JP2013007226A - Thrust setting method of propulsion jack in shield machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールド掘進機の掘進方向制御を推進ジャッキの推力調整により行う方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a digging direction of a shield machine by adjusting a thrust of a propulsion jack.
近年、シールド掘進機を用いるトンネル施工では、掘進速度の高度化の目的から、地山の掘進を行いつつその後方でセグメントの組立を行ってトンネルを構築する、いわゆる同時掘進組立工法が行われている。 In recent years, in tunnel construction using shield machine, so-called simultaneous excavation assembly method has been performed in which tunnels are constructed by assembling segments behind the ground while excavating the ground for the purpose of increasing the excavation speed. Yes.
この同時掘進組立工法に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１には、シールド掘進機において、掘進機本体の周縁線上に配置された複数の推進ジャッキのうち、組立中のセグメントに対応する推進ジャッキ群を不作動とし、不作動の推進ジャッキ群以外の推進ジャッキで既設セグメントから反力を取って推進することが記載されている。また特許文献１では、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを打ち消すように、作動中の推進ジャッキの圧力を制御し、これにより、シールド掘進機をゼロモーメントで推進させている。また特許文献１では、掘進機本体を構成する前胴と後胴とが複数の中折れジャッキにより連結されており、この中折れジャッキを伸縮させることによりシールド掘進機の掘進方向制御を行っている。
As a technique related to the simultaneous excavation assembly method, for example, there is a technique described in Patent Document 1.
In Patent Document 1, in the shield machine, among the plurality of propulsion jacks arranged on the peripheral line of the excavator body, the propulsion jack group corresponding to the segment being assembled is inactivated, and other than the inoperative propulsion jack group The propulsion jack takes the reaction force from the existing segment. Further, in Patent Document 1, the pressure of the propulsion jack in operation is controlled so as to cancel the forced moment generated due to the non-actuated propulsion jack group, thereby propelling the shield machine at zero moment. ing. Moreover, in patent document 1, the front cylinder and rear cylinder which comprise an excavation machine main body are connected with the some middle fold jack, and the digging direction control of a shield machine is performed by expanding / contracting this middle fold jack. .
しかしながら、特許文献１に記載のようなシールド掘進機では、推進と掘進方向制御とを、推進ジャッキと中折れジャッキとで各別に行っているので、シールド掘進機の構成が複雑になり得る。 However, in the shield machine as described in Patent Document 1, since the propulsion and the digging direction control are separately performed by the propulsion jack and the folding jack, the configuration of the shield machine can be complicated.
また、シールド掘進機の構成の複雑化を避けるために、中折れジャッキを有さない構成として、シールド掘進機の掘進方向制御を、推進ジャッキを用いて行う場合には、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮しつつ、掘進方向制御にて要求される総推力（全推進ジャッキの推力の合計値）及び曲げモーメントが得られるように、作動中の推進ジャッキの圧力目標値（換言すれば、推力目標値）を設定する必要がある。 In addition, in order to avoid complication of the configuration of the shield machine, a group of inactive propulsion jacks is used when the direction of the shield machine is controlled using a propulsion jack as a configuration without a bent jack. In consideration of the forced moment generated due to, the total thrust (total value of the thrust of all propulsion jacks) and bending moment required in the excavation direction control can be obtained. It is necessary to set a pressure target value (in other words, a thrust target value).
本発明は、このような実状に鑑み、中折れジャッキ等を有さない比較的簡素な構成のシールド掘進機にて、セグメントの組立箇所に対応する推進ジャッキ群が不作動であっても、作動中の推進ジャッキにより、必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機の掘進方向制御を行うことを課題とする。 In view of such a situation, the present invention is a shield machine having a relatively simple configuration that does not have a bent jack or the like, and operates even when the propulsion jack group corresponding to the assembly position of the segment is inactive. It is an object to obtain the necessary total thrust and bending moment by the propulsion jack inside and to control the direction of the shield machine.
そのため本発明に係るシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法では、掘進機本体の周縁線上に配置された複数の推進ジャッキの推力を調整してシールド掘進機の掘進方向を制御するに当たり、掘進とセグメント組立とを同時施工するために、セグメント組立箇所に対応する複数の推進ジャッキを含む推進ジャッキ群を不作動とする一方、この不作動の推進ジャッキ群以外の推進ジャッキを作動させる場合において、シールド掘進機の掘進方向制御に必要な目標総推力及び目標ジャッキモーメントを設定し、不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置と周縁線の中心とを通る軸線を設定し、作動させる推進ジャッキを、軸線の両側に二分される２つのグループに分け、目標総推力及び目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定する。 Therefore, in the thrust setting method of the propulsion jack in the shield machine according to the present invention, when adjusting the thrust direction of the shield machine by adjusting the thrust of the plurality of propulsion jacks arranged on the peripheral line of the excavator body, In order to perform construction simultaneously with the segment assembly, when a propulsion jack group including a plurality of propulsion jacks corresponding to the segment assembly location is deactivated, a propulsion jack other than the deactivated propulsion jack group is activated. Set the target total thrust and target jack moment necessary for the control of the excavating direction of the excavator, set the axis passing through the predetermined position and the center of the peripheral line within the arrangement range of the inactive propulsion jack group, and operate the propulsion jack Are divided into two groups divided on both sides of the axis to obtain the target total thrust and target jack moment. For the group, to set the thrust distribution having a gradient inclined in the direction of the axis, on the basis of the thrust distribution, setting the first thrust target value of the propulsion jacks.
本発明によれば、作動させる推進ジャッキを、軸線の両側に二分される２つのグループに分け、目標総推力及び目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定する。これにより、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮した比較的なだらかな推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定することができるので、この推力目標値に基づいて各推進ジャッキの推力を調整して必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機の掘進方向制御を行うことができる。 According to the present invention, the propulsion jacks to be operated are divided into two groups divided into two sides on both sides of the axis, and each group has a gradient inclined in the direction of the axis so as to obtain a target total thrust and a target jack moment. A thrust distribution is set, and a first thrust target value of each propulsion jack is set based on the thrust distribution. Thereby, the first thrust target value of each propulsion jack can be set based on a comparatively gentle thrust distribution in consideration of the forced moment generated due to the non-actuated propulsion jack group. Based on this thrust target value, the thrust of each propulsion jack can be adjusted to obtain the necessary total thrust and bending moment, and the shield machine can be controlled in the direction of digging.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるシールド掘進機の概略構成を示す。
シールド掘進機１は、その掘進機本体２の前面に設けられた回転カッタ２ａで地山を掘削しながら土砂を取り込んで後方に搬出して掘進する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a shield machine according to a first embodiment of the present invention.
The shield excavator 1 takes in the earth and sand while excavating the ground with a rotary cutter 2a provided on the front surface of the main body 2 of the excavator main body 2, and then excavates it.
また、シールド掘進機１は、掘進機本体２の後方にエレクター３を備える。エレクター３は、セグメント４を組立てて円筒状の覆工体５を構築する。セグメント４は、隣接するセグメント同士を覆工体５の周方向に接続するための継手部（図示せず）を有する。ここで、本実施形態では、覆工体５の１リング分が８ピースのセグメント４により構成されるとして以下説明するが、１リング分のセグメント４のピース数はこれに限らない。 The shield machine 1 also includes an erector 3 behind the machine 2. The erector 3 assembles the segment 4 and constructs the cylindrical lining body 5. The segment 4 has a joint part (not shown) for connecting adjacent segments in the circumferential direction of the covering body 5. Here, in this embodiment, it demonstrates below that 1 ring of the lining body 5 is comprised by the segment 4 of 8 pieces, However, The number of pieces of the segments 4 for 1 ring is not restricted to this.
掘進機本体２の周縁線上（図４，図６，図８に示す円周Ｃ上）には、複数（本実施形態では１６本）の推進ジャッキ６が配置されている。
推進ジャッキ６は、シリンダ６ａとロッド６ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ６ａは、その一端が掘進機本体２に固定されており、他端側にて、ロッド６ｂが進出・退入可能となっている。推進ジャッキ６のロッド６ｂの先端部を既設のセグメント４に当接させた状態で推進ジャッキ６を伸長作動させることにより、シールド掘進機１は推進力を得ることができる。このようにして、推進ジャッキ６は、既設のセグメント４から反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。
A plurality of (16 in this embodiment) propulsion jacks 6 are arranged on the peripheral line of the excavator main body 2 (on the circumference C shown in FIGS. 4, 6, and 8).
The propulsion jack 6 is a hydraulic jack composed of a cylinder 6a and a rod 6b. One end of the cylinder 6a is fixed to the excavator main body 2, and the rod 6b can advance and retract on the other end side. The shield machine 1 can obtain a propulsive force by operating the propulsion jack 6 in a state where the tip of the rod 6 b of the propulsion jack 6 is in contact with the existing segment 4. In this way, the propulsion jack 6 takes the reaction force from the existing segment 4 and propels the shield machine 1.
また、推進ジャッキ６のロッド６ｂの伸縮ストロークの長さは、セグメント４の１リング幅より長くなるように、すなわち、最大伸長時に１リング分のセグメント４の幅より長くなるように（例えば、最大伸長時に１リング分のセグメント４の幅の２倍の長さになるように）構成される。 The length of the expansion / contraction stroke of the rod 6b of the propulsion jack 6 is longer than one ring width of the segment 4, that is, longer than the width of the segment 4 for one ring at the maximum extension (for example, the maximum It is configured to be twice the width of the segment 4 for one ring when extended).
シールド掘進機１は、推進ジャッキ６により常時推進され、これと並行して、エレクター３にてセグメント４の組立てが行われる。この際、組立て中のセグメント４に対応する４本の推進ジャッキ６からなるグループ（以下、「組立ジャッキ群」という）は引戻し（不作動）とされ、それ以外の推進ジャッキ６を伸長作動させて既設のセグメント４から反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。ここで、組立ジャッキ群が対応するセグメント４の組立箇所は、掘進機本体２の周縁線（図４，図６，図８に示す円周Ｃ）に沿って周方向に移動する。 The shield machine 1 is always propelled by the propulsion jack 6, and the segments 4 are assembled by the erector 3 in parallel therewith. At this time, a group consisting of four propulsion jacks 6 corresponding to the segment 4 being assembled (hereinafter referred to as “assembly jack group”) is pulled back (inoperative), and the other propulsion jacks 6 are operated to extend. The shield machine 1 is propelled by taking the reaction force from the existing segment 4. Here, the assembly location of the segment 4 to which the assembly jack group corresponds moves in the circumferential direction along the peripheral line (circumference C shown in FIGS. 4, 6, and 8) of the excavator main body 2.
制御部１０は、掘進機本体２に予め設けられた図示しない位置センサや姿勢角センサ等からの信号を入力して、シールド掘進機１の運転に関する各種演算や各種制御を行うが、本実施形態では、特に、シールド掘進機１の掘進方向制御を行うべく、各推進ジャッキの推力目標値を設定し、この推力目標値に応じて、各推進ジャッキの圧力制御（油圧制御）を行う。 The control unit 10 inputs signals from a position sensor, an attitude angle sensor, and the like (not shown) provided in advance in the excavator body 2 and performs various calculations and various controls related to the operation of the shield excavator 1. Then, in particular, in order to perform the digging direction control of the shield machine 1, the thrust target value of each propulsion jack is set, and the pressure control (hydraulic control) of each propulsion jack is performed according to the thrust target value.
図２は、制御部１０を用いて実現される、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉの設定方法を示すフローチャートである。ここで、本明細書において、添字「ｉ」は推進ジャッキ６の本数に対応しており、本実施形態では、推進ジャッキ６の本数が１６本であるので、ｉ＝１〜１６となっている。 FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of setting the thrust target value Ti of each propulsion jack, which is realized using the control unit 10. Here, in the present specification, the subscript “i” corresponds to the number of the propulsion jacks 6, and in the present embodiment, the number of the propulsion jacks 6 is 16, so that i = 1 to 16. .
ステップＳ１では、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な総推力の目標値（目標総推力）Ｔｔｏｔａｌを設定する。具体的には、例えば、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された、シールド掘進機１の推進時の目標総推力Ｔｔｏｔａｌを読み込んで、これを掘進方法制御のための目標値として設定する。 In step S1, the target value (target total thrust) Ttotal of the total thrust necessary for the control of the excavation direction of the shield machine 1 is set. Specifically, for example, the target total thrust Ttotal at the time of propulsion of the shield machine 1 read in advance and stored in the storage unit of the control unit 10 is read and set as a target value for controlling the excavation method To do.
ステップＳ２では、セグメント４の組立前における、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメントの目標値（目標ジャッキモーメント）ＭＰを設定する。また、ステップＳ２では、セグメント４の組立前に、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと目標ジャッキモーメントＭＰとが得られるように、各推進ジャッキの推力目標値ＴＰｉを設定する。尚、ステップＳ２における処理の詳細については、図３及び図４を用いて後述する。 In step S2, a target value (target jack moment) MP of a bending moment necessary for controlling the digging direction of the shield machine 1 before assembling the segment 4 is set. In step S2, the thrust target value TPi of each propulsion jack is set so that the target total thrust Ttotal and the target jack moment MP are obtained before the segment 4 is assembled. Details of the process in step S2 will be described later with reference to FIGS.
ステップＳ３では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰと、セグメント４の組立時の組立ジャッキ群の位置（例えば、後述する図６におけるＪ９〜Ｊ１２）と、を考慮して、セグメント４の組立時における、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定する。尚、ステップＳ３における処理の詳細については、図５及び図６を用いて後述する。 In step S3, the assembly of the segment 4 is performed in consideration of the target total thrust Ttotal, the target jack moment MP, and the position of the assembly jack group when the segment 4 is assembled (for example, J9 to J12 in FIG. 6 described later). The first thrust target value TQi of each propulsion jack at the time is set. Details of the process in step S3 will be described later with reference to FIGS.
ステップＳ４では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰと、セグメント４の組立時の組立ジャッキ群の位置（例えば、後述する図８におけるＪ９〜Ｊ１２）と、組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称な位置にて不作動とされ得る推進ジャッキのグループ（以下、「対抗ジャッキ群」という）の位置（例えば、後述する図８におけるＪ１〜Ｊ４）と、を考慮して、セグメント４の組立時における、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。尚、ステップＳ４における処理の詳細については、図７及び図８を用いて後述する。 In step S4, the target total thrust Ttotal, the target jack moment MP, the position of the assembly jack group when the segment 4 is assembled (for example, J9 to J12 in FIG. 8 described later), and the circumference C with respect to the assembly jack group. In consideration of the position of a group of propulsion jacks (hereinafter referred to as “counter jack groups”) (for example, J1 to J4 in FIG. 8 to be described later) that can be disabled at positions symmetrical with respect to the center O of the segment 4, the second thrust target value TRi of each propulsion jack is set. Details of the processing in step S4 will be described later with reference to FIGS.
ステップＳ５では、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘと第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘとを比較する。
ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘの場合には、ステップＳ６にてＴｉ＝ＴＲｉとして、本フローを終了する。すなわち、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘが第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘより大きい場合には、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして、第２の推力目標値ＴＲｉを選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。
In step S5, the maximum value TQmax of the first thrust target value TQi is compared with the maximum value TRmax of the second thrust target value TRi.
If TQmax> TRmax, Ti = TRi is set in step S6, and this flow is terminated. That is, when the maximum value TQmax of the first thrust target value TQi is larger than the maximum value TRmax of the second thrust target value TRi, the second thrust target value TRi is selected as the thrust target value Ti of each propulsion jack. To do. Thereby, since the maximum value of the thrust of the propulsion jack 6 can be suppressed low, an excessively large load acts on the segment 4 and the segment 4 is damaged, and the covering body 5 is deformed. Can be suppressed.
ＴＱｍａｘ≦ＴＲｍａｘの場合には、ステップＳ７にてＴｉ＝ＴＱｉとして、本フローを終了する。すなわち、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘが第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘ以下の場合には、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして、第１の推力目標値ＴＱｉを選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。 If TQmax ≦ TRmax, Ti = TQi is set in step S7, and this flow ends. That is, when the maximum value TQmax of the first thrust target value TQi is equal to or less than the maximum value TRmax of the second thrust target value TRi, the first thrust target value TQi is selected as the thrust target value Ti of each propulsion jack. To do. Thereby, since the maximum value of the thrust of the propulsion jack 6 can be suppressed low, an excessively large load acts on the segment 4 and the segment 4 is damaged, and the covering body 5 is deformed. Can be suppressed.
このようにして、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉを設定した後に、この推力目標値Ｔｉに応じて、推進ジャッキ６の圧力制御（油圧制御）を行う。 In this way, after setting the thrust target value Ti of each propulsion jack, pressure control (hydraulic control) of the propulsion jack 6 is performed according to the thrust target value Ti.
次に、上述のステップＳ２における処理の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、セグメント組立前における目標ジャッキモーメントＭＰ及び推力目標値ＴＰｉの設定方法を示すフローチャートである。図４は、セグメント組立前における推力分布を示す図である。
Next, details of the processing in step S2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing a method for setting the target jack moment MP and the thrust target value TPi before the segment assembly. FIG. 4 is a diagram showing a thrust distribution before assembling the segments.
図３のステップＳ２１では、目標ジャッキモーメントＭＰを設定する。
ここで、目標ジャッキモーメントＭＰの設定について、図４を用いて説明する。
１６本の推進ジャッキ６に対応する推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、水平及び鉛直の姿勢偏差を修正するために必要な次の掘進目標点を推進ジャッキのための操作目標点と仮定して、上記水平及び鉛直の姿勢偏差から求まる操作目標点までの曲げモーメントを、本実施形態では目標ジャッキモーメントＭＰと称している。そして、本実施形態では、目標ジャッキモーメントＭＰを、円周Ｃの中心Ｏにおける極座標系の操作強さｒ１と操作角度θ１とに対応させて表している。すなわち、目標ジャッキモーメントＭＰの強さが操作強さｒ１に対応する一方、目標ジャッキモーメントＭＰの方向（角度）が操作角度θ１に対応する。従って、本実施形態では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された操作強さｒ１と操作角度θ１とを読み込むことにより、目標ジャッキモーメントＭＰが設定される。尚、本実施形態において、操作強さｒ１は、０≦ｒ１≦１の関係を満たす無次元数であり、後述する直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の勾配率を決定するパラメータである。
In step S21 in FIG. 3, a target jack moment MP is set.
Here, the setting of the target jack moment MP will be described with reference to FIG.
In the case where the propulsion jacks J1 to J16 corresponding to the sixteen propulsion jacks 6 are arranged on the peripheral line (circumference C) of the excavator main body 2, the following are necessary to correct the horizontal and vertical attitude deviations. This bending target point is assumed to be the operation target point for the propulsion jack, and the bending moment to the operation target point obtained from the horizontal and vertical attitude deviations is referred to as a target jack moment MP in this embodiment. In the present embodiment, the target jack moment MP is represented in correspondence with the operation strength r1 and the operation angle θ1 of the polar coordinate system at the center O of the circumference C. That is, the strength of the target jack moment MP corresponds to the operation strength r1, while the direction (angle) of the target jack moment MP corresponds to the operation angle θ1. Therefore, in the present embodiment, the target jack moment MP is set by reading the operation strength r1 and the operation angle θ1 that are input and stored in the storage unit of the control unit 10 in advance. In the present embodiment, the operation strength r1 is a dimensionless number that satisfies the relationship of 0 ≦ r1 ≦ 1, and is a parameter that determines the gradient rate of the thrust gradient distributions LA1 and LB1 described later.
図３に戻り、ステップＳ２２では、推力分担率Ｐｉを算出する。
推力分担率Ｐｉは、以下２つのステップを経て算出される。
（１）図４に示すように、操作角度θ１の延長線が円周Ｃと交わる点Ｅ１と、これとは１８０度反対側の円周Ｃ上の点Ｅ２とを求める。
（２）点Ｅ１にて最大推力、点Ｅ２にて最小推力となるように操作強さｒ１により決定される直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｐ１〜Ｐ１６を、２つの点Ｅ１，Ｅ２を結ぶ軸線ＡＸ１で二分されるその両側の各グループＡ１，Ｂ１について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｐｉ＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ１）＋１｝／２−１]・ｒ１］×１００
ここで、φｉ[ｒａｄ]は、推進ジャッキＪｉ（ｉ＝１〜１６）の取付位置を示す。
再び図３に戻り、ステップＳ２３では、ステップＳ２２にて算出された推力分担率Ｐｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの推力目標値ＴＰｉを算出し、設定する。
Returning to FIG. 3, in step S22, the thrust sharing ratio Pi is calculated.
The thrust sharing ratio Pi is calculated through the following two steps.
(1) As shown in FIG. 4, a point E1 where the extension line of the operation angle θ1 intersects the circumference C and a point E2 on the circumference C opposite to this by 180 degrees are obtained.
(2) The thrust sharing rate for each position of the propulsion jacks J1 to J16 according to thrust distributions LA1 and LB1 of the linear gradient determined by the operation strength r1 so that the maximum thrust is obtained at the point E1 and the minimum thrust is obtained at the point E2. P1 to P16 are respectively obtained by the following formulas for the groups A1 and B1 on both sides divided by the axis AX1 connecting the two points E1 and E2.
Pi = [1 + [{cos (φi−θ1) +1} / 2-1] · r1] × 100
Here, φi [rad] indicates the mounting position of the propulsion jack Ji (i = 1 to 16).
Returning to FIG. 3 again, in step S23, the thrust target value TPi of each propulsion jack is calculated and set based on the thrust share ratio Pi calculated in step S22 and the target total thrust Ttotal.
尚、目標ジャッキモーメントＭＰについては、そのヨー方向（図４のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＰＸと、ピッチ方向（図４のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＰＹとが、以下の式により、それぞれ求められる。
ＭＰＸ＝ΣＭＰＸｉ＝Σ（ＴＰｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＰＹ＝ΣＭＰＹｉ＝Σ（ＴＰｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
ここで、ＲＣは、円周Ｃの半径である。
For the target jack moment MP, MPX, which is a moment component in the yaw direction (around the Y axis in FIG. 4), and MPY, which is a moment component in the pitch direction (around the X axis in FIG. 4), are expressed by the following equations. Respectively.
MPX = ΣMPXi = Σ (TPi · RC · cos (φi))
MPY = ΣMPYi = Σ (TPi · RC · sin (φi))
Here, RC is the radius of the circumference C.
以上のようにして、ステップＳ２にて、目標ジャッキモーメントＭＰ及び推力目標値ＴＰｉが設定される。 As described above, the target jack moment MP and the thrust target value TPi are set in step S2.
また、図４に示すように、直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の境界線である軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定することで、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１が軸線ＡＸ１に関する対称性を有する比較的なだらかな勾配（直線勾配）で設定されるので、それらの推力差が全て同一方向の曲げモーメントを生ずることとなり、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメント（目標ジャッキモーメントＭＰ）を効率的に得ることができる。また、この推力設定方式により、推進ジャッキ６の動力設備を簡素化することが可能である。 Also, as shown in FIG. 4, by setting the axis AX1 that is the boundary line between the thrust distributions LA1 and LB1 of the linear gradient in the same direction as the extended line of the operation angle θ1, the thrust distributions LA1 and LB1 are related to the axis AX1. Since it is set with a comparatively gentle gradient having a symmetry (linear gradient), the thrust differences thereof all generate a bending moment in the same direction, and the bending moment (target) required for controlling the digging direction of the shield machine 1 The jack moment MP) can be obtained efficiently. Moreover, it is possible to simplify the power equipment of the propulsion jack 6 by this thrust setting method.
次に、上述のステップＳ３における処理の詳細について、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、セグメント組立時における第１の推力目標値ＴＱｉの設定方法を示すフローチャートである。図６は、セグメント組立時における第１の推力分布を示す図である。
Next, details of the process in step S3 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing a method for setting the first thrust target value TQi at the time of segment assembly. FIG. 6 is a diagram illustrating a first thrust distribution during segment assembly.
図５のステップＳ３１では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された偏差係数αＡ，αＢ及び軸線方向強さｒ２の各々の初期値と、軸線角度θ２とを読み込む。 In step S31 of FIG. 5, the initial values of the deviation coefficients α A and α B and the axial strength r2 and the axial angle θ2 that are previously input and stored in the storage unit of the control unit 10 are read.
ここで、軸線方向強さｒ２及び軸線角度θ２について、図６を用いて説明する。
推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、組立ジャッキ群（図６では推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）の中央位置Ｆ１を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の操作角度θ２で表している。換言すれば、組立ジャッキ群の中央位置Ｆ１に対応するように、軸線角度θ２が設定されている。ここで、中央位置Ｆ１は、本発明における「不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置」に対応するものである。また、軸線方向強さｒ２は、後述する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２の勾配率を決定するパラメータであり、無次元数である。
Here, the axial direction strength r2 and the axial angle θ2 will be described with reference to FIG.
In the case where the propulsion jacks J1 to J16 are arranged on the peripheral line (circumference C) of the excavator body 2, the center position F1 of the assembly jack group (propulsion jacks J9 to J12 in FIG. 6) is set to the peripheral line (circle). It is represented by the operation angle θ2 of the polar coordinate system at the center O of the circumference C). In other words, the axis angle θ2 is set so as to correspond to the center position F1 of the assembly jack group. Here, the center position F1 corresponds to the “predetermined position within the arrangement range of the non-operating propulsion jack group” in the present invention. The axial direction strength r2 is a parameter that determines the gradient rate of first thrust distributions LA2 and LB2, which will be described later, and is a dimensionless number.
図５に戻り、ステップＳ３２では、推力分担率Ｑｉを算出する。
推力分担率Ｑｉは、以下５つのステップを経て算出される。
（１）推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６を、軸線角度θ２に対応する軸線ＡＸ２の両側に二分される２つのグループＡ２，Ｂ２に分ける。ここで、軸線ＡＸ２は、組立ジャッキ群の中央位置Ｆ１と、円周Ｃの中心Ｏとを通る直線である。
（２）各グループＡ２，Ｂ２について、軸線ＡＸ２の方向に傾斜する勾配を有する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２を設定する。ここで、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２は直線勾配を有しており、この勾配率は、軸線方向強さｒ２により決定される。
（３）第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｑ１’〜Ｑ１６’を、各グループＡ２，Ｂ２について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｑｉ’＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ２）＋１｝／２−１]・ｒ２］×１００
（４）組立ジャッキ群（推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）に対応するＱ９’〜Ｑ１２’をゼロとする。これにより、実質的には、作動させる推進ジャッキ（すなわち、組立ジャッキ群以外の推進ジャッキ）が、軸線ＡＸ２の両側に二分されるグループＡ２，Ｂ２に分けられたことになる。
（５）推力分担率Ｑｉ’を、両グループ間の相対強さに対応する偏差係数αＡ，αＢにより変更する。具体的には、グループＡ２に属する推進ジャッキＪ３〜Ｊ１０については、各々の推力分担率Ｑｉ’に偏差係数αＡを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｑｉを算出する。同様に、グループＢ２に属する推進ジャッキＪ１１〜Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２については、各々の推力分担率Ｑｉ’に偏差係数αＢを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｑｉを算出する。ここで、偏差係数αＡ，αＢについては、αＡ＋αＢ＝２の関係を満たしている。
Returning to FIG. 5, in step S32, the thrust share ratio Qi is calculated.
The thrust sharing rate Qi is calculated through the following five steps.
(1) The propulsion jacks J1 to J16 are divided into two groups A2 and B2 that are divided into two sides on the both sides of the axis AX2 corresponding to the axis angle θ2. Here, the axis AX2 is a straight line passing through the center position F1 of the assembly jack group and the center O of the circumference C.
(2) For each group A2 and B2, first thrust distributions LA2 and LB2 having a gradient inclined in the direction of the axis AX2 are set. Here, the first thrust distributions LA2 and LB2 have a linear gradient, and the gradient rate is determined by the axial strength r2.
(3) According to the first thrust distributions LA2 and LB2, thrust sharing ratios Q1 ′ to Q16 ′ for each position of the propulsion jacks J1 to J16 are obtained for each group A2 and B2 by the following formulas.
Qi ′ = [1 + [{cos (φi−θ2) +1} / 2-1] · r2] × 100
(4) Set Q9 ′ to Q12 ′ corresponding to the assembly jack group (propulsion jacks J9 to J12) to zero. Thus, the propulsion jacks to be operated (that is, the propulsion jacks other than the assembly jack group) are substantially divided into groups A2 and B2 that are divided into both sides of the axis AX2.
(5) The thrust sharing rate Qi ′ is changed by the deviation coefficients α A and α B corresponding to the relative strength between the two groups. Specifically, the propulsion jacks J3 to J10 belonging to the group A2 are changed by multiplying the respective thrust share ratios Qi ′ by the deviation coefficient α A , and the respective thrust share ratios Qi are calculated. Similarly, propulsion jacks J11~J16 belonging to the group B2, the J1, J2, change by multiplying the deviation coefficient alpha B to each of the thrust distribution ratio Qi ', calculates the respective thrust sharing rate Qi. Here, the deviation coefficients α A and α B satisfy the relationship of α A + α B = 2.
再び図５に戻り、ステップＳ３３では、ステップＳ３２にて算出された推力分担率Ｑｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを算出する。このようにして、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉが設定される。 Returning to FIG. 5 again, in step S33, the first thrust target value TQi of each propulsion jack is calculated based on the thrust share ratio Qi calculated in step S32 and the target total thrust Ttotal. In this way, the first thrust target value TQi of each propulsion jack is set so as to obtain the target total thrust Ttotal.
ステップＳ３４では、ステップＳ３３にて設定された各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉに基づいて、曲げモーメントに対応するジャッキモーメントＭＱを算出する。 In step S34, the jack moment MQ corresponding to the bending moment is calculated based on the first thrust target value TQi of each propulsion jack set in step S33.
尚、ジャッキモーメントＭＱについては、ヨー方向（図６のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＱＸと、ピッチ方向（図６のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＱＹとを、以下の式によりそれぞれ求める。
ＭＱＸ＝ΣＭＱＸｉ＝Σ（ＴＱｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＱＹ＝ΣＭＱＹｉ＝Σ（ＴＱｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
For the jack moment MQ, MQX, which is a moment component in the yaw direction (around the Y axis in FIG. 6), and MQY, which is a moment component in the pitch direction (around the X axis in FIG. 6), are expressed by the following equations, respectively. Ask.
MQX = Σ MQXi = Σ (TQi · RC · cos (φi))
MQY = ΣMQYi = Σ (TQi · RC · sin (φi))
ステップＳ３５では、ジャッキモーメントＭＱと目標ジャッキモーメントＭＰとを比較する。具体的には、ジャッキモーメントＭＱのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＱＸ，ＭＱＹ）と目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＰＸ，ＭＰＹ）とを比較する。 In step S35, the jack moment MQ is compared with the target jack moment MP. Specifically, the moment component (MQX, MQY) in the yaw direction and pitch direction of the jack moment MQ is compared with the moment component (MPX, MPY) in the yaw direction and pitch direction of the target jack moment MP.
ＭＱがＭＰに略同等ではない場合（例えば、ＭＱとＭＰとの差が予め設定された閾値以上の場合）には、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントと、セグメント４組立前の曲げモーメントとの差異が大きいと判定し、ステップＳ３６に進んで、軸線方向強さｒ２と偏差係数αＡ，αＢとを変更して再設定し、ステップＳ３２に戻って、推力分担率Ｑｉの算出を行う。 When MQ is not substantially equal to MP (for example, when the difference between MQ and MP is greater than or equal to a preset threshold value), the bending moment generated by the thrust distribution composed of the first thrust target value TQi of each propulsion jack And the bending moment before assembling the segment 4 is determined to be large, the process proceeds to step S36, the axial strength r2 and the deviation coefficients α A and α B are changed and reset, and the process returns to step S32. Then, the thrust share ratio Qi is calculated.
一方、ＭＱがＭＰに略同等である場合、（例えば、ＭＱとＭＰとの差が予め設定された閾値未満の場合）には、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントが、セグメント４組立前の曲げモーメントと略同等であると判定し、このときの第１の推力目標値ＴＱｉを、ステップＳ３７にて、制御部１０の記憶部に記憶させて、本フローを終了する。 On the other hand, when MQ is substantially equal to MP (for example, when the difference between MQ and MP is less than a preset threshold value), the thrust distribution consisting of the first thrust target value TQi of each propulsion jack It is determined that the generated bending moment is substantially equal to the bending moment before assembling the segment 4, and the first thrust target value TQi at this time is stored in the storage unit of the control unit 10 in step S37. End the flow.
このようにして、ステップＳ３にて、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、第１の推力目標値ＴＱｉが設定される。 Thus, in step S3, the first thrust target value TQi is set so as to obtain the target total thrust Ttotal and the target jack moment MP.
次に、上述のステップＳ４における処理の詳細について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、セグメント組立時における第２の推力目標値ＴＲｉの設定方法を示すフローチャートである。図８は、セグメント組立時における第２の直線勾配の推力分布を示す図である。
Next, details of the process in step S4 will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a flowchart showing a method of setting the second thrust target value TRi during segment assembly. FIG. 8 is a diagram showing a thrust distribution of the second linear gradient at the time of segment assembly.
図７のステップＳ４１では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された偏差係数βＡ，βＢ及び軸線方向強さｒ３の各々の初期値と、軸線角度θ３とを読み込む。
ここで、軸線方向強さｒ３及び軸線角度θ３について、図８を用いて説明する。
In step S41 of FIG. 7, the initial values of the deviation coefficients β A and β B and the axial direction strength r3, which are previously input and stored in the storage unit of the control unit 10, and the axial angle θ3 are read.
Here, the axial direction strength r3 and the axial angle θ3 will be described with reference to FIG.
推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、組立ジャッキ群（図８では推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）の中央位置Ｇ１を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の軸線角度θ３で表している。換言すれば、組立ジャッキ群の中央位置Ｇ１に対応するように、軸線角度θ３が設定されている。ここで、中央位置Ｇ１は、本発明における「不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置」に対応するものである。また、軸線方向強さｒ３は、後述する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３の勾配率を決定するパラメータであり、無次元数である。 When the propulsion jacks J1 to J16 are arranged on the peripheral line (circumference C) of the excavator main body 2, the center position G1 of the assembly jack group (propulsion jacks J9 to J12 in FIG. 8) is set to the peripheral line (circle). It is represented by the axis angle θ3 of the polar coordinate system at the center O of the circumference C). In other words, the axis angle θ3 is set so as to correspond to the center position G1 of the assembly jack group. Here, the center position G1 corresponds to the “predetermined position within the arrangement range of the inactive propulsion jack group” in the present invention. The axial direction strength r3 is a parameter that determines the gradient rate of second thrust distributions LA3 and LB3 described later, and is a dimensionless number.
図７に戻り、ステップＳ４２では、推力分担率Ｒｉを算出する。
推力分担率Ｒｉは、以下５つのステップを経て算出される。
（１）推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６を、軸線角度θ３に対応する軸線ＡＸ３の両側に二分される２つのグループＡ３，Ｂ３に分ける。ここで、軸線ＡＸ３は、組立ジャッキ群の中央位置Ｇ１と、円周Ｃの中心Ｏとを通る直線である。
（２）各グループＡ３，Ｂ３について、軸線ＡＸ３の方向に傾斜する勾配を有する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３を設定する。ここで、第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３は直線勾配を有しており、この勾配率は、軸線方向強さｒ３により決定される。
（３）第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｒ１’〜Ｒ１６’を、各グループＡ３，Ｂ３について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｒｉ’＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ３）＋１｝／２−１]・ｒ３］×１００
（４）組立ジャッキ群（推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）に対応するＲ９’〜Ｒ１２’と、この組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称に位置する対抗ジャッキ群（図８では推進ジャッキＪ１〜Ｊ４）に対応するＲ１’〜Ｒ４’とをそれぞれゼロとする。これにより、実質的には、作動させる推進ジャッキ（すなわち、組立ジャッキ群及び対抗ジャッキ群以外の推進ジャッキ）が、軸線ＡＸ３の両側に二分されるグループＡ３，Ｂ３に分けられたことになる。
（５）推力分担率Ｒｉ’を、両グループ間の相対強さに対応する偏差係数βＡ，βＢにより変更する。具体的には、グループＡ３に属する推進ジャッキＪ３〜Ｊ１０については、各々の推力分担率Ｒｉ’に偏差係数βＡを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｒｉを算出する。同様に、グループＢ３に属する推進ジャッキＪ１１〜Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２については、各々の推力分担率Ｒｉに偏差係数βＢを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｒｉを算出する。ここで、偏差係数βＡ，βＢについては、βＡ＋βＢ＝２の関係を満たしている。
Returning to FIG. 7, in step S42, the thrust share ratio Ri is calculated.
The thrust sharing ratio Ri is calculated through the following five steps.
(1) The propulsion jacks J1 to J16 are divided into two groups A3 and B3 that are divided into two sides of the axis AX3 corresponding to the axis angle θ3. Here, the axis AX3 is a straight line passing through the center position G1 of the assembly jack group and the center O of the circumference C.
(2) For each group A3 and B3, second thrust distributions LA3 and LB3 having a gradient inclined in the direction of the axis AX3 are set. Here, the second thrust distributions LA3 and LB3 have a linear gradient, and the gradient rate is determined by the axial strength r3.
(3) In accordance with the second thrust distributions LA3 and LB3, the thrust sharing ratios R1 ′ to R16 ′ for each position of the propulsion jacks J1 to J16 are obtained for the respective groups A3 and B3 by the following equations.
Ri ′ = [1 + [{cos (φi−θ3) +1} / 2-1] · r3] × 100
(4) R9 ′ to R12 ′ corresponding to the assembly jack group (propulsion jacks J9 to J12) and a counter jack group (in FIG. 8, the promotion jacks) symmetrically positioned with respect to the center O of the circumference C with respect to the assembly jack group R1 ′ to R4 ′ corresponding to J1 to J4) are set to zero, respectively. Thereby, the propulsion jacks to be operated (that is, the propulsion jacks other than the assembly jack group and the counter jack group) are substantially divided into groups A3 and B3 that are divided into two sides on the axis AX3.
(5) The thrust sharing ratio Ri ′ is changed by the deviation coefficients β A and β B corresponding to the relative strength between the two groups. Specifically, for propulsion jacks J3~J10 belonging to the group A3, and change by multiplying the deviation coefficient beta A to each of the thrust distribution ratio Ri ', calculates the respective thrust sharing rate Ri. Similarly, propulsion jacks J11~J16 belonging to the group B3, the J1, J2, change by multiplying the deviation coefficient beta B to each of the thrust distribution ratio Ri, calculates the respective thrust sharing rate Ri. Here, the deviation coefficients β A and β B satisfy the relationship β A + β B = 2.
再び図７に戻り、ステップＳ４３では、ステップＳ４２にて算出された推力分担率Ｒｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを算出する。このようにして、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉが設定される。 Returning to FIG. 7 again, in step S43, the second thrust target value TRi of each propulsion jack is calculated based on the thrust share ratio Ri calculated in step S42 and the target total thrust Ttotal. In this way, the second thrust target value TRi of each propulsion jack is set so as to obtain the target total thrust Ttotal.
ステップＳ４４では、ステップＳ４３にて設定された各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉに基づいて、曲げモーメントに対応するジャッキモーメントＭＲを算出する。 In step S44, a jack moment MR corresponding to the bending moment is calculated based on the second thrust target value TRi of each propulsion jack set in step S43.
尚、ジャッキモーメントＭＲについては、ヨー方向（図８のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＲＸと、ピッチ方向（図８のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＲＹとを、以下の式によりそれぞれ求める。
ＭＲＸ＝ΣＭＲＸｉ＝Σ（ＴＲｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＲＹ＝ΣＭＲＹｉ＝Σ（ＴＲｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
ステップＳ４５では、ジャッキモーメントＭＲと目標ジャッキモーメントＭＰとを比較する。具体的には、ジャッキモーメントＭＲのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＲＸ，ＭＲＹ）と目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＰＸ，ＭＰＹ）とを比較する。
For the jack moment MR, MRX, which is a moment component in the yaw direction (around the Y axis in FIG. 8), and MRY, which is a moment component in the pitch direction (around the X axis in FIG. 8), are expressed by the following equations, respectively. Ask.
MRX = ΣMRXi = Σ (TRi · RC · cos (φi))
MRY = ΣMRYi = Σ (TRi · RC · sin (φi))
In step S45, the jack moment MR and the target jack moment MP are compared. Specifically, the moment components (MRX, MRY) in the yaw direction and pitch direction of the jack moment MR are compared with the moment components (MPX, MPY) in the yaw direction and pitch direction of the target jack moment MP.
ＭＲがＭＰに略同等ではない場合（例えば、ＭＲとＭＰとの差が予め設定された閾値以上の場合）には、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントと、セグメント４組立前の曲げモーメントとの差異が大きいと判定し、ステップＳ４６に進んで、軸線方向強さｒ３と偏差係数βＡ，βＢとを変更して再設定し、ステップＳ４２に戻って、推力分担率Ｒｉの算出を行う。 When MR is not substantially equal to MP (for example, when the difference between MR and MP is greater than or equal to a preset threshold value), the bending moment generated by the thrust distribution consisting of the second thrust target value TRi of each propulsion jack And the bending moment before assembling the segment 4 is determined to be large, the process proceeds to step S46, the axial direction strength r3 and the deviation coefficients β A and β B are changed and reset, and the process returns to step S42. Thus, the thrust share ratio Ri is calculated.
一方、ＭＲがＭＰに略同等である場合、（例えば、ＭＲとＭＰとの差が予め設定された閾値未満の場合）には、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントが、セグメント４組立前の曲げモーメントと略同等であると判定し、このときの第２の推力目標値ＴＲｉを、ステップＳ４７にて、制御部１０の記憶部に記憶させて、本フローを終了する。 On the other hand, when MR is substantially equal to MP (for example, when the difference between MR and MP is less than a preset threshold value), the thrust distribution composed of the second thrust target value TRi of each propulsion jack is used. It is determined that the bending moment to be generated is substantially equal to the bending moment before the segment 4 is assembled, and the second thrust target value TRi at this time is stored in the storage unit of the control unit 10 in step S47. End the flow.
このようにして、ステップＳ４にて、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、第２の推力目標値ＴＲｉが設定される。 In this way, in step S4, the second thrust target value TRi is set so as to obtain the target total thrust Ttotal and the target jack moment MP.
次に、本実施形態における各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉが、セグメント４の組立状況に応じてどのように設定されるのかについて、図９〜図１９を用いて説明する。 Next, how the thrust target value Ti of each propulsion jack in the present embodiment is set according to the assembly state of the segment 4 will be described with reference to FIGS.
図９（ａ）〜図１９（ａ）は、それぞれ、シールド掘進機の掘進機本体２の後方から見た推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の配置箇所を示している。ここで、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６のうち、黒いドットで示されている推進ジャッキは組立ジャッキ群に属しており、引戻しにより不作動となっている。また、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６のうち、斜線で示されている推進ジャッキは対抗ジャッキ群に属しており、これらも不作動となっている。 Fig.9 (a)-FIG.19 (a) have each shown the arrangement | positioning location of the propulsion jacks J1-J16 seen from the back of the machine main body 2 of a shield machine. Here, out of the propulsion jacks J1 to J16, the propulsion jacks indicated by black dots belong to the assembly jack group, and are deactivated by pulling back. Further, among the jacks J1 to J16, the jacks indicated by diagonal lines belong to the counter jack group, and these are also inoperative.
また、図９（ｂ）〜図１９（ｂ）は、それぞれ、各推進ジャッキの推力目標値（ＴＰｉ，ＴＱｉ，ＴＲｉ）の大きさを円柱の高さで示している。
尚、本実施形態では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを５６０［ｋＮ］と仮定する。また、操作角度θ１を３／２［ｒａｄ］と仮定する。また、操作強さｒ１を０．４０と仮定する。また、円周Ｃの半径ＲＣを２［ｍ］と仮定する。
Further, FIGS. 9B to 19B respectively show the magnitudes of the thrust target values (TPi, TQi, TRi) of the respective propulsion jacks by the height of the cylinder.
In the present embodiment, the target total thrust Ttotal is assumed to be 560 [kN]. Further, it is assumed that the operation angle θ1 is 3/2 [rad]. Further, it is assumed that the operation strength r1 is 0.40. Further, it is assumed that the radius RC of the circumference C is 2 [m].
［１］セグメント組立前の場合（図９参照）
この場合は、上述の図２のステップＳ２、図３のステップＳ２１〜Ｓ２３、及び図４を用いると、以下表１に示す算出結果が得られる。
[1] Before segment assembly (see Fig. 9)
In this case, using step S2 in FIG. 2, steps S21 to S23 in FIG. 3, and FIG. 4, the calculation results shown in Table 1 below are obtained.
この場合における目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向のモーメント成分ＭＰＸ（０［ｋＮ・ｍ］）と、ピッチ方向のモーメント成分ＭＰＹ（１４０［ｋＮ・ｍ］）とがセグメント組立時においても維持されるように（すなわち、セグメント組立前の目標ジャッキモーメントＭＰがセグメント組立時においても維持されるように）、及び、目標総推力Ｔｔｏｔａｌがセグメント組立時においても維持されるように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱと第２の推力目標値ＴＲとが設定される。 In this case, the moment component MPX (0 [kN · m]) in the yaw direction of the target jack moment MP and the moment component MPY (140 [kN · m]) in the pitch direction are maintained even during segment assembly. The first thrust of each propulsion jack (that is, the target jack moment MP before the segment assembly is maintained even during the segment assembly) and the target total thrust Ttotal is also maintained during the segment assembly. A target value TQ and a second thrust target value TR are set.
［２］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ７〜Ｊ１０からなる場合（図１０，図１１参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／２π［ｒａｄ］となる。
[2] When the assembly jack group at the time of segment assembly consists of J7 to J10 (see FIGS. 10 and 11)
In this case, the axial angle θ2 = θ3 = 3 / 2π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝１．００とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表２に示す算出結果が得られる。 First, assuming that the axial direction strength r2 = 1.00 and the deviation coefficient α A = α B = 1.00, and using step S3 in FIG. 2, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. The calculation results shown in Table 2 are obtained.
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ１５，Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．８４とし、偏差係数βＡ＝βＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表３に示す算出結果が得られる。 Next, J15, J16, J1, J2 belonging to the opposing jack group are deactivated, the axial direction strength r3 = 0.84, the deviation coefficient β A = β B = 1.00, and the steps of FIG. If S4, steps S41 to S47 in FIG. 7, and FIG. 8 are used, the calculation results shown in Table 3 below are obtained.
表２と表３とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１０４［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９８［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。 Referring to Tables 2 and 3, since the maximum value TQmax of the first thrust target value is 104 [kN] and the maximum value TRmax of the second thrust target value is 98 [kN], TQmax > TRmax.
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S6 in step S5 of FIG. 2, the second thrust target value TRi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
［３］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ９〜Ｊ１２からなる場合（図１２，図１３参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝５／４π［ｒａｄ］となる。
[3] When the assembly jack group at the time of assembling the segment is composed of J9 to J12 (see FIGS. 12 and 13)
In this case, the axial angle θ2 = θ3 = 5 / 4π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝０．９７とし、偏差係数αＡ＝１．１０とし、αＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表４に示す算出結果が得られる。 First, the axial direction strength r2 = 0.97, the deviation coefficient α A = 1.10, α B = 0.90, step S3 in FIG. 2, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. When is used, the calculation results shown in Table 4 below are obtained.
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ１〜Ｊ４を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．６８とし、偏差係数βＡ＝１．１０とし、βＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表５に示す算出結果が得られる。 Next, J1 to J4 belonging to the opposing jack group are deactivated, the axial strength r3 = 0.68, the deviation coefficient β A = 1.10, β B = 0.90, and the above-described FIG. If Step S4, Steps S41 to S47 of FIG. 7, and FIG. 8 are used, the calculation results shown in Table 5 below are obtained.
表４と表５とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１０９［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９９［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。 Referring to Table 4 and Table 5, since the maximum value TQmax of the first thrust target value is 109 [kN] and the maximum value TRmax of the second thrust target value is 99 [kN], TQmax > TRmax.
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S6 in step S5 of FIG. 2, the second thrust target value TRi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
［４］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１１〜Ｊ１４からなる場合（図１４，図１５参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝π［ｒａｄ］となる。
[4] When the assembly jack group at the time of segment assembly consists of J11 to J14 (see FIGS. 14 and 15)
In this case, the axial angle θ2 = θ3 = π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝０．８７とし、偏差係数αＡ＝１．１５とし、αＢ＝０．８５として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表６に示す算出結果が得られる。 First, the axial direction strength r2 = 0.87, the deviation coefficient α A = 1.15, α B = 0.85, step S3 in FIG. 2, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. When is used, the calculation results shown in Table 6 below are obtained.
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ３〜Ｊ６を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．００とし、偏差係数βＡ＝１．１４とし、βＢ＝０．８６として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表７に示す算出結果が得られる。 Next, J3 to J6 belonging to the opposing jack group are deactivated, the axial strength r3 = 0.00, the deviation coefficient β A = 1.14, β B = 0.86, and the above-described FIG. If Step S4, Steps S41 to S47 of FIG. 7, and FIG. 8 are used, the calculation results shown in Table 7 below are obtained.
表６と表７とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１００［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは８０［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。 Referring to Tables 6 and 7, since the maximum value TQmax of the first thrust target value is 100 [kN] and the maximum value TRmax of the second thrust target value is 80 [kN], TQmax > TRmax.
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S6 in step S5 of FIG. 2, the second thrust target value TRi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
［５］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１３〜Ｊ１６からなる場合（図１６，図１７参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／４π［ｒａｄ］となる。
[5] When the assembly jack group at the time of assembling the segment is composed of J13 to J16 (see FIGS. 16 and 17)
In this case, the axial angle θ2 = θ3 = 3 / 4π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝０．７４とし、偏差係数αＡ＝１．１１とし、αＢ＝０．８９として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表８に示す算出結果が得られる。 First, the axial direction strength r2 = 0.74, the deviation coefficient α A = 1.11, α B = 0.89, step S3 in FIG. 2, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. When is used, the calculation results shown in Table 8 below are obtained.
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ５〜Ｊ８を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝−２．１０とし、偏差係数βＡ＝１．１０とし、βＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表９に示す算出結果が得られる。 Next, J5 to J8 belonging to the opposing jack group are deactivated, the axial direction strength r3 = −2.10, the deviation coefficient β A = 1.10, β B = 0.90, and the above-described FIG. If step S4 of FIG. 7, steps S41 to S47 of FIG. 7, and FIG. 8 are used, the calculation results shown in Table 9 below are obtained.
表８と表９とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは８４［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９９［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＜ＴＲｍａｘとなっている。 Referring to Table 8 and Table 9, since the maximum value TQmax of the first thrust target value is 84 [kN] and the maximum value TRmax of the second thrust target value is 99 [kN], TQmax <TRmax.
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ７に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第１の推力目標値ＴＱｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S7 in step S5 of FIG. 2, the first thrust target value TQi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
［６］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１５，Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２からなる場合（図１８，図１９参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝１／２π［ｒａｄ］となる。
[6] When the assembly jack group at the time of segment assembly consists of J15, J16, J1, and J2 (see FIGS. 18 and 19)
In this case, the axial angle θ2 = θ3 = 1 / 2π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝０．６７とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表１０に示す算出結果が得られる。 First, assuming that the axial direction strength r2 = 0.67, the deviation coefficient α A = α B = 1.00, and using step S3 in FIG. 2, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. The calculation results shown in Table 10 are obtained.
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ７〜Ｊ１０を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝−５．２０とし、偏差係数βＡ＝βＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表１１に示す算出結果が得られる。 Next, J7 to J10 belonging to the opposing jack group are deactivated, the axial direction strength r3 = −5.20, the deviation coefficient β A = β B = 1.00, step S4 in FIG. 7 steps S41 to S47 and FIG. 8 are used, the calculation results shown in Table 11 below are obtained.
表１０と表１１とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは７０［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９８［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＜ＴＲｍａｘとなっている。 Referring to Table 10 and Table 11, since the maximum value TQmax of the first thrust target value is 70 [kN] and the maximum value TRmax of the second thrust target value is 98 [kN], TQmax <TRmax.
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ７に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第１の推力目標値ＴＱｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S7 in step S5 of FIG. 2, the first thrust target value TQi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
ところで、特許第３３１４３６６号公報には、上述の図３及び図４に示した推進ジャッキの推力設定方法と同様の手法が記載されている。
この特許第３３１４３６６号公報に記載のような手法では、図４に示すように、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の境界線である軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定し、この軸線ＡＸ１により二分されるクループＡ１，Ｂ１の各々の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１を軸線ＡＸ１に関して互いに対称になるように設定することで、掘進方向制御に必要な曲げモーメント及び総推力を効率的に得ている。
Incidentally, Japanese Patent No. 3314366 describes a technique similar to the thrust setting method of the propulsion jack shown in FIGS. 3 and 4 described above.
In the method described in Japanese Patent No. 3314366, as shown in FIG. 4, an axis AX1 that is a boundary line of the thrust distributions LA1 and LB1 is set in the same direction as an extended line of the operation angle θ1, and this axis By setting the thrust distributions LA1 and LB1 of the groups A1 and B1 divided into two by AX1 so as to be symmetrical with respect to the axis AX1, the bending moment and the total thrust necessary for controlling the excavation direction are efficiently obtained. .
しかしながら、同時掘進組立工法において、軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定すると、組立ジャッキ群の位置等によっては、掘進方向制御に必要な曲げモーメント及び総推力が得られない可能性がある。また、施工状態に応じてセグメント４の組立箇所が掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）に沿って周方向に移動することにより、これに追従して、不作動となる推進ジャッキ群の位置も移動するので、掘進方向制御が不安定になる可能性がある。 However, in the simultaneous excavation assembly method, if the axis AX1 is set in the same direction as the extended line of the operation angle θ1, the bending moment and the total thrust necessary for the excavation direction control may not be obtained depending on the position of the assembly jack group, etc. There is sex. Further, the assembly location of the segment 4 moves in the circumferential direction along the peripheral line (circumference C) of the excavator main body 2 according to the construction state, so that the propulsion jack group which becomes inoperative following this is moved. Since the position also moves, the excavation direction control may become unstable.
この点、本実施形態では、セグメント４の組立箇所の移動に追従して軸線ＡＸ２，ＡＸ３が移動可能であるので、セグメント４の組立箇所が移動しても、軸線により二分されるクループの各々の推力分布が、互いに、軸線に関する対称性を維持でき、この結果、必要な曲げモーメント及び総推力を得て、安定的に掘進方向制御を行うことができる。 In this respect, in the present embodiment, the axes AX2 and AX3 can be moved following the movement of the assembly location of the segment 4. Therefore, even if the assembly location of the segment 4 is moved, each of the groups that are divided into two by the axis. The thrust distributions can maintain symmetry with respect to the axis line, and as a result, the necessary bending moment and total thrust can be obtained and the excavation direction control can be performed stably.
尚、本実施形態では、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２、及び、第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３が、それぞれ、対応する軸線の方向に傾斜する勾配として、上述の直線勾配を有しているが、勾配の態様はこれに限らず、例えば、特許第３３１４３６６号公報に記載のようないわゆる曲線勾配を、本実施形態における各推力分布の勾配に適用することが可能である。 In the present embodiment, the thrust distributions LA1 and LB1, the first thrust distributions LA2 and LB2, and the second thrust distributions LA3 and LB3 are described as straight lines described above as gradients inclined in the directions of the corresponding axes, respectively. Although it has a gradient, the aspect of the gradient is not limited to this. For example, a so-called curved gradient as described in Japanese Patent No. 3314366 can be applied to the gradient of each thrust distribution in the present embodiment. is there.
本実施形態によれば、掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置された複数の推進ジャッキ６の推力を調整してシールド掘進機１の掘進方向を制御するに当たり、掘進とセグメント組立とを同時施工するために、セグメント４の組立箇所に対応する組立ジャッキ群を不作動とする一方、この組立ジャッキ群以外の推進ジャッキを作動させる場合に、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを設定し、組立ジャッキ群の配置範囲内の所定位置（中央位置Ｆ１）と円周Ｃの中心Ｏとを通る軸線ＡＸ２を設定し、作動させる推進ジャッキ６を、軸線ＡＸ２の両側に二分される２つのグループＡ２，Ｂ２に分け、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、各グループＡ２，Ｂ２について、軸線ＡＸ２の方向に傾斜する勾配を有する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２を設定し、この第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定する。これにより、組立ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮した比較的なだらかな推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定することができるので、この推力目標値ＴＱｉに基づいて各推進ジャッキの推力を調整して、必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機１の掘進方向制御を行うことができる。 According to the present embodiment, when adjusting the thrust of the plurality of propulsion jacks 6 arranged on the peripheral line (circumference C) of the excavator main body 2 to control the excavation direction of the shield excavator 1, the excavation and the segment In order to perform simultaneous assembly, the assembly jack group corresponding to the assembly location of the segment 4 is deactivated. On the other hand, when a propulsion jack other than the assembly jack group is activated, the shield direction machine 1 controls the direction of excavation. Propulsion jack to be operated by setting a required total target thrust Ttotal and a target jack moment MP, setting an axis AX2 passing through a predetermined position (center position F1) within the arrangement range of the assembly jack group and the center O of the circumference C 6 is divided into two groups A2 and B2 which are divided into two sides on the both sides of the axis AX2, and each of the target total thrust Ttotal and the target jack moment MP is obtained. For the loops A2 and B2, first thrust distributions LA2 and LB2 having a slope inclined in the direction of the axis AX2 are set, and based on the first thrust distributions LA2 and LB2, the first thrust target of each propulsion jack is set. Set the value TQi. Accordingly, the first thrust target value TQi of each propulsion jack can be set based on a comparatively gentle thrust distribution in consideration of the forced moment generated due to the assembly jack group. By adjusting the thrust of each propulsion jack based on the target value TQi, the necessary total thrust and bending moment can be obtained and the excavation direction control of the shield machine 1 can be performed.
また本実施形態によれば、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２が軸線ＡＸ２に関する対称性を有する比較的なだらかな勾配（直線勾配）で設定されるので、それらの推力差が全て同一方向の曲げモーメントを生ずることとなり、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメント（目標ジャッキモーメントＭＰ）を効率的に得ることができる。 In addition, according to the present embodiment, the first thrust distributions LA2 and LB2 are set with a comparatively gentle gradient (linear gradient) having symmetry with respect to the axis AX2, so that the thrust differences are all bending moments in the same direction. As a result, a bending moment (target jack moment MP) necessary for controlling the direction of excavation of the shield machine 1 can be obtained efficiently.
ところで、シールド掘進機１のジャッキ推力は、シールドトンネルのセグメント４に荷重として加わる。シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメントを得るためには、セグメント４に一定の偏った荷重が加わることを許容しなければならないが、既に組立てられたセグメント４への影響を緩和するためには、近接する推進ジャッキ６間の推力の差が小さいこと、換言すれば、円周Ｃに沿う周方向で見て、推進ジャッキ６間の推力勾配の変節点が少ないことが求められる。ここで、推力勾配の変節点とは、増加する推力勾配から減少する推力勾配への変化点、又は、減少する推力勾配から増加する推力勾配への変化点を意味する。近接する推進ジャッキ６間の推力の差が大きい場合には、セグメント４に偏圧が作用することになり、覆工体５が変形する可能性がある。また、推力勾配の変節点では、セグメント４の主に継手部に、応力が集中する部分、又は、応力が拡散する部分が生じ、これら部分がセグメント組立に悪影響を及ぼす可能性がある。 By the way, the jack thrust of the shield machine 1 is applied to the segment 4 of the shield tunnel as a load. In order to obtain a bending moment necessary for controlling the direction of excavation of the shield machine 1, it is necessary to allow a certain biased load to be applied to the segment 4, but the influence on the already assembled segment 4 is mitigated. For this purpose, it is required that the difference in thrust between adjacent propulsion jacks 6 is small, in other words, there are few inflection points of the thrust gradient between the propulsion jacks 6 when viewed in the circumferential direction along the circumference C. Here, the inflection point of the thrust gradient means a changing point from an increasing thrust gradient to a decreasing thrust gradient, or a changing point from a decreasing thrust gradient to an increasing thrust gradient. If the thrust difference between the adjacent propulsion jacks 6 is large, a bias pressure acts on the segment 4 and the covering body 5 may be deformed. Further, at the inflection point of the thrust gradient, a portion where stress is concentrated or a portion where stress is diffused occurs mainly in the joint portion of the segment 4, and these portions may adversely affect the segment assembly.
この点、本実施形態では、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２が比較的なだらかな勾配（直線勾配）を有することにより、推力勾配の変節点が比較的少ないので、セグメント４の主に継手部に作用する応力の集中又は拡散を抑制することができ、ひいては、セグメント組立の施工性を向上させることができる。 In this respect, in the present embodiment, the first thrust distributions LA2 and LB2 have relatively gentle gradients (linear gradients), so that the number of inflection points of the thrust gradient is relatively small. Concentration or diffusion of the acting stress can be suppressed, and as a result, the workability of the segment assembly can be improved.
また本実施形態によれば、組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称な位置の対抗ジャッキ群を不作動として、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、各グループＡ３，Ｂ３について、軸線ＡＸ３の方向に傾斜する勾配を有する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３を設定し、この第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３に基づいて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。また、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘと第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘとを比較し、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘの場合には、第２の推力目標値ＴＲｉを、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして選択する一方、ＴＱｍａｘ≦ＴＲｍａｘの場合には、第１の推力目標値ＴＱｉを、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。 In addition, according to the present embodiment, each group A3 is obtained so that the target total thrust Ttotal and the target jack moment MP are obtained by disabling the opposing jack group located symmetrically with respect to the center O of the circumference C with respect to the assembled jack group. , B3, second thrust distributions LA3, LB3 having a gradient inclined in the direction of the axis AX3 are set, and based on the second thrust distributions LA3, LB3, the second thrust target value TRi of each propulsion jack is set. Set. Further, the maximum value TQmax of the first thrust target value is compared with the maximum value TRmax of the second thrust target value, and when TQmax> TRmax, the second thrust target value TRi is determined as the thrust of each propulsion jack. On the other hand, when TQmax ≦ TRmax is selected as the target value Ti, the first thrust target value TQi is selected as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Thereby, since the maximum value of the thrust of the propulsion jack 6 can be suppressed low, an excessively large load acts on the segment 4 and the segment 4 is damaged, and the covering body 5 is deformed. Can be suppressed.
図２０は、本発明の第２実施形態における推進ジャッキの推力設定方法を示すフローチャートである。
図２に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
FIG. 20 is a flowchart illustrating a propulsion jack thrust setting method according to the second embodiment of the present invention.
Differences from the first embodiment shown in FIG. 2 will be described.
図２０に示すフローでは、ステップＳ６又はＳ７にて設定された各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉについて、ステップＳ８にて、推力目標値Ｔｉと、所定値Ｔｉｍａｘとを比較する。ここで、所定値Ｔｉｍａｘとは、推力目標値Ｔｉが、推進ジャッキ６の最大推進能力を超えた値か否かを判定するための閾値であり、予め設定された値である。 In the flow shown in FIG. 20, the thrust target value Ti and the predetermined value Timax are compared in step S8 for the thrust target value Ti of each propulsion jack set in step S6 or S7. Here, the predetermined value Timax is a threshold value for determining whether the thrust target value Ti is a value that exceeds the maximum propulsive capacity of the propulsion jack 6, and is a preset value.
Ｔｉ＞Ｔｉｍａｘの場合は、ステップＳ９にて目標総推力Ｔｔｏｔａｌを低減して、ステップＳ２に戻り、目標ジャッキモーメントＭＰの設定を行う。そして、この低減した目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、ステップＳ３にて各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定し、ステップＳ４にて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。 If Ti> Timax, the target total thrust Ttotal is reduced in step S9, the process returns to step S2, and the target jack moment MP is set. Then, in step S3, the first thrust target value TQi of each propulsion jack is set so as to obtain the reduced target total thrust Ttotal and the target jack moment MP, and in step S4, the second propulsion jack second value TQi is set. The thrust target value TRi is set.
そして、ステップＳ８にてＴｉ≦Ｔｉｍａｘになるまで、上述のステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、Ｔｉ≦Ｔｉｍａｘになった時点で、このときの推力目標値Ｔｉを、ステップＳ１０にて目標値と設定して、この推力目標値Ｔｉに応じて、推進ジャッキ６の圧力制御（油圧制御）を行う。 Then, the processing in steps S2 to S9 described above is repeated until Ti ≦ Timax in step S8. When Ti ≦ Timax is satisfied, the thrust target value Ti at this time is set as the target value in step S10. Then, pressure control (hydraulic control) of the propulsion jack 6 is performed according to the thrust target value Ti.
次に、本実施形態における目標総推力Ｔｔｏｔａｌが、第１実施形態における目標総推力Ｔｔｏｔａｌより大きい７００［ｋＮ］である場合の、推力目標値Ｔｉの設定方法の一例を説明する。ここで、所定値Ｔｉｍａｘは、１００［ｋＮ］であると仮定する。 Next, an example of a method for setting the thrust target value Ti when the target total thrust Ttotal in the present embodiment is 700 [kN] larger than the target total thrust Ttotal in the first embodiment will be described. Here, it is assumed that the predetermined value Timax is 100 [kN].
［１］セグメント組立前の場合
この場合は、上述の図２０のステップＳ２、図３のステップＳ２１〜Ｓ２３、及び図４を用いると、以下表１２に示す算出結果が得られる。
[1] Before Segment Assembly In this case, the calculation results shown in Table 12 below can be obtained by using step S2 in FIG. 20, steps S21 to S23 in FIG. 3, and FIG.
［２］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ７〜Ｊ１０からなる場合
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／２π［ｒａｄ］となる。
[2] When the assembly jack group at the time of assembling the segment is composed of J7 to J10 In this case, the axial angle θ2 = θ3 = 3 / 2π [rad].
まず、軸線方向強さｒ２＝１．００とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２０のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表１３に示す算出結果が得られる。 First, assuming that the axial direction strength r2 = 1.00 and the deviation coefficient α A = α B = 1.00, and using step S3 in FIG. 20, steps S31 to S37 in FIG. 5, and FIG. The calculation results shown in Table 13 are obtained.
従って、この場合には、図２０のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。 Therefore, in this case, since the process proceeds to step S6 in step S5 of FIG. 20, the second thrust target value TRi is selected and set as the thrust target value Ti of each propulsion jack. Become.
この後、ステップＳ８では、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉと所定値Ｔｉｍａｘとが比較される。この場合では、Ｔｉの最大値が１２３［ｋＮ］であり、所定値Ｔｉｍａｘ＝１００［ｋＮ］を上回るので、ステップＳ８からステップＳ９に進み、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを低減して、ステップＳ２に戻り、目標ジャッキモーメントＭＰの設定を行う。そして、この低減した目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、ステップＳ３にて各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定し、ステップＳ４にて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。 Thereafter, in step S8, the thrust target value Ti of each propulsion jack is compared with a predetermined value Timax. In this case, since the maximum value of Ti is 123 [kN] and exceeds the predetermined value Timax = 100 [kN], the process proceeds from step S8 to step S9, the target total thrust Ttotal is reduced, and the process returns to step S2. Set the target jack moment MP. Then, in step S3, the first thrust target value TQi of each propulsion jack is set so as to obtain the reduced target total thrust Ttotal and the target jack moment MP, and in step S4, the second propulsion jack second value TQi is set. The thrust target value TRi is set.
特に本実施形態によれば、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉが所定値Ｔｉｍａｘを超える場合には総推力Ｔｔｏｔａｌを低減し、この低減した総推力Ｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉ及び第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。これにより、推力目標値Ｔｉが、例えば、推進ジャッキ６の最大推進能力を超えた値になることを抑制できるので、推進ジャッキ６の故障等を防ぐことができると共に、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。 In particular, according to the present embodiment, when the thrust target value Ti of each propulsion jack exceeds a predetermined value Timax, the total thrust Ttotal is reduced, and the first total of each propulsion jack is obtained so as to obtain this reduced total thrust Total. A thrust target value TQi and a second thrust target value TRi are set. As a result, it is possible to prevent the thrust target value Ti from becoming a value exceeding the maximum propulsion capacity of the propulsion jack 6, for example. Therefore, failure of the propulsion jack 6 can be prevented and the segment 4 is locally excessively large. It is possible to prevent the segment 4 from being damaged due to an excessive load and the covering body 5 from being deformed.
尚、上述の実施形態では、複数の推進ジャッキからなる組立ジャッキ群の中央位置を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の軸線角度θ２，θ３で表しているが、軸線角度θ２，θ３が対応する組立ジャッキ群の配置範囲内の所定位置は、上記中央位置に限らず、組立ジャッキ群の配置範囲内の任意の位置であり得る。この一例を、図２１に示す。 In the above-described embodiment, the center position of the assembly jack group including a plurality of propulsion jacks is represented by the axis angles θ2 and θ3 of the polar coordinate system at the center O of the peripheral line (circumference C), but the axis angle θ2 , Θ3 correspond to the predetermined position in the arrangement range of the assembly jack group, and is not limited to the center position, but may be any position in the arrangement range of the assembly jack group. An example of this is shown in FIG.
図２１は、図６及び図１２に示した、セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ９〜Ｊ１２からなる場合に対応しており、軸線角度θ２の設定方法の変形例を示す。図６及び図１２（ａ）では、組立ジャッキ群の設置範囲内の中央位置Ｆ１に、軸線角度θ２が対応している。一方、図２１（ａ）では、組立ジャッキ群の設置範囲内において、中央位置より掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）の中心角で２２．５°ずれた位置に、軸線角度θ２が対応している。図２１に示す軸線角度θ２を、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６に適用して、第１の推力目標値ＴＱを算出すると、図２１（ｂ）に示すような第１の推力目標値ＴＱの分布が得られる。 FIG. 21 corresponds to the case where the assembly jack group at the time of the segment assembly shown in FIGS. 6 and 12 is composed of J9 to J12, and shows a modification of the method for setting the axis angle θ2. 6 and 12A, the axial angle θ2 corresponds to the center position F1 within the installation range of the assembly jack group. On the other hand, in FIG. 21A, the axial angle θ2 is at a position shifted by 22.5 ° from the central position of the peripheral line (circumference C) of the machine body 2 within the installation range of the assembly jack group. It corresponds. When the axial angle θ2 shown in FIG. 21 is applied to step S3 of FIG. 2 described above, steps S31 to S37 of FIG. 5 and FIG. 6, and the first thrust target value TQ is calculated, FIG. A distribution of the first thrust target value TQ as shown is obtained.
また、上述の実施形態では、シールド掘進機１が１６本の推進ジャッキ６を備える場合を用いて説明したが、シールド掘進機１が備える推進ジャッキ６の本数はこれに限らず、例えば、シールド掘進機１が１６本以上の推進ジャッキ６を備えることが好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the shield machine 1 includes 16 propulsion jacks 6 has been described. However, the number of the propulsion jacks 6 included in the shield machine 1 is not limited to this, and for example, the shield machine 1 The machine 1 is preferably equipped with 16 or more propulsion jacks 6.
また、上述の実施形態では、組立ジャッキ群が４本の推進ジャッキ６により構成され、これにより、組立ジャッキ群の配置範囲が、円周Ｃの中心角で９０°の範囲に対応する場合を示したが、組立ジャッキ群の配置範囲と円周Ｃの中心角の範囲との対応関係はこれに限らず、例えば、組立ジャッキ群の配置範囲が、円周Ｃの中心角で９０°以下の範囲に対応することが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, the assembly jack group is configured by the four propulsion jacks 6 so that the arrangement range of the assembly jack group corresponds to the range of 90 ° at the central angle of the circumference C. However, the correspondence relationship between the arrangement range of the assembly jack group and the range of the central angle of the circumference C is not limited to this. For example, the arrangement range of the assembly jack group is a range where the central angle of the circumference C is 90 ° or less. It is preferable to correspond to.
１ シールド掘進機
２ 掘進機本体
３ エレクター
４ セグメント
５ 覆工体
６，Ｊ１〜Ｊ１６ 推進ジャッキ
１０ 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield digging machine 2 digging machine main body 3 erector 4 segment 5 lining body 6, J1-J16 propulsion jack 10 control part
Claims (4)
シールド掘進機の掘進方向制御に必要な目標総推力及び目標ジャッキモーメントを設定し、
前記不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置と前記周縁線の中心とを通る軸線を設定し、
前記作動させる推進ジャッキを、前記軸線の両側に二分される２つのグループに分け、
前記目標総推力及び前記目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、前記軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、
この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定することを特徴とする、シールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。 When adjusting the thrust direction of the shield excavator by adjusting the thrust of the plurality of propulsion jacks arranged on the peripheral line of the excavator main body, in order to perform the excavation and the segment assembly at the same time, the plural corresponding to the segment assembly location In the case where the propulsion jack group including the propulsion jack is deactivated, while the propulsion jacks other than the deactivated propulsion jack group are activated,
Set the target total thrust and target jack moment required to control the direction of the shield machine.
An axis passing through a predetermined position within the arrangement range of the inactive propulsion jack group and the center of the peripheral line is set,
The propulsion jacks to be actuated are divided into two groups that are bisected on both sides of the axis;
In order to obtain the target total thrust and the target jack moment, a thrust distribution having a gradient inclined in the direction of the axis is set for each group,
A thrust setting method for a propulsion jack in a shield machine, wherein a first thrust target value for each propulsion jack is set based on the thrust distribution.
前記第１の推力目標値の最大値と前記第２の推力目標値の最大値とを比較し、
前記第１の推力目標値の最大値が前記第２の推力目標値の最大値より大きい場合には、前記第２の推力目標値を、各推進ジャッキの推力目標値として選択する一方、
前記第１の推力目標値の最大値が前記第２の推力目標値の最大値以下の場合には、前記第１の推力目標値を、各推進ジャッキの推力目標値として選択することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。 For each group, the axis of the axis is set so that the target total thrust and the target jack moment are obtained by disabling the propulsion jack group at a position symmetrical to the center of the peripheral line with respect to the inactive propulsion jack group. Set a thrust distribution having a gradient inclined in the direction, and set a second thrust target value for each propulsion jack based on this thrust distribution,
Comparing the maximum value of the first thrust target value with the maximum value of the second thrust target value;
When the maximum value of the first thrust target value is larger than the maximum value of the second thrust target value, the second thrust target value is selected as the thrust target value of each propulsion jack,
When the maximum value of the first thrust target value is equal to or less than the maximum value of the second thrust target value, the first thrust target value is selected as the thrust target value of each propulsion jack. The thrust setting method of the propulsion jack in the shield machine according to claim 1 or 2.
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