JPH0536600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、シールド工法における掘削機の掘進
作業において、新しく組み立てるセグメントの選
定および推進ジヤツキの選定を管理する施工管理
方法に関するものでである。

「従来の技術」 従来のトンネル施工法の一例として、例えば、
シールド工法が知られている。該工法は、掘削の
進行に追従させて、該掘削によつて形成される坑
内に所要の横断面形状（例えば円筒形状）の鋼製
シールド本体を押し込むことにより、坑内作業空
間を土圧圧から保護し、また、シールド本体内で
円弧状のコンクリートセグメント（以下セグメン
トと呼ぶ）を環状に組み上げるとともに、該環状
に組み上げられたセグメントをシールド本体後方
の坑内に順次送り出すことにより、前記坑を連続
して覆工するようにしたものである。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記工法によつて地下構造物を施工
する場合には、掘削機を計画線に沿つて掘進さ
せ、この計画線上にセグメントを組み立てて行く
ことを要求するものであるが、掘削機あるいは環
状に組み立てられたセグメント（すなわちセグメ
ントリング）は、地山の状況の変化、土圧等に起
因してその方向が変化したり、あるいはセグメン
トリングが自重により偏平になつたりするため、
その施工にあたつては、租み立てられたセグメン
トの寸法、形状（真円度）、位置さらには掘削機
のテール部内面とセグメント外周のクリアランス
等を測定し、その施工状況を管理する必要があ
る。

従来、これらの測定は、作業員が巻尺、テー
プ、トランシツト、レベルなどを用いて測定可能
な箇所（例えば、送排水管やベルトコンベアなど
の障害物がない場所、切羽側端面の数箇所など）
について行い、自重によるつぶれの状況や掘進方
向などを判断している。

ところが、このような従来の方法によると、測
定に手間がかかり、作業員による個人差があるた
めに、測定値に対する信頼性が損なわれ、また、
測定箇所も制限されて、任意の場所で、精度の高
い計測を行うことが難しいといつた問題点があ
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した問題点を解決しようとする
もので、予めシールド掘削機内に、シールド掘削
機のマシンセンタを中心にトンネル断面測定器を
シールド掘削機の周方向に沿つて移動自在に設け
ておき、該トンネル断面測定器により前記シール
ド掘削機のテール部内面の寸法および真円度を、
中心軸方向に数断面測定し、各断面位置の位置基
準データを得る第１の工程と、前記テール部内で
環状に構築されたセグメント内面の寸法および真
円度を、前記テール部の測定断面位置に対応する
位置において測定し、位置補正データを得る第２
の工程と、前記各測定値を電気的に出力させ、こ
の出力をマイクロコンピユータによつて、環状に
構築されたセグメントの内径、真円度、中心軸の
方向、切羽側端面の傾斜および方向、テール部内
における相対位置、テール部内面とのクリアラン
スとして演算処理し、これらを図化表示させる第
３の工程とを具備したことを特徴とする。

「実施例」 以下、本発明を図面に示す一実施例に基づき説
明する。

第１図は本発明を実施している状態を示すもの
で、図中符号１は地盤の中を掘削中のシールド掘
削機を示し、このシールド掘削機１がすでに掘削
したトンネルの内周はセグメント２で覆工してあ
る。まず、このシールド掘削機１について述べる
と、このシールド掘削機１の前面にはカツタ３が
設けられ、このカツタ３が回転して地山土砂を掘
削し、掘削された土砂は掘削機１内に取り込ま
れ、後方へ排出される。また、シールド掘削機１
内にはシールドジヤツキ４が配設され、このシー
ルドジヤツキ４が動作することにより、掘削機１
が第１図中左方へ掘削する。

一方、掘削機１のリングガータ５には掘削機１
の中心軸線方向に延びるガイドアーム６が設けら
れ、このガイドアーム６上には掘削機１のテール
部１ａ内面およびセグメント２の内面の寸法を測
定し、その測定値を電気的に出力するトンネル断
面測定器７が、ガイドアーム６の長さ方向に沿つ
て摺動自在に支持されている。すなわち、前記ト
ンネル断面測定器７は、リングガータ５により、
掘削機１のマシンセンタＸ−Ｙを中心に周方向に
沿つて移動自在に設けられ、また、ガイドアーム
６によつて中心軸方向に摺動自在に支持されてい
る。

前記トンネル断面測定器７としては、VPS
（Video Position Schele）を利用した断面測定
器や光波距離計、あるいは機械的・物理的なポテ
ンシヨメータなどが適用される。そして、このト
ンネル断面測定器７は、マイクロコンピユータに
接続され、また、このマイクロコンピユータに
は、マイクロコンピユータにより処理したデータ
（環状に構築されたセグメント２の内径、真円度、
中心軸の方向、切羽側端面の傾斜および方向、テ
ール部内におけるセグメント２の相対位置、テー
ル部内面とのクリアランス等）を適宜表示するた
めのモニターテレビ、グラフイツクプリンタなど
が接続されている。

なお、前記リングガータ５に対するガイドアー
ム６の取り付け部分は補強部材８により補強され
ている。

次いで、前記構成のシールド掘削機１によつて
実際に施工管理する方法を説明する。

(1) 位置基準データの収集 まず、シールド掘削機１によつて、掘削を始め
る前に、テール部１ａ内面の寸法（直径または半
径）と形状（真円度）などを、トンネル断面測定
器７により、中心軸方向に数断面（断面Ａ−Ａ、
断面Ｂ−Ｂ、断面Ｃ−Ｃ等）測定し、各断面位置
の正確な位置基準データを求め、マイクロコンピ
ユータ内のメモリに位置基準データとして記憶す
る。

この測定は、トンネル断面測定器７をテール部
１ａの内面の沿つて所定角度づつ回転させて、テ
ール部１ａ内面に対する位置をその周方向に沿つ
て逐次変化させ、所定の角度毎にテール部１ａ内
面の距離を計測することにより行う。また、断面
位置を移動させる場合は、トンネル断面測定器７
を、ガイドアーム６上で前後に摺動すれば良く、
トンネル断面測定器７の移動後、前記と同様の操
作によつて、各断面位置の位置基準データを求め
ることができる。

(2) 位置補正データの収集 次いで、シールド掘削機１によつて、掘削を開
始するとともに、セグメント２をシールド掘削機
１の内部において環状に連結する。そして、シー
ルド掘削機１の前進に伴い、その後方に坑が順次
形成されるが、該坑内に環状に連結されたセグメ
ント２をシールドジヤツキ４により順次送り出し
て、セグメント２を坑の内周面に接触させるよう
に設置するとともに、坑の長さ方向（軸方向）に
おいて隣接するものどうしを、ボルト止めする等
の方法で相互に坑の長さ方向に順次連結する。

この際、前記テール部１ａ内で環状に構築され
たセグメント２の内部の寸法および真円度を、テ
ール部の測定と同様の操作で、トンネル断面測定
器７により、前記テール部１ａの測定断面位置に
対応する位置すなわち断面Ａ−Ａ、断面Ｂ−Ｂ、
断面Ｃ−Ｃの各位置において測定し、各断面位置
の正確な位置補正データを求め、マイクロコンピ
ユータ内のメモリに位置補正データとして記憶す
る。

(3) 演算処理 こうして得られた各データを、マイクロコンピ
ユータにより演算処理し、モニターテレビなどに
よつて、セグメント２の内径、真円度（上下のつ
ぶれ、左右の伸び）、中心軸の方向、セグメント
２の切羽側端面の傾斜および方向、テール部内に
おける相対位置、テール部内面とのクリアランス
等として画面に表示する。

したがつて、こうした測定値から、セグメント
リングの断面形状およびその方向、シールド掘削
機１との相対位置の関係等をモニターテレビによ
り容易に知ることができ、またこれらの関係を正
確に対比させることができ、これにより、掘進作
業の判断を簡単に決定することができる。

以上のようにして各データをモニターテレビの
画面に表示し、シールド掘削機１による掘削作業
を進める。この場合、まず、第２図イに示すよう
に、施工計画線Ｓ−Ｔと、シールド掘削機１のマ
シンセンタＸ−Ｙおよびセグメント２のセンタＺ
−WWとが一致し、左右のクリアランスが等し
い、ということを画面上で確認しながら、この状
態で掘進を続ける。

なお、測定した結果が、第２図ロに示すよう
に、計画線Ｓ−Ｔに対しマシンセンタＸ−Ｙおよ
びセグメントのセンタＺ−Ｗがずれ、右側（第２
図上側）のクリアランスが小さい場合は、右側の
クリアランスがでるように掘進を行う。

また、第２図ハに示すように、計画線Ｓ−Ｔに
対しマシンセンタＸ−Ｙおよびびセグメントのセ
ンタＺ−Ｗがずれ、右側のクリアランスがあるこ
とをモニターテレビにより確認した場合は、テー
パセグメントの組み立てを行い、シールド掘削機
１のずれを修正するように、掘進を行う。

また、前記においては、トンネル断面測定器７
をガイドアーム６に取り付ける例について述べた
が、トンネル断面測定器７は、例えば第３図など
に示すように、シールド掘削機１のエレクター１
０に取り付けておき、エレクター１０の前後方向
の移動およよび回転によつて、移動させる構造と
しても良い。なお、第３図に示す例では、トンネ
ル断面測定器７として、先端にセグメント２の内
面に沿つて回転するローラ１１ａが取り付けられ
たポテンシヨンメータ１１が適用され、該ポテン
シヨメータ１１の伸縮により、回転中心からセグ
メント２内面までの半径が測定される。

また、トンネル断面測定器７の取り付け構造と
しては、後方の完成された一次覆工セグメント内
に設置したフレームや後方台車から張り出したア
ームや架台等に取り付けることも可能ある。な
お、この場合には、シールド掘削機１のテール部
内面の軸心との位置関係を明確にしておく必要が
ある。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、トンネル
断面測定器によつて、テール部内面の寸法、形状
および環状に構築されたセグメントの寸法、形状
等を従来測定不能の任意の位置において正確に測
定することができ、しかもこれらの測定値から処
理されたセグメントの内径、真円度、中心軸の方
向、切羽側端面の傾斜および方向、テール部内に
おける相対位置、テール部内面とのクリアランス
等をモニターテレビ等で視覚的に確認できるの
で、新しく組み立てるセグメントの選定（標準か
テーパか等）や推進ジヤツキの選定等の判断を簡
単かつ迅速に実施できる。

また、トンネル断面測定器の操作により、個人
差が生じることがないから、測定の信頼性を高め
ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を説明するために示したもの
で、第１図はシールド掘削機によ掘削を進めてい
る状態を示す断面図、第２図イないしハは掘削工
程を示す概略図、第３図はトンネル断面測定器の
別の取り付け例を示す正面図である。 １……シールド掘削機、１ａ……テール部、２
……セグメント、３……カツタ、４……シールド
ジヤツキ、５……リングガータ、６……ガイドア
ーム、７……トンネル断面測定器、８……補強部
材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 計画線に沿つてシールド掘削機を掘進し、該
   掘削機内でセグメントを環状に組み立てて軸方向
   に連結しつつ地下構造物を施工する工法におい
   て、予め前記シールド掘削機内に、シールド掘削
   機のマシンセンタを中心にトンネル断面測定器を
   シーールド掘削機の周方向に沿つて移動自在に設
   けておき、該トンネル断面測定器により前記シー
   ルド掘削機のテール部内面の寸法および真円度
   を、中心軸方向に数断面測定し、各断面位置の位
   置基準データを得る第１の工程と、前記テール部
   内で環状に構築されたセグメント内面の寸法およ
   び真円度を、前記テール部の測定断面位置に対応
   する位置において測定し、位置補正データを得る
   第２の工程と、前記各測定値を電気的に出力さ
   せ、この出力をマイクロコンピユータによつて、
   環状に構築されたセグメントの内径、真円度、中
   心軸の方向、切羽側端面の傾斜および方向、テー
   ル部内における相対位置、テール部内面とのクリ
   アランスとして演算処理し、これらを図化表示さ
   せる第３の工程とを具備したことを特徴とするシ
   ールド工法における施工管理方法。