JP2001164893A - 掘進管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の経路に沿って、好適にセグメントリン
グを構築することを可能とする掘進管理システムを提供
する。 【解決手段】 シールド掘進機により、所定の計画線に
沿って掘進を行いつつ、計画線に沿ってセグメントリン
グを構築していくシールド工法において、セグメントリ
ングの構築位置を管理するための掘進管理システムであ
る。構築すべきセグメントリングを組み立てるのに必要
なセグメントの組み合わせを、作業者の予測に基づき入
力することで、この組み合わせにより構築されるセグメ
ントリングの経路である仮想線と、計画線との比較を行
い、入力の内容が妥当かどうかの判定を行うセグメント
判定手段１０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に曲線部におい
て適用して有用な、セグメントの構築位置、ならびに、
シールド掘進機による掘進方向を管理するための掘進管
理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】施工計画に基づく計画線に沿って、シー
ルド掘進機により掘進を行いつつ、計画線に沿ってセグ
メントを組み立てていくために、掘進管理を行うための
従来の技術としては、例えば、特許第２７６６５５３号
公報に示すように、シールド掘進機の方向制御を行うた
めのものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、シールド掘進機の方向制御を行うのみ
であり、セグメントの計画が修正できないといった問題
があった。また、マニュアル操作を併用していないた
め、作業者の勘に基づくノウハウを、掘進管理に適用で
きないといった問題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、所定の経路に沿
って、好適にセグメントリングを構築することを可能と
する掘進管理システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、例えば、図１、図２に示すよう
に、シールド掘進機により、所定の計画線に沿って掘進
を行いつつ、計画線に沿ってセグメントリングを構築し
ていくシールド工法において、セグメントリングの構築
位置を管理するための掘進管理システムであって、構築
すべきセグメントリングを組み立てるのに必要なセグメ
ントの組み合わせを、作業者の予測に基づき入力するこ
とで、これらのセグメントの組み合わせにより構築され
るであろうセグメントリングの軸方向に沿った経路であ
る仮想線と、前記計画線との比較を行い、前記入力の内
容が妥当かどうかの判定を行うセグメント判定手段１０
を備えたことを特徴としている。

【０００６】掘進管理システムの制御部は、使用する種
々のセグメントの、各々の情報（テーパー量などに関す
る）を格納するセグメントデータファイルを有してい
る。セグメントには、スタンダードセグメントとテーパ
ーセグメントとがあり、スタンダードセグメントは、こ
れらを組み立てることで得られるセグメントリング（ス
タンダードリング）の両端面が、互いに平行なものであ
る。また、テーパーセグメントは、これらを組み立てる
ことで得られるセグメントリング（テーパーリング）の
両端面が、互いに平行でないものである。つまり、スタ
ンダードセグメントにより得られるセグメントリングを
接続すると直進し、テーパーセグメントにより得られる
セグメントリングを接続するとカーブすることになる。
また、セグメントのテーパー量により、カーブの度合い
が調節されることになる。

【０００７】さらに、制御部は、構築すべきセグメント
リングを組み立てるのに必要なセグメントの組み合わせ
を作業者が入力することで、前記セグメントデータファ
イル内のデータに基づき、入力した組み合わせのセグメ
ントを組み立てることで得られるセグメントリングの軸
方向に沿った経路（軌跡）、即ち仮想線を演算するよう
になっている。そして、制御部は、この仮想線と所定の
計画線との比較を行い、セグメントの組み合わせが妥当
なものであるかどうか、即ち、仮想線が計画線に最も近
いものであるかどうかの判定を行う。判定により、組み
合わせが妥当でないとなれば、再び作業者が、仮想線が
計画線に対し、より近づくようなセグメントの組み合わ
せの入力を行い、この入力を繰り返すことで、妥当なセ
グメントの組み合わせを得ることができる。ここでの判
定は、現時点から後の計画線に、仮想線が沿うようなセ
グメントの組み合わせを得るためのものである。つま
り、掘進経路が計画線からズレた際に、判定により、計
画線に戻すようなセグメントの組み合わせを得ることが
できる。

【０００８】請求項１記載の発明によれば、構築すべき
セグメントリングを組み立てるのに必要なセグメントの
組み合わせを、作業者の予測に基づき入力することで、
これらのセグメントの組み合わせにより構築されるであ
ろうセグメントリングの軸方向に沿った経路である仮想
線と、前記計画線との比較を行い、前記入力の内容が妥
当かどうかの判定を行うセグメント判定手段を備えてい
るので、セグメントの組み合わせの入力を繰り返すこと
で、セグメントの妥当な組み合わせを決定することがで
きる。これにより、所定の計画線に沿って、好適にセグ
メントリングを構築することができる。よって、主に、
曲線部において、妥当なセグメントの組み合わせを選定
する（セグメント計画を行う）のに有用である。また、
掘進経路が計画線からズレた際にも、計画線に戻すよう
なセグメントの組み合わせを選択することができる。つ
まり、セグメント計画の修正を行うことができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の掘
進管理システムにおいて、前記セグメント判定手段１０
により判定するセグメントの組み合わせは、複数のセグ
メントリングの構築に必要なものであることを特徴とし
ている。

【００１０】つまり、複数のセグメントリングを接続し
た状態での仮想線が演算され、この仮想線が、計画線に
最も近いものであるかどうかの判定が、セグメント判定
手段によりなされる。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、セグメント
判定手段により判定するセグメントの組み合わせは、複
数のセグメントリングの構築に必要なものであるので、
セグメントの組み合わせの入力を繰り返すことで、複数
のセグメントリングの構築に必要なセグメントの妥当な
組み合わせを決定することができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、シールド掘進機に
より、所定の計画線に沿って掘進を行いつつ、計画線に
沿ってセグメントリングを構築していくシールド工法に
おいて、シールド掘進機の掘進方向を管理するための掘
進管理システムであって、シールド掘進機が推力を得る
ために、シールド掘進機に複数備えられたジャッキ３の
うち、構築すべきセグメントリングの軸方向に沿った経
路である仮想線に沿って掘進を行うのに適したジャッキ
３の組み合わせであるジャッキパターンを選択するジャ
ッキパターン選択手段１１を備えていることを特徴とし
ている。

【００１３】シールド掘進機には、該シールド掘進機が
推力を得るために、複数（例えば２４本）のジャッキ
が、シールド掘進機の周方向に沿って備えられている。
そして、これらのジャッキのうち、所定の組み合わせの
ジャッキを作動させることで、シールド掘進機は、これ
らのジャッキの合力の作用する方向に推力を得る。つま
り、ジャッキの組み合わせを決定すれば、掘進の方向を
決定することができる。

【００１４】掘進管理システムのジャッキパターン選択
手段には、予め、いくつかの掘進すべき方向に対応付け
られた、いくつかのジャッキパターンのデータを格納し
たジャッキパターンファイルが備えられている。そし
て、掘進すべき方向が入力されることで、ジャッキパタ
ーン選択手段が、この方向に掘進するのに適したジャッ
キパターンを、ジャッキパターンファイルのデータの中
から選択するようになっている。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、構築すべき
セグメントリングの軸方向に沿った経路である仮想線に
沿って掘進を行うのに適したジャッキの組み合わせであ
るジャッキパターンを選択するジャッキパターン選択手
段を備えているので、仮想線に沿って掘進を行うことが
できる。これにより、仮想線に沿ってセグメントリング
を構築することができる。ここで、仮想線は、計画線と
完全に一致するとは限らず、むしろ若干の誤差がある場
合が多い。そのため、計画線に沿って掘進するためのジ
ャッキパターンを選択したのでは、仮想線に沿った掘進
がなされず、そのため、予定したセグメントが構築でき
ない可能性がある。そこで、本発明では、計画線ではな
く、仮想線に沿って掘進を行うためのジャッキパターン
を選択するので、より好適なジャッキパターンを選択す
ることができる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載の掘
進管理システムにおいて、前記シールド掘削機と前記仮
想線とのズレ量であるストローク差が、許容値を満たし
ているかどうかの判定を、１リングよりも短い単位の掘
削毎に行うストローク差判定手段１２を備え、このスト
ローク差判定手段により、ストローク差が許容値を満た
していないと判定されたときに、前記ジャッキパターン
選択手段１１により再びジャッキパターンを選択するよ
うに構成されていることを特徴としている。

【００１７】掘進管理システムは、シールド掘進機の位
置を測定するマシン位置測定手段を備えており、ストロ
ーク差は、このマシン位置測定手段による測定結果と仮
想線とを比較することで得られる。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、ストローク
差を判定するストローク差判定手段を備え、ストローク
差が許容値を満たしていないと判定されたときに、ジャ
ッキパターン選択手段により再びジャッキパターンを選
択するように構成されているので、ストローク差に基づ
き、１リングよりも短い単位の掘削毎に、妥当なジャッ
キパターンに修正することができる。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項３記載の掘
進管理システムにおいて、シールド掘進機の後部と、既
設のセグメントリングの外周部との、径方向の間隔であ
るテールクリアランスが、許容値を満たしているかどう
かの判定を行うテールクリアランス判定手段１３を備
え、このテールクリアランス判定手段により、テールク
リアランスが許容値を満たしていないと判定されたとき
に、前記ジャッキパターン選択手段１１により再びジャ
ッキパターンを選択するように構成されていることを特
徴としている。

【００２０】ここで、テールクリアランスは、シールド
掘進機のテール部（後部）の内壁と、既設セグメントの
外周部との間隔であり、セグメントの施工に必要なもの
である。掘進管理システムは、テールクリアランスを測
定するテールクリアランス測定手段を備えており、この
テールクリアランス測定手段による測定結果がテールク
リアランス判定手段に入力されることで、該テールクリ
アランス判定手段により、テールクリアランスが、許容
値を満たしているかどうかの判定を行うようになってい
る。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、テールクリ
アランスを判定するテールクリアランス判定手段を備
え、テールクリアランスが許容値を満たしていないと判
定されたときに、ジャッキパターン選択手段により再び
ジャッキパターンを選択するように構成されているの
で、許容値を満たすようなテールクリアランスを維持す
ることができ、確実にセグメントの施工スペースが確保
できる。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項３記載の掘
進管理システムにおいて、前記ジャッキパターン選択手
段１１によるジャッキパターンの選択結果を、作業者が
不適当と判断し、作業者がジャッキパターンを訂正した
際に、作業者の操作を学習するための操作学習手段１４
と、この操作学習手段により前記学習を行ったときと同
様の局面になったときに、前記ジャッキパターン選択手
段が、前記学習したジャッキパターンを選択するように
するための学習結果反映手段１５とを備えていることを
特徴としている。

【００２３】ジャッキは、例えば２４本等、多数備えら
れているので、これらの組み合わせは、極めて多くの数
になる。ジャッキパターン選択手段のジャッキパターン
ファイルには、予め、いくつかのジャッキパターンのデ
ータが格納されているが、ある方向に掘進すべき時に、
この掘進に最適なジャッキパターンのデータがジャッキ
パターンファイルにない場合がある。このようなとき
に、ジャッキパターン選択手段により一旦選択されたジ
ャッキパターンを、作業者が訂正（入力）する。このと
き、操作学習手段は、掘進すべき方向に対応するジャッ
キの組み合わせとして、作業者が入力した新たなジャッ
キパターンのデータを、ジャッキパターンデータに記憶
（学習）させる。そして、次ぎに同じ方向に掘進すべき
時に、学習結果反映手段の作用により、この記憶したジ
ャッキパターンを選択する。

【００２４】請求項６記載の発明によれば、作業者の操
作を学習するための操作学習手段と、前記学習を行った
ときと同様の局面になったときに、ジャッキパターン選
択手段が、学習したジャッキパターンを選択するように
するための学習結果反映手段とを備えているので、次回
からは、作業者の操作を待つまでもなく、学習したジャ
ッキパターンを選択して最適な方向に掘進することがで
きる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る実施の形態例について説明する。本発明に係る掘進
管理システムは、図１に示すように、掘進管理システム
の制御を行うための制御部１、掘削を行うための掘削部
２、シールド掘進機が推力を得るためのジャッキ３、シ
ールド掘進機の側方を掘削するためのコピーカッター
４、各種測定を行うための測定部５、作業者が操作を行
うための操作部６等により概略構成されている。

【００２６】このうち、操作部６は、作業者が入力作業
などを行うための操作盤６１と、オペレーションに関す
る各種の情報等を表示する表示部６２とを備えている。

【００２７】また、図２に示すように、制御部１は、セ
グメントの組み合わせを判定するセグメント判定手段１
０、ジャッキパターンを選択するジャッキパターン選択
手段１１、ストローク差を判定するストローク差判定手
段１２、テールクリアランスを判定するテールクリアラ
ンス判定手段１３、作業者の操作を学習するための操作
学習手段１４、この操作学習手段１４による学習結果を
反映するための学習結果反映手段１５等を備えて構成さ
れている。

【００２８】図３に示すように、測定部５は、テールク
リアランスを測定するテールクリアランス測定手段５
０、シールド掘進機の位置を測定するマシン位置測定手
段５１、既設セグメントの位置を測定するセグメント位
置測定手段５２、シールド掘進機と既設セグメントとの
軸方向における向きの違いを測定するセグメント直角度
測定手段５３等を備えて構成されている。

【００２９】制御部１の構成要素のうち、セグメント判
定手段１０は、構築すべきセグメントリングを組み立て
るのに必要なセグメントの組み合わせを、作業者の予測
に基づき、操作盤６１において作業者が入力すること
で、これらのセグメントの組み合わせにより構築される
であろうセグメントリングの軸方向に沿った経路である
仮想線と、所定の計画線との比較を行い、作業者の入力
の内容が妥当かどうかの判定を行うものである。

【００３０】また、ジャッキパターン選択手段１１は、
シールド掘進機が推力を得るために、シールド掘進機に
複数備えられたジャッキ３（ジャッキ３は、シールド掘
進機の周方向に沿って、例えば、２４本備えられてい
る）のうち、前記仮想線に沿って掘進を行うのに適した
ジャッキの組み合わせであるジャッキパターンを選択す
るものである。制御部１には、予め、いくつかの掘進す
べき方向に対応付けられた、いくつかのジャッキパター
ンのデータを格納したジャッキパターンファイル１７が
備えられている。そして、仮想線に基づき、掘進すべき
方向がジャッキパターン選択手段１１へと入力されるこ
とで、ジャッキパターン選択手段１１が、この方向に掘
進するのに適したジャッキの組み合わせを、ジャッキパ
ターンファイル１７のデータの中から選択するようにな
っている。

【００３１】ストローク差判定手段１２は、シールド掘
進機と前記仮想線とのズレ量であるストローク差が、許
容値を満たしているかどうかの判定を、１リングよりも
短い単位の掘削毎（例えば３０ｃｍの掘削毎）に行うも
のである。ここで、ストローク差は、測定部５のマシン
位置測定手段５１により測定されたシールド掘進機の位
置と、前記仮想線との比較により演算される。そして、
ストローク差判定手段１２により、ストローク差が許容
値を満たしていないと判定されたときには、換言すれ
ば、仮想線からシールドマシンの位置がある程度以上ズ
レたときには、ジャッキパターン選択手段１１により再
びジャッキパターンを選択するようになっており、これ
により、仮想線に沿うような経路に戻すことができるよ
うになっている。

【００３２】テールクリアランス判定手段１３は、シー
ルド掘進機の後部と、既設のセグメントリングの外周部
との、径方向の間隔であるテールクリアランスが、許容
値を満たしているかどうかの判定を行うものである。そ
して、このテールクリアランス判定手段１３により、テ
ールクリアランスが許容値を満たしていないと判定され
たときには、ジャッキパターン選択手段１１により再び
ジャッキパターンを選択するようになっている。

【００３３】操作学習手段１４は、ジャッキパターン選
択手段１１によるジャッキパターンの選択結果を、作業
者が不適当と判断し、作業者がジャッキパターンを訂正
した際に、作業者の操作を記憶（学習）するためのもの
である。そして、学習結果反映手段１５の働きにより、
次回、この学習を行ったときと同様の局面になったとき
に、学習したジャッキパターンをジャッキパターン選択
手段１１が選択するようになっている。

【００３４】ここで、ジャッキ３は、シールド掘進機の
周方向に沿って、例えば、２４本備えられているため、
これらジャッキ３の組み合わせの数は、極めて大きなも
のとなる。ジャッキパターン選択手段１１のジャッキパ
ターンファイル１７には、予め、いくつかのジャッキパ
ターンのデータが格納されているが、ある方向に掘進す
べき時に、この掘進に最適なジャッキパターンのデータ
がジャッキパターンファイル１７にない場合がある。こ
のようなときに、ジャッキパターン選択手段１１により
一旦選択されたジャッキパターンを、作業者が訂正（入
力）する。このとき、操作学習手段１４は、掘進すべき
方向に対応するジャッキの組み合わせとして、作業者が
入力した新たなジャッキパターンのデータを、ジャッキ
パターンファイル１７に記憶（学習）させる。そして、
次ぎに同じ方向に掘進すべき時に、学習結果反映手段１
５の作用により、ジャッキパターン選択手段１１が、こ
の記憶したジャッキパターンを選択する。

【００３５】次に、図４および図５に示されるフローチ
ャートを参照して、本発明に係る掘進管理システムを用
いた、掘進作業について説明する。先ず、ステップＳ１
にて、作業者が、使用する種々のセグメントの各々のデ
ータ（テーパー量等に関する）を、操作盤６１において
入力する。すると、この入力されたデータは、制御部１
のセグメントデータファイル１６に格納される。

【００３６】次に、セグメント計画を行う。即ち、構築
すべきセグメントリングを組み立てるのに必要なセグメ
ントの組み合わせを、作業者の予測に基づき、操作盤６
１において作業者が入力する（ステップＳ２）。する
と、セグメント判定手段１０により、セグメントデータ
ファイル１６に格納されたデータに基づき、作業者が入
力したセグメントの組み合わせにより構築されるであろ
うセグメントリングの軸方向に沿った経路である仮想線
が演算されるとともに、この仮想線と、所定の計画線と
の比較が行われ、作業者の入力の内容が妥当かどうかの
判定がなされ、この判定結果が表示部６２に表示される
（ステップＳ３）。ここで、作業者が入力するセグメン
トの組み合わせは、複数のセグメントリング（例えば５
リング）を構築するのに必要なものである。

【００３７】そして、セグメント判定手段１０により、
入力の内容が妥当でない判断された場合には、再び、ス
テップＳ２に戻り作業者がセグメントの組み合わせを入
力する。

【００３８】セグメント判定手段１０により、作業者の
入力の内容が妥当であると判断された場合には、ジャッ
キパターン選択手段１１により、ステップＳ２で入力し
たセグメントの組み合わせにより構築されるであろうセ
グメントリングの仮想線に沿って掘進を行うのに適した
ジャッキの組み合わせであるジャッキパターンが選択さ
れる。即ち、ジャッキパターンファイル１７のデータの
中から、仮想線に沿った掘進に適したものが選択される
（ステップＳ４）。

【００３９】次に、掘進システムは、マシン位置測定手
段５１によりシールド掘進機の位置を測定するととも
に、セグメント直角度測定手段５３により、シールド掘
進機と、既設のセグメントとの、軸方向における向きを
それぞれ測定し、これらの比較を行うことにより、シー
ルド掘進機と既設セグメントとの向き違い（セグメント
直角度）を演算する（ステップＳ５）。これによりデー
タベースの作成が完了する（ステップＳ６）。ここで、
先にステップＳ４において選択されたジャッキパターン
が不適当であると作業者が判断し、ジャッキパターンを
訂正することがある。このとき、操作学習手段１４の働
きにより、作業者が入力した新たなジャッキパターン
が、ジャッキパターンファイル１７に格納される（ステ
ップＳ９）。つまり、ジャッキパターンファイル１７
は、随時、書き換えられるものである。

【００４０】そして、５リングのセグメントリングを構
築するのに必要なセグメントの組み合わせを、操作盤６
１において、改めて入力する（ステップＳ７）。この組
み合わせにより構築されるセグメントリングは、例え
ば、「Ｓ（スタンダードリング）−Ｓ−Ｔ（テーパーリ
ング）−Ｓ−Ｓ」、あるいは、「Ｓ−Ｓ−Ｔ−Ｔ−Ｓ」
といったようなものとなる。また、テーパーリングに
も、様々なテーパー量の種類があり、様々なテーパー量
のセグメントリングを使い分けることで、カーブの度合
いが調節される。

【００４１】次に、掘削部２により掘進を開始し（ステ
ップＳ８）、改めて、掘進方向に対して妥当なジャッキ
パターンが選択されているかどうかの確認を行う（ステ
ップＳ９）。ここでも、先にステップＳ４またはステッ
プＳ６において選択されたジャッキパターンが、不適当
であると、作業者が判断し、ジャッキパターンを訂正し
た場合には、新たなジャッキパターンが、ジャッキパタ
ーンファイル１７に格納される。

【００４２】さらに、テールクリアランス測定手段５０
により、シールド掘進機の後部と、既設のセグメントリ
ングの外周部との、径方向の間隔であるテールクリアラ
ンスの測定を開始するとともに、テールクリアランス判
定手段１３により、テールクリアランスが許容値を満た
しているかどうかの監視を開始する（ステップＳ１
０）。ここで、テールクリアランス測定手段６０は、シ
ールド掘進機の後部の複数箇所（例えば、シールド掘進
機の後部のうち、上部と左右の計３箇所）に設けられて
いる。そして、これら複数箇所の測定値が、ほぼ均等に
なるように、シールド掘進機の姿勢を維持することが望
ましい。この監視中、テールクリアランス判定手段１３
が、テールクリアランスが許容値を満たしていないと判
定したときには、ジャッキパターン選択手段１１により
再びジャッキパターンが選択される。また、このときジ
ャッキパターン選択手段１１により選択されたジャッキ
パターンも、作業者が不適当と判断して訂正を行うと、
また新たなジャッキパターンがジャッキパターンファイ
ル１７に格納される。

【００４３】掘進が進行し、例えば、３０ｃｍの掘進が
行われた時点で、ストローク差判定手段１２によりスト
ローク差の判定を行う（ステップＳ１１）。即ち、例え
ば、マシン位置測定手段５１により測定されたシールド
掘進機の先端部の３次元座標と、仮想線に沿って３０ｃ
ｍ進行した地点の３次元座標との比較を行い、これらの
座標の差が許容値を満たしているかどうかの判定を行
う。

【００４４】ステップＳ１１において、ストローク差が
許容値を満たしていると判定された場合には、引き続き
同じジャッキパターンを継続して掘進を行う（ステップ
Ｓ１２）。そして、１ストロークが終了するまでの間、
３０ｃｍの掘進毎に、上記ストローク差の判定を行う。

【００４５】１ストローク分（１リング分）の掘進が終
了する（ステップＳ１３）と、シールド掘進機の後部に
備えられたセグメント組立装置により、１リング分のセ
グメントの組み立て作業を行う（ステップＳ１４）。

【００４６】１リング分のセグメントの組立作業が終了
すると、測量ポイントに到達したか否かの判定を行う
（ステップＳ１５）。ここで、測量ポイントとは、作業
の昼夜交代のタイミング等に合わせて、例えば、３リン
グ分の施工毎に設定されている。測量ポイントに到達し
た場合には、マシン位置測定手段５１により測定された
シールド掘進機の位置と、セグメント位置測定手段５２
により測定された既設セグメントの位置を、仮想線と比
較する。即ち、ストローク差判定手段１２によりストロ
ーク差の判定を行うとともに、セグメント位置判定手段
１８により既設セグメントの位置が許容範囲内にあるか
どうかの判定を行う。（ステップＳ１６）。

【００４７】そして、ステップＳ１６における判定結果
に基づき、ステップＳ１７において、シールド掘進機の
位置と、既設セグメントとの位置が、妥当なものである
と判定された場合には、ステップＳ８に戻り、引き続
き、掘進を行う。逆に、ステップＳ１７において、シー
ルド掘進機の位置と、既設セグメントの位置が、妥当な
ものでないと判定された場合には、セグメント計画の修
正を行う。つまり、再びセグメント計画を行う（ステッ
プＳ１８、Ｓ１９）。

【００４８】また、上記ステップＳ１１において、スト
ローク差が許容値を満たしていないと判定された場合に
は、仮想線に沿う掘進を行うべく、補正された掘進方向
がジャッキパターン選択手段１１に入力され、この入力
された掘進方向に適したジャッキパターンが選択される
（Ｓ２０）。また、ここでも、ジャッキパターン選択手
段１１が選択したジャッキパターンを作業者が不適当と
判断し、新たなジャッキパターンを入力すれば、この入
力したジャッキパターンがジャッキパターンファイル１
７に格納される。

【００４９】ここで、補正された掘進方向への掘進を行
うための最適なジャッキ３がシールド掘進機に備わって
いるかどうかの判定がなされ（ステップＳ２１）、最適
なジャッキがある場合には、引き続き掘進を行い、ステ
ップＳ１１へと移行する。逆に、ステップＳ２１におい
て、最適なジャッキがないと判定された場合には、シー
ルド掘進機の自動運転を終了し（ステップＳ２２）、既
設セグメントの直角度などのチェック項目の検討を行う
（ステップＳ２３）。そして、必要に応じて、コピーカ
ッター４を用いて、シールド掘進機の側部の掘削を行
い、サイド運転を行うなどして、シールド掘進機の位置
の補正を行う（Ｓ２４）。

【００５０】以上のような本発明にかかる掘進管理シス
テムによれば、セグメント判定手段１０を備えているの
で、セグメントの組み合わせの入力を繰り返すことで、
セグメントの妥当な組み合わせを決定することができ
る。これにより、所定の計画線に沿って、好適に複数の
セグメントリングを構築することができる。この掘進管
理システムは、主に、曲線部において、妥当なセグメン
トの組み合わせを選定する（セグメント計画を行う）の
に有用である。

【００５１】また、構築すべきセグメントリングの軸方
向に沿った経路である仮想線に沿って掘進を行うのに適
したジャッキの組み合わせであるジャッキパターンを選
択するジャッキパターン選択手段１１を備えているの
で、仮想線に沿って掘進を行うことができる。これによ
り、仮想線に沿ってセグメントリングを構築することが
できる。

【００５２】さらに、ストローク差を判定するストロー
ク差判定手段１２を備え、ストローク差が許容値を満た
していないと判定されたときに、ジャッキパターン選択
手段１１により再びジャッキパターンを選択するように
構成されているので、ストローク差に基づき、１リング
よりも短い単位の掘削毎に、妥当なジャッキパターンに
修正することができる。

【００５３】テールクリアランスを判定するテールクリ
アランス判定手段１３を備え、テールクリアランスが許
容値を満たしていないと判定されたときに、ジャッキパ
ターン選択手段１１により再びジャッキパターンを選択
するように構成されているので、許容値を満たすような
テールクリアランスを維持することができ、確実にセグ
メントの施工スペースが確保できる。

【００５４】作業者の操作を学習するための操作学習手
段１４と、前記学習を行ったときと同様の局面になった
ときに、ジャッキパターン選択手段１１が、学習したジ
ャッキパターンを選択するようにするための学習結果反
映手段１５とを備えているので、次回からは、学習した
ジャッキパターンを選択して最適な方向に掘進すること
ができる。

【００５５】なお、上記の実施の形態例では、一度に５
リング分のセグメント計画を行うこととしたが、１リン
グ分であっても良いし、あるいは、５リング以外の複数
リング分であっても良い。また、例えば、３０ｃｍ程度
等、所定長のの掘進毎にストローク差を判定するような
構成としたが、連続的に判定を行うことで連続的にスト
ローク差を監視するとともに、判定によりストローク差
が許容値を満たしてないとなれば、随時ジャッキパター
ンを変更するような構成としても良い。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係る掘進管理シス
テムによれば、構築すべきセグメントリングを組み立て
るのに必要なセグメントの組み合わせを、作業者の予測
に基づき入力することで、これらのセグメントの組み合
わせにより構築されるであろうセグメントリングの軸方
向に沿った経路である仮想線と、前記計画線との比較を
行い、前記入力の内容が妥当かどうかの判定を行うセグ
メント判定手段を備えているので、セグメントの組み合
わせの入力を繰り返すことで、セグメントの妥当な組み
合わせを決定することができる。これにより、所定の計
画線に沿って、好適にセグメントリングを構築すること
ができる。この掘進管理システムは、主に、曲線部にお
いて、妥当なセグメントの組み合わせを選定する（セグ
メント計画を行う）のに有用である。

【００５７】請求項２記載の発明に係る掘進管理システ
ムによれば、セグメント判定手段により判定するセグメ
ントの組み合わせは、複数のセグメントリングの構築に
必要なものであるので、セグメントの組み合わせの入力
を繰り返すことで、複数のセグメントリングの構築に必
要なセグメントの妥当な組み合わせを決定することがで
きる。

【００５８】請求項３記載の発明に係る掘進管理システ
ムによれば、構築すべきセグメントリングの軸方向に沿
った経路である仮想線に沿って掘進を行うのに適したジ
ャッキの組み合わせであるジャッキパターンを選択する
ジャッキパターン選択手段を備えているので、仮想線に
沿って掘進を行うことができる。これにより、仮想線に
沿ってセグメントリングを構築することができる。本発
明では、計画線ではなく、仮想線に沿って掘進を行うた
めのジャッキパターンを選択するので、より好適なジャ
ッキパターンを選択することができる。

【００５９】請求項４記載の発明に係る掘進管理システ
ムによれば、ストローク差を判定するストローク差判定
手段を備え、ストローク差が許容値を満たしていないと
判定されたときに、ジャッキパターン選択手段により再
びジャッキパターンを選択するように構成されているの
で、ストローク差に基づき、１リングよりも短い単位の
掘削毎に、妥当なジャッキパターンに修正することがで
きる。

【００６０】請求項５記載の発明に係る掘進管理システ
ムによれば、テールクリアランスを判定するテールクリ
アランス判定手段を備え、テールクリアランスが許容値
を満たしていないと判定されたときに、ジャッキパター
ン選択手段により再びジャッキパターンを選択するよう
に構成されているので、許容値を満たすようなテールク
リアランスを維持することができ、確実に、セグメント
の施工スペースが確保できる。

【００６１】請求項６記載の発明に係る掘進管理システ
ムによれば、作業者の操作を学習するための操作学習手
段と、前記学習を行ったときと同様の局面になったとき
に、ジャッキパターン選択手段が、学習したジャッキパ
ターンを選択するようにするための学習結果反映手段と
を備えているので、次回からは、作業者の操作を待つま
でもなく、学習したジャッキパターンを選択して最適な
方向に掘進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘進管理システムを示す全体ブロ
ック図である。

【図２】制御部の詳細を示すブロック図である。

【図３】測定部の詳細を示すブロック図である。

【図４】本発明に係る掘進管理システムを説明するため
のフローチャートの一部である。

【図５】本発明に係る掘進管理システムを説明するため
のフローチャートの残りの一部である。

【符号の説明】

３ ジャッキ １０ セグメント判定手段 １１ ジャッキパターン判定手段 １２ ストローク差判定手段 １３ テールクリアランス判定手段 １４ 操作学習手段 １５ 学習結果反映手段

フロントページの続き (72)発明者 森 治彦 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AA02 AC01 GA04 GA34 GA62 2D055 BA01 GB00 LA12 LA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機により、所定の計画線に
   沿って掘進を行いつつ、計画線に沿ってセグメントリン
   グを構築していくシールド工法において、セグメントリ
   ングの構築位置を管理するための掘進管理システムであ
   って、 構築すべきセグメントリングを組み立てるのに必要なセ
   グメントの組み合わせを、作業者の予測に基づき入力す
   ることで、これらのセグメントの組み合わせにより構築
   されるであろうセグメントリングの軸方向に沿った経路
   である仮想線と、前記計画線との比較を行い、前記入力
   の内容が妥当かどうかの判定を行うセグメント判定手段
   を備えたことを特徴とする掘進管理システム。
2. 【請求項２】 前記セグメント判定手段により判定する
   セグメントの組み合わせは、複数のセグメントリングの
   構築に必要なものであることを特徴とする請求項１記載
   の掘進管理システム。
3. 【請求項３】 シールド掘進機により、所定の計画線に
   沿って掘進を行いつつ、計画線に沿ってセグメントリン
   グを構築していくシールド工法において、シールド掘進
   機の掘進方向を管理するための掘進管理システムであっ
   て、 シールド掘進機が推力を得るために、シールド掘進機に
   複数備えられたジャッキのうち、構築すべきセグメント
   リングの軸方向に沿った経路である仮想線に沿って掘進
   を行うのに適したジャッキの組み合わせであるジャッキ
   パターンを選択するジャッキパターン選択手段を備えて
   いることを特徴とする掘進管理システム。
4. 【請求項４】 前記シールド掘削機と前記仮想線とのズ
   レ量であるストローク差が、許容値を満たしているかど
   うかの判定を、１リングよりも短い単位の掘削毎に行う
   ストローク差判定手段を備え、 このストローク差判定手段により、ストローク差が許容
   値を満たしていないと判定されたときに、前記ジャッキ
   パターン選択手段により再びジャッキパターンを選択す
   るように構成されていることを特徴とする請求項３記載
   の掘進管理システム。
5. 【請求項５】 シールド掘進機の後部と、既設のセグメ
   ントリングの外周部との、径方向の間隔であるテールク
   リアランスが、許容値を満たしているかどうかの判定を
   行うテールクリアランス判定手段を備え、 このテールクリアランス判定手段により、テールクリア
   ランスが許容値を満たしていないと判定されたときに、
   前記ジャッキパターン選択手段により再びジャッキパタ
   ーンを選択するように構成されていることを特徴とする
   請求項３記載の掘進管理システム。
6. 【請求項６】 前記ジャッキパターン選択手段によるジ
   ャッキパターンの選択結果を、作業者が不適当と判断
   し、作業者がジャッキパターンを訂正した際に、作業者
   の操作を学習するための操作学習手段と、 この操作学習手段により前記学習を行ったときと同様の
   局面になったときに、前記ジャッキパターン選択手段
   が、前記学習したジャッキパターンを選択するようにす
   るための学習結果反映手段とを備えていることを特徴と
   する請求項３記載の掘進管理システム。