JP3292525B2 - 小口径管推進機およびその制御方法 - Google Patents
小口径管推進機およびその制御方法Info
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- JP3292525B2 JP3292525B2 JP33377192A JP33377192A JP3292525B2 JP 3292525 B2 JP3292525 B2 JP 3292525B2 JP 33377192 A JP33377192 A JP 33377192A JP 33377192 A JP33377192 A JP 33377192A JP 3292525 B2 JP3292525 B2 JP 3292525B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は地中への小口径管を埋
設する小口径管推進機械およびその制御方法に関するも
のである。
設する小口径管推進機械およびその制御方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来地中へ小口径管を埋設する小口径管
推進機械は、発進立坑内に設置した推進装置により、先
端に先導管の装着された小口径管を地中へ推進させて、
小口径管の埋設を行っている。また小口径管を計画線に
沿って精度よく埋設するために、従来では図１に示すよ
うに先導管ａ内にターゲットｂを設けて、このターゲッ
トｂを発進立坑ｃ内に設置したトランシットなどの測量
機ｄにより測量することにより、先導管ａの位置を測定
し、もし推進方向が計画線よりずれている場合は、方向
修正シリンダｅによりパイロットヘッドｆの方向を修正
することにより、推進方向が計画線と一致するように方
向制御を行っている。
推進機械は、発進立坑内に設置した推進装置により、先
端に先導管の装着された小口径管を地中へ推進させて、
小口径管の埋設を行っている。また小口径管を計画線に
沿って精度よく埋設するために、従来では図１に示すよ
うに先導管ａ内にターゲットｂを設けて、このターゲッ
トｂを発進立坑ｃ内に設置したトランシットなどの測量
機ｄにより測量することにより、先導管ａの位置を測定
し、もし推進方向が計画線よりずれている場合は、方向
修正シリンダｅによりパイロットヘッドｆの方向を修正
することにより、推進方向が計画線と一致するように方
向制御を行っている。
【０００３】しかし上記従来の計測方法では、先導管ａ
の傾斜までは測定できないため、修正操作を数回繰返す
必要があるなど、修正作業が難しい不具合があった。か
かる不具合を改善するため、図２に示すように、ターゲ
ットｂを２枚設けて、先導管ａの傾斜も測定することに
より、修正作業を容易にした計測方法も提唱されてい
る。
の傾斜までは測定できないため、修正操作を数回繰返す
必要があるなど、修正作業が難しい不具合があった。か
かる不具合を改善するため、図２に示すように、ターゲ
ットｂを２枚設けて、先導管ａの傾斜も測定することに
より、修正作業を容易にした計測方法も提唱されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしターゲットを２
枚設けて先導管の傾斜も測定するようにした計測方法で
も、推進させる地層が滞水砂礫層のような崩壊性の強い
地盤では、方向修正の際先導管がせり上がるなどして方
向修正操作が難しいことから、方向制御不良や、埋設精
度不良が発生するなどの不具合があった。この発明はか
かる不具合を改善するためになされたもので、先導管の
推進挙動を予知して方向を制御する方向制御方法及び方
向制御装置を提供して、方向制御の容易化及び埋設精度
の向上を図ることを目的とするものである。
枚設けて先導管の傾斜も測定するようにした計測方法で
も、推進させる地層が滞水砂礫層のような崩壊性の強い
地盤では、方向修正の際先導管がせり上がるなどして方
向修正操作が難しいことから、方向制御不良や、埋設精
度不良が発生するなどの不具合があった。この発明はか
かる不具合を改善するためになされたもので、先導管の
推進挙動を予知して方向を制御する方向制御方法及び方
向制御装置を提供して、方向制御の容易化及び埋設精度
の向上を図ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたもので、請求項（１）に記載した
発明は、埋設すべき小口径管の先端に装着されて地中へ
推進される先導管の先端部に、複数の修正シリンダによ
り方向制御が自在なパイロットヘッドを設け、上記各修
正シリンダ内の油圧を検出する圧力センサを設け、さら
に、前記先導管の排土用スクリューコンベア部に、排土
量を調整するピンチ弁を設けると共に、先導管推進中に
検出した上記各修正シリンダの油圧の状態からパイロッ
トヘッドが受ける掘削反力の状態を判断し、前記判断結
果に基づいて先導管の挙動を予知し、ピンチ弁の開度を
制御して排土量を調整することを特徴とする、小口径管
推進機の制御方法である。
成するためになされたもので、請求項（１）に記載した
発明は、埋設すべき小口径管の先端に装着されて地中へ
推進される先導管の先端部に、複数の修正シリンダによ
り方向制御が自在なパイロットヘッドを設け、上記各修
正シリンダ内の油圧を検出する圧力センサを設け、さら
に、前記先導管の排土用スクリューコンベア部に、排土
量を調整するピンチ弁を設けると共に、先導管推進中に
検出した上記各修正シリンダの油圧の状態からパイロッ
トヘッドが受ける掘削反力の状態を判断し、前記判断結
果に基づいて先導管の挙動を予知し、ピンチ弁の開度を
制御して排土量を調整することを特徴とする、小口径管
推進機の制御方法である。
【０００６】
【作用効果】この発明は上記構成のように、地中へ推進
される先導管の挙動を予知しながらパイロットヘッドの
方向修正を行うようにしたことから、推進方向が計画線
より外れる前に先導管の方向修正を行うことができる。
従って、滞水砂礫層のように崩落制の強い地層での推進
に対しても、計画線を外れることなく小口径管を推進す
ることができ、精度の高い小口径管の埋設が可能にな
る。また先導管の挙動を予知することにより、排土制御
や泥漿注入材の注入、推進速度の増減などの対策が速や
かに構じられるため、先導管のせり上がりが防止できる
など、方向制御操作が容易かつ適確に行えるようにな
る。
される先導管の挙動を予知しながらパイロットヘッドの
方向修正を行うようにしたことから、推進方向が計画線
より外れる前に先導管の方向修正を行うことができる。
従って、滞水砂礫層のように崩落制の強い地層での推進
に対しても、計画線を外れることなく小口径管を推進す
ることができ、精度の高い小口径管の埋設が可能にな
る。また先導管の挙動を予知することにより、排土制御
や泥漿注入材の注入、推進速度の増減などの対策が速や
かに構じられるため、先導管のせり上がりが防止できる
など、方向制御操作が容易かつ適確に行えるようにな
る。
【０００７】
【実施例】この発明の一実施例を図３以下に示す図面を
参照して詳述する。図３は小口径管の先端に装着されて
地中へ推進される先導管の断面図、図４はパイロットヘ
ッドを方向制御する修正シリンダの油圧回路図を示す。
参照して詳述する。図３は小口径管の先端に装着されて
地中へ推進される先導管の断面図、図４はパイロットヘ
ッドを方向制御する修正シリンダの油圧回路図を示す。
【０００８】これら図において１は小口径管２の先端に
装着された先導管で、先端部に方向修正シリンダ１０に
より方向が制御されるパイロットヘッド３が設けられて
いる。上記パイロットヘッド３内には、カッタヘッド４
が軸受け５を介して回転自在に設けられていて、このカ
ッタヘッド４の前部に取付けられたディスクカッタ６に
より先導管１前方の切羽を掘削すると共に、掘削された
土砂はカッタヘッド４内へ取込まれた後先導管１及び小
口径管２内に設けられたスクリュウコンベヤ７により後
方へ搬出されるようになっている。
装着された先導管で、先端部に方向修正シリンダ１０に
より方向が制御されるパイロットヘッド３が設けられて
いる。上記パイロットヘッド３内には、カッタヘッド４
が軸受け５を介して回転自在に設けられていて、このカ
ッタヘッド４の前部に取付けられたディスクカッタ６に
より先導管１前方の切羽を掘削すると共に、掘削された
土砂はカッタヘッド４内へ取込まれた後先導管１及び小
口径管２内に設けられたスクリュウコンベヤ７により後
方へ搬出されるようになっている。
【０００９】上記スクリュウコンベヤ７はケーシング７
ａ内にスクリュウ軸７ｂが設けられていて、スクリュウ
軸７ｂの先端に上記カッタヘッド４が取付けられてい
て、スクリュウ軸７ｂを介してカッタヘッド４が回転さ
れると共に、先導管１内のケーシング７ａには、ピンチ
弁８が設けられていて、このピンチ弁８の開度を制御す
ることにより、排土量を調整できるようになっている。
ａ内にスクリュウ軸７ｂが設けられていて、スクリュウ
軸７ｂの先端に上記カッタヘッド４が取付けられてい
て、スクリュウ軸７ｂを介してカッタヘッド４が回転さ
れると共に、先導管１内のケーシング７ａには、ピンチ
弁８が設けられていて、このピンチ弁８の開度を制御す
ることにより、排土量を調整できるようになっている。
【００１０】一方パイロットヘッド３の方向を制御する
方向修正シリンダ１０は、図５に示すように、円周方向
に間隔を存して例えば４本設けられていて、先導管１内
に設置された電磁切換え弁１１及びチェック弁１２を介
して各方向修正シリンダ１０毎に油圧が供給されるよう
になっている。また先導管１内にはターゲット１３と、
方向修正シリンダ１０内の油圧Ｐ１〜Ｐ４を検出する圧
力センサ１４が設けられている。
方向修正シリンダ１０は、図５に示すように、円周方向
に間隔を存して例えば４本設けられていて、先導管１内
に設置された電磁切換え弁１１及びチェック弁１２を介
して各方向修正シリンダ１０毎に油圧が供給されるよう
になっている。また先導管１内にはターゲット１３と、
方向修正シリンダ１０内の油圧Ｐ１〜Ｐ４を検出する圧
力センサ１４が設けられている。
【００１１】次に作用を説明すると、小口径管２の先端
に装着された先導管１は、図示しない発進立坑内に設置
された推進装置により地中へ推進され、同時にスクリュ
ウ軸７ｂを介して回転されるカッタヘッド４により切羽
を掘削する。また先導管１の推進方向は、発進立坑内に
設置したトランシットなどの測量器（図示せず）により
位置が測定されると共に、各方向修正シリンダ１０内の
油圧を検出する圧力センサ１４により先導管１の推進方
向の変化が次のように測定される。先導管１の地中推進
中は、カッタヘッド４が受ける土圧や掘削反力の偏向力
をパイロットヘッド３を介して４本の方向修正シリンダ
１０が受けており、これら方向修正シリンダ１０内の油
圧はチェック弁１２によりブロックされている。いま推
進中パイロットヘッド３に偏向力が作用すると、この偏
向力により、各方向修正シリンダ１０内の油圧Ｐ１〜Ｐ
４が変化する。
に装着された先導管１は、図示しない発進立坑内に設置
された推進装置により地中へ推進され、同時にスクリュ
ウ軸７ｂを介して回転されるカッタヘッド４により切羽
を掘削する。また先導管１の推進方向は、発進立坑内に
設置したトランシットなどの測量器（図示せず）により
位置が測定されると共に、各方向修正シリンダ１０内の
油圧を検出する圧力センサ１４により先導管１の推進方
向の変化が次のように測定される。先導管１の地中推進
中は、カッタヘッド４が受ける土圧や掘削反力の偏向力
をパイロットヘッド３を介して４本の方向修正シリンダ
１０が受けており、これら方向修正シリンダ１０内の油
圧はチェック弁１２によりブロックされている。いま推
進中パイロットヘッド３に偏向力が作用すると、この偏
向力により、各方向修正シリンダ１０内の油圧Ｐ１〜Ｐ
４が変化する。
【００１２】すなわち先導管１内に図５の（イ）に示す
ように方向修正シリンダ１０が配置されている場合、上
下に配置された方向修正シリンダ１０１，１０２の油圧
Ｐ１、Ｐ２がΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２＞０では、パイロットヘ
ッドの上側の反力が大きいため、先導管は抵抗の小さな
下方へそれながら進む傾向にある。またΔＰ＝Ｐ１−Ｐ
２＜０ではパイロットヘッドの下側の反力が大きいた
め、先導管は逆に上方へそれぎみとなる。また左右に配
置された方向修正シリンダ１０４、１０３の油圧Ｐ４、
Ｐ３がΔＰ＝Ｐ３−Ｐ４＞０ではパイロットヘッドの右
側の反力が大きいため、先導管は抵抗の小さな左方へそ
れながら進む傾向にある。またΔＰ＝Ｐ３−Ｐ４＜０で
はパイロットヘッドの左側の反力が大きいため、先導管
は逆に右方へそれぎみとなる。
ように方向修正シリンダ１０が配置されている場合、上
下に配置された方向修正シリンダ１０１，１０２の油圧
Ｐ１、Ｐ２がΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２＞０では、パイロットヘ
ッドの上側の反力が大きいため、先導管は抵抗の小さな
下方へそれながら進む傾向にある。またΔＰ＝Ｐ１−Ｐ
２＜０ではパイロットヘッドの下側の反力が大きいた
め、先導管は逆に上方へそれぎみとなる。また左右に配
置された方向修正シリンダ１０４、１０３の油圧Ｐ４、
Ｐ３がΔＰ＝Ｐ３−Ｐ４＞０ではパイロットヘッドの右
側の反力が大きいため、先導管は抵抗の小さな左方へそ
れながら進む傾向にある。またΔＰ＝Ｐ３−Ｐ４＜０で
はパイロットヘッドの左側の反力が大きいため、先導管
は逆に右方へそれぎみとなる。
【００１３】例えば図６の（イ）に示すように圧力セン
サ１４により圧力Ｐ１、Ｐ２が検出された場合は、図６
の（ロ）に示すＡの区間ではパイロットヘッドへの上側
の反力が大きいため、この状態で推進を続行すると、パ
イロットヘッドが下方へずれて推進方向が計画線より下
方へ外れることになる。そこで圧力センサ１４により得
られた情報を基に電磁切換え弁１２を切換えて、パイロ
ットヘッド３が上向きとなるように方向修正シリンダ１
４により方向を修正する。これによって推進方向が上方
へ外れるのを阻止することができると共に、方向修正後
も各方向修正シリンダ１０の油圧を圧力センサ１４によ
り検出して、方向修正シリンダ１０の油圧が図６の
（ロ）に示す管理限界幅の範囲Ｂとなるように制御する
ことにより、計画線に沿った精度の高い推進が可能にな
る。
サ１４により圧力Ｐ１、Ｐ２が検出された場合は、図６
の（ロ）に示すＡの区間ではパイロットヘッドへの上側
の反力が大きいため、この状態で推進を続行すると、パ
イロットヘッドが下方へずれて推進方向が計画線より下
方へ外れることになる。そこで圧力センサ１４により得
られた情報を基に電磁切換え弁１２を切換えて、パイロ
ットヘッド３が上向きとなるように方向修正シリンダ１
４により方向を修正する。これによって推進方向が上方
へ外れるのを阻止することができると共に、方向修正後
も各方向修正シリンダ１０の油圧を圧力センサ１４によ
り検出して、方向修正シリンダ１０の油圧が図６の
（ロ）に示す管理限界幅の範囲Ｂとなるように制御する
ことにより、計画線に沿った精度の高い推進が可能にな
る。
【００１４】また上記方向修正の際、方向修正シリンダ
１０によりパイロットヘッド３が下方へ方向が設定され
ているにもかかわらず、パイロットヘッド３の上側のシ
リンダの油圧が下側よりも低い場合は、スクリュウコン
ベヤ７による排土量が過大となっていて、カッタヘッド
４上方に土盤の弛みが発生し、パイロットヘッド３がそ
の方向へ推進されている。この場合は、スクリュウコン
ベヤ７内のピンチ弁８を閉じて排土量を制限したり、推
進速度を早くしたり、もしくは土質改良のために地中へ
混入する土漿注入材の濃度を増して水の流れを止めるな
どの手段を施すことにより、方向修正が可能になる。
１０によりパイロットヘッド３が下方へ方向が設定され
ているにもかかわらず、パイロットヘッド３の上側のシ
リンダの油圧が下側よりも低い場合は、スクリュウコン
ベヤ７による排土量が過大となっていて、カッタヘッド
４上方に土盤の弛みが発生し、パイロットヘッド３がそ
の方向へ推進されている。この場合は、スクリュウコン
ベヤ７内のピンチ弁８を閉じて排土量を制限したり、推
進速度を早くしたり、もしくは土質改良のために地中へ
混入する土漿注入材の濃度を増して水の流れを止めるな
どの手段を施すことにより、方向修正が可能になる。
【００１５】なお上記は上下方向の方向修正の場合があ
るが、左右方向の修正も同様な方法で行うものである。
また方向修正シリンダ１０が図５の（ロ）に示すように
配置されている場合は、ΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ２）−（Ｐ３
＋Ｐ４）＞０ではパイロットヘッドの上側の反力が大き
いため、先導管は抵抗の小さな下方へそれながら進む傾
向にある。またΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ２）−（Ｐ３＋Ｐ４）
＜０ではパイロットヘッドの下側の反力が大きいため先
導管は逆に上方にそれぎみになる。そしてΔＰ＝（Ｐ１
＋Ｐ３）−（Ｐ２＋Ｐ４）＞０ではパイロットヘッドの
右側の反力が大きいため先導管は抵抗の小さな左方へそ
れながら進む。またΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ３）−（Ｐ２＋Ｐ
４）＜０ではパイロットヘッドの左側の反力が大きいた
め、先導管は逆に右方へそれぎみになる。このようにこ
れらの情報を基にしてパイロットヘッド３の方向を修正
することにより、先導管１の挙動を予知しながら推進方
向を修正することができるようになる。
るが、左右方向の修正も同様な方法で行うものである。
また方向修正シリンダ１０が図５の（ロ）に示すように
配置されている場合は、ΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ２）−（Ｐ３
＋Ｐ４）＞０ではパイロットヘッドの上側の反力が大き
いため、先導管は抵抗の小さな下方へそれながら進む傾
向にある。またΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ２）−（Ｐ３＋Ｐ４）
＜０ではパイロットヘッドの下側の反力が大きいため先
導管は逆に上方にそれぎみになる。そしてΔＰ＝（Ｐ１
＋Ｐ３）−（Ｐ２＋Ｐ４）＞０ではパイロットヘッドの
右側の反力が大きいため先導管は抵抗の小さな左方へそ
れながら進む。またΔＰ＝（Ｐ１＋Ｐ３）−（Ｐ２＋Ｐ
４）＜０ではパイロットヘッドの左側の反力が大きいた
め、先導管は逆に右方へそれぎみになる。このようにこ
れらの情報を基にしてパイロットヘッド３の方向を修正
することにより、先導管１の挙動を予知しながら推進方
向を修正することができるようになる。
【図１】従来の先導管の位置計測方法を示す説明図であ
る。
る。
【図２】従来の先導管の位置計測方法を示す説明図であ
る。
る。
【図３】この発明の一実施例になる小口径管推進機械の
先導管を示す断面図である。
先導管を示す断面図である。
【図４】この発明の一実施例になる先導管内に設けられ
た方向修正シリンダの油圧回路図である。
た方向修正シリンダの油圧回路図である。
【図５】（イ）この発明の一実施例になる先導管内の方
向修正シリンダの配置例を示す配置図である。 （ロ）同方向修正シリンダの別の配置例を示す配置図で
ある。
向修正シリンダの配置例を示す配置図である。 （ロ）同方向修正シリンダの別の配置例を示す配置図で
ある。
【図６】（イ）この発明の一実施例になる先導管内の方
向修正シリンダの圧力変動を示す線図である。 （ロ）方向修正シリンダによる修正方向を示す線図であ
る。
向修正シリンダの圧力変動を示す線図である。 （ロ）方向修正シリンダによる修正方向を示す線図であ
る。
１ 先導管 ２ 小口径管 ３ パイロットヘッド ７ スクリュウコンベヤ ８ ピンチ弁 １０ 方向修正シリンダ １４ 圧力センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 埋設すべき小口径管の先端に装着されて
地中へ推進される先導管の先端部に、複数の修正シリン
ダにより方向制御が自在なパイロットヘッドを設け、上
記各修正シリンダ内の油圧を検出する圧力センサを設
け、さらに前記先導管の排土用スクリューコンベア部
に、排土量を調整するピンチ弁を設けるとともに、先導
管推進中に検出した上記各修正シリンダの油圧の状態か
らパイロットヘッドが受ける掘削反力の状態を判断し、
前記判断結果に基づいて先導管の挙動を予知し、ピンチ
弁の開度を制御して排土量を調整することを特徴とす
る、小口径管推進機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33377192A JP3292525B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 小口径管推進機およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33377192A JP3292525B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 小口径管推進機およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158992A JPH06158992A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3292525B2 true JP3292525B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18269778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33377192A Expired - Fee Related JP3292525B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 小口径管推進機およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292525B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5800140A (en) * | 1996-10-25 | 1998-09-01 | Arthur D. Little, Inc. | Compact scroll fluid device |
| JP4583630B2 (ja) * | 2000-02-22 | 2010-11-17 | 奥村組土木興業株式会社 | 掘進装置 |
| KR100713746B1 (ko) * | 2006-07-15 | 2007-05-02 | 정은조 | 상하수도관의 설치 및 도로ㆍ 철도 지하연결통로의 시공을위한 추진 강관의 수평방향 유도구조와 이를 이용한상하수도관의 설치 및 지하연결통로를 시공하는 방법 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP33377192A patent/JP3292525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06158992A (ja) | 1994-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |