JPS589240B2 - 土圧計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土圧計に係り、更に詳しくは、シールド工法又
はトンネルポーリングマシンにより掘削する場合に、支
保工又は一次覆工として使用されるセグメントに作用す
る土圧を測定する土圧計に関するものである。

従来より、セグメントに作用する土圧を測定する土庄計
としては、ダイヤフラム式土圧計、油圧バランス式土圧
計等の各種の土圧計が提案されているが、以下に記載す
るような欠点がある。

（１）受圧面積が直径１０〜２０ｃｍ（面積７８〜３１
４ｃｍ２）と小さく、地山との均一な接触が難しく、土
圧計の設置条件により計測値が影響を受ける度合が相対
的に大きく、正確な土圧を感受できない。

（２）設置に際して対象物のセグメントに予め治具を取
付けておき、現場組立後、治具を介して地山に押付けて
取付ける等設置に手数がかかる。

（３）設置時の条件、押付け圧力等によって測定値が左
右されやすい。

（４）油圧バランス式のものは大きな土圧計を作ること
ができるが、著しく高価で、製作に長期間を要し、実用
的でない。

（５）土圧計が異物としてセグメントに付加的に取付け
られるため、一般にその取扱いに注意が必要であり、又
、土圧計の取付によりセグメントの外形に変化がある場
合にはセグメントの組立、シールドの推進等トンネル掘
削工事に直接影響を及ぼす。

本発明の目的は、上述のような従来の欠点を除去し、セ
グメントに作用する土圧を正確に測定することができ、
構造が簡単で、短期間に、安価に製作可能で、セグメン
トへの取付が簡単で、取付によりトンネル掘削工事に支
障がなく、トンネル施工中随時士圧を測定することがで
きる土圧計を提供するにある。

本発明による土圧計は、セグメントのスキンプレートに
開口を設け、該開口部を囲みスキンプレートの背面に、
内全周面より内側に突出するフランジを有するフレーム
を固着し、該フランジのトンネル側にゴム板を挾み鋼製
平板の受圧板をボルト結合し、該受圧板のほぼ中央にス
トレンゲージを取付け、該ゴム板の地山側の開口内にス
キンプレートと同一面となるまで土圧を伝達する充填材
を充満し、該充填材層の表面にその表面を一致させて、
複数本の帯状の滑板がセグメント又はフレームに固着し
てなることを特徴とし、土圧による受圧板のひずみをス
トレンゲージで測定し、該ひずみ値より土圧を算出する
如くしてある土圧計である。

以下、本発明の土圧計を実施例の図面に基づいて説明す
る。

第３図は本発明の土圧計の実施例の底面図、第１図及び
第２図は、それぞれ第３図におけるＩ−１線及び■−Ｉ
Ｉ線矢視断面図である。

第１〜３図において、１はセグメント本体である。

実施例においては、セグメント１は鋼製である。

セグメント１のスキンプレート２には開口１ａが設けら
れてある。

開口１ａの大きさは受圧板に正確な土庄を作用させる為
に、充分大きくする。

一般に、セグメント本体１に設けられてあるリブを跨が
り開口を設けることは、セグメント本体の強度を低下す
ることになるので、５０×５０α程度の大きさとされる
。

形状は一般に四角形又は円形とされる。

図示の実施例においては正方形の開口１ａとしてある。

スキンプレート２の背面には、開口１ａを囲み正方形の
フレーム４を固着してある。

図示の実施例においては、フレーム４をスキンプレート
２に直接固着することなく、スキンプレート２と一体の
セグメント本来のリブ３並びに、必要個所で本来のリブ
３及びスキンプレート２に溶接等により固着された新た
なリブ３を介してスキンプレート２に固着してある。

フレーム４には、内全周面より内側に突出するフランジ
が設けられてある。

フレーム４のフランジのトンネル側には、ゴム，板６を
挾み鋼製平板の受圧板５がボルト結合してある。

ゴム板６は防水と荷重の分散を図るためのものである。

又、ゴム板６はセグメント本体の応力が受圧板５に導入
されることを避ける。

ゴム板６に代えて受圧板５にゴムのコーティングを施し
、でもよい。

ゴム板６は、又、受圧板５の地山側に取付けたストレン
ゲージの保護の役目も果す。

受圧板５のほぼ中央の両面にはストレンゲージ７が取付
けられ、それぞれのストレンゲージ１よりリード線８が
導出されている。

受圧板５の地山側、具体的にはゴム板６の地山側の開口
１ａ内には、スキンプレート２と同一面となるまで充填
材９を充満させてある。

充填材９は開口１ａに作用する土圧を受圧板５に伝達す
る材料である必要がある。

又、水密性を有し、開口１ａ内に地下水の進入を防止で
きるものでなければならない。

ポリウレタン等の硬質ゴム状合成樹脂、ピッチ等があげ
られる。

充填材層９の表層部には複数本の帯状の滑板１０が配置
され、滑り板１００両端はフレーム４に固着されている
。

滑り板１０はセグメント本体１（スキンプレート２又は
リブ３）に直接固着してもよい。

滑り板１０は、その表面を充填材層９冫の表面と一致さ
せて、セグメント本体１の推進方向に向けてある。

この土圧計においては、セグメント本体１の開口１ａに
作用する土圧が、充填材層９及びゴム板６を介して受圧
板５に伝達され、受圧板５がひずみ、ストレンゲージ７
が受圧板５のひずみ度を検出し、ひずみ値より土圧が算
出される。

このように、この上圧計は、セグメント本体１と一体的
に設けられ、受圧面積を広くとることができるので土圧
を正確に測定することができる。

又、開口１ａ内は不透水性の充填材９が充満していて、
地下水の進入を阻止し、正確な土圧を受圧板５に伝達し
ていると共に充填材層９は滑り板１０で保護されている
ので、トンネル掘削工事に伴うセグメント本体１の地盤
内の推進に際しても損傷しない。

又、開口部１ａ内には、スキンプレート２と同一面まで
充填材９を充満してあるので、シールドテールからセグ
メント本体１を押出すに当って、テールパッキンからの
漏水を防止することができる。

実施例においては、セグメントが鋼製である場合につい
て述べたが、鋼製以外のセグメント、例えば、鋳鉄製、
コンクリート製セグメントにおいても、同様に本発明の
構成とすることができる。

即ち、鋳鉄製セグメントの場合は、スキンプレートが存
在するので、鋼製セグメントの場合と全く同様に構成す
ることができる。

コンクリート製セグメントの場合は、セグメント製造時
に、予め開口部を設け、受圧板取付フレームを埋込んで
おけばよい。

以上の如く、本発明の土圧計においては、セグメントと
一体的に受圧部を設けた構造としてあり、其他の特徴あ
る構造としてあることにより、以下に記載するような多
くの効果が期待できる。

（１）受圧面積を５０ｃｒＩＬＸ ５ ０ｃｍＬ又は直
径５０ｃｒｒｔ程度とし、従来の１０〜２０倍と大きく
することができるので、測定精度が向上し、又、土圧計
測の適応性を高めることができ、地山の土質条件、トン
ネルの施工条件等の幅広い変化に対応することができる
。

（２）取付が簡単で、特にセグメント組立時に着脱を要
しないため、トンネル工事に支障がなく、トンネル施工
の各段階に応じて随時、土圧を計測することができる。

（３）土圧計の形状、寸法はセグメントのそれに適合す
るものであるため、土圧の発生条件をセグメント自体と
同等のものにすることができ、このためセグメントに作
用する土圧の実態にそくした計測が可能となる。

（４）構造が簡単なため、短い納期で製作でき、しかも
安価である。

（５）受圧板の厚さとストレンゲージを適当に選ぶこと
によって感度を自由に選択できる。

（６）受圧板の外側に取付けたゴム板は水密性を保つと
共に、セグメント本体の応力が受圧板に導入されるのを
避け、更に地山から作用する集中的な力を分散させ、計
測結果の信頼性を向上させることができる。

（７）充填材の外側に設けられた滑り板は、シールドか
らセグメントが離れるにあたってシールドのテールシー
ルとの滑動をなめらかにし、受圧板を保護すると共にテ
ールシールからの漏水を防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の土圧計の実施例を示すもので、第１図及
び第２図は第３図におけるＩ−Ｉ線及びｆｆ−ＩＩ線矢
視断面図、第３図は底面図である。 １・・・・・・セグメント本体、１ａ・・・・・・開口
、２・・・・・・スキンプレート、３・・・・・・リブ
、４・・・・・・フレーム、５・・・・・・受圧板、６
・・・・・・ゴム板、７・・・・・・ストレンゲージ、
８・・・・・・リード線、９・・・・・・充填材層、１
０・・・・・・滑り板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セグメントのスキンプレートに開口を設け、該開口
   部を囲みスキンプレートの背面に、内全周面より内側に
   突出するフランジを有するフレームを固着し、該フラン
   ジのトンネル側にゴム板を挾み鋼製平板の受圧板をボル
   ト結合し、該受圧板のほぼ中央にストレンゲージを取付
   け、該ゴム板の地山側の開口内にスキンプレートと同一
   面となるまで土圧を伝達する充填材を充満し、該充填材
   層の表面にその表面を一致させて、複数本の帯状の滑り
   板がセグメント又はフレームに固着されてなることを特
   徴とする土圧計。