JPH083317B2 - シールド機 - Google Patents
シールド機Info
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- JPH083317B2 JPH083317B2 JP2411226A JP41122690A JPH083317B2 JP H083317 B2 JPH083317 B2 JP H083317B2 JP 2411226 A JP2411226 A JP 2411226A JP 41122690 A JP41122690 A JP 41122690A JP H083317 B2 JPH083317 B2 JP H083317B2
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- Japan
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- density
- soil
- face chamber
- earth
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地中にトンネルを構築す
る際に用いられるシールド機、詳しくはラジオアイソト
ープを用いて切羽室内に取込まれた掘削土砂の密度、含
水量を測定して掘進管理を行うようにしたシールド機に
関する。
る際に用いられるシールド機、詳しくはラジオアイソト
ープを用いて切羽室内に取込まれた掘削土砂の密度、含
水量を測定して掘進管理を行うようにしたシールド機に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の土圧式シールドにおいて、切羽の
安定、さらには安定した掘進を維持するための掘進制御
方法としては、土圧管理、添加剤注入管理、排土管理等
が互いに関係づけられて行われている。すなわち、切羽
安定の直接的な方法として土圧管理があり、掘削土砂、
あるいは掘削土砂と添加剤との混合体を切羽室内および
スクリューコンベア内に充満させてシールドジャッキの
推力により、切羽室内に圧力を発生させ、切羽に作用す
る地山の土圧および地下水圧に対抗させて切羽を抑えて
いる。
安定、さらには安定した掘進を維持するための掘進制御
方法としては、土圧管理、添加剤注入管理、排土管理等
が互いに関係づけられて行われている。すなわち、切羽
安定の直接的な方法として土圧管理があり、掘削土砂、
あるいは掘削土砂と添加剤との混合体を切羽室内および
スクリューコンベア内に充満させてシールドジャッキの
推力により、切羽室内に圧力を発生させ、切羽に作用す
る地山の土圧および地下水圧に対抗させて切羽を抑えて
いる。
【０００３】この場合、切羽室内圧力は、切羽室内に設
けた土圧計によって常時計測するとともに、この検出圧
力値が地山の崩壊が生じない下限値および地盤の隆起を
生じない上限値の範囲内で地山に変形を生じない静止土
圧に保つようにシールドジャッキの推進速度およびスク
リューコンベアの回転等を調整して掘削土量と排土量と
をバランスさせて掘進管理を行っている。
けた土圧計によって常時計測するとともに、この検出圧
力値が地山の崩壊が生じない下限値および地盤の隆起を
生じない上限値の範囲内で地山に変形を生じない静止土
圧に保つようにシールドジャッキの推進速度およびスク
リューコンベアの回転等を調整して掘削土量と排土量と
をバランスさせて掘進管理を行っている。
【０００４】このとき、切羽室内およびスクリューコン
ベア内に充満加圧された掘削土砂が適当な塑性流動性と
下透水性を持つことが必要条件である。この掘進管理と
して従来ではシールド機に設けられた回転カッターの抵
抗トルク値の管理巾を設定し、これを一定値に保つよ
う、適宜掘削土砂に添加剤を注入し、それらを機械的に
混練して土性を上記土質に変換させている。変換効果の
確認は上記回転カッタートルク値および排土スランプ
値、含水比の計測等排土性状を観察して行い、結果を掘
進にフィールドバックしながら掘進管理を行っている。
ベア内に充満加圧された掘削土砂が適当な塑性流動性と
下透水性を持つことが必要条件である。この掘進管理と
して従来ではシールド機に設けられた回転カッターの抵
抗トルク値の管理巾を設定し、これを一定値に保つよ
う、適宜掘削土砂に添加剤を注入し、それらを機械的に
混練して土性を上記土質に変換させている。変換効果の
確認は上記回転カッタートルク値および排土スランプ
値、含水比の計測等排土性状を観察して行い、結果を掘
進にフィールドバックしながら掘進管理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切羽室
内の掘削土砂あるいは掘削土砂と添加剤との混合体の混
練したことによる土性変換効果の確認は混練抵抗トルク
値によって判断可能であるが、検出される回転カッター
トルク値は、切削抵抗トルクと混練抵抗トルクとの和で
あり、また、切削抵抗トルクは掘削土質、掘進速度等に
よって変化するため、正確な混練抵抗トルク値を検出
し、混練効果を確認することが不充分であった。
内の掘削土砂あるいは掘削土砂と添加剤との混合体の混
練したことによる土性変換効果の確認は混練抵抗トルク
値によって判断可能であるが、検出される回転カッター
トルク値は、切削抵抗トルクと混練抵抗トルクとの和で
あり、また、切削抵抗トルクは掘削土質、掘進速度等に
よって変化するため、正確な混練抵抗トルク値を検出
し、混練効果を確認することが不充分であった。
【０００６】このように、回転カッター抵抗トルクによ
って混練効果を確認する方法は間接的であり、練混ぜら
れた土砂の性状を常時、正確に把握することが困難であ
り、混練土砂の不均一、過流動性等は実際に排土される
までに感知できず、排土装置内での閉塞あるいは排土口
からの土砂の噴発などの危険性があった。また、掘削地
山の地層変化の激しい複雑な互層掘進においては掘削混
練土砂を均一に管理することがより困難であり、特に高
水圧下では排土装置からの噴発が起り易いという課題が
あった。
って混練効果を確認する方法は間接的であり、練混ぜら
れた土砂の性状を常時、正確に把握することが困難であ
り、混練土砂の不均一、過流動性等は実際に排土される
までに感知できず、排土装置内での閉塞あるいは排土口
からの土砂の噴発などの危険性があった。また、掘削地
山の地層変化の激しい複雑な互層掘進においては掘削混
練土砂を均一に管理することがより困難であり、特に高
水圧下では排土装置からの噴発が起り易いという課題が
あった。
【０００７】本発明は上記のことに鑑み提案されたもの
で、その目的とするところは、土圧式シールドの掘進に
おいて、あらゆる地山においても、掘進中に切羽室に充
満加圧された土砂の性状を確実に把握し、適確な掘進管
理を行うことを可能とし、速やかに横抗を築造し得るシ
ールド機を提供するにある。
で、その目的とするところは、土圧式シールドの掘進に
おいて、あらゆる地山においても、掘進中に切羽室に充
満加圧された土砂の性状を確実に把握し、適確な掘進管
理を行うことを可能とし、速やかに横抗を築造し得るシ
ールド機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔壁
を介して切羽室が設けられ、この切羽室の前方に掘削具
が設けられ、かつ切羽室の後方に排土装置が接続された
シールド機において、前記切羽室内土砂の密度，含水量
を測定する密度・水分測定器を前記隔壁や掘削具、また
はそれらの両者に設けたことを特徴としている。また、
密度・水分測定器の検出カプセルは隔壁または掘削具か
ら出没自在に設けている。また、密度・水分測定器はラ
ジオアイソトープ（ＲＩ）を用いた測定器にて成り、切
羽室内の土砂の密度，含水量を測定し、この測定値を一
定に保つことで排土の性状を均一に管理して掘進制御す
るシステムを備えている。
するために、シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔壁
を介して切羽室が設けられ、この切羽室の前方に掘削具
が設けられ、かつ切羽室の後方に排土装置が接続された
シールド機において、前記切羽室内土砂の密度，含水量
を測定する密度・水分測定器を前記隔壁や掘削具、また
はそれらの両者に設けたことを特徴としている。また、
密度・水分測定器の検出カプセルは隔壁または掘削具か
ら出没自在に設けている。また、密度・水分測定器はラ
ジオアイソトープ（ＲＩ）を用いた測定器にて成り、切
羽室内の土砂の密度，含水量を測定し、この測定値を一
定に保つことで排土の性状を均一に管理して掘進制御す
るシステムを備えている。
【０００９】
【作用】切羽室および排土装置内には、掘削土砂あるい
は掘削土砂と添加剤とが混合された土砂が適当な塑性流
動性と不透水性という性質を持つ所謂『泥土』に変換さ
れて加圧充填されている。一般に、土砂の流動性はその
含水量によって異なり含水量が多い程、流動し易い性質
がある。したがって、切羽室内および排土装置内に充填
されている掘削土砂の性質を均一に保って、安定した掘
進を維持するために、本発明では上記した構成のように
切羽室内の掘削土砂の密度および／あるいは含水量を計
測し、この計測値を一定に保つようにシールド機の掘進
の管理を行うようにし、例えば噴発性の過流動性の土砂
であるときは切羽室内でそれを知ることが可能であり、
排土までに充分な時間的余裕があるため、事故が起きる
前に余裕をもって添加剤の注入量を速やかに減ずるなど
の対処を行うことができるようにしている。
は掘削土砂と添加剤とが混合された土砂が適当な塑性流
動性と不透水性という性質を持つ所謂『泥土』に変換さ
れて加圧充填されている。一般に、土砂の流動性はその
含水量によって異なり含水量が多い程、流動し易い性質
がある。したがって、切羽室内および排土装置内に充填
されている掘削土砂の性質を均一に保って、安定した掘
進を維持するために、本発明では上記した構成のように
切羽室内の掘削土砂の密度および／あるいは含水量を計
測し、この計測値を一定に保つようにシールド機の掘進
の管理を行うようにし、例えば噴発性の過流動性の土砂
であるときは切羽室内でそれを知ることが可能であり、
排土までに充分な時間的余裕があるため、事故が起きる
前に余裕をもって添加剤の注入量を速やかに減ずるなど
の対処を行うことができるようにしている。
【００１０】
【実施例１】図１（イ）、（ロ）は、本発明の第１実施
例を示す土圧式シールド機１の正面図、縦断図である。
しかして、この実施例におけるシールド機１は、例えば
略円筒状をなすシールド外筒２の前面にある正逆回転自
在な掘削具３で掘進部の切羽４を掘削し、その掘削土砂
５をシールド外筒２の前方内の切羽室６内に充満させ
て、主に掘削土砂５や周知の手段により機内から注入し
た添加剤との混合体で切羽４を保持すると共に、掘削土
量に見合った排土７を例えばスクリューコンベアやベル
トコンベア等の如き排土装置８を介して外部へ排土させ
ながら掘進する構成となっている。なお、掘削具３の構
成は、カッタースポーク、掘削ビット、コピーカッタ
ー、フィッシュテール等を備えた一般的な構成であり、
また、例えば掘削具３の後方には攪拌具18ａ、18ｂが設
けられている。その他、攪拌具は回転シャフト11の外周
上に突設することも可能であることは勿論である。
例を示す土圧式シールド機１の正面図、縦断図である。
しかして、この実施例におけるシールド機１は、例えば
略円筒状をなすシールド外筒２の前面にある正逆回転自
在な掘削具３で掘進部の切羽４を掘削し、その掘削土砂
５をシールド外筒２の前方内の切羽室６内に充満させ
て、主に掘削土砂５や周知の手段により機内から注入し
た添加剤との混合体で切羽４を保持すると共に、掘削土
量に見合った排土７を例えばスクリューコンベアやベル
トコンベア等の如き排土装置８を介して外部へ排土させ
ながら掘進する構成となっている。なお、掘削具３の構
成は、カッタースポーク、掘削ビット、コピーカッタ
ー、フィッシュテール等を備えた一般的な構成であり、
また、例えば掘削具３の後方には攪拌具18ａ、18ｂが設
けられている。その他、攪拌具は回転シャフト11の外周
上に突設することも可能であることは勿論である。
【００１１】図中９は上記掘削具３を構成する放射状を
なすカッタースポーク、10は掘削具３のカッタースポー
ク９の前部に取り付けられた掘削ビットであり、カッタ
ースポーク９の略中央部に連結された回転シャフト11の
先端が連結され、かつこの回転シャフト11は隔壁12に設
けられた軸受により軸支されている。また、隔壁12の後
方に設けられた掘削具駆動モータ13が、歯車機構を介し
回転シャフト11に連結され、これにより掘削具３が駆動
され、また、スクリューコンベア８にはこれを駆動する
スクリューコンベアモータ14が取り付けられている。セ
グメント15は、掘進に伴って略円筒状に構築され、地山
Ｇとセグメント15との間隙には裏込材16の如き充填物が
充填される。
なすカッタースポーク、10は掘削具３のカッタースポー
ク９の前部に取り付けられた掘削ビットであり、カッタ
ースポーク９の略中央部に連結された回転シャフト11の
先端が連結され、かつこの回転シャフト11は隔壁12に設
けられた軸受により軸支されている。また、隔壁12の後
方に設けられた掘削具駆動モータ13が、歯車機構を介し
回転シャフト11に連結され、これにより掘削具３が駆動
され、また、スクリューコンベア８にはこれを駆動する
スクリューコンベアモータ14が取り付けられている。セ
グメント15は、掘進に伴って略円筒状に構築され、地山
Ｇとセグメント15との間隙には裏込材16の如き充填物が
充填される。
【００１２】しかして、この実施例では切羽室６内に取
込まれた掘削土砂や添加剤との混合体にて成る土砂の土
質を直接測定するために、隔壁12の好位置に土砂の密度
および／もしくは含水量を測定する密度・水分測定器21
ａが前方に、つまり切羽室６側に向けて設けられ、ま
た、掘削具３の構成要素であるカッタースポーク９にも
密度・水分測定器21ｂが後方、つまり切羽室６側に向け
て設けられている。なお、カッタースポーク９に設けら
れている密度・水分測定器21ｂは外周側に位置され、掘
削具３が１回転することにより、切羽室６内の掘削土砂
の略全体の土質を測定し得るようになっている。また、
密度・水分測定21ａ、21ｂには得られたデーター信号を
外部に取り出し、後続の電子回路を包有してなる装置で
データ処理するためのケーブル22が接続されている。
込まれた掘削土砂や添加剤との混合体にて成る土砂の土
質を直接測定するために、隔壁12の好位置に土砂の密度
および／もしくは含水量を測定する密度・水分測定器21
ａが前方に、つまり切羽室６側に向けて設けられ、ま
た、掘削具３の構成要素であるカッタースポーク９にも
密度・水分測定器21ｂが後方、つまり切羽室６側に向け
て設けられている。なお、カッタースポーク９に設けら
れている密度・水分測定器21ｂは外周側に位置され、掘
削具３が１回転することにより、切羽室６内の掘削土砂
の略全体の土質を測定し得るようになっている。また、
密度・水分測定21ａ、21ｂには得られたデーター信号を
外部に取り出し、後続の電子回路を包有してなる装置で
データ処理するためのケーブル22が接続されている。
【００１３】図２（イ）は本発明の実施例における隔壁
12に設けた密度・水分測定器21ａの検出カプセル23を伸
ばし、検出する状態の縦断図、第２図（ロ）は検出カプ
セル23を遮蔽箱24に納めた図である。すなわち、密度・
水分測定器21ａを構成する内部が中空状の遮蔽箱24の前
部が隔壁12の開口部に取り付けられ、遮蔽箱24の前部か
ら、検出カプセル23が切羽室６側に対し出没自在となっ
ている。図中26は遮蔽箱24内に設けられ、かつ検出カプ
セル23と接続されたジャッキであり、このジャッキ26を
介して検出カプセル23は伸縮が自在であり、検出時には
（イ）に示すように、切羽室６側に伸び突出した状態と
なり、その位置で固定できるようになっている。この場
合、隔壁12の前部には切羽室６の前方側へ突出した有底
円筒状の固定攪拌具18ｃが設けられ、この固定攪拌具18
ｃ内の中空部に検出カプセル23が突出し、切羽室６内の
土砂によって検出カプセル23が損傷し事故が生じるのを
防止するように構成されている。なお、検出しない時に
は（ロ) に示すように、ジャッキ26を縮めることによ
り、遮蔽箱24内に検出カプセル23を納めることができ、
このようにして検出カプセル23は遮蔽箱24に対し出し入
れ自由となっている。
12に設けた密度・水分測定器21ａの検出カプセル23を伸
ばし、検出する状態の縦断図、第２図（ロ）は検出カプ
セル23を遮蔽箱24に納めた図である。すなわち、密度・
水分測定器21ａを構成する内部が中空状の遮蔽箱24の前
部が隔壁12の開口部に取り付けられ、遮蔽箱24の前部か
ら、検出カプセル23が切羽室６側に対し出没自在となっ
ている。図中26は遮蔽箱24内に設けられ、かつ検出カプ
セル23と接続されたジャッキであり、このジャッキ26を
介して検出カプセル23は伸縮が自在であり、検出時には
（イ）に示すように、切羽室６側に伸び突出した状態と
なり、その位置で固定できるようになっている。この場
合、隔壁12の前部には切羽室６の前方側へ突出した有底
円筒状の固定攪拌具18ｃが設けられ、この固定攪拌具18
ｃ内の中空部に検出カプセル23が突出し、切羽室６内の
土砂によって検出カプセル23が損傷し事故が生じるのを
防止するように構成されている。なお、検出しない時に
は（ロ) に示すように、ジャッキ26を縮めることによ
り、遮蔽箱24内に検出カプセル23を納めることができ、
このようにして検出カプセル23は遮蔽箱24に対し出し入
れ自由となっている。
【００１４】この検出カプセル23を備える密度・水分検
出器21ａは周知技術である放射性同位体ＲＩ（ラジオア
イソトープ）を用いたもので、検出カプセル23の内部に
は線源25が設けられ、遮蔽箱24内の前方には線源25から
の放射線量を測定する検出器29、および標準体28等が設
けられている。また、検出器29は演算装置30および表示
器31とケーブル22、32を介して接続されている。線源25
には放射線を放射する放射性物質、例えば密度測定用と
してコバルト60(Co・60）や含水量測定用としてカリフ
ォルニウム252(cf−252)等をステンレスの円筒容器に入
れたものが用いられる。
出器21ａは周知技術である放射性同位体ＲＩ（ラジオア
イソトープ）を用いたもので、検出カプセル23の内部に
は線源25が設けられ、遮蔽箱24内の前方には線源25から
の放射線量を測定する検出器29、および標準体28等が設
けられている。また、検出器29は演算装置30および表示
器31とケーブル22、32を介して接続されている。線源25
には放射線を放射する放射性物質、例えば密度測定用と
してコバルト60(Co・60）や含水量測定用としてカリフ
ォルニウム252(cf−252)等をステンレスの円筒容器に入
れたものが用いられる。
【００１５】動作にあったては、図２（イ）、（ハ）に
示す如く、線源25から放射された放射線Ｒを検出カプセ
ル23および切羽室６内の土砂５中を通って検出器29に照
射し、このとき透過した放射線量を測定することで切羽
室６内の土砂５中の密度や水分量を測定できる。検出器
29にて検出した放射線量は、電気信号に変換してケーブ
ル22を介して演算装置30に入力され、演算された後に表
示用信号がケーブル32を介して表示器31に入力されて、
密度および／あるいは含水量が表示される。なお、検出
演算された、土砂の湿潤密度をρt (g/cm3）、含水量を
ρw(g/cm3)とすると含水比ＷはＷ＝ρw/（ρt −ρw)×
100(％）で算出される。
示す如く、線源25から放射された放射線Ｒを検出カプセ
ル23および切羽室６内の土砂５中を通って検出器29に照
射し、このとき透過した放射線量を測定することで切羽
室６内の土砂５中の密度や水分量を測定できる。検出器
29にて検出した放射線量は、電気信号に変換してケーブ
ル22を介して演算装置30に入力され、演算された後に表
示用信号がケーブル32を介して表示器31に入力されて、
密度および／あるいは含水量が表示される。なお、検出
演算された、土砂の湿潤密度をρt (g/cm3）、含水量を
ρw(g/cm3)とすると含水比ＷはＷ＝ρw/（ρt −ρw)×
100(％）で算出される。
【００１６】このようにして、密度・水分検出器21ａに
より、常時、切羽室６内に充満した土砂５の密度および
／あるいは含水量を計測することが可能であり、これに
より、掘削土砂５の『泥土』変換効果、混練効果を確認
することが可能である。例えば隔壁12に適数個設けた密
度・水分検出器21ａの検出値に大きなバラツキがあれば
混練が不十分と判断され、密度の小さいあるいは含水量
の大きな土砂は流動性が過大であり、スクリューコンベ
ア８の排土口17から噴発する可能性がある。この場合、
掘進・排土を一旦停止して、混練を十分に行うことで、
切羽室６内の土砂の性状を均一化して、排土口17からの
噴発を未然に防ぐことが可能である。また、安定した掘
進中の切羽室６内の土砂５の密度ρc および含水比Ｗc
は、回転カッタートルク過大あるいは排土装置内での閉
塞を起こす限界値と排土口17から噴発を生じる限界値と
の、ある一定の範囲内にあり、検出値をこの範囲内で一
定に保つよう掘進管理を行うことで、土砂５が常時、均
一の性状の泥土となり安定した掘進が行える。
より、常時、切羽室６内に充満した土砂５の密度および
／あるいは含水量を計測することが可能であり、これに
より、掘削土砂５の『泥土』変換効果、混練効果を確認
することが可能である。例えば隔壁12に適数個設けた密
度・水分検出器21ａの検出値に大きなバラツキがあれば
混練が不十分と判断され、密度の小さいあるいは含水量
の大きな土砂は流動性が過大であり、スクリューコンベ
ア８の排土口17から噴発する可能性がある。この場合、
掘進・排土を一旦停止して、混練を十分に行うことで、
切羽室６内の土砂の性状を均一化して、排土口17からの
噴発を未然に防ぐことが可能である。また、安定した掘
進中の切羽室６内の土砂５の密度ρc および含水比Ｗc
は、回転カッタートルク過大あるいは排土装置内での閉
塞を起こす限界値と排土口17から噴発を生じる限界値と
の、ある一定の範囲内にあり、検出値をこの範囲内で一
定に保つよう掘進管理を行うことで、土砂５が常時、均
一の性状の泥土となり安定した掘進が行える。
【００１７】なお、放射性同位体は時間の経過と共に放
射線量が減衰する性質を持っている。上記のコバルト60
(Co−60)やカリフォルニウム252(Cf−252)は比較的半減
期が短く、測定値の正確を期すために一定の期間、例え
ば１週間に１回程度線源25の減衰度合を計測し校正する
必要がある。次に図２（ロ）に示す校正方法を説明す
る。 検出カプセル23内の線源25はジャッキ26により遮
蔽箱24に納められ、放射線Ｒを標準体28に当て、これを
通過して検出器29に入る。そこで検出された値と予め標
準体28の放射線の通過量を測定した値とを比較し、線源
25の放射線の減衰を確認して演算装置30の補正を行う。
射線量が減衰する性質を持っている。上記のコバルト60
(Co−60)やカリフォルニウム252(Cf−252)は比較的半減
期が短く、測定値の正確を期すために一定の期間、例え
ば１週間に１回程度線源25の減衰度合を計測し校正する
必要がある。次に図２（ロ）に示す校正方法を説明す
る。 検出カプセル23内の線源25はジャッキ26により遮
蔽箱24に納められ、放射線Ｒを標準体28に当て、これを
通過して検出器29に入る。そこで検出された値と予め標
準体28の放射線の通過量を測定した値とを比較し、線源
25の放射線の減衰を確認して演算装置30の補正を行う。
【００１８】なお、標準体28は物理・化学的に性質が安
定し、時間経過でほとんど変質しない物質、例えばアク
リルやガラス等で形成されている。また、線源25の合計
線量が100マイクロキュリー以下の低レベルのものを用
いれば法的な規制を受けず特別な取扱い資格も不要であ
る。図２（ハ）は、カッタースポーク９に設けた密度・
水分測定器21ｂの検出する状態の縦断図であり、この密
度・水分測定器21ｂも上述のものと同様に構成され、カ
ッタースポーク９の後方に突設された固定攪拌具18Ｃの
中空部内に検出カプセル23がジャッキ26を介し出没自在
となっていて、切羽室６内の土砂５の密度・含水量を測
定できるようになっている。
定し、時間経過でほとんど変質しない物質、例えばアク
リルやガラス等で形成されている。また、線源25の合計
線量が100マイクロキュリー以下の低レベルのものを用
いれば法的な規制を受けず特別な取扱い資格も不要であ
る。図２（ハ）は、カッタースポーク９に設けた密度・
水分測定器21ｂの検出する状態の縦断図であり、この密
度・水分測定器21ｂも上述のものと同様に構成され、カ
ッタースポーク９の後方に突設された固定攪拌具18Ｃの
中空部内に検出カプセル23がジャッキ26を介し出没自在
となっていて、切羽室６内の土砂５の密度・含水量を測
定できるようになっている。
【００１９】なお、上記実施例では、密度・水分測定器
21ａ、21ｂを隔壁12側と掘削具３側にそれぞれ設けた場
合について示したが、その他の場所、例えば回転シャフ
ト11を中空状にして、その部分にセットすることも可能
であり、また、何れか一箇所だけ設ける構成としても良
い。また、測定に際しては土砂５の密度と含水量の両者
に限らず、何れか一方を測定してそれに基づき掘進管理
を行い得る。
21ａ、21ｂを隔壁12側と掘削具３側にそれぞれ設けた場
合について示したが、その他の場所、例えば回転シャフ
ト11を中空状にして、その部分にセットすることも可能
であり、また、何れか一箇所だけ設ける構成としても良
い。また、測定に際しては土砂５の密度と含水量の両者
に限らず、何れか一方を測定してそれに基づき掘進管理
を行い得る。
【００２０】図３は本発明の掘進フロー図の一例を示す
ものであり、図中における記号Ｓ/Ｊはシールドジャッ
キ、Ｓ/Ｃはスクリューコンベア、Ｗｃは切羽室内土砂
の管理含水比、Ｗmin はＷc の下限値、ＷmaxはＷc の
上限値、Ｗe は実際に掘進中の切羽室内土砂の含水比を
示す。本発明では、切羽室６内における土砂の性状が検
出される含水比によって確認可能であり、この含水比が
安定掘進状態となる、ある一定の範囲（管理巾）となる
よう、適宜添加剤の注入管理を行うことで、土砂５が、
常時、均一の性状の泥土となり、カッタートルク過大お
よび排土装置内での閉塞あるいは排土口17から噴発する
こともなく安定した掘進管理を行える。
ものであり、図中における記号Ｓ/Ｊはシールドジャッ
キ、Ｓ/Ｃはスクリューコンベア、Ｗｃは切羽室内土砂
の管理含水比、Ｗmin はＷc の下限値、ＷmaxはＷc の
上限値、Ｗe は実際に掘進中の切羽室内土砂の含水比を
示す。本発明では、切羽室６内における土砂の性状が検
出される含水比によって確認可能であり、この含水比が
安定掘進状態となる、ある一定の範囲（管理巾）となる
よう、適宜添加剤の注入管理を行うことで、土砂５が、
常時、均一の性状の泥土となり、カッタートルク過大お
よび排土装置内での閉塞あるいは排土口17から噴発する
こともなく安定した掘進管理を行える。
【００２１】なお、含水比の管理中は、以下の不等式に
示すように設定し、閉塞あるいは噴発が予兆される値以
内に余裕をもって設定すればより安定した掘進管理が行
える。 上記、掘進管理フローは含水比によって管理する例であ
るが、密度によって管理しても同様の効果が得られ、ま
た、両者を基準として管理してもよい。
示すように設定し、閉塞あるいは噴発が予兆される値以
内に余裕をもって設定すればより安定した掘進管理が行
える。 上記、掘進管理フローは含水比によって管理する例であ
るが、密度によって管理しても同様の効果が得られ、ま
た、両者を基準として管理してもよい。
【００２２】このように、切羽室６内にある土砂の性状
を測定して管理するようにすれば、万一、掘進中に閉塞
あるいは噴発が予兆されてもその性状の土砂は切羽室６
内にあって、排土装置内に達しておらず、これら現象を
より早く察知できるため、早めの防止策が可能である。
を測定して管理するようにすれば、万一、掘進中に閉塞
あるいは噴発が予兆されてもその性状の土砂は切羽室６
内にあって、排土装置内に達しておらず、これら現象を
より早く察知できるため、早めの防止策が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、掘削土
砂、あるいは掘削土砂と添加剤との混合体により切羽を
保持するシールド機の切羽室内の土砂の密度，含水量を
測定する密度・水分測定器を隔壁や掘削具、またはそれ
らの両者に設けたので、切羽室内の掘削土砂の密度，含
水量を計測でき、この検出値により切羽室内および排土
装置内の泥土の性状が明確に把握でき、複雑な瓦層や土
質調査に困難性を伴う大深度においても切羽室内土砂の
密度，含水量を均一に管理することで、掘進管理が容易
となり、また切羽室内の検出値により泥土の性状を観察
するようにしているため、噴発や閉塞等の予兆をより早
く察知でき、それに応じて早めに対処できるので、トラ
ブルを事前に防止し、円滑に掘進を行うことができる、
という効果がある。また、密度・水分測定器の検出カプ
セルは限壁や掘削具から出没自在に設けられているた
め、損傷を防止し得る。
砂、あるいは掘削土砂と添加剤との混合体により切羽を
保持するシールド機の切羽室内の土砂の密度，含水量を
測定する密度・水分測定器を隔壁や掘削具、またはそれ
らの両者に設けたので、切羽室内の掘削土砂の密度，含
水量を計測でき、この検出値により切羽室内および排土
装置内の泥土の性状が明確に把握でき、複雑な瓦層や土
質調査に困難性を伴う大深度においても切羽室内土砂の
密度，含水量を均一に管理することで、掘進管理が容易
となり、また切羽室内の検出値により泥土の性状を観察
するようにしているため、噴発や閉塞等の予兆をより早
く察知でき、それに応じて早めに対処できるので、トラ
ブルを事前に防止し、円滑に掘進を行うことができる、
という効果がある。また、密度・水分測定器の検出カプ
セルは限壁や掘削具から出没自在に設けられているた
め、損傷を防止し得る。
【００２４】
【図１】（イ）、（ロ）はそれぞれ本発明の第１実施例
を示すシールド機の正面図および縦断面図である。
を示すシールド機の正面図および縦断面図である。
【図２】（イ）、（ロ）、（ハ）は密度・水分測定器の
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の掘進管理フロー図の一例を示す。
１ シールド機 ２ シールド外筒 ３ 掘削具 ４ 切羽 ５ 掘削土砂 ６ 切羽室 ７ 排土 ８ 排土装置 ９ カッタースポーク 10 掘削ビット 11 回転シャフト 12 隔壁 13 掘削具駆動モータ 14 スクリューコンベアモータ 15 セグメント 16 裏込材 17 排土口 18ａ 攪拌具 18ｃ 固定攪拌具 21ａ 密度・水分測定器 22 ケーブル 12 検出カプセル 24 遮蔽箱 25 線源 26 ジャッキ 28 標準体 29 検出器 30 演算装置 31 表示器 32 ケーブル
Claims (3)
- 【請求項１】 シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔
壁を介して切羽室が設けられ、この切羽室の前方に掘削
具が設けられ、かつ切羽室の後方に排土装置が接続され
たシールド機において、前記切羽室内土砂の密度・含水
量を測定するラジオアイソトープを用いてなる密度・水
分測定器を前記隔壁に出没自在に設けたことを特徴とし
たシールド機。 - 【請求項２】 シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔
壁を介して切羽室が設けられ、この切羽室の前方に掘削
具が設けられ、かつ切羽室の後方に排土装置が接続され
たシールド機において、前記切羽室内土砂の密度・含水
量を測定するラジオアイソトープを用いてなる密度・水
分測定器を前記掘削具に出没自在に設けたことを特徴と
したシールド機。 - 【請求項３】 シールド筒の前部に隔壁を設け、この隔
壁を介して切羽室が設けられ、この切羽室の前方に掘削
具が設けられ、かつ切羽室の後方に排土装置が接続され
たシールド機において、前記切羽室内土砂の密度・含水
量を測定するラジオアイソトープを用いてなる密度・水
分測定器を前記隔壁および掘削具に出没自在に設けたこ
とを特徴としたシールド機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411226A JPH083317B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | シールド機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411226A JPH083317B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | シールド機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263584A JPH05263584A (ja) | 1993-10-12 |
| JPH083317B2 true JPH083317B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=18520264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2411226A Expired - Fee Related JPH083317B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | シールド機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083317B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6405198B2 (ja) * | 2014-11-13 | 2018-10-17 | 西松建設株式会社 | シールド機の切羽地山緩み検出方法 |
| JP6584311B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2019-10-02 | 大成建設株式会社 | 塑性流動性の把握方法 |
| JP7355558B2 (ja) * | 2019-08-27 | 2023-10-03 | 清水建設株式会社 | 装置制御システム及び装置制御方法 |
| CN112129815B (zh) * | 2020-09-27 | 2024-03-15 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种双模盾构螺旋输送机智能岩碴检测系统 |
| JP7066907B1 (ja) * | 2021-10-22 | 2022-05-13 | 株式会社大林組 | 土砂特性計測装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI63076C (fi) * | 1981-04-28 | 1983-04-11 | Ahlstroem Oy | Foerfarande och anordning foer rening eller silning av en materialsuspension |
| JPS59177498A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | 石川島播磨重工業株式会社 | シ−ルド掘進機の制御装置 |
| JPH0694790B2 (ja) * | 1987-12-01 | 1994-11-24 | 大豊建設株式会社 | 土圧式シールド機の掘進管理方法 |
| JPH0765461B2 (ja) * | 1990-02-07 | 1995-07-19 | 戸田建設株式会社 | シールドチャンバー内の監視装置 |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2411226A patent/JPH083317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05263584A (ja) | 1993-10-12 |
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