JPH0320396Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はトンネル等の地下坑道を掘削する際
に使用されるシールド掘進機の余掘量測定装置に
関する。

周知のようにトンネル、地下鉄坑道等の掘削に
際してシールド掘進機が使用されている。

シールド掘進機の掘削では、地山強度の大きさ
によつてその量は異なるが、掘削切羽面が設計断
面以上に掘削されて、いわゆる余掘が生ずる。

この余掘は小さいことが望ましいが、地盤によ
つては大規模な空洞部となり、地盤の沈下、地表
面の陥没となることがある。

一方、上記余掘は、シールド掘進機の推進によ
つて発生し、掘進機の推進によつて刻々と変化す
る。

従つて、大規模な地盤の沈下、地表面の陥没を
ある程度予知するためには、シールド掘進機の推
進中に連続して測定することが望ましい。

しかしながら、従来使用されていた余掘量測定
装置には以下の問題があつた。

すなわち、従来の余掘量測定装置は、シールド
掘進機本体内から、地山に向けて棒状体を突出さ
せ、余掘量の測定を行なつていた。

このため、棒状体を常時突出させておくと、こ
れが推進機の推進によつて折曲されて変形する惧
れがあつて、正確な測定が難しかつた。

他方、変形を防止するために剛性の大きなもの
を使用すると、例えば軟弱地盤あるいは、地盤中
の軟弱な部分にこれが当接することで、地山の崩
落を誘発する惧れがある。

従つて、余掘量の測定はシールド掘進機の推進
を停止した後に行なわなければならなかつた。

この考案は、上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、地山の崩
落を確実に防止しつつ高い測定精度が得られ、且
つ連続測定の可能なシールド掘進機の余掘量測定
装置を提供するところにある。

以下、この考案の好適な実施例について添附図
面を参照して詳細に説明する。

第１図から第４図は、この考案に係るシールド
掘進機の余掘量測定装置の一実施例を示すもので
ある。

第１図は測定装置１０を装備したシールド掘進
機の全体概略図で、シールド掘進機は、筒状の本
体１２の先端側に回転駆動されるカツタービツト
１４が配置され、推進は油圧ジヤツキ１６によつ
て行なわれ、測定装置１０は本体１２の上部側に
取付けられた検出ユニツト１８と、表示ユニツト
２０および記録演算ユニツト２２とから概略構成
されている。

第２図は検出ユニツト１８の詳細を示してお
り、このユニツト１８は、上記本体１２に穿設し
た開口２４に、両端が開口した中空のガイドパイ
プ２６を装着し、その内部に棒状体２８を収納
し、棒状体２８の先端には接触検知部３０を取付
けるとともに、他端側にはこれをガイドパイプ２
６に沿つて移動させる駆動手段としての減速機３
２の回転軸と噛合するラツクギヤ３４が刻設され
ている。

そして、上記ガイドパイプ２６は、上記本体１
２に対して所定の傾斜角度θで傾斜した状態でシ
ールド掘進機の進行方向前方の地山側を指向する
ように固定されている。

この構成により減速機３２を駆動すると棒状体
２８は、掘進機の進行方向前方の地山３６に向け
て同じ傾斜角度θで出入することになる。

なお、第２図に示す符号３７は、ガイドパイプ
２６を開閉する弁である。

上記接触検知部３０の詳細を第３図および第４
図に示す。

検知部３０は、棒状体２８の内部に侵入して配
設された円筒ブロツク３８と、この円筒ブロツク
３８の透孔内に摺動可能に挿通された摺動ロツド
４０と、摺動ロツド４０の先端に球面軸受４２を
介して枢着された首部４４と、首部４４に４本の
フレーム４６をバネ材４８を介装して枢着し、且
つフレーム４６上に円板状の弾性シート５０を貼
着して構成している。

各フレーム４６に介装されたバネ材４８は、フ
レーム４６をそれぞれ第３図実線で示すように、
これを拡大するように付勢しており、これが棒状
体２８によつて上記ガイドパイプ２６内に引き込
まれると、同図破線で示すように縮小し、傘状に
縮小・拡大される。

また、首部４４は地山３６に接触すると、地山
３６の傾斜に沿つて第３図仮想線で示すように揺
動し、他山３６と弾性シート５０とは密接触す
る。

一方、上記首部４４と円筒ブロツク３８との間
には、コイルバネ５２が介装されているととも
に、上記摺動ロツド４０の他端には、突出量が変
更できる突片５４が螺着され、この突片５４は上
記弾性シート５０が地山３６に密接触し、摺動ロ
ツド４０を下方に押し下げるとリミツトスイツチ
５６（第１のセンサー）を作動させる。

リミツトスイツチ５６は、その駆動によつて上
記減速機３２を停止させる。

ここで、突片５４の突出量は、予め測定された
地山３６の強度によつて調整し、地山３６の崩落
を来たす程強くなく、しかも上記弾性シート５０
が密接触するように設定する。

また、この調整は上記のように摺動ロツド４０
のストロークによらず、コイルバネ５２の弾撥力
を地山３６の強度に適合するように適宜選択して
装着してもよい。

なお、第３図中符号５８で示すものは、上記首
部４４と円筒ブロツク３８間に取付けられ、コイ
ルバネ５２内に土砂の侵入を防止するための蛇腹
状のカバーである。

余掘量ｌの測定は次のようにして行なう。まず
第２図に示す状態で減速機３２を駆動して、棒状
体２８、接触検知部３０を前方の地山３６に向け
て突出させ、検知部３０が地山３６と密接触する
と、リミツトスイツチ５６によつて減速機３２は
停まる。

このときの棒状体２８の突出量は、減速機３２
にロータリーエンコーダを取付けて減速機３２の
回転数を計数し、回転数と減速機３２の駆動部の
直径（既知の大きさ）から、棒状体２８の傾斜角
θ方向への移動距離Ｌ（突出量に相当する）が前
記演算ユニツト２２で求められ、これを上記表示
ユニツト２０に表示するとともに、棒状体２８の
傾斜角θと突出量Ｌとから、Ｌ×sinθの演算によ
りシールド掘進機本体１２上部側の余掘量ｌが、
記録演算ユニツト２２によつて算出され、且つ記
録される。

さて、上述した測定装置にあつては、接触検知
部３０は地山３６の傾斜に沿つて揺動して密接触
し、且つ接触圧が地山３６の強度によつて調整で
きるため、測定時に地山３６の崩落を誘発するこ
とがなくなる。

このことにより、接触検知部３０をシールド掘
進機の推進中常時地山３６に接触させておき、連
続的に測定すること、および棒状体２８を所定間
隔で出入させ間欠的に測定することのいずれも可
能となり、大規模な地山の崩落を比較的正確に予
知できるようになる。

また、内側に窪んだ部分がないため、土砂の侵
入によつて測定精度が低下する恐れもなく、高精
度の測定を可能にする。

さらに、上記実施例では、接触検知部３０をガ
イドパイプ２６内に収納すると、弾性シート５０
でこれを閉塞することができるため、測定装置の
不使用時に本体１２内に周囲から土砂や水等の侵
入も防止できる。

第５図はこの考案の他の実施例を示すものであ
つて、上記実施例と同一若しくは相当する部分に
は同一符号を付してある。

同図に示す測定装置の特徴点についてのみ説明
すると、上記実施例の接触検知部３０の球面軸受
４２に代えてユニバーサルジヨイント６０を、リ
ミツトスイツチ５６に代えてストレーンケージ６
２配設したものであつて、このように構成するこ
とによつても、上記実施例と同様な作用効果が得
られるとともに、地山３６の強度に応じて検知部
３０の押圧力を、ストレーンゲージ６２による連
続的な測定によつてより細く調整制御できる。

以上実施例で詳細に説明したように、この考案
に係るシールド掘進機の余掘量測定装置では、測
定中に地山の崩落を誘発することなく高精度の測
定を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の余掘量測定装置の全体図、
第２図は第１図の要部拡大図、第３図は検知部材
の一部破断側面図、第４図は第３図の平面図、第
５図は他の実施例を示す一部破断側面図である。 １０……測定装置、１２……シールド掘進機本
体、１８……検出ユニツト、２２……演算ユニツ
ト、２６……ガイドパイプ、２８……棒状体、３
０……接触検知部、３２……減速機（駆動手段）、
３６……地山、５２……コイルバネ（弾性材）、
５６……リミツトスイツチ（第１のセンサー）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シールド掘進機本体内部の上部側にあつて、
   進行方向前方の地山側を指向するように所定の
   傾斜角度で設けられたガイドパイプと、このガ
   イドパイプ内に出入自在に収納された棒状体
   と、該棒状体を該ガイドパイプに沿つて出入り
   させる駆動手段と、該棒状体の先端に揺動可能
   に枢着され、該地山に沿つて密接触する接触検
   知部と、該検知部を該地山に向けて所定の圧力
   で押圧する弾性材と、該接触検知部が該地山に
   接触した状態を検出する第１のセンサーと、該
   第１のセンサーが作動した時の該棒状体の突出
   量を検出する第２のセンサーと、該第２のセン
   サーの測定値と該ガイドパイプの傾斜角度から
   該シールド掘進機本体の上部側の余掘量を演算
   する演算ユニツトとを備えたことを特徴とする
   シールド掘進機の余掘量測定装置。 (2) 上記接触検知部は、揺動可能に枢着された複
   数のフレーム材と、これに貼着された弾性シー
   トとを有し、上記棒状体の出入によつて傘状に
   縮小拡大するようにしてなることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のシールド
   掘進機の余掘量測定装置。