JPH08165887A

JPH08165887A - テールクリアランス計測装置

Info

Publication number: JPH08165887A
Application number: JP6309023A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 孝志小林; Tomoyasu Hashimoto; 朝康橋本; Satoshi Manabe; 智真鍋; Michio Emori; 道雄江森
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】テールクリアランスを直接的に自動計測できる
計測装置を提供する。【構成】セグメント５への押し付け部材７に固定する案
内孔12付き取付板11、引張ばね13により取付板11と結合
される中空筒体14、中空筒体14の中空部から案内孔12を
通してスキンプレート２へ達する先端を有する棹部材2
1、中空筒体14に取付板11と平行に固定される測定面15a
及び測定面15aよりセグメント５方向へ突出し且つ突出
距離の増大に応じて取付板15aからの隔たりを増大させ
た斜面15bを有する剛性部材15、棹部材21の後端と測定
面15aとの間隙Ｇに挿入され該間隙Ｇを増大させる方向
に棹部材21を押出す押出ばね17、及び間隙Ｇの長さＬの
測定器23を備える。押し付け部材７の押圧時にセグメン
ト５前端面と斜面15bとの係合により測定面15aをセグメ
ント５内周面と接触させた時の間隙Ｇの長さL₁と棹部材
21の長さL₂₁との和からセグメント５の厚さL₅を差し引
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテールクリアランス計測
装置に関し、とくにシールドトンネル工事におけるシー
ルド掘削機のスキンプレート内周面とシールド掘削機内
側に組立てるセグメント外周面との間のテールクリアラ
ンスを計測する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘削機によるトンネル構築工事
では、地盤を所定距離だけ掘進する毎に、図５(Ａ)に示
すように、シールド掘削機（以下、単に掘削機というこ
とがある）１の外周壁である円筒形のシールド・スキン
プレート（以下、単にスキンプレートということがあ
る）２の後端部内側に掘削後のトンネル内壁となるシー
ルドセグメント（以下、単にセグメントということがあ
る）５を組立てる。セグメント５の組立て時はシールド
ジャッキ３を縮め、セグメント５の組立て後にシールド
ジャッキ・スプレッダー（以下、単にスプレッダーとい
うことがある）7aをセグメント５の前端面に押し付け、
シールドジャッキ３を延ばすことにより掘削機１を再び
所定距離だけ掘進させる。

【０００３】セグメント５を組立てる際は、スキンプレ
ート２の内側表面（以下、スキンプレート内周面とい
う）と組立てるセグメント５の外側表面（以下、セグメ
ント外周面という）との間のテールクリアランスと呼ば
れる微小間隙を正確に調整する必要がある。このテール
クリアランスを正確に調整せずにセグメント５を固定す
ると、再び掘進した後に行なう次回のセグメント５の組
立ての際に、スキンプレート２内周面とセグメント５外
周面との間に十分な間隙が確保できず、次回のセグメン
ト５の組立てが困難になる問題が生じる。

【０００４】このようなテールクリアランスの調整は必
然的にその計測を必要とする。従来のシールド掘削機１
のテールクリアランス計測方法としては、(１)作業員が
セグメント５の最前部とスキンプレート２との間に定規
等を当ててテールクリアランスを目視により直接読取る
方法、(２)シールド掘削機１のエレクタ４に取付けた超
音波距離計によりセグメント５の内径を実測し、予め計
測したスキンプレート２の内径及びセグメント５の厚さ
からテールクリアランスを演算する方法、等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の(２)の方
法はセグメント５の内径を実測する時点とセグメント５
の内径を計測する時点とが異なり、異なる時点の計測値
を用いて間接的にテールクリアランスを求めるので、例
えば掘進中にシールド掘削機１が変形してテールクリア
ランス２に凹凸が生じたような場合にテールクリアラン
スが必要とする精度で得られない問題がある。

【０００６】従来の(１)の方法によればテールクリアラ
ンスを必要な精度で計測できるものの、テールクリアラ
ンス計測のために１人以上の作業員をセグメント５の最
前部に常駐させる必要があり、計測のための費用が嵩む
問題がある。またトンネル形状に応じて同一断面上の複
数箇所のテールクリアランスを計測する場合に、各テー
ルクリアランスの計測のタイミングを統一することが難
しい問題もある。

【０００７】そこで本発明の目的は、テールクリアラン
スを直接的に自動計測できる計測装置を提供するにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１を参照するに、本発
明のテールクリアランス計測装置10は、シールド掘削機
１のスキンプレート２内周面と厚さL₅のセグメント５外
周面との間の距離ｄを計測するテールクリアランス計測
装置において、セグメント５の前端面を直角方向に押圧
する押し付け部材７の押圧端近傍の側面へスキンプレー
ト２と実質上平行に固定する案内孔12付き取付板11、引
張ばね13により取付板11のスキンプレート２側と反対側
に結合され且つ取付板11と直角に案内孔12へ向う中空部
を有する中空筒体14、中空筒体14の中空部から案内孔12
を貫通してスキンプレート２内周面まで突出する先端を
有する長さL₂₁の棹部材21、中空筒体14の取付板11側と
反対側端に取付板11と平行に固定された測定面15a及び
測定面15aよりセグメント５方向へ突出すると共に突出
距離の増大に応じ取付板11からの隔たりを増大させた斜
面15bを有する剛性部材15、棹部材21の後端と測定面15a
との間隙Ｇに挿入され該間隙Ｇを増大させる方向に棹部
材21を押出す押出ばね17、及び間隙Ｇの長さL₁を測定す
る長さ測定器23を備え、棹部材21の長さL₂₁及び間隙長
さL₁の選択により押し付け部材７のセグメント５からの
後退時に剛性部材15の斜面15bをセグメント５の前端面
の内側端と対向させ、押し付け部材７のセグメント５前
端面への押圧時にセグメント５前端面と剛性部材15の斜
面15bとの係合により剛性部材15の測定面15aを引張ばね
13に抗して取付板11から離隔させてセグメント５の内周
面と接触させた時の間隙長さL₁を測定し、距離ｄを棹部
材21の長さL₂₁と測定した間隙長さL₁との和からセグメ
ント５の厚さL₅を差し引いた差分（ｄ＝L₂₁＋L₁−L₅）
として求めてなるものである。

【０００９】

【作用】図１及び図２(Ａ)を参照して、本発明のテール
クリアランス計測装置（以下、単に計測装置ということ
がある）10の押し付け部材７への取付け方法を説明す
る。先ず棹部材21の先端をスキンプレート２内周面に当
接させて棹部材21をスキンプレート２内周面と垂直に立
て、剛性部材15の測定面15aをスキンプレート２内周面
と平行に支持する。次に押出ばね17を圧縮した状態で取
付台11を例えば固定具11aにより押し付け部材７へ固定
する。このとき棹部材21の長さL₂₁と間隙Ｇの長さL₁を
適宜選択することにより、剛性部材15の斜面15bをセグ
メント５の前端面の内側端（以下、セグメント内側端と
いうことがある）と対向させることができる。押出ばね
17を圧縮した状態で取付けることにより、棹部材21の先
端を常にスキンプレート２内周面へ押し付けておくこと
ができる。図２(Ａ)は取付け後の計測装置10の状態を示
す。図１、図２、及び図５の実施例では押し付け部材７
をスプレッダー7aとし、セグメント５前端面からみてス
プレッダー7aの押圧端近傍の右側側面及び／又は左側側
面へ計測装置10を取付けている。但し押し付け部材７及
び計測装置10の取付け位置は図示例に限定されない。

【００１０】なお押出ばね17の圧縮時には、押出ばね17
と引張ばね13の弾性係数の比に応じて引張ばね13も伸長
する。押出ばね13の弾性係数が引張ばね17の弾性係数よ
り大きい場合は、押出ばね13を圧縮したときに引張ばね
17が大きく伸長する。好ましくは押出ばね17の弾性係数
を引張ばね13の弾性係数より小さくし、押出ばね13を圧
縮したときの引張ばね17の伸長を小さくする。

【００１１】図２(Ｂ)を参照して計測装置10による計測
方法を説明するに、押し付け部材７をセグメント５方向
へ近付けると剛性部材15の斜面15bがセグメント内側端
と当接する。当接後の押し付け部材７のセグメント５方
向への進行に応じ、斜面15bはセグメント内側端から抗
力を受け、その抗力により剛性部材15の測定面15aが引
張ばね17の引張力に抗して取付板11から離隔する。中空
筒体14も剛性部材15と共に取付板11から離隔する。押し
付け部材７を更にセグメント５へ近付けるとセグメント
内側端と当接する斜面15bの位置が取付板11に近付き、
斜面15bの傾斜のために剛性部材15の測定面15aは徐々に
取付板11から引き離され、図１に示すように押し付け部
材７をセグメント５前端面へ押圧した時に、測定面15a
をセグメント５の内周面と接触させることができる。な
お図１の実施例では棹部材21の先端にこの場合スキンプ
レート２内周面と接しながら回転するローラである摺動
手段19を取付け、棹部材21の先端の円滑な摺動を図って
いる。但し摺動手段19は省略してもよい。

【００１２】剛性部材15の測定面15aは引張ばね13によ
り常にスキンプレート２内周面と平行に維持され、棹部
材21の先端は押出ばね17により常にスキンプレート２内
周面と接触する。従って測定面15aがセグメント５内周
面と接触する時の測定面15aと棹部材21との間隙Ｇの長
さL₁を測定し、測定した長さL₁と棹部材21の長さL₂₁と
からセグメント５内周面とスキンプレート２内周面との
間の距離（L₁＋L₂₁）を算出することができる。この距
離から例えばセグメント製造時に計測したセグメント５
の厚さL₅を差し引けば、スキンプレート２内周面とセグ
メント５外周面との間の距離（ｄ＝L₁＋L₂₁−L₅）即ち
テールクリアランスが求められる。

【００１３】本発明の計測装置10はセグメント５内周面
とスキンプレート２内周面との間の距離を直接計測する
ので、例えばスキンプレート２の変形等が生じた場合で
もテールクリアランスを正確に求めることができる。ま
た計測装置10にセグメント５の所定厚さL₅及び棹部材21
の所定長さL₂₁を記憶するコンピュータ等の演算装置を
含め、長さ測定器23の計測値L₁を演算装置へ入力するこ
とにより、テールクリアランス計測の自動化を図ること
ができる。

【００１４】こうして本発明の目的である「テールクリ
アランスを直接的に自動計測できる計測装置」の提供が
達成できる。

【００１５】

【実施例】図１の実施例は取付板11に棹部材21の貫通可
能な案内孔12を設け、案内孔12の周囲の４本の引張ばね
13により中空筒体14を取付板11と直角方向に支持し、中
空筒体14の取付板11側と反対側端に剛性部材15の測定面
15aを取付板11と平行に固定している。また測定面15aの
中空筒体14の内側に固定した４本の押出ばね17により棹
部材21の後端の張出板20を支持し、棹部材21の先端を中
空筒体14の中空部から取付板11の案内孔12を通してスキ
ンプレート２内周面まで延ばしている。棹部材21の先端
には摺動部材19が取付けられ、押出ばね17により摺動部
材19をスキンプレート２内周面へ垂直方向に押し付けて
いる。

【００１６】図３は本発明で使用する長さ測定器23の構
造の一例を示す。図３の測定器23は、剛性部材15の測定
面15aに固定されたラック付アーム23bと、棹部材21に固
定されたピニオン付き軸回転型ポテンショメータ23aと
を備え、アーム23bのラックとポテンショメータ23aのピ
ニオンとの噛合によるポテンショメータ23aの回転によ
り棹部材21の後端と測定面15aとの間隙Ｇの長さL₁を測
定する。このポテンショメータ23aの出力をコンピュー
タ等の演算装置と接続すればテールクリアランスｄの自
動算出を図ることができる。但し長さ測定器23は図示例
に限定されず、光学的、機械的、電気的な原理に基づく
長さ測定器23とすることができる。

【００１７】図４はセグメント５前端面の内側端に剛性
部材15との嵌合溝5aを設けた実施例を示す。例えば平面
状の測定面15aに対しセグメント５内周面が曲面である
ような場合に、測定面15aとセグメント５の内周面との
面接触が得られず、テールクリアランスが正確に求めら
れないおそれがある。セグメント５前端面に測定面15a
と面接触可能な嵌合溝5aを設けることにより、テールク
リアランスの一層正確な計測が期待できる。なおこの場
合は、図４に示すように、セグメント５の外周面と嵌合
溝5aの底面との間の距離をセグメント５の厚さL₅とす
る。但しセグメント５に嵌合溝5aを設けることは本発明
に必須の要件ではない。

【００１８】図３(Ｂ)に示すように、複数の計測装置10
を用いることにより、シールド掘削器１の異なる位置の
テールクリアランスを同時に計測することも可能であ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のテ
ールクリアランス計測装置は、セグメントへ押圧する押
し付け部材に固定する案内孔付き取付板、引張ばねによ
り取付板と結合された中空筒体、中空筒体の他端に取付
板と平行に固定される測定面及び前記測定面よりセグメ
ント方向へ突出し且つその突出距離の増大に応じて取付
板からの隔たりを増大させた斜面を有する剛性部材、中
空筒体の中空部から取付板の案内孔を通してスキンプレ
ート内周面に達する先端を有する棹部材、棹部材の後端
と前記測定面との間隙に挿入され該間隙を増大させる方
向に棹部材を押出す押出ばね、及び間隙の長さ測定器を
備え、押し付け部材の後退時に剛性部材の斜面をセグメ
ント前端面の内側端と対向させ、押し付け部材の押圧時
に剛性部材の測定面をセグメントの内周面と接触させた
時の間隙長さL₁を測定し、測定した間隙長さL₁と棹部材
の長さL₂₁との和からセグメントの厚さL₅を差し引くこ
とによりテールクリアランスｄを求めるので、次の顕著
な効果を奏する。

【００２０】(１)スキンプレート内周面とセグメント内
周面との間の距離を直接計測するので、シールド掘削機
の変形等に拘らず正確なテールクリアランス計測が可能
である。 (２)長さ測定器をコンピュータ等と接続することによ
り、テールクリアランス計測の自動化を図ることができ
る。 (３)テールクリアランス計測の自動化によりセグメント
の最前部に作業員を常駐させる必要がなくなり、計測の
ための費用が削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の説明図である。

【図２】は、本発明による計測方法を示す説明図であ
る。

【図３】は、長さ測定器の一例を示し説明図である。

【図４】は、本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図５】は、本発明の更に他の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１シールド掘削機２スキンプレート３シールドジャッキ４エレクター５セグメント 5a 嵌合溝７押し付け部材７スプレッダー 10 テールクリアランス計測装置 11 取付板 11a 固定具 12 案内孔 13 引張ばね 14 中空筒体 15 剛性部材 15a 測定面 15b 斜面 17 押出ばね 19 摺動手段 20 張出板 21 棹部材 23 長さ測定器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江森道雄東京都港区元赤坂一丁目３番８号鹿島建設株式会社東京支店内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド掘削機のスキンプレート内周面と
厚さL₅のセグメント外周面との間の距離ｄを計測するテ
ールクリアランス計測装置において、前記セグメントの
前端面を直角方向に押圧する押し付け部材の押圧端近傍
の側面へ前記スキンプレートと実質上平行に固定する案
内孔付き取付板、引張ばねにより前記取付板の前記スキ
ンプレート側と反対側に結合され且つ前記取付板と直角
に前記案内孔へ向う中空部を有する中空筒体、前記中空
筒体の中空部から前記案内孔を貫通して前記スキンプレ
ート内周面まで突出する先端を有する長さL₂₁の棹部
材、前記中空筒体の前記取付板側と反対側端に前記取付
板と平行に固定された測定面及び前記測定面より前記セ
グメント方向へ突出すると共に突出距離の増大に応じ前
記取付板からの隔たりを増大させた斜面を有する剛性部
材、前記棹部材の後端と前記測定面との間隙に挿入され
該間隙を増大させる方向に前記棹部材を押出す押出ば
ね、及び前記間隙の長さL₁を測定する長さ測定器を備
え、前記棹部材の長さL₂₁及び前記間隙長さL₁の選択に
より前記押し付け部材の前記セグメントからの後退時に
前記剛性部材の斜面をセグメントの前端面の内側端と対
向させ、前記押し付け部材の前記セグメント前端面への
押圧時に前記セグメント前端面と前記剛性部材の斜面と
の係合により前記剛性部材の測定面を前記引張ばねに抗
して前記取付板から離隔させて前記セグメントの内周面
と接触させた時の前記間隙長さL₁を測定し、前記距離ｄ
を前記棹部材の長さL₂₁と前記測定した間隙長さL₁との
和から前記セグメントの厚さL₅を差し引いた差分（ｄ＝
L₂₁＋L₁−L₅）として求めてなるテールクリアランス計
測装置。
【請求項２】請求項１の計測装置において、前記押出ば
ねの弾性係数を前記引張ばねの弾性係数より小としてな
るテールクリアランス計測装置。
【請求項３】請求項１又は２の計測装置において、前記
棹部材の先端に前記スキンプレート内周面の摺動手段を
設けてなるテールクリアランス計測装置。
【請求項４】請求項１、２又は３の計測装置において、
前記長さ測定器をポテンショメータとしてなるテールク
リアランス計測装置。
【請求項５】請求項１、２、３又は４の計測装置におい
て、前記セグメントの厚さL₅及び前記棹部材の長さL₂₁
を記憶する演算装置を設け、前記長さ測定器の測定値を
前記演算装置へ入力し、前記距離ｄを前記演算装置によ
り算出してなるテールクリアランス計測装置。