JP3307759B2 - Control method of propulsion generation means - Google Patents

Control method of propulsion generation means

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JP3307759B2
JP3307759B2 JP01601494A JP1601494A JP3307759B2 JP 3307759 B2 JP3307759 B2 JP 3307759B2 JP 01601494 A JP01601494 A JP 01601494A JP 1601494 A JP1601494 A JP 1601494A JP 3307759 B2 JP3307759 B2 JP 3307759B2
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、上下水道管やガス管、
電力線用の管等を非開削によって埋設するトンネル掘削
装置に係り、特に発進立坑に設けた元押し装置(推進ジ
ャッキ)によって管を順次継ぎ足しつつ推進する、いわ
ゆる管推進工法に使用するトンネル掘削装置における推
進力発生手段の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to water and sewage pipes, gas pipes,
The present invention relates to a tunnel excavation device used for so-called pipe propulsion method, in which a power line pipe or the like is buried by uncutting and excavated . Push
The present invention relates to a method for controlling a force generating means .

【0002】[0002]

【従来の技術】管推進工法は、一般に発進立坑に設置し
た元押し装置(推進ジャッキ)によって、トンネルを形
成する管を継ぎ足しながら、カッタヘッドを有する先導
管を推進させる。そして、先導管を推進する場合、先導
管から周囲の地山に滑材を注入し、地山から受ける抵抗
を小さくして推進し易くするとともに、管の破壊の発生
を防止している。この滑材の注入は、従来、オペレータ
が制御装置に表示された推進抵抗を読み取り、オペレー
タの経験と勘とに基づいて、滑材の注入量を調節してい
た。また、推進ジャッキによる推進力の調整は、滑材の
注入と同様に、オペレータが制御装置に表示された推進
抵抗を確認し、経験と勘とに基づいて、推進ジャッキを
駆動する油圧系のリリーフ弁を調整し、使用する管の耐
荷力(管が破損せずに耐えることができる荷重)を超え
ないように推進ジャッキの出力を制御していた。
2. Description of the Related Art In a pipe propulsion method, a leading pipe having a cutter head is propelled while a pipe forming a tunnel is added by a main pushing device (propelling jack) generally installed in a starting shaft. When the front pipe is propelled, a lubricating material is injected into the surrounding ground from the front pipe to reduce the resistance received from the ground to facilitate propulsion and prevent the pipe from being broken. Conventionally, for the injection of the lubricant, the operator reads the propulsion resistance displayed on the control device, and adjusts the injection amount of the lubricant based on the operator's experience and intuition. In addition, the operator adjusts the propulsion force by the propulsion jack, checks the propulsion resistance displayed on the control device, and relieves the hydraulic system that drives the propulsion jack based on his / her experience and intuition, as in the case of lubrication. By adjusting the valve, the output of the propulsion jack was controlled so as not to exceed the load-carrying capacity of the pipe used (the load that the pipe could withstand without breaking).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
オペレータの経験と勘とによって推進力を調節する
場合、(1)管耐荷力を意識しながら推進作業を行うた
め、オペレータの負担が大きい、(2)人為的なミスに
より、管耐荷力を超えた推進圧力が推進管に負荷され、
推進管が破裂する危険がある、などの欠点を有してい
る。
However, as described above, when the propulsion force is adjusted based on the experience and intuition of the operator, (1) the propulsion work is performed while being conscious of the load carrying capacity of the pipe. Large, (2) due to human error, the propulsion pressure exceeding the pipe load capacity is applied to the propulsion pipe,
It has drawbacks such as the risk that the propulsion tube will burst.

【0004】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので推進管の破損の発生を防止する
ことを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to prevent breakage of a propulsion pipe.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る推進力発生手段の制御方法、発進
立坑に設置されて先導管に推進力を与える推進力発生手
段を制御する方法であって、推進作業中に前記推進力発
生手段が発生した推進力を計測し、その推進力を記憶す
るとともに、推進中に計測して記憶した過去の所定回数
分の推進力の平均値を求め、最新の推進力計測値の前記
過去の推進力平均値に対する比が、予め設定した値より
も大きくなる場合に、前記推進力発生手段による推進速
度を減少させることを特徴としている。
To achieve the above objects resolving means for the ## control method thrust generating means according to the present invention, controls the propulsive force generating means for applying a driving force to the lead pipe is installed in the starting pit Generating the propulsion force during a propulsion operation.
Measure the propulsion generated by the raw means and store the propulsion
And the number of past times measured and stored during propulsion
The average value of the propulsion force for
The ratio to the past average of the propulsion force is higher than the preset value.
Is larger, the propulsion speed by the thrust generator is
The feature is to reduce the degree .

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【作用及び効果】上記の如く構成した本発明の第1で
は、推進力発生手段が発生した推進力を計測し、この計
測した推進力が管の耐荷力に応じて推進作業に先立って
定めた許容限界推進力より大きい場合(上回る時)に、
推進力発生手段の作動を停止させるため、人為的な施工
ミスによる管の破壊といった事故を回避することがで
き、安全な施工を行うことができる。また、オペレータ
は、管耐荷力を意識せずに作業を進めることができるた
め、オペレータの負担を軽減することができる
The operation and effect of the present invention constructed as described aboveIn one
Is the thrust generated by the thrust generation meansAnd measure this
Before the propulsion work, the measured thrust depends on the load capacity of the pipe.
If it is larger than the specified allowable limit propulsion (when it exceeds),
Artificial construction to stop the operation of the propulsion generation means
Accidents such as pipe breakage due to mistakes can be avoided.
And safe construction can be performed. Also the operator
Can work without being aware of the load carrying capacity of pipes.
The burden on the operator can be reduced.

【0011】上記の如く構成した本発明においては、最
新の推進力計測値の前記過去の推進力平均値に対する比
が予め設定した値よりも大きくなる場合は、推進抵抗が
急激に変化したことを示しており、このような場合、一
般的に通常の推進抵抗ではなく、カッタ前面の状態が変
化することによる。そして、このような現象は、一般に
推進速度を遅くすると、カッタからの土砂の取り込みが
よくなって前面抵抗が小さくなるとともに、土に対する
粘性抵抗と考えられる管の摩擦抵抗(推進抵抗)が小さ
くなる。そこで、本発明においては、推進速度を遅くし
ている。このため、人為的な施工ミスによる管の破壊と
いった事故を回避することができ、施工を確実に行うこ
とができる。
In the present invention configured as described above, when the ratio of the latest measured value of the propulsion force to the average value of the past propulsion force is larger than a preset value, it is determined that the propulsion resistance has changed abruptly. In such a case, the state of the front surface of the cutter is generally changed, not the normal propulsion resistance. In general, when the propulsion speed is reduced, the sediment from the cutter is improved and the front resistance decreases, and the frictional resistance (propulsion resistance) of the pipe, which is considered to be the viscous resistance to the soil, decreases. . Therefore, in the present invention , the propulsion speed is reduced. As a result, pipe destruction due to
Accidents can be avoided and construction can be performed reliably.
Can be.

【0012】[0012]

【実施例】本発明に係るトンネル掘削装置の好ましい実
施例を添付図面に従って詳細に説明する。図2は、本発
明の実施例に係るトンネル掘削装置の概略構成を示した
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 shows a schematic configuration of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.

【0013】図2において、先導管10の先端には、カ
ッタヘッド12が設けてある。そして、先導管10の中
央部には、カッタヘッド12が掘削した土砂を搬送する
ための排土用スクリュー14が軸方向に沿って設けてあ
る。また、先導管10の周面には、滑材を吐出する滑材
吐出口16が形成してある。この吐出口16は、管路1
8を介して滑材注入手段である注入ポンプ20に接続し
てある。そして、注入ポンプ20は、滑材タンク22内
の滑材を吸引して吐出口16に圧送し、吐出口16から
滑材を先導管10周囲の地山に注入する。
In FIG. 2, a cutter head 12 is provided at the tip of the leading conduit 10. An earth discharging screw 14 for transporting earth and sand excavated by the cutter head 12 is provided in the center of the leading conduit 10 along the axial direction. In addition, a lubricant outlet 16 for discharging lubricant is formed on the peripheral surface of the leading conduit 10. The discharge port 16 is connected to the pipe 1
8 is connected to an injection pump 20 which is a lubricant injection means. Then, the injection pump 20 sucks the lubricating material in the lubricating material tank 22 and sends the lubricating material to the discharge port 16 under pressure, and injects the lubricating material from the discharge port 16 into the ground around the front conduit 10.

【0014】先導管10の後方には、推進ジャッキ24
が配置してある。この推進ジャッキ24は、図示しない
発進立坑に設置され、油圧ポンプ26から圧油を供給さ
れ、先導管10に前進させる推進力を与える推進力発生
手段となっている。そして、油圧ポンプ26と注入ポン
プ20とは、詳細を後述するコントローラ30によって
制御されている。
Behind the front conduit 10, a propulsion jack 24
Is arranged. The propulsion jack 24 is installed in a starting shaft (not shown), is supplied with hydraulic oil from a hydraulic pump 26, and serves as a propulsion force generating means for applying a propulsion force for advancing the leading conduit 10. The hydraulic pump 26 and the infusion pump 20 are controlled by a controller 30, which will be described in detail later.

【0015】コントローラ30には、図3に示したよう
に、入力出力インターフェース(I/O)32を介し
て、推進ジャッキ24の油圧回路に設けた推進力検出手
段としての油圧センサ34、コントローラ30へ各種の
データや命令を入力するためのキーボード36、推進ジ
ャッキ24が1本の管を推進し終わるごとに信号を出力
する近接スイッチ(近接SW)38が接続してあり、こ
れらから入力した情報に基づいて、後述するように滑材
の注入量を求める。また、コントローラ30には、I/
O40を介して、滑材の注入ポンプ20を直接制御する
ポンプ制御器42が接続してある
As shown in FIG. 3, the controller 30 has an input / output interface (I / O) 32 through which an oil pressure sensor 34 as a propulsion force detecting means provided in a hydraulic circuit of the propulsion jack 24 and a controller 30 And a proximity switch (proximity SW) 38 for outputting a signal each time the propulsion jack 24 completes propulsion of one tube. , The injection amount of the lubricant is determined as described later. In addition, the controller 30 includes an I /
A pump controller 42 for directly controlling the lubrication infusion pump 20 is connected via O40.

【0016】コントローラ30は、図1に示したよう
に、滑材注入開始判断部50と滑材注入量演算部60と
推進状態判断部70とが設けてある。さらに、コントロ
ーラ30には、近接スイッチ38の出力を受け、与えら
れた管の長さから先導管10を推進した距離を求める推
進距離演算部80、キーボード36から入力された管の
種類や掘削する土質、目標推進長さ、推進抵抗を求める
ための演算式やその係数等を記憶するメモリ82、滑材
注入開始判断部50や滑材注入量演算部60、推進状態
判断部70の出力を受け、ポンプ制御器42に制御信号
を出力する注入量制御部84を有している。尚、推進距
離の演算はこれに限るものでなく、ケーブル長センサ等
を使用して実際の長さを測定してもよい。
As shown in FIG. 1, the controller 30 includes a lubricant injection start determining unit 50, a lubricant injection amount calculating unit 60, and a propulsion state determining unit 70. Further, the controller 30 receives the output of the proximity switch 38, receives the output of the pipe, calculates the propulsion distance of the forward conduit 10 from the given pipe length, and calculates the type of pipe input from the keyboard 36 and excavates. The memory 82 stores an arithmetic expression for calculating soil properties, a target propulsion length, a propulsion resistance, and coefficients thereof, the output of the lubrication injection start determination unit 50, the lubrication injection amount calculation unit 60, and the propulsion state determination unit 70. And an injection amount control unit 84 that outputs a control signal to the pump controller 42. The calculation of the propulsion distance is not limited to this, and the actual length may be measured using a cable length sensor or the like.

【0017】滑材注入開始判断部50は、推進距離演算
部80の出力信号とメモリ82内のデータとから、到達
立坑に達した際の最終的な推進抵抗を予測する予測推進
抵抗演算回路52、油圧センサ34が検出した推進ジャ
ッキ24の油圧、すなわち推進力と予測推進抵抗演算回
路52の出力とに基づいて、最終的な推進力を演算する
最終推進力演算回路54、メモリ82に格納されている
管耐荷力と最終推進力演算回路54の求めた値とを比較
し、最終推進力によって管が破損するか否かを判断し、
注入量制御部84に滑材の注入開始信号を入力する管破
損判断回路56とから構成してある。
The lubricating material injection start judging section 50 predicts a final propulsion resistance calculation circuit 52 for predicting a final propulsion resistance when the vehicle reaches the arrival shaft from the output signal of the propulsion distance calculation section 80 and the data in the memory 82. Based on the oil pressure of the propulsion jack 24 detected by the hydraulic pressure sensor 34, that is, the propulsion force and the output of the predicted propulsion resistance calculation circuit 52, the final propulsion force calculation circuit 54 that calculates the final propulsion force is stored in the memory 82. Comparing the load capacity of the pipe with the value obtained by the final thrust calculation circuit 54 to determine whether or not the pipe is damaged by the final thrust,
A pipe breakage judging circuit 56 for inputting a lubrication material injection start signal to the injection amount control unit 84 is provided.

【0018】また、滑材注入量演算部60は、メモリ8
2内のデータと推進距離演算部80の求めた推進距離と
から、その推進距離における理論的な推進抵抗を求める
推進抵抗演算回路62、油圧センサ34が検出した推進
力と推進抵抗演算回路62の求めた推進抵抗との偏差を
求める偏差演算回路64、偏差演算回路64の求めた偏
差に応じて滑材の注入量を求め、注入量制御部84に入
力する注入量演算回路66とから構成してある。
The lubricating material injection amount calculating section 60 has a memory 8
2 and the propulsion distance calculated by the propulsion distance calculation unit 80, the propulsion resistance calculation circuit 62 for calculating the theoretical propulsion resistance at the propulsion distance, the propulsion force detected by the hydraulic pressure sensor 34 and the propulsion resistance calculation circuit 62 A deviation calculating circuit 64 for calculating a deviation from the obtained propulsion resistance; and an injection amount calculating circuit 66 for obtaining an injection amount of the lubricant in accordance with the deviation obtained by the deviation operation circuit 64 and inputting the injection amount to the injection amount control unit 84. It is.

【0019】さらに、推進状態判断部70は、油圧セン
サ34が検出した推進力を記憶する推進力メモリ72、
この推進力メモリ72に記憶してある値を読み出し、過
去複数回の推進の際の平均的な推進力を求める平均値演
算回路74、この平均値演算回路74が求めた平均推進
力と油圧センサ34の検出した推進力とを比較し、注入
量制御部84に滑材の注入停止信号を入力する注入停止
判断回路76とからなっている。
Further, the propulsion state determination unit 70 includes a thrust force memory 72 for storing the thrust detected by the hydraulic pressure sensor 34,
The value stored in the propulsion memory 72 is read out, and an average value calculation circuit 74 for obtaining an average propulsion force in the past plural times of propulsion is used. An injection stop judging circuit 76 for comparing the propulsion force detected by 34 with the injection amount control unit 84 and inputting an injection stop signal of the lubricant to the injection amount control unit 84.

【0020】上記の如く構成した実施例においては、掘
進に先立って、キーボード36や外部記憶装置などから
管の種類や管の径、埋設する1本の管の長さl、到達立
坑までの最終的な掘進距離L0 、土質、管耐荷力、推進
抵抗を求めるための計算式や係数等がコントローラ30
に与えられ、メモリ82に記憶される(図4ステップ1
00)。そして、このように基礎的なデータが入力され
て推進が開始されると、滑材注入開始判断部50の予測
推進抵抗演算回路52は、メモリ82から推進抵抗を算
出する式の係数を読み出す(ステップ101)。また、
コントローラ30の推進距離演算部80は、近接スイッ
チ38からの信号により、推進回数(継ぎ足した管の本
数)Nを計数し、現在の推進距離L1 =l0 +N×lを
演算して滑材注入開始判断部50の予測推進抵抗演算回
路52と滑材注入量演算部60の推進抵抗演算回路62
とに入力する。尚、ここにl0 は、先導管10の長さで
ある。
In the embodiment constructed as described above, prior to excavation, the type of pipe, the diameter of the pipe, the length l of one pipe to be buried, and the final Formulas, coefficients, etc. for determining the typical excavation distance L 0 , soil properties, pipe load capacity, and propulsion resistance are determined by the controller 30.
Given, is stored in the memory 82 (FIG. 4 Step 1
00). Then, when the basic data is input and the propulsion is started, the predicted propulsion resistance calculation circuit 52 of the slip material injection start determination unit 50 reads the coefficient of the formula for calculating the propulsion resistance from the memory 82 ( Step 101). Also,
The propulsion distance calculation unit 80 of the controller 30 counts the number of propulsions (the number of pipes added) N based on the signal from the proximity switch 38, calculates the current propulsion distance L 1 = l 0 + N × l, and calculates the slipping material. The predicted propulsion resistance calculation circuit 52 of the injection start determination unit 50 and the propulsion resistance calculation circuit 62 of the lubricant injection amount calculation unit 60
And enter Here, l 0 is the length of the front conduit 10.

【0021】予測推進抵抗演算回路52は、推進距離演
算部80が求めた現在の推進距離L1 を読み取り、残り
の推進距離L2 =L0 −L1 を算出する(ステップ10
2、103)。そして、予測推進抵抗演算回路52は、
残りの推進距離L2 を推進した場合の最終的な予測推進
抵抗F2 を次式により演算し(ステップ104)、最終
推進力演算回路54に入力する。
The predicted propulsion resistance calculating circuit 52 reads the propulsion distance L 1 of the current which is promoting distance calculator 80 calculated, and calculates the remaining propulsion distance L 2 = L 0 -L 1 (Step 10
2, 103). Then, the predicted propulsion resistance calculation circuit 52 calculates
The final prediction propulsion resistance F 2 in the case of promoting the remaining propulsion distance L 2 is calculated by the following equation (step 104), and inputs to the final driving force calculation circuit 54.

【数1】F2 =R・S・L2 但し、ここにRは管外周面の単位面積に生じる抵抗力、
Sは管の外周長である。
F 2 = R · S · L 2 where R is a resistance generated in a unit area of the outer peripheral surface of the pipe,
S is the outer peripheral length of the tube.

【0022】最終推進力演算回路54は、予測推進抵抗
演算回路52から到達立坑に到達する際の最終的な予測
推進抵抗F2 を受け取ると、油圧センサ34が検出した
現在の推進力F1 を読み込み(ステップ105)、目標
の到達立坑に到達するときの最終推進力Fa を次式のよ
うに求め、管破損判断回路56に送る(ステップ10
6)。
When the final propulsion force calculating circuit 54 receives the final predicted propulsion resistance F 2 when reaching the reaching shaft from the predicted propulsion resistance calculation circuit 52, the final propulsion force F 1 detected by the hydraulic pressure sensor 34 is used. read (step 105), obtains a final thrust F a time to reach the target of arrival pit as: send the pipe breakage judgment circuit 56 (step 10
6).

【数2】Fa =F1 +F2 ## EQU2 ## F a = F 1 + F 2

【0023】管破損判断回路56は、最終推進力演算回
路54から入力してきた最終推進力Fa を、メモリ82
に格納してある管耐荷力FMAX と比較する(ステップ1
07)。そして、滑材注入開始判断部50は、管破損判
断回路56がFa <FMAX と判断すると、ステップ10
2に戻って上記の処理を繰り返す。しかし、図5の2点
鎖線で示したように、最終推進距離L0 におけるFa
MAX を上回ることが予想され、管破損判断回路56が
a ≧FMAX であると判断した場合、管破損判断回路5
6は注入量制御部84に滑材の注入開始命令を与えてこ
の処理を終了する。これにより、コントローラ30は、
注入ポンプ20を駆動して滑材の注入を開始する。この
ため、注入開始点aを境に推進抵抗率(単位長さ当たり
の推進抵抗)が小さくなり、図5の一点鎖線で示したよ
うな推進力によって推進することができ、管の破壊を避
けることができる。
The tube failure determining circuit 56, a final driving force F a that has entered from the final propulsion force calculating circuit 54, a memory 82
It is stored compared to the tube load force F MAX (Step 1
07). Then, when the pipe breakage determination circuit 56 determines that F a <F MAX , the lubrication material injection start determination unit 50 proceeds to step 10.
2 and the above processing is repeated. However, as indicated by two-dot chain line in FIG. 5, if the F a in the final propulsion distance L 0 is expected to exceed the F MAX, pipe breakage determination circuit 56 determines that the F a ≧ F MAX, Pipe damage judgment circuit 5
No. 6 gives a command to start injection of the lubricating material to the injection amount control unit 84 and ends this processing. Thereby, the controller 30
The injection pump 20 is driven to start injection of the lubricant. For this reason, the propulsion resistivity (propulsion resistance per unit length) is reduced at the boundary of the injection start point a, and the propulsion can be performed by the propulsion force shown by the dashed line in FIG. be able to.

【0024】一方、滑材注入量演算部60は、前記のス
テップ100のように初期値が設定されると、推進抵抗
演算回路62が推進距離演算部80の求めた現在の推進
距離L1 を読み込み(図6ステップ110)、予め与え
られている次式に基づいて、L1 における理論的な推進
抵抗fS を求め、偏差演算回路64に送出する(ステッ
プ111)。
On the other hand, when the initial value is set as in step 100 described above, the lubricating material injection amount calculating unit 60 calculates the current thrust distance L 1 obtained by the thrust distance calculating unit 80 by the thrust resistance calculating circuit 62. Reading (step 110 in FIG. 6), the theoretical propulsion resistance f S at L 1 is determined based on the following equation given in advance, and sent to the deviation calculation circuit 64 (step 111).

【数3】fs =R・S・L1 但し、R及びSは前記数1で説明した内容と同じであ
る。
F s = R · S · L 1 where R and S are the same as those described in the above formula 1.

【0025】偏差演算回路64は、推進抵抗演算回路6
2が求めた推進距離L1 における推進抵抗fS が入力し
てくると、油圧センサ34が検出した現在の推進力F1
を読み込んで、両者の偏差ΔF=F1 −fS を求めて注
入量演算回路66に送る(ステップ112、113)。
そして、注入量演算回路66は、ステップ114のよう
に、偏差演算回路64の求めた偏差ΔFが、演算により
求めた推進抵抗fS に対する許容偏差ΔF0 以内である
か否かを判断する(図7参照)。ΔF≦ΔF0であれ
ば、滑材注入量演算部60の処理はステップ110に戻
る。しかし、図7のように、ΔF>ΔF0 であると、注
入量演算回路66は、ΔF≦ΔF0 となるような滑材の
注入量を次式に従って演算し、注入量制御部84に送出
する(ステップ115)。
The deviation calculating circuit 64 includes a propulsion resistance calculating circuit 6
2, when the propulsion resistance f S at the propulsion distance L 1 obtained is input, the current thrust F 1 detected by the hydraulic pressure sensor 34 is input.
Loading and sends the injection amount calculating circuit 66 obtains the deviation ΔF = F 1 -f S therebetween (step 112, 113).
Then, the injection amount calculating circuit 66 determines whether or not the deviation ΔF obtained by the deviation calculating circuit 64 is within the allowable deviation ΔF 0 with respect to the propulsion resistance f S obtained by the calculation, as in step 114 (FIG. 7). If ΔF ≦ ΔF 0 , the process of the lubricant injection amount calculation unit 60 returns to step 110. However, as shown in FIG. 7, when ΔF> ΔF 0 , the injection amount calculation circuit 66 calculates the injection amount of the lubricant so that ΔF ≦ ΔF 0 according to the following equation, and sends the calculated amount to the injection amount control unit 84. (Step 115).

【数4】Q=Q0 ・(ΔF/ΔF0 ) ここでQ0 は土質条件、滑材の種類等によって決定され
る滑材注入量基準値であり、Qは滑材注入量である。注
入量制御部84が滑材の注入量に応じた制御信号をポン
プ制御器42に与えると、滑材注入量演算部60の処理
はステップ110に戻る。
Q = Q 0 · (ΔF / ΔF 0 ) Here, Q 0 is a lubricant injection amount reference value determined according to soil conditions, types of lubricant, and the like, and Q is a lubricant injection amount. When the injection amount control unit 84 supplies a control signal corresponding to the injection amount of the lubricant to the pump controller 42, the process of the lubricant injection amount calculation unit 60 returns to step 110.

【0026】これにより、推進に適した滑材の注入量が
得られ、滑材の節約ができてトンネル工事のコストの削
減が可能となるばかりでなく、トンネル掘削装置の過負
荷を防止することができ、各種機械の故障の減少、長寿
命化を図ることができる。また、管の破損の発生がなく
なるため、施工効率を向上することができる。そして、
過大な負荷が作用するのを防止できるため、油圧用リリ
ーフ弁の過稼働をなくせ、リリーフ圧の自動設定によっ
て安全な施工が可能となる。すなわち、熟練したオペレ
ータでなくとも、管の破損の発生などをなくすことがで
き、省エネルギーおよび効率のよい安全な施工が可能と
なる。
As a result, the amount of the lubricating material suitable for propulsion can be obtained, so that the lubricating material can be saved and the cost of tunnel construction can be reduced, and also the overload of the tunnel excavator can be prevented. Thus, the failure of various machines can be reduced and the service life can be prolonged. Further, since the pipe is not broken, the construction efficiency can be improved. And
Since an excessive load can be prevented from acting, the hydraulic relief valve can be prevented from being over-operated, and safe construction can be performed by automatically setting the relief pressure. In other words, even if the operator is not a skilled operator, it is possible to eliminate the occurrence of breakage of the pipe, etc., and to perform energy-saving and efficient safe construction.

【0027】一方、推進状態判断部70は、図8のステ
ップ120のように、まず油圧センサ34が検出した現
在の推進力を読み取り、推進力メモリ72に記憶すると
ともに、注入停止判断回路76に入力する。そして、平
均値演算回路74が推進力メモリ72に格納してある今
回の検出した推進力の直前の過去数回分(例えば10回
分)の推進力を読み出し、その平均値を演算して注入停
止判断回路76に出力する(ステップ121)。注入停
止判断回路76は、今回読み込んだ推進力が平均値演算
回路74の求めた平均推進力の2倍以上であるか否かを
判断する(ステップ122)。そして、推進状態判断部
70は、注入停止判断回路76が今回の推進力が平均推
進力の2倍より小さいと判断すると、ステップ120に
戻ってさらに推進力を読み込んで上記の処理をし、また
2倍以上であるとステップ123に進んで滑材の注入を
停止させる信号を出力するとともに、推進ジャッキ24
による推進速度を遅くする。
On the other hand, the propulsion state judging section 70 first reads the current thrust detected by the oil pressure sensor 34 and stores it in the propulsion memory 72 as shown in step 120 in FIG. input. Then, the average value calculation circuit 74 reads the propulsion force of the past several times (for example, 10 times) immediately before the currently detected propulsion force stored in the propulsion memory 72 and calculates the average value to determine the injection stop. Output to the circuit 76 (step 121). The injection stop judging circuit 76 judges whether or not the thrust read this time is twice or more the average thrust obtained by the average value calculating circuit 74 (step 122). When the injection stop determination circuit 76 determines that the current propulsion is smaller than twice the average propulsion, the propulsion state determination unit 70 returns to step 120 to further read the propulsion and perform the above processing. If it is twice or more, the process proceeds to step 123 to output a signal for stopping the injection of the lubricant, and the propulsion jack 24
Slow down the propulsion speed.

【0028】これは、検出推進力が平均推進力の2倍以
上になったことは、推進抵抗が急激に変化したことを示
しており、このような場合、一般的に通常の推進抵抗で
はなく、カッタ前面の状態が変化することによる。そし
て、このような現象は、一般に推進速度を遅くすると、
カッタからの土砂の取り込みがよくなって前面抵抗が小
さくなるとともに、土に対する粘性抵抗と考えられる管
の摩擦抵抗(推進抵抗)が小さくなるため、推進速度を
遅くすると解決できる場合が多い。そこで、注入停止判
断回路76は、推進力(推進抵抗)が異常に上昇する
と、滑材の注入を中止して推進速度を低下させ、推進力
(推進抵抗)が通常の状態に戻ったか否かを判断する
(ステップ124)。そして、注入停止判断回路76
は、推進力が正常に戻ると滑材の注入再開命令を注入量
制御部84に与え(ステップ125)、推進状態判断部
70による処理がステップ120に戻る。なお、平均値
を求める回数は10回でなくともよいし、異常を検出す
るための閾値は平均値の2倍に限定されない。
This means that the detected propulsion force being twice or more the average propulsion force indicates that the propulsion resistance has changed abruptly. In such a case, generally, the propulsion resistance is not a normal propulsion resistance. , Because the state of the front of the cutter changes. And such a phenomenon generally decreases the propulsion speed,
Since the intake of the soil from the cutter is improved and the front resistance is reduced, and the frictional resistance (propulsion resistance) of the pipe, which is considered to be the viscous resistance to the soil, is reduced. Therefore, when the propulsion force (propulsion resistance) abnormally rises, the injection stop determination circuit 76 stops the injection of the lubricant, reduces the propulsion speed, and determines whether the propulsion force (propulsion resistance) has returned to the normal state. Is determined (step 124). Then, the injection stop determination circuit 76
Gives the lubrication material injection resuming command to the injection amount control unit 84 when the propulsion force returns to normal (step 125), and the processing by the propulsion state determination unit 70 returns to step 120. Note that the number of times the average value is obtained does not need to be 10, and the threshold value for detecting an abnormality is not limited to twice the average value.

【0029】図9は、第2実施例のブロック図である。
この実施例においては、コントローラ30に外部記憶装
置130が接続してあり、この外部記憶装置130に管
の種類や径などに対応した管耐荷力のマップが格納して
ある。また、コントローラ30には、I/O132を介
して表示装置(CRT)134、キーボード36、油圧
センサ34が接続してある。そして、油圧センサ34
は、油圧源となる油圧ポンプ26の吐出圧力を推進ジャ
ッキ24の推進圧力として検出し、コントローラ30に
入力するようにしてある。また、油圧ポンプ26と推進
ジャッキ24との間には、電磁弁136が設けてあり、
この電磁弁136がI/O132を介してコントローラ
30に接続され、コントローラ30によって制御される
ようになっている。さらに、電磁弁136と油圧ポンプ
26との間の油圧回路には、リリーフ弁138が設けて
あって、推進ジャッキ24に供給する油圧を制御できる
ようにしてある。
FIG. 9 is a block diagram of the second embodiment.
In this embodiment, an external storage device 130 is connected to the controller 30, and the external storage device 130 stores a map of the load bearing capacity corresponding to the type and diameter of the pipe. Further, a display device (CRT) 134, a keyboard 36, and a hydraulic pressure sensor 34 are connected to the controller 30 via an I / O 132. And the hydraulic pressure sensor 34
Is configured to detect the discharge pressure of the hydraulic pump 26 serving as a hydraulic pressure source as the propulsion pressure of the propulsion jack 24 and input the detected pressure to the controller 30. An electromagnetic valve 136 is provided between the hydraulic pump 26 and the propulsion jack 24,
The solenoid valve 136 is connected to the controller 30 via the I / O 132, and is controlled by the controller 30. Furthermore, a relief valve 138 is provided in a hydraulic circuit between the electromagnetic valve 136 and the hydraulic pump 26 so that the hydraulic pressure supplied to the propulsion jack 24 can be controlled.

【0030】このように構成した第2実施例は、図10
のステップ140のように、キーボード36から管の種
類、管径が入力されると、コントローラ30が外部記憶
装置130から対応する管の耐荷力FMAX を読み込み、
これを推進ジャッキ24の限界推進圧力PMAX に換算す
る(ステップ141)。そして、コントローラ30は、
図11に示したように、この限界推進圧力PMAX よりΔ
Pだけ低い許容限界推進力に対応した許容限界推進圧力
0 を求める(ステップ142)。この許容限界推進圧
力は、例えばPMAX の80〜90%の圧力に設定され、
通常の推進圧力の2〜2.5倍の圧力である。
The second embodiment configured as described above is similar to that of FIG.
When the type of the pipe and the pipe diameter are input from the keyboard 36 as in step 140, the controller 30 reads the load capacity F MAX of the corresponding pipe from the external storage device 130,
This is converted to the limit driving pressure P MAX of propulsion jacks 24 (step 141). Then, the controller 30
As shown in FIG. 11, delta this limit driving pressure P MAX
Determining the allowable limit driving pressure P 0 corresponding to P only lower tolerance limit propulsion (step 142). This allowable limit propulsion pressure is set to, for example, a pressure of 80 to 90% of P MAX ,
The pressure is 2 to 2.5 times the normal propulsion pressure.

【0031】その後、コントローラ30は、油圧センサ
34が検出した推進ジャッキ24の推進圧力Pを読み取
り(ステップ143)、この検出圧力Pと許容限界推進
圧力P0 とを比較する(ステップ144)。そして、コ
ントローラ30は、P<P0であればステップ143に
戻って油圧センサ34の検出油圧を読み込む。また、コ
ントローラ30は、P≧P0 である場合にはステップ1
45に進み、電磁弁136を遮断して推進ジャッキ24
による推進を停止して管の破壊を防止するとともに、異
常が生じたことを表示装置134に表示し、また図示し
ない警報装置を作動させる。なお、推進圧力が通常の値
から許容限界圧力P0 に上昇するまでの時間は、一般的
に2から5秒である。
[0031] Thereafter, the controller 30 reads the driving pressure P of propulsion jacks 24 for the oil pressure sensor 34 has detected (step 143) and compares this detected pressure P and the allowable limit driving pressure P 0 (step 144). If P <P 0 , the controller 30 returns to step 143 and reads the detected oil pressure of the oil pressure sensor 34. If P ≧ P 0 , the controller 30 proceeds to step 1
45, the solenoid valve 136 is shut off, and the propulsion jack 24
Is stopped to prevent the pipe from being broken, an abnormality is displayed on the display device 134, and an alarm device (not shown) is activated. The time required for the propulsion pressure to rise from the normal value to the allowable limit pressure P 0 is generally 2 to 5 seconds.

【0032】このようにして、推進力圧力が異常に高く
なった場合には、自動的に推進が停止されるため、人為
的なミスによる管の破壊を防ぐことができ、安全な施工
が可能となる。また、オペレータは、管耐荷力を意識す
ることなく作業に専念することができ、オペレータの負
担が軽減されるとともに、熟練したオペレータでなくと
も、安全で効率のよい自動施工が可能となる。
In this way, when the propulsion force pressure becomes abnormally high, the propulsion is automatically stopped, so that the pipe can be prevented from being broken due to human error and safe construction can be performed. Becomes Further, the operator can concentrate on the work without being conscious of the load-carrying capacity of the pipe, and the burden on the operator is reduced, and even if the operator is not a skilled operator, safe and efficient automatic construction can be performed.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、推進力発生手段が発生した推進力を検出し、この検
出した推進力が予め理論的に求めた推進抵抗より大きい
場合に、その大きさに応じて滑材の注入量を求め、適正
な滑材の注入によって適正な推進力による先導管の推進
をできるようにしたことにより、滑材の節約によるコス
ト削減が可能となるとともに、先導管に設けたカッタ部
や推進力発生手段に必要以上の負荷がかかるのを防止す
ることができ、故障の発生の減少、装置の寿命の延長を
図ることができる。
As described above, according to the present invention, the thrust generated by the thrust generating means is detected, and when the detected thrust is larger than the theoretically determined thrust, The amount of lubricating material to be injected is determined according to the size of the lubricating material, and by injecting the appropriate lubricating material, the forward conduit can be propelled with an appropriate propulsion force. In addition, it is possible to prevent the cutter unit and the propulsion force generating means provided on the front conduit from being subjected to an unnecessarily large load, thereby reducing the occurrence of failures and extending the life of the apparatus.

【0034】また、推進力発生手段が発生した推進力を
検出し、この検出した推進力が管の耐荷力に応じて定め
た許容限界推進力より大きい場合に、推進力発生手段の
作動を停止するため、管の破壊といった人為的な施工ミ
スを回避することができ、安全な施工を行うことができ
る。
Further, the thrust generated by the thrust generating means is detected, and if the detected thrust is larger than the allowable limit thrust determined according to the load bearing capacity of the pipe, the operation of the thrust generating means is stopped. Therefore, it is possible to avoid an artificial construction error such as a broken pipe, and to perform a safe construction.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るトンネル掘削装置の
コントローラのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a controller of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係るトンネル掘削装置の概略
構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例の概略構成ブロック図であ
る。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図4】第1実施例に係るコントローラの滑材注入開始
判断部の作用を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a lubricant injection start determining unit of the controller according to the first embodiment.

【図5】実施例に係る滑材の注入開始時期を説明する図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the timing of starting the injection of the lubricant according to the embodiment.

【図6】第1実施例に係るコントローラの滑材注入量演
算部の作用を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a lubricant injection amount calculating unit of the controller according to the first embodiment.

【図7】実施例の滑材の注入量の求め方を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating an injection amount of a lubricant in an example.

【図8】第1実施例に係るコントローラの推進状態判断
部の作用を説明するフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a propulsion state determination unit of the controller according to the first embodiment.

【図9】第2実施例に係る要部のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a main part according to a second embodiment.

【図10】第2実施例の作用を説明するフローチャート
である。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.

【図11】第2実施例における推進停止時期の求め方の
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of how to determine a propulsion stop time in a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 先導管 12 カッタヘッド 16 滑材吐出口 20 滑材注入手段(注入ポンプ) 24 推進力発生手段(推進ジャッキ) 30 コントローラ 34 推進力検出手段(油圧センサ) 50 滑材注入開始判断部 60 滑材注入量演算部 70 推進状態判断部 80 推進距離演算部 84 注入量制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lead pipe 12 Cutter head 16 Lubricant discharge port 20 Lubricant injection means (infusion pump) 24 Propulsion generating means (propulsion jack) 30 Controller 34 Propulsion detection means (hydraulic sensor) 50 Lubricant injection start determination unit 60 Lubricant Injection amount calculation unit 70 Propulsion state determination unit 80 Propulsion distance calculation unit 84 Injection amount control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−59889(JP,A) 特開 平6−2491(JP,A) 実開 昭64−19693(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 311 E21D 9/06 301 E21D 9/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-59889 (JP, A) JP-A-6-2491 (JP, A) Jikai Sho 64-19693 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 311 E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発進立坑に設置されて先導管に推進力を
与える推進力発生手段を制御する方法であって、 推進作業中に前記推進力発生手段が発生した推進力を計
測し、 その推進力を記憶するとともに、 推進中に計測して記憶した過去の所定回数分の推進力の
平均値を求め、 最新の推進力計測値の前記過去の推進力平均値に対する
比が、予め設定した値よりも大きくなる場合に、前記推
進力発生手段による推進速度を減少させることを特徴と
する推進力発生手段の制御方法。
1. A method for controlling a thrust generating means installed in a starting shaft to apply a thrust to a leading conduit, comprising: measuring a thrust generated by the thrust generating means during a propulsion operation; Along with storing the force, an average value of the propulsion force for a predetermined number of past times measured and stored during propulsion is obtained, and a ratio of the latest measured value of the propulsion force to the average value of the past propulsion force is a predetermined value. A method for controlling the propulsion force generating means, wherein the propulsion speed by the propulsion force generation means is decreased when the propulsion force becomes larger than the propulsion force.
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