JPS59138697A - シ−ルド掘削機の掘進の制御に関する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、本発明はシールド掘削機の掘進量、掘進速度を掘削部
分の地山の状況に応じて制御するようにした掘進方法に
関するものである。

シールド掘削機はトンネル、地下鉄などの地山を円筒状
に掘削する機械で、円筒状の胴とその前端に設けたカッ
ターとよりなり、地中において該カッターを回転して地
山を掘削し土砂をカッター後側から排出しながら掘進す
るもので、第１図に示す形式のものが一般的である。ず
なわら、シールド掘削機本体１の前端においてカッター
２を回転し地山を切削し、切削土砂をカックー後方のヂ
ャンバ−４に収容しスクリューコンベア５にてヂｔ７ン
バー内の土砂を後部に排出υる。〜方、既掘削箇所には
セグメント３を壁面に固定する。掘削機の前進はシール
ドジヤツキ６によって行う。このような掘削機の稼働中
に地山の１１貿にｊ二り掘削中のカッター前面にかかる
地山の圧力が掘削機の掘進力とバランスせず、多過ぎた
り少な過ぎ１ｃりづる。その結果、第２図に示す如（掘
削機の進行方向に対しカッター前面は本来ａの如く垂直
であるべき面がｂの如く突出し、あるいはＣの如く窪む
傾向になり、地山の陥没又は隆起の原因どなるものであ
る。ｄは地山の圧力を示したものである。

従来、掘削する地山の変形を小さくするために種々の工
夫がなされており、例えばある時間内に掘削した土砂の
量と掘削機が進行したために生じたトンネル容積の大き
さを比較し、ごれらの吊が等しくなるように掘削機の掘
進速度と土砂の排出速度を制御する方法が考えられるが
、チトンバー内に掘削された土砂が一時収容されるため
スクリューコンベアにおいて通過する排出土砂ｍをｎ１
測しても正確°な数値が１ｑられないという欠点がある
。又他の方法としてカッター面の土圧の大きさをチｉｒ
ンバー内で測定してジヤツキの伸長量を制御することが
考えられるが、これも試行錯誤的に適正値を求めること
が固気１で制御が容易でない。本発明はこのよ−）なシ
ールド掘削機の＃！進の過不足をなくし、バランスのと
れた掘削を進行させるために考えられたものである。

以下その手段を述べると、第３図（イ）に示ず如（シー
ルド掘削機のカッター２の回転中心を管状に構成し、変
位計７を内蔵し掘削作業に先立ち変位計を進行方向の地
山に突出せしめる。

シールド後方は通常覆工セグメントの単位長さ約９０ｃ
ｍであるので、９０ｃｍを基準の進行長さとしで掘削進
行、停止、セグメン１〜の覆工というサイクルを繰り返
−４０このような過程において、掘削前にカッターの回
転中心から変位計７を地山中に突出し変位計によって切
削、掘削機の前進及び停止時に、１３ける地山と掘削機
面板の相対変位を検出し、該検出値に基づいてカッター
の回転速度、シールドジヤツキの推力、土砂排出速１哀
、面板の間１］率などの調整を行い、掘進量と前進量を
一致さ＋ｉ掘進機の状態と地山をバランスざぜるもので
ある。

次に本発明の作用について説明すると、第３図（ロ）に
おいて、シールド掘削機本体１のカッタ−２中心部から
変位計７を地山に突出ゼしめて変位計の先端部Ｐを地山
に固定する。変位量は、地山とシールド掘削機の相対変
異を８１測するものである。Ｐ点とシールド掘削機との
相対距離・を１〕「ｏとする。掘削に伴いシールドジヤ
ツキを伸長させてシールド掘削機は前進させるが、その
時のシールド掘削機の伸長量をＤｊとし、又Ｐ点とシー
ルド掘削機との距離がＤｆになったとする。シールドと
地山部Ｐ点との相対変異層は△［）ｆ＝［）ｆｏ−［）
ｆとなる。相対変位量△Ｄｒ　＝ｏｊの場合にはシール
ドジヤツキの伸長ｆｆ１Ｄｊがシールド掘削機本体の相
対変位量と一致しシールド掘削機の稼働状況はバランス
しているが、相対変位量△Ｄｆ＞Ｄｊの場合にはシール
ドジヤツキの伸長ｆｆ１Ｄｊよりシールド掘削機の前進
量が大き過ぎる。これは土砂をシールド内に取り込みす
ぎているので、シールド掘削機の前進速度をあげるかス
クリューコンベアの回転をおそくし土砂の取り出しを少
なくする。ヌ、相対変位量△Ｄｆ　＜Ｄｊの場合にはシ
ールド掘削機の前進速度が速く押し過ぎているのでシー
ルド機械の進行速喰を落すかスクリューコンベアの土砂
採取量を多くしてやる。Ｄｊ−△Ｄｆの図上で説明する
と、Ｄｊ−△［）ｆの関係（Ｐ　線）は、バランスして
いる状況に対応し、取り込みずぎ゛の場合には、Ｑ線に
、Ｘ押し過ぎの場合にはＲ線となる。第５図はＤｊ−Ａ
Ｄｆ線図で、変位計によってシールド機械の相対変位量
へ（）ｆを検出し、その値によって一定のＶ［言値Ｄ）
の範囲内でシールド機械の進行速Ｖ（ジヤツキ推力）、
カッターの回転速度、スクリューコンベアの回転速度及
び面板の開口率を制御し、許容範囲Ｄｆ≧Ｄｊ−へＯｆ
を維持するものである。図はこの状態を示したものであ
る。

上記説明で理解される如く、本発明はシールド掘削機の
カッターの回転中心より地山側に突出せしめた変位「１
によって掘削中のシールド掘削機の状態を検出し、該検
出値にもとづいてカッターの回転速度、シールドジヤツ
キの推力、土砂排出速度、面板の開口率などを制御する
ようにしたシールド掘削機でφるので、地山の状況に応
じてシールド掘削機を稼働することができる。従って本
発明ノこより、シールド掘進により地山が隆起あるいは
陥没するよ・うなことなくバランスのとれたトンネル掘
削作業ができるので、極めて大きな効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のシールド掘削機の側断面図、第２図は地
山の掘削状況を説明するための側断面図、第３図（イ）
（ロ）は本発明を説明するｌζめのシールド掘削機の側
面図、第４図はシールド掘削機の運動を説明するための
図表で縦軸がシールドジＶツキの伸長ｆｆ１Ｄｊ　、横
軸が変位計の読みＯｆ、第５図はシールド掘削機の掘進
状況を示１図表で縦軸がシールドジＶツー１−の伸長量
Ｄｊ、横軸がシールド掘削機の相対変位量△Ｄｆを示す
。 １・・・シールド掘削機本体、２・・・カッター、３・
・・セグメント、４・・・チャンバー、５・・・スクリ
ューコンベア、６・・・シールビジ１１ツギ、７・・・
変位計。 特許出願人代理人氏名 イ２図 寡３図 算４図　　　　　　　お５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド掘削機のカッターの回転中心Ｊ：り地山側に突
   出せしめた変位削によって掘削中のシールド掘削機の相
   対変位量を検出し、該検出値にもとづいてカッターの回
   転速度、シールドシトツキの推力、土砂排出速度、面板
   の間［１率などを制御することを特徴としたシールド掘
   削機の掘進の制御に関する方法。