(57)【要約】【課題】チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価することのできる土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機を提供する。【解決手段】土圧式シールド工法に適用され、チャンバー１４内における掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、カッターの回転軸心Ｚから半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼１６にそれぞれ配置したせん断力計１８によって、カッターの回転時に攪拌翼１６に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、チャンバー１４内における掘削土の塑性流動性を評価するようにする。【選択図】図２
2016169561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、
カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、
内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。
【請求項２】
前記攪拌翼の摺動速度をせん断速度として求めるとともに、計測したせん断力を前記攪拌翼が前記掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。
【請求項３】
前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする請求項１または２に記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。
【請求項４】
前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。
【請求項５】
チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、
カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、
内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えることを特徴とする土圧式シールド掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機に関するものである。
【０００２】
従来、シールドトンネル工事に適用される土圧式シールド工法が知られている。この工法は、カッター装置の背後に掘削土を取り込むためのチャンバーを設けた土圧式シールド掘削機を用いて、チャンバー内に取り込んだ掘削土に対して加水ベントナイトや高分子材料等の薬液あるいは気泡等を添加して攪拌翼で攪拌することにより、掘削土に所定の塑性流動性を持たせてその土圧を切羽に作用させて切羽を安定に保持しつつ掘進を行う工法である。
【０００３】
この土圧式シールド工法においては、掘削土による土圧を切羽の全面に対して均一かつ安定に作用させることが重要であるため、チャンバー内における掘削土の塑性流動性を適切に設定しかつ安定に維持する必要がある。そのためには掘削土がチャンバー内全体において均一に塑性流動化しているか否かを掘削中に逐次確認する必要がある。従来の掘削土の塑性流動性を評価するための方法としては、例えば特許文献１〜４に示されるものが知られている。
【０００４】
特許文献１に示される方法は、チャンバー内に回転フラッパー式の回転板を設置し、この回転板の回転トルクを測定することにより、設置箇所での掘削土の塑性流動性を評価するものである。この方法は、設置箇所の塑性流動性を評価することはできるが、チャンバー内全体の塑性流動性を評価することは困難である。
【０００５】
特許文献２に示される方法は、チャンバー内における掘削土の土圧の変動を評価することで間接的に掘削土の塑性流動性を評価するものである。しかしながら、この方法は、掘削土のせん断抵抗（塑性流動性）を直接的に評価するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７７０４７２号公報
【特許文献２】特開２０１４−９５４５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６２９４５号公報
【特許文献４】特許第４７６９２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このため、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価することのできる技術が求められていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価することのできる土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機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】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、上述した発明において、前記攪拌翼の摺動速度をせん断速度として求めるとともに、計測したせん断力を前記攪拌翼が前記掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、上述した発明において、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、上述した発明において、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る土圧式シールド掘削機は、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価するので、半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼に配置したせん断力計によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性（せん断抵抗）を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価することができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記攪拌翼の摺動速度をせん断速度として求めるとともに、計測したせん断力を前記攪拌翼が前記掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示するので、表示部を見ることでチャンバー内全体の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握でき、塑性流動性の管理を高精度に行うことが可能になるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る土圧式シールド掘削機によれば、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えるので、半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼に配置したせん断力計によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価し、管理することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機の実施の形態を示す要部拡大側面図である。
【図２】図２は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機の実施の形態を示す図であり、（１）はカッターフェイスの概略背面図、（２）はチャンバーの概略側面図である。
【図３】図３は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法の実施の形態の説明図であり、（１）はせん断速度とせん断応力の関係を示す図、（２）摺動速度とせん断応力の関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機の実施の形態における管理手段による可視化表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
［土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法］
まず、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法について説明する。
【００２２】
本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、チャンバー内における掘削土の塑性流動性を評価する評価方法である。
【００２３】
図１は、土圧式シールド掘削機の前面のカッターを備えるカッターフェイスの要部拡大側面図である。この図に示すように、一般的なカッターフェイス１０の背面のカッタースポーク１２には、周知のとおりチャンバー１４内に向けて突出する攪拌翼１６が装備されている。そこで、本実施の形態では、この攪拌翼１６の根元にせん断力計１８を配置する。
【００２４】
ここで、せん断力を計測するための攪拌翼１６は、図２（１）の背面図および（２）の側面図に示すように、カッタースポーク１本あたり２箇所に配置する。この場合、カッターの回転軸心Ｚから半径方向に離れた内周側、外周側の２箇所に攪拌翼１６を配置する。掘削時にカッターフェイス１０が回転軸心Ｚの周りに回転すると、この回転に連動して背面の攪拌翼１６も回転軸心Ｚの周りに回転し、シールドマシン２０との間に形成したチャンバー１４内に取り込まれる掘削土を攪拌する。カッター回転時に掘削土によって攪拌翼１６に作用しているせん断力を、各攪拌翼１６の根元に配置したせん断力計１８によって計測する。
【００２５】
カッター回転時において、同一カッタースポーク上の内周側と外周側に配置された２つの攪拌翼１６は、異なった回転速度（摺動速度）で回転する。そこで、本実施の形態では以下のように、この内外周の回転速度（摺動速度）の差によって生じるせん断力の差を利用して、チャンバー１４内における掘削土の塑性流動性を評価する。
【００２６】
ところで、攪拌翼１６で攪拌される際の掘削土のせん断速度は厳密には求めることはできない。そこで、本実施の形態では、攪拌翼１６の摺動速度を掘削土のせん断速度の代表値として取り扱う。一方、せん断力計１８によって計測されたせん断力を攪拌翼１６が掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求める。
【００２７】
ここで、図２（２）に示すように、内周側に配置した攪拌翼１６の回転軸心Ｚからの位置をｒ１、外周側に配置した攪拌翼１６の回転軸心Ｚからの位置をｒ２とする。また、攪拌翼１６のチャンバー１４内への突出寸法をａとし、回転軸心Ｚを中心とする円の半径方向に測った攪拌翼１６の寸法をｂとする。
【００２８】
攪拌翼１６が単位時間に回転した角度をｄθとすると、内周側、外周側の攪拌翼１６の摺動軌跡の長さＬ１、Ｌ２は、それぞれＬ１＝ｒ１×ｄθ、Ｌ２＝ｒ２×ｄθにより算定することができる。また、内周側、外周側の攪拌翼１６のせん断面積Ａ１、Ａ２は、内外の突出寸法ａに半径方向の寸法ｂを加えた長さと摺動軌跡の長さの積であり、それぞれＡ１＝（２ａ＋ｂ）×Ｌ１、Ａ２＝（２ａ＋ｂ）×Ｌ２により算定することができる。また、内周側、外周側の攪拌翼１６において計測されたせん断力をそれぞれＳ１、Ｓ２とすると、内周側、外周側の攪拌翼１６のせん断応力τ１、τ２は、それぞれτ１＝Ｓ１／Ａ１、τ２＝Ｓ２／Ａ２により算定することができる。
【００２９】
一方、内周側、外周側の攪拌翼１６の摺動速度ｖ１、ｖ２は、それぞれｖ１＝ｒ１×ω、ｖ２＝ｒ２×ωにより算定することができる。ここで、ωは回転軸心Ｚ周りの回転運動の角速度であり、単位時間をｄｔとすれば、ω＝ｄθ／ｄｔで表すことができる。以上の算定式をまとめると、表１のようになる。
【００３０】
【表１】
2016169561.tif 000003
【００３１】
チャンバー１４内の掘削土をビンガム流体（粘性流体）と仮定すると、ビンガム流体としての特性値（降伏値、塑性粘度）は、図３（１）に示すようなせん断速度とせん断応力の関係から求めることができる。図の直線の切片が降伏値に、傾きが塑性粘度に相当する。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、図３（１）の「せん断速度とせん断応力の関係」を、図３（２）に示すような「摺動速度とせん断応力の関係」に置き換えて考える。
【００３３】
まず、上記の算定式により内周側と外周側の攪拌翼１６の摺動速度とせん断応力を予め求めておく。そして、図３（２）に示すように、内周側の攪拌翼１６の摺動速度ｖ１とせん断応力Ｓ１／Ａ１に対応した点と、外周側の攪拌翼１６の摺動速度ｖ２とせん断応力Ｓ２／Ａ２に対応した点をそれぞれプロットし、これら２点を通過する直線を求める。得られた直線からτ切片の値を求める。切片の値は掘削土の見かけの降伏値として考えることができる。一方、得られた直線から摺動速度に対するせん断応力の傾きの値を求める。傾きの値は掘削土の見かけの粘度として考えることができる。本実施の形態では、こうして求めた見かけの降伏値および粘度を、チャンバー１４内の掘削土の塑性流動性を表す評価値として取り扱う。
【００３４】
そして、カッターを回転しながら掘削土の塑性流動性（見かけの降伏値と粘度）を評価するとともに、評価した結果（情報）を図外のコンピュータのディスプレイ（表示部）に可視化表示する。このディスプレイによる表示例を図４に示す。図の例では、塑性流動性として見かけの降伏値と粘度に基づいて求めた硬軟の度合いをチャンバー１４全体の空間分布図として表示している。硬軟の度合いについては、例えば色彩や濃淡の違いなどで表現することができる。
【００３５】
カッター回転時にディスプレイの表示内容を監視することでチャンバー１４内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握することができ、それに基づき適切な施工管理を行いつつ掘削を行うことが可能である。このため、塑性流動性の管理を高精度に行うことができる。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、回転軸心Ｚから半径方向に離れた２箇所の攪拌翼１６に配置したせん断力計１８によってチャンバー１４内の掘削土の塑性流動性（せん断抵抗）を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー１４内全体の広範囲にわたって評価することができる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、攪拌翼１６の摺動速度をせん断速度として求めるとともに、計測したせん断力を攪拌翼１６が掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、チャンバー１４内における掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー１４内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態によれば、掘削土をビンガム流体（粘性流体）と仮定し、ビンガム流体としての降伏値と粘度によって掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー１４内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができる。
【００３９】
［土圧式シールド掘削機］
次に、本発明に係る土圧式シールド掘削機について説明する。
【００４０】
本発明に係る土圧式シールド掘削機は、上述したチャンバー１４内に設置された攪拌翼１６で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機である。
【００４１】
図２および図１に示すように、この土圧式シールド掘削機は、カッターの回転軸心Ｚから半径方向に離れた内周側、外周側の２箇所の攪拌翼１６にそれぞれ配置したせん断力計１８を備える。
【００４２】
この土圧式シールド掘削機は、このせん断力計１８によって、カッターの回転時に攪拌翼１６に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、チャンバー１４内における掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する図外の管理手段をさらに備える。
【００４３】
この管理手段は、掘削土の塑性流動性を評価するＣＰＵを有するコンピュータと、このコンピュータにより評価した塑性流動性を可視化表示するディスプレイ等により構成することができる。ディスプレイ等による表示例は図４に示したとおりである。カッター回転時にディスプレイ等の表示内容を監視することでチャンバー１４内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムで精度良く把握することができ、それに基づき適切な施工管理を行いつつ掘削を行うことが可能である。このため、塑性流動性の管理を高精度に行うことができる。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る土圧式シールド掘削機によれば、半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼１６に配置したせん断力計１８によってチャンバー１４内の掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー１４内全体の広範囲にわたって評価し、管理することができる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態においては、回転軸心Ｚから円の半径方向に離れた２箇所に攪拌翼１６およびせん断力計１８を設置した場合を例にとり説明したが、本発明は２箇所に限るものではなく、半径方向に離れた３箇所以上に攪拌翼１６およびせん断力計１８を配置してもよい。このようにしても図３（２）に示すような「摺動速度とせん断応力の関係」の直線を求めることが可能である。なお、攪拌翼１６およびせん断力計１８の設置箇所数が多いほど「摺動速度とせん断応力の関係」の直線を求めるためのプロット数が多くなって直線の近似精度が高まるので、掘削土の塑性流動性の評価精度をより向上することが可能となる。
【００４６】
以上説明したように、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価するので、半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼に配置したせん断力計によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性（せん断抵抗）を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価することができる。
【００４７】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記攪拌翼の摺動速度をせん断速度として求めるとともに、計測したせん断力を前記攪拌翼が前記掘削土をせん断する面積で除してせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができる。
【００４８】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価するので、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良くかつ簡便に評価することができる。
【００４９】
また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示するので、表示部を見ることでチャンバー内全体の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握でき、塑性流動性の管理を高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
また、本発明に係る土圧式シールド掘削機によれば、チャンバー内に設置された攪拌翼で掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、カッターの回転軸心から半径方向に離れた少なくとも２箇所の前記攪拌翼にそれぞれ配置したせん断力計によって、前記カッターの回転時に前記攪拌翼に作用しているせん断力をそれぞれ計測し、内外周の回転速度の差によって生じるせん断力の差に基づいて、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えるので、半径方向に離れた少なくとも２箇所の攪拌翼に配置したせん断力計によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価し、管理することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法および土圧式シールド掘削機は、シールドトンネル工事に適用される土圧式シールド工法に有用であり、特に、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価し、しかもチャンバー内全体の広範囲にわたって評価するのに適している。
【符号の説明】
【００５２】
１０  カッターフェイス
１２  カッタースポーク
１４  チャンバー
１６  攪拌翼
１８  せん断力計
２０  シールドマシン
Ｚ  回転軸心
【図１】
2016169561.tif 000004
【図２】
2016169561.tif 000005
【図３】
2016169561.tif 000006
【図４】
2016169561.tif 000007