JP2552164B2 - シールド工法の制御方法 - Google Patents
シールド工法の制御方法Info
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- JP2552164B2 JP2552164B2 JP63038527A JP3852788A JP2552164B2 JP 2552164 B2 JP2552164 B2 JP 2552164B2 JP 63038527 A JP63038527 A JP 63038527A JP 3852788 A JP3852788 A JP 3852788A JP 2552164 B2 JP2552164 B2 JP 2552164B2
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/093—Control of the driving shield, e.g. of the hydraulic advancing cylinders
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、シールド工法において、最適のジャッキパ
ターンによって方向を制御することのできる制御方法に
関するものである。
ターンによって方向を制御することのできる制御方法に
関するものである。
＜従来の技術＞ シールド工法においてその掘進方向を正確に維持しよ
うとする方法は各種の手段が開発されている。
うとする方法は各種の手段が開発されている。
そうした従来の方法は、現在のシールド掘進機の位置
を確認し、その現在位置と設計線との誤差を表示して方
向修正の資料にする方法であった。
を確認し、その現在位置と設計線との誤差を表示して方
向修正の資料にする方法であった。
＜従来の技術の問題点＞ こうした従来の方法によると、均一な地層における施
工では比較的正確な制御を行うことができる。
工では比較的正確な制御を行うことができる。
しかし現実には地盤の不均質性、シールド掘進機のく
せ、などによって正確な制御は困難である。
せ、などによって正確な制御は困難である。
また土の非線形特性からシールド掘進機を曲げるため
の偏心モーメントと変位量は線形に対応しないので、定
量的な制御量を把握できない。
の偏心モーメントと変位量は線形に対応しないので、定
量的な制御量を把握できない。
＜本発明の目的＞ 本発明は上記のような欠点を改善するためになされた
もので、時々刻々と得られる計測データに基づいて、常
に変化する地盤やマシンのくせに対応しながら、リアル
タイムに最適な修正方向を示すことのできるシールド掘
進機の制御方法を提供することを目的とする。
もので、時々刻々と得られる計測データに基づいて、常
に変化する地盤やマシンのくせに対応しながら、リアル
タイムに最適な修正方向を示すことのできるシールド掘
進機の制御方法を提供することを目的とする。
＜本発明の構成＞ ＜イ＞全体の構成 本発明の制御方法は、次の機構から構成する。
＜ロ＞センサ シールド掘進機や関連機器に取り付けたセンサは公知
のものを利用できる。
のものを利用できる。
たとえば次のようなセンサである。
＜ハ＞坑内コンピュータ 坑内コンピュータは次のような目的に使用する。
（１）データの収集 上記したセンサ群によって検知したデータを収集す
る。
る。
そしてデータからの各種の信号を変換して統一し、計
測用コンピュータに向けて送信する。
測用コンピュータに向けて送信する。
（２）制御量の送信 各種のデータをもとに演算し、制御量が決定される
と、計測用コンピュータからこの坑内用コンピュータに
向けて送信される。
と、計測用コンピュータからこの坑内用コンピュータに
向けて送信される。
この制御量に応じた信号を、各種の駆動装置に向けて
発信する。
発信する。
駆動装置とはたとえば次のようなシールド掘進機駆動
用装置である。
用装置である。
ジャッキ伸縮用の油圧回路 カッタ回転装置 スクリュー回転装置 作泥材注入ポンプ 裏込め材注入ポンプ ＜ニ＞計測用コンピュータ （１）演算 坑内コンピュータから発信されたデータを受信し、演
算処理、表示を行う。
算処理、表示を行う。
（２）演算結果量の送信 この演算処理の結果を次の制御用コンピュータに向け
て送信する機能である。
て送信する機能である。
（３）受信、格納 次の制御用コンピュータによって演算された制御量を
受信し、これを一時格納しておく機能である。
受信し、これを一時格納しておく機能である。
（４）制御量の送信 制御用コンピュータによって演算された制御量を格納
したのち、坑内コンピュータの司令によって適宜坑内コ
ンピュータに向けて送信する機能である。
したのち、坑内コンピュータの司令によって適宜坑内コ
ンピュータに向けて送信する機能である。
＜ホ＞制御用コンピュータ （１）演算 計測用コンピュータからの物理量をもとに、制御計算
を行う機能である。
を行う機能である。
演算の結果の表示も行う。
（２）格納、送信 演算結果のデータを格納し、坑内コンピュータからの
司令によって制御量を計測用コンピュータに向けて送信
する機能である。
司令によって制御量を計測用コンピュータに向けて送信
する機能である。
（３）演算方法 本発明の特徴のひとつは常に変化する現場に対応した
制御を行う点であり、そのための手法としてカルマン・
フィルタ理論に統計手法の回帰分析を組み込んで利用す
る。
制御を行う点であり、そのための手法としてカルマン・
フィルタ理論に統計手法の回帰分析を組み込んで利用す
る。
カルマン・フィルタ理論とは簡単に説明すると次のよ
うな手法である。
うな手法である。
すなわちデータをシーケンシャルに処理しながら、そ
の最適推定値を逐次修正することのできる近代制御理論
のひとつであり、逐次型最小二乗法とも言うべき手法で
ある。
の最適推定値を逐次修正することのできる近代制御理論
のひとつであり、逐次型最小二乗法とも言うべき手法で
ある。
その特徴は、データをシーケンシャルに処理できるこ
とで、データを蓄積しておく必要がなく、しかも処理時
間が短い。
とで、データを蓄積しておく必要がなく、しかも処理時
間が短い。
さらに計測データの中でも最新のデータを重視するこ
とができるといった、本発明の方法に利用するのに適し
た特性を備えている。
とができるといった、本発明の方法に利用するのに適し
た特性を備えている。
＜ヘ＞表示例 以上のような機能を持たせたコンピュータ網の配置に
よって、最終的には第３図に示すような最適パターンの
表示を行うことができる。
よって、最終的には第３図に示すような最適パターンの
表示を行うことができる。
すなわち、カルマン・フィルタ理論に組み込んだ回帰
分析を用いて、偏心モーメントと変位量の関係を把握す
る。そして、将来正しい設計線に戻すためにはどのジャ
ッキを伸長すればよいかの計算と表示を行うことができ
る。
分析を用いて、偏心モーメントと変位量の関係を把握す
る。そして、将来正しい設計線に戻すためにはどのジャ
ッキを伸長すればよいかの計算と表示を行うことができ
る。
＜ト＞制御 制御用コンピュータからの信号は、前記したようにシ
ールド掘進機の各種の掘削、掘進装置の制御盤に入力す
る。
ールド掘進機の各種の掘削、掘進装置の制御盤に入力す
る。
したがって伸長すべきジャッキの配置、本数、排土機
構の回転数や回転速度、作泥材の供給量などを総合的に
制御することになる。
構の回転数や回転速度、作泥材の供給量などを総合的に
制御することになる。
そのために、現在は設計線から外れているシールド掘
進機を、将来たとえば15メートル進行したら設計線に一
致させるための制御を自動的に行うことができる。
進機を、将来たとえば15メートル進行したら設計線に一
致させるための制御を自動的に行うことができる。
＜本発明の効果＞ 本発明は上記した要素の組み合わせからなる制御方法
であるから、次のような効果を期待することができる。
であるから、次のような効果を期待することができる。
＜イ＞将来のトランシットやレベルを使用する測量方法
では多大の労力と時間を必要としており、しかも掘削時
には測量ができないから測量時間が拘束されている。
では多大の労力と時間を必要としており、しかも掘削時
には測量ができないから測量時間が拘束されている。
したがって常時シールド掘進機の位置を測定しておく
ことができない。
ことができない。
しかるに本発明の方法では掘進中のシールド掘進機の
位置や姿勢を常時把握することができるから正確な施工
管理を行うことができる。
位置や姿勢を常時把握することができるから正確な施工
管理を行うことができる。
＜ロ＞現在の位置を把握することによって、カルマン・
フィルタ理論に組み込んだ統計手法を用いてシールドジ
ャッキの自動制御が可能である。
フィルタ理論に組み込んだ統計手法を用いてシールドジ
ャッキの自動制御が可能である。
しかもその制御は、常に変化する現場の状況に適応し
たもので、リアルタイムのフィードバック制御となって
いる。
たもので、リアルタイムのフィードバック制御となって
いる。
＜ハ＞伸長すべき最適なジャッキパターンを表示するこ
とにより、将来正しい設計線に戻るためにはどのジャッ
キを伸長すればよいかを知ることができ、正確な施工管
理を行うことができる。
とにより、将来正しい設計線に戻るためにはどのジャッ
キを伸長すればよいかを知ることができ、正確な施工管
理を行うことができる。
第１図：本発明の制御を行うシステムの配置図 第２図：シールド掘進機現場での配置図 第３図：結果の表示の例を示す図
Claims (1)
- 【請求項１】各種センサ、コンピュータ、及びジャッキ
を有するシールド掘進機に関して、フィードバック制御
における時間的な制御遅れを解消するため、将来の位置
と姿勢を予測してシールド掘進機を制御する制御方法に
おいて、 各種センサからの信号をコンピュータに入力し、 該信号の値をカルマン・フィルタ理論に組み込んだ回帰
分析の統計手法で伸長すべき最適なジャッキパターンを
表示し、 予測した将来の到達位置での位置と姿勢を計画路線に戻
すようにジャッキを操作して、シールド掘進機を掘進制
御することを特徴とする、 シールド工法の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63038527A JP2552164B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | シールド工法の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63038527A JP2552164B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | シールド工法の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214694A JPH01214694A (ja) | 1989-08-29 |
| JP2552164B2 true JP2552164B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12527753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63038527A Expired - Fee Related JP2552164B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | シールド工法の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552164B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2648824B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1997-09-03 | 株式会社大林組 | トンネル掘進機の自己診断方法 |
| JPH0565794A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Penta Ocean Constr Co Ltd | シールドトンネル掘削機の姿勢制御装置 |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63038527A patent/JP2552164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| トンネルと地下（昭６１−１２−１）株式会社土木工学社、園田徹士、白動掘進システムによる巨礫（φ９００ｍｍ）地盤の施工、Ｐ．９５９−９６８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01214694A (ja) | 1989-08-29 |
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