JPH11303583A - Bedrock strength estimating method by tunnel excavator - Google Patents

Bedrock strength estimating method by tunnel excavator

Info

Publication number
JPH11303583A
JPH11303583A JP10999598A JP10999598A JPH11303583A JP H11303583 A JPH11303583 A JP H11303583A JP 10999598 A JP10999598 A JP 10999598A JP 10999598 A JP10999598 A JP 10999598A JP H11303583 A JPH11303583 A JP H11303583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rock
amount
strength
excavator
estimating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10999598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Sasaki
加津也 佐々木
Yoshiyuki Shimizu
賀之 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Zosen Corp filed Critical Hitachi Zosen Corp
Priority to JP10999598A priority Critical patent/JPH11303583A/en
Publication of JPH11303583A publication Critical patent/JPH11303583A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for estimating the strength of bedrock in the natural ground simply, inexpensively, and in a short time. SOLUTION: This is a method for estimating the strength of bedrock in the natural ground by a tunnel excavator 1 having a cutter head 3 which is rotatably provided in a front end part of an excavator main body 2 and in which a plurality of disc cutters are arranged on a face panel and cylinder devices for propulsion 4 arranged across a predetermined interval along the direction of circumference in the excavator main body 2 to propel the excavator main body 2. Oil pressure and an amount of protrusion of a rod part of the cylinder device for propulsion 4 are detected by a pressure detector 12 and a displacement meter 13, respectively, a pressing force F acting on one disc cutter and a penetration amount δ into a rock bed of the disc cutter are obtained based on these detected hydraulic force and amount of protrusion, and these pressing force F and penetration amount δ are substituted into the following equation to estimate compression strength σ of the bedrock. σ=F/(a×p<m> ); a is a coefficient based on a shape of an edge tip part of the disc cutter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
よる岩盤強度推定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for estimating rock strength using a tunnel excavator.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、トンネル掘削機(トンネルボーリ
ングマシンともいう)により、トンネルを掘削する場
合、前方地山の状態、すなわち岩盤強度を調査する必要
がある。
2. Description of the Related Art Generally, when a tunnel is excavated by a tunnel excavator (also referred to as a tunnel boring machine), it is necessary to investigate the state of the ground in front, that is, the rock strength.

【0003】従来、この前方地山の岩盤強度を調査する
場合、先進ボーリングにより直接サンプルを採取して調
べるか、または弾性波を地山に発射させてその反射波を
受信して解析することにより、地山の探査が行われてい
た。
Conventionally, when investigating the rock strength of the ground in front of the ground, a sample is taken directly by advanced boring and examined, or an elastic wave is emitted to the ground and the reflected wave is received and analyzed. , Exploration of the ground was taking place.

【0004】上記先進ボーリング法は、トンネル掘削機
を停止させた状態で、前方地山をコアボーリングしてサ
ンプルを採取し、このサンプルに対して、直接、圧縮試
験等を行い、岩盤強度を調べる方法である。
[0004] In the advanced boring method, a sample is taken by core boring the ground in front of the tunnel excavator while the tunnel excavator is stopped, and a compression test or the like is directly performed on the sample to check the rock strength. Is the way.

【0005】また、弾性波探査法は、トンネル掘削機を
停止させた状態で、トンネル側壁に設置された弾性波発
震穴から発破により震動を発生させて、前方の破砕帯な
どの不連続面からの反射波を検出し、この反射波のデー
タを解析することにより、地山の探査を行う方法であ
る。
[0005] In addition, the elastic wave exploration method generates vibration by blasting from an elastic wave blast hole provided on the side wall of a tunnel while the tunnel excavator is stopped, and generates vibrations from a discontinuous surface such as a crush zone in front. Is a method of detecting the ground wave by detecting the reflected wave of the ground wave and analyzing the data of the reflected wave.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した先進ボーリン
グによると、トンネルを掘削するという作業の他に、別
途、調査用の先進ボーリングを行う必要があり、また採
取したサンプルの圧縮強度試験を行う必要があるため、
結果を得るまでに時間がかかるという問題があり、さら
にボーリングのための費用が高くつくという問題があっ
た。
According to the above-described advanced boring, in addition to the work of excavating a tunnel, it is necessary to separately perform advanced boring for investigation, and to perform a compressive strength test of a sample collected. Because
There is a problem that it takes a long time to obtain a result, and a problem that the cost for boring is high.

【0007】また、上記弾性波探査法によると、発破作
業を必要とするため、都市部近郊では実施できないとい
う問題があり、また反射波の解析に際しては、ノウハウ
を必要とするとともに、破砕帯などの存在を知ることが
できるが、どの程度の強度を有しているかの判断ができ
なかった。
Further, according to the above-mentioned elastic wave exploration method, there is a problem that blasting operation is required, so that the method cannot be carried out in the suburbs of an urban area. In analyzing reflected waves, know-how is required, and crushing zones and the like are required. Can be known, but it was not possible to determine the strength of the material.

【0008】そこで、本発明は、地山の岩盤強度を、簡
単に、短時間でもって、かつ安価に推定し得る方法を提
供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of easily and inexpensively estimating the strength of the rock mass of the ground.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の岩盤強度推定方法は、掘削機本体の前端部
に回転自在に設けられるとともに面盤にディスクカッタ
が複数個配置されたカッタヘッド、および上記掘削機本
体内で円周方向に沿って所定間隔置きに配置されて掘削
機本体を推進させる推進用シリンダ装置を有するトンネ
ル掘削機により地山の岩盤強度を推定する方法であっ
て、上記推進用シリンダ装置の油圧力およびロッド部の
突出量を検出するとともに、これら検出された油圧力お
よび突出量から、一個のディスクカッタに作用する押圧
力Fおよびディスクカッタの岩盤への貫入量δを求め、
これら押圧力Fおよび貫入量δを、下記式に代入して岩
盤の圧縮強度σを推定する方法である。
In order to solve the above problems, a rock strength estimating method according to the present invention is provided such that a rock cutter is rotatably provided at a front end of an excavator body and a plurality of disk cutters are arranged on a face plate. A method for estimating the rock mass of the ground by using a cutter head and a tunnel excavator having a propulsion cylinder device disposed at predetermined intervals along a circumferential direction in the excavator body and propelling the excavator body. In addition to detecting the hydraulic pressure of the propulsion cylinder device and the amount of protrusion of the rod portion, the pressing force F acting on one disk cutter and the penetration of the disk cutter into the rock are determined from the detected hydraulic pressure and amount of protrusion. Determine the amount δ,
In this method, the compressive strength σ of the rock is estimated by substituting the pressing force F and the penetration amount δ into the following equation.

【0010】σ=F/(a×pm) 但し、式中、aはディスクカッタの刃先部形状に基づく
係数で、ディスクカッタの刃先部の断面形状が丸みを有
する場合には、aを0.8〜1.5の範囲となし、また
ディスクカッタの刃先部の断面形状が尖っている場合
に、aを0.4〜0.8の範囲となし、さらにmは貫入
量に基づく係数で、1.1とされる。
Σ = F / (a × p m ) where a is a coefficient based on the shape of the cutting edge of the disk cutter. If the cross-sectional shape of the cutting edge of the disk cutter is round, a is set to 0. When the cutting edge of the disk cutter has a sharp cross-sectional shape, a is set to a range of 0.4 to 0.8, and m is a coefficient based on the amount of penetration. , 1.1.

【0011】上記の推定方法によると、トンネル掘削機
を推進させる推進用シリンダ装置の油圧力およびそのロ
ッド部の突出量を検出するだけで、岩盤の圧縮強度が得
られる。すなわち、先進ボーリングなどの作業を必要と
しないので、低コストで岩盤強度を推定することがで
き、また弾性波探査のための発破作業を必要としないの
で、掘削位置に関係なく圧縮強度の推定を行うことがで
き、しかもリアルタイムで岩盤強度を推定することがで
きる。
According to the above estimation method, the compressive strength of the rock can be obtained only by detecting the hydraulic pressure of the propulsion cylinder device for propelling the tunnel excavator and the amount of protrusion of the rod portion. In other words, it does not require advanced drilling and other operations, so it is possible to estimate the rock strength at low cost, and because it does not require blasting work for elastic wave exploration, it is possible to estimate the compressive strength regardless of the excavation position. It can be performed, and the rock strength can be estimated in real time.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のトン
ネル掘削機による岩盤強度推定方法を、図面に基づき説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for estimating rock strength by a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】まず、図1に基づき、トンネル掘削機に装
備される岩盤推定装置について説明する。このトンネル
掘削機1は、主として、掘削機本体2、この掘削機本体
2の前端部に回転自在に設けられるとともに面盤に円盤
状のディスクカッタが複数個配置されたカッタヘッド
3、上記掘削機本体2の後部内で円周方向に沿って所定
間隔置きに配置されて、セグメントSの端部を押圧する
ことにより、掘削機本体2を推進させる複数個の推進用
シリンダ装置4、およびこれら推進用シリンダ装置4に
油圧を供給する油圧ユニット(図示せず)を有してい
る。
First, a rock mass estimating device to be equipped on a tunnel excavator will be described with reference to FIG. The tunnel excavator 1 mainly includes an excavator body 2, a cutter head 3 rotatably provided at a front end of the excavator body 2, and a plurality of disk-shaped disk cutters arranged on a face plate. A plurality of propulsion cylinder devices 4 that are arranged at predetermined intervals along the circumferential direction in the rear portion of the main body 2 and press the ends of the segments S to propell the excavator main body 2, A hydraulic unit (not shown) for supplying a hydraulic pressure to the cylinder device 4.

【0014】そして、このトンネル掘削機1には、岩盤
強度を推定する岩盤強度推定装置11が具備されてお
り、この岩盤強度推定装置11は、推進用シリンダ装置
4のシリンダ本体4a内に供給される油圧力を検出する
圧力検出器12と、上記推進用シリンダ装置4のロッド
部4bの突出量すなわち変位量を検出する変位計13
と、これら圧力検出器12および変位計13からの各検
出値を入力して、岩盤強度を推定する演算処理部を有す
るコンピュータ装置(演算装置)14と、このコンピュ
ータ装置14で演算された演算結果を出力するモニター
15およびプリンタ16から構成されている。
The tunnel excavator 1 is provided with a rock strength estimating device 11 for estimating rock strength. The rock strength estimating device 11 is supplied to the cylinder body 4 a of the propulsion cylinder device 4. Pressure detector 12 for detecting hydraulic pressure, and a displacement meter 13 for detecting the amount of protrusion, that is, the amount of displacement of the rod portion 4b of the propulsion cylinder device 4.
And a computer device (arithmetic device) 14 having an arithmetic processing unit for estimating rock strength by inputting respective detection values from the pressure detector 12 and the displacement meter 13, and an arithmetic result calculated by the computer device 14 And a printer 16 for outputting the same.

【0015】上記コンピュータ装置14においては、油
圧力と変位量とに基づき、掘削地山における岩盤強度、
すなわち一軸圧縮強度(以下、単に圧縮強度という)が
推定される。
In the computer unit 14, the rock strength at the excavation ground is determined based on the hydraulic pressure and the displacement.
That is, the uniaxial compression strength (hereinafter, simply referred to as compression strength) is estimated.

【0016】以下、圧縮強度の推定方法について説明す
る。この推定方法は、岩盤へのディスクカッタの押付力
が、岩盤の圧縮強度と、ディスクカッタの岩盤への貫入
量との関数により、表わされることに着目したものであ
る。
Hereinafter, a method of estimating the compressive strength will be described. This estimation method focuses on the fact that the pressing force of the disk cutter against the rock is represented by a function of the compressive strength of the rock and the amount of penetration of the disk cutter into the rock.

【0017】そこで、本発明者等は、予め、圧縮強度が
判っている岩盤に、所定形状の刃先部を有する円盤状の
ディスクカッタを押し付け、しかもその貫入量が一定
値、例えば1mmとなるように、押し付けた際の押付力
を測定することにより、下記(1)式に示す実験式を得
た。なお、実験式を求めるに当たっては、ディスクカッ
タの刃先部の断面形状により貫入量が異なるため、その
修正用の係数が導入されている。
Therefore, the present inventors press a disc-shaped disk cutter having a cutting edge of a predetermined shape against a bedrock of which compressive strength is known in advance, and furthermore, the penetration amount is set to a constant value, for example, 1 mm. The empirical formula shown in the following formula (1) was obtained by measuring the pressing force at the time of pressing. In determining the empirical formula, since the amount of penetration varies depending on the cross-sectional shape of the blade edge of the disk cutter, a coefficient for correcting the penetration amount is introduced.

【0018】F=a×σ×δm・・・・(1) 上記(1)式中、Fは1個当たりのディスクカッタに作
用する押付力(スラスラスト力)、σは岩盤の一軸圧縮
強度、δはディスクカッタの貫入量をそれぞれ示し、ま
たaはディスクカッタの刃先部形状に基づく係数、mは
貫入量の指数(べき乗)を示す係数である。
F = a × σ × δ m (1) In the above equation (1), F is a pressing force (thrust force) acting on one disk cutter, and σ is a uniaxial compression of a rock mass. The strength and δ indicate the amount of penetration of the disk cutter, respectively, a is a coefficient based on the shape of the cutting edge of the disk cutter, and m is a coefficient indicating an exponent (power) of the amount of penetration.

【0019】種々の実験により、aは、図2に示すよう
に、刃先部が丸型のディスクカッタ5Aの場合では、
0.8〜1.5の範囲、また図3に示すように、刃先部
が尖った楔型のディスクカッタ5Bの場合では、0.4
〜0.8の範囲とするのが良いことが判明した。また、
mは1.1程度、より正確には、1.124程度にする
のが良いことも判明した。
According to various experiments, as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, in the case of the disk cutter 5 A having a round edge,
In the case of a wedge-shaped disk cutter 5B having a sharp edge, as shown in FIG.
It has been found that it is better to set the range to 0.8. Also,
It was also found that m should be about 1.1, more precisely, about 1.124.

【0020】なお、1個当たりのディスクカッタの押付
力Fは、下記(2)式にて表わされる。 F=(P×A×n)/N・・・・(2) 上記(2)式中、Pはシリンダ本体の油圧力、Aはシリ
ンダ本体の受圧面積、nは作動しているシリンダ装置の
数、Nはディスクカッタの個数をそれぞれ示す。
The pressing force F of the disk cutter per piece is expressed by the following equation (2). F = (P × A × n) / N (2) In the above formula (2), P is the hydraulic pressure of the cylinder body, A is the pressure receiving area of the cylinder body, and n is the operating cylinder device. The number and N indicate the number of disk cutters, respectively.

【0021】また、ディスクカッタの貫入量δは、下記
(3)式にて表わされる。 δ=d/(r×t)・・・・(3) 上記(3)式中、dは時間tの間における掘進距離(推
進距離)、rはカッタヘッドの回転数、tは測定時間を
それぞれ示す。
The amount of penetration δ of the disk cutter is expressed by the following equation (3). δ = d / (r × t) (3) In the above equation (3), d is the excavation distance (propulsion distance) during time t, r is the number of rotations of the cutter head, and t is the measurement time. Shown respectively.

【0022】そして、上記実験により得られた(1)式
を変形して、岩盤の圧縮強度σについて求めると、下記
(4)式が得られる。 σ=F/(a×δm)・・・・(4) この(4)式の演算がコンピュータ装置で行われ、岩盤
の圧縮強度σが求められる。
Then, by transforming the equation (1) obtained by the above experiment and obtaining the compressive strength σ of the rock, the following equation (4) is obtained. σ = F / (a × δ m ) (4) The calculation of the expression (4) is performed by the computer device, and the compression strength σ of the rock mass is obtained.

【0023】すなわち、圧力検出器12および変位計1
3からの検出値がコンピュータ装置14に入力され、こ
こで、上記(2)式および(3)式に基づき、ディスク
カッタの押付力Fおよびディスクカッタの貫入量δが演
算され、そしてこれらの値が(4)式に代入されて、地
山である岩盤の圧縮強度(一軸圧縮強度)が求められる
とともに、この圧縮強度σがリアルタイムでモニター1
5および(または)プリンタ16に出力される。
That is, the pressure detector 12 and the displacement meter 1
3 is input to the computer device 14, where the pressing force F of the disk cutter and the penetration amount δ of the disk cutter are calculated based on the above equations (2) and (3), and these values are calculated. Is substituted into the equation (4) to determine the compressive strength (uniaxial compressive strength) of the ground rock, and the compressive strength σ is monitored in real time by the monitor 1.
5 and / or to the printer 16.

【0024】なお、図4のグラフに、予め、圧縮強度が
判っている岩盤について、1個当たりのディスクカッタ
に作用する押付力の実験値FEと、上記(1)式から得
られた押付力の計算値FTとの関係を示す。なお、各印
に対応する記号のA,B,Cは、岩盤の種類を示してい
る。この図4から、実験値と計算値とが等しい直線Hの
付近に各印が散在しており、計算値と実験値とがほぼ対
応しているのが判る。すなわち、計算値が実験値に対し
て±30%の範囲内にあり、比較的、実際の値に近いこ
とが判る。このことは、圧縮強度についても、同様に、
計算値が実際の値に近いことを意味している。
[0024] Incidentally, in the graph of FIG. 4, in advance, the rock compressive strength is known, the experimental value F E of the pressing force acting on the disc cutter per, pressing obtained from the above equation (1) The relation with the calculated force value F T is shown. The symbols A, B, and C corresponding to the respective marks indicate the types of the bedrock. From FIG. 4, it can be seen that the marks are scattered near the straight line H where the experimental value and the calculated value are equal, and the calculated value and the experimental value almost correspond. That is, it can be seen that the calculated value is within ± 30% of the experimental value, and is relatively close to the actual value. This also applies to the compressive strength,
This means that the calculated value is close to the actual value.

【0025】さらに、図5に、貫入量が1mmとした場
合、押付力Fに対する岩盤の圧縮強度σの推定範囲を斜
線にて図示する。したがって、予め、このようなグラフ
を作成しておけば、貫入量δが1mmである場合の押付
力Fを求めるだけで、容易に、岩盤の圧縮強度σを推定
することができる。
Further, in FIG. 5, when the penetration amount is 1 mm, the estimated range of the rock compressive strength σ with respect to the pressing force F is shown by hatching. Therefore, if such a graph is created in advance, it is possible to easily estimate the compressive strength σ of the rock mass only by obtaining the pressing force F when the penetration amount δ is 1 mm.

【0026】このように、トンネル掘削機を推進させる
推進用シリンダ装置の油圧力およびそのロッド部の突出
量を検出するとともに、これらの検出値に基づき岩盤の
圧縮強度を求めるようにしたので、従来の先進ボーリン
グ法のように、大掛かりな作業を必要としないので、低
コストで岩盤強度を推定することができ、また従来の弾
性波探査法のように、発破作業を必要としないので、掘
削位置に関係なく圧縮強度の推定を行うことができると
ともに、反射波を解析する必要が無いため、容易にかつ
リアルタイムで岩盤強度を推定することができる。
As described above, the hydraulic pressure of the propulsion cylinder device for propelling the tunnel excavator and the amount of protrusion of the rod portion are detected, and the compressive strength of the rock is determined based on these detected values. Unlike the advanced boring method, the method does not require a large-scale operation, so the rock strength can be estimated at low cost, and the blasting operation is not required unlike the conventional elastic wave exploration method. , The strength of the rock can be easily and in real time estimated because there is no need to analyze the reflected waves.

【0027】なお、岩盤強度が推定された後は、岩盤の
種類を容易に判断することができ、すなわち岩盤の等級
を決定することができ、補助工法の採用、掘進速度の推
定などに利用することができる。
After the rock strength is estimated, the type of the rock can be easily determined, that is, the grade of the rock can be determined, which is used for adopting the auxiliary method, estimating the excavation speed, and the like. be able to.

【0028】また、従来の先進ボーリング法は、直径が
5〜10センチ程度の部分しか調べることができない
が、上述した本推定方法によると、少なくとも、カッタ
ヘッドの面盤全体に亘る広い部分での岩盤強度を推定す
ることができる。
Further, the conventional advanced boring method can examine only a portion having a diameter of about 5 to 10 cm, but according to the above-described estimation method, at least a wide portion over the entire face plate of the cutter head is obtained. Rock mass strength can be estimated.

【0029】さらに、コンピュータ装置内に、実際に得
られたデータを蓄積して、各係数(a,m)の補正を行
うことにより、正確な推定が可能となる。
Further, by accumulating the actually obtained data in the computer device and correcting each coefficient (a, m), accurate estimation becomes possible.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明の推定方法による
と、トンネル掘削機を推進させる推進用シリンダ装置の
油圧力およびそのロッド部の突出量を検出するととも
に、これらの検出値に基づき岩盤の圧縮強度を求めるよ
うにしたので、従来の先進ボーリング法のように、大掛
かりな作業を必要としないので、低コストで岩盤強度を
推定することができ、また従来の弾性波探査法のよう
に、発破作業を必要としないので、掘削位置に関係なく
圧縮強度の推定を行うことができるとともに、反射波を
解析する必要が無いため、容易にかつリアルタイムで岩
盤強度を推定することができる。
As described above, according to the estimation method of the present invention, the hydraulic pressure of the propulsion cylinder device for propelling the tunnel excavator and the amount of protrusion of the rod portion are detected, and the rock formation of the rock is determined based on these detected values. Since the compressive strength was determined, unlike the conventional advanced boring method, large-scale work is not required, so the rock strength can be estimated at low cost, and like the conventional elastic wave exploration method, Since no blasting work is required, the compression strength can be estimated irrespective of the excavation position and the rock strength can be easily and in real time estimated because there is no need to analyze the reflected waves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における岩盤強度の推定方
法を説明するためのトンネル掘削機の概略全体構成を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic overall configuration of a tunnel excavator for explaining a method of estimating rock strength in an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態のトンネル掘削機におけるディス
クカッタの要部正面図である。
FIG. 2 is a front view of main parts of a disk cutter in the tunnel excavator according to the embodiment.

【図3】同実施の形態のトンネル掘削機におけるディス
クカッタの要部正面図である。
FIG. 3 is a front view of a main part of a disk cutter in the tunnel excavator according to the embodiment.

【図4】同実施の形態の推定方法における押付力の計算
値と実験値との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a calculated value of a pressing force and an experimental value in the estimation method of the embodiment.

【図5】同実施の形態の推定方法における押付力と岩盤
の圧縮強度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pressing force and the compressive strength of the rock in the estimation method of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トンネル掘削機 2 掘削機本体 3 カッタヘッド 4 シリンダ装置 4a シリンダ本体 4b ロッド部 11 岩盤推定装置 12 圧力検出器 13 変位計 14 コンピュータ装置 15 モニター 16 プリンタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 2 Excavator main body 3 Cutter head 4 Cylinder device 4a Cylinder main body 4b Rod part 11 Rock mass estimation device 12 Pressure detector 13 Displacement gauge 14 Computer device 15 Monitor 16 Printer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 掘削機本体の前端部に回転自在に設けら
れるとともに面盤にディスクカッタが複数個配置された
カッタヘッド、および上記掘削機本体内で円周方向に沿
って所定間隔置きに配置されて掘削機本体を推進させる
推進用シリンダ装置を有するトンネル掘削機により地山
の岩盤強度を推定する方法であって、上記推進用シリン
ダ装置の油圧力およびロッド部の突出量を検出するとと
もに、これら検出された油圧力および突出量から、一個
のディスクカッタに作用する押圧力Fおよびディスクカ
ッタの岩盤への貫入量δを求め、これら押圧力Fおよび
貫入量δを、下記式に代入して岩盤の圧縮強度σを推定
することを特徴とするトンネル掘削機による岩盤強度推
定方法。 σ=F/(a×pm) 但し、式中、aはディスクカッタの刃先部形状に基づく
係数、mは貫入量に基づく係数である。
1. A cutter head rotatably provided at a front end of an excavator body and having a plurality of disk cutters arranged on a face plate, and arranged at predetermined intervals along a circumferential direction in the excavator body. A method for estimating the rock strength of the ground by a tunnel excavator having a propulsion cylinder device for propelling an excavator body, wherein the hydraulic pressure of the propulsion cylinder device and the protrusion amount of a rod portion are detected, From the detected oil pressure and the amount of protrusion, the pressing force F acting on one disk cutter and the amount of penetration δ of the disk cutter into the rock are determined, and these pressing force F and amount of penetration δ are substituted into the following equation. A method for estimating rock strength by a tunnel excavator, comprising estimating the compressive strength σ of rock. σ = F / (a × p m ) where a is a coefficient based on the shape of the cutting edge of the disk cutter, and m is a coefficient based on the amount of penetration.
【請求項2】 mを1.1とするとともに、ディスクカ
ッタの刃先部の断面形状が丸みを有する場合に、aを
0.8〜1.5の範囲とすることを特徴とする請求項1
記載のトンネル掘削機による岩盤強度推定方法。
2. The method according to claim 1, wherein m is 1.1, and a is in the range of 0.8 to 1.5 when the cross-sectional shape of the blade edge of the disk cutter is round.
The rock strength estimation method using the tunnel excavator described.
【請求項3】 mを1.1とするとともに、ディスクカ
ッタの刃先部の断面形状が尖っている場合に、aを0.
4〜0.8の範囲とすることを特徴とする請求項1記載
のトンネル掘削機による岩盤強度推定方法。
3. When m is set to 1.1 and a is set to 0. 0 when the cross-sectional shape of the cutting edge of the disk cutter is sharp.
The rock strength estimation method using a tunnel excavator according to claim 1, wherein the rock strength is in a range of 4 to 0.8.
JP10999598A 1998-04-21 1998-04-21 Bedrock strength estimating method by tunnel excavator Pending JPH11303583A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10999598A JPH11303583A (en) 1998-04-21 1998-04-21 Bedrock strength estimating method by tunnel excavator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10999598A JPH11303583A (en) 1998-04-21 1998-04-21 Bedrock strength estimating method by tunnel excavator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11303583A true JPH11303583A (en) 1999-11-02

Family

ID=14524435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10999598A Pending JPH11303583A (en) 1998-04-21 1998-04-21 Bedrock strength estimating method by tunnel excavator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11303583A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017066652A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社大林組 Excavation monitoring device and excavation state determination method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017066652A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社大林組 Excavation monitoring device and excavation state determination method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Development of a rock mass characteristics model for TBM penetration rate prediction
US4143552A (en) Coal seam sensor
Dollinger et al. Use of the punch test for estimating TBM performance
JP5249874B2 (en) Ground evaluation apparatus and ground evaluation method
JP3238840B2 (en) Tunnel ground search system
Dehkhoda et al. Rock cutting experiments with an actuated disc
CN113390502B (en) TBM cutter head vibration monitoring and evaluation method
JP3675576B2 (en) Ground judgment device
JP5997521B2 (en) Face investigation method using shield machine
JP3016426B2 (en) Ground evaluation method and device for TBM method by excavation sound analysis
JP2017066652A (en) Excavation monitoring device and excavation state determination method
JP5258734B2 (en) Tunnel front face exploration method and exploration system
JP6304527B2 (en) Tunnel rock exploration method
JPH11303583A (en) Bedrock strength estimating method by tunnel excavator
JPH09170398A (en) Geological distribution survey device for excavated face and the surveying and control method for excavation work
Fowell et al. Assessing the performance of cutting tools in rock materials
JP3267511B2 (en) TBM cutter monitoring method and monitoring device
JP2873397B2 (en) Land Survey System
JP6653072B2 (en) Method for evaluating the number of impacts of hydraulic hammer, method for exploring front ground using the same, and system for exploring front ground
JP2749561B2 (en) Rock exploration method
EP3795796B1 (en) A method for determination of properties of cuttings from rock drilling
Peck Performance monitoring of rotary blasthole drills
JPH10252051A (en) Method for determining nature of natural ground
JP3247032B2 (en) Ground compression strength calculation method, ground compression strength calculation device, support selection method, and excavator control method
JP3352812B2 (en) Method and apparatus for measuring ground hardness

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040910

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040921

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050208