JPS62280498A - 不透水膜接合装置の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シールド工法により構築されるトンネルの覆
工用セグメントの外周に防水のためビニール等の不透水
膜を被覆させる際に、不透水膜同士を順次接合するため
に用いる不透水膜接合装置の制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ シールド工法においては、施工中又は施工後、セグメン
トの継目又はクラックからトンネル内に漏水することが
しばしばあり、そのため、シールド工事の完成時あるい
は完成後に漏水防止工事が従来必要とされており、又、
セグメントと地山との間の空隙部に地下水が溢れて来る
と、テールボイドの裏込材注入が地下水により稀釈され
ることがある、等の問題が生じていた。

そこで最近、既に組立てられたセグメントの前方位置に
適宜長さを有する不透水膜（ビニール、ポリエチレン等
の高分子材料）を筒状に配置敷設し、該不透水膜を既に
敷設された不透水膜に対し接合し、該接合した不透水膜
によって順次セグメント外周を被覆して行く方法が考え
られている。

セグメント全周を不透水膜で被覆させ、該不透水膜とセ
グメントとの間に裏込材を充填させるようにすれば、不
透水膜により地下水がセグメント外面に達することが防
止されてセグメントのジヨイント部からの漏水等前記し
た如き問題は生じなくなる。

第２図及び第３図は不透水膜を接合しつつセグメント外
周に被覆させるために最近考え出された装置を示してい
る。１はシールド掘進機で゛あり、２は該シールド掘進
機ｌのシールドフレーム、３はシールドジヤツキ、４は
テールシール、５はセグメント、６は該セグメント５の
外周位置に敷設されセグメント５を被覆した不透水膜、
７は該不透水膜６と地山８との間に形成されたテールボ
イドに裏込材９を注入する裏込材注入装置、１０は不透
水膜６とセグメント５外周との間に裏込材を注入する注
入口である。

シールドフレーム２内に設けられた補強用リングフレー
ム１１の後部に、即ちシールドテールフレーム２′内に
、外側面部に内歯歯車１３を備え且つ内側面部所要個所
に超音波振動方式不透水膜接合機１２を取付けたリング
状の回転フレーム１４を、リングフレーム１１に対し軸
心方向所要の間隔を隔てて配置すると共に、リングフレ
ーム１１に設置した直流モータ１５の軸１６を回転フレ
ーム１４部に導いて、該軸１６に前記内歯歯車１３と噛
合するピニオン１７を取付け、且つ前記リングフレーム
１１の後面側に支持フレーム１８を突設し、該支持フレ
ーム１８上に、前記回転フレーム１４の内周に接して回
転フレーム１４をガイドするがイドローラ１９を周方向
で適宜数設け、前記モータ１５の駆動により回転フレー
ム１４がシールドテールフレーム２°内周に沿って回転
し得るよう構成している。尚、前記接合機１２はスプリ
ング等によってシールドテールフレーム２゛内壁へ向は
所要の押付は力を付勢されている。図中２０は軸１６を
支承する軸受、２１は該軸受２０を支持するようリング
フレーム１１の後面側に突設した支持フレームである。

又、リングフレーム１１の後面側に、サポートフレーム
２３を介してガイドレール２４を軸心方向に突設し、該
ガイドレール２４に超音波振動方式不透水膜接合機２５
を取付けた駒２Ｂを摺動可能に係合せしめ、且つ該駒２
Ｂにねじ軸２７を貫通螺着し、該ねじ軸２７をモータ２
２によって駆動することにより、駒２６の摺動を介し接
合機２５が軸心方向に移動し得るよう構成している。

斯かる構成において、リングフレーム１１と回転フレー
ム１４との間に、単位長さを有する不透水膜６°がシー
ルドテールフレーム２°内周に沿って筒状に敷設される
。この際、不透水膜６°を、既に敷設されている不透水
膜６と軸心方向でラップ（ラップ部Ｘ）させるようにし
、更に周方向端部もラップ（ラップ部Ｙ）させるように
しておく。尚不透水膜６°の敷設に当っては、接合機１
２および２５をクランプして不透水膜敷設予定面より離
しておき、前記ラップ部Ｘが接合機１２の外側に、又ラ
ップ部Ｙが接合機２５の外側に夫々対応して位置するよ
うに敷設する。

而して、この状態でモータ１５を駆動すると、ピニオン
１７と内歯歯車１３との噛合を介し回転フレーム１４が
ガイドローラ１９にガイドされながら回転するので、こ
の回転を利用して接合機１２により不透水膜６°と６と
のラップ部Ｘを周方向に亘り接合する。一方、モータ２
２を駆動すると、ねじ軸２７の回転により駒２６がガイ
ドレール２４に沿って軸心方向に摺動するので、この駒
２６の摺動を利用してラップ部Ｙを接合機２５により接
合する。このようにして、ラップ部Ｘの周方向接合とラ
ップ部Ｙの軸心方向接合を容易に行うことができる。ラ
ップ部ＸとＹの接合が終了したら、シールドジヤツキ３
を伸長して掘進機１を前進させ、再び不透水膜６°の敷
設作業と接合作業が前記と同様に繰返し行われる。勿論
この間に、既に敷設された不透水膜Ｂ内でセグメント５
の組立て作業が行われる。尚、不透水膜６゛として筒状
に形成されたものを使用する時には、軸方向の接合機２
５は不要である。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、前記接合機１２によってラップ部Ｘ接合
作業を周方向に亘り行った場合、場所によって適正な接
合状態が得られない問題があった。

即ち、第４図は接合機１２を回転フレーム１４によって
等速（１，５ａ／＋Ｉｎ）で３６０”回転させた時の電
流値の変化を示しており（先端のホーン押付力は一定）
、同図に示すように、接合機１２は、その回転角度位置
によって電流値に変化が生じる問題があっな。

前記電流変化は、超音波振動子の振動方向と重力加速度
の方向のなす角度の変化に起因しているものと考えられ
ている。

本発明はこのような実情に鑑み、電流値を３６０°一定
にして接合作業が行われるようにしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記目的を達成するため、回転フレームの回
転により、筒状に形成した不透水膜の重ね合せ部を超音
波接合機によって周方向に接合するようにした不透水膜
接合装置において、■前記接合機の電流値を検出する電
流検出器と、該電流検出器の検出値と基準値とを比較し
その差に基づいて前記回転フレームを駆動するモータへ
修正指令を送る制御器とを備えた構成とし、更に、■前
記接合機の電流値を検出する電流検出値と、該電流検出
値に比例して前記回転フレームを駆動するモータの回転
速度を増減する制御器とを備えた構成としている。

［作　　　用］ 従って、前記■の構成の場合、電流検出器によって検出
された値と基準値とが比較され、その差に基づいて制御
器からモータへ修正指令が送られ、電流値が一定となる
よう接合機の移動速度が調整される。又前記■の構成の
場合、電流検出器によって検出された電流値に比例して
モータの回転速度が増減される。その結果、電流が小さ
くなるとモータの回転は遅くなり、超音波接合機の特性
で電流は増えるようになり、逆に電流が増えるとモータ
の回転が速くなり、前記接合機の特性により電流は減少
する。こうして適正電流からのゆらぎは自動調整されて
実効のある定電流制御装置が得られる。

［実　施　例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示す如く、接合機１２の超音波発振器２８内に
、接合機１２の電流値を検出すべく、例えば振動子電流
線の途中に抵抗２９を入れて小電位差を取出し得るよう
にすると共に、取出した値を制御器３０にて増幅して基
準値（設定値）３１と比較し得るようにし、且つ該比較
値に差があった時にモータ１５の回転速度を修正し、こ
れによって接合機１２の周方向移動速度を制御し得るよ
う構成する。

今、超音波発振器２８から接合機１２へ超音波を発振し
ている状態において、その時々の角度位置における接合
機１２の電流値が超音波発振器２８内の抵抗２９にて小
電位差として取出され、制御器３０に入力される。制御
器３０ではこの値を増幅し、基準値３１と比較して、差
があると、この差がなくなるようモータ１５へ修正指令
を送り、ビニオン１７と内歯歯車１３との噛合を介し回
転フレーム１４の回転速度を増減し、接合機１２の移動
速度を制御する。

即ち、検出した電流値が基準値より高い時には、接合機
１２の移動速度を速めるよう制御し、一方低い時には、
遅らせるよう制御し、こうして電流値を周方向で一定に
する。

前記において、電流値が３６０°一定の時、移動速度が
変化していても適正な接合状態か得られる。

又、本発明の他の実施例として、制御器３０と単純な比
例増幅器とし基準値３１を廃止する構成を提供する。即
ちこの場合、検出された電流値に比例してモータ１５の
回転速度が増減される。

具体的には、電流が小さくなるとモータ１５の回転が遅
くなり、超音波接合機１２の特性で電流は増えるように
なり、一方電流が増えるとモータ１５の回転が速くなり
、接合機１２の特性で電流は減少する。このように、接
合電流値が移動速度にほぼ反比例する事実を利用して、
開ループの自動電流調整装置を形成することにより、電
流値が周方向どこでも一定になる。

尚、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の不透水膜接合装置の制御
装置によれば、トンネル覆工用セグメントの外周を被覆
する不透水膜同志の接合に際し、接合機の周方向移動時
の速度を調節して、超音波接合機の電流値が周方向で一
定になるよう制御するので、周方向で適正な接合状態が
得られる、と言う優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の不透水膜接合装置の制御装置の一実施
例を示す概略図、第２図は最近考え出された不透水膜接
合装置を備えたシールド掘進機の断面図、第３図は第２
図の■−■矢視図、第４図は速度一定とした時の電流値
変化を示す図である。 ■はシールド掘進機、５はセグメント、６．６′は不透
水膜、１２は接合機、１３は内歯歯車、１４は回転フレ
ーム、１５はモータ、２８は超音波発振器、２９は抵抗
、３０は制御器、３１は基準値を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転フレームの回転により、筒状に形成した不透水
   膜の重ね合せ部を超音波接合機によって周方向に接合す
   るようにした不透水膜接合装置において、前記接合機の
   電流値を検出する電流検出器と、該電流検出器の検出値
   と基準値とを比較しその差に基づいて前記回転フレーム
   を駆動するモータへ修正指令を送る制御器とを備えたこ
   とを特徴とする不透水膜接合装置の制御装置。 ２）回転フレームの回転により、筒状に形成した不透水
   膜の重ね合せ部を超音波接合機によって周方向に接合す
   るようにした不透水膜接合装置において、前記接合機の
   電流値を検出する電流検出器と、該電流検出器の検出値
   に比例して前記回転フレームを駆動するモータの回転速
   度を増減する制御器を備えたことを特徴とする不透水膜
   接合装置の制御装置。