CN1108349A

CN1108349A - 盾构设备

Info

Publication number: CN1108349A
Application number: CN 94101989
Authority: CN
Inventors: 佐藤清; 关谷克利; 桧垣和弘
Original assignee: FUJIDA Co Ltd
Current assignee: FUJIDA Co Ltd
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2014-03-07
Also published as: CN1063826C

Abstract

一种盾构设备，除设有方向控制装置和土压控制装置外，还设置自动运转控制装置，通过该装置，监视使盾构设备作掘进动作的各液压泵单元的运转状况，由液压泵单元及液压回路控制的土压/方向控制用装置的运转状况，以及它们的异常状态，并根据上述结果，向上述方向控制装置及土压控制装置发出运转指令、停止指令，使盾构设备全自动运转。

Description

本发明涉及土压式及泥水加压式的盾构设备，更详细地，涉及一种不需操作者的判断，能自动进行土压式盾构设备中的开挖面（切羽）的土压控制和掘进方向控制，以及泥水加压式的盾构设备中的开挖面的泥水压控制和掘进方向控制的盾构设备。

作为在地下修筑地下铁道、上水道、下水道及电力电缆管道等的施工法之一，有盾构施工法。这是边用盾构挖掘横向孔道，边使该盾构前进，在盾构的后部依次装上扇形衬砌块（セゲメント）的施工法。这种盾构施工法中又有土压式盾构施工法和泥水加压式盾构施工法。

土压式盾构施工法主要是以软弱地基为对象所使用的管道施工法，这种施工法边使设于盾构本体的顶端部分的切削盘（ヵッタデイスク）转动，边用盾构千斤顶使盾构本体推进，并让由切削盘切削下的土砂滞留在切削盘腔内呈充满状态，从而使其产生保持开挖面用的土压，同时用螺施输送机连续排出，从而在地下掘进。

这种土压式盾构施工法因为能调整取入切削腔内的土砂的取入量和其排土量，所以在开挖面的稳定化、防止地基变形及施工的稳定性方面优点突出。

此外，泥水加压式盾构施工法是用泥水对开挖面进行加压，利用开挖面各部分的间隙水压和与土压对应的泥水压和泥水的作用，确保开挖面的稳定，在此状态下，用盾构设备挖掘土体（地山）。因盾构设备的掘进而被挖掘出的土砂与泥水一起，由排出装置运出盾构井外。

但是，上述那样用传统土压式盾构施工法的盾构设备，是根据操作者长度积累的知识和经验，决定与土体相应的合适的土压，并以该土压为基础，来控制盾构千斤顶的推力、其推进速度、切削盘及螺旋输送机的转速的。

在此情况下，对于盾构千斤顶系统、切削盘系统以及螺旋输送机系统等的各液压泵单元的运转状况，对于盾构千斤顶、切削盘及螺旋输送机等是否在正常运转的盾构设备的运转状况，以及对于加于切削盘的异常压力、加于盾构千斤顶的异常压力等的盾构设备的异常，是通过由操作者自身进行监视，并根据该监视结果操作井内的操作盘，来使盾构设备作掘进运转的。

因此存在如下问题：必须由操作者进行高水平的复杂的运转操作，除必需熟练工之外，还必需很多的人工。

另一方面，使用泥水加压式盾构施工法的盾构设备，从防止掘进时的土体的破坏这一观点出发，加快盾构设备的掘进速度是有利的。

若要加速盾构设备的掘进速度，则必须进行调整，使盾构千斤顶、切削盘的驱动源、排土装置等不受到过大的负载，并且必须注意，使挖掘效率不过分降低。

但是，因为传统的盾构设备的掘进速度调整，是由操作者边掌握盾构设备的运转状况边手工操作的，所以，存在必需熟练程度及操作麻烦的问题。

又因为上述传统的泥水加压式盾构设备是由操作者的手工操作来调整施加于开挖面的泥水压的，所以，存在不能进行盾构施工的自动化，不能实现作业的高效率和省力化的问题。

本发明是为了解决上述传统的问题而作出的，本发明的第1目的在于，提供一种盾构设备，该盾构设备通过按盾构设备的各种运转况状相应地控制盾构设备，使盾构设备的掘进运转能实现自动化。

本发明的第2目的在于，提供一种盾构设备，该盾构设备不需操作者的判断，即能稳定且可靠地将开挖面的土压控制在设定土压内，同时能提高掘进施工效率和实现省力化。

本发明的第3目的在于，提供一种盾构设备，该盾构设备自动进行掘进速度的调整，不需熟练的操作者，可实现盾构施工作业的高效率化和省力化。

本发明的第4目的在于，提供一种自动进行开挖面的泥水压的调整，能提高掘进施工效率和实现省力化的盾构设备。

为了达到上述第1目的，本发明的盾构设备构成如下：在盾构设备的方向控制装置及土压控制装置之外，再追加自动运转控制装置，通过该自动运转控制装置，对使盾构设备作掘进动作的各液压泵单元的运转状况、由液压泵单元及液压回路控制的土压/方向控制用机器的运转状况、以及土压方向控制用机器和液压泵单元的异常状态进行监视，并根据其监视结果，向上述方向控制装置及土压控制装置发出运转指令和停止指令，使盾构设备全自动运转。

为了达到第2目的，本发明的盾构设备构成如下：在根据把切削腔盘内的切削土砂排出到切削盘腔外的螺旋输送机的转速来控制开挖面的土压时，当判断出仅靠螺旋输送机的转速不能控制该土压时，根据当时的螺旋输送机、盾构千斤顶及排土调整装置的动作状况，由专家系统推论出对盾构千斤顶的推进速度和/或排土整调装置的排土量的控制量，根据该控制量相应地控制盾构千斤顶的推进速度和/或排土调整装置的排土量，从而控制开挖面的土压。

为了达到上述第3目的，本发明的盾构设备构成如下：把由盾构千斤顶检测装置、推进力检测装置、切削盘驱动力检测装置以及排土量检测装置检测出的、盾构千斤顶对扇形衬砌块的推压力、盾构的推进力以及由切削盘驱动源施加于切削盘的驱动力，与可以承受的这些力的上限值作比较，并把由排出装置排出的每单位时间挖掘土的排出量，与由该排土装置可排出的挖掘土的最大量作比较，根据上述比较结果，第1至第4控制量输出装置分别输出盾构设备的掘进速度的控制量，控制装置根据该控制量和用掘进速度检测装置检测出的盾构设备的掘进速度，对盾构千斤顶驱动源进行驱动控制。

为了达到上述第4目的，本发明的盾构设备构成如下：根据由掘进速度检测装置、供给量检测装置及排出量检测装置检测出的、盾构设备的掘进速度，由供给泵提供的泥水的供给量以及由排出泵排出的泥水的排出量，模糊（ファジ-）推论装置应用模糊控制规则进行模糊推论，控制装置根据由该推论结果决定的泥水供给压的控制量，以及由开挖面水压检测装置检测出的开挖面部位处的泥水的水压，对供给泵进行控制。

图1：本发明第1实施例涉及的土压式盾构设备的构成方框图。

图2：本发明第1实施例涉及的适用于自动掘进控制方式的土压式盾构设备的剖视示意图。

图3：第1实施例中土压式盾构设备的土压控制系统的构成方框图。

图4：本发明第2实施例涉及的泥水加压式盾构设备及采用该设备的泥水加压式盾构施工的盾构隧道的说明图。

图5：第2实施例中的控制系统方框图，其包括构成泥水加压式盾构设备的掘进自动加速及减速用控制装置的控制用电子计算机。

图6：示出泥水加压式盾构设备加速控制时的控制用电子计算机的大致构成的方框图。

图7：示出图6所示的电流检测器、千斤顶压力传感器、排泥密度传感器、转速计及推进力检测部的检测结果和与此对应的评价值的关系的说明图，其中，图7（a）示出了电流检测器的检测结果和评价值的关系，图7（b）示出了千斤顶压力传感器的检测结果和评价值的关系，图7（c）示出了推进力检测部的检测结果和评价值的关系，图7（d）示出了排泥密度传感器的检测结果和评价值的关系，图7（e）示出了转速计的检测结果和评价值的关系。

图8：示出由图6所示的评价得分算出部计算出的前次和本次评价得分的平均值，与由图6所示的模糊度（ファジ-スケ-ル）值输出部输出的模糊度分值的对应关系的说明图。

图9：示出保存于图6所示的成员资格（メンバ-シップ）函数值输出部的成员资格函数的说明图。

图10：示出保存于图6所示的模糊控制规则保存部的模糊控制规则的说明图。

图11：示出图6所示的模糊推论部所进行的模糊推论的内容的说明图。

图12：示出在图6所示的控制量输出部，采用重心法划分出与盾构设备的掘进加速控制量相关的模糊度值时的原理的说明图。

图13：用图5所示的控制用电子计算机对盾构设备的掘进速度进行模糊控制时的处理顺序的流程图。

图14：示出第2实施例的变形例子中的泥水加压式盾构设备的自动减速控制用电子计算机的概略构成的方框图。

图15：示出与自动减速控制方式中的盾构千斤顶的推压压力、盾构本体的推进力、供应给切削盘用电动机的驱动电流、排出泥浆的密度，以及排泥泵的转速对应的上限值、控制量、控制间隔、以及控制部进行控制的最大执行次数的说明图。

图16：控制用自动减速控制方式的盾构设备的掘进在减速时的处理顺序的流程图。

图17：示出第2实施例的其他变形例子中的泥水加压式盾构设备的泥水压控制用电子计算机的大致构成的方框图。

图18：示出由图17所示的偏差流量检测部检测出的前次和本次的偏差流量的平均值，与由图17所示的模糊度值输出部输出的模糊度值的对应的说明图。

图19：示出保存在图17所示的成员资格函数值输出部的成员资格函数的说明图。

图20：示出保存在图17所示的模糊控制规则保存部的模糊控制规则的说明图。

图21：示出图17所示的模糊推论部进行的模糊推论的内容的说明图。

图22：示出在图17所示的控制量输出部，用重心法划分出与开挖面泥水压的控制量相关的模糊度值时的原理的说明图。

图23：示出用控制用电子计算机模糊控制开挖面泥水压时的处理顺序的流程图。

以下参照图1和图2说明本发明的第1实施例。

在图2中，整体符号100所示的盾构设备包括：圆筒状的盾构本体102，可转动地设于该盾构本体102的顶端部的切削盘103，形成于该切削盘103的后部，使切削下的土砂以充满状态滞留其内的腔104，使盾构本体102推进的多个盾构千斤顶105，排出腔104内的土砂的螺旋输送机106，以及控制该螺旋输送机106的开口率的排土调整装置107。

符号108是驱动切削盘103，使其向正、反方向转动的切削盘驱动装置，该切削盘驱动装置108由液压马达构成，该液压马达与后面将介绍的液压回路（参照图1）相连接。

符号110是驱动螺旋输送机106的螺旋输送机驱动装置，该螺旋输送机驱动装置110由液压马达构成，该液压马达与后面将介绍的液压回路111（参照图1）连接。

符号112是把泥浆注入切削盘腔104内的泥浆注入泵单元，该泥浆注入泵单元112排出的泥浆通过注入管112a被注入切削盘腔104内，使腔104及螺旋输送机106内的土砂的粘性提高，并使土砂顺畅地移动。

符号113是在多个部位检测腔104内的土压的多个土压计，符号114是检测盾构本体102相对土体的水平方向的角度用的、由陀螺传感器等构成的水平角检测器，符号115是检测盾构本体102相对土体的上下方向的角度用的、由水位计等构成的垂直角检测器。

以下对图1所示的上述盾构设备101的控制系统的构成进行说明。

在图1中，120是由电子计算机构成的自动运转控制部，它边监视盾构设备101的运转状况、各液压泵单元的运转状况及来自盾构设备101的各种警报信息，边根据掘进管理数据，使盾构设备101自动运转。

在自动运转控制部120的输入侧，分别连接着指令盾构设备101开始掘进的掘进开始开关121，指令盾构设备101紧急停止的紧急停止开关122，对构成盾构千斤顶驱动用液压回路123的液压泵单元123a的起动/停止进行检测的千斤顶用的运转状况检测器124，对构成切削盘驱动用液压回路109的液压泵单元109a的起动/停止进行检测的切削盘用运转状况检测器125，对构成螺旋输送机驱动用液压回路111的液压泵单元111a的起动/停止进行检测的螺旋输送机用的运转状况检测器126，以及检测泥浆注入泵单元112的起动/停止的泥浆用的运转状况输出器127。

此外，在上述自动运转控制部120的输入侧，还分别连接有：检测切削盘103是正在向左转还是向右转的切削盘转动状况检测器128，检测螺旋输送机106是否在转动的螺旋输送机转动状况检测器129，检测盾构千斤顶105的伸长行程的行程检测器130，对由从液压回路109供应给切削盘驱动装置108的工作油施加于切削盘驱动装置108的切削压进行检测的切削压检测器131，对构成各液压回路的液压泵单元的电机的异常、各种检测信号及控制信号的传送系统的异常及盾构设备101产生的异常进行检测，并送出异常信号的异常检测部132，以及检测盾构本体102的滚动的滚动检测器133。

在上述自动运转控制部120的输出侧，连接有盾构设备101的方向控制部134和盾构设备101的土压控制部135，同时还分别连接有泥浆注入泵单元112，切削盘驱动用液压回路109的液压泵单元109a，盾构千斤顶驱动用液压回路123的液压泵单元123a，螺旋输送机驱动用液压回路111的液压泵单元111a。

上述方向控制部134是控制盾构设备101，使其向预定方向推进用的，该方向控制部134的输入侧连接着水平角检测器114和垂直角检测器115。在方向控制部134的输出侧连接着千斤顶驱动用液压回路123，而该液压回路123上又连接有多个盾构千斤顶105。

上述土压控制部135是通过控制盾构千斤顶105的推进速度、螺旋输送机106的转速和排土调整装置7的排土量，使腔104内的土压维持预先设定的土压用的，该土压控制部135的输入侧连接着土压计113。土压控制部的输出侧分别连接着千斤顶驱动用液压回路123、切削盘驱动用液压回路109、螺旋输送机驱动用液压回路111及排土用液压回路136。

上述切削盘驱动用液压回路109上连接着切削盘驱动装置（液压马达）108，螺旋输送机驱动用液压回路111上连接着螺旋输送机驱动装置（液压马达）110，而排土用液压回路136上，连接着通过由其工作油驱动的执行元件而动作的闸门等的排土调整装置107。

此外，上述盾构千斤顶105、螺旋输送机106及切削盘103的各液压回路123、111、109除了液压泵单元123a、111a、109a外，还设有压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，上述液压泵单元包括液压泵及驱动液压泵的电动机。

同样地，排土用液压回路136也包括液压泵、压力控制阀、流量控制阀等。

接着对上述构成的本实施例的掘进动作进行说明。

在盾构设备101的掘进准备工作完成了的状态下，一旦操作者操作设在未图示的监视盘等处的掘进开始开关121，该开关121的“通”信号即被取入自动运转控制部120。

自动运转控制部120根据开关121的“通”信号，向切削盘驱动用液压回路109的液压泵单元109a、螺旋输送机驱动用液压回路111的液压泵单元111a、千斤顶驱动用液压回路123的液压泵单元123a、泥浆注入泵单元112以及排土用液压回路136发出运转指令信号，使各泵单元起动。由于泥浆注入泵112被启动，泥浆被连续地注入腔104内。

此时，千斤顶用、切削盘用、螺旋输送机用及泥浆用的各检测器124-127对与之对应的泵单元是否正常地起动了这一运转状况进行检测，自动运转控制部120通过读取这些检测信号，判别各泵单元是否正常地起动了。

一旦认识到各泵单元在正常工作了，自动运转控制部120即向方向控制部134和土压控制部135发出设备运转指令，通过方向控制部和土压控制部135控制盾构设备101，使其作掘进动作。

即，一旦土压控制部135内输入了设备运转指令，土压控制部135即根据自动设定的管理土压及由土压计测出的腔104内的土压，向千斤顶驱动用液压回路123输出液压控制指令，与该指令相应地控制供应给各盾构千斤顶105的推进用的工作油油量和压力，使各盾构千斤顶105作推进动作，使盾构设备101推进。

此外，土压控制部135根据管理土压和腔104内的检测土压，向螺旋输送机驱动用液压回路111输出液压控制指令，与该指令相应地控制供应给螺旋输送机驱动装置110的工作油油量及压力，使螺旋输送机106转动，把以充满状态滞留在腔104内的土砂通过排土调整装置107，连续地排出到输送机116（参照图2）上。

还有，土压控制部135又根据管理土压数据和腔104内的检测土压，控制排土用液压回路136，调整因该液压回路136而动作的排土调整装置107的开口率。

又，盾构设备在进行掘进时，由转动状况检测器128测出的切削盘103的转动状况信息、由转动状况检测器129测出的螺旋输送机106的转动状况信息、以及由行程检测器130测出的盾构千斤顶105的行程信息都被取入自动运转控制部120，进行常时监视。

此外，在掘进时，指示施加于切削盘驱动装置108的压力的切削压检测器131的输出信号、来自异常检测部132的信号、以及滚动检测部133的信号也被取入自动运转控制部120，进行监视。

如上所述，通过根据土压来控制盾构千斤顶105的推进速度、螺旋输送机106的转速和排土调整装置107的开口率，将腔104内的土压保持于管理土压，实现开挖面的稳定化。

另一方面，一旦方向控制部134内输入了来自自动运转控制部120的设备运转指令，方向控制部134即根据由水平角检测器114测出的、相对基准推进方向的盾构本体102的水平方向倾斜角，以及由垂直角检测器115测出的、相对基准推进方向的盾构本体102的垂直方向倾斜角，向千斤顶驱动用液压回路123发出千斤顶选择指令，通过控制流向被选择的盾构千斤顶105的工作油，控制盾构设备101，使其向着设定的推进方向。

盾构设备101正在进行掘进动作时，若自动运转控制部120判断，由行程检测器130测出的盾构千斤顶105的伸出行程已达到了设定的值（相当于扇形衬砌块117的宽度尺寸），则由自动运转控制部120向各液压回路109、111、123发出运转停止指令，籍此使各液压泵单元109a、111a、123a停止，使切削盘103、螺旋输送机106和盾构千斤顶105停止。此外，若所有的机器都无故障地停止了，则待机至再次操作掘进开始开关121使其“通”为止。

盾构设备101在作掘进动作时，一旦自动运转控制部120判断，由滚动检测器133测出的盾构本体102向左或向右方向的滚动角超过了预先设定的角度，则该判断信号被送至土压控制部135。收到该判别信号的土压控制部135向液压控制回路109输出使切削盘103向反方向运转的指令信号，于是，由液压回路109供应给驱动装置108的工作油的流动方向也变为逆向流动，驱动切削盘103使其逆向转动，使盾构本体102恢复到正常位置。

此外，一旦紧急停止开关122被闭合，或由异常检测部132测出各液压回路及由其控制的机器等有了异常，作出了该异常判断的自动运转控制部120即向方向控制部134和土压控制部135发出停止指令，据此使各液压回路停止，同时使各机器停止，从而迅速地使盾构设备101停止掘进。

此外，一旦自动运转控制部120判断出由切削压检测器131测出的切削盘103的扭矩超过了预先设定的值，该判断信号即经过土压控制部135被输出至千斤顶驱动用液压回路123，使由液压回路123供应给各盾构千斤顶105的工作油停止供应，使盾构设备101的掘进一度停止。

然后，随着用螺旋输送机106将腔104内的土砂向外排出，施加于切削盘驱动装置108的切削压会下降至设定值以下，一旦判断已降至设定值以下，通过千斤顶驱动用液压回路123，各盾构千斤顶105再次作推进动作，掘进重新开始。

在如上所述的本实施例中，在盾构设备的方向控制部和土压控制部上，追加了自动运转控制部，通过该自动运转控制部，以盾构设备的各液压泵单元的运转状况、由液压泵单元和液压回路控制的土压/方向控制用机器的运转状况为基础，对土压/方向控制用机器及液压泵单元的异常状态始终进行着监视。

当这些土压/方向控制用机器及液压泵单元无异常发生时，起动液压泵单元、泥浆注入泵单元，并使切削盘和螺旋输送机及其排土调整装置动作，同时使盾构千斤顶推进作掘进动作，在掘进进行过程中，由方向控制部将盾构设备的方向控制在预定的方向，同时由土压控制部控制千斤顶速度、螺旋输送机转速及排土调整装置的开口率，将腔内的土压控制成管理土压。

再有，在掘进进行过程中采用的运转方式是，当盾构设备的滚动角超过了设定值时，使切削盘向反方向转动，而当切削压超过设定值时，使千斤顶的推进一度停止，待其后下降至设定值以下时，再次开始掘进，又，当掘进时的千斤顶行程达到了设定值时，使千斤顶、螺旋输送机及切削盘停止，同时液压泵单元也停止，一直待机至掘进开始指令再次被输入。

因此，不需人手，即能全自动控制土压式盾构设备的掘进。

以下对上述土压式盾构设备的土压控制，参照图3进行说明。

图3是根据本发明的土压式盾构设备的土压控制系统的构成方框图。

在图3中，土压控制部135是由电子计算机构成的，它包括：推论各控制量的推论机构1351，积蓄有推论控制量用的各种规则的知识库1352，通过螺旋输送机驱动装置110控制螺旋输送机106的驱动的第1控制部1353，以及控制盾构千斤顶105和排土调整装置107的第2控制部1354，因此，当判断出靠螺旋输送机106的转速控制不能维持设定土压时，能不再依靠螺旋输送机106的转速控制，而代之以通过调整盾构千斤顶105的推进速度和经过排土调整装置107的排土量，来维持设定土压。

上述推论机构1351和知识库1352构成专家系统。

下列信息被分别输入上述推论机构1351，即：检测盾构千斤顶105的推进速度的推进速度检测器137的检测结果;检测螺旋输送机106的转速的转速检测器138的检测结果;检测切削盘103的扭矩的切削盘扭矩检测器139的检测结果;检测螺旋输送机106的扭矩的螺旋输送机扭矩检测器140的检测结果;当第1控制部1353判断出凭控制螺旋输送机106的转速不能维持设定土压时的判断信息;以及第2控制部1354判断出的土压判断信息。

上述推进速度检测器137以由上述液压泵单元123a经千斤顶驱动用液压回路123供应给盾构千斤顶105的工作油油量为基础，检测上述盾构千斤顶105的推进速度。

上述知识库1352内，储存着推论各种控制量的各种规则，这些控制量是为了能根据被输入推论机构1351的上述各种检测结果、状态及判断信息，来维持设定土压。

上述第1控制部1353对按土体条件预先设定的设定土压（管理土压）和用土压传感器113测出的土压的平均值（以下单单称为土压）进行比较，将其之差作为控制量输出给螺旋输送机驱动用的液压控制回路141，液压控制回路141上连接着受此处发出的信号控制的液压回路111，而液压回路111上连接着螺旋输送机驱动装置（液压马达）110。

上述第2控制部1354是根据由推论机构1351输出的控制量，来控制盾构千斤顶105的推进速度及排土调整装置107的排土量的，该第2控制部1354上输入有土压计113的检测结果和设定土压，同时还分别连接有盾构千斤顶105的液压控制回路142，以及排土调整装置107的液压控制回路143。

上述液压控制回路142上，连接着根据该控制回路142的输出信号，来控制对盾构千斤顶105的工作油的供给的上述千斤顶驱动用液压回路123。此外，液压控制回路143上，连接着根据其输出的控制信号，来调节排土调整装置107的土砂排出量的上述排土用液压回路136。

以下对如上构成的本实施例的动作进行说明。

当采用土压式盾构施工法向土体掘进时，首先，在设于盾构隧道内的控制盘（未图示）上，根据土体施工等的条件设定理论土压，再设定与理论土压相对应的盾构千斤顶105的推进速度、螺旋输送机106的转速及排土调整装置107的排土量。

在如此的状态下，由盾构千斤顶105使图2所示的盾构设备101推进，同时通过切削盘驱动装置108，使切削盘103以规定的速度转动。再利用螺旋输送机驱动装置110，以设定转速驱动螺旋输送机106，并将排土调整装置107的排土量调整为设定值。

在该状态下，当盾构设备被推进时，被切削盘103切削下的土砂滞留在切削盘腔104内呈充满状态，与此同时，在维持该充满状态的情况下，由螺旋输送机106通过排土调整装置107，将切削盘腔104内的土砂排出到腔104外。

此外，第1控制部1353以土压计113测出的土压、理论土压及挖掘土量为依据，来修正管理土压，将此作为设定土压。然后，在第1控制部1353处，通过比例积分动作算出螺旋输送机106的转速控制量，以使切削盘腔104内的土压进入上述设定土压的容许范围内。

此外，第1控制部1353根据上述算出的控制量，通过液压控制回路141，来控制由上述螺旋输送机驱动用液压回路111供应给螺旋输送机驱动装置（液压马达）110的工作油。据此来调整螺旋输送机106的转速，将切削盘腔104内的土压保持在上述设定土压的容许范围内，以实现开挖面的稳定。

在上述的通过螺旋输送机106的转速，来将切削盘腔104内的土压保持在设定土压内的控制状态下，第1控制部1353仅控制螺旋输送机106的转速，在该情况下，一旦判断出不能将切削盘腔104内的土压控制在设定土压内，该判断信息即被取入推论机构1351。

该推论机构1351接收到上述判断信息，以及推进速度检测器137、螺旋输送机转速检测器138、切削盘扭矩检测器139及螺旋输送机扭矩检测器140的各种检测结果，即起动知识库1352内的必要的规则，并根据这些规则，推论出为了将切削盘腔104内的土压维持于设定土压用的，控制盾构千斤顶105的推进速度和/或控制排土调整装置107的排土量所必需的控制量。然后，将由该推论结果得出的控制量数据输出至第2控制部1354。

在第2控制部1354，根据自推论机构1351输出的控制量数据，来增减控制盾构千斤顶105的推进速度，或增减控制排土调整装置107的排土量，以使土压计113测出的切削盘腔104内的土压能被调整成设定土压。

例如，当判断出，即使将螺旋输送机106的转速调整至可调范围的上限值，也不能使切削盘腔104内的土压调节成设定土压时，推论机构1351根据目前的状况起动必要的规则，推论出要使盾构千斤顶105的推进速度降低，并向第2控制部1354输出与该推论结果对应的推进速度的控制量。

此外，在不会大幅度降低掘进施工效率的情况下，依次起动其他的规则，当判断出，即使降低盾构千斤顶105的推进速度，也不能使切削盘腔104内的土压调节成设定土压时，再起动其他的规则，求出排土调整装置107的排土控制量，据此增大螺旋输送机106的排土量，将切削盘腔104的土压控制在设定土压的容许范围内。

因为在如上所述的土压式控制方式中，采用如下的控制方式，即：控制螺旋输送机106的转速，以使切削盘腔104内的土压进入设定土压的容许范围内，而当判断出，仅凭螺旋输送机106的转速控制不能使切削盘腔104内的土压调节为设定土压时，则利用知识库1352和推论机构1351组成的专家系统，推论出盾构千斤顶105的推进速度和排土调整装置107的排土量，根据该推论结果，自动地增减控制千斤顶推进速度和排土量的一方或双方，从而将切削盘腔104内的土压控制成设定土压。因此，不必如传统的那样，由操作者凭自己的判断进行调整操作，能稳定且方便地将开挖面的土压自动控制成设定土压，同时能确保施工的安全性。

此外，因为对千斤顶推进速度和螺旋输送机的排土量也进行自动控制，所以，能在不太降低盾构2的推进速度的情况下，顺利地控制开挖面的土压，并能因此而提高盾构设备的掘进施工效率。

以下，对本发明第2实施例涉及的泥水加压式盾构设备的掘进速度控制方式，参照图4-图13进行说明。

图4示出了根据本发明第2实施例的泥水加压式盾构设备，以及采用该设备的泥水加压式盾构施工的盾构隧道内的大致构成。

在图4中，201是泥水加压式盾构设备（以下简称盾构设备），具有盾构本体202。在盾构本体202的前部，可转动地设有切削盘203，切削盘203由切削盘驱动电机203a（相当于切削盘驱动源）驱动而作转动。

又，从未图示的电源供应给切削盘驱动电机203a的驱动用电流，由设于盾构本体202的电流检测器203b（相当于切削盘驱动力检测装置）进行检测。

在由盾构设备201挖掘出的盾构隧道205的内周壁上，装着有扇形衬砌块207，在上述盾构本体202上，设有推压扇形衬砌块207的前端207a的盾构千斤顶209，使该盾构千斤顶209伸缩的液压驱动源209a（相当于盾构千斤顶驱动源），以及检测盾构千斤顶209推压扇形衬砌块207的前端207a时的推压压力的千斤顶压力传感器209b（相当于盾构千斤顶压力检测装置）。

因此，通过上述盾构千斤顶209的伸缩，盾构本体202受到推进力，盾构设备201因上述推进力和切削盘203的转动而进行掘进。

此外，形成于盾构设备201的盾构本体202内的切削盘腔211，设有送泥口213和排泥口215，送泥口213上，连接着从盾构本体202的后方起直至地面上的送泥泵217或成套设备（未图示）的送泥管219。

另一方面，排泥口215上，连接着同样从盾构本体202的后方起直至地面上的设备的排泥管221，在该排泥管221的管路中，设有与排泥管221的管路长度相对应台数（图4中仅示出了1台）的排泥泵223（相当于排土装置）。

泥水（未图示）从上述地面上的成套设备起，利用送泥泵217通过送泥管219被供应至送泥口213，从送泥口213供应给切削盘腔211内的泥水通过切削盘203的缝隙供应给开挖面225。

喷出到开挖面225上的泥水与由切削盘203挖掘下的开挖面225上的挖掘土一起，通过切削盘203的缝隙被回收到切削盘腔211内，再用排泥泵223将其从排泥口215再经过给排泥管221，吸引、排出至地面上的成套设备处。

上述的成套设备从由盾构隧道205内排出的泥水中分离出上述挖掘土中的砂粒，余下的泥水用送泥泵217经送泥管219供应给送泥口213。

又，在上述排泥管221的管路中，还设有对经该排泥管221排出至地面上的泥水中的上述挖掘土的密度进行检测的排泥密度传感器227。在上述排泥泵223上，设有检测该泵223转速的转速计229。在本实施例中，由上述排泥密度传感器227和转速计229组成排土量检测装置。

此外，在盾构本体202上，设有检测盾构设备201的掘进速度的速度传感器231（相当于掘进速度检测装置）。

上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、转速计229、以及速度传感器231的检测结果，从盾构隧道205内的隧道内装置233起，经过图5所示的设有各种操作用开关类的地面上的控制盘243，每隔规定时间，被输入构成本实施例中的掘进自动加、减速用控制装置的控制用电子计算机245内，控制用电子计算机245据此驱动控制液压驱动源209a。

以下参照图6的方框图，对控制用电子计算机245的大致构成及该控制用电子计算机245的控制动作进行说明。

首先，上述千斤顶压力传感器209b的检测结果每隔规定时间被输入推进力检测部247（相当于推进力检测装置）。在推进力检测部247处，当上述盾构千斤顶209有多个时，将各盾构千斤顶209对扇形衬砌块207的前端207a的推压力相加，再乘上规定的系数，算出盾构本体202的推进力，并将该结果每隔规定时间输出。

由推进力检测部247进行的盾构本体202的推进力的检测，除了如上所述的从盾构千斤顶209的推压压力进行计算进行计测之外，也可以用其他方法进行计测。

由推进力检测部247测出的每个规定时间内的盾构本体202的推进力，与由上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、以及转速计229分别测出的、供应给切削盘驱动电机203a的驱动用电流、盾构千斤顶209的推压压力、泥水中的挖掘土的密度、以及排泥泵223的转速一起，每隔规定时间向评价得分算出部249（相当于评价得分算出装置）输出。评价得分算出部249根据影响盾构设备201的掘进速度的要素的状态值，每隔上述规定时间，算出成为上述盾构设备201的掘进状态指标的评价得分，并将该算出结果输出。

在此，对评价得分算出部249进行的上述评价得分的算出顺序，参照图7（a）至图7（e）进行说明。

首先，如图7（a）所示，对于用电流检测器36测出的切削盘驱动电机203a驱动用电流，使其与评价得分有如下的对应关系，即：当电流值在0-20A（安培）之间时，评价值一律取为“1”，当电流值在20-80A之间时，随着电流值的上升评价值逐渐减小，当电流值为80A时，评价值为“0”。

因为在如上所述的土压式控制方式中，采用如下的控制方式，即：控制螺旋输送机106的转速，以使切削盘腔104内的土压进入设定土压的容许范围内，而当判断出，仅凭螺旋输送机106的转速控制不能使切削盘腔104内的土压调节为设定土压时，则利用由知识库1532和推论机构1351组成的专家系统，推论出盾构千斤顶105的推进速度和排土调整装置107的排土量，根据该推论结果，自动地增减控制千斤顶推进速度和排土量的一方或双方，从而将切削盘腔104内的土压控制成设定土压。因此，不必如传统的那样，由操作者凭自己的判断进行调整操作，能稳定且方便地将切削叶片的土压自动控制成设定土压，同时能确保施工的安全性。

此外，因为对千斤顶推进速度和螺旋输送机的排土量也进行自动控制，所以，能在不太降低盾构千斤顶的推进速度的情况下，顺利地控制开挖面的土压，并能因此而提高盾构设备的掘进施工效率。

在图4中，201是泥水加压式盾构设备（以下简称为盾构设备），具有盾构本体202。在盾构本体202的前部，可转动地设有切削盘203，切削盘203由切削盘驱动电机203a（相当于切削盘驱动源）驱动而作转动。

在由盾构设备201挖掘出的盾构井205的内周壁上，装着有扇形衬砌块207，在上述盾构本体202上，设有推压扇形衬砌块207的前端207a的盾构千斤顶209，使该盾构千斤顶209伸缩的液压驱动源209a（相当于盾构千斤顶驱动源），以及检测盾构千斤顶209推压扇形衬砌块207的前端207a时的推压压力的千斤顶压力传感器209b（相当于盾构千斤顶压力检测装置）。

因此，通过上述盾构千斤顶209的伸缩，盾构本体202不受到推进力，盾构设备201因上述推进力和切削盘203的转动而进行掘进。

另一方面，排泥口215上，连接着同样从盾构本体202的后方起直至地面上的设备的排泥管221，在该排泥管221的管路中，设有与排泥管221的管路长度相应台数（图4中仅示出了1台）的排泥泵223（相当于排土装置）。

喷至开挖面225上的泥水与切削盘203挖掘下的开挖面225的挖掘土一起，通过切削盘203的缝隙被回收到切削盘腔211内，再用排泥泵223将其从排泥口215，经排泥管221，吸引、排出至地面上的成套设备处。

上述的成套设备从由盾构隧道205内排出的泥水中分离出上述挖掘土中的砂石沙粒，余下的泥水用送泥有关法规217经送泥管219供应给送泥口213。

上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、转速计229、以及速度传感器231的检测结果，从盾构井205内的隧道内装置233起，经过图5所示的设有各种操作用开关类的地面上的控制盘243，每隔规定时间，被输入构成本实施例中的掘进自动加、减速用控制装置的控制用电子计算机245内，控制用电子计算机245据此驱动控制液压驱动源209a。

由推进力检测部247测出的每个规定时间内的盾构本体202的推进力，与由上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、以及转速计229分别测出的、供应给切削盘驱动电机203a的驱动用电流、盾构千斤顶209的推压压力、泥水中的挖掘土的密度、以及排泥泵223的转速一起，每隔规定时间向评价得分算出部249（相当于评价得分算出装置）输出。评价得分算出部249根据影响盾构设备201的掘进速度的要因的状态值，每隔上述规定时间，算出成为上述盾构设备201的掘进状态指标的评价得分，并将该算出结果输出。

首先，如图7（a）所示，对于用电流检测器36测出的切削盘驱动电机203a的驱动用电流，使其与评价得分有如下的对应关系，即：当电流值在0-20A（安培）之间时，评价值一律取为“1”，当电流值在20-80A之间时，随着电流值的上升评价值逐渐减小，当电流值为80A时，评价值为“0”。

随后如图7（b）所示，对于用千斤顶压力传感器209b测出的盾构千斤顶209的推压压力，使其与评价值如下对应，即：当推压压力的值在0-30kg/cm²之间时，一律取评价值为“1”，而在30-100kg/cm²之间时，随着压力值的上升，评价值逐渐减小，当压力值为100kg/cm²时，评价值为“0”。

再如图7（c）所示，对于由评价得分算出部249算出的盾构本体202的推进力，使其与评价值如下对应，即：当推进力的值在0-300t（吨）之间时，一律取评价值为“1”，在300t-1000t之间时，随着推进力值的上升，评价值逐渐减小，当推进力的值为1000t时，评价值取为“0”。

此外，又如图7（d）所示，对于用排泥密度传感器227检测出的泥水中的挖掘土的密度，使其与评价值如下对应，即：当密度值在0-1.00g/cm³之间时，一律取评价值为“1”，在1.00-1.25g/cm³之间时，随着密度值的上升，评价值逐渐减小，当密度值为1.25g/cm³时，评价值为“0”。

再如图7（e）所示，对于用转速计229测出的排泥泵223的转速，使其与评价值如下对应，即：当转速值在0-300rpm之间时，评价值一律取为“1”，在300-1000rpm之间时，随着转速的上升，评价值逐渐减小，当转速为1000rpm时，评价值为“0”。

然后，将与上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、以及转速计229的检测结果相对应的评价值，以及与上述评价得分算出部249的算出结果对应的评价值，共计5个评价值相加，并将相加后的值作为上述评价得分，从评价得分算出部249输出。

因此，例如，当最近的过去（以下称为前次）的切削盘驱动电机203a驱动用的电流值、盾构千斤顶209的推压压力值、盾构本体202的推进力的值、泥水中的挖掘土的密度值、以及排泥泵223的转速分别为53A、65kg/cm²、580t、1.075g/cm³、650rpm时，各对应的评价值为0.55、0.5、0.4、0.3、0.5，从评价得分算出部249输出的前次的评价得分X1为0.55+0.5+0.4+0.3+0.5＝2.25。

此外，当目前（以下称为本次）的各值为62A、72kg/cm²、650t、1.125g/cm³、790rpm时，各对应的值为0.7、0.6、0.5、0.5、0.7，从评价得分算出部249输出的本次评价得分X2为0.7+0.6+0.5+0.5+0.7＝3.0。

由评价得分算出部249算出的每个规定时间的评价得分被输入模糊度值输出部251（相当于模糊度值输出装置），该模糊度值输出部251根据前次和本次的评价得分X1、X2，输出根据如图8所示那样的、与两评价得分X1、X2分别对应的模糊度值。

例如，当如上所述，前次的评价得分X1为2.25，本次的评价得分X2为3.0时，从模糊度值输出部251输出与前次的评价得分X1对应的模糊度值-0.1，以及与本次的评价得分X2对应的模糊度值0.2。

与从模糊度值输出部251输出的前次和本次的评价得分X1、X2分别对应的模糊度值，被输入成员资格（メンバ-シップ）函数值输出部253（相当于成员资格函数值输出装置），成员资格函数值输出部253根据图9所示的、纵轴取度（ゲレ-ド）、横轴为ZO（零）、S（小）、M（中）、B（大）、L（更大）的5级模糊度的成员资格函数M，输出与上述两评价得分X1、X2分别相关的成员资格函数值。

因此，从成员资格函数值输出部253输出的、前次和本次的评价得分X1、X2分别相关的成员资格函数值，关于前次评价得分X1，为S（X1）＝a，M（X1）＝b，而关于本次评份价得分X2，为M（X2）＝d，B（X2）＝c。

从成员资格函数值输出部253输出的、与上述两评价得分X1、X2分别相关的成员资格函数值被输入模糊推论部255（相当于模糊推论装置）。在此，用以下所示的顺序，对上述两个成员资格函数值进行模糊推论。

首先，在模糊推论部255，将与前次和本次评价得分X1、X2相关的、各两个的成员资格函数值S（X1）＝a，M（X1）＝b，M（X2）＝d，B（X2）＝c一个一个地应用于存储在模糊控制规则保存部257（相当于模糊控制规则保存装置）的、如图10所示的模糊控制规则R，推论出用以确定盾构设备201的掘进加速控制量的控制参数Y。

然后，在模糊推论部255，对用于上述模糊控制规则R的、与上述前次和本次评价得分X1、X2相关的成员资格函数值的各等级逐个进行比较，并用较低方的等级值，对上述控制参数Y加权（重み付け）。

示出上述的、模糊推论部255进行的模糊推论内容的是图11，如图11所示，将与前次评价得分X1相关的成员资格函数值S（X1）＝a和与本次评价得分X2相关的成员资格函数值M（X2）＝d应用于模糊控制规则R，进行推论后获得的控制参数Y是M，上述两成员资格函数值的度的大小关系为a＜d。因此，对控制参数Y加权后的参数Y1为a＊M。

同样地，关于与前次评价得分X1相关的成员资格函数值M（X1）＝b，及与本次评价得分X2相关的成员资格函数值M（X2）＝d，控制参数Y为M，两成员资格函数值的等级的大小关系为b＞d，对控制参数Y加权后的参数Y1为d＊M。

再有，关于与前次评价得分X1相关的成员资格函数值M（X1）＝b，及与本次评价得分X2相关的成员资格函数值B（X2）＝c，控制参数Y为B，两成员资格函数值的等级的大小关系为b＞c，对控制参数Y后的参数Y1为c＊B。

又，关于与前次评价得分X1相关的成员资格函数值S（X1）＝a，以及与本次评价得分X2相关的成员资格函数值B（X2）＝c，模糊控制规则R不适用，不能用模糊推论来推导出控制参数Y、两成员资格函数值的等级的大小关系，以及使控制参数Y加权后的参数Y1。

这样，由模糊推论部255进行的模糊推论结果所获得的3个参数Y1＝a＊M、d＊M及c＊B被输入控制量输出部259（相当于控制量输出装置），控制量输出部259如图12所示，对上述3个参数Y1应用重心法，划分出与盾构设备201的掘进加速控制量相关的模糊度值F。

再有，控制量输出部259从该模糊度值F，再划分出以图8所示的对应设定的、盾构设备201的掘进速度的增加量，即模糊控制量Z。

例如，若从上述3个参数Y1划分出的模糊度值F为0.041，则盾构设备201的掘进速度的模糊控制量Z为0.287mm/min。

于是，控制量输出部259划分出的盾构设备201的掘进速度的模糊控制量Z被输入控制部261（相当于控制装置），控制部261驱动控制液压驱动源209a，以使速度传感器231检测出的盾构设备201的掘进速度加速至与控制量输出部259给出的模糊控制量Z相对应的速度。

以下参照图13，对用控制用电子计算机245质构设备201的掘进加速的模糊控制时的处理顺序进行说明。

首先，在步序S21，把控制计数器I的计数时间S-C设定为，从使盾构设备201的掘进加速，直至盾构设备201实际到达该掘进速度为止的过渡（才フセット）时间，与此同时，将上述控制计数器I及控制用电子计算机245的对开挖面泥水压进行控制的模糊控制量Z分别设为初期值＝0。

再设定盾构设备201的掘进速度的设定值P和模糊规则R，在下一个步序S23，由盾构设备201开始进行挖掘。再通过下一个步序S25的DIFFIX通信，每隔规定时间，对上述电流检测器203b、千斤顶压力传感器209b、排泥密度传感器227、转速计229、以及速度传感器231的检测结果进行采样。

在步序S25之后的步序S27，对作为从盾构设备201的驱动开始至掘进动作稳定为止之间的过渡量，检查盾构设备201的掘进量（S量）是否小于30mm，当未满30mm时，移向步序S43。

另一方面，当推进量（S量）为30mm以上时，则在下一个步序S29，根据千斤顶压力传感器209b的检测结果，由推进力检测部247检测出每个规定时间的盾构本体202的推进力，评价得分算出部249根据该检测结果，以及在上述步序S25采得的各传感器类的检测结果，计算出评价得分。

接着，在步序S31，把控制计数器I的值增加1，再在步序S33，确认控制计数器I的计数值是否为S-C了，即，确认是否已经过了盾构设备201的掘进动作稳定所必需的时间了。

当控制计数器I的计数值未达到S-C时，移向步序S43，使盾构设备201的掘进速度的模糊控制量Z为0，随后转到步序S39。

另一方面，当控制计数器I的计数值到达S-C时，在下一个步序S35令I＝0后，在再下一个步序S37，使模糊度值输出部251、成员资格函数值输出部253、模糊推论部255、以及模糊控制规则保存部257发挥作用，对前次和本次的评价得分X1、X2应用模糊计算，划分出盾构设备201的掘进速度的模糊控制量Z。

接着，在步序S39，进行把划分出的模糊控制量Z加在目前的盾构设备201的掘进速度的设定值P上的处理。在从步序S43移至步序S39的情况下，因为在步序S43，盾构设备201的掘进速度的模糊控制量Z为0，所以，目前和以后的上述掘进速度的设定值P不变。

然后，在步序S41，将在步序S39进行加算处理后的上述掘进速度的设定值P作D/A变换后，输出至控制部261。

控制部261如前所述，为了使盾构设备201的掘进速度能增大上述模糊控制量Z那样的大小，所以控制液压驱动源209a的驱动，使从该液压驱动源209a供应给盾构千斤顶209的压力油的油压提高，使该盾构千斤顶209的伸长时的速度提高。

如上所述，根据本实施例的泥水加压式盾构设备的自动加速控制方式，对供应给切削盘驱动电机203a的驱动用电流、盾构千斤顶209的推压压力、盾构本体202的推进力、泥水中的挖掘土的密度、以及排泥泵223的转速这些影响盾构设备201的掘进速度的要素的状态值，用电力检测部247、排泥密度传感器227、以及转速计229进行检测，把这些检测结果每隔规定时间输入控制用电子计算机245的评价得分算出部249，每隔规定时间算出成为盾构设备201的掘进状态的指标的评价得分。

然后，模糊推论部255根据上述数据，应用存储在模糊控制规则保存部57的模糊控制规则R进行模糊推论，控制部261根据该推论结果，一边监视由速度传感器231测出的盾构设备201的掘进速度，一边控制液压驱动源209a的驱动。

因此，当提高盾构设备201的挖掘速度时，能自动进行其加速控制，以使盾构千斤顶209、切削盘203的驱动源即切削盘驱动电机203a、液压驱动源209a、排泥泵223等不受到过大的负载，因此，不需熟练的操作者，可实现盾构施工的全自动化、作业的高效率化及省力化。

此外，当模糊控制盾构设备201的掘进速度时的控制用电子计算机245的控制流程，以及不进行控制用电子计算机的模糊控制的条件的设定，本发明不受图13的流程图所示的流程或条件的限制。

此外，在上述第2实施例中，是由上述排泥密度传感器227和转速计229构成排土量检测装置的，但是，也可以在排泥管221的管路上，设置检测通过该排泥管221排出到地面上的泥水中的挖掘土的量的装置，并在评价得分算出部249算出评价得分时，用与排出挖掘土的量相关的评价值取代与泥水中的挖掘土的密度的值及排泥泵223的转速相关的评价值来算出评价得分。

再有，在上述实施例中，对自动地进行盾构设备的掘进的加速控制的装置进行了说明，但是，也可以使成为从成员资格函数值输出部253输出的成员资格函数值之本的成员资格函数、以及存储在模糊控制规则保存部的模糊控制规则R，不同于图9、图10所示的本实施例所用的成员资格函数及模糊控制规则R，做成对盾构设备的掘进进行减速控制，或进行加速、减速两种控制的装置。

接下来，参照图4，图5和图14～16对有关第2实施例变形例的泥水加压式盾构的自动减速控制进行说明。

图14为表示泥水加压式盾构的自动减速控制用电子计算机245组成的框图，以下，对该组成和依据该控制用电子计算机245的控制动作进行说明。

首先，使千斤顶压传感器209b的检测结果输入千斤顶压力比较部347（相当于第2比较装置）。在千斤顶压比较部347，把在千斤顶压上限值设定部349（相当于第2上限值设定装置）设定的盾构千斤顶209的推压压力上限值（本实施例为260kg/cm²）和千斤顶压传感器209b的检测结果进行比较，将此比较结果输入第2控制量输出部351（相当于第2控制量设定装置）。

在第2控制量输出部351，第3分钟对千斤顶压比较部347的比较结果进行确认，在每次确认中当上述千斤顶压传感器209b的检测结果超过上述上限值时，产生旨在使盾构201的掘进速度按规定量减（本实施为3mm/min）速的控制量Z的输出。

此外，使上述千斤顶压传感器209b的检测结果输入推进力检测部353（相当于推进力检测装置）。在推进力检测部353，当盾构千斤顶209为多个时，使各盾构千斤顶209对扇形衬砌块207的前端207a的推压压力相加，进而乘以规定的系数，求出盾构本体202的推进力，将此结果输出。

此外，有关依据推进力检测部353检测盾构本体202的推进力，除了上述从盾构千斤顶209的推压压力进行计算、检测外，也可以用其它方法进行检测。

把在推进力检测部353检测的盾构本体202的推进力输入推进力比较部355（相当于第3比较装置）。在推进力比较部355把在推进力上限值设定部357（相当于第3上限值设定装置）设定的盾构本体202推进力的上限值（本实施例为1200吨）和上述推进力检测部353的检测结果进行比较，将该比较结果向第3控制量输出部359（相当于第3控制量设定装置）输出。

在第3控制量输出部359，每4分钟对推进力比较部355的比较结果进行确认，每次确认，当上述推进力检测部353的检测结果超过上述上限值时，产生旨在使盾构201的掘进速度按规定量（本实施例为5mm/min）减速的控制量Z的输出。

同样，使依据上述电流检测器203b、排泥密度传感器227以及转速计229检测的、供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流、泥水中挖掘土密度、以及排泥泵223的转速分别输入电流比较部361（相当于第1比较装置）、排泥密度比较部367以及转速比较部373。

在电流比较部361、排泥密度比较部367以及转速比较部373把分别在电流上限值设定部363（相当于第1上限值设定装置）、排泥密度上限值设定部369、以及转速上限值设定部375设定的、切削盘驱动电动机203a驱动用电流上限值（本实施例为250A）、泥水中挖掘土密度上限值（本实施例为1.35g/cm²）、以及排泥泵223转速上限值（本实施例为1250rpm）分别和上述电流检测器203b、排泥密度传感器227以及转速计229的检测结果进行比较。

将这些比较结果分别向第1控制量输出部365（相当于第1控制量设定装置）、第4控制量输出部371、以及第5控制量输出部377输出。

在第1、第4和第5控制量输出部365，371，377每3分钟对电流比较部361，排泥密度比较部367，以及转速比较部373的比较结果进行确认，每次确认，当上述电流检测器203b、排泥密度传感器227，以及转速计229的检测结果分别超过对应的上述上限值时，输出控制量Z，旨在使盾构201的掘进速度按规定量（本实施例分别为5mm/min、5mm/min、3mm/min）减速。

把从第1至第5控制量输出部365、351、359、371、377输出的盾构201的掘进速度控制量Z输入控制部379，控制部379驱动控制液压驱动源209a，使通过速度传感器231检测的盾构201的掘进速度按照从第1至第5控制量输出部365、351、359、371、377输出的控制量Z减速。

因此，本实施例的自动减速控制方式就是根据用千斤顶压传感器209b检测的盾构千斤顶209的推压压力、用推进力检测部353检测的盾构本体202的推进力，用电流检测器203b检测的向切削盘驱动电动机203a供给的驱动电流，用排泥密度传感器227检测的泥水中挖掘土的密度，以及用转速计229检测的排泥密度传感器227的转速，从第1至第5控制量输出部365，351，359，371，377输出控制量Z。

而且，基于此控制量Z，通过控制部379驱动控制液压驱动源209a。

因此根据盾构千斤顶209的推压压力，盾构本体202的推进力，供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，泥水中挖掘土的密度，以及排泥密度传感器227的转速，控制部379对油压驱动源209a的驱动控制的控制间隔，第2，第3，第4以及第5控制量输出部351，359，365，371，377输出控制量Z的时间间隔（以下称此间隔为控制间隔）即3分，4分，3分，3分，3分。

此外，本实施例用排泥密度比较部367和转速比较部373构成第4比较装置，并用排泥密度上限值设定部369和转速上限值设定部375构成第4上限值设定装置与此同时，用第4和第5控制量输出部371，377构成第4控制量设定装置。

此外，将对应盾构千斤顶209的推压压力、盾构本体202的推进力，供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，泥水中挖掘土的密度，以及排泥泵223的转速的上述上限值，控制量Z以及控制间隔汇集记入在图15中。

此外，在对上述液压驱动源209a进行驱动控制时，上述控制部379对第1至第5控制量输出部365，351，359，371，377的输出控制量Z的次数和用掘进速度传感器237检测的盾构201的掘进距离进行监视，根据盾构201每掘进一个上述扇形衬砌块207的长度，即每掘进一圈的过程中，第1至第5控制量输出部365，351，359，371，377已输出多少次控制量Z，来决定是否进行液压驱动源209a的驱动控制。

此外，在本实施例中，控制部379相当于控制和计数装置。

因此，本实施例的自动减速控制方式，对于控制部379进行的、根据盾构千斤顶209的推压压力，盾构本体202的推进力，供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，泥水中挖掘土的密度，以及排泥泵223的转速，对液压驱动源209a驱动控制，规定了盾构201每掘进一圈期间实行控制的最高执行次数。

控制部379根据盾构千斤顶209的推压压力，盾构本体202的推进力，供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，泥水中挖掘土密度，以及排泥泵223的转速，对液压驱动源209a进行驱动控制的最高执行次数如图19所示。

即，控制部379用根据盾构千斤顶209的推压压力，由第2控制量输出部351输出的控制量Z进行的、对液压驱动源209a的驱动控制，在盾构201每进行一圈掘进期间最高进行两次，以及控制部379用根据盾构本体202的推进力，由第3控制量输出部359输出的控制量Z、或根据切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，由第1控制量输出部365输出的控制量Z进行的、对液压驱动源209a的驱动控制，在盾构201每进行一圈掘进期间最高进行四次。

同样，控制部379用根据泥水中挖掘土密度，由第4控制量输出部371输出的控制量Z进行的，对液压驱动源209a的驱动控制，在盾构201每进行一圈掘进期间仅进行一次，此外，控制部379用根据排泥泵223的转速，由第5控制量输出部377输出的控制量Z进行的、对液压驱动源209a的驱动控制，在盾构201每进行一圈掘进期间最高进行三次。

现参照图16对用控制用计算机245进行盾构201的掘进减速控制时的处理程序进行说明。

首先，在步序S51中，设定盾构201掘进速度的设定值P，与此同时，对分别对应盾构千斤顶209的推压力，盾构本体202的推进力，供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流，泥水中挖掘土密度以及排泥泵223转速的上限值进行设定。

进而，对第1至第5控制量输出部365，351，359，371，377的每输出一次的控制量Z，以及对所述控制间隔和最高执行次数进行设定，在使上述控制量Z的初期值＝0后，在下一步序S53中，使盾构201的挖掘开始，用下一步序中的DIFFIX通讯，在每一规定时间取入上述电流检测器203b，千斤顶压传感器209b、排泥密度传感器227，转速计229以及速度传感器231的检测结果。

在紧接步骤S55的步序S57中，作为从盾构201的驱动开始到挖掘动作稳定时为止的过渡量，对盾构201的掘进量（S量）是否达到30mm进行确认如未满30mm时，向步序S71转移。

另外，在当S量超过30mm时的下一步序S59中，基于顶压传感器209b的检测结果，在推进力检测部353，在每一规定时间检测盾构本体202的推进力，基于其检测结果，以及在上述步序S55中取入的各传感器的检测结果，在顶压比较部347，推进力比较部355，电流比较部361，排泥密度比较部367以及转速比较部373和上述各上限值进行比较。在不存在超过上限值要素时，向步序S71转移。

接着，在步序S61中，对与在上述步序S59的比较中，超过了上限值的要素相对应的控制间隔进行确认，判断是否超过该控制间隔。

在未超过控制间隔时，即转移到步序S71，把盾构201的掘进速度的控制量Z作为O，其后，转移到步骤S67。

另外，在超过控制间隔时，在下一步序S63中，对与在上述步序S59的比较中超过了上限值的要素相对应的最高实行次数进行确认，判断是否在该次数以内。

在超过最高实行次数时，即转移到步序S71，把盾构201的掘进速度控制量Z作为O，其后转移到步序S67，当在最高实行次数以内时，在下一步序S65中使从对应超过上述上限值的要素的控制量输出部输出控制量Z。

接着，在步序S67中，进行输出的控制量Z和目前的盾构201的掘进速度设定值P的加算处理。此外，在从步序S71向S67转移场合，由于在在步序S71的盾构201的掘进速度的模糊控制量Z为O，因此，在目前和以后，上述掘进速度的设定值P不变。

并且，在步序S67，把进行加算处理后的上述掘进速度的设定值P在步序S69进行D/A变换后向控制部379输出。

如先前所述，在控制部379，为了使盾构201的掘进速度按上述模糊控制量Z减速，对液压驱动源209a的驱动进行控制，使从该液压驱动源209a向盾构千斤顶209提供的压力油的油压减低，从而使该盾构千斤顶209伸长时的速度减慢。

综上所述，若根据本实施例自动减速控制方式，其构成如下：对诸如供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流、盾构千斤顶209的推压压力、盾构本体202的推进力、泥水中挖掘土密度、以及排泥泵223的转速这些对盾构201的掘进速度产生影响的要素状态值，分别用电流检测器203b、千斤顶压传感器209b、推进力检测部353、排泥密度传感器227以及转速计229进行检测，在控制用计算机245的各比较部347，355，361，367，373将这些检测结果和上限值进行比较。

而且，基于各比较部347，355，361，367，373的比较结果，第1至第5控制量输出部365，351，359，371，377在每一规定时间输出控制量Z，使控制部379基于此控制量Z对用速度传感器231，掘进距离传感器237检测的盾构201的掘进速度和掘进距离边进行监视，边对液压驱动源209a进行驱动控制。

因此，在为了不使盾构千斤顶209、作为切削盘203的驱动源的切削盘电动机203a、液压驱动源209a、排泥泵223等的负荷过大，而使盾构201的挖掘速度降低时，能自动进行该减速控制，因而，可以不需要熟练的操作人员而使盾构施工全盘自动化，从而达到作业高效率的省力。

此外，本发明在对盾构201的掘进进行减速控制时的控制用计算机245的控制流程，不进行用控制用计算机245进行减速控制的条件的设定，控制间隔，以及最高实行次数等也不受图15的说明图，以及图16的流程图所示的条件和流程所限。

此外，在本实施例中，用上述排泥泵223和转速计229构成排土量检测装置，然而，也可以构成在排泥管221前管路上设置检测通过该排泥管221向地上排出泥水中挖掘土量的检测装置，将该检测结果和与上述排出的挖掘土量有关的上限值进行比较，基于该比较结果，使控制部379对液压驱动源209a实行驱动控制。

此外，在本实施例中，对自动进行盾构掘进的减速控制装置作了说明，然而，当供给切削盘驱动电动机203a的驱动用电流、盾构千斤顶209的推压压力、盾构本体202的推进力、泥水中挖掘土密度以及排泥泵223的转速低于用各上限值设定部349，357，363，369，375设定的上限值时，使第2，第3，第1，第4和第5控制量输出部351，359，365，371，377作为输出为使盾构201的掘进速度上升用的控制量的装置使用，进行盾构掘进的加速控制，或将此两者复合，作为进行加速和减速两方面控制的装置使用。

接下来，参照图4，图5以及图17～23，对和第2实施例的变形例有关，对加在开挖面上的泥水压自动进行控制的方式被应用于泥水加压式盾构场合的实施例进行说明。

在图4中，在用切削盘驱动电动机203a使切削盘203回转的状态下，用盾构千斤顶209使泥水加压式盾构（以下称盾构）201推进，使开挖面225进行挖掘。

在此场合，在切削盘腔211内，用泥水泵217（相当于供给泵）从未图示的泥水处理装置，通过送泥管219和送泥口213供给泥水，使流入切削盘腔211内的泥水经切削盘203的缝隙供给开挖面225。

使喷到开挖面225上的泥水和用切削盘203挖掘下的开挖面225的挖掘土一起通过切削盘203上的缝隙被回收到切削盘腔211内，进而，用排泥泵223使泥水经排泥管221从排泥口215被地面上的成套设备抽吸后排出。

用上述成套设备，从自质构隧道205内向地面上排出的泥水中分离出挖掘土中的砂砾，用送泥泵217将残留的泥水再次通过送泥管219供给切削盘腔211。

在上述送泥管219和送泥口213间，以及在排泥管221和排泥口215间，设置为了对向切削盘腔211内供给泥水的流量、或从切削盘腔211内排出泥水的流量进行调整的开关阀238，239。

经各开关阀238，239调整后的各泥水流量分别用附设于开关阀238，239的送泥流量传感器240（相当于供给量检测装置）和排泥流量传感器241（相当于排出量检测装置）进行检测，用附设于开关阀238的送泥压力传感器242检测用送泥泵217向切削盘腔211内提供的设定的泥水供给压。

此外，在切削盘腔211上设置为进行从喷在开挖面225上的泥水的水压中减去开挖面225反力后的压力，也就是加在开挖面225上的泥水压力（以下称开挖面泥水压）检测的开挖面泥水压传感器244（相当于开挖面泥水压检测装置）。

将上述流量传感器240，排泥流量传感器241，挖掘泥水压传感器244以及速度传感器231的检测结果，从盾构隧道205内的隧道内装置233，通过如图5所示，设置着各种操作开关的地上控制盘243，在每一规定时间输入到构成本发明第2实施例的开挖面泥水压自动控制装置的控制用电子计算机245内，据此，控制用计算机245对送泥泵217进行驱动控制。

接着，参照图17的框图对控制用电子计算机245的主要构造和该控制用电子计算机245的控制动作进行说明。

首先，将上述送泥流量传感器240，排泥流量传感器241，以及速度传感器231的检测结果，在每一规定时间输入偏差流量检测部449（相当于偏差流量检测装置），据此，偏差流量检测部449检测出表示相对从送泥口213向刀具室211的泥水供给量，或从刀具室211向排泥口215的泥水排出量的上述挖掘土排出量的超过与不足的偏差流量在上述每一时间内的平均值，其后输出该检测结果。

把用偏差流量检出部449在每一规定时间检测的偏差流量平均值（以下，简称偏差流量）输入模糊度值输出部451（相当于模糊度值输出装置）。在该模糊度值输出部451，根据最近的过去（以下称前次）和目前（以下称本次）的偏差流量，输出与如图18所示那样对应的、两偏差流量各对应的模糊度值。

例如当前次偏差流量X1为-0.01m³/min，本次偏差流量X2为0.02m³/min时，从模糊度值输出部451输出对应前次偏差流量X1的模糊度值-0.1和对应本次偏差流量X2的模糊度值0.2。

使从模糊度值输出部451输出的分别对应前次和本次偏差流量X1，X2的模糊度值输入成员资格函数值输出部453（相当于成员资格函数值输出装置）。在此成员资格函数值输出部453，基于图19表示的成员资格函数M，输出分别和上述两偏差流量X1，X2有关的成员资格函数值，将上述成员资格函数M表示成沿图19的纵轴取等级，沿横轴取NB（大负值）、NS（小负值）、ZO（零）、PS（小正值）、PB（大正值）五级模糊度值。

因此，从函数值输出部453输出的分别和前次和今次偏差流量X1，X2有关的成员资格函数值，对于前次偏差流量X1，则NS（X1）＝A，NO（X1）＝B，对于本次偏差流量X2，则ZO（X2）＝D，ZO（X2）＝D，PS（X2）＝C。

使从成员资格函数值输出部453输出的分别和上述两偏差流量X1，X2有关的成员资格函数值输入模糊推理部455（相当于模糊推理装置）。在此模糊推理部455按以下步序进行上述两成员资格函数值的模糊推理。

首先，在模糊推理部455，分别使和前次和本次偏差流量X1，X2有关的两个成员资格函数值NS（X1）＝A，ZO（X1）＝B，ZO（X2）＝D，PS（X2）＝C的各一个一个地应用保持在模糊控制规则保持部457（相当于模糊控制规则保持装置）的、如图20所示的模糊控制规则R，而后进行为决定上述开挖面泥水压控制量的控制参数Y的推理。

其次，在模糊推理部455，对适用于上述模糊控制规则R的、和前次和本次偏差流量X1，X2有关的各每一成员资格函数值的等级进行比较，用属于低的等级值进行上述控制参数Y的加权。

将以上在模糊推理部455进行的模糊推理的内容表示在图21上。如图21所示，通过使和前次偏差流量X1有关的成员资格函数值NS（X1）＝A，以及和本次偏差流量X2有关的成员资格函数值ZO（X2）＝D适用于模糊控制规则R，而后进行推理得到的控制参数Y为ZO，上述两成员资格函数值的等级的大小关系为A＜D。因此，使控制参数Y加权后的参数Y1成为A＊ZO。

同样，对于和前次偏差流量X1有关的成员资格函数值ZO（X1）＝B，以及和本次偏差流量X2有关的成员资格函数值ZO（X2）＝D，控制参数Y为ZO，两成员资格函数值的等级大小关系为B＞D，使控制参数Y加权后的参数Y1成为D＊ZO。

进而，对于和前次偏差流量X1有关的成员资格函数值ZO（X1）＝B，以及和本次偏差流量X2有关的成员资格函数值PS（X2）＝C，控制参数Y为PS，两成员资格函数值的等级大小关系为B＞C，使控制参数Y加权后的参数Y1成为C＊PS。

此外，对于和前次偏差流量X1有关的成员资格函数值NS（X1）＝A，以及和本次偏差流量X2有关的成员资格函数值PS（X2）＝C，由于模糊控制规则R不适用，不进行为导出控制参数Y，两成员资格函数值的等级大小关系以及使控制参数Y加权后的参数Y1的模糊推理。

这样，使根据模糊推理部455的模糊推理结果得到的三个参数Y1＝A＊ZO、D＊ZO以及C＊PS输入控制量输出部459（相当于控制量输出装置）。在此控制量输出部459，如图22所示，对于上述三个参数Y1适用重心法，算出有关上述开挖面泥水压控制量的模糊度值F。

进而，控制量输出部459从该模糊度值F算出用图18所示的对应设定的上述开挖面泥水压增减量，也就是控制模糊控制量Z。

例如，若是从上述三个参数Y1算出的模糊分度值F为0.041，则开挖面泥水压的模糊控制量Z为0.005kg/cm²。

而且，使在控制量输出部459算出的开挖面泥水压的模糊控制量Z输入控制部461（相当于控制装置）。在此控制部461，一面对用送泥压力传感器242检测的向切削盘腔211内供给的泥水供给压进行监视，一面对送泥泵217进行驱动控制，以使用开挖面泥水压传感器244检测的开挖面泥水压成为和在控制量输出部459算出的模糊控制量Z对应的压力。

现根据图23说明用控制用计算机245对上述开挖面泥水压进行模糊控制时的处理步序。

首先，在步序S81中，作为从使开挖面泥水压变化起到利用此水压的盾构201的掘进动作达到稳定为止的过渡时间，设定控制计数器I的计数时间S-C，与此同时，设定未变化范围HO，为了在偏差流量达到规定值前不进行控制。

而且，把上述控制计数器I和使用控制用计算机245的开挖面泥水压模糊控制量Z分别设定为初期值＝0，进而设定开挖面泥水压设定值P和模糊规则R，然后，在步序S83使盾构201的挖掘开始，接着，用步序S85中的D1FF1X通讯在每一规定时间取入上述送泥流量传感器240。排泥流量传感器241以及速度传感器231的检测结果。

在步序S85之后的步序S87中，作为从盾构201开始驱动到掘进动作稳定为止期间的过渡量，对盾构201的掘进量（S量）是否达到30mm进行确认，一方面当未达到30mm时，向步序S101转移，另一方面，在未达到30mm时，在步序S89，使控制计数器I的值增加1。

接着，在步序S91，对伴随盾构201掘进的盾构千斤顶209的顶压模式有否变化进行确认，由于在变化时，偏差流量急剧变化，不进行步序S93的本次偏差流量X2的检测，用步序S105使计数器I的值转换为O，进而用步序S107把开挖面泥水压的模糊控制量Z作为O，而后转移到步序S101。

另一方面，当在步序S91中，顶压模式未变化时，进入步序S93，用偏差流量检测部449进行偏差流量X2的检测，进而，在步序S95，对控制计数器I的计数值是否成为S-C，就是对是否已经过了为使盾构201的掘进动作稳定而必要的时间进行确认。

当控制计数器I的计数值未达到S-C时，用上述步序S87把切削叶片泥水压的模糊控制量Z作为O，然后向步序S101转移，在控制计数器I的计数值达到S-C时，作为I＝O，此后，在下一步序S97中对先前检测的前次和本次偏差流量X1、X2的绝对值一起是否处于初期设定的未变化范围HO的范围内进行确认。

当前次和本次的偏差流量X1，X2的绝对值一起处在初期设定的未变化范围HO的范围内时，在上述步序S87中，把开挖面泥水压的模糊控制量作为O，而后向步序S101转移，当一起超过未变化范围HO的范围时，在下一步序S99中，使成员资格函数值输出部453、模糊推理部455以及模糊控制规则保持部457发挥作用，使模糊计算适用于前次和本次偏差流量X1，X2，算出开挖面泥水压的模糊控制量Z。

接着，在步序S101，进行将算出的模糊控制量Z和迄今为止的开挖面泥水压设定值P的加算处理。此外，在从步序S107向步序S101转移场合，由于在步序S107把开挖面泥水压的模糊控制量Z作为O，因此，在目前和以后，使开挖面泥水压的设定值P不变。

而且，在步序S101，使在进行加算处理后的开挖面泥水压设定值P在步序S103进行D/A变换后输入控制部461。

如前所述，使控制部461对送泥泵217进行驱动控制，使开挖面泥水压按上述模糊控制量Z的大小产生增减。

综上所述，若根据本实施例的开挖面泥水压自动控制方式，用送泥流量传感器240，或排泥流量传感器241检测泥水供给量或排出量，用速度传感器231检测盾构201的掘进速度，将这些送泥流量传感器240、排泥流量传感器241和速度传感器29的检测结果在每一规定时间输入控制用计算机245的偏差流量检测部449，在每一规定时间检测表示相对泥水供给量、排出量的上述挖掘土排出量的过量或不足的偏差流量。并且，根据检测的偏差流量，模糊推理部455应用存储在模糊控制规则保存部457内的模糊控制规则R，进行模糊推理，基于该推理结果，使控制部461一面对用开挖面泥水压传感器244检测的开挖面泥水压，和用送泥压力传感器242检测的向切削盘腔211内的泥水供给进行监视，一面对泥水泵217进行驱动控制。

因此，能使作为泥水加压式盾构施工法中重要因素的开挖面处的泥水水压的调整自动化，可以不需要安排熟练的操作人员使泥水加压式盾构施工全盘自动化，从而达到作业高效化和省力的目的。

此外，关于对开挖面泥水压进行模糊控制时的控制用计算机245的控制程序，以及对不进行用控制用计算机245的模糊控制条件的设定也不限于图23的框图所示程序和条件。

Claims

1、一种盾构设备，包括：

设于盾构本体顶端部、面临开挖面的切削盘，

驱动上述切削盘使其转动的切削盘驱动装置，

向上述盾构本体施加推进力的多个盾构千斤顶，

设于上述切削盘的后方、让由上述切削盘挖掘下的土砂投入其内的切削盘腔，

把上述切削盘腔内的挖掘土砂排出到上述盾构本体的后方的螺旋输送机，

驱动上述螺旋输送机的螺旋输送机驱动装置，

通过控制供应给上述盾构千斤顶的工作油的盾构千斤顶用液压回路，以及该盾构千斤顶用液压回路，向上述盾构千斤顶供应工作油的液压泵单元，

通过控制供应给上述切削盘驱动装置的工作油的切削盘用液压回路，以及该切削盘用液压回路，向上述切削盘驱动装置供应工作油的液压泵单元，

通过控制供应给上述螺旋输送机驱动装置的工作油的螺旋输送机用液压回路，以及该螺旋输送机用液压回路，向上述螺旋输送机驱动装置供应工作油的液压泵单元，

调整由上述螺旋输送机排出的土砂排出量的排土调整装置，

通过使由上述切削盘挖掘下的土砂以充满状态滞留在上述切削盘腔内，使产生开挖面保持用的土压，与此同时，边维持该土压，边用上述螺旋输送机将切削盘腔内的挖掘土砂向上述盾构本体的后方排出，

其特征在于：还包括：

检测上述切削盘腔内的土压的土压检测装置，

当正在使上述盾构本体对着预先计划好的计划路线进行推进时，该盾构本体偏离了计划路线时，检测盾构本体相对计划路线的水平和垂直方向的倾斜角，并根据该倾斜角，通过上述盾构千斤顶用液压回路，选择控制上述多个盾构千斤顶，来控制盾构本体的推进方向的方向控制装置，

根据按上述土压检测装置测出的土压和土体的条件预先设定的管理土压，控制上述盾构千斤顶用液压回路、上述切削盘用液压回路及上述排土调整装置，使上述切削盘腔内的土压符合上述管理土压的土压控制装置，

对上述各液压泵单元的运转状况、以及上述盾构千斤顶、上述螺旋输送机驱动装置、上述切削盘驱动装置、排土调整装置及上述各液压泵单元的运转状况进行监视，并根据该监视结果，向上述方向控制装置和土压控制装置发出运转指令和停止指令，使盾构本体全自动运转的自动运转控制装置。

2、如权利要求1所述的盾构设备，其特征在于，还包括：检测上述盾构千斤顶的推进速度的推进速度检测装置;检测上述螺旋输送机的转速的转速检测装置;检测上述切削盘的扭矩的切削盘扭矩检测装置;检测上述螺旋输送机的扭矩的螺旋输送机扭矩检测装置;通过上述螺旋输送机驱动装置控制上述螺旋输送机的转速，以使用上述土压检测装置测出的土压和上述管理土压的偏差大致一致的第1控制装置;当判断出，仅凭控制上述螺旋输送机的转速，不能使上述切削盘腔内土压维持于设定土压时，参照该判断结果，以及上述推进速度检测装置、螺旋输送机转速检测装置、切削盘扭矩检测装置及螺旋输送机扭矩检测装置的检测结果，起动必要的规则，从而推论出上述盾构千斤顶的推进速度和上述排土调整装置的排土量中的至少一方的控制量的专家系统;以从上述专家系统的推论结果获得的控制量为基础进行控制，使上述盾构千斤顶的推进速度和/或排土调整装置的开度增大或减小，从而使切削盘腔内土压与设定土压大致一致的第2控制装置。

3、一种盾构设备，包括：

设于盾构本体前部的切削盘;

驱动上述切削盘使其转动的切削盘驱动源;

配设于上述盾构本体和扇形衬砌块之间、将推进力施加于该盾构本体的盾构千斤顶;

驱使上述盾构千斤顶作伸缩的盾构千斤顶驱动源;

把由上述切削盘挖掘下的挖掘土向盾构本体的后方排出的排土装置;

其特征在于，还包括：

检测上述盾构千斤顶推压上述扇形衬砌块的力的盾构千斤顶压力检测装置;

检测上述盾构本体的推进力的推进力检测装置;

检测从上述切削盘驱动源施加给上述切削盘的驱动力的切削盘驱动力检测装置;

检测上述排土装置排出的上述挖掘土的每单位时间排出量的排土量检测装置;

根据上述盾构千斤顶压力检测装置、推进力检测装置、切削盘驱动力检测装置、以及排土量检测装置的检测结果，每隔规定时间算出成为上述盾构本体掘进状态指标的评价得分的评价得分算出装置;

根据由上述评价得分算出装置算出的最近的过去与目前的评价得分，输出与该两个评价得分分别对应的模糊度值的模糊度值输出装置;

根据与上述最近的过去和目前的评价得分分别对应的模糊度值，输出与该两评价得分分别相关的成员资格函数值的成员资格函数值输出装置;

保存对上述盾构本体的掘进速度作模糊控制用的模糊控制规则的模糊控制规则保存装置;

按照上述模糊控制规则，进行对上述成员资格函数值的模糊推论的模糊推论装置;

根据上述模糊推论装置的推论结果，输出上述盾构本体的掘进速度控制量的控制量输出装置;

检测上述盾构本体的掘进速度的掘进速度检测装置;

根据从上述控制量输出装置输出的上述控制量，和上述掘进速度检测装置测出的上述掘进速度，控制上述盾构千斤顶驱动源的驱动的控制装置。

4、一种盾构设备，包括：

设于盾构本体前部的切削盘;

驱动上述切削盘使其转动的切削盘驱动源;

配设于上述盾构本体和扇形衬砌块之间，将推进力施加给该盾构本体的盾构千斤顶;

驱使上述盾构千斤顶作伸缩的盾构千斤顶驱动源;

把用上述切削盘挖掘下的挖掘土向上述盾构本体的后方排出的排土装置;

其特征在于，还包括：

检测从上述切削盘驱动源施加于上述切削盘的驱动力的切削盘驱动力检测装置;

检测上述盾构本体的推进力的推进力检测装置;

检测由上述排土装置排出的上述挖掘土的每单位时间的排出量的排土量检测装置;

检测上述盾构本体的掘进速度的掘进速度检测装置;

分别设定上述切削盘驱动源能承受的上述驱动力的上限值、上述盾构千斤顶能承受的上述推压力的上限值、上述盾构本体能承受的上述推进力的上限值、以及上述排土装置能排出的上述挖掘土的排出量的最大值的、第1至第4上限值设定装置;

把上述切削盘驱动力检测装置、盾构千斤顶压力检测装置、推进力检测装置、及排土量检测装置的各检测结果，与上述第1至第4上限值设定装置设定的上述各值分别进行比较的第1至第4比较装置;

根据上述第1至第4比较装置的各比较结果，分别输出上述盾构设备的掘进速度的控制量的第1至第4控制量输出装置，以及用上述掘进速度检测装置测出的上述掘进速度，控制上述盾构千斤顶驱动源的驱动的控制装置。

5、如权利要求4所述的盾构设备，其特征在于，还具有检测上述质构本体的掘进距离的掘进距离检测装置，以及，对上述第1至第4控制量输出装置输出上述控制量的次数按各控制量输出装置进行计数的计数装置，并且，上述控制装置根据上述掘进距离检测装置的检测结果及上述计数装置计数出的计数值，决定对上述盾构千斤顶驱动源的驱动控制的执行、中止。

6、如权利要求4所述的盾构设备，其特征在于，根据在上述盾构本体掘进一个上述扇形衬砌块长度的时间内，上述第1至第4控制量输出装置各自输出的上述控制量的次数，决定上述盾构千斤顶驱动源的驱动控制的执行、中止。

7、如权利要求4、5或6所述的盾构设备，其特征在于，上述第1至第4比较装置分别以固有的时间间隔进行上述比较。

8、一种盾构设备，包括：

设于盾构本体的顶端部、面临开挖面的切削盘;

把推进力施加给上述盾构本体的多个盾构千斤顶;

设于上述切削盘的后方、让由该切削盘挖掘下的土砂投入其内的切削盘腔;

向上述切削盘腔内供给泥水的供给泵;

把上述切削腔内的挖掘土与上述泥水一起排出至上述盾构本体的后方的排出泵，

并且，通过使由上述切削盘挖掘下的挖掘土与上述泥水一起滞留在上述切削盘腔内，以使产生开挖面保持用的泥水压，同时，在维持该泥水压的状态下，由上述排出泵把上述切削盘腔内的挖掘土与上述泥水一起，排出至上述盾构本体的后方，

其特征在于，还包括：

检测施加于上述开挖面的上述泥水压的开挖面泥水压检测装置;

检测上述盾构本体的掘进速度的掘进速度检测装置;

检测上述供给泵供应给上述切削盘腔内的上述泥水的供给量的供给量检测装置;

检测上述排出泵从上述切削盘腔内排出的上述泥水的排出量的排出量检测装置;

根据上述掘进速度检测装置、供给量检测装置及排出量检测装置的检测结果，对指示相对上述泥水的给排量的上述挖掘土排出量的过量或不足的偏差流量，每隔规定时间进行检测的偏差流量检测装置;

根据由上述偏差流量检测装置测出的最近的过去和目前的偏差流量，输出与该两个偏差流量分别对应的模糊度值的模糊度值输出装置;

根据与上述最近的过去和目前的各偏差流量分别对应的模糊度值，输出与该两个偏差流量分别相关的成员资格函数值的成员资格函数值输出装置;

保存模糊控制规则的模糊控制规则保存装置;

根据上述模糊控制规则，进行对上述成员资格函数值的模糊推论的模糊推论装置;

根据上述模糊推论装置的推论结果，输出施加于上述开挖面的上述泥水压的控制量的控制量输出装置;

根据从上述控制量输出装置输出的上述控制量，以及由上述开挖面泥水压检测装置测出的施加于上述开挖面的上述泥水压力，驱动控制上述供给泵的控制装置。