JPH0559889A - 小口径管推進機の切羽装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 埋設管の先端の先導管９および先導管に連接
された埋設管１４を後方に設けた推進駆動部により推力
が与えられる小口径管推進機１の先導管内部円周上に、
推進方向の軸力を検出する軸力センサーを設ける。ま
た、埋設管の先端の先導管を後方に設けた駆動部により
推力を与え、先導管を前方に押し出す小口径管推進機に
おいて、先導管に設けた検知部により検知した推進力
と、後方に設けた推進駆動部により検知した推進力とを
比較して、先導管あるいはカッタ前部の切羽の状態を把
握する。 【効果】 推進力の差が所定値より大きいか、あるい
は、小さいかにより、デイスクカッタ前部の切羽の状態
が硬い岩等になっているか、切削条件が悪化しているか
などの先導管あるいはカッタ前部の切羽の状態を把握す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小口径管推進機の切羽
装置および方法に係わり、特には、小口径管推進機の推
進方向の軸力を検出する軸力センサーを設けた小口径管
推進機の切羽装置および方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小口径管推進機の切羽装置および
方法としては、小口径管推進機の推進シリンダの圧力を
測定することにより、先導部の切羽の状態を推定してい
る。あるいは、トンネルを掘削するシールド掘進機の切
羽状態を把握する方法として、カッタヘツド前面やチャ
ンバ内に土圧計を設置する方法が知られている。また、
新しい検知法としては比抵抗式の電気的な検知法や地中
レーダを用いる検知法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小口径
管推進機の推進シリンダの圧力を測定することにより、
先導部の切羽の状態を知る方法では、途中のヒューム管
等の埋設管の抵抗が大きい時にも推進シリンダの圧力が
大きくなり、先導部の切羽の状態を正確に把握すること
は困難であり、切羽の状態が悪い時に推進シリンダの推
力を大きくするとヒューム管を破損するという問題があ
る。また、カッタヘツド前面やチャンバ内に検知機を装
着するのは、小口径管推進機では構造的制約により困難
である。本発明は上記問題に着目し、小口径管推進機の
切羽装置および方法に係わり、特には、小口径管推進機
の推進方向の軸力を検出する軸力計を設けた小口径管推
進機の切羽装置および方法の改良を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明に係わる第１の発明では、埋設管の先端の
先導管および先導管に連接された埋設管を後方に設けた
推進駆動部により推力が与えられ、先導管を前方に押し
出す小口径管推進機において、小口径管推進機の先導管
内部円周上に、推進方向の軸力を検出する軸力センサー
を設けている。

【０００５】また、第２の発明では、埋設管の先端の先
導管を後方に設けた駆動部により推力を与え、先導管を
前方に押し出す小口径管推進機において、先導管に設け
た検知部により検知した推進力と、後方に設けた推進駆
動部により検知した推進力とを比較して、先導管あるい
はカッタ前部の切羽の状態を把握する。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、埋設管の先端の先導管を後
方に設けた駆動部により推力を与え、先導管を前方に押
し出すときに、小口径管推進機の先導管内部円周上にヒ
ズミ検出部とアンプ部からなる軸力センサーを設けて、
推進方向の軸力を検出している。この先導管に設けた検
知部により検知した推進力と、後方に設けた推進駆動部
により検知した推進力とを比較して、推進力の差が所定
値より大きいときには、先導管の軸力センサーと後方に
設けた推進駆動部との間の埋設管の抵抗が大きいことが
分かる。また、所定値より小さく、かつ、先導管の軸力
センサーの推力が大きいときには、先導管あるいはカッ
タ前部の切羽の状態が硬い岩等になっており、切削条件
が悪化しているなどの先導管あるいはカッタ前部の切羽
の状態を把握することができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の小口径管推進機の切羽装置
および方法の実施例につき、図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明の小口径管推進機の切羽装置の１実
施例の概略を示す全体構成断面図である。図１におい
て、小口径管推進機１は、地表から掘削されたビット２
内に固設されるベース３上に駆動部４が進退移動可能に
設置されている。上記駆動部４は、ケーシング５内に挿
通されスクリュー６に回転を与えるモータ７と、駆動部
４を押進する推進シリンダ８と、からなる。モータ７に
は、歯車等を介してスクリュー６が接続され、ケーシン
グ５の先端の先導管９のツールビット１０に装着された
刃口１０Ａおよびスクリュー６の先端のディスクカッタ
１１により地盤１２を掘削し、掘削した土砂はスクリュ
ー６の羽根によりケーシング５内を後方へ送られ排土口
から排土し地表へ搬出される。推進シリンダ８には、押
し板１３を介してヒューム管等よりなる埋設管１４と、
埋設管１４に当接された先導管９が連接され、先導管９
を図示で左方に移動させるようになされている。また、
推進シリンダ８はビット２の側壁面にそって設置される
反力受１５に対し推進シリンダ８のピストンロッド８Ａ
を伸長することにより押し板１３を図示で左方向に前進
させるようになっている。この例では推進シリンダ８の
圧力を検知する図示しない圧力センサーが装着され、推
進シリンダ８の断面積とから押し板１３を推進する推力
を求めている。上記例では、圧力を用いたが、押し板１
３所にロードセンシグ等よりなる荷重計を用いても良
い。

【０００８】ケーシング５の先端部は、先導管９の軸方
向中間部で分割されて先端先導管９Ａと後方ケーシング
５Ｂとが分離された構造を有し、この分割部位で首振り
接続部１６により先端先導管９Ａが後方ケーシング５Ｂ
に対して首振り可能に接続されている。上記首振り接続
部１６の先方部位には、先端先導管９Ａに軸受け等によ
り軸支されたツールビット１０が、後方部位には後方先
導管９Ｂの内方に装着されたストレンゲージ等よりなる
検出部２０とアンプ部２１よりなる軸力センサー３０が
装着されている。また、後方先導管９Ｂには埋設管の推
進時の滑り抵抗を低くする滑材吐出口１７が配設されて
いる。図１の１８は先端先導管９Ａを傾けてその推進方
向を修正するための方向修正用シリンダ、１９は進路確
認用ターゲットである。図２は本発明の小口径管推進機
の切羽装置の１実施例のブロック図を示す。３０はスト
レンゲージ等よりなる検出部２０とアンプ部２１とから
なる先導管後方に配設された軸力センサー、３１は推進
シリンダ８に装着された軸力センサー、３２はディスク
カッタ１１のトルクを検出するトルクセンサー、３５は
上記各センサーからの信号を受信してデータを処理する
処理部、３６はデータを処理する処理部３５からの信号
を受けて演算する演算部、３７は演算部の結果を表示す
る表示モニター、３８は演算部３６からの信号を受けて
下記の制御装置に指令を出す指令部、４０は埋設管１４
の摩擦抵抗が大きいときに抵抗を低減するための滑材を
吐出する滑材吐出ポンプ、４１は埋設管１４を推進する
ための軸力を出力する圧力を制御する圧力弁、４２は地
盤１２を掘削するディスクカッタ１１のトルクを出力す
る油圧モータ等の圧力を制御する圧力弁、である。

【０００９】上記構成において、作動について説明す
る。埋設管１４の先端の先導管９を後方に設けた駆動部
４により推力を与え、先導管９を前方に押し出す。この
とき、モータ７によりスクリュー６を回転させてケーシ
ング５の先端の先導管９の刃口１０Ａおよびスクリュー
６の先端のディスクカッタ１１により地盤１２を掘削
し、掘削した土砂はスクリュー６の羽根によりケーシン
グ５内を後方へ送られ排土口から排土し地表へ搬出され
る。このときに図３のフローチャートに示すように、駆
動部４による推力を小口径管推進機１の後方先導管９Ｂ
の内部円周上に設けた検出部２０とアンプ部２１からな
る軸力センサー３０により測定し、推進方向の軸力を検
出する。このとき同時に、後方に設けた推進シリンダ８
に装着した軸力センサー３１より埋設管１４を押す推進
力を求める。さらに、デイスクカッタ１１の回転トルク
をトルクセンサー３２により測定する。ステップ４で推
進シリンダ８の軸力センサー３１により検知した推進力
が所定値より大きいかを比較し、小さいときには推進シ
リンダ８の圧力弁１４を制御して圧力を上げ埋設管１４
を押す推進力をアップする。大きい場合にはステップ６
で、この先導管９に設けた軸力センサー３０により検知
した推進力と、後方に設けた推進シリンダ８の軸力セン
サー３１により検知した推進力とを比較する。この推進
力の差が所定値より大きいときには、埋設管１４の摩擦
抵抗が大きいと判断し、滑材吐出ポンプ４０を作動させ
吐出量を増して抵抗を低減する。ステップ６で推進力の
差が所定値より小さいときには、トルクセンサー３２に
より検知したデイスクカッタ１１の回転トルクが所定値
の範囲内にあるか比較し、範囲内にある場合には、その
ままデイスクカッタ１１を回転し掘削を続ける。また、
範囲内より大きいときには、先導管９あるいはディスク
カッタ１１前部の切羽の状態が硬い岩等になっており、
切削条件が悪化しているなどの先導管９あるいはディス
クカッタ１１前部の切羽の状態を把握することができ
る。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先導管を前方に押し出すときに、小口径管推進機の先導
管内部円周上に設けたヒズミ検出部とアンプ部からの軸
力センサーの軸力と、後方に設けた推進駆動部により検
知した推進力とを比較して、推進力の差が所定値より大
きいか、あるいは、小さいかにより、デイスクカッタ前
部の切羽の状態が硬い岩等になっているか、切削条件が
悪化しているかなどの先導管あるいはカッタ前部の切羽
の状態を把握することができるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小口径管推進機の第１実施例の概略を
示す全体構成断面図。

【図２】本発明の第１実施例のブロック図。

【図３】本発明のフロチャートを示す図。

【符号の説明】

１ 小口径管推進機 ２ ビット ８ 推進シリンダ ９ 先導管 １４ 埋設管 ２０ 検出部 ２１ アンプ部 ３０ 先導管後方の軸力センサー ３１ 推進シリンダの軸力センサー ３２ トルクセンサー ３５ 処理部 ３６ 演算部 ３７ 表示モニター ３８ 指令部 ４０ 滑材吐出ポンプ ４１ 推進シリンダの圧力弁 ４２ ディスクカッタの圧力弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋設管の先端の先導管および先導管に連
   接された埋設管を後方に設けた推進駆動部により推力が
   与えられ、先導管を前方に押し出す小口径管推進機にお
   いて、小口径管推進機の先導管内部円周上に、推進方向
   の軸力を検出する軸力センサーを設けたことを特徴とす
   る小口径管推進機の切羽装置。
2. 【請求項２】 埋設管の先端の先導管を後方に設けた駆
   動部により推力を与え、先導管を前方に押し出す小口径
   管推進機において、先導管に設けた検知部により検知し
   た推進力と、後方に設けた推進駆動部により検知した推
   進力とを比較して、先導管あるいはカッタ前部の切羽の
   状態を把握する小口径管推進機の切羽方法。