JPS61106894A - シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 - Google Patents
シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置Info
- Publication number
- JPS61106894A JPS61106894A JP22693584A JP22693584A JPS61106894A JP S61106894 A JPS61106894 A JP S61106894A JP 22693584 A JP22693584 A JP 22693584A JP 22693584 A JP22693584 A JP 22693584A JP S61106894 A JPS61106894 A JP S61106894A
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- JP
- Japan
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- cutter head
- shield
- rod
- soil
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- Granted
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トンネル掘削技術に係るシールド工事におけ
る切羽前方土質性状計測装置に関するものである。
る切羽前方土質性状計測装置に関するものである。
近年、トンネル掘削技術に多く用いられているメカニカ
ルシールド工法は１周辺地盤の土質工学的な性質を利用
することによって、その機能を発揮するように設計され
ており、このためシールド工法の適用に当っては、シー
ルド延長方向にポーリング調査を行ない、運転管理規準
等を設定している。しかしこの種のシールド工法は、施
工延長の長い構造物に用いられるため、事前のポーリン
グ調査はせいぜい３０〜５０ｍ程度の間隔でしか行なわ
れず、加えてメカニカルシールド機は全面閉鎖形である
ため、運転室から切羽の状態を目視にて確認することが
できないもので、シールド延長方向の地盤の土質性状の
変化の様子を的確かつ連続的に把握することが困難であ
った。したがって掘削地盤が複雑に変化しているような
場合には、地盤に適合したシールドの掘削運転ができず
、半ば負目運転の状態で施工されている。
ルシールド工法は１周辺地盤の土質工学的な性質を利用
することによって、その機能を発揮するように設計され
ており、このためシールド工法の適用に当っては、シー
ルド延長方向にポーリング調査を行ない、運転管理規準
等を設定している。しかしこの種のシールド工法は、施
工延長の長い構造物に用いられるため、事前のポーリン
グ調査はせいぜい３０〜５０ｍ程度の間隔でしか行なわ
れず、加えてメカニカルシールド機は全面閉鎖形である
ため、運転室から切羽の状態を目視にて確認することが
できないもので、シールド延長方向の地盤の土質性状の
変化の様子を的確かつ連続的に把握することが困難であ
った。したがって掘削地盤が複雑に変化しているような
場合には、地盤に適合したシールドの掘削運転ができず
、半ば負目運転の状態で施工されている。
このため、従来、シールドｉの前面にセンナを設置し、
該カッターヘッドの回転時に作用する地、 盤の性状
を計測することによって切羽の状態を検・旨 知し、土質型、土の強度、地盤の緩み、空洞の存在およ
び障害物の有無等を判別する技術が知られている。
該カッターヘッドの回転時に作用する地、 盤の性状
を計測することによって切羽の状態を検・旨 知し、土質型、土の強度、地盤の緩み、空洞の存在およ
び障害物の有無等を判別する技術が知られている。
しかし、上記技術によれば、従来の土質地盤調査方法と
異なった計測方法を用いているために。
異なった計測方法を用いているために。
一般的に用いられている土質定数を求めることに難点が
ある。また、計測範囲がシールド機前面１０ｃｍ程度で
あることから、シールドの運転によってすでに乱された
状態の計測である可能性が大きく、原地盤の状態のまま
の地盤の状態を把握することに難点があった。
ある。また、計測範囲がシールド機前面１０ｃｍ程度で
あることから、シールドの運転によってすでに乱された
状態の計測である可能性が大きく、原地盤の状態のまま
の地盤の状態を把握することに難点があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、シールド
切羽前方の土質性状を掘進以前に把握し、最適な掘進運
転を判断するための情報を提供］ するための装置を提供せんとするものである。
切羽前方の土質性状を掘進以前に把握し、最適な掘進運
転を判断するための情報を提供］ するための装置を提供せんとするものである。
すなわち、本発明のシールド工事における切羽前方土質
性状計測装置は、多成分を同時に測定可能な公知の貫入
コーンをジヤツキ等の進退駆動装置によって進退自在に
なるロッドの先端に固設し、メカニカルシールド機の軸
と平行に枢設するとともに、該メカニカルシールド機の
カッターヘッドに穿設した透孔を介して該カッターヘッ
ド停正時に突出し、切羽地盤に貫入して該地盤の土質性
状を検出した後、再びカッターヘッドの後方に後退する
ようになり、上記カッターヘッドの停止位置を常時上記
ロッドの進退軸上に透孔が位置するように制御せしめる
ものであり１貫入コーンには、先端貫入抵抗、局部周辺
摩擦および間隙水圧の３成分の測定可能なセンサを内蔵
し、貫入と同時にこれらの値を電気的に計測するように
構成した。
性状計測装置は、多成分を同時に測定可能な公知の貫入
コーンをジヤツキ等の進退駆動装置によって進退自在に
なるロッドの先端に固設し、メカニカルシールド機の軸
と平行に枢設するとともに、該メカニカルシールド機の
カッターヘッドに穿設した透孔を介して該カッターヘッ
ド停正時に突出し、切羽地盤に貫入して該地盤の土質性
状を検出した後、再びカッターヘッドの後方に後退する
ようになり、上記カッターヘッドの停止位置を常時上記
ロッドの進退軸上に透孔が位置するように制御せしめる
ものであり１貫入コーンには、先端貫入抵抗、局部周辺
摩擦および間隙水圧の３成分の測定可能なセンサを内蔵
し、貫入と同時にこれらの値を電気的に計測するように
構成した。
シールド工法では、一定区間（約１ｍ）を掘進するとシ
ールド機の運転を一時停止し１．セグメントによって地
山を保護しながら施工するものであり、また推進工法で
はヒユーム管等を継ぎ足ししながら施工するために、管
の継ぎ足し時には掘進運転を一時停止する。
ールド機の運転を一時停止し１．セグメントによって地
山を保護しながら施工するものであり、また推進工法で
はヒユーム管等を継ぎ足ししながら施工するために、管
の継ぎ足し時には掘進運転を一時停止する。
本発明における計１ｍは、この停止時に行なうもので、
制御機構によりカッターヘッドはロッドの進退軸上に透
孔が位置するように停止するため、該カッターヘッドの
停止と同時に進退駆動装置によりロッドを送出して貫入
コーンを切羽地盤に約１ｍ貫入し、該地盤から得た情報
を中央操作室のマイクロコンピュータで解析し、瞬時に
つぎの掘進運転に最適な運転プログラムを作成するもの
であり、シールド機の完全自動運転を可能にするもので
ある。
制御機構によりカッターヘッドはロッドの進退軸上に透
孔が位置するように停止するため、該カッターヘッドの
停止と同時に進退駆動装置によりロッドを送出して貫入
コーンを切羽地盤に約１ｍ貫入し、該地盤から得た情報
を中央操作室のマイクロコンピュータで解析し、瞬時に
つぎの掘進運転に最適な運転プログラムを作成するもの
であり、シールド機の完全自動運転を可能にするもので
ある。
以−ト、本発明装置の一実施例を第１図ないし第４図に
したがって説明する。符号（１）はシールド機（２）の
カッター駆動用減速機（３）の駆動軸先端に軸着したカ
ッターヘッドであり、該シールド機（２）の機枠（４）
にはカッターヘッド（１）の回動軸と平行に進退駆動用
ジヤツキ（５）を固設するとともに、該進退駆動用ジヤ
ツキ（５）により進退駆動するロッド（８）の先端に貫
入コーン（７）を突設面ｉ、、 ＨＬ’−＠ ３ａ ｈ
ｙ ９−へ゛パ゛３′）［？ｇＱＬ“”１（８）を介
して約１ｍの範囲で突出し、また該カッターへラド頁ｌ
）の後方に後退するようになる。
したがって説明する。符号（１）はシールド機（２）の
カッター駆動用減速機（３）の駆動軸先端に軸着したカ
ッターヘッドであり、該シールド機（２）の機枠（４）
にはカッターヘッド（１）の回動軸と平行に進退駆動用
ジヤツキ（５）を固設するとともに、該進退駆動用ジヤ
ツキ（５）により進退駆動するロッド（８）の先端に貫
入コーン（７）を突設面ｉ、、 ＨＬ’−＠ ３ａ ｈ
ｙ ９−へ゛パ゛３′）［？ｇＱＬ“”１（８）を介
して約１ｍの範囲で突出し、また該カッターへラド頁ｌ
）の後方に後退するようになる。
上記カッターヘッド（１）は、カッター駆動用減速機（
３）の回転部と対応して固設した近接スイッチ（３）か
らの回動位置検出に伴ない、中央制御部からの信号によ
り、必らず透孔（８）がロッド頁６）進退軸上に位置す
るように停止するとともに、進退駆動用ジヤツキ（５）
はカッターへツｌ”（１）停止時に進退駆動する。
３）の回転部と対応して固設した近接スイッチ（３）か
らの回動位置検出に伴ない、中央制御部からの信号によ
り、必らず透孔（８）がロッド頁６）進退軸上に位置す
るように停止するとともに、進退駆動用ジヤツキ（５）
はカッターへツｌ”（１）停止時に進退駆動する。
また該進退駆動用ジヤツキ（５）は、第３図に示すごと
く、油圧シリンダー（５°）によって構成され、該ジヤ
ツキ（５ンの摺ｖＪ部に一端を連繋するとともに、他端
を一回転方向に弾性付勢したドラム（１０）に捲回して
なるワイヤー（ＩＩ）とからなる変位計（１２）により
、該ドラム（１０）の回転数を計数して貫入コーン（７
）の突出量を計測する。
く、油圧シリンダー（５°）によって構成され、該ジヤ
ツキ（５ンの摺ｖＪ部に一端を連繋するとともに、他端
を一回転方向に弾性付勢したドラム（１０）に捲回して
なるワイヤー（ＩＩ）とからなる変位計（１２）により
、該ドラム（１０）の回転数を計数して貫入コーン（７
）の突出量を計測する。
また前記貫入コーン（７）は、第３図に示すごと〈、３
個の電気式センサ（１３）（１４）（１５）を配設し、
先端貫入抵抗、局部周辺摩擦および腓隙水圧を計測する
ようになるものであり、各センサ（＋３）（１４）（１
５）の出力は増＠器（１Ｂ）およびインターフェイス（
１７）を経て中央制御部のマイクロコンピュータ（１８
）に入力されるとともに、該マイクロコンピュータ（１
８）により自動的にただちに解析され、つぎの区間の好
ましいシールド４ｆｔ （２）の運転プログラムが出力
され、シールド機（２）はこのプログラムにそって掘進
駆動する。
個の電気式センサ（１３）（１４）（１５）を配設し、
先端貫入抵抗、局部周辺摩擦および腓隙水圧を計測する
ようになるものであり、各センサ（＋３）（１４）（１
５）の出力は増＠器（１Ｂ）およびインターフェイス（
１７）を経て中央制御部のマイクロコンピュータ（１８
）に入力されるとともに、該マイクロコンピュータ（１
８）により自動的にただちに解析され、つぎの区間の好
ましいシールド４ｆｔ （２）の運転プログラムが出力
され、シールド機（２）はこのプログラムにそって掘進
駆動する。
上記計測に際して、貫入コーン（７）の貫入速度は、Ｉ
ｃｍ／ｓｅｃ程度であり、切羽前方的ｉｎの貫入の場合
、計測所要時間は約５分であるが、シールド機（２）の
停止時間内に充分に計測を終了することができるため、
シールド掘進運転の支障となることはない。
ｃｍ／ｓｅｃ程度であり、切羽前方的ｉｎの貫入の場合
、計測所要時間は約５分であるが、シールド機（２）の
停止時間内に充分に計測を終了することができるため、
シールド掘進運転の支障となることはない。
また第４図に示すように、一般に切羽崩壊（矢印Ａ）は
カッターヘッド（１）の上縁部土壌で生ずるものである
ため、貫入コーン（７）をカンタ−ヘッド（１）の上端
部近傍前方に貫入するように構成することにより、事前
に切羽崩壊の有無を検出することが可能となる。
カッターヘッド（１）の上縁部土壌で生ずるものである
ため、貫入コーン（７）をカンタ−ヘッド（１）の上端
部近傍前方に貫入するように構成することにより、事前
に切羽崩壊の有無を検出することが可能となる。
以上述べたごとく本発明のシールド工事における切羽前
方土質性状計測装置は、シールド機によって掘進する切
羽前方の土質性状を従来の静的検出手段により計測する
ことができるため、従来の豊富な計測データを分析に使
用することが可能となり、きわめて正確な分析結果を得
ることができるとともに、切羽前方の土質性状を掘進作
業を遅滞させることなくａ統帥に計測することができる
特徴を有するもので、本発明の効果はきわめて大である
。
方土質性状計測装置は、シールド機によって掘進する切
羽前方の土質性状を従来の静的検出手段により計測する
ことができるため、従来の豊富な計測データを分析に使
用することが可能となり、きわめて正確な分析結果を得
ることができるとともに、切羽前方の土質性状を掘進作
業を遅滞させることなくａ統帥に計測することができる
特徴を有するもので、本発明の効果はきわめて大である
。
第１図は本発明切羽前方土質性状計測装置を具備したシ
ールド機の略側断面図、第２図は回正面図、第３図は進
退駆動用ジヤツキの側面図および江込コーンの電気信号
系統図、第４図は計測状況を示す説明図である。 （１） カッターヘッド （２）シールド機（３）
カッター駆動用減速機 （５）ａ退部動用ジヤツキ （６）ａラド１（７）
貫入コーン （８）透孔（８）近接スイッチ
（１２）変位計（＋３）（１４）（１５）センサ （！８）マイクロコンピュータ 第１図 第２図 第３図 第４図
ールド機の略側断面図、第２図は回正面図、第３図は進
退駆動用ジヤツキの側面図および江込コーンの電気信号
系統図、第４図は計測状況を示す説明図である。 （１） カッターヘッド （２）シールド機（３）
カッター駆動用減速機 （５）ａ退部動用ジヤツキ （６）ａラド１（７）
貫入コーン （８）透孔（８）近接スイッチ
（１２）変位計（＋３）（１４）（１５）センサ （！８）マイクロコンピュータ 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- シールド機のカッターヘッドの回動軸と平行に、ジャッ
キ等の進退駆動装置によって上記カッターヘッドに穿設
した透孔を貫挿して該カッターヘッド前方に突出するロ
ッドを配設し、該ロッドの先端に、土質多成分を同時に
計測可能になる貫入コーンを突設固着するとともに、上
記カッターヘッドを適宜制御機構により常時上記ロッド
の進退軸上に透孔が位置するごとく停止せしめ、上記貫
入コーンにより切羽前方の土質性状を検出することを特
徴とするシールド工事における切羽前方土質性状計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693584A JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693584A JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106894A true JPS61106894A (ja) | 1986-05-24 |
| JPH0344197B2 JPH0344197B2 (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=16852908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22693584A Granted JPS61106894A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | シ−ルド工事における切羽前方土質性状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106894A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280191A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-17 | 日立建機株式会社 | シ−ルド掘進機 |
| JPH0274789A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Shimizu Corp | トンネルの地山事前予知方法 |
| JPH04357294A (ja) * | 1991-04-10 | 1992-12-10 | Pub Works Res Inst Ministry Of Constr | 切羽前方地盤特性測定装置及び切羽前方地盤特性測定方法 |
| JPH0658078A (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-01 | Takehiro Hirata | 地山崩壊検知方法およびその装置 |
| JP2001241289A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Shimizu Corp | トンネル安定性の試験方法および試験設備 |
| JP2023069192A (ja) * | 2021-11-05 | 2023-05-18 | Ｎ．Ｊｅｔエンジニアリング株式会社 | 探査装置、掘進機、および、掘進機の地中構造物探査方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207492A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | シ−ルド掘進機の切羽安定制御方法 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22693584A patent/JPS61106894A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207492A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | シ−ルド掘進機の切羽安定制御方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280191A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-17 | 日立建機株式会社 | シ−ルド掘進機 |
| JPH0512520B2 (ja) * | 1987-05-11 | 1993-02-18 | Hitachi Construction Machinery | |
| JPH0274789A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Shimizu Corp | トンネルの地山事前予知方法 |
| JPH04357294A (ja) * | 1991-04-10 | 1992-12-10 | Pub Works Res Inst Ministry Of Constr | 切羽前方地盤特性測定装置及び切羽前方地盤特性測定方法 |
| JPH0658078A (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-01 | Takehiro Hirata | 地山崩壊検知方法およびその装置 |
| JP2001241289A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Shimizu Corp | トンネル安定性の試験方法および試験設備 |
| JP2023069192A (ja) * | 2021-11-05 | 2023-05-18 | Ｎ．Ｊｅｔエンジニアリング株式会社 | 探査装置、掘進機、および、掘進機の地中構造物探査方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344197B2 (ja) | 1991-07-05 |
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