(57)【要約】【課題】礫の多い地盤であっても正確に切羽土圧を測定できるシールド掘進機用土圧測定装置を提供する。【解決手段】シールド掘進機のバルクヘッド４に検知手段収納部４Ｄを設け、この検知手段収納部４Ｄ内に、円筒状の鋼材から成る圧力伝達部材２１と、この圧力伝達部材２１の背面側に設けられた土圧計２２とを備えたシールド掘進機用土圧測定装置２０を配設するとともに、上記圧力伝達部材２１の土砂当接面２１Ｓの面積を土圧計２２の検知面２２Ｓの面積の５倍以上に設定し、上記土圧計２２に伝達される土圧を平均化するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出手段を備え、シールド掘進機のカッターチャンバー内の土砂の圧力を測定するシールド掘進機用土圧測定装置であって、チャンバー隔壁に移動可能に装着される、その面積が上記圧力検出手段の検知面の面積の５倍以上である土砂当接面を有する圧力伝達部材と、上記シールド本体に固定され、その検知面が上記圧力伝達部材の背面側に当接する圧力検出手段とを備えたことを特徴とするシールド掘進機用土圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削用のカッターにより掘削された切羽の土砂を取り込むカッターチャンバー内の土砂の圧力を測定するためにシールド掘進機に装着される土圧測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土圧式シールド掘進機は、図３に示すように、シールド本体１の前部に設けられた掘削用のカッター２により掘削された切羽の土砂をカッターチャンバー３内に取り込み、これを図示しない攪拌翼で攪拌しながら、上記シールド本体１内に設けられた、その前端部がバルクヘッド４の下部を貫通して上記カッターチャンバー３内に開口するスクリューコンベヤ５を用いて上記土砂を排出するとともに、後部において、エレクター６によりセグメント７を組立て、既設のセグメント７で反力を取りながらシールドジャッキ８を伸長させて上記シールド本体１を推進させるもので、上記バルクヘッド４に土圧計５０を装着して上記カッターチャンバー３内の土砂の圧力（切羽圧力）を測定し、その測定結果に基づいて、上記スクリューコンベヤ５の排土量を制御するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
上記土圧計５０は、通常、図４（ａ），（ｂ）に示すように、圧力計もしくは歪計などの圧力検出手段を備えた土圧計本体５１の受圧面５１Ｓがカッターチャンバー３内に露出するように、上記バルクヘッド４の土圧計取付部４ａにボルト５３で取付けられている。また、上記土圧計本体５１の外周部にはＯリング５４が装着されており、このＯリング５４により水の浸入を防ぐとともに、上記ボルト５３と上記土圧計本体５１の裏面側に設けられたフランジ５２との間にウレタンゴムのような、衝撃吸収部材５５を介在させて、土圧計５０に作用する衝撃力を緩和するようにしている。
【特許文献１】特開平５−１４９８０８号公報
【特許文献２】特開平１１−２８０３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、掘削する箇所が礫Ｇの多い地盤である場合には、土砂中の礫Ｇが土圧計５０の受圧面５１Ｓに当たることが多いため検出される土圧が大きく変動してしまい、正確な土圧測定ができないだけでなく、土圧計５０が破損する恐れがあった。
そこで、図５に示すように、上記受圧面５１Ｓがバルクヘッド４のカッターチャンバー３側の面（以下、バルクヘッド面という）４Ｍよりも奥側になるように上記土圧計５０を設置することにより、礫Ｇが受圧面５１Ｓに直接当たらないようにすれば、耐久性については確保できるものの、これでは間隙泥土圧あるいは間隙泥水圧しか検知できないので、礫群を含む土圧を正確に検知することが困難であるといった問題点がある。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、礫の多い地盤であっても正確に切羽土圧を測定できるシールド掘進機用土圧測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、圧力検出手段を備え、シールド掘進機のカッターチャンバー内の土砂の圧力を測定するシールド掘進機用土圧測定装置であって、バルクヘッドに移動可能に装着される、その面積が上記圧力検出手段の検知面の面積の５倍以上である土砂当接面を有する圧力伝達部材と、上記シールド本体に固定され、その検知面が上記圧力伝達部材の背面側に当接する圧力検出手段とを備えことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、その面積が上記圧力検出手段の検知面の面積の５倍以上である土砂当接面を有する圧力伝達部材を、シールド本体のバルクヘッドに移動可能に装着するとともに、その背面側に、上記シールド本体に固定され、その検知面が上記圧力伝達部材に当接する圧力検出手段を配置して、カッターチャンバー内の土砂の圧力を測定することにより、礫の多い地盤であっても正確に切羽土圧を測定できるようにしたので、スクリューコンベヤの排土量を適正に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係るシールド掘進機１０の概略構成を示す図で、同図において、１はシールド本体、２は掘削用のカッター、３はカッターチャンバー、４はバルクヘッド、５は上記カッターチャンバー３内に開口するスクリューコンベヤ、２０は上記バルクヘッド４に設けられた、バルクヘッド４のカッターチャンバー３側の面（以下、バルクヘッド面という）４Ｍ側に開口する箱状の検知手段収納部４Ｄ内に配設されたシールド掘進機用土圧測定装置である。
このシールド掘進機用土圧測定装置２０は、図２に示すように、円筒状の鋼材から成る圧力伝達部材２１と、この圧力伝達部材２１の背面側に設けられた土圧計２２とを備えており、上記圧力伝達部材２１の土砂当接面２１Ｓは上記バルクヘッド面４Ｍにほぼ垂直になるように上記検知手段収納部４Ｄ内に配設される。なお、上記圧力伝達部材２１を構成する材料としては、鉄などの礫との衝突に対して十分な強度を有した材料であればよい。
また、本例では、上記土圧計本体２２ａの外周側にＯリング２３を配置するとともに、圧力伝達部材２１と検知手段収納部４Ｄとの間に土砂シール等の止水手段２４を設けて、水の浸入を防ぐようにしている。
【０００８】
上記圧力伝達部材２１は検知手段収納部４Ｄには固定されていないため、カッターチャンバー３内に土砂がある場合には、上記土砂の圧力により、上記検知手段収納部４Ｄの内部側に押し付けられる。
一方、土圧計２２は、圧力計あるいは歪計などの圧力検出手段を備えた土圧計本体２２ａの検知面２２Ｓが上記圧力伝達部材２１の背面側に当接するように配置されるとともに、上記土圧計本体２２ａの上記検知面２２Ｓとは反対側に設けられたフランジ２２ｂを介して上記検知手段収納部４Ｄに固定される。したがって、カッターチャンバー３内の土砂の圧力は、上記圧力伝達部材２１を介して、上記土圧計２２に伝達される。
ここで、圧力伝達部材２１の土砂当接面２１Ｓの面積を土圧計２２の検知面２２Ｓの面積の５倍以上とすることが肝要である。このように、広い面積で土砂の圧力を受けるようにすれば、土圧計２２に伝達される土圧は平均化される。したがって、礫Ｇの多い地盤であっても、土砂中の礫Ｇが上記土砂当接面２１Ｓに不連続に当たった場合でも、土圧計２２の検知面２２Ｓでの圧力変動は１/５以下になるので、土圧を正確に測定することができる。また、土圧計２２の検知面２２Ｓはカッターチャンバー３内には露出していないので、土圧計２２が破損することはない。
なお、上記土砂当接面２１Ｓの面積は大きい方が圧力平均効果は大きいが、その大きさは自ずから限界がある。すなわち、上記土砂当接面２１Ｓの面積の上限値は、本発明のシールド掘進機用土圧測定装置２０を搭載するシールド掘進機１０の部品や配管の配置により、適宜決定される。
【０００９】
このように、本最良の形態によれば、シールド掘進機１０のバルクヘッド４に検知手段収納部４Ｄを設け、この検知手段収納部４Ｄ内に、円筒状の鋼材から成る圧力伝達部材２１と、この圧力伝達部材２１の背面側に設けられた土圧計２２とを備えたシールド掘進機用土圧測定装置２０を配設するとともに、上記圧力伝達部材２１の土砂当接面２１Ｓの面積を土圧計２２の検知面２２Ｓの面積の５倍以上に設定して、上記土圧計２２に伝達される土圧を平均化するようにしたので、掘削する箇所が礫Ｇの多い地盤であっても土圧変動を大幅に低減することができる。したがって、切羽土圧を正確に測定できるので、スクリューコンベヤの排土量を適正に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、礫の多い地盤であっても正確に切羽土圧を測定できるようにしたので、スクリューコンベヤの排土量を適正に制御することができ、シールド掘進機による掘削をスムースに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の最良の形態に係るシールド掘進機の概略構成を示す図である。
【図２】本最良の形態に係るシールド掘進機用土圧測定装置を示す図である。
【図３】従来のシールド掘進機の概略構成を示す図である。
【図４】従来の土圧計とその設置状態を示す図である。
【図５】従来の土圧計の設置状態の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  シールド本体、２  カッター、３  カッターチャンバー、４  バルクヘッド、
４Ｄ  検知手段収納部、４Ｍ  バルクヘッド面、５  スクリューコンベヤ、
１０  シールド掘進機、２０  シールド掘進機用土圧測定装置、２１  圧力伝達部材、
２１Ｓ  土砂当接面、２２  土圧計、２２ａ  土圧計本体、２２ｂ  フランジ、
２２Ｓ  検知面、２３  Ｏリング、２４  止水手段、Ｇ  礫。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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