JP2544475B2 - Excavation control method and shield control device for shield excavator - Google Patents

Excavation control method and shield control device for shield excavator

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JP2544475B2
JP2544475B2 JP7404389A JP7404389A JP2544475B2 JP 2544475 B2 JP2544475 B2 JP 2544475B2 JP 7404389 A JP7404389 A JP 7404389A JP 7404389 A JP7404389 A JP 7404389A JP 2544475 B2 JP2544475 B2 JP 2544475B2
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excavation
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Kumagai Gumi Co Ltd
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Kumagai Gumi Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シールド掘削とセグメント組立の同時施工
に特徴を有するシールド掘削機の掘進制御法および掘進
制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excavation control method and an excavation control device for a shield excavator characterized by simultaneous shield excavation and segment assembly.

(従来の技術) シールド掘削機におけるシールド掘削とセグメント組
立の同時施工の代表的な従来例について説明すると、機
体後部内に周方向間隔をおき配設(同一円周上)された
シールドジヤツキ群の各シールドジヤツキを、セグメン
トの2リング分よりも長いストロークの長尺ジヤツキに
して、各シールドジヤツキの作動(伸長)継続中にセグ
メント組立を可能とし、シールドジヤツキ群を組立てら
れたセグメントの前部に当て作動し、各ジヤツキ推力の
総合推力によりシールド掘削機を推進するとともに推進
方向を定め掘進して、掘進中に各セグメントブロツクに
対応した一部の各ジヤツキグループを順次に不作動にす
ることにより、各セグメントブロツクを順次に組立て施
工するとともに、前記不作動以外の各ジヤツキ推力の総
合推力によりシールド掘削機の掘進を継続して、シール
ド掘削中にセグメント組立を同時に行っている。
(Prior Art) A typical conventional example of simultaneous construction of shield excavation and segment assembly in a shield excavator will be described. A shield jerk group arranged in the rear part of the machine body at circumferential intervals (on the same circumference). Each shield jack is made a long jack with a stroke longer than the two rings of the segment, and segment assembly is possible during the operation (extension) of each shield jack, and the shield jack group is assembled. The shield excavator is driven by the total thrust of each jack thrust and the excavation direction is determined by the thrust of each jack thrust. By operating, each segment block is assembled and installed in sequence, and the total thrust of each jacking thrust other than the above non-operation is The excavation of the shield excavator is continued by the force, and segment assembly is simultaneously performed during shield excavation.

(発明が解決しようとする課題) 従来の前記シールド掘削とセグメント組立の同時施工
は、シールドジヤツキ群の各シールドジヤツキの手操作
により、各セグメントブロツクに対応した一部の各ジヤ
ツキグループを順次に不作動とし、各ブロツク施工時
は、前記不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力により
シールド掘削機の推進力を得ているため、各セグメント
ブロツクの配置、長さ形状の相違により、ブロツク施工
ごとに前記総合推力、推進方向が変わり、シールド掘削
機の推進モーメントにアンバランスが生じて蛇行の原因
となり作業能率が低下し、各ブロツク施工ごとに各ジヤ
ツキ推力、推進方向の調整を手操作で行うことは、多く
の手数、時間を要し実際上困難であるなどの問題点があ
る。
(Problems to be solved by the invention) Simultaneous construction of the conventional shield excavation and segment assembly is performed by manually operating each of the shield jacks of the shield jack group to partially remove each jack group corresponding to each segment block. The blocks are sequentially deactivated, and at the time of each block construction, the thrust of the shield excavator is obtained by the total thrust of the jack thrusts other than the above deactivated blocks. The total thrust and propulsion direction change for each construction, and the propulsion moment of the shield excavator becomes unbalanced, which causes meandering and reduces work efficiency.Each block construction requires manual adjustment of each jacking thrust and propulsion direction. However, there is a problem in that it is difficult in practice because it requires a lot of trouble and time.

本発明は、前記のような課題に対処するために開発さ
れたものであって、その目的とする処は、各ブロツク施
工に対応した一部の各ジヤツキグループの不作動の自動
制御とともに、前記不作動以外の各ジヤツキ推力の総合
推力を一定値に制御しかつ推進方向の制御により、シー
ルド掘削とセグメント組立ての同時施工性能、能率を向
上したシールド掘削機の掘進制御法および掘進制御装置
を提供するにある。
The present invention has been developed in order to address the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to automatically control the inactivation of a part of each jack group corresponding to each block construction, By controlling the total thrust of each jacking thrust other than the non-operation to a constant value and controlling the propulsion direction, simultaneous construction performance of shield excavation and segment assembly, the excavation control method and the excavation control device of the shield excavator with improved efficiency are provided. To provide.

(課題を解決するための手段) 本発明は、機体後部内に周方向間隔をおき配設された
シールドジヤツキ群を組立てられたセグメントの前部に
当て作動し、各ジヤツキ推力の総合推力によりシールド
掘削機の推進とともに推進方向を制御して掘進し、掘進
中に各セグメントブロツクに対応した一部の各ジヤツキ
グループを順次に不作動とし、各セグメントブロツクを
順次に組立て施工するとともに、各ブロツク施工に対応
した各推進制御パターンにより前記不作動以外の各ジヤ
ツキ推力の総合推力を一定値としかつ推進方向を設定し
て掘進制御するシールド掘削機の掘進制御法に特徴を有
し、また、機体後部内に周方向間隔をおき配設されたシ
ールドジヤツキ群を組立てられたセグメントの前部に当
て作動し、各ジヤツキ推力の総合推力により機体の推進
とともに推進方向を制御して掘進するシールド掘削機に
おいて、各セグメントブロツク施工の工程信号を出力す
る工程設定器と、各ブロツク施工に対応した各シールド
ジヤツキの作動データ信号を出力する作動データ設定器
と、前記工程信号と前記作動データ信号を入力して演算
し各ブロツク施工ごとに一部の各ジヤツキグループの不
作動とともに同不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力
を一定値としかつ推進方向を設定する各推進制御パター
ンの制御信号を出力する演算制御器を具備したシールド
掘削機の掘進制御装置に特徴を有し、掘進中に、各ブロ
ツク施工に対応した一部の各ジヤツキグループの不作動
を自動制御するとともに、各ブロツク施工に対応した各
推進制御パターンにより不作動以外の各ジヤツキ推力の
総合推力を一定値に確保しかつ推進方向を設定する自動
制御によって、機体推進、掘進およびセグメント組立て
を円滑にしている。
(Means for Solving the Problem) The present invention applies a shield jerk group arranged in the rear part of the machine body at intervals in the circumferential direction to the front part of the assembled segment to operate, and by the total thrust of each jerk thrust force. While excavating while controlling the propulsion direction along with the promotion of the shield excavator, during the excavation, some of the jack groups corresponding to each segment block are sequentially deactivated, and each segment block is assembled and constructed sequentially. It has a feature in the excavation control method of the shield excavator that controls the excavation by setting the total thrust of each jacking thrust other than the non-operation to a constant value and setting the propulsion direction by each propulsion control pattern corresponding to the block construction. The shield jack group, which is arranged in the rear part of the machine body at intervals in the circumferential direction, is applied to the front part of the assembled segment to operate, and the total thrust of each jack thrust is used. In a shield excavator that excavates by controlling the propulsion direction as well as propulsion of the machine, process setter that outputs the process signal of each segment block construction and operation that outputs the operation data signal of each shield jack corresponding to each block construction The data setter, the process signal and the operation data signal are input and calculated, and the total thrust of each jacking thrust other than the same is set as a constant value for each block construction. In addition, it is characterized by the excavation control device of the shield excavator equipped with an arithmetic controller that outputs a control signal of each propulsion control pattern for setting the propulsion direction. In addition to automatically controlling the non-operation of the Tsuki group, the propulsion control pattern corresponding to each block construction comprehensively estimates each jacking thrust other than the non-operation. The Automatic control of setting the secure and and propulsion direction at a constant value, and smooth aircraft propulsion, the excavation and segment assembly.

(作用) 機体後部内に周方向間隔をおき配設されたシールドジ
ヤツキ群を組立てられたセグメントの前部に当て作動す
ることによりシールド掘削機が推進され、各ジヤツキ推
力の総合推力によりシールド掘削機の推進とともに推進
方向が制御され掘進されて、掘進中に各セグメントブロ
ツクに対応した一部の各ジヤツキグループを順次に不作
動とし、各セグメントブロツクが順次組立て施工される
とともに、各ブロツク施工に対応した各推進制御パター
ンにより前記不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力が
一定値に確保されかつ推進方向が設定され掘進制御され
て、各ブロツク施工中にもシールド掘削機のモーメン
ト、推力バランスがとられて蛇行が防止され、正規の推
進が円滑に実現されるとともに、推進方向の設定により
直進、曲進の施工も自在に行われ、従ってまた、セグメ
ント組立の同時施工が円滑に遂行される。
(Operation) The shield excavator is propelled by operating the shield jack group, which is arranged in the rear part of the fuselage at intervals in the circumferential direction, at the front part of the assembled segment, and the shield excavation is performed by the total thrust of each jack thrust. As the machine is propelled, the propulsion direction is controlled and the car is excavated.During the excavation, some of the jack groups corresponding to each segment block are sequentially deactivated, and each segment block is assembled and constructed sequentially. The total thrust of each jacking thrust other than the non-operation is secured to a constant value by each propulsion control pattern corresponding to the above, and the propulsion direction is set and the excavation control is performed to balance the moment and thrust balance of the shield excavator during each block construction. It prevents the meandering and prevents the meandering, and realizes the normal propulsion smoothly. The construction can be performed freely, and therefore, simultaneous construction of segment assembly can be smoothly performed.

掘進制御装置における工程設定器の工程信号、作動デ
ータ設定器の作動データ信号、および演算制御器の前記
工程信号と前記作動データ信号の演算に基づき制御信号
により、前記のような掘進制御性能、作動信頼性が得ら
れ、シールド掘削機が円滑に推進、掘進される。
The excavation control performance and the operation as described above are controlled by the process signal of the process setting device, the operation data signal of the operation data setting device, and the control signal based on the calculation of the process signal and the operation data signal of the arithmetic controller in the excavation control device. Reliability is obtained and the shield excavator is smoothly propelled and advanced.

(実施例) 第1図ないし第6図に本発明のシールド掘削機、セグ
メントの組立、掘進制御法および掘進制御装置の一実施
例を示し、シールド掘削機は、第1図、第3図および第
4図に示すようにスキンプレート(1)、スキンプレー
ト(1)内の隔壁(1a)前側に配設され駆動装置(図示
省略)で回転駆動されるカツタビツト群付きカツタヘツ
ド(2)、機体後部内つまり隔壁(1a)後側に周方向間
隔をおき配設(同一円周上)され第6図に示す掘進制御
装置(20)によって制御されるシールドジヤツキ群
(5)、機体後部内に配設され各セグメントブロツク
(10a)(10b)…(10i)を把持、搬送し組立てられて
いるセグメント(10)の前側に配置して組立てるエレク
ター(6)、隔壁(1a)の後部に連設され掘削土砂等を
機体後方へ排出する排土装置(図示省略)等を具備し、
シールドジヤツキ群(5)の各シールドジヤツキには、
セグメント(10)の2リング相当(2×X)以上の長い
ストロークを有する長尺ジヤツキが適用され、該シール
ドジヤツキ群(5)は、第3、4図に示すように配設さ
れたシールドジヤツキ(5−1)(5−2)……(5−
38)からなり、各シールドジヤツキは、図示省略した適
宜の駆動回路を有し、第6図に示す掘削制御装置(20)
により個別に伸長の作動、短縮の不作動に制御される。
(Embodiment) FIGS. 1 to 6 show an embodiment of the shield excavator, segment assembly, excavation control method and excavation control device of the present invention. The shield excavator is shown in FIGS. 1, 3 and As shown in FIG. 4, a skin plate (1), a cutter head with a cutter bit group (2) arranged in front of the partition (1a) in the skin plate (1) and rotationally driven by a driving device (not shown), and a rear part of the machine body Inside the rear part of the fuselage (5), which is arranged on the inner side of the partition wall (1a) with a circumferential interval (on the same circumference) and is controlled by the excavation control device (20) shown in FIG. The segment blocks (10a), (10b), ... (10i) that are arranged are gripped, transported, and arranged in front of the assembled segment (10) to be assembled, and the erector (6) and the partition (1a) are connected to the rear of the partition. Discharge of excavated earth and sand etc. to the rear of the machine Device comprises a (not shown) or the like,
For each shield jack in the shield jack group (5),
A long jack having a long stroke equivalent to 2 rings (2 × X) or more of the segment (10) is applied, and the shield jack group (5) is a shield arranged as shown in FIGS. Jack (5-1) (5-2) …… (5-
38), each shield jack has an appropriate drive circuit (not shown), and the excavation control device (20) shown in FIG.
Is individually controlled by the operation of extension and non-operation of shortening.

また、組立てられたセグメント(10)は、第5図に示
すようにリング状に配置された多くのセグメントブロツ
ク(10a)(10b)……(10i)からなり、ボルト等で隣
接部が相互に連結され、公知機構のエレクター(6)に
より配置、組立てられる。
The assembled segment (10) is composed of many segment blocks (10a) (10b) (10i) arranged in a ring shape as shown in FIG. They are connected and arranged and assembled by an erector (6) having a known mechanism.

前記掘削制御装置(20)は、第6図に示すようにセグ
メントブロツク施工の工程信号(21a)を出力する工程
設定器(21)と、各ブロツク施工に対応した各シールド
ジヤツキの作動データ信号(22a)を出力するデータ設
定器(22)と、工程信号(21a)と作動データ信号(22
a)を入力して演算しインターフエース(24)を介して
制御信号(24a)に変換して出力する演算制御器(23)
からなり、さらに演算制御器(23)にデイスプレイ(2
5)、レコーダ(26)等が付設された構造とし、演算制
御器(23)は、後述するように工程信号(21a)と作動
データ信号(22a)の入力、演算により各ブロツク施工
ごとに一部の各ジヤツキグループの不作動とともに同不
作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力を一定値としかつ
推進方向を設定する各推進制御パターンの制御信号(24
a)をインターフエース(24)を介して出力し、各制御
バルブ(27−1)(27−2)……(27−38)を介し各シ
ールドジヤツキ(5−1)(5−2)……(5−38)を
自動制御する。
The excavation control device (20) includes a process setting device (21) for outputting a process signal (21a) for segment block construction and an operation data signal for each shield jack corresponding to each block construction as shown in FIG. (22a) output data setter (22), process signal (21a) and operation data signal (22)
Arithmetic controller (23) which inputs and calculates a), converts it into a control signal (24a) via the interface (24) and outputs it.
And the display (2) on the arithmetic controller (23).
5), the recorder (26), etc. are attached, and the arithmetic controller (23) receives a process signal (21a) and an operation data signal (22a) as will be described later. The control signal of each propulsion control pattern that sets the propulsion direction with a constant value of the total thrust of each jack thrust other than the non-operation of each jack group
a) is output through the interface (24), and each shield valve (5-1) (5-2) is output through each control valve (27-1) (27-2) (27-38). ...... (5-38) is automatically controlled.

前記シールド掘削機における掘進制御は、第1、2図
に示すような工程となり、カツタヘツド(2)を回転駆
動して掘削するとともに、シールドジヤツキ群(5)を
組立てられたセグメント(10)の前部に当て作動(伸
長)し、各ジヤツキ推力の総合推力によりシールド掘削
機の推進とともに推進方向を制御して掘進し、掘進中に
各セグメントブロツク(10a)(10b)……(10i)に対
応した一部の各ジヤツキグループを順次に不作動(短
縮)とし、各セグメントブロツクを順次に組立て施工す
るとともに、各ブロツク施工に対応した各掘進制御パタ
ーンにより前記不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力
を一定値としかつ推進方向を設定して掘進制御する。
The excavation control in the shield excavator is as shown in FIGS. 1 and 2, and the cutter head (2) is rotationally driven for excavation, and the shield jerk group (5) is assembled in the segment (10). It hits (extends) to the front part and controls the propulsion direction along with the propulsion of the shield excavator by the total thrust of each jacking thrust, and excavates, and each segment block (10a) (10b) …… (10i) Deactivate (shorten) some of the corresponding jack groups one after another, assemble and construct each segment block in sequence, and use each excavation control pattern corresponding to each block construction to control each jacking thrust other than the above inoperative. Excavation control is performed by setting the total thrust to a constant value and setting the propulsion direction.

前記掘進制御法におけるシールド掘削とセグメント組
立の同時施工を、第1、2図によって詳述すると、掘進
制御装置(20)によるシールドジヤツキ群(5)の制御
によってシールド掘削機が推進され、掘削開始時は、各
シールドジヤツキを短縮状態にして組立てられたセグメ
ント(10)の前部に当て作動(伸長)し、各ジヤツキ推
力の総合推力によりシールド掘削機を推進するとともに
推進方向を設定する。
Simultaneous construction of shield excavation and segment assembly in the excavation control method will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. When the shield excavator group (5) is controlled by the excavation control device (20), the shield excavator is propelled and excavated. At the start, each shield jack is shortened and applied (extended) to the front of the assembled segment (10) to propel the shield excavator by the total thrust of each jack thrust and set the propulsion direction. .

掘進が進行し第1図(A)に示すように各シールドジ
ヤツキがセグメント(10)の1リング相当分(X)のス
トロークに伸びると、第1図(B)、第2図(A)に示
すようにセグメントブロツク(10a)に対応した一部の
ジヤツキグループ(5−18〜5−23)が自動的に不作動
(短縮)に制御され、エレクター(6)により新たなセ
グメントブロツク(10a)を把持、搬送して組立てられ
ているセグメント(10)の所望位置に配置、組立てると
ともに、適宜の手段によりボルト等で連結して施工さ
れ、第2図(A)に示すように不作動(5−18〜5−2
3)以外の各シールドジヤツキ(黒印)が掘進制御装置
(20)の前記制御信号(24a)によって作動制御され、
各ジヤツキ推力の総合推力が一定値に確保されかつ推進
方向も設定されて、セグメントブロツク(10a)の施工
時中もシールド掘削機が円滑に推進される。
As the excavation progresses and each shield jack extends to a stroke corresponding to one ring (X) of the segment (10) as shown in FIG. 1 (A), FIG. 1 (B), FIG. 2 (A) As shown in, some of the jack groups (5-18 to 5-23) corresponding to the segment block (10a) are automatically disabled (shortened), and the new segment block (5) is selected by the erector (6). 10a) is grasped and conveyed, and the segment (10) is arranged and assembled at a desired position of the assembled segment (10) and is connected by bolts or the like by an appropriate means to be constructed, and it is inoperative as shown in FIG. 2 (A). (5-18 to 5-2
Each shield jack (black mark) other than 3) is operated and controlled by the control signal (24a) of the excavation control device (20),
The total thrust of each jack thrust is maintained at a constant value and the propulsion direction is set, so that the shield excavator is smoothly propelled even during the construction of the segment block (10a).

セグメントブロツク(10a)の組立、施工が終了する
と、第1図(C)に示すように前記ジヤツキグループ
(5−9〜5−23)が作動(伸長)されて新たなセグメ
ントブロツク(10a)に当てられジヤツキ推力を発揮す
るとともに、第1図(D)、第2図(B)に示すように
セグメントブロツク(10b)に対応した一部の各ジヤツ
キグループ(5−15〜5−18)が不作動となり、同様に
新たなセグメントブロツク(10b)の組立、施工がなさ
れ、不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推力が同様に一
定値に確保されかつ推進方向も設定された作動となり、
同様にして各セグメントブロツク(10c)(10d)……
(10i)が第1図(E)(F)、第2図(C)〜(I)
のように順次に組立、施工される。
When the assembly and construction of the segment block (10a) are completed, the jack group (5-9 to 5-23) is operated (extended) as shown in FIG. 1 (C), and a new segment block (10a) is obtained. It exerts a jacking thrust on each of the jack groups (5-15 to 5-18) corresponding to the segment block (10b) as shown in FIGS. 1 (D) and 2 (B). ) Becomes inoperative, a new segment block (10b) is similarly assembled and constructed, and the total thrust of each jacking thrust other than inoperative is similarly secured at a constant value and the propulsion direction is also set.
Similarly, each segment block (10c) (10d) ……
(10i) is FIG. 1 (E) (F) and FIG. 2 (C)-(I).
Assembled and constructed sequentially.

第2図(A)〜(I)に示すように各セグメントブロ
ツク(10a)(10b)……(10i)の順次で組立、施工さ
れ、各ブロツク施工時において、各シールドジヤツキ
は、黒印で示すものが作動(伸長)されて推力を発揮
し、その他のシールドジヤツキは不作動(短縮)にさ
れ、第2図(I)に示すセグメントブロツク(10i)の
施工によってセグメント(10)の1リング分の組立、施
工が終了し、各シールドジヤツキは、セグメント(10)
の2リング分よりも長いストロークの長尺ジヤツキにな
っているため、シールド掘削機の推進つまり掘進を継続
した状態でセグメント組立てが円滑に遂行される。
As shown in Fig. 2 (A) to (I), each segment block (10a) (10b) ... (10i) is assembled and installed in order, and each shield jack is marked with a black mark at the time of each block installation. The one shown by is activated (extended) to exert thrust, the other shield jacks are deactivated (shortened), and the segment block (10i) shown in FIG. Assembly and construction for one ring are completed, and each shield jack has a segment (10).
Since it is a long jack with a stroke longer than two rings, segment assembly can be smoothly performed while the shield excavator is continuously propelled, that is, excavated.

前記掘進制御装置(20)について詳述すると、前記工
程設定器(21)は、各セグメントブロツク施工の工程信
号(21a)を演算制御器(23)に入力するものであり、
具体的には新たに組立てるセグメントブロツクから決ま
るセグメントの位置に関連して除圧(不作動)すべき各
ジヤツキグループのデータを入力値(i−2)として入
力し、前記作動データ設定値(22)は、各ブロツク施工
ごとの作動データ信号(22a)を演算制御器(23)に入
力するものであり、具体的にはセグメントブロツクを組
立てながらの同時掘進施工をしない場合の実測から推定
するか、あるいは理論計算により算出した必要推力(F
o)、合力中心位置(δx,δy)を初期値(i−1)と
して出力し、演算制御器(23)は、初期値(i−1)お
よび入力値(i−2)を入力、演算して、シールド掘削
機のモーメントおよび推力の釣り合いがとれる所定のジ
ヤツキパターンとして出力し、この出力値をデイスプレ
イ(25)、レコーダ(26)に接続しても良く、前記出力
値はインターフエース(24)を介することにより制御信
号(24a)に変換されて、各シールドジヤツキ(5−
1)(5−2)……(5−38)の各制御バルブ(27−
1)(27)−2)……に入力信号として与えられ、この
結果、シールド掘削機は、新たに組立てるセグメントブ
ロツクに対応した所定のジヤツキパターンで掘進が継続
される。
Explaining in detail the excavation control device (20), the process setting device (21) is for inputting a process signal (21a) of each segment block construction to the arithmetic controller (23),
Specifically, the data of each jack group to be decompressed (not activated) in relation to the position of the segment determined from the newly assembled segment block is input as the input value (i-2), and the operation data set value ( 22) is to input the operation data signal (22a) for each block construction to the arithmetic controller (23). Specifically, it is estimated from the actual measurement when the simultaneous excavation construction is not performed while the segment blocks are assembled. Or the required thrust (F
o), the resultant center position (δx, δy) is output as the initial value (i-1), and the arithmetic controller (23) inputs and calculates the initial value (i-1) and the input value (i-2). Then, it may be output as a predetermined jacking pattern that balances the moment and thrust of the shield excavator, and this output value may be connected to the display (25) and the recorder (26). It is converted into a control signal (24a) by way of the (24), and each shield jack (5-
1) (5-2) ... (5-38) each control valve (27-
1) (27) -2) ... Is given as an input signal, and as a result, the shield excavator continues to excavate in a predetermined jerk pattern corresponding to the newly assembled segment block.

なお、前記手順だけで掘進に蛇行が生じる場合は、計
画線との誤差量をフイードバツク値として初期値(i−
1)の合力中心(δx,δy)の修正演算器を追加するこ
とも可能である。
When the excavation is meandering only by the above procedure, the initial value (i-
It is also possible to add a correction operator for the resultant force center (δx, δy) in 1).

セグメント(10)を形成する各セグメントブロツク
(10a)(10b)……(10i)は、予め組立位置や分割形
状が決まり、シールド掘削機に装備されているシールド
ジヤツキ群(5)の各シールドジヤツキとの対応関係も
ほぼ決まっている。
The segment blocks (10a), (10b), ... (10i) that form the segment (10) have their assembly positions and divided shapes determined beforehand, and each shield of the shield jack group (5) equipped on the shield excavator. Correspondence with Jitsuki is almost fixed.

セグメント組立を同時に施工しない通常施工で直線掘
削をする場合は、シールド掘削機の中心(0)よりも下
側に地盤反力の合力が通常あるため、第2図に示すよう
に通常は上側のシールドジヤツキ(○印)は使用せず、
下側のシールドジヤツキ(黒印)で推進する。各ジヤツ
キ推力の総合推力の中心、即ち合力中心(Q)は、第4
図の位置にありシールド掘削機の中心(0)よりδx,δ
y(δxはほぼ0になる場合が多い)の偏心を持ってい
る。
When straight line excavation is not performed at the same time as segment assembly, the resultant ground reaction force is usually below the center (0) of the shield excavator, so as shown in Fig. Do not use the shield jack (marked with ○),
Use the shield jack (black mark) on the lower side to drive. The center of total thrust of each jacking thrust, that is, the center of resultant force (Q) is
It is located at the position shown in the figure and δx, δ from the center (0) of the shield excavator.
It has an eccentricity of y (often δx is almost 0).

前記状態で、例えば第4図に示すシールドジヤツキ
(5−9)〜(5−14)の計6本が不作動(短縮)にさ
れると、図示右側の推力が減少するため、シールド掘削
機のモーメントバランスがくずれ図示右曲りの曲線、推
進となるが、計6本の前記シールドジヤツキが不作動
(短縮)にされる前提条件で、下記条件を満足するジヤ
ツキ作動パターンが計算される。
In this state, for example, if the six shield jacks (5-9) to (5-14) shown in FIG. 4 are inactivated (shortened), the thrust on the right side of the figure decreases, so shield excavation is performed. Although the moment balance of the machine is broken and the curve turns to the right as shown in the figure, propulsion is performed, but on the precondition that a total of 6 shield jacks are inoperative (shortened), a jacking operation pattern that satisfies the following conditions is calculated. .

Fo≦ΣF(i) ……(3) ここで δx:合力中心のX方向変位 δy:合力中心のY方向変位 F(i):i番目のシールドジヤツキ推力 lx(i):i番目のシールドジヤツキのX軸からの距離 ly(i):i番目のシールドジヤツキのY軸からの距離 Fo:推進に最小限必要な総合推力 これらの計算は、計算テクニツク上シールドジヤツキ
のピツチ内を連続推力線と仮定して、不作動のジヤツキ
グループ(例えば5−9〜4−14)の両側に、ある中心
角度の弧状の長さを各々未知数とすることにより比較的
に容易に計算される。不作動つまり使用しなジヤツキグ
ループがセグメントブロツクごとに変化しても、前記計
算により合力中心を一定に保つ特定のジヤツキ作動パタ
ーンが求まり、具体的に第2図に示すようなパターンと
なって、前記掘削制御装置(20)により前述のような作
動制御が円滑に行われる。即ち、各ブロツク施工中にお
けるシールド掘削機の総合推力を設定した一定値としか
つ推進方向も所望どおりに設定可能であって、曲線ある
いは曲線の掘進設定が容易である。
Fo ≦ ΣF (i) (3) where δx: X-direction displacement of resultant force center δy: Y-direction displacement of resultant force center F (i): i-th shield jacking thrust lx (i): i-th shield Distance from the X axis of the jack ly (i): Distance from the Y axis of the i-th shield Fo: Total thrust required for propulsion These calculations are calculated within the pitch of the shield on the technical jack. Assuming a continuous thrust line, it is relatively easy to calculate by setting the arc lengths of a certain central angle on both sides of an inactive jacking group (for example, 5-9 to 4-14) as unknowns. It Even if it is inoperative, that is, if the unused jacking group changes for each segment block, a specific jacking operation pattern that keeps the resultant force center constant is obtained by the above calculation, and a specific pattern as shown in FIG. 2 is obtained. The operation control as described above is smoothly performed by the excavation control device (20). That is, the total thrust of the shield excavator during each block construction can be set to a constant value and the propulsion direction can be set as desired, and a curve or curve excavation can be easily set.

(発明の効果) 本発明は、前述のような構成からなり、機体後部内に
周方向間隔をおき配設されたシールドジヤツキ群を組立
てられたセグメントの前部に当て作動(伸長)し、各ジ
ヤツキ推力の総合推力によりシールド掘削機を推進する
とともに推進方向を制御して掘進し、掘進中に各セグメ
ントブロツクに対応した一部の各ジヤツキグループを順
次に不作動とし、各セグメントブロツクが順次に組立て
施工されるとともに、各ブロツク施工に対応した各推進
制御パターンにより前記不作動以外の各ジヤツキ推力の
総合推力が一定値とされかつ推進方向も設定されて掘進
制御されるため、前記各ジヤツキグループの不作動の自
動制御とともに、各ブロツク施工時におけるシールド掘
削機の総合推力が一定値に確保されかつ推進方向に設定
される自動制御となり、シールド掘削機のモーメント、
推力バランスがとられて蛇行が防止され、正規の推進が
円滑に実現されるとともに、また、予め必要な曲進のた
めのモーメントを求め、それに対応した総合推力の中心
位置の選定により、曲進施工にも対応でき、前記掘進制
御装置は前記掘進を円滑に実現し、従ってまた、セグメ
ント組立の同時施工も円滑に遂行されて、シールド掘削
とセグメント組立の同時施工性能、能率が著しく向上さ
れている。
(Effects of the Invention) The present invention is configured as described above, and applies (extends) a shield jerk group disposed at a circumferential interval in the rear part of the machine body to the front part of the assembled segment, The shield excavator is propelled by the total thrust of each jack thrust and the thrust direction is controlled to proceed with the excavation.During the excavation, some of the jack groups corresponding to each segment block are sequentially deactivated, and each segment block is Assembled and constructed in sequence, the total thrust of each jacking thrust other than the non-operation is set to a constant value by each propulsion control pattern corresponding to each block construction, and the propulsion direction is also set for excavation control. Along with automatic control of inactivity of the jack group, the total thrust of the shield excavator during each block construction is maintained at a constant value and set in the propulsion direction. Automatic control, the moment of the shield excavator,
Thrust is balanced, meandering is prevented, regular propulsion is smoothly realized, and the required moment for curving is calculated in advance, and the center position of the total thrust corresponding to it is selected to advance the curving. The excavation control device can also be used for the construction, and the excavation control device can smoothly realize the excavation. Therefore, the simultaneous construction of the segment assembly can be smoothly performed, and the simultaneous construction performance of the shield excavation and the segment assembly can be significantly improved. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(A)ないし(F)は、本発明のシールド掘削機
の機構および各工程の一実施例を示す各縦断面図、第2
図(A)ないし(I)は各ブロツク施工ごとのシールド
ジヤツキ群の不作動と作動状態を示す各断面機構図、第
3図はシールドジヤツキ群の展開図、第4図はシールド
ジヤツキ群の配置を示す機体後部の側の断面機構図、第
5図は各セグメントブロツクの配置を示す組立てられた
セグメントの前面図、第6図は掘進制御装置の機構図で
ある。 5:シールドジヤツキ群 5−1,5−2,……5−38:シールドジヤツキ 10……セグメント 10a,10b,……10i:セグメントブロツク 20:掘進制御装置、21:工程設定器 22:データ設定器、23:演算制御器
1 (A) to 1 (F) are longitudinal sectional views showing an embodiment of the mechanism and each step of the shield excavator of the present invention, and FIG.
Figures (A) to (I) are cross-sectional mechanical views showing inoperative and operating states of the shield jack group for each block construction, Fig. 3 is a development view of the shield jack group, and Fig. 4 is a shield jack group. FIG. 5 is a front view of the assembled segments showing the arrangement of each segment block, and FIG. 6 is a mechanism view of the excavation control device. 5: Shield jack group 5-1, 5-2, ... 5-38: Shield jack 10 ... Segment 10a, 10b, ... 10i: Segment block 20: Trench control device, 21: Process setting device 22: Data setter, 23: Arithmetic controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 雅史 埼玉県志木市柏町1―5―15 (56)参考文献 特開 昭63−171995(JP,A) 特開 昭53−32931(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Wada 1-5-15, Kashiwa-cho, Shiki City, Saitama Prefecture (56) References JP-A-63-171995 (JP, A) JP-A-53-32931 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機体後部内に周方向間隔をおき配設された
シールドジヤツキ群を組立てられたセグメントの前部に
当て作動し、各ジヤツキ推力の総合推力によりシールド
掘削機の推進とともに推進方向を制御して掘進し、掘進
中に各セグメントブロツクに対応した一部の各ジヤツキ
グループを順次不作動とし、各セグメントブロツクを順
次に組立て施工するとともに、各ブロツク施工に対応し
た各推進制御パターンにより前記不作動以外の各ジヤツ
キ推力の総合推力を一定値としかつ推進方向を設定して
掘進制御することを特徴とするシールド掘削機の掘進制
御法。
Claims: 1. A shield jerk group, which is arranged in the rear portion of the machine body at a circumferential interval, is applied to the front portion of the assembled segment to operate, and the total thrust of each jack thrust is used to propel the shield excavator and the propulsion direction. Control and excavate, partially deactivate each jack group corresponding to each segment block in sequence, sequentially assemble each segment block, and perform each propulsion control pattern corresponding to each block construction. A method for controlling excavation of a shield excavator, characterized in that the excavation control is performed by setting the total thrust of each jacking thrust other than the non-operation by a constant value and setting the propulsion direction.
【請求項2】機体後部内に周方向間隔をおき配設された
シールドジヤツキ群を組立てられたセグメントの前部に
当て作動し、各ジヤツキ推力の総合推力により機体の推
進とともに推進方向を制御して掘進するシールド掘削機
において、各セグメントブロツク施工の工程信号を出力
する工程設定器と、各ブロツク施工に対応した各シール
ドジヤツキの作動データ信号を出力する作動データ設定
器と、前記工程信号と上記作動データ信号を入力して演
算し各ブロツク施工ごとに一部の各ジヤツキグループの
不作動とともに同不作動以外の各ジヤツキ推力の総合推
力を一定値としかつ推進方向を設定する各推進制御パタ
ーンの制御信号を出力する演算制御器を具備したことを
特徴とするシールド掘削機の掘進制御装置。
2. A shield jerk group, which is arranged in the rear portion of the fuselage at intervals in the circumferential direction, is applied to the front portion of the assembled segment to operate, and the propulsion direction is controlled together with the propulsion of the fuselage by the total thrust of each jack thrust. In a shield excavator that advances by the process, a process setting device that outputs a process signal of each segment block construction, an operation data setting device that outputs an operation data signal of each shield jack corresponding to each block construction, and the process signal. And the above operation data signal is input and calculated, and for each block construction, some jack groups are not activated, and the total thrust of each jack thrust other than that is set to a constant value and the propulsion direction is set. An excavation control device for a shield excavator, comprising an arithmetic controller that outputs a control signal of a control pattern.
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