JPH0452836B2 - - Google Patents

Description

【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ツ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つて順次セグメ
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１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１
４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１
１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１
３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
ドするガイドローラ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′内周に沿つて回転し
得るよう構成している。尚、前記接合機１２はス
プリング等によつてシールドテールフレーム２′
内壁へ向け所要の押付け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２
０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２６を摺動可
能に係合せしめ、且つ該駒２６にねじ軸２７を貫
通螺着し、該ねじ軸２７をモータ２２によつて駆
動することにより、駒２６の摺動を介し接合機２
５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′内周に沿つ
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と軸心方向でラツ
プ（ラツプ部Ｘ）させるようにし、更に周方向端
部もラツプ（ラツプ部Ｙ）させるようにしてお
く。尚不透水膜６′の敷設に当つては、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、前記ラツプ部Ｘが接合機１２の
外側に、又ラツプ部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１
２により不透水膜６′と６とのラツプ部Ｘを周方
向に亘り接合する。一方、モータ２２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に沿つ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ツプ部Ｙを接合機２５に
より接合する。このようにして、ラツプ部Ｘの周
方向接合とラツプ部Ｙの軸心方向接合を容易に行
うことができる。ラツプ部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６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２５は不要である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記接合機１２によつてラツプ
部Ｘ接合作業を周方向に亘り行つた場合、場所に
よつて適正な接合状態が得られない問題があつ
た。

即ち、第４図は接合機１２を回転フレーム１４
によつて等速（1.5m／min）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つて電流値に変化が生じる
問題があつた。

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つて周方向に接合す
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］ 従つて、前記の構成の場合、電流検出器によ
つ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
によつ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］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は特許請求の範囲第１項に記載の発明の
一実施例で、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つた時に
モータ１５の回転速度を修正し、これによつて接
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２
８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、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の回転速度を増減し、接合機１
２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が得られる。

又、特許請求の範囲第２項に記載の発明の実施
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。 １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つて周
   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つて周
   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。