JP2674696B2 - 曲線対応シールド機方向制御方法 - Google Patents
曲線対応シールド機方向制御方法Info
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- JP2674696B2 JP2674696B2 JP28445992A JP28445992A JP2674696B2 JP 2674696 B2 JP2674696 B2 JP 2674696B2 JP 28445992 A JP28445992 A JP 28445992A JP 28445992 A JP28445992 A JP 28445992A JP 2674696 B2 JP2674696 B2 JP 2674696B2
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- shield machine
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールドトンネル用の
曲線にも対応できるシールド機方向制御方法に関する。
曲線にも対応できるシールド機方向制御方法に関する。
【０００２】
【産業上の利用分野】かかる方法に関し本出願人は特開
平１−９４１９５号公報において、シールド機の位置、
姿勢と計画線とのずれ量を求め、求めたずれ量から作動
すべきシールドジャッキのジャッキパターンを求め、そ
の求めたジャッキに作動信号を出力して掘進する方法を
提案している。
平１−９４１９５号公報において、シールド機の位置、
姿勢と計画線とのずれ量を求め、求めたずれ量から作動
すべきシールドジャッキのジャッキパターンを求め、そ
の求めたジャッキに作動信号を出力して掘進する方法を
提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のジャッキパター
ンだけによる制御では、曲線トンネルにおいてはシール
ド機を精度良く計画線に乗せるのは困難であった。
ンだけによる制御では、曲線トンネルにおいてはシール
ド機を精度良く計画線に乗せるのは困難であった。
【０００４】本発明は、曲線トンネルにおいてもシール
ド機を精度良く計画線に乗せることができる曲線にも対
応するシールド機方向制御方法を提供することを目的と
している。
ド機を精度良く計画線に乗せることができる曲線にも対
応するシールド機方向制御方法を提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、計画線
（ＰＬ）上の中心線位置（Ｓ）におけるシールド機
（Ｍ）の中心線方向と計画線（ＰＬ）との接線方向が一
致するように制御するために、シールド機（Ｍ）を計画
線（ＰＬ）と対比して中折れ角（θ）を決定する曲線対
応シールド機方向制御方法において、シールド機（Ｍ）
の先端の中心点（Ｔ）が計画線（ＰＬ）に対してずれて
いる場合に、シールド機（Ｍ）の先端面と前記計画線
（ＰＬ）との交点（Ｐ）とシールド機（Ｍ）の先端の中
心点（Ｔ）との偏位（ｆ）を求め、現在の状態でセグメ
ントの１リング先の理想点（Ｐ１）と前記中心線（Ｓ）
とを結ぶ方向と前記交点（Ｐ）と前記中心線位置（Ｓ）
とを結ぶ方向とのなす目標角度（θｃ）を求め、その目
標角度（θｃ）に曲がるようにジャッキパターンを求め
るようになっている。
（ＰＬ）上の中心線位置（Ｓ）におけるシールド機
（Ｍ）の中心線方向と計画線（ＰＬ）との接線方向が一
致するように制御するために、シールド機（Ｍ）を計画
線（ＰＬ）と対比して中折れ角（θ）を決定する曲線対
応シールド機方向制御方法において、シールド機（Ｍ）
の先端の中心点（Ｔ）が計画線（ＰＬ）に対してずれて
いる場合に、シールド機（Ｍ）の先端面と前記計画線
（ＰＬ）との交点（Ｐ）とシールド機（Ｍ）の先端の中
心点（Ｔ）との偏位（ｆ）を求め、現在の状態でセグメ
ントの１リング先の理想点（Ｐ１）と前記中心線（Ｓ）
とを結ぶ方向と前記交点（Ｐ）と前記中心線位置（Ｓ）
とを結ぶ方向とのなす目標角度（θｃ）を求め、その目
標角度（θｃ）に曲がるようにジャッキパターンを求め
るようになっている。
【０００６】
【作用】本発明においては、従来のジャッキパターンの
ほかに中折れ角、コピーカッタストロークも同時に制御
することにより効率の良い制御ができ、曲線トンネル施
工においてもシールド機中心線を精度良く計画線に乗せ
ることができる。
ほかに中折れ角、コピーカッタストロークも同時に制御
することにより効率の良い制御ができ、曲線トンネル施
工においてもシールド機中心線を精度良く計画線に乗せ
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００８】図１において、本発明では、セグメント前
端面上のシールド機中心位置Ｓが計画線ＰＬに乗るよう
に制御を行う。
端面上のシールド機中心位置Ｓが計画線ＰＬに乗るよう
に制御を行う。
【０００９】図２に示す曲線状の計画線ＰＬにおいて
は、中心線位置Ｓにおけるシールド機Ｍの中心線方向
と、計画線ＰＬの接線方向が一致するように制御する。
図において、点Ｔはシールド機Ｍの先端位置、点Ｐは理
想状態におけるシールド機Ｍの先端面上の計画線ＰＬと
の交点、点Ｐ１は次リング掘進の目標位置、θは中折れ
角、Ｒは計画線ＰＬの曲率半径である。
は、中心線位置Ｓにおけるシールド機Ｍの中心線方向
と、計画線ＰＬの接線方向が一致するように制御する。
図において、点Ｔはシールド機Ｍの先端位置、点Ｐは理
想状態におけるシールド機Ｍの先端面上の計画線ＰＬと
の交点、点Ｐ１は次リング掘進の目標位置、θは中折れ
角、Ｒは計画線ＰＬの曲率半径である。
【００１０】上記の制御は図３に示すように、先ず、シ
ールド機Ｍの位置、姿勢を検出し、計画線ＰＬと対比し
て（ステップＳ１）、中折れ角θを決定する（ステップ
Ｓ２）。次いで、中折れ角θとシールド機位置、姿勢よ
りコピーカッタストロークを算出し（ステップＳ３）、
そして、制御点を算出して（ステップＳ４）、目標角θ
ｃを算出する（ステップＳ５）。次いで目標角θｃに基
づきジャッキパターンを求める（ステップＳ６）。この
作業は繰返される。
ールド機Ｍの位置、姿勢を検出し、計画線ＰＬと対比し
て（ステップＳ１）、中折れ角θを決定する（ステップ
Ｓ２）。次いで、中折れ角θとシールド機位置、姿勢よ
りコピーカッタストロークを算出し（ステップＳ３）、
そして、制御点を算出して（ステップＳ４）、目標角θ
ｃを算出する（ステップＳ５）。次いで目標角θｃに基
づきジャッキパターンを求める（ステップＳ６）。この
作業は繰返される。
【００１１】前記ステップＳ２の中折れ角θは図４に示
すように、点Ｔが点Ｐに一致する角度として、 として求められる。
すように、点Ｔが点Ｐに一致する角度として、 として求められる。
【００１２】ここで、 実際には、このようにして求められた角度θに対し、機
械的な曲げ可能範囲の角度θｍａｘ等を併せ考え、設定
すべき角度θを算出することになる。
械的な曲げ可能範囲の角度θｍａｘ等を併せ考え、設定
すべき角度θを算出することになる。
【００１３】今、図５に示すように、ステップＳ４にお
いて、制御点Ｐは点Ｔに一致しないものとし（通常は一
致しない）、シールド機Ｍが理想状態にある場合、すな
わちシールド機Ｍの後端の面の中心が計画線ＰＬ上の点
Ｓにある場合において、シールド機Ｍの先端面が計画線
ＰＬと交わる点を交点Ｐとし、この交点Ｐの点Ｔからの
位置は 式９ ｆ＝（ｃ＋Ｒ）・ｃｏｓ（α）−ｅ として求められる。
いて、制御点Ｐは点Ｔに一致しないものとし（通常は一
致しない）、シールド機Ｍが理想状態にある場合、すな
わちシールド機Ｍの後端の面の中心が計画線ＰＬ上の点
Ｓにある場合において、シールド機Ｍの先端面が計画線
ＰＬと交わる点を交点Ｐとし、この交点Ｐの点Ｔからの
位置は 式９ ｆ＝（ｃ＋Ｒ）・ｃｏｓ（α）−ｅ として求められる。
【００１４】ここで、 前記ステップＳ５の目標角は、図５において点Ｐを、セ
グメントの１リング長ＬＳ掘進後の次リングの目標位置
Ｐ１に一致させる角度として求められる。すなわち図６
において、シールド機Ｍが計画線ＰＬからずれている状
態で、１リング先の理想点Ｐ１と点Ｓとを結ぶ方向Ｈ１
と、現在の方向Ｈとのなす角度θｃとして求める。
グメントの１リング長ＬＳ掘進後の次リングの目標位置
Ｐ１に一致させる角度として求められる。すなわち図６
において、シールド機Ｍが計画線ＰＬからずれている状
態で、１リング先の理想点Ｐ１と点Ｓとを結ぶ方向Ｈ１
と、現在の方向Ｈとのなす角度θｃとして求める。
【００１５】前記ステップＳ６のジャッキパターンは、
目標角θｃだけ曲げ、方向Ｈを方向Ｈ１に一致させるよ
うに、図７及び図８により求める。すなわち例えば、図
７のように鎖線丸印がＯＮとなっているジャッキパター
ンの作用点Ａと、図８のシールド機Ｍが曲がる角度と作
用点との関係式（Δθ−Ｘ）とにより、目標角θｃだけ
曲げるための作用点を逆算してジャッキパターンを求め
る。
目標角θｃだけ曲げ、方向Ｈを方向Ｈ１に一致させるよ
うに、図７及び図８により求める。すなわち例えば、図
７のように鎖線丸印がＯＮとなっているジャッキパター
ンの作用点Ａと、図８のシールド機Ｍが曲がる角度と作
用点との関係式（Δθ−Ｘ）とにより、目標角θｃだけ
曲げるための作用点を逆算してジャッキパターンを求め
る。
【００１６】前記ステップＳ３のコピーカッタのストロ
ークＣＳは、図９において、シールド機Ｍのうち最内側
を通る点Ｑが確保できるようなオーバカットができるコ
ピーカッタストロークＣＳを、 から求める。
ークＣＳは、図９において、シールド機Ｍのうち最内側
を通る点Ｑが確保できるようなオーバカットができるコ
ピーカッタストロークＣＳを、 から求める。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ジ
ャッキパターンに加え中折れ角及びコピーカッタのカッ
タストロークも同時に制御することにより、曲線のトン
ネル施工においてもシールド機中心位置を精度良く計画
線に乗せることができる。特に本発明によれば、中折れ
角が計画線の曲線に追従出来ない場合に計画線に沿う制
御が可能となる。
ャッキパターンに加え中折れ角及びコピーカッタのカッ
タストロークも同時に制御することにより、曲線のトン
ネル施工においてもシールド機中心位置を精度良く計画
線に乗せることができる。特に本発明によれば、中折れ
角が計画線の曲線に追従出来ない場合に計画線に沿う制
御が可能となる。
【図１】直線部におけるシールド機の理想状態を説明す
る平面図。
る平面図。
【図２】曲線部におけるシールド機の理想状態を説明す
る平面図。
る平面図。
【図３】制御フローチャート図。
【図４】中折れ角を求める態様を説明する平面図。
【図５】制御点を求める態様を説明する平面図。
【図６】目標角を求める態様を説明する平面図。
【図７】ジャッキパターンの一例を説明する正面図。
【図８】シールド機が曲る角度と作用点との関係の特性
図。
図。
【図９】コピーカッタのカッタストロークを求める態様
を説明する平面図。
を説明する平面図。
Ａ・・・シールドジャッキの作用点 ＣＳ・・・コピーカッタのカッタストローク ｆ・・・計画線からの偏位 Ｍ・・・シールド機 Ｐ・・・理想状態におけるシールド機先端面が計画線と
交わる点 Ｐ１・・・次リングの目標位置 ＰＬ・・・計画線 Ｑ・・・シールド機の最内側が通る点 ＬＳ・・・１リング長 Ｓ・・・セグメント前端面上のシールド機中心 Ｔ・・・シールド機先端位置 θ・・・中折れ角 θｃ・・・目標角
交わる点 Ｐ１・・・次リングの目標位置 ＰＬ・・・計画線 Ｑ・・・シールド機の最内側が通る点 ＬＳ・・・１リング長 Ｓ・・・セグメント前端面上のシールド機中心 Ｔ・・・シールド機先端位置 θ・・・中折れ角 θｃ・・・目標角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−248172（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−209290（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−186097（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 計画線（ＰＬ）上の中心線位置（Ｓ）に
おけるシールド機（Ｍ）の中心線方向と計画線（ＰＬ）
との接線方向が一致するように制御するために、シール
ド機（Ｍ）を計画線（ＰＬ）と対比して中折れ角（θ）
を決定する曲線対応シールド機方向制御方法において、
シールド機（Ｍ）の先端の中心点（Ｔ）が計画線（Ｐ
Ｌ）に対してずれている場合に、シールド機（Ｍ）の先
端面と前記計画線（ＰＬ）との交点（Ｐ）とシールド機
（Ｍ）の先端の中心点（Ｔ）との偏位（ｆ）を求め、現
在の状態でセグメントの１リング先の理想点（Ｐ１）と
前記中心線（Ｓ）とを結ぶ方向と前記交点（Ｐ）と前記
中心線位置（Ｓ）とを結ぶ方向とのなす目標角度（θ
ｃ）を求め、その目標角度（θｃ）に曲がるようにジャ
ッキパターンを求めることを特徴とする曲線対応シール
ド機方向制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28445992A JP2674696B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 曲線対応シールド機方向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28445992A JP2674696B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 曲線対応シールド機方向制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137074A JPH06137074A (ja) | 1994-05-17 |
| JP2674696B2 true JP2674696B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17678812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28445992A Expired - Fee Related JP2674696B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 曲線対応シールド機方向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674696B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP28445992A patent/JP2674696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06137074A (ja) | 1994-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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