JPH05263583A - シールド掘進機用テールクリアランス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付け，取外しの簡単な部分である推進ジャ
ッキのスフレッダに固定されて推進ジャッキの伸縮動作
如何にかかわらず、セグメントの内壁を基準としてスキ
ンプレート内面に接して両者間のクリアランスを計測で
きるようにした。 【構成】 測定装置は、スプレッダ２ａに固定されるケ
ース４内に前後進可能に支持された移動フレーム７と、
移動フレーム７の先端に並列配置され、ケース４の先端
に液密かつ前後進可能に突出する一対の筒部９，１０を
備えている。筒部９の先端はセグメント３の先端内壁に
度当りする基準位置決め用のセグメント内面押当具１１
が一体に設けられている。筒部９の内側は駆動用トルク
モ―タ１２に連繋している。筒部１０はスキンプレート
１の内面に対向するものであり、有底筒状の検出子１４
が液密かつ出没可能に突出しスキンプレート１の内面側
に付勢されている。検出子１４の内底面は超音波反射面
１４ａを構成する。筒部１０の上端には超音波センサー
１８が嵌合固定され、その送受波面を反射面１４ａに対
向させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機後端の
セグメント組立部にて組み立てられたセグメントとスキ
ンプレートとのクリアランス（以下テールクリアランス
と称する）を検出するためのシールド掘進機用テールク
リアランス測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機の掘進作業は、スキンプ
レートの後部内側にセグメントの端部を数リング分組み
立てた状態で推進ジャッキを、そのセグメント端部に押
し当てて反力を取りつつ推進するものである。このとき
計画路線からの水平，垂直の偏位量を極少にする掘進制
御を行う必要がある。

【０００３】また、シールド一次覆工工事における施工
管理のうち、重要な項目の一つにセグメント出来形管理
がある。この出来形のチェック項目は、真円度，ローリ
ング度，セグメントの側面度や鉛直度などのセグメント
の向き，段差や漏水などである。したがってセグメント
外壁とシールド掘進機のテール部内壁のクリアランスを
全周に亘り確保できる掘進制御を行わなければならず、
そのためにテールクリアランスの測定は重要な測定項目
となっている。

【０００４】この種のクリアランスの測定方法として
は、直接クリアランスを測定する方法や、定点からセグ
メント内壁までの距離とスキンプレートまでの距離をそ
れぞれ測定し、セグメント厚みを含む両者の差を演算す
る方法、定点をいずれかの表面に設定し、これを基準に
セグメント表面からスキンプレートの距離までを測定
し、その値からセグメントの厚みを減算する方法等があ
るが、以下の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直接測定タイプのもの
では、スキンプレートの内側にあってセグメントと対向
する位置にセンサーを固定配置しなければならず、スキ
ンプレートの強度上からは好ましいものではなかった。
また、この部分には時折裏込め注入モルタルや、異物が
テールパッキンを伝わってスキンプレートの内部に侵入
することがあり、この場合には測定部に固着して測定不
能になったり、破損の惧れがあるほか、このような状態
になった場合には構造的にメンテナンスが難しい。

【０００６】定点から測定するタイプとしては、接触
形，非接触形のセンサーがあるが、いずれにあってもそ
の定点をシールド機の中央寄りに設定すると、取り付け
のための広い空間を占有し、セグメント組立などの各種
作業の障害となり、推進ジャッキの伸縮動作に合わせた
追随機構などの実装が必要となる。

【０００７】特に非接触形センサーとしてレーザを用い
る場合には、テール部では裏込め注入モルタルや泥水の
混入した濁水の奮発が予想され、これらが発光面に付着
する惧れがあり、このような場合には発光面の政争が頻
繁となり、運用性が悪いものとなる。また、センサーが
超音波の場合には特にシールド機の底部側は泥水などの
溜まり水があるため測定不能となる。

【０００８】さらにはスキンプレートまたはセグメント
を基準に計測するタイプも前記定点タイプと同様の問題
があった。

【０００９】本発明は以上の問題を解決するものであっ
て、取付け，取外しの簡単な部分である推進ジャッキの
スプレッダに固定されて推進ジャッキの伸縮動作如何に
かかわらず、セグメントの内壁を基準としてスキンプレ
ート内面に接して両者間のクリアランスを計測できるよ
うにしたテールクリアランス測定装置を提供するもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するため本発明の特徴は、シ
ールド掘進機内にあってセグメント組立部に向けて移動
する支持手段と、該支持手段に固定された支持フレーム
と、該支持フレームに対し、前記シールド掘進機の半径
方向に平行移動するように支持された移動フレームと、
該移動フレームを前記支持フレームに対して平行移動さ
せる駆動手段と、前記移動フレームと一体に設けられ、
セグメント組立部にて組立てられたセグメントの内面に
当接されるセグメント内面押当具と、前記移動フレーム
に対して前記シールド掘進機のスキンプレート内面に向
けて出入自在に支持され、かつバネ圧にて突出方向に附
勢された検出子と、該検出子の移動フレームに対する位
置を計測する計測手段とを備えてなるシールド掘進機用
テールクリアランス測定装置に存する。

【００１１】

【作用】本発明の装置は、シールド掘進機内の、例えば
掘進用ジャッキのスプレッダーを支持手段として使用
し、これを動作させて測定装置全体をセグメント組立部
にて組立てられたセグメントの後縁に移動させる。次い
で駆動手段によって移動フレームをスキンプレート面に
近づく側に移動させることによりセグメント内面押当具
がセグメントの内縁に当接される。この状態で検出子の
先端がスキンプレート内面に当接され、その際の検出子
の移動フレームに対する位置が計測手段によって計測さ
れる。この状態で推進ジャッキを伸長させて、その反力
でシールド掘進機を前進させると、検出子は常時バネ圧
により、スキンプレート側に押圧されいるので、相対的
に摺動接触し、その際の検出子の出入動作距離が計測手
段によって計測される。また、検出子を液密に保持させ
ることにより、その内部を泥水等の侵入から保護するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図において、１は本発明が適用されるシー
ルド掘進機の円筒形をしたスキンプレート１を示してい
る。スキンプレート１の内周面には推進ジャッキ２のロ
ッドに連結した多数のスプレッダ２ａがその内周に沿っ
て分割状態に配置され、スキンプレート後端内のセグメ
ント組立部内にて組み立てられたセグメント３の後端に
対向している。テールクリアランス測定装置は、各スプ
レッダ２ａのうち、図３に示すようにスキンプレート１
の左右上下の合計４ケ所のＡで示す部分に取り付けられ
る。

【００１３】図１はその測定装置を示すもので、スプレ
ッダ２ａに固定される防水ケース４からなる支持フレー
ムと、ケース４内に固定された一対のガイドバー５に対
し、これに摺動可能に軸受されるスライド軸受６を介し
て往復動可能に支持された移動フレーム７と、移動フレ
ーム７から一体に突設され、ケース４にＯ−リング８を
介して液密かつ前後進可能に突出する一対の筒部９，１
０を備えている。

【００１４】一方の筒部９の先端はＵ字形に折り返えさ
れ、その屈曲端９ａには前記セグメント３の先端内壁に
度当りする基準位置決め用のセグメント内面押当具１１
が一体に突設されている。筒部９の内側はケース４内に
固定されたトルクモ―タ１２の出力軸１２ａにボ―ルネ
ジ送り機構１３を介して連繋し、モ―タ１２の正逆転に
より移動フレーム７を前後進させる。

【００１５】他方の筒部１０はスキンプレート１の内面
に対向するものであり、その先端には有底筒状の検出子
１４がＯ−リング１５を介して液密かつ出没可能に突出
している。

【００１６】検出子１４と筒部１０との間には圧縮コイ
ルバネ１６が介在され、常時検出子１４を先端側、すな
わち前記スキンプレート１の内面側に付勢しているとと
もに、検出子１４の先端にはロ―ラ１７が配置され、こ
れがスキンプレート１に直接接触することで推進ジャッ
キによるスキンプレート１の移動に伴う接触摩擦を低減
する。

【００１７】検出子１４の内底面は検出面、すなわち超
音波反射面１４ａを構成するものであって、この反射面
１４ａに対して前記筒部１０のケース４内側上端には距
離センサーを構成する超音波センサー１８が嵌合固定さ
れ、その送受波面１８ａを前記反射面１４ａに向けるこ
とにより測長が可能となっている。

【００１８】なお、以上の測定装置には推進ジャッキの
伸縮動作に連動して前記トルクモ―タ１１に正逆転指令
を行うとともに、前記超音波センサー１８の検出信号に
基づきテールクリアランスｄを演算する図外の制御部に
接続している。

【００１９】次に以上の構成のテールクリアランス測定
装置の測定動作を説明する。まず、非測定状態では移動
フレーム７は図１の状態より上昇位置である測定待機位
置に位置し、セグメント内面押当具１１および検出子１
４共にセグメント３およびスキンプレート１から離間し
ている（なお、上部側測定装置は下降位置に待機し、左
右の測定装置は横方向の待機位置に位置している）。

【００２０】シールド掘進動作がなされると、推進動作
の条件信号を受けてトルクモ―タ１２が正転して移動フ
レーム７が下降し、この結果図のごとくセグメント内面
押当具１１がセグメント３の内壁先端に度当りし、トル
クモ―タ１２の設定トルクにバランスした状態で移動フ
レーム７は前進動作を停止し、これ以降が測定基準位置
となる。

【００２１】この状態で検出子１４はスキンプレート１
に接触する。なお、セグメント３が何等かの理由で動い
た場合には設定トルクを一定とする方向にモ―タ１２が
回転し移動フレーム７および筒部９，１０を共に移動さ
せる。

【００２２】超音波センサー１８はこの状態における検
出子１４の反射面との間の距離を検出する。推進ジャッ
キが伸長し、その反力でスキンプレート１が矢印方向に
前進すると、検出子１４は常時バネ圧によりスキンプレ
ート１側に押圧されているので、相対的にロ―ラ１７を
転動接触させつつスキンプレート１の位置変化に応じて
出没するので、これに応じた距離の変動を計測出来る。
また、検出子は筒部１０に液密に保持され、その内部は
泥水などの侵入から保護されるため、泥水などが奮発し
ても前記超音波センサー１８は常時測定可能状態にあ
る。

【００２３】超音波センサー１８による計測値をＮと
し、セグメント３の厚みをＴ，反射面１４ａからロ―ラ
１７先端までの高さをＨとするとその関係は、Ｎ＋Ｈ＝
Ｔ＋ｄとなる。従って、クリアランスｄ＝Ｎ＋Ｈ−Ｔと
なる。

【００２４】なお、計測値ＮあるいはＮ＋Ｈは、予め実
測されたテールクリアランスｄとの関係において定めら
れる。また何等かの都合によってセグメント３の厚みが
変更された場合にはセグメント内面押当具１１の高さを
これに合わせて変更すれば良い。

【００２５】以上の計測作業は上下左右の測定装置で同
時に行われ、制御部ではそれぞれの測定値を比較するこ
とにより計画路線からの水平方向および鉛直方向の偏位
量を算出し、これに応じた修正動作などを指令するほ
か、セグメント３の真円度などの計測も行えることにな
る。

【００２６】次いでシールド推進作業が停止し、次にセ
グメント組立作業に伴う推進ジャッキの収縮動作を条件
として測定装置は再び元の待機位置に後退する。

【００２７】なお、実施例では距離センサーとして超音
波センサーを用いたが、レーザセンサーや、その他電気
的、機械的距離検出器を使用することも出来る。

【００２８】

【発明の効果】以上実施例により詳細に説明したよう
に、本発明によるシールド掘進機用テールクリアランス
測定装置にあっては、シールド掘進機の周縁部分である
推進ジャッキのスプレッダ等の支持手段に取り付けられ
ているため、作業の邪魔とならない上に、メンテナンス
も簡単に出来る。

【００２９】また本発明では、非測定状態から駆動手段
の駆動によって移動フレームが前進するとセグメント内
面押当具がセグメント内壁に度当りして移動フレームが
停止し、この基準位置で検出子はスキンプレートに接触
し、距離センサーはこの状態における検出子の内底面と
の間の距離を検出し、シールド掘進機が前進すると、検
出子は常時バネ圧によりスキンプレート側に押圧されて
いるので、相対的に摺動接触しつつその距離の計測が出
来るため、従来のようなシールド推進動作に伴う追随機
構などを必要とせず、機構が簡素化される。

【００３０】さらに検出子は筒部に液密に保持され、そ
の内部は泥水等の侵入から保護されるため、超音波セン
サー，あるいはレーザ等の非接触形センサー等を活用で
き、精度の高い測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテールクリアランス測定装置の断
面図である。

【図２】本発明の装置を使用したシールド掘進機の断面
図である。

【図３】図２中のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】図３中のＡ部の拡大正面図である。

【符号の説明】

１ スキンプレート ２ ジャッキ ２ａ スプレッダ ３ セグメント ４ ケース ７ 移動フレーム ９，１０ 筒部 １１ セグメント内面押当具 １２ トルクモ―タ（駆動手段） １４ 検出子 １６ 圧縮コイルバネ（付勢手段） １８ 超音波センサー（距離センサー）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機内にあってセグメント組
   立部に向けて移動する支持手段と、該支持手段に固定さ
   れた支持フレームと、該支持フレームに対し、前記シー
   ルド掘進機の半径方向に平行移動するように支持された
   移動フレームと、該移動フレームを前記支持フレームに
   対して平行移動させる駆動手段と、前記移動フレームと
   一体に設けられ、セグメント組立部にて組立てられたセ
   グメントの内面に当接されるセグメント内面押当具と、
   前記移動フレームに対して前記シールド掘進機のスキン
   プレート内面に向けて出入自在に支持され、かつバネ圧
   にて突出方向に附勢された検出子と、該検出子の移動フ
   レームに対する位置を計測する計測手段とを備えてなる
   シールド掘進機用テールクリアランス測定装置。