JPH0791938B2

JPH0791938B2 - シ−ルド機の位置検出方法

Info

Publication number: JPH0791938B2
Application number: JP14078587A
Authority: JP
Inventors: 洋二東; 久雄荒井; 章浩本多; 和夫宮沢; 徳治中島; 茂西岳; 吉太郎辻; 繁輝射場; 雅彦杉山; 章夫丹羽
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS63304894A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、地中を掘進するシールド機の位置を検出す
る方法に係り、例えば、１本のトンネルを２台のシール
ド機を用いてそれぞれ両側から掘削する場合に互いのシ
ールド機の位置を確認するためのシールド機の位置検出
方法に関する。

「従来の技術」従来、この種のシールド機の位置検出方法としては、地
上に落としたシールドトンネルの路線を、シールド機に
よって掘削されたトンネル内に観測孔通じて落とし、ト
ンネル基線をチェックする方法や、海底下のトンネルを
掘削する場合には、トンネルの両端に発進立坑を掘削
し、これを基準として、ここからジャイロ，トランシッ
ト等により方向，距離を測定し、設定された計画基準線
に一致させることで、掘削坑間の相互位置を求める方法
が知られている。

「発明が解決しようとする問題点」ところが、前記従来のシールド機の位置検出方法におい
ては、観測孔を用いる方法では観測孔を掘れない場所
（例えば，市街地や海底等の下を掘削する場合）におい
ては使用することができず、また、ジャイロやトランシ
ット等を用いた方法では、測定誤差が生じるおそれがあ
り、特に海底下においてトンネルの両側から掘進してき
た２台のシールド機を接合させるような、測定誤差が許
されない場合等にはこの方法のみでは精度の高いシール
ド機の接合を行うことができないという問題点があっ
た。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、観
測孔を設けることなく、比較的簡易な方法により、シー
ルド機の位置を正確かつ確実に測定することのできるシ
ールド機の位置検出方法を提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」この発明は、シールド機を軌道修正可能な位置で停止さ
せるとともに、前記シールド機の前部に設けられた受圧
手段に向けて、掘削坑や他のシールド機の内部からボー
リング装置を用いて水平ボーリングを行い、前記ボーリ
ング装置の先端を前記受圧手段の所定の場所に接触させ
ることにより、接触点とシールド機の基線との位置関係
から前記シールド機の位置を検出することにより、前記
問題点を解決している。

さらに、前記ボーリング装置の先端を前記受圧手段に接
触させて前記シールド機の位置を確認した後には、該ボ
ーリング装置の先端部を所定の距離だけ後退させるとと
もに、その間の距離だけシールド機を軌道修正しながら
前進させたのち停止させ、再び、ボーリング装置の先端
をシールド機の受圧手段に点接触させて位置を検出する
工程を順次繰り返すことが望ましい。

「実施例」以下、この発明を図面を参照しながら説明する。第１図
ないし第10図は、この発明のシールド機の位置検出方法
の一実施例を説明するための図であり、海底下にトンネ
ルを築造する際、トンネルを両側から掘削してきて途中
で接合する場合のシールド機の位置検出方法について示
したものである。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきたシールド
・トンネルの接合部付近の地山であり、この地山Ｇ内で
は、紙面に対して右側に第１のシールド機１がトンネル
Taを掘削し、紙面に対して左側に第２のシールド機２が
トンネルTbを掘削している。シールド機１は円筒状のス
キンプレート1aとその前部に固定されたバルクヘッド1b
とによって外形が形成されており、バルクヘッド1bの中
心部にはカッタ装置２が設置されている。さらに、スキ
ンプレート1aの内側には複数のシールドジャッキ３が周
方向に所定の間隔で配設されており、バルクヘッド1bの
内側には切羽からカッタフレーム内へ取り込まれた土砂
を排出するスクリュウコンベア４が設置されているとと
もに、バルクヘッド1bの所定の場所には受圧手段Ｐが装
備された構成となっている。受圧手段Ｐは、第９図，第
10図に示すように、ひずみ計や土圧計等の受圧部P1,P1,
・・・を所定の形状の容器P2に受圧部P1の表面がフラッ
トな状態となるように隙間なく配設し、前記容器P2をバ
ルクヘッド1bに固定したものであり、容器P2の底部から
は受圧部P1,P1,・・・の検知信号をシールド機１内の所
定の場所に配設された検出装置へ伝えるケーブルｋが配
設されたものとなっている。そして、受圧手段Ｐの各受
圧部P1,P1,・・・は、シールド機１の基線C1との位置関
係が正確に設定されたものとなっている。

また同様に、第２シールド機５は円筒状のスキンプレー
ト5aとその前部に固定されたバルクヘッド5bとによって
外形が形成されており、バルクヘッド5bの中心部にはカ
ッタ装置６が設置されている。さらに、スキンプレート
5aの内側には複数のシールドジャッキ７が配設されてい
るとともに、バルクヘッド5bの内側にはスクリュウコン
ベア８が設置され、バルクヘッド5bの所定の場所（シー
ルド機５の基線C2との位置関係が、前記受圧手段Ｐと基
線C1との位置関係と同様の場所）には後述する、ボーリ
ング装置のリードパイプを挿通するためのエントランス
９が装着されたものとなっている。エントランス９は、
第７図に示すように、バルクヘッド5bの内側に固定され
た管10と、この管10に取り付けられたゲート弁11と、管
10の端部内側に配設されたパッキン12と、管10と摺動自
在に嵌合されたスライドパッキン13等によって構成され
ている。

そして、前記構成のシールド機1,5は、それぞれトンネ
ル両端付近の別の発進立坑から搬入されるとともに、片
押し基線測量を行いながら、海底下の地山Ｇを接合点に
向って互いに前部のカッタ2,6により地山を切削しつ
つ、ジャッキ3,7を駆動することにより推進している。
そして、築造すべきトンネルの両側から接合地点付近ま
で掘進し、第１図に示すように、シールド機５が計画位
置に到達するとともに、シールド機１が到達計画位置
（50m〜100m程度離れた位置）まで達した時点で、シー
ルド機を停止させる。

つぎに、第２図に示すように、カッタ装置６に形成され
た隙間の部分をエントランス９の位置に合わせた状態で
シールド機Tbの内部を解体した後、第３図に示すよう
に、シールド機Tb内の所定の位置にボーリング装置Ｂを
設置する。その際、ボーリング装置ＢのリードパイプB1
の基線Bcをシールド機５の基線C2に平行となるように合
わせる。なお、リードパイプB1の内部には、第８図に示
すように、縦断面三角形の頭部B2が装備されており、頭
部B2の背面には、リードパイプB1のシールド機６側の端
部からトランシットB3で見ることのできる修正方向指示
ランプB4が配設されており、さらに、トランシットB3に
はその映像をテレビ（図示せず）に表示するためのモニ
ターカメラB5が設置されたものとなっている。そして、
第４図に示すように、バルクヘッド5bのエントランス９
からゲート弁11を開の状態としてボーリング装置Ｂのリ
ードパイプB1を挿通させるとともに、ボーリング装置Ｂ
を駆動する。

そして、リードパイプB1をカッタ装置６の隙間から挿通
させるとともに、前記到達計画位置で停止しているシー
ルド機１の受圧手段Ｐに向って水平ボーリングを行う。
ボーリングを行う際には、頭部B2を回転させて地山Ｇを
掘進させるとともに、モニターカメラB5によってテレビ
に表示された修正方向指示ランプB4の位置ずれがないか
を確認しながら作業を進める。そして、第８図（ａ）に
示すように、トランシットB5のセンターから修正方向指
示ランプB4の位置がずれて、リードパイプB1が変位して
きたことを示した場合には、第８図（ｂ）に示すように
修正方向に合わせて頭部B2を回転させ、この状態で推進
させる。そうすることにより、頭部B2が地山Ｇから反力
を受けて変位が修正される。修正された後には、第８図
（ｃ）に示すように、再び頭部B2を回転させながらリー
ドパイプB1によりボーリングを行う。

そして、第５図に示すように、カッタ装置２の隙間を通
ってリードパイプB1の頭部B2が受圧手段Ｐの所定の受圧
部P1に当接すると、その受圧部P1に電流の変化が起こ
り、これがケーブルｋを伝って、シールド機１内の図示
しない検知装置に伝達される。これにより、リードパイ
プB1の先端がシールド機１の基線C1からどの程度離れた
位置に接触したかを知ることができ、予め、計測された
シールド機５の基線C2とリードパイプB1の基線Bcとの位
置と、前記シールド機１の基線C1とリードパイプB1の頭
部２が接触した点との位置関係から、シールド機1,5の
基線C1,C2の相対位置を確認することができる。

なお、リードパイプB1の先端が基線Bc上からどの程度変
形しているかは、前記修正方向指示ランプB4のずれた分
により検出することができる。さらに、リードパイプB1
の先端（頭部B2）の正確な位置を検知するために、シー
ルド機５側のリードパイプB1の端部から、レーザ光線に
より計測するようにしてもよい。

つぎに、ボーリング装置Ｂの先端を受圧手段Ｐの受圧部
P1に接触させてシールド機1,5の相対位置を確認した後
には、リードパイプB1を所定の距離だけ後退させる。そ
して、その間の距離だけシールド機１の軌道を修正しな
がら前進させたのち停止させるとともに、再び、リード
パイプB1の先端をシールド機１の受圧手段Ｐに点接触さ
せてシールド機1,5の相対位置を確認する。

以下同様に、前記工程を繰り返すことにより、シールド
機１を軌道修正しながらシールド機５に順次近付けて行
き、最終的に基線C1とC2とを一致させるようにする。

なお、前記リードパイプB1を後退させる距離は、セグメ
ントのリング数によって決定され、シールド機1,5が近
付くにしたがって、リング数を少なくし、即ち、後退す
る距離を短くして計測の精度を高めるようにすることが
望ましい。また、前記リードパイプB1を点接触させるこ
とにより、シールド機1,5の相対位置を確認する作業
は、前記セグメントの組み立て時間内に行うようにす
る。

このように、本発明は、シールド機１及び５を軌道修正
可能な位置で停止させるとともに、シールド機１のバル
クヘッド1bに設けられた受圧手段Ｐに向けて、シールド
機５の内部からボーリング装置Ｂを用いて水平ボーリン
グを行い、ボーリング装置ＢのリードパイプB1の先端を
受圧手段Ｐの受圧部P1のいずれかに接触させることによ
り、接触点とシールド機１の基線C1との位置関係からシ
ールド機５の基線C2との相対位置を検出するするように
したものであるので、地山Ｇに計測用の観測孔を設ける
必要がないとともに、比較的簡易にシールド機の位置を
正確かつ確実に測定することができ、精度の高いシール
ド機の接合を実現することができる。したがって、工費
の大幅な低減を実現することができることとなり、特
に、市街地や海底下等のトンネル接合に用いて最適の方
法である。

また、シールド機を推進させた後、セグメントを組み立
てる時間内を利用して、シールド機の位置を計測するこ
とができるため、トンネル建設の工期遅延の原因となる
こともない。

なお、前記以外の他の実施例、あるいは技術的事項につ
いて、以下に記載する。

（ｉ）前記受圧手段Ｐは、前記実施例に示したものに限
られることなく、ボーリング装置の先端部が点接触した
ことを確認できるものであれば、どのようなものでもよ
い。

（ii）前記実施例においては、２台のシールド機をトン
ネルの途中で接合させるようにしたものを示したが、こ
れに限定されることなく、１台のシールド機を到達立坑
に到達させる際に、適用することもできる。

（iii）前記実施例においては、受圧装置をバルクヘッ
ドに取り付けるようにしたが、これに限らず、例えば面
板タイプカッターの面板、あるいはスリット開閉装置に
取り付けることもできる。

「発明の効果」上述したように、本発明はシールド機を軌道修正可能な
位置で停止させるとともに、前記シールド機の前部に設
けられた受圧手段に向けて、掘削坑や他のシールド機の
内部からボーリング装置を用いて水平ボーリングを行
い、前記ボーリング装置の先端を前記受圧手段の所定の
場所に接触させることにより、接触点とシールド機の基
線との位置関係から前記シールド機の位置を検出するよ
うにしたものであるので、地盤中に計測用の観測孔を設
ける必要がないとともに、比較的簡易にシールド機の位
置を正確かつ確実に測定することができ、精度の高いシ
ールド機の接合を実現することができる。したがって、
大幅な工費の低減を実現することができ、特に、市街地
や海底下等のトンネル接合に用いて最適の方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明の方法を説明するための
図であり、第１図はトンネルの両側から掘進してきたシ
ールド機を所定の距離をおいて停止させた状態のシール
ド機の断面図、第２図は一方のシールド機の内部を解体
した状態を示すシールド機の断面図、第３図は内部を解
体したシールド機内にボーリング装置を設置した状態を
示すシールド機の断面図、第４図は一方のシールド機か
らボーリング装置により受圧手段を備えたシールド機に
向って水平ボーリングを行っているとこを示すシールド
機の断面図、第５図はボーリング装置の先端が受圧手段
に当接した状態を示すシールド機の断面図、第６図はボ
ーリング装置の先端を後退させ、その間位置を修正しな
がらシールド機を推進させているところを示すシールド
機の断面図、第７図はボーリング装置のリードパイプを
挿通させるためにバルクヘッドに設けられたエントラン
スの断面図、第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）はリードパ
イプの先端部及びその付帯設備を示し、変位を修正する
方法を説明するための説明図、第９図は受圧手段の正面
図、第10図はその側断面図である。 1,5……シールド機、2,6……カッタ装置、９……エント
ランス、Ｐ……受圧手段、P1……受圧部、Ｂ……ボーリ
ング装置、B1……リードパイプ、B2……頭部、C1,C2…
…基線、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本多章浩東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者宮沢和夫東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者中島徳治東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者西岳茂兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者辻吉太郎兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者射場繁輝兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者杉山雅彦兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者丹羽章夫兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献特開昭61−254793（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地中を掘進するシールド機の位置を検出す
る方法であって、前記シールド機を軌道修正可能な位置
で停止させるとともに、前記シールド機の前部に設けら
れた受圧手段に向けて、掘削坑や他のシールド機の内部
からボーリング装置を用いて水平ボーリングを行い、前
記ボーリング装置の先端を前記受圧手段の所定の場所に
接触させることにより、接触点とシールド機の基線との
位置関係から前記シールド機の位置を検出することを特
徴とするシールド機の位置検出方法。
【請求項２】前記ボーリング装置の先端を前記受圧手段
に接触させて前記シールド機の位置を確認した後には、
該ボーリング装置の先端部を所定の距離だけ後退させる
とともに、その間の距離だけシールド機を軌道修正しな
がら前進させた後停止させ、再び、ボーリング装置の先
端をシールド機の受圧手段に点接触させて位置を検出す
る工程を順次繰り返すことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のシールド機の位置検出方法。