JPH0886189A - トンネル掘進機における地盤探査用センサの防振支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐久性及び探査性能が良好な、トンネル掘進機
における地盤探査用センサの防振支持構造を提供するこ
と。 【構成】トンネル掘進機前方の地盤探査に用いるセンサ
を突出部を有する収納箱に収納し、掘進機面板に支持部
材を固着し、掘進時には支持部材と突出部とを可動ねじ
にて連結することにより、収納箱をトンネル掘進機に強
固に支持させ、探査時には、可動ねじに回転を与えて移
動して突出部から外し、突出部周囲の空間に設置した伸
縮性を有する袋部材に圧縮空気又は気泡を注入して、収
納箱と面板及び支持部材との間に遮音層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘進機におけ
る地盤探査用センサの防振支持構造に関し、詳細には、
シールドマシン等のトンネル掘進機に対し地盤の探査に
用いるセンサを設置するにあたり、当該掘進機を介して
ノイズがセンサに伝搬しないよう防振対策を講じた支持
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールドマシン等のトンネル掘進機によ
るトンネルの掘進作業においては、略所定掘進距離毎に
掘進機に所定数取り付けたセンサから音波又は振動を前
方地盤に対し送受信する探査を実施して、障害物等に対
処している。

【０００３】このセンサを掘進機に設置するにあたって
は、掘進作業に耐えるよう支持力を強固にする必要があ
ると共に、通常少なくとも３個は設置されるセンサ間に
これらが探査のため発する音波等が掘進機を介して直接
伝搬するのを防ぐ防振対策を講じる必要もあり、従来の
防振支持構造を図５により説明する。

【０００４】センサ１０は収納箱１２に収納され、この
収納箱１２に設けた突出部１３と、硬質な面板２０に代
わってボルト受け孔を形成するため面板後面に固着した
支持部材３２とを、これらの間に防振用アスベストある
いは防振ゴム３２を介在させてボルト３８にて締結して
いる。また、直に接しない面板２０及び支持部材３２と
収納箱１２との微間隙には高分子系充填材１７が防振材
として充填される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構造では、ボルト３８自体を介して面板２０及び支持部
材３２と収納箱１２との間にノイズが伝搬するという問
題があった。また、十分な支持力を得るためボルトによ
る締結を強固にすると、支持部材３２と収納箱１２との
間が狭まり防振効果が低下する。更に、防振用ゴム３２
がここに常時圧縮力が加わっているため径時的劣化が激
しく、これに伴って防振効果が低減し、特に長期を要す
る掘進作業において弊害が大きかった。

【０００６】本発明は以上のような従来技術の欠陥を解
消するためになされたものであり、その目的は、掘進時
においてはセンサを耐久性を持って強固に支持すること
ができ、探査時においてはセンサへのノイズの伝搬を確
実に遮断して安定した探査性能を確保できるトンネル掘
進機における地盤探査用センサの防振支持構造を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明が採用した手段を以下に述べる。

【０００８】本発明は、トンネル切羽前方の地盤を探査
するためトンネル掘進機の面板に穿設した窓部から音波
又は振動を送受信するセンサを当該トンネル掘進機に設
置するにあたっての防振支持構造である。

【０００９】ここで、音波又は振動を送受信するセンサ
とは、送信センサ及び／又は受信センサを具備した送受
波器を含む。また、送信センサと受信センサが別個であ
ってもよい。

【００１０】また、前記センサを突出部を有する収納箱
に収納すると共に、前記面板に支持部材を固着して、こ
の支持部材が前記突出部に貫通させた連結部材を受理し
て前記収納箱を支持し、この収納箱が前記トンネル掘進
機及び前記支持部材に直に接しないようにした構造に以
下の改良を加えたものである。なお、連結部材として従
来はボルトが用いられいた。

【００１１】イ）前記支持部材を前記突出部の周囲に延
在させて当該支持部材と前記収容箱との間に形成した防
振空間。

【００１２】ロ）この防振空間に対し圧縮空気又は気泡
を注入又は排出する手段。

【００１３】なお、この構成要件は、防振空間に請求項
２の袋部材を設けた場合、この袋部材への圧縮空気又は
気泡の注入又はここからの排出を含む。

【００１４】また、気泡とは、発砲性の高分子材料であ
り、材料例として界面活性材や蛋白質を挙げることがで
きる。

【００１５】ハ）前記連結部材を可動とし、この連結部
材を前記突出部に対し挿脱自在に移動させる手段。

【００１６】この手段の具体例としては、連結部材を可
動ねじとし、この可動ねじに正回転及び逆回転を与えて
突出部に設けたねじ孔を摺動させるような機構を挙げる
ことができる。

【００１７】ニ）少なくとも前記連結部材を前記突出部
から外して前記防振空間に前記圧縮空気又は気泡を充満
させる際には、この圧縮空気又は気泡に対し前記防振空
間を気密にすると共に、前記トンネル掘進機に対して前
記収容箱を支える防振素材性の防振部材。

【００１８】ここで、防振素材性の防振部材を、防振空
間内にて膨長する伸縮性を有する袋部材とすることがで
き、この場合、袋部材に圧縮空気又は気泡を注入又は排
出する手段を接続させるため、圧縮空気又は気泡に対し
防振空間は常に気密である。

【００１９】なお、袋部材の具体例として合成ゴムチュ
ーブを挙げることができる。

【００２０】また、防振素材性の防振部材を環状部材と
してもよく、この環状部材が連結部材を突出部から抜脱
した際、支持部材と前記収容箱とに対向させて設けた溝
部それぞれと嵌合するようにして、圧縮空気又は気泡に
対し防振空間を気密にする。よって、環状部材の設置数
は支持部材と前記収容箱との間に二つ設けることが最も
好ましい。

【００２１】なお、環状部材の具体例としてゴム性のＯ
リングを挙げることができる。

【００２２】

【作用】本発明では、掘進作業中においては、防振対策
を考慮する必要がないため、従来技術と略同様に収納箱
の突出部に貫通させた連結部材を支持部材により受理し
て、トンネル掘進機に対し収納箱を強固に支持させる。

【００２３】また、掘進作業を一旦停止して探査作業に
移行する際には、トンネル掘進機に対し収納箱が支えら
れる程度で強固な支持は必要ないため、連結部材を突出
部に対し挿脱自在に移動させる手段により、突出部から
連結部材を外すことにより、従来のように連結部材自体
を介するノイズの伝搬がなくなる。

【００２４】また、同時に防振空間に対し圧縮空気又は
気泡を注入及び排出する手段により、防振空間に圧縮空
気又は気泡を充満させる。なお、防振空間に防振部材と
して袋部材を設ければ、この袋部材に圧縮空気又は気泡
を充満させることになる。この圧縮空気又は気泡が、直
に接しない収納箱とトンネル掘進機及び支持部材との間
に完全な防振層を形成することにより、トンネル掘進機
や支持部材を介するノイズがセンサへ伝搬するのを確実
に防ぐことができる。

【００２５】この際、防振部材は収納箱を支える役目も
果たすが、これを袋部材とした場合、袋部材が突出部を
包囲するようにして支える。

【００２６】また、防振部材を環状部材とすれば、前方
地盤からの土圧等により、収納箱が後方へ押されること
を利用して、支持部材と収容箱とに設けた溝部に環状部
材が嵌合して、圧縮空気又は気泡に対し防振空間を気密
にすると共に、上記嵌合により収納箱が環状部材を介し
てトンネル掘進機に支えられる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る、トンネル掘進機におけ
る地盤探査用センサの防振支持構造の実施例を添付図面
に基づいて説明する。

【００２８】図１乃至図４は、いずれも、トンネル掘進
機としてのシールドマシンにおけるシールド面板２０近
傍を破断した概略断面図である。

【００２９】図１を参照して、センサ１０は収納箱１２
に収納されボルト１４により固定される。また、収納箱
１２内において、センサ１０の送受波面１１前方に音波
伝搬媒体であるひまし油１５を満たし、この周囲に高分
子系充填材１６を充填して送受波面１１から発せられる
音波を前方のみに向けるようにしている。

【００３０】収納箱１２は、前後面を閉塞した円筒形状
であり、外側面の周囲に亘って外方へ突出する突出部１
３を備え、この突出部１３に連結部材としての可動ねじ
２８を挿脱するねじ孔が設けられる。

【００３１】一方、シールド面板２０には、収納箱１２
の断面に略一致する円形の窓部２１が設けらており、面
板２０後面には窓部２１を囲むように環状の支持部材２
２が溶接により固着される。

【００３２】この支承部材２２は、径方向内側へ突出す
る前フランジ２２’と後フランジ２２”とを備え、これ
ら前後のフランジ２２’，２２”間に収納箱１２の突出
部１３を受け入れることにより、断面コの字状にて収納
箱１２を包囲する防振空間２３が形成される。

【００３３】この防振空間２３には、この空間形状に膨
張時において一致する、防振部材としての、防振ゴム素
材の防振袋２４が設置され、この防振袋２４には、圧縮
空気を抽入・排出する手段である圧縮空気抽入・排出装
置（図示せず）に連通する空気管２６が接続し、この空
気管２６には開閉バルブ２５が介設される。

【００３４】また、支持部材２２の後方には、可動ねじ
２８にモータを介して正回転又は逆回転を与えて、可動
ねじ２８を突出部１３に挿脱自在に移動させる手段とし
てのモータ駆動装置２７が設置される。

【００３５】図１においては、可動ねじ２８が後フラン
ジ２２”及び突出部１３それぞれのねじ孔を貫通し前フ
ランジ２２’のねじ受け孔にて受理されることにより、
収納箱１２はシールドマシンに対して強固に支持されて
いる。この状態にて掘進作業が行われる。なお、袋部材
２４には気密性を保ったまま可動ねじ２８を挿脱可能な
孔が設けられている。また、収納箱１２の前面は面板２
０と面一となり、収納箱と面板２０及び支持部材２３と
の間にも充填材１７が充填される。

【００３６】図２は、掘進作業を一旦停止して探査を実
施する際の状態を示す。

【００３７】探査時には、収容箱１２をシールドマシン
にて強固に支持する必要はなく、可動ねじ１８は、モー
タ駆動装置２７により回転を受け、突出部１３等のねじ
孔のねじ山と係合して、図１の状態から後方へと移動
し、突出部１３や前後フランジ２２’，２２”から外れ
る。よって、支持部材２２による収納箱１２の支持が解
除される。また、これと略同時に、開閉バルブ２５を所
定時間開放するなどして圧縮空気注入・排出装置から圧
縮空気を防振袋２４内に充満させる。この袋部材は防振
空間２３内にて膨張し、面板２０及び支持部材２２と収
納箱１２との間に完全な遮音層を形成し、図示されない
他のセンサが発した音波が面板２０や支持部材２２を介
して収納箱１２内のセンサ１０にてノイズとして伝搬さ
れるのを充填材１６，１７と共に遮断する。また、防振
袋２４は、収納箱１２を突出部１３を包囲して支える役
割も果たす。

【００３８】なお、再度掘進作業に移る際には、可動ね
じ２８を前述とは逆の回転を与えて前方へ移動すると共
に、袋部材２８から圧縮空気を圧縮空気注入・排出装置
により排出させる。

【００３９】図３及び図４は、環状部材であるゴム性の
Ｏリング３４，３５を防振部材としてを用いたものであ
り、図１及び図２と同様の部位は同一の参照番号を付し
て説明する。

【００４０】支持部材２２の前フランジ２２’及び後フ
ランジ２２”は、窓部２１より若干径方向内側へ突出
し、また、収納箱１２の前端には窓部２１の径に略一致
する径の前方突出部１３’が設けられる。また、前方突
出部１３’後面と前フランジ２２’前面とにおける対向
位置には、Ｏリングを受け止める環状溝３４’，３４”
がそれぞれ設けられ、同様に突出部１３後面と後フラン
ジ２２”前面ににも環状溝３５’，３５”が設けられ
る。

【００４１】図３においては、収納箱１２をその突出部
１３に貫通させた可動ねじ２８を前後のフランジ２
２’，２２”が受けることにより強固に支持している。

【００４２】また、図４に示すように可動ねじ２８を突
出部１３から外すと、収納箱１２が矢印にて示すよう
に、前方地盤から土圧や水圧を受けて後方へと押され、
前後二つのＯリング３４，３５が各環状溝３４’，３
４”，３５’，３５”にて挟支されて、防振空間２３を
気密化する。この防振空間２３に圧縮空気を導入して遮
音層を形成する。また、この状態のＯリング３４，３５
と各環状溝３４’，３４”，３５’，３５”との係合に
より、収納箱１２がシールドマシンに対して支えられ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るトンネ
ル掘進機における地盤探査用センサの防振支持構造で
は、センサを収納させた収納箱を強固に支持する必要は
あるが防振対策を考慮する必要のない掘進時において
は、連結部材により収納箱と支持部材とを連結して、強
固な支持力を確保できる。

【００４４】一方、収納箱を単に支える程度でよい探査
時においては、連結部材を突出部から外して、圧縮空気
又は気泡を防振空間に対し圧縮空気又は気泡を注入し
て、収納箱と面板及び支持部材との間のノイズの伝搬を
確実に遮断して、高精度にて探査することができる。

【００４５】また、従来のように常時圧縮力を受けて劣
化してしまうような部材を用いていないため、たとえ長
期に及ぶ掘進においても、耐久性及び探査性能を維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールドマシンにおけるシールド面板２０近傍
を破断した概略断面図であり、シールド面板に収納箱を
支持させている。

【図２】図１の状態から収納箱の支持を解除した図であ
る。

【図３】本発明の第二実施例を示す概略断面図であり、
シールド面板に収納箱を支持させている。

【図４】図３の状態から収納箱の支持を解除した図であ
る。

【図５】従来の防振支持構造を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０ センサ １２ センサ収納箱 １３ 突出部 ２０ シールド面板 ２１ 窓部 ２２ 支持部材 ２２’ 前フランジ ２２” 後フランジ ２３ 防振空間 ２４ 袋部材 ２５ 開閉バルブ ２７ モータ駆動装置 ２８ 可動ねじ ３４，３５ Ｏリング ３４’，３４”，３５’，３５” 環状溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル切羽前方の地盤を探査するため、
   トンネル掘進機の面板に設けた窓部から音波又は振動を
   送受信するセンサを当該トンネル掘進機に設置するにあ
   たり、前記センサを突出部を有する収納箱に収納すると
   共に、前記面板に支持部材を固着して、この支持部材が
   前記突出部に貫通させた連結部材を受理して前記収納箱
   を支持し、この収納箱が前記トンネル掘進機及び前記支
   持部材に直接接しないようにした構造において、 前記支持部材を前記突出部の周囲に延在させて当該支持
   部材と前記収容箱との間に形成した防振空間と、この防
   振空間に対し圧縮空気又は気泡を注入及び排出する手段
   と、前記連結部材を可動とし、この連結部材を前記突出
   部に挿脱自在に移動させる手段と、少なくとも前記連結
   部材を前記突出部から外して前記防振空間に前記圧縮空
   気又は気泡を充満させる際には、この圧縮空気又は気泡
   に対し前記防振空間を気密にすると共に、前記トンネル
   掘進機に対して前記収容箱を支える防振素材性の防振部
   材とを設けてなるトンネル掘進機における地盤探査用セ
   ンサの防振支持構造。
2. 【請求項２】前記防振部材が、前記防振空間内にて膨長
   する伸縮性を有する袋部材であり、この袋部材が前記圧
   縮空気又は気泡を注入又は排出する手段と接続する請求
   項１に記載のトンネル掘進機における地盤探査用センサ
   の防振支持構造。
3. 【請求項３】前記防振部材が環状部材であり、この環状
   部材が前記連結部材を前記突出部から抜脱した際、前記
   支持部材と前記収容箱とに対向させて設けた溝部それぞ
   れに嵌合するようにした請求項１に記載のトンネル掘進
   機における地盤探査用センサの防振支持構造。