JPS62225697A - シ−ルド工法における施工管理方法 - 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】 「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、該掘削によっ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から保護し、また、シール
ド本体内で円・皿状のコンクリートセグメントｃ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、前記工法によって地下構造物を施工する場合
には、掘削機を計画線に沿って掘進させ、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紹み立てられたセグメント
（すなわちセグメントリング）は、他山の状況の変化、
土庄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ったりするため、そ
の施工にあたっては、組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
ノット、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、自重によるっぷ
れの状況や掘進方向などを判断している。

ところか、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、測定箇所ら制限されて
、任意の場所で、精度の高い計測を行うことが難しいと
いった問題点かある。

「問題点を解決するための手段Ｊ 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
向に沿っ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、中心軸方向に敗訴面測定し、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ュ
ータによって、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乙ので、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ｌがすでに掘削したトンネルの内周は
セグメント２で覆工しである。まず、このシールド掘削
機ｌについて述べると、このシールド掘削機Ｉの前面に
はカッタ３が設けられ、このカッタ３が回転して他山土
砂を掘削し、掘削された土砂は掘削機Ｉ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内にジヤ
ツキ４か動作することにより、掘削機Ｉが第１図中左方
へ掘進する。

一方、掘削機１のリングガーダ５には掘削機Ｉ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ｌ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
さ方向に沿って摺動自在に支持されている。すなイっち
、Ｄｉ記トンネル断面測定器７は、リングガーダ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
って移動自在に設けられ、また、ガイドアーム６によっ
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（Ｖ　１ｄ
ｅｏ　Ｐ　ｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓ　ｃｈｅｌｅ）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
ポテンショ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、マイクロコンピュータに接続され
、また、このマイクロコンピュータニハ、フッ々ｎ１ゝ
ノｔ−’　　　Ｊｗｌ−Ｌ　１．％　ｂｎｒｒａ＋　　
Ｌ　−＋　　＋−７＋＋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、グラフィックプリンタなどが接続され
ている。

なお、前記リングガーダ５に対するガイドアーム６の取
り付は部分は補強部子オ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ｌによって実際に施
工管理する方法を説明する。

（１）　　位置基桑データの収集 まず、シールド掘削機１によって、掘削を始めろ萌に、
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学データを求め、マ
イクロコンピュ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Ｉａの内
面の沿っ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って逐次変化さＵ゛、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ろ場合は、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
操作によって、各断面位置の位置基準データを求めろこ
とかできる。

（２）位置補正データの収集 次いで、シールド掘削機Ｉによって、掘削を開始ずろと
ともに、セグメント２をシールド掘削機１の内部におい
て環状に連結ケろ。そして、ノール）・掘削機ｌの前進
に（トい、その後方に坑が順次形成されろが、該坑内に
口状に連結されたセグメント２をシールドジャッキ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Ｕ゛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ｌａ内で環状に構築されたセグメ
ント２の内面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
コンピュ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（７て得られた各データを、マイクロコンピータに
より演算処理し、モニターテレビなどによて、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ずろ。

したがって、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確に対比さＵ゛ること
ができ、これにより、掘進作業のｌ′−１Ｉ断を簡単に
決定４−ることかできる。

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Ｉによる掘削作業を進めろ。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−Ｗとが一致し、左右のクリア
ランスか等しいということを画面上で確認しながら、こ
の状態で：Ｌ　掘進を続ける。

っ　　なお、測定した結果が、第２図（ロ）に示すよう
に、計画ｌ５−Ｔに対しマシンセンタＸ　−Ｙ　、ｔ；
よびセグメントのセンタＺ　−Ｗかずれ、右側（第２図
」二側）のクリアランスか小さい場合は、右側のクリア
ランスがでるように掘進を行う。

まノニ、第２図（ハ）に示すように、計画線Ｓ　−１’
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ｌ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に取り付けろ例について述へたが、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ｌのエレクタ−１０に取り付けておき、エレク
タ−１０の前後方向の移動および回転によって、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
に沿って回転するローラｉｌａが取り付けられたポテン
ショメータ１１が適用され、該ポテンショメータ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の取り付は構造としては、
後方の完成された一次覆エ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
けることら可能である。なお、この場合には、シールド
掘削機ｌ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
器によって、テール部内面の寸法、形状および環状に購
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
部内におけろ相対位置、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（標亭かテーバか等）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乙ので第１図は
シールド掘削機により掘削を進めている状態を示す断面
図、第２図（イ）ないしくハ）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は例を示す
正面図である。 ｌ・・・・・・シールド掘削機、ｌａ・・・・・・テー
ル部、２・・・・・・セグメント、３・・・・・・カッ
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. 計画線に沿っ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ルド掘削機の周方向に沿って移動自
   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ュータによって、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。