JPS594028B2 - シ−ルド掘進機における崩壊検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シールド掘進機において、トンネル掘削時の
地盤崩壊を検出する方法に関するものである。

シールド掘進機のトンネル掘削において、掘進機本体と
地盤との隙間、即ち地盤の余掘り量や地盤の崩壊量を検
出し、迅速に対処することが地盤沈下を防止し、安全に
トンネルの掘削ができる要素である。

しかしシールド掘進機を用いた機械掘りにおいては、カ
ッタヘッドが前端にあるため切羽面が見えないことが多
く、切羽地盤の崩壊の程度が検知しがたい。

また、シールド掘進機の周辺の地盤との隙間量の検出が
困難である。

このため従来のシールド掘進機を用いた掘削においては
、地盤の崩壊や地盤沈下を事前に防止することができず
、トンネル掘削の安全性が充分に行えない問題がある。

本発明は上記従来のシールド掘進機における掘削時に生
じた問題点を解消せんとして成されたもので、その目的
とするところは、掘進機の周辺および前面などの隙間量
や崩壊の程度、崩壊個所を流体の使用によって検知する
ようにし、地盤の余掘り量や崩壊量を早期に発見するこ
とができ、掘削時の安全対策が取りやすい崩壊検出方法
を提供せんとするものである。

次に本発明方法の実施態様を示す添附図面に基づいて、
その詳細を説明すると、下記の如くである。

図において、１はシールド掘進機の本体であり、前面に
取付けたカッタヘッド２の回転により地盤の土砂を掘削
する。

カッタヘッド２で掘削した土砂は該ヘッド２に設けたカ
ッタスリット３を通過し、カッタヘッド内の圧力室４に
とり込まれ、スクリューコンベア５で切羽圧力を保持し
ながら排出するものである。

カッタヘッド２は油圧モータ６によって回転が与えられ
るもので、このカッタヘッド２により取り込まれた土砂
が流動性に乏しい場合、圧力室４内に土砂が完全に充満
しないことが考えられ、第１図に示す如く切羽地盤に崩
壊部分７が発生することになる。

また圧力室４に土砂が充満していないときは地下水の保
持があったとしても、地下水と地壁の土砂の置換により
、同様の崩壊部分７が発生することになる。

掘削時における上記のような崩壊部分７を検出するため
、カッタヘッド２にノズル８を取付けると共に、本体１
内に設置した圧縮空気源９とノズル８を配管１０および
回転継手１１を介して接続する。

配管１０の途中にはノズル８寄りから順に流量指示計１
２、圧力計１３、レギュレータ１４を取付ける。

掘削時において、圧縮空気源９から送られてきた圧縮空
気をノズル８より噴出するもので、ノズル８より噴出す
る圧縮空気はノズル８と切羽地盤に生じた崩壊部分７の
隙間量りに応じて流量が変化し、流量指示計１２の高さ
ｌの読取りにより隙間量りを検出することができる。

空気の流量により崩壊部分７の隙間量りを検出する方法
においては、次の式が成立する。

流出量：Ｑ 係数：ｄ 圧カニｐ１ ノズル径：ｄ２ Ｑ＝ｄ・πｄ２・ｈ−Ｊ下。

上記のように、カッタヘッド２と切羽地盤とに生じた崩
壊部分７の隙間量りにより空気の流量が変化するので、
カッタヘッド２の回転と空気流量を測定することにより
、崩壊部分７の位置を検出することができる。

また、ノズル８はカッタヘッド２ばかりでなぐシールド
掘進機本体１の周囲に取付けることにより、本体１と地
盤に生じた隙間を検出することができ、いずれの場合も
ノズル８は任意の数を取付けることができるものである
。

なお、実施例においては、隙間の検出流体に空気を用い
た場合を示したが、流体は何ら空気に限定されるもので
はなく、シールド掘削機の機種と地盤の状態により、水
や比重の大きな泥水など、地盤に対して害のない流体を
使用することができる。

また、実施例は流体の流量により隙間量を検出する方式
を示したが、流体の圧力を用い背圧や差圧等の検出によ
って行う方式や、流速を用いて検出を行う方式も実施し
得るものである。

更に図示実施例においては、カッタヘッド内の圧力室４
に地盤の掘削土砂が取り込まれ、この場合地下水圧は圧
力室４に保持され、かつ取り込まれた土砂も圧力室４に
満されるシールド掘進機に基づいて説明したが、シール
ド掘進機は、シールド機本体の外部から強性的に地下水
に対抗する水や泥水を供給する形式を用いることができ
る。

以上のように本発明は、シールド掘進機の一部から流体
をトンネル地盤に流出させ、この流体の流出流量や流速
または圧力の変化により、トンネル地盤とシールド掘進
機との間に生じた隙間量や崩壊量を検出するようにした
ため、シールド掘進機によるトンネル掘削時において、
掘進機と地盤との間に生じた隙間や崩壊の程度と位置が
検知することができ、この検知に基づいて掘削時の安全
対策を速やかに講じ得るようになり、シールド掘進機を
用いた掘削作業の安全性向上に寄与するところ大となる
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すもので、第１図はシール
ド掘進機の縦断側面図、第２図は同上におけるカッタヘ
ッド部分を示す正面図、第３図は検出機構の一部１を示
す説明図である。 １はシールド掘進機本体、２はカッタヘッド、３はスリ
ット、４は圧力室、７は崩壊部分、８はノズル、９は圧
縮空気源、１２は流量指示計、１３は圧力計、１４はレ
ギュレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カッタヘッドの回転でトンネル地盤を掘削するシー
   ルド掘進機の一部から流体を該トンネル地盤に流出させ
   、前記流体の流出流量、流速、または圧力の変化により
   、トンネル地盤とシールド掘進機との隙間量や地盤の崩
   壊量を検出することを特徴とするシールド掘進機におけ
   る崩壊検出方法。