程度の間隔でしか行な
われず、加えてメカニカルシールド機は全面閉鎖
形であるため、運転室から切羽の状態を目視にて
確認することができないもので、シールド延長方
向の地盤の土質性状の変化の様子を的確かつ連続
的に把握することが困難であつた。したがつて掘
削地盤が複雑に変化しているような場合には、地
盤に適合したシールドの掘削運転ができず、半ば
盲目運転の状態で施工されている。
メカニカルシールド工法は、周辺地盤の土質工学
的な性質を利用することによつて、その機能を発
揮するように設計されており、このためシールド
工法の適用に当つては、シールド延長方向にボー
リング調査を行ない、運転管理規準等を設定して
いる。しかしこの種のシールド工法は、施工延長
の長い構造物に用いられるため、事前のボーリン
グ調査はせいぜい30〜50ｍ程度の間隔でしか行な
われず、加えてメカニカルシールド機は全面閉鎖
形であるため、運転室から切羽の状態を目視にて
確認することができないもので、シールド延長方
向の地盤の土質性状の変化の様子を的確かつ連続
的に把握することが困難であつた。したがつて掘
削地盤が複雑に変化しているような場合には、地
盤に適合したシールドの掘削運転ができず、半ば
盲目運転の状態で施工されている。
このため、従来、シールド機の前面にセンサを
設置し、該カツターヘツドの回転時に作用する地
盤の性状を計測することによつて切羽の状態を検
知し、土質型、土の強度、地盤の緩み、空洞の存
在および障害物の有無等を判別する技術が知られ
ている。
設置し、該カツターヘツドの回転時に作用する地
盤の性状を計測することによつて切羽の状態を検
知し、土質型、土の強度、地盤の緩み、空洞の存
在および障害物の有無等を判別する技術が知られ
ている。
しかし、上記技術によれば、従来の土質地盤調
査方法と異なつた計測方法を用いているために、
一般的に用いられている土質定数を求めることに
難点がある。また、計測範囲がシールド機前面10
cm程度であることから、シールドの運転によつて
すでに乱された状態の計測である可能性が大き
く、原地盤の状態のままの地盤の状態を把握する
ことに難点があつた。
査方法と異なつた計測方法を用いているために、
一般的に用いられている土質定数を求めることに
難点がある。また、計測範囲がシールド機前面10
cm程度であることから、シールドの運転によつて
すでに乱された状態の計測である可能性が大き
く、原地盤の状態のままの地盤の状態を把握する
ことに難点があつた。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、
シールド切羽前方の土質性状を掘進以前に把握
し、最適な掘進運転を判断するための情報を提供
するための装置を提供せんとするものである。
シールド切羽前方の土質性状を掘進以前に把握
し、最適な掘進運転を判断するための情報を提供
するための装置を提供せんとするものである。
上記目的を達成するため、本発明の切羽前方土
質性状計測装置は、シールド機の内部上方にカツ
ターヘツドの回転軸と平行な方向に配置されたロ
ツドと、前記ロツドを前記カツターヘツドに穿設
した透孔を貫通して前記カツターヘツドの前方へ
突没自在に突出させる進退駆動装置と、前記カツ
ターヘツドを前記透孔が前記ロツドの進退軸上に
位置するように停止させる制御機構と、前記ロツ
ドの先端に取り付けられ、土質多成分を同時に計
測する複数のセンサを内蔵した貫入コーンと、前
記センサからの情報を処理するコンピユータと、
を有し、前記貫入コーンを切羽前方約１ｍの位置
に突出させる構成とした。
質性状計測装置は、シールド機の内部上方にカツ
ターヘツドの回転軸と平行な方向に配置されたロ
ツドと、前記ロツドを前記カツターヘツドに穿設
した透孔を貫通して前記カツターヘツドの前方へ
突没自在に突出させる進退駆動装置と、前記カツ
ターヘツドを前記透孔が前記ロツドの進退軸上に
位置するように停止させる制御機構と、前記ロツ
ドの先端に取り付けられ、土質多成分を同時に計
測する複数のセンサを内蔵した貫入コーンと、前
記センサからの情報を処理するコンピユータと、
を有し、前記貫入コーンを切羽前方約１ｍの位置
に突出させる構成とした。
シールド工法では、一定区間（約１ｍ）を掘進
するとシールド機の運転を一時停止し、セグメン
トによつて地山を保護しながら施工するものであ
り、また推進工法ではヒユーム管等を継ぎ足しし
ながら施工するために、管の継ぎ足し時には掘進
運転を一時停止する。
するとシールド機の運転を一時停止し、セグメン
トによつて地山を保護しながら施工するものであ
り、また推進工法ではヒユーム管等を継ぎ足しし
ながら施工するために、管の継ぎ足し時には掘進
運転を一時停止する。
本発明における計測は、この停止時に行なうも
ので、制御機構によりカツターヘツドはロツドの
進退軸上に透孔が位置するように停止するため、
該カツターヘツドの停止と同時に進退駆動装置に
よりロツドを送出して貫入コーンを切羽地盤に約
１ｍ貫入し、該地盤から得た情報を中央操作室の
マイクロコンピユータで解析し、瞬時につぎの掘
進運転に最適な運転プログラムを作成するもので
あり、シールド機の完全自動運転を可能にするも
のである。
ので、制御機構によりカツターヘツドはロツドの
進退軸上に透孔が位置するように停止するため、
該カツターヘツドの停止と同時に進退駆動装置に
よりロツドを送出して貫入コーンを切羽地盤に約
１ｍ貫入し、該地盤から得た情報を中央操作室の
マイクロコンピユータで解析し、瞬時につぎの掘
進運転に最適な運転プログラムを作成するもので
あり、シールド機の完全自動運転を可能にするも
のである。
以下、本発明装置の一実施例を第１図ないし第
４図にしたがつて説明する。符号１はシールド機
２のカツター駆動用減速機３の駆動軸先端に軸着
したカツターヘツドであり、該シールド機２の機
枠４にはカツターヘツド１の回動軸と平行に進退
駆動用ジヤツキ５を固設するとともに、該進退駆
動用ジヤツキ５により進退駆動するロツド６の先
端に貫入コーン７を突設固着し、前記カツターヘ
ツド１に穿設した透孔８を介して約１ｍの範囲で
突出し、また該カツターヘツド１の後方に後退す
るようになる。
４図にしたがつて説明する。符号１はシールド機
２のカツター駆動用減速機３の駆動軸先端に軸着
したカツターヘツドであり、該シールド機２の機
枠４にはカツターヘツド１の回動軸と平行に進退
駆動用ジヤツキ５を固設するとともに、該進退駆
動用ジヤツキ５により進退駆動するロツド６の先
端に貫入コーン７を突設固着し、前記カツターヘ
ツド１に穿設した透孔８を介して約１ｍの範囲で
突出し、また該カツターヘツド１の後方に後退す
るようになる。
上記カツターヘツド１は、カツター駆動用減速
機３の回転部と対応して固設した近接スイツチ９
からの回動位置検出に伴ない、中央制御部からの
信号により、必らず透孔８がロツド６進退軸上に
位置するように停止するとともに、進退駆動用ジ
ヤツキ５はカツターヘツド１停止時に進退駆動す
る。
機３の回転部と対応して固設した近接スイツチ９
からの回動位置検出に伴ない、中央制御部からの
信号により、必らず透孔８がロツド６進退軸上に
位置するように停止するとともに、進退駆動用ジ
ヤツキ５はカツターヘツド１停止時に進退駆動す
る。
また該進退駆動用ジヤツキ５は、第３図に示す
ごとく、油圧シリンダー５′によつて構成され、
該ジヤツキ５の摺動部に一端を連繋するととも
に、他端を一回転方向に弾性付勢したドラム１０
に捲回してなるワイヤー１１とからなる変位計１
２により、該ドラム１０の回転数を計数して貫入
コーン７の突出量を計測する。
ごとく、油圧シリンダー５′によつて構成され、
該ジヤツキ５の摺動部に一端を連繋するととも
に、他端を一回転方向に弾性付勢したドラム１０
に捲回してなるワイヤー１１とからなる変位計１
２により、該ドラム１０の回転数を計数して貫入
コーン７の突出量を計測する。
また前記貫入コーン７は、第３図に示すごと
く、３個の電気式センサ１３，１４，１５を配設
し、先端貫入抵抗、局部周辺摩擦および間隙水圧
を計測するようになるものであり、各センサ１
３，１４，１５の出力は増幅器１６およびインタ
ーフエイス１７を経て中央制御部のマイクロコン
ピユータ１８に入力されるとともに、該マイクロ
コンピユータ１８により自動的にただちに解析さ
れ、つぎの区間の好ましいシールド機２の運転プ
ログラムが出力され、シールド機２はこのプログ
ラムにそつて掘進駆動する。
く、３個の電気式センサ１３，１４，１５を配設
し、先端貫入抵抗、局部周辺摩擦および間隙水圧
を計測するようになるものであり、各センサ１
３，１４，１５の出力は増幅器１６およびインタ
ーフエイス１７を経て中央制御部のマイクロコン
ピユータ１８に入力されるとともに、該マイクロ
コンピユータ１８により自動的にただちに解析さ
れ、つぎの区間の好ましいシールド機２の運転プ
ログラムが出力され、シールド機２はこのプログ
ラムにそつて掘進駆動する。
上記計測に際して、貫入コーン７の貫入速度
は、１cm／sec程度であり、切羽前方約１ｍの貫
入の場合、計測所要時間は約５分であるが、シー
ルド機２の停止時間内に充分に計測を終了するこ
とができるため、シールド掘進運転の支障となる
ことはない。
は、１cm／sec程度であり、切羽前方約１ｍの貫
入の場合、計測所要時間は約５分であるが、シー
ルド機２の停止時間内に充分に計測を終了するこ
とができるため、シールド掘進運転の支障となる
ことはない。
また第４図に示すように、一般に切羽崩壊（矢
印Ａ）はカツターヘツド１の上縁部土壌で生ずる
ものであるため、貫入コーン７をカツターヘツド
１の上端部近傍前方に貫入するように構成するこ
とにより、事前に切羽崩壊の有無を検出すること
が可能となる。
印Ａ）はカツターヘツド１の上縁部土壌で生ずる
ものであるため、貫入コーン７をカツターヘツド
１の上端部近傍前方に貫入するように構成するこ
とにより、事前に切羽崩壊の有無を検出すること
が可能となる。
以上述べたごとく本発明のシールド工事におけ
る切羽前方土質性状計測装置は、シールド機によ
つて掘進する切羽前方の土質性状を従来の静的検
出手段により計測することができるため、従来の
豊富な計測データを分析に使用することが可能と
なり、きわめて正確な分析結果を得ることができ
るとともに、切羽前方の土質性状を掘進作業を遅
滞させることなく連続的に計測することができ
る。また貫入コーンを切羽前方約１ｍの位置に突
出させることとしたため、センサから原地盤の状
態のままの地盤の状態の情報を得ることができる
とともに、シールド機の内部上方にロツドを配置
したため、第４図にしたがつて説明したように、
切羽崩壊の有無を事前に検出することができる。
る切羽前方土質性状計測装置は、シールド機によ
つて掘進する切羽前方の土質性状を従来の静的検
出手段により計測することができるため、従来の
豊富な計測データを分析に使用することが可能と
なり、きわめて正確な分析結果を得ることができ
るとともに、切羽前方の土質性状を掘進作業を遅
滞させることなく連続的に計測することができ
る。また貫入コーンを切羽前方約１ｍの位置に突
出させることとしたため、センサから原地盤の状
態のままの地盤の状態の情報を得ることができる
とともに、シールド機の内部上方にロツドを配置
したため、第４図にしたがつて説明したように、
切羽崩壊の有無を事前に検出することができる。
第１図は本発明切羽前方土質性状計測装置を具
備したシールド機の略側断面図、第２図は同正面
図、第３図は進退駆動用ジヤツキの側面図および
貫入コーンの電気信号系統図、第４図は計測状況
を示す説明図である。 １……カツターヘツド、２……シールド機、３
……カツター駆動用減速機、５……進退駆動用ジ
ヤツキ、６……ロツド、７……貫入コーン、８…
…透孔、９……近接スイツチ、１２……変位計、
１３，１４，１５……センサ、１８……マイクロ
コンピユータ。
備したシールド機の略側断面図、第２図は同正面
図、第３図は進退駆動用ジヤツキの側面図および
貫入コーンの電気信号系統図、第４図は計測状況
を示す説明図である。 １……カツターヘツド、２……シールド機、３
……カツター駆動用減速機、５……進退駆動用ジ
ヤツキ、６……ロツド、７……貫入コーン、８…
…透孔、９……近接スイツチ、１２……変位計、
１３，１４，１５……センサ、１８……マイクロ
コンピユータ。
Claims (1)
- １ シールド機の内部上方にカツターヘツドの回
転軸と平行な方向に配置されたロツドと、前記ロ
ツドを前記カツターヘツドに穿設した透孔を貫通
して前記カツターヘツドの前方へ突没自在に突出
させる進退駆動装置と、前記カツターヘツドを前
記透孔が前記ロツドの進退軸上に位置するように
停止させる制御機構と、前記ロツドの先端に取り
付けられ、土質多成分を同時に計測する複数のセ
ンサを内蔵した貫入コーンと、前記センサからの
情報を処理するコンピユータと、を有し、前記貫
入コーンを切羽前方約１ｍの位置に突出させるシ
ールド工事における切羽前方土質性状計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693584A JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693584A JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106894A JPS61106894A (ja) | 1986-05-24 |
| JPH0344197B2 true JPH0344197B2 (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=16852908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22693584A Granted JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106894A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280191A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-17 | 日立建機株式会社 | シ−ルド掘進機 |
| JPH0274789A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Shimizu Corp | トンネルの地山事前予知方法 |
| JPH04357294A (ja) * | 1991-04-10 | 1992-12-10 | Pub Works Res Inst Ministry Of Constr | 切羽前方地盤特性測定装置及び切羽前方地盤特性測定方法 |
| JP2625322B2 (ja) * | 1992-08-06 | 1997-07-02 | 武弘 平田 | 地山崩壊検知装置 |
| JP3706993B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2005-10-19 | 清水建設株式会社 | トンネル安定性の試験方法および試験設備 |
| JP2023069192A (ja) * | 2021-11-05 | 2023-05-18 | Ｎ．Ｊｅｔエンジニアリング株式会社 | 探査装置、掘進機、および、掘進機の地中構造物探査方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207492A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | シ−ルド掘進機の切羽安定制御方法 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22693584A patent/JPS61106894A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207492A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | シ−ルド掘進機の切羽安定制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61106894A (ja) | 1986-05-24 |
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