JP2021042585A - Shield excavator excavation direction adjustment method and shield excavator direction control system - Google Patents

Shield excavator excavation direction adjustment method and shield excavator direction control system Download PDF

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Abstract

To provide a shield excavator excavation direction adjustment method which enables the shield excavator to be excavated along a planned alignment based on a construction plan.SOLUTION: The present invention is a method of adjusting the excavation direction of a shield excavator in order to make the shield excavator excavate so as to follow a progress target value specified for each predetermined excavation direction section. A plurality of verification points is set in the excavation direction section, and the shield excavator is excavated while controlling the excavation direction based on the progress target value. Every time it reaches the verification point, a verification point actual value, which is a stroke difference related to the shield excavator, is measured. When the measured verification point actual value does not satisfy a progress target theoretical value calculated based on the progress target value at the verification point, the stroke difference of the progress target value is adjusted based on the verification point actual value. The shield excavator is excavated while controlling the excavation direction based on the adjusted target progress value.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、シールド掘進機の掘進方向を制御するための、シールド掘進機の掘進方向調整方法及びシールド掘進機の方向制御システムに関する。 The present invention relates to a method for adjusting the excavation direction of a shield excavator and a direction control system for the shield excavator for controlling the excavation direction of the shield excavator.

従来よりシールド掘進機は、コンピュータを利用した掘進方向の自動制御化が実現されており、高い掘進制度をもって作業を進めるべく、様々なシステムが検討されている。 Conventionally, shield boring machines have been realized to automatically control the direction of excavation using a computer, and various systems are being studied in order to proceed with work with a high excavation system.

例えば、特許文献1では、シールド掘進機に作用するジャッキ推力の作用力点を用いて、シールド掘進機の掘進方向を制御する、シールド掘進機の方向制御システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a direction control system for a shield excavator that controls the excavation direction of the shield excavator by using the action point of the jack thrust acting on the shield excavator.

具体的には、まず、シールド掘進機の正面視で、左右端に位置するシールドジャッキの伸縮量の差をストローク差、上下端方向のシールド掘進機の傾斜角度をピッチング角として設定し、所定区間だけ掘進して停止させたシールド掘進機において、現在のストローク差およびピッチング角を計測しておく。その一方で、現場職員が、次の所定区間の掘進作業に向けて、シールド掘進機を計画線形に沿って掘進させるための進行目標値を設定する。 Specifically, first, in front view of the shield excavator, the difference in the amount of expansion and contraction of the shield jacks located at the left and right ends is set as the stroke difference, and the inclination angle of the shield excavator in the upper and lower ends directions is set as the pitching angle, and a predetermined section is set. Measure the current stroke difference and pitching angle in the shield excavator that has been dug and stopped. On the other hand, the on-site staff sets a progress target value for digging the shield boring machine along the planned alignment for the digging work of the next predetermined section.

方向制御システムは、進行目標値、現在のストローク差及びピッチング角と、実績に基づく回帰分析結果から、次の掘進作業でシールド掘進機を計画線形に沿って掘進させるために、適したジャッキ推力の作用力点として推奨する推奨力点を設定する。シールド掘進機のオペレーターは、この推奨力点を参照しつつシールド掘進機の性能や地盤状況を勘案し、最適な目標力点を決定し、これをシールド掘進機の制御装置に入力する。 Based on the target value of travel, the current stroke difference and pitching angle, and the results of regression analysis based on actual results, the direction control system has a suitable jack thrust for digging the shield digger along the planned alignment in the next digging work. Set the recommended force point recommended as the action point. The operator of the shield boring machine determines the optimum target force point in consideration of the performance and ground condition of the shield excavator while referring to this recommended point of effort, and inputs this to the control device of the shield excavator.

すると、シールド掘進機の制御装置にシールドジャッキの自動制御機能が搭載されている場合、シールド掘進機は、掘進作業を再開するのみで、運転中のシールド掘進機に作用するジャッキ推力の実力点が目標力点を追従するよう、運転を自動制御される。 Then, if the control device of the shield excavator is equipped with the automatic control function of the shield jack, the shield excavator only restarts the excavation work, and the actual point of the jack thrust acting on the shield excavator in operation is The operation is automatically controlled so as to follow the target point of effort.

一方で、シールドジャッキの自動制御機能が搭載されていない場合、方向制御システムに格納されているジャッキパターンテーブルの中から、オペレーターが決定した目標力点に作用力点が最も近いジャッキパターンを、方向制御システムもしくはオペレーター自身が適宜選択する。そして、オペレーターは、選択されたジャッキパターンを用いて、運転中のシールド掘進機に作用するジャッキ推力の実力点が目標力点を追従するよう、シールド掘進機を運転する。 On the other hand, if the automatic control function of the shield jack is not installed, the direction control system selects the jack pattern whose acting force point is closest to the target force point determined by the operator from the jack pattern table stored in the direction control system. Alternatively, the operator himself selects it as appropriate. Then, the operator uses the selected jack pattern to operate the shield excavator so that the actual point of the jack thrust acting on the shield excavator during operation follows the target force point.

特開2019−82003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-82003

トンネル施工では一般に、所定の作業時間内に実施する掘進予定範囲について、セグメントをリング状に組み立てた1リング分の全幅に相当する距離ごとに進行目標値を規定した掘進指示書を作成したうえで、この進行目標値に基づいてシールド掘進機による掘進作業を行っている。このため、1リング分の全幅に相当する距離を掘進した地点での実績値が進行目標値と合致しない場合には、次の掘進に向けて進行目標値を調整し、掘進方向の修正を図って後行の掘進作業を実施する手順を繰り返し、掘進指示書を満足するよう掘進予定範囲を掘進する。しかし、特許文献1には、このような進行目標値を調整する機能を有していないため、掘進指示書が作成された掘進予定範囲を掘進し終えた時点で、掘進指示書を満足しない事態が生じかねない。 In tunnel construction, in general, for the planned excavation range to be carried out within a predetermined working time, after preparing an excavation instruction that defines the progress target value for each distance corresponding to the total width of one ring in which the segments are assembled in a ring shape. , The excavation work by the shield excavator is performed based on this progress target value. Therefore, if the actual value at the point where the distance corresponding to the total width of one ring is dug does not match the progress target value, the progress target value is adjusted for the next excavation and the excavation direction is corrected. Then, repeat the procedure for carrying out the subsequent excavation work, and excavate the planned excavation range so as to satisfy the excavation instructions. However, since Patent Document 1 does not have a function of adjusting such a progress target value, a situation in which the excavation instruction is not satisfied at the time when the excavation schedule range in which the excavation instruction is created is completed. May occur.

また、特許文献1において、セグメントをリング状に組み立てた1リング分の全幅に相当する距離を掘進している途中段階で、シールド掘進機が掘進指示書に見合った掘進方向で掘進をしているか否かの確認作業を行う構成を有していない。このため、1リング分の全幅に相当する距離を掘進したのちに、実績値が進行目標値に合致していないことが判明することもあり得る。 Further, in Patent Document 1, is the shield excavator excavating in the excavation direction corresponding to the excavation instruction in the middle stage of excavating the distance corresponding to the total width of one ring in which the segments are assembled in a ring shape? It does not have a configuration for confirming whether or not it is performed. Therefore, after digging a distance corresponding to the total width of one ring, it may be found that the actual value does not match the progress target value.

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、シールド掘進機を施工計画に基づく計画線形に沿って掘進させることの可能な、シールド掘削機の掘進方向調整方法及びシールド掘進機の方向制御システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and a main object thereof is a method for adjusting the excavation direction of a shield excavator, which enables the shield excavator to be excavated along a planned alignment based on a construction plan. It provides a direction control system for shield boring machines.

かかる目的を達成するため、本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法は、シールド掘進機を、所定の掘進方向区間ごとに規定されている進行目標値に追従させて掘進させるための、シールド掘進機の掘進方向調整方法であって、前記掘進方向区間中に、検証地点を複数設け、前記進行目標値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させ、前記検証地点に到達するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である検証地点実績値を計測し、計測した検証地点実績値が、前記検証地点における前記進行目標値に基づいて算定した進行目標理論値を満足しない場合に、前記検証地点実績値に基づいて前記進行目標値のストローク差を調整し、調整した該目標進行値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the method of adjusting the digging direction of the shield digging machine of the present invention is to dig the shield digging machine so as to follow the progress target value specified for each predetermined digging direction section. It is a method of adjusting the excavation direction of the machine, in which a plurality of verification points are provided in the excavation direction section, the shield excavator is excavated while controlling the excavation direction based on the progress target value, and the verification point is reached. Each time, the verification point actual value, which is the stroke difference related to the shield excavator, is measured, and the measured verification point actual value does not satisfy the progress target theoretical value calculated based on the progress target value at the verification point. In this case, the shield excavator is digged while adjusting the stroke difference of the progress target value based on the actual value of the verification point and controlling the digging direction based on the adjusted target progress value. ..

上述する本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法によれば、掘進方向区間中に検証地点を複数設け、シールド掘進機が検証地点を通過するごとに、ストローク差にてシールド掘進機の姿勢及び掘進方向を確認するとともに、必要に応じて、進行目標値を調整し掘進方向の修正を図ることができる。これにより、シールド掘進機を、掘進方向区間ごとにあらかじめ規定した進行目標値に対してスムーズに追従させることができ、シールド掘進機を施工計画に基づく計画線形に沿って掘進させる際の精度を大幅に向上することが可能となる。 According to the method for adjusting the digging direction of the shield digger of the present invention described above, a plurality of verification points are provided in the digging direction section, and each time the shield digger passes the verification point, the posture of the shield digger and the posture of the shield digger are increased by the stroke difference. It is possible to confirm the digging direction and adjust the progress target value as necessary to correct the digging direction. As a result, the shield boring machine can be made to smoothly follow the advance target value specified in advance for each section of the excavation direction, and the accuracy when excavating the shield boring machine along the planned alignment based on the construction plan is greatly improved. It becomes possible to improve.

本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法は、前記シールド掘進機が、前記掘進方向区間を掘進するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である区間終点実績値と、該区間終点実績値の累計値である実績値累計を計測し、該実績値累計が、先行して掘削した前記掘進方向区間ごとに規定されている前記進行目標値の累計値である目標値累計を満足しない場合に、前記実績値累計に基づいて、後行して掘進する前記掘進方向区間に規定されている前記進行目標値のストローク差を調整し、調整した後行の前記進行目標値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させることを特徴とする。 In the method of adjusting the excavation direction of the shield excavator of the present invention, each time the shield excavator excavates the excavation direction section, the section end point actual value which is the stroke difference related to the shield excavator and the section end point actual value When the cumulative total of actual values, which is the cumulative value of, does not satisfy the cumulative total of target values, which is the cumulative value of the progress target values specified for each section of the excavation direction excavated in advance. , Based on the cumulative total of the actual values, the stroke difference of the progress target value defined in the excavation direction section to be dug backward is adjusted, and the excavation direction is adjusted based on the adjusted progress target value. It is characterized in that the shield excavator is excavated while being controlled.

本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法によれば、掘進方向区間を掘進するごとに、ストローク差にてシールド掘進機の姿勢及び掘進方向を確認し、必要に応じて、次の掘進方向区間を掘進する際の進行目標値を調整し、掘進作業を行うことができる。これにより、例えば掘進指示書で、掘進予定範囲に複数の掘進方向区間ごとの進行目標値が規定されている場合に、掘進方向区間を掘進するごとに、先行の掘進によるズレを後行の掘進で相殺するよう掘進方向の修正を図ることができる。したがって、掘進予定範囲全体の掘進が終了した時点で掘進指示書を満足するように、シールド掘進機を掘進させることが可能となる。 According to the method of adjusting the excavation direction of the shield excavator of the present invention, the posture and excavation direction of the shield excavator are confirmed by the stroke difference each time the excavation direction section is excavated, and if necessary, the next excavation direction section is confirmed. It is possible to perform excavation work by adjusting the progress target value when excavating. As a result, for example, when the excavation instruction sheet specifies the progress target values for each of a plurality of excavation direction sections in the planned excavation range, each time the excavation direction section is excavated, the deviation due to the preceding excavation is caused by the subsequent excavation. The digging direction can be modified to offset with. Therefore, it is possible to dig the shield boring machine so as to satisfy the digging instruction when the digging of the entire planned digging range is completed.

本発明のシールド掘進機の方向制御システムは、シールド掘進機を、所定の掘進方向区間ごとに規定されている進行目標値に追従させて掘進させるための、シールド掘進機の方向制御システムであって、前記シールド掘進機の稼働状況を監視する掘進管理/線形管理装置と、該掘進管理/線形管理装置に接続される方向制御装置と、を備え、前記掘進管理/線形管理装置は、少なくとも、前記掘進方向区間中に設定した複数の検証地点に前記シールド機が到達するごとに、該シールド掘進機に係るストローク差である検証地点実績値を計測して記録する機能を備え、前記方向制御装置は、前記検証地点実績値と、前記検証地点における前記進行目標値に基づいて算定した進行目標理論値とを比較する検証地点比較部と、前記検証地点実績値に基づいて、前記進行目標値のストローク差を調整する検証地点調整部と、を備えることを特徴とする。 The direction control system of the shield excavator of the present invention is a direction control system of the shield excavator for digging the shield excavator by following the progress target value specified for each predetermined excavation direction section. The excavation management / linear management device for monitoring the operating status of the shield excavator and the direction control device connected to the excavation management / linear management device are provided, and the excavation management / linear management device is at least the said. Each time the shield machine reaches a plurality of verification points set in the excavation direction section, the direction control device has a function of measuring and recording a verification point actual value which is a stroke difference related to the shield excavator. , The verification point comparison unit that compares the actual value of the verification point with the theoretical value of the progress target calculated based on the target value of progress at the verification point, and the stroke of the target value of progress based on the actual value of the verification point. It is characterized by including a verification point adjusting unit for adjusting the difference.

また、本発明のシールド掘進機の方向制御システムは、前記掘進管理/線形管理装置が、前記シールド掘進機が前記掘進方向区間を掘進するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である区間終点実績値と、該区間終点実績値の累計値である実績値累計を計測して記録する機能を備え、前記方向制御装置は、前記実績値累計と、先行して掘削した前記掘進方向区間ごとに規定されている前記進行目標値の累計値である目標値累計とを比較する区間終点比較部と、前記実績値累計に基づいて、後行して掘進する前記掘進方向区間に規定されている前記進行目標値のストローク差を調整する区間終点調整部と、を備えることを特徴とする。 Further, in the direction control system of the shield excavator of the present invention, the section end point which is the stroke difference related to the shield excavator each time the shield excavator excavates the excavation direction section by the excavation management / linear management device. It has a function to measure and record the actual value and the accumulated actual value which is the accumulated value of the end point of the section, and the direction control device is provided for each of the accumulated actual value and the previously excavated excavation direction section. The section end point comparison unit that compares the accumulated target value, which is the accumulated value of the specified progress target value, and the section specified in the excavation direction section that digs backward based on the accumulated actual value. It is characterized by including a section end point adjusting unit for adjusting the stroke difference of the progress target value.

本発明のシールド掘進機の方向制御システムによれば、検証地点比較部で、シールド掘進機が検証地点を通過するごとにシールド掘進機の姿勢及び掘進方向を確認し、検証地点調整部で、進行目標値を調整し掘進方向の修正を図ることができる。また、区間終点比較部で、複数の掘進方向区間を掘進するごとにシールド掘進機の姿勢を確認し、区間終点調整部で、次の掘進方向区間を掘進する際の進行目標値を調整することができる。これにより、掘進途中の適宜のタイミングで掘進方向の修正を図ることができ、方向制御システムによる高精度な方向制御を行うことが可能となる。 According to the direction control system of the shield excavator of the present invention, the attitude and the excavation direction of the shield excavator are confirmed every time the shield excavator passes the verification point in the verification point comparison unit, and the process proceeds in the verification point adjustment unit. The target value can be adjusted to correct the excavation direction. In addition, the section end point comparison section confirms the posture of the shield boring machine each time a section is dug in multiple excavation direction sections, and the section end point adjustment section adjusts the progress target value when excavating the next excavation direction section. Can be done. As a result, it is possible to correct the digging direction at an appropriate timing during digging, and it is possible to perform highly accurate direction control by the directional control system.

本発明によれば、掘進方向区間を掘進するごと、及び掘進方向中に設けた複数の検証地点ごとで、進行目標値を適宜調整して進行方向の適切な修正を図ることができ、シールド掘進機を施工計画に基づく計画線形に沿って掘進させる際の精度を大幅に向上することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to appropriately adjust the progress target value every time the section in the excavation direction is excavated and at each of a plurality of verification points provided in the excavation direction to appropriately correct the traveling direction, and shield excavation. It is possible to greatly improve the accuracy when digging the machine along the planned alignment based on the construction plan.

本発明の実施の形態におけるシールド掘進機及び方向制御システムを示す図である。It is a figure which shows the shield excavator and the direction control system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるシールドジャッキ及びジャッキパターンを示す図である。It is a figure which shows the shield jack and the jack pattern in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるシールド掘進機の計画線形に対する逸脱量を示す図である。It is a figure which shows the deviation amount with respect to the planned alignment of the shield excavator in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における方向制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the direction control device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるシールド制御装置の操作盤上の選択画面を示す図である。It is a figure which shows the selection screen on the operation panel of the shield control device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第1段階(掘進方向区間内)での掘進方向調整方法のフロー図である。It is a flow chart of the excavation direction adjustment method in the 1st stage (in the excavation direction section) in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における掘進方向区間内での進行目標値の調整事例を示す図である。It is a figure which shows the adjustment example of the progress target value in the excavation direction section in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第2段階(掘進方向区間を掘進するごと)の掘進方向調整方法のフロー図である。It is a flow chart of the excavation direction adjustment method of the 2nd stage (each excavation of the excavation direction section) in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における掘進指示書の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the excavation instruction in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における掘進方向区間ごとの進行目標値の調整事例を示す図である。It is a figure which shows the adjustment example of the progress target value for every excavation direction section in embodiment of this invention.

本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法は、掘進途中の適宜段階でシールド掘進機の進行目標値に対する追従性を確認するとともに、必要に応じて進行目標値を調整し掘進方向の修正を図るものである。 In the method of adjusting the digging direction of the shield excavator of the present invention, the followability of the shield excavator to the progress target value is confirmed at an appropriate stage during digging, and the progress target value is adjusted as necessary to correct the digging direction. It is a thing.

以下に、本発明のシールド掘進機の掘進方向調整方法、及びシールド掘進機の方向制御システムの詳細を、図1〜10を参照しながら説明するが、これに先立ち、シールド掘進機10、ジャッキ推力の作用力点P、掘進指示書、及び進行目標値について説明する。 The details of the method of adjusting the digging direction of the shield digger and the direction control system of the shield digger of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10, but prior to this, the shield digger 10 and the jack thrust will be described. The action point P, the excavation instruction, and the progress target value will be described.

シールド掘進機10は、図1(a)の側面図および図1(b)の正面図で示すように、先端面にカッターディスク25を備えた筒状の外殻体11と、外殻体11の内周面に沿って周方向に設けられる複数のシールドジャッキ14と、外殻体11の内部に装備されたコンピュータからなり、シールド掘進機10の駆動制御を実行するシールド制御装置15と、を備えている。 As shown in the side view of FIG. 1 (a) and the front view of FIG. 1 (b), the shield excavator 10 includes a tubular outer shell 11 having a cutter disc 25 on the tip surface and an outer shell 11. A plurality of shield jacks 14 provided in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the above, and a shield control device 15 composed of a computer mounted inside the outer shell 11 and executing drive control of the shield excavator 10. I have.

シールドジャッキ14は、左右対称に配置され、外殻体11の内部でセグメント3を組み立て形成したトンネル12の内壁面を覆う覆工体から掘進用の反力を得る。これにより、シールド掘進機10は、カッターディスク25を回転させつつ、覆工体を構成するセグメント13を掘進反力にして、シールドジャッキ14を伸張させる動作を繰り返すことで、地盤中を順次掘進していく。また、シールド掘進機10は、これら複数のシールドジャッキ14によってシールド掘進機10に作用するジャッキ推力の作用力点Pの位置により、その掘進方向が制御される。 The shield jacks 14 are arranged symmetrically, and a reaction force for excavation is obtained from a lining body covering the inner wall surface of the tunnel 12 formed by assembling the segments 3 inside the outer shell body 11. As a result, the shield excavator 10 sequentially excavates the ground by repeating the operation of extending the shield jack 14 by using the segment 13 constituting the lining body as the excavation reaction force while rotating the cutter disc 25. To go. Further, the excavation direction of the shield excavator 10 is controlled by the position of the action point P of the jack thrust acting on the shield excavator 10 by the plurality of shield jacks 14.

作用力点Pは、図2(a)で示すように、複数のシールドジャッキ14のうち、シールド掘進機10の掘進に寄与するべく高圧なジャッキ圧が設定されるものと、掘進に寄与しない同調圧が設定されるものとの配置(ジャッキパターン)によりおおよその位置が決定される。したがって、これらの配置を適宜組み合わせることにより、シールド掘進機10に作用するジャッキ推力の作用力点Pにおける配置位置を変化させ、シールド掘進機10を所望の掘進方向に向けて掘進させる。 As shown in FIG. 2A, the acting force point P is one in which a high jack pressure is set to contribute to the excavation of the shield excavator 10 among the plurality of shield jacks 14, and a tuning pressure that does not contribute to the excavation. The approximate position is determined by the arrangement (jack pattern) with the one to which is set. Therefore, by appropriately combining these arrangements, the arrangement position at the action point P of the jack thrust acting on the shield excavator 10 is changed, and the shield excavator 10 is excavated in a desired excavation direction.

上述する構造のシールド掘進機10を用いてトンネル施工を実施するには、まず、現場職員が、例えば片番(昼勤、夜勤)ごとに、次の勤務時間内に実施する掘進予定範囲の掘進作業に向けて、図3(a)(b)で示すように、施工計画に基づく計画線形Lに沿ってシールド掘進機10を掘進させるための掘進指示書を作成する。 In order to carry out tunnel construction using the shield excavator 10 having the above-mentioned structure, first, the on-site staff excavates the planned excavation range during the next working hours, for example, for each shift (day shift, night shift). For the work, as shown in FIGS. 3A and 3B, an excavation instruction sheet for excavating the shield excavator 10 along the planned linear L based on the construction plan is created.

掘進指示書には、掘進予定範囲が複数の掘進方向区間に区分けされ、区分けされた掘進方向区間ごとにストローク差とピッチング角の進行目標値が規定されている。例えば、図9で示す掘進指示書では、掘進予定範囲が5区間に区分けされ、各区間ごとに施工計画を実現するための目標値となる進行目標値が規定されている。 In the excavation instruction sheet, the planned excavation range is divided into a plurality of excavation direction sections, and the stroke difference and the pitching angle advance target value are specified for each of the divided excavation direction sections. For example, in the excavation instruction shown in FIG. 9, the planned excavation range is divided into five sections, and the progress target value, which is the target value for realizing the construction plan, is defined for each section.

なお、ストローク差は、図1(b)で示すように、シールド掘進機10の水平面内における左右方向の回転量であり、ピッチング角は、複数のシールドジャッキ14のうち、上下端に位置するシールドジャッキ14のストローク差から算出、あるいはシールド掘進機10に装備されている計測機器により測定される。 As shown in FIG. 1B, the stroke difference is the amount of rotation of the shield excavator 10 in the horizontal direction in the horizontal direction, and the pitching angle is the shield located at the upper and lower ends of the plurality of shield jacks 14. It is calculated from the stroke difference of the jack 14 or measured by the measuring device equipped on the shield excavator 10.

掘進指示書が作成されると、シールド掘進機10が掘進指示書に規定されている進行目標値を追従するよう、方向制御システム100を用いてシールド掘進機10の掘進方向を制御しつつ、シールド掘進機10を掘進させる。以下に、方向制御システム100の概略と方向制御システム100を用いてシールド掘進機10の掘進方向を制御する手順、及び推奨力点Rについて説明する。 When the excavation instruction is created, the shield excavator 10 controls the excavation direction of the shield excavator 10 by using the direction control system 100 so that the shield excavator 10 follows the progress target value specified in the excavation instruction. The excavator 10 is excavated. The outline of the direction control system 100, the procedure for controlling the excavation direction of the shield excavator 10 using the direction control system 100, and the recommended force point R will be described below.

シールド掘進機10の掘進方向を制御するには、まず、シールド掘進機10を掘進指示書で規定した進行目標値に追従して掘進させるために好適なジャッキ推力の作用力点Pとして推奨する推奨力点Rを算定する。推奨力点Rは、シールド掘進機10の方向制御システム100を用いて算定されるものであり、方向制御システム100は、図1(a)で示すように、掘進管理/線形管理装置20と、これに接続される方向制御装置30とを備えている。 In order to control the digging direction of the shield digging machine 10, first, the recommended digging point P recommended as the acting force point P of the jack thrust suitable for digging the shield digging machine 10 following the progress target value specified in the digging instruction sheet. Calculate R. The recommended force point R is calculated using the direction control system 100 of the shield excavator 10, and the direction control system 100 includes the excavation management / linear management device 20 and this as shown in FIG. 1 (a). It is provided with a direction control device 30 connected to the above.

掘進管理/線形管理装置20は、シールド掘進機10に装備された計測機器から得た掘進作業中の各種データの収集・計算・記録・蓄積を行うとともに、シールド掘進機10の稼働状況の監視するものである。また、シールド掘進機10の位置・姿勢、及び図3(a)(b)で示すような、施工計画に基づく計画線形Lに対する水平方向の逸脱量Dh及び鉛直方向の逸脱量Dp等を把握し、シールド掘進機10の線形管理を行う。 The excavation management / linear management device 20 collects, calculates, records, and accumulates various data during excavation work obtained from the measuring device equipped on the shield excavator 10, and monitors the operating status of the shield excavator 10. It is a thing. In addition, the position and orientation of the shield excavator 10 and the amount of deviation Dh in the horizontal direction and the amount of deviation Dp in the vertical direction with respect to the planned linear L based on the construction plan as shown in FIGS. , Performs linear management of the shield excavator 10.

シールド掘進機10に装備された計測機器として、シールド掘進機10に自動測量機能が備えられている場合には、図1(a)で示すように、少なくともレーザー発振機16、光波距離計17、およびレーザーターゲット18が装備されている。また、自動測量機能が備えられていない場合は、水平方向はジャイロとストローク計により、垂直方向は水レベル計とピッチング計により、シールド掘進機10の位置の演算を実施する。 When the shield excavator 10 is equipped with an automatic survey function as a measuring device equipped in the shield excavator 10, at least the laser oscillator 16 and the light wave rangefinder 17 are shown in FIG. 1 (a). And a laser target 18 is equipped. If the automatic surveying function is not provided, the position of the shield excavator 10 is calculated by using a gyro and a stroke meter in the horizontal direction and a water level meter and a pitching meter in the vertical direction.

方向制御装置30は、図4で示すように、入力装置31、出力装置32、中央演算処理装置33、ファイル装置34、及びメインメモリ35とを備えている。入力装置31は、例えばキーボード、スキャナー、スイッチ等であり、出力装置32は、ディスプレイやプリンター等が挙げられる。中央演算処理装置33は、CPU、GPU、ROM、RAM及びハードウェアインタフェース等を有するコンピュータである。 As shown in FIG. 4, the direction control device 30 includes an input device 31, an output device 32, a central processing unit 33, a file device 34, and a main memory 35. The input device 31 is, for example, a keyboard, a scanner, a switch, etc., and the output device 32 is a display, a printer, or the like. The central arithmetic processing unit 33 is a computer having a CPU, GPU, ROM, RAM, a hardware interface, and the like.

また、ファイル装置34は、半導体メモリ又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置であり、詳細は後述するが、少なくとも測量ファイル341、検証地点調整用ファイル342、区間終点調整用ファイル343、推奨力点設定用ファイル344等が格納されている。メインメモリ35は、中央演算処理装置33によって実行可能なプログラムやデータを一時的に格納するものであり、少なくも推奨力点設定部351、検証地点比較部352、検証地点調整部353、区間終点比較部354、区間終点調整部355が備えられている。 The file device 34 is a storage device composed of a semiconductor memory, a hard disk drive, or the like, and details will be described later, but at least a survey file 341, a verification point adjustment file 342, a section end point adjustment file 343, and a recommended power point setting file. 344 and the like are stored. The main memory 35 temporarily stores programs and data that can be executed by the central processing unit 33, and at least the recommended power point setting unit 351 and the verification point comparison unit 352, the verification point adjustment unit 353, and the section end point comparison. A section 354 and a section end point adjusting section 355 are provided.

上記の方向制御システム100により、方向制御装置30の中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている推奨力点設定部351の指令を受け、ファイル装置34の測量ファイル341に格納されているシールド掘進機10の計画線形Lに対する水平方向の逸脱量Dh及び鉛直方向の逸脱量Dpに係る情報や、推奨力点設定用ファイル344に格納されている情報、及び掘進指示書に規定されている進行目標値に基づいて、推奨力点Rを算定する。 By the above-mentioned direction control system 100, the central processing unit 33 of the direction control device 30 receives a command from the recommended force point setting unit 351 stored in the main memory 35, and the shield stored in the survey file 341 of the file device 34. Information on the horizontal deviation amount Dh and the vertical deviation amount Dp with respect to the planned linear L of the excavator 10, the information stored in the recommended force point setting file 344, and the progress target specified in the excavation instruction. The recommended emphasis point R is calculated based on the value.

なお、推奨力点Rを決定する方法の詳細は、特開2019−82003号公報に譲る。 Details of the method for determining the recommended force point R are given in JP-A-2019-82003.

そして、上述する構成の方向制御装置30は、図1(a)で示すように、多重伝送装置親局21および多重伝送装置子局22を介して、シールド掘進機10の内部に装備されているシールド制御装置15と接続されている。したがって、方向制御装置30の推奨力点設定部351にて算定された推奨力点Rは、多重伝送装置親局21を介してにシールド制御装置15に入力され、図5で示すように、シールド制御装置15の操作盤上の選択画面151に表示される。 Then, as shown in FIG. 1A, the direction control device 30 having the above-described configuration is provided inside the shield excavator 10 via the multiplex transmission device master station 21 and the multiplex transmission device slave station 22. It is connected to the shield control device 15. Therefore, the recommended force point R calculated by the recommended force point setting unit 351 of the direction control device 30 is input to the shield control device 15 via the multiplex transmission device master station 21, and as shown in FIG. 5, the shield control device It is displayed on the selection screen 151 on the operation panel of 15.

シールド掘進機10のオペレーターは、シールド制御装置15の操作盤上の選択画面151に表示された推奨力点Rを参照しつつ、シールド掘進機10の性能や地盤状況、過去の経験等を勘案し、ジャッキ推力の目標力点Gを決定する。これをシールド制御装置15に入力すると、シールド制御装置15にシールドジャッキ14の自動制御機能が搭載されている場合には、シールド掘進機10の掘進作業を再開するのみで、運転中のシールド掘進機10に作用するジャッキ推力の実力点Eが、目標力点Gを追従するよう自動制御される。 The operator of the shield excavator 10 refers to the recommended thrust point R displayed on the selection screen 151 on the operation panel of the shield control device 15, and takes into consideration the performance, ground condition, past experience, etc. of the shield excavator 10. Determine the target force point G of the jack thrust. When this is input to the shield control device 15, if the shield control device 15 is equipped with the automatic control function of the shield jack 14, only the digging work of the shield digging machine 10 is restarted, and the shield digging machine in operation is operated. The actual force point E of the jack thrust acting on 10 is automatically controlled so as to follow the target force point G.

また、シールドジャッキの自動制御機能が搭載されていない場合、方向制御システム100に格納されているジャッキパターンテーブル(図示せず)の中から、オペレーターが決定した目標力点に作用力点Pが最も近いジャッキパターンをシールド掘進機10のオペレーターが適宜選択する。そして、オペレーターは、選択したジャッキパターンを用いて、運転中のシールド掘進機10に作用するジャッキ推力の実力点Eが目標力点Gを追従するよう、シールド掘進機10を運転する。 If the automatic control function of the shield jack is not installed, the jack whose acting force point P is closest to the target force point determined by the operator from the jack pattern table (not shown) stored in the direction control system 100. The pattern is appropriately selected by the operator of the shield excavator 10. Then, the operator uses the selected jack pattern to operate the shield excavator 10 so that the actual point E of the jack thrust acting on the shield excavator 10 during operation follows the target force point G.

上記の手順によるシールド掘進機10の掘進方向の制御は、掘進方向区間を掘進するごとに繰り返されるものであり、次に掘進する掘進方向区間の進行目標値に基づいて推奨力点Rを算定し、これを利用しながら、次の掘進方向区間を掘進する。 The control of the excavation direction of the shield excavator 10 by the above procedure is repeated every time the excavation direction section is excavated, and the recommended force point R is calculated based on the progress target value of the excavation direction section to be excavated next. While using this, the next section in the direction of excavation is excavated.

≪シールド掘進機の掘進方向調整方法≫
そこで、シールド掘進機10の掘進方向調整方法では、推奨力点Rを算定する前に掘進方向区間に到達するごとに、シールド掘進機10の掘進指示書に規定された進行目標値に対する追従性を確認する。そして、追従性に課題ありと判断された場合には、次の掘進方向区間の進行目標値を調整し、調整した進行目標値を用いて推奨力点Rを算定する。これにより、推奨力点Rを利用して次の掘進方向区間の掘進方向を修正し、先行の掘進でシールド掘進機10の掘進方向に計画線形Lに対するズレが生じていた場合にも、これを後行の掘進方向区間の掘進で相殺することを可能とした。
≪How to adjust the digging direction of the shield boring machine≫
Therefore, in the method of adjusting the digging direction of the shield digging machine 10, every time the section in the digging direction is reached before calculating the recommended force point R, the followability to the progress target value specified in the digging instruction of the shield digging machine 10 is confirmed. To do. Then, when it is determined that there is a problem in followability, the progress target value of the next excavation direction section is adjusted, and the recommended force point R is calculated using the adjusted progress target value. As a result, the recommended force point R is used to correct the excavation direction of the next excavation direction section, and even if the excavation direction of the shield excavator 10 is deviated from the planned linear L in the preceding excavation, this is postponed. It is possible to offset by excavation of the excavation direction section of the row.

また、掘進方向区間に到達するまでの途中段階で、シールド掘進機10の進行目標値に対する追従性を確認し、追従性に課題ありと判断された場合には、追従性を高めるべく現行の進行目標値を調整し、調整した進行目標値を用いて推奨力点Rを算定する。これにより、推奨力点Rを利用して現行の掘進方向区間の掘進途中で掘進方向を修正し、掘進方向区間内でのシールド掘進機10における進行目標値に対する追従性を高めることとした。 In addition, in the middle of reaching the excavation direction section, the followability of the shield excavator 10 to the progress target value is confirmed, and if it is determined that there is a problem in the followability, the current progress is made to improve the followability. The target value is adjusted, and the recommended effort point R is calculated using the adjusted progress target value. As a result, the recommended force point R is used to correct the excavation direction during excavation in the current excavation direction section, and to improve the followability of the shield excavator 10 in the excavation direction section with respect to the advance target value.

以下に、シールド掘進機の掘進方向調整方法について、第1段階での掘進方向調整方法として、掘進方向区間に到達するまでの途中段階で調整する方法を、図6のフロー図にしたがって、方向制御システム100の詳細と併せて説明する。本実施の形態では、掘進方向区間が、セグメント13をリング状に組み立てた際の1リング分に相当する場合を事例とし、掘進方向区間の幅(掘進方向の長さ)が、セグメント全幅に相当するものとしている。 Below, regarding the method of adjusting the excavation direction of the shield excavator, as the method of adjusting the excavation direction in the first stage, the method of adjusting in the middle stage until reaching the excavation direction section is controlled according to the flow diagram of FIG. This will be described together with the details of the system 100. In the present embodiment, a case where the excavation direction section corresponds to one ring when the segment 13 is assembled in a ring shape is taken as an example, and the width of the excavation direction section (the length in the excavation direction) corresponds to the entire segment width. It is supposed to be done.

≪第1段階での掘進方向調整方法≫
<STEP1>
まず、図7で示すように、準備段階として掘進方向区間に検証地点を設けておく。本実施の形態では、掘進方向区間を掘進方向に等間隔で4分割し、掘進方向区間の終点を含める4地点を検証地点として設定する。また、掘進方向区間を掘進する際の進行目標値(ストローク差;左+8mm)を掘進方向区間の距離(セグメント13全幅)で分割し、検証地点ごとの累計値(掘進方向区間の幅で割った進行目標値を、掘進方向に進むごとに累計した値)を算出し、これを進行目標理論値(ストローク差)として設定する。以降、進行目標値及び進行目標理論値は、ストローク差を指す。
≪How to adjust the excavation direction in the first stage≫
<STEP1>
First, as shown in FIG. 7, a verification point is provided in the excavation direction section as a preparatory step. In the present embodiment, the excavation direction section is divided into four at equal intervals in the excavation direction, and four points including the end point of the excavation direction section are set as verification points. In addition, the progress target value (stroke difference; left + 8 mm) when digging the excavation direction section was divided by the distance of the excavation direction section (segment 13 total width), and the cumulative value for each verification point (division by the width of the excavation direction section). The progress target value is calculated as the cumulative value for each progress in the digging direction), and this is set as the progress target theoretical value (stroke difference). Hereinafter, the progress target value and the progress target theoretical value refer to the stroke difference.

これを、方向制御システム100の入力装置31を介して方向制御装置30に入力すると、4つの検証地点各々において進行目標理論値が、現行の掘進方向区間の進行目標値とともに、ファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納・蓄積される。また、検証地点調整用ファイル342には、掘進方向区間の距離(セグメント13の全幅)と、掘進方向区間の始点から4つの検証地点各々の距離を併せて格納しておく。 When this is input to the direction control device 30 via the input device 31 of the direction control system 100, the theoretical progress target value at each of the four verification points is verified by the file device 34 together with the progress target value of the current excavation direction section. It is stored and stored in the point adjustment file 342. Further, the verification point adjustment file 342 stores the distance of the excavation direction section (the total width of the segment 13) and the distances of each of the four verification points from the start point of the excavation direction section.

<STEP2>
方向制御装置30を用いて前述の方法により、現行の掘進方向区間の進行目標値(ストローク差;左+8mm)に基づいてジャッキ推力の推奨力点Rを算定する。推奨力点Rは、図5で示すような、シールド制御装置15における操作盤上の選択画面151に表示されるから、シールド掘進機10のオペレーターは、この推奨力点Rを参照しつつシールド掘進機の性能や地盤状況を勘案し、目標力点Gを決定する。また、この目標力点Gに最も近い作用力点Pを有するジャッキパターンを選択する。
<STEP2>
The recommended force point R of the jack thrust is calculated based on the progress target value (stroke difference; left + 8 mm) of the current excavation direction section by the above-mentioned method using the direction control device 30. Since the recommended force point R is displayed on the selection screen 151 on the operation panel of the shield control device 15 as shown in FIG. 5, the operator of the shield excavator 10 can refer to the recommended force point R of the shield excavator. The target force point G is determined in consideration of the performance and the ground condition. Further, a jack pattern having an acting force point P closest to the target force point G is selected.

<STEP3>
こののち、選択されたジャッキパターンを用いてシールド掘進機10を稼働させ、シールド掘進機10に作用する実力点Eが、オペレーターが決定した目標力点Gを追従するよう、シールド制御装置15によってシールド掘進機10を制御しつつ、現行の掘進方向区間を掘進する。
<STEP3>
After that, the shield excavator 10 is operated using the selected jack pattern, and the shield excavation is performed by the shield control device 15 so that the ability point E acting on the shield excavator 10 follows the target force point G determined by the operator. While controlling the machine 10, excavate the current excavation direction section.

なお、シールド掘進機10により掘進方向区間を掘進する間、シールド掘進機10の位置・姿勢、その他施工計画に基づく計画線形Lに対する水平方向の逸脱量Dh及び鉛直方向の逸脱量Dp等、推奨力点Rを設定するために必要な情報等の各データは、シールド掘進機10に装備した前述の計測機器を用いて計測または算出されるごとに掘進管理/線形管理装置20に記録される。併せて、方向制御装置30に送信され、ファイル装置34の測量ファイル341もしくは推奨力点設定用ファイル344に格納・蓄積される。 While excavating the section in the excavation direction with the shield excavator 10, the recommended emphasis points such as the position and orientation of the shield excavator 10, the amount of deviation Dh in the horizontal direction and the amount of deviation Dp in the vertical direction with respect to the planned linear L based on the construction plan, etc. Each data such as information necessary for setting R is recorded in the excavation management / linear management device 20 each time it is measured or calculated using the above-mentioned measuring device equipped in the shield excavator 10. At the same time, it is transmitted to the direction control device 30 and stored / stored in the survey file 341 of the file device 34 or the recommended force point setting file 344.

シールド掘進機10が、検証地点1に到達したところで、掘進管理/線形管理装置20にて少なくとも、検証地点1におけるシールド掘進機10のストローク差を算定し、これを検証地点実績値として記録する。また、算定された検証地点実績値は、掘進管理/線形管理装置20から方向制御装置30に送信され、ファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納・蓄積される。 When the shield excavator 10 reaches the verification point 1, at least the stroke difference of the shield excavator 10 at the verification point 1 is calculated by the excavation management / linear management device 20, and this is recorded as the verification point actual value. Further, the calculated verification point actual value is transmitted from the excavation management / linear management device 20 to the direction control device 30, and is stored and accumulated in the verification point adjustment file 342 of the file device 34.

<STEP4>
方向制御装置30に検証地点実績値が入力されたところで、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている検証地点比較部352の指令を受け、ファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納されている検証地点1の進行目標理論値と、検証地点実績値とを比較して両者の差分を算出し、この差分をファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納する。
<STEP4>
When the actual value of the verification point is input to the direction control device 30, the central processing unit 33 receives a command from the verification point comparison unit 352 stored in the main memory 35, and the verification point adjustment file 342 of the file device 34 receives a command. The stored progress target theoretical value of the verification point 1 and the actual value of the verification point are compared to calculate the difference between the two, and this difference is stored in the verification point adjustment file 342 of the file device 34.

<STEP5>
両者の差分が算出されたところで、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている検証地点調整部353の指令を受け、ファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納されている、掘進方向区間の距離、進行目標値、掘進方向区間の始点から検証地点1までの距離、及び検証地点実績値を用いて、算定式(1)により、現行の掘進方向区間に規定されている進行目標値を調整した調整値を算出する。
<STEP5>
When the difference between the two is calculated, the central processing unit 33 receives a command from the verification point adjustment unit 353 stored in the main memory 35, and is stored in the verification point adjustment file 342 of the file device 34. Using the distance of the direction section, the progress target value, the distance from the start point of the excavation direction section to the verification point 1, and the actual value of the verification point, the progress target specified in the current excavation direction section by the calculation formula (1). Calculate the adjusted value by adjusting the value.

調整値= (進行目標値−検証地点実績値)×
(掘進方向区間の距離/(掘進方向区間の距離−掘進した距離)) −(1)
Adjustment value = (Progress target value-Actual value of verification point) ×
(Distance of excavation direction section / (Distance of excavation direction section-distance excavated))-(1)

こうして、進行目標値の調整値が算定されたところで、<STEP2>に戻って、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている検証地点比較部352の指令を受け、進行目標値を調整した調整値をファイル装置34の検証地点調整用ファイル342に格納する。また、メインメモリ35に格納されている推奨力点設定部351の指令を受け、進行目標値を調整した調整値と、ファイル装置34の推奨力点設定用ファイル344に格納されているデータとを用いて、シールド掘進機10を、検証地点2に向けて掘進するための推奨力点Rを算定する。 When the adjustment value of the progress target value is calculated in this way, the process returns to <STEP2>, and the central processing unit 33 receives a command from the verification point comparison unit 352 stored in the main memory 35 to adjust the progress target value. The adjusted value is stored in the verification point adjustment file 342 of the file device 34. Further, in response to a command from the recommended power point setting unit 351 stored in the main memory 35, the adjustment value adjusted for the progress target value and the data stored in the recommended power point setting file 344 of the file device 34 are used. , Calculate the recommended force point R for excavating the shield excavator 10 toward the verification point 2.

すると、シールド掘進機10のオペレーターは前述した手順により、検証地点2に向けてシールド掘進機10を掘進させるための目標力点Gを、推奨力点Rを参照しつつ決定するとともに、この目標力点Gに最も近い作用力点Pを有するジャッキパターンを選択する。こののち、選択されたジャッキパターンを用いてシールド掘進機10を稼働させ、検証地点2に向けた掘進を開始する。 Then, the operator of the shield excavator 10 determines the target force point G for digging the shield excavator 10 toward the verification point 2 by the above-mentioned procedure with reference to the recommended force point R, and sets the target force point G as the target force point G. The jack pattern having the closest action point P is selected. After that, the shield excavator 10 is operated using the selected jack pattern, and excavation toward the verification point 2 is started.

一方、両者の差分が0、もしくは検証地点実績値が検証地点1における進行目標理論値を満足する程度の差分であった場合には、進行目標値の調整を行わず、現状のままシールド掘進機10を稼働させ、検証地点2に向けた掘進を開始する。 On the other hand, if the difference between the two is 0, or if the actual value at the verification point is a difference that satisfies the theoretical progress target value at the verification point 1, the progress target value is not adjusted and the shield excavator remains as it is. 10 is put into operation and excavation toward the verification point 2 is started.

上記のとおり、<STEP2>〜<STEP5>に係る作業を、4つの検証地点を掘削するまで繰り返す。 As described above, the work according to <STEP2> to <STEP5> is repeated until the four verification points are excavated.

例えば、図2で示す掘進方向区間では、掘進方向区間の進行目標値(左+8mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をスタートしてから最初の検証地点1では、進行目標理論値と検証地点実績値との差分が0であったため、進行目標値の調整を行わずに現状のままシールド掘進機10による掘進作業を続行している。 For example, in the excavation direction section shown in FIG. 2, the first verification after starting excavation with the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated by the progress target value (left + 8 mm) of the excavation direction section. At point 1, the difference between the theoretical value of the progress target and the actual value of the verification point was 0, so the excavation work by the shield excavator 10 is continued as it is without adjusting the progress target value.

そして、検証地点2に到達したところで、進行目標理論値と検証地点実績値とを比較すると、両者の差分が左+1mm不足であったことから、進行目標値(左+8mm)を上記の(1)式に基づいて調整し、調整値を算定している。なお、調整後の進行目標値は、左+10mm=((左+8)−(左+3))×(1400/700)となっている。 Then, when the verification point 2 was reached, the theoretical value of the progress target and the actual value of the verification point were compared. Since the difference between the two was insufficient by +1 mm on the left, the target value (left + 8 mm) was set to the above (1). The adjustment value is calculated by adjusting based on the formula. The adjusted progress target value is left + 10 mm = ((left + 8) − (left + 3)) × (1400/700).

次に、検証地点2から検証地点3に向けて、進行目標値(左+10mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、検証地点3では、進行目標理論値と検証地点実績値との差分が左+2mm過多となっている。そこで、当初の進行目標値(左+8mm)を調整するが、上記の(1)式に基づいて調整値を算定すると、検証地点実績値が当初の進行目標値と同じ数値であるため、調整後の進行目標値は±0mmとなる。 Next, as a result of digging from the verification point 2 to the verification point 3 according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated by the progress target value (left +10 mm), the verification point 3 is reached. The difference between the theoretical value of the progress target and the actual value of the verification point is + 2 mm excessive on the left. Therefore, the initial progress target value (left + 8 mm) is adjusted, but when the adjustment value is calculated based on the above equation (1), the actual value at the verification point is the same as the initial progress target value, so after adjustment. The progress target value of is ± 0 mm.

したがって、検証地点3から検証地点4に向けて、進行目標値(±0mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、検証地点3では、進行目標理論値と検証地点実績値との差分が±0となった。こうして、図2で示す掘進方向区間において、掘進方向区間の終点である検証地点4に到達したところで、掘進指示書に規定された進行目標値を満足する結果が得られた。 Therefore, as a result of digging from the verification point 3 to the verification point 4 according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated by the progress target value (± 0 mm), the progress is made at the verification point 3. The difference between the target theoretical value and the actual value at the verification point was ± 0. In this way, in the excavation direction section shown in FIG. 2, when the verification point 4 which is the end point of the excavation direction section is reached, the result satisfying the progress target value specified in the excavation instruction sheet was obtained.

上記のとおり、掘進方向区間中に検証地点を複数設け、シールド掘進機10が検証地点を通過するごとに、進行目標理論値と検証地点実績値とを比較してシールド掘進機10の姿勢及び掘進方向を確認するとともに、進行目標値を満足しない場合には、進行目標値を調整して算出した推奨力点Rを利用して掘進方向の修正を図ることができる。これにより、シールド掘進機10を、掘進方向区間ごとにあらかじめ規定した進行目標値に対してスムーズに追従させることができ、シールド掘進機10を施工計画に基づく計画線形Lに沿って掘進させる際の精度を大幅に向上することが可能となる。 As described above, a plurality of verification points are provided in the excavation direction section, and each time the shield excavator 10 passes the verification point, the attitude and excavation of the shield excavator 10 are compared with the theoretical value of the progress target and the actual value of the verification point. While confirming the direction, if the progress target value is not satisfied, the excavation direction can be corrected by using the recommended force point R calculated by adjusting the progress target value. As a result, the shield excavator 10 can be smoothly followed with the advance target value defined in advance for each excavation direction section, and when the shield excavator 10 is excavated along the planned linear L based on the construction plan. It is possible to greatly improve the accuracy.

≪第2段階での掘進方向調整方法≫
次に、シールド掘進機10の掘進方向調整方法について、第2段階での掘進方向調整方法として、シールド掘進機10が複数の掘進方向区間に到達するごとに調整する方法を、図8のフロー図にしたがって、方向制御システム100の詳細と併せて説明する。
≪How to adjust the excavation direction in the second stage≫
Next, regarding the method of adjusting the digging direction of the shield digging machine 10, as a method of adjusting the digging direction in the second stage, a method of adjusting each time the shield digging machine 10 reaches a plurality of digging direction sections is shown in the flow chart of FIG. This will be described together with the details of the direction control system 100.

本実施の形態では、図9で示すような、片番(昼勤、夜勤)の勤務時間内に実施する掘進予定範囲が5区間に区分けされ、各区間ごとに進行目標値が規定されている掘進指示書を満足するように、進行目標値を調整し進行方向を修正する場合を事例に挙げる。また、第1段階での掘進方向調整方法と同様、掘進方向区間が、セグメント13をリング状に組み立てた際の1リング分に相当する場合を事例とし、掘進方向区間の幅(掘進方向の長さ)が、セグメント全幅に相当するものとしている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the planned excavation range to be carried out during the working hours of one-sided work (day shift, night shift) is divided into five sections, and the progress target value is defined for each section. An example is given in the case of adjusting the progress target value and correcting the progress direction so as to satisfy the excavation instruction. Further, as in the case of the excavation direction adjustment method in the first stage, the case where the excavation direction section corresponds to one ring when the segment 13 is assembled in a ring shape is taken as an example, and the width of the excavation direction section (the length of the excavation direction). S) corresponds to the entire width of the segment.

<STEP1>
まず、図10で示すように、準備段階として、掘進指示書に規定されている5区間各々の進行目標値に基づいて、5区間ごとの累計値(掘進方向区間ごとの進行目標値を、掘進方向に進むごとに累計した値)を算出し、これを目標値累計(ストローク差)として設定する。以降、進行目標値及び目標値累計は、ストローク差を指す。
<STEP1>
First, as shown in FIG. 10, as a preparatory step, based on the progress target value of each of the five sections specified in the excavation instruction, the cumulative value for each of the five sections (the progress target value for each excavation direction section is excavated. The accumulated value (accumulated value) is calculated each time the direction is advanced, and this is set as the accumulated target value (stroke difference). After that, the progress target value and the cumulative target value refer to the stroke difference.

これを、方向制御システム100の入力装置31を介して方向制御装置30に入力すると、5区間各々において目標値累計が、5区間各々の進行目標値とともに、ファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納・蓄積される。 When this is input to the direction control device 30 via the input device 31 of the direction control system 100, the cumulative target value in each of the five sections is the progress target value of each of the five sections, and the section end point adjustment file 343 of the file device 34. Stored and stored in.

<STEP2>
一方で、シールド掘進機10が、掘進方向区間を掘進し終えたところで一旦掘進作業を停止させ、掘進管理/線形管理装置20にて少なくとも、掘進方向区間の終点におけるシールド掘進機10のストローク差を算定しこれを実績値とし、また、実績値を累計した実績値累計を算定し記録する。なお、1区間目は、実績値と実績値累計が同じ数値となる。算定された実績値及び実績値累計は、掘進管理/線形管理装置20から方向制御装置30に送信され、ファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納・蓄積される。
<STEP2>
On the other hand, when the shield excavator 10 finishes excavating the excavation direction section, the excavation work is temporarily stopped, and the excavation management / linear management device 20 at least determines the stroke difference of the shield excavator 10 at the end point of the excavation direction section. Calculate and use this as the actual value, and calculate and record the accumulated actual value. In the first section, the actual value and the cumulative actual value are the same. The calculated actual value and the accumulated actual value are transmitted from the excavation management / linear management device 20 to the direction control device 30, and are stored and accumulated in the section end point adjustment file 343 of the file device 34.

なお、第1段階での掘削方向調整方法と同様、シールド掘進機10により地山の掘進方向区間を掘進する間、シールド掘進機10の位置・姿勢、その他施工計画に基づく計画線形Lに対する水平方向の逸脱量Dh及び鉛直方向の逸脱量Dp等、推奨力点Rを設定するために必要な情報等の各データは、シールド掘進機10に装備した前述の計測機器を用いて計測または算出されるごとに掘進管理/線形管理装置20に記録される。併せて、方向制御装置30に送信され、ファイル装置34の測量ファイル341もしくは推奨力点設定用ファイル344に格納・蓄積される。 Similar to the excavation direction adjustment method in the first stage, while excavating the excavation direction section of the ground with the shield excavator 10, the position and orientation of the shield excavator 10 and other horizontal directions with respect to the planned alignment L based on the construction plan. Each data such as the deviation amount Dh and the deviation amount Dp in the vertical direction and the information necessary for setting the recommended force point R is measured or calculated using the above-mentioned measuring device equipped on the shield excavator 10. It is recorded in the excavation management / linear management device 20. At the same time, it is transmitted to the direction control device 30 and stored / stored in the survey file 341 of the file device 34 or the recommended force point setting file 344.

<STEP3>
方向制御装置30に実績値累計が入力されたところで、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている区間終点比較部354の指令を受け、ファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納されている1区間目における目標値累計と実績値累計とを比較して両者の差分を算出し、この差分をファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納する。
<STEP3>
When the accumulated actual values are input to the direction control device 30, the central processing unit 33 receives a command from the section end point comparison unit 354 stored in the main memory 35 and stores it in the section end point adjustment file 343 of the file device 34. The difference between the accumulated target value and the accumulated actual value in the first section is calculated, and this difference is stored in the section end point adjustment file 343 of the file device 34.

<STEP4>
両者の差分が算出されたところで、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている区間終点調整部355の指令を受け、ファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納されている、2区間目の進行目標値と、1区間目の実績値累計とを用いて、算定式(2)により、2区間目の進行目標値について調整値を算定する。
<STEP4>
When the difference between the two is calculated, the central processing unit 33 receives a command from the section end point adjustment unit 355 stored in the main memory 35, and is stored in the section end point adjustment file 343 of the file device 34. The adjustment value is calculated for the progress target value of the second section by the calculation formula (2) using the progress target value of the section and the accumulated actual value of the first section.

調整値=(後行して掘進する掘進方向区間の進行目標値)
+(先行して掘進した掘進方向区間における目標値累計と実績値累計の差分) −(2)
Adjustment value = (Progress target value of the excavation direction section to be dug afterwards)
+ (Difference between accumulated target value and accumulated actual value in the excavation direction section that was dug earlier) − (2)

<STEP5>
こうして、後行して掘進予定の掘進方向区間である、2区間目の進行目標値を調整した調整値が算定されたところで、中央演算処理装置33がメインメモリ35に格納されている区間終点比較部354の指令を受け、2区間目の進行目標値を調整した調整値をファイル装置34の区間終点調整用ファイル343に格納する。また、メインメモリ35に格納されている推奨力点設定部351の指令を受け、2区間目の進行目標値を調整した調整値と、ファイル装置34の推奨力点設定用ファイル344に格納されているデータとを用いて、シールド掘進機10で2区間目を掘進するための推奨力点Rを算定する。
<STEP5>
In this way, when the adjustment value adjusted for the progress target value of the second section, which is the section in the excavation direction to be dug afterwards, is calculated, the section end point comparison in which the central processing unit 33 is stored in the main memory 35 is performed. In response to the command of unit 354, the adjustment value adjusted for the progress target value of the second section is stored in the section end point adjustment file 343 of the file device 34. In addition, the adjustment value adjusted for the progress target value in the second section in response to the command of the recommended power point setting unit 351 stored in the main memory 35, and the data stored in the recommended power point setting file 344 of the file device 34. And, the recommended force point R for digging the second section with the shield digger 10 is calculated.

2区間目の推奨力点Rが算定されると、推奨力点Rは、前述したように図5で示すような、シールド制御装置15における操作盤上の選択画面151に表示される。したがって、<STEP2>に戻って、シールド掘進機10のオペレーターは前述した手順により、シールド掘進機10で2区間目を掘進させるための目標力点Gを、推奨力点Rを参照しつつ決定するとともに、この目標力点Gに最も近い作用力点Pを有するジャッキパターンを選択する。こののち、選択されたジャッキパターンを用いてシールド掘進機10を稼働させ、2区間目の掘進を開始する。 When the recommended force point R in the second section is calculated, the recommended force point R is displayed on the selection screen 151 on the operation panel of the shield control device 15 as shown in FIG. 5 as described above. Therefore, returning to <STEP2>, the operator of the shield excavator 10 determines the target force point G for excavating the second section with the shield excavator 10 by referring to the recommended force point R by the above-mentioned procedure. A jack pattern having an acting force point P closest to the target force point G is selected. After that, the shield excavator 10 is operated using the selected jack pattern, and the excavation of the second section is started.

一方、両者の差分が0、もしくは1区間目における実績値累計が目標値累計を満足する程度の差分であった場合には、2区間目の進行目標値の調整を行わず、掘進指示書に記載されている進行目標値のままシールド掘進機10を稼働させ、2区間目の掘進を開始する。 On the other hand, if the difference between the two is 0, or if the cumulative actual value in the first section is a difference that satisfies the cumulative target value, the progress target value in the second section is not adjusted and the excavation instruction is written. The shield excavator 10 is operated with the described progress target value as it is, and the excavation of the second section is started.

上記のとおり、<STEP2>〜<STEP5>に係る作業を繰り返し、5つの掘進方向区間を掘進する。 As described above, the work related to <STEP2> to <STEP5> is repeated to dig five sections in the digging direction.

例えば、図10で示すような、片番(昼勤、夜勤)の勤務時間内に実施する掘進予定範囲が、掘進方向区間にして5区間分ある場合に、まず、1区間目の進行目標値(左+2mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより、1区間目を掘進する。そして、掘進し終えた時点では、1区間目における目標値累計と実績値累計の差分が、左+1mm不足であったことから、2区分目の進行目標値(左+2mm)を、上記の(2)式に基づいて調整し、調整値を算定する。なお、調整後の進行目標値は、左+3mm=((左+2)+(左+1))となっている。 For example, as shown in FIG. 10, when the planned excavation range to be carried out during the working hours of one-sided (day shift, night shift) is 5 sections in the excavation direction section, the progress target value of the first section is first. The first section is dug according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated in (left + 2 mm). Then, at the time when the excavation was completed, the difference between the accumulated target value and the accumulated actual value in the first section was insufficient by +1 mm on the left. ) Adjust based on the formula and calculate the adjustment value. The adjusted progress target value is left + 3 mm = ((left + 2) + (left +1)).

次に、2区間目を、進行目標値(左+3mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、2区間目を掘進し終えた時点では、2区間目における目標値累計と実績値累計の差分が両者の差分が、左+3mm不足であったことから、3区分目の進行目標値(左+2mm)を、上記の(2)式に基づいて調整し、調整値を算定する。なお、調整後の進行目標値は、左+5mm=((左+2)+(左+3))となっている。 Next, as a result of digging the second section according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated with the progress target value (left + 3 mm), when the second section is completed, the digging is completed. Since the difference between the accumulated target value and the accumulated actual value in the second section was insufficient by +3 mm on the left, the progress target value (+2 mm on the left) in the third category was set based on the above equation (2). Adjust and calculate the adjustment value. The adjusted progress target value is left + 5 mm = ((left + 2) + (left + 3)).

次に、3区間目を、進行目標値(左+5mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、3区間目を掘進し終えた時点では、3区間目における目標値累計と実績値累計の差分が両者の差分が、左+5mm不足であったことから、4区分目の進行目標値(左+2mm)を、上記の(2)式に基づいて調整し、調整値を算定する。なお、調整後の進行目標値は、左+7mm=((左+2)+(左+5))となっている。 Next, as a result of digging the third section according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated with the progress target value (left + 5 mm), when the third section is completed, the digging is completed. Since the difference between the accumulated target value and the accumulated actual value in the third section was insufficient by +5 mm on the left, the progress target value (+2 mm on the left) in the fourth section was set based on the above equation (2). Adjust and calculate the adjustment value. The adjusted progress target value is left + 7 mm = ((left + 2) + (left + 5)).

次に、4区間目を、進行目標値(左+7mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、4区間目を掘進し終えた時点では、4区間目における目標値累計と実績値累計の差分が両者の差分が、左+4mm不足であったことから、5区分目の進行目標値(左+2mm)を、上記の(2)式に基づいて調整し、調整値を算定する。なお、調整後の進行目標値は、左+6mm=((左+2)+(左+2))となっている。 Next, as a result of digging the 4th section according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated by the progress target value (left + 7 mm), when the 4th section is completed, the digging is completed. Since the difference between the accumulated target value and the accumulated actual value in the 4th section was insufficient by +4 mm on the left, the progress target value (+2 mm on the left) in the 5th division was set based on the above equation (2). Adjust and calculate the adjustment value. The adjusted progress target value is left + 6 mm = ((left + 2) + (left + 2)).

そして、5区間目を、進行目標値(左+6mm)で算定した推奨力点Rを参照しつつ決定した目標力点G及びジャッキパターンにより掘進をした結果、5区間目を掘進し終えた時点では、5区間目における目標値累計と実績値累計の差分が±0となった。こうして、図10で示す掘進予定範囲において、掘進方向区間の終点である掘進方向区間の5区間目を掘進し終えたところで、掘進指示書に規定された進行目標値を満足する結果が得られた。 Then, as a result of digging the 5th section according to the target force point G and the jack pattern determined with reference to the recommended force point R calculated by the progress target value (left + 6 mm), when the 5th section is finished digging, 5 The difference between the cumulative target value and the cumulative actual value in the section was ± 0. In this way, in the planned excavation range shown in FIG. 10, when the fifth section of the excavation direction section, which is the end point of the excavation direction section, has been excavated, the result satisfying the progress target value specified in the excavation instruction sheet was obtained. ..

上記のとおり、掘進方向区間を掘進するごとに、目標値累計と実績値累計とを比較してシールド掘進機10の姿勢及び掘進方向を確認するとともに、実績値累計が目標値累計を満足しない場合には、次の掘進方向区間を掘進する際の進行目標値を調整し、調整した進行目標値を用いて算定した推奨力点Rを利用して掘進作業を行うことができる。 As described above, every time the section in the excavation direction is excavated, the cumulative target value and the accumulated actual value are compared to confirm the posture and excavation direction of the shield excavator 10, and the accumulated actual value does not satisfy the accumulated target value. The excavation work can be performed by adjusting the progress target value when excavating the next excavation direction section and using the recommended force point R calculated by using the adjusted progress target value.

これにより、掘進指示書が作成されている掘進予定範囲において、複数の掘進方向区間ごとに進行目標値が規定されている場合に、掘進方向区間を掘進するごとに、先行の掘進によるズレを後行の掘進で相殺するよう掘進方向の修正を図ることができる。したがって、掘進予定範囲全体の掘進が終了した時点で掘進指示書を満足するように、シールド掘進機10を掘進させることが可能となる。 As a result, in the planned excavation range for which the excavation instruction sheet is created, if the progress target value is specified for each of a plurality of excavation direction sections, each time the excavation direction section is excavated, the deviation due to the preceding excavation is delayed. The digging direction can be modified to offset the row digging. Therefore, it is possible to excavate the shield excavator 10 so as to satisfy the excavation instruction when the excavation of the entire planned excavation range is completed.

本発明のシールド掘進機の方向制御システム及びシールド掘進機の掘進方向調整方法によれば、掘進途中の適宜のタイミングでシールド掘進機10における掘進方向の修正を図ることができ、方向制御システム100による高精度な方向制御を行うことが可能となる。 According to the direction control system of the shield excavator and the method of adjusting the excavation direction of the shield excavator of the present invention, the excavation direction of the shield excavator 10 can be corrected at an appropriate timing during excavation, and the direction control system 100 can be used. It is possible to perform highly accurate directional control.

本発明のシールド掘進機の方向制御システム100は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The direction control system 100 of the shield excavator of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施の形態では、掘進方向区間に対して設定した検証地点を4点としているが、その数量はこれに限定されるものではない。また、本実施の形態では、検証地点の間隔を等間隔に設定したが、異なる間隔で検証地点を設定してもよい。 For example, in the present embodiment, four verification points are set for the excavation direction section, but the quantity is not limited to this. Further, in the present embodiment, the intervals between the verification points are set at equal intervals, but the verification points may be set at different intervals.

また、本実施の形態では、掘進指示書において、掘進予定範囲が掘進方向区間にして5区間に区分けされている場合を例示したが、その数量はこれに限定されるものではなく、掘進指示書が対象とする掘進予定範囲の距離に応じて適宜設定すればよい。 Further, in the present embodiment, the case where the planned excavation range is divided into 5 sections in the excavation direction section is illustrated in the excavation instruction sheet, but the quantity is not limited to this, and the excavation instruction sheet is not limited to this. It may be set appropriately according to the distance of the planned excavation range targeted by.

10 シールド掘進機
11 外殻体
12 トンネル
13 セグメント
14 シールドジャッキ
15 シールド制御装置
16 レーザー発振機
17 光波距離計
18 レーザーターゲット

20 掘進管理/線形管理装置
21 多重伝送装置親局
22 多重伝送装置子局
25 カッターディスク

30 方向制御装置
31 入力装置
32 出力装置
33 中央演算処理装置
34 ファイル装置
341 測量ファイル
342 検証地点調整用ファイル
343 区間終点調整用ファイル
344 推奨力点設定用ファイル
35 メインメモリ
351 推奨力点設定部
352 検証地点比較部
353 検証地点調整部
354 区間終点比較部
355 区間終点調整部

100 方向制御システム

P 作用力点
R 推奨力点
G 目標力点
E 実力点
10 Shield excavator 11 Outer shell 12 Tunnel 13 Segment 14 Shield jack 15 Shield control device 16 Laser oscillator 17 Light wave rangefinder 18 Laser target

20 Excavation management / linear management device 21 Multiplex transmission device Master station 22 Multiplex transmission device Slave station 25 Cutter disk

30 Direction control device 31 Input device 32 Output device 33 Central processing unit 34 File device 341 Survey file 342 Verification point adjustment file 343 Section end point adjustment file 344 Recommended power point setting file 35 Main memory 351 Recommended power point setting unit 352 Verification point Comparison unit 353 Verification point adjustment unit 354 Section end point comparison unit 355 Section end point adjustment unit

100 directional control system

P Action point R Recommended point G Target point E Actual point

Claims (4)

シールド掘進機を、所定の掘進方向区間ごとに規定されている進行目標値に追従させて掘進させるための、シールド掘進機の掘進方向調整方法であって、
前記掘進方向区間中に、検証地点を複数設け、
前記進行目標値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させ、前記検証地点に到達するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である検証地点実績値を計測し、
計測した検証地点実績値が、前記検証地点における前記進行目標値に基づいて算定した進行目標理論値を満足しない場合に、
前記検証地点実績値に基づいて前記進行目標値のストローク差を調整し、
調整した該目標進行値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させることを特徴とするシールド掘進機の掘進方向調整方法。
It is a method of adjusting the digging direction of the shield digging machine to make the shield digging machine follow the progress target value specified for each predetermined digging direction section.
Multiple verification points are provided in the excavation direction section.
While controlling the excavation direction based on the progress target value, the shield excavator is excavated, and each time the shield excavator is reached, the verification point actual value which is the stroke difference related to the shield excavator is measured.
When the measured verification point actual value does not satisfy the progress target theoretical value calculated based on the progress target value at the verification point.
The stroke difference of the progress target value is adjusted based on the actual value of the verification point.
A method for adjusting the digging direction of a shield digging machine, which comprises digging the shield digging machine while controlling the digging direction based on the adjusted target progress value.
請求項1に記載のシールド掘進機の掘進方向調整方法において、
前記シールド掘進機が、前記掘進方向区間を掘進するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である区間終点実績値と、該区間終点実績値の累計値である実績値累計を計測し、
該実績値累計が、先行して掘削した前記掘進方向区間ごとに規定されている前記進行目標値の累計値である目標値累計を満足しない場合に、
前記実績値累計に基づいて、後行して掘進する前記掘進方向区間に規定されている前記進行目標値のストローク差を調整し、
調整した後行の前記進行目標値に基づいて掘進方向を制御しつつ、前記シールド掘進機を掘進させることを特徴とするシールド掘進機の掘進方向調整方法。
In the method for adjusting the excavation direction of the shield excavator according to claim 1,
Each time the shield boring machine excavates the section in the excavation direction, the actual value of the section end point, which is the stroke difference related to the shield boring machine, and the accumulated actual value, which is the cumulative value of the actual end point of the section, are measured.
When the cumulative total of the actual values does not satisfy the cumulative total of the target values, which is the cumulative value of the progress target values specified for each of the excavation direction sections excavated in advance.
Based on the cumulative total of the actual values, the stroke difference of the progress target value defined in the excavation direction section to be dug afterwards is adjusted.
A method for adjusting the digging direction of a shield digging machine, which comprises digging the shield digging machine while controlling the digging direction based on the progress target value of the trailing line after adjustment.
シールド掘進機を、所定の掘進方向区間ごとに規定されている進行目標値に追従させて掘進させるための、シールド掘進機の方向制御システムであって、
前記シールド掘進機の稼働状況を監視する掘進管理/線形管理装置と、該掘進管理/線形管理装置に接続される方向制御装置と、を備え、
前記掘進管理/線形管理装置は、
少なくとも、前記掘進方向区間中に設定した複数の検証地点に前記シールド機が到達するごとに、該シールド掘進機に係るストローク差である検証地点実績値を計測して記録する機能を備え、
前記方向制御装置は、
前記検証地点実績値と、前記検証地点における前記進行目標値に基づいて算定した進行目標理論値とを比較する検証地点比較部と、
前記検証地点実績値に基づいて、前記進行目標値のストローク差を調整する検証地点調整部と、
を備えることを特徴とするシールド掘進機の方向制御システム。
It is a direction control system of the shield excavator for making the shield excavator follow the progress target value specified for each predetermined excavation direction section and excavate.
It is provided with a digging management / linear management device for monitoring the operating status of the shield digging machine and a directional control device connected to the digging management / linear management device.
The excavation management / linear management device is
At least, every time the shield machine reaches a plurality of verification points set in the excavation direction section, it has a function of measuring and recording a verification point actual value which is a stroke difference related to the shield excavator.
The direction control device is
A verification point comparison unit that compares the actual value of the verification point with the theoretical value of the progress target calculated based on the progress target value at the verification point.
A verification point adjustment unit that adjusts the stroke difference of the progress target value based on the verification point actual value, and
A directional control system for shield boring machines, characterized by being equipped with.
請求項3に記載のシールド掘進機の方向制御システムにおいて、
前記掘進管理/線形管理装置が、
前記シールド掘進機が前記掘進方向区間を掘進するごとに、前記シールド掘進機に係るストローク差である区間終点実績値と、該区間終点実績値の累計値である実績値累計を計測して記録する機能を備え、
前記方向制御装置は、
前記実績値累計と、先行して掘削した前記掘進方向区間ごとに規定されている前記進行目標値の累計値である目標値累計とを比較する区間終点比較部と、
前記実績値累計に基づいて、後行して掘進する前記掘進方向区間に規定されている前記進行目標値のストローク差を調整する区間終点調整部と、
を備えることを特徴とするシールド掘進機の方向制御システム。
In the direction control system of the shield excavator according to claim 3,
The excavation management / linear management device
Each time the shield boring machine excavates the section in the excavation direction, the actual value of the section end point, which is the stroke difference related to the shield boring machine, and the accumulated actual value, which is the cumulative value of the actual end point of the section, are measured and recorded. Equipped with functions
The direction control device is
A section end point comparison unit that compares the cumulative total of the actual values with the cumulative target value, which is the cumulative value of the progress target values defined for each section in the excavation direction excavated in advance.
A section end point adjusting unit that adjusts the stroke difference of the progress target value defined in the digging direction section to be dug backward based on the accumulated actual value, and a section end point adjusting unit.
A directional control system for shield boring machines, characterized by being equipped with.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5329128U (en) * 1976-08-20 1978-03-13
JPS5384331A (en) * 1976-12-29 1978-07-25 Takenaka Komuten Co Method of controlling excavating operation in shield excavator
JPS5833695A (en) * 1981-08-25 1983-02-26 鹿島建設株式会社 Automatic drilling method of tunnel by shield machine
JP2821039B2 (en) * 1991-03-29 1998-11-05 大成建設株式会社 Attitude control method and apparatus for shield machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5329128U (en) * 1976-08-20 1978-03-13
JPS5384331A (en) * 1976-12-29 1978-07-25 Takenaka Komuten Co Method of controlling excavating operation in shield excavator
JPS5833695A (en) * 1981-08-25 1983-02-26 鹿島建設株式会社 Automatic drilling method of tunnel by shield machine
JP2821039B2 (en) * 1991-03-29 1998-11-05 大成建設株式会社 Attitude control method and apparatus for shield machine

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