JP3904850B2

JP3904850B2 - 弧状推進工法及び掘進方法解析装置

Info

Publication number: JP3904850B2
Application number: JP2001179522A
Authority: JP
Inventors: 裕之卯西; 和呂津田; 俊明浦本; 正昭河野; 尚登小林
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002106283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイプラインを非開削で弧状に推進する小口径管の弧状推進工法及び掘進方法解析装置、特に掘進するドリルヘッドの先端位置の最適修正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パイプラインの敷設方法には、地上から掘削した掘削溝にパイプを敷設する開削工法と、立坑を設け、立坑から地中を掘進してパイプを敷設する非開削工法が採用されている。非開削工法には推進工法とシールド工法があるが、そのなかでも地上にドリルユニットを設置して弧状にパイロット管を推進し、推進したパイロット管を利用して本管を引き込む弧状推進工法は、本格的な立坑を必要としないため工事費が安価であることや工期が短くて済む等の利点があり、道路を横断したり、道路を縦断したり、障害物の上越しや河川等の障害物の下越し等に多く採用されている。
【０００３】
この弧状推進工法は、河川等の障害物の下方を滑らかな曲線で掘削し、ガス管等の各種配管を長距離で敷設するために、発進側の地上に設置したドリルユニットにより到達側にパイロット管を掘進させてパイロット孔を貫通させ、到達側に達したパイロット管の先端部に、拡孔ビットを連結し、パイロット管を発進側に引込みながら回転し、この回転により拡孔ビットを回転してパイロット孔を本管より大きな径に拡孔しながら本管を引き込む工法又は拡孔と本管の引込み工程を分離して拡孔してから本管を引き込む工法が採用されている。
【０００４】
この弧状推進工法でパイロット管を掘進するとき、回転するドリルユニットの先端から水やポリマー溶解水又はベントナイト泥水をジェット噴射して土壌を切り崩し、切り崩した土を回転するドリルヘッドが側方に圧密して掘進する。このドリルヘッドの進行方向は、ドリルヘッドを回転しながら掘進すると直進し、図１０（ａ）に示すように、ドリルヘッド７のジェット噴射の方向Ａを上向きに固定して回転しないで押し込むと、ドリルヘッド７は上方向に進行し、（ｂ）に示すように、ドリルヘッド７のジェット噴射の方向Ａを下向きに固定して回転しないで押し込むと、ドリルヘッド７は下方向に進行する。このようにドリルヘッド７のジェット噴射の方向Ａを変えることにより掘進方向を可変することができる。そしてドリルヘッドを掘進しているときに、ドリルヘッドに組み込まれている磁気発信器から信号を地上に送り、地上にて受信器によりドリルヘッドの先端位置と深さを確認し、計画線からのずれを修正するようにしている。
【０００５】
このドリルヘッドの掘進方向を制御するために、例えば特開平11−117673号公報に示すように、推進を開始するにあたり、パイロット管を掘進する場所の土質条件データを入力して土質条件に応じてドリルヘッドの回転条件を制御しながら掘進している。この掘進しているときにドリルヘッドの先端位置を逐次検出しながら掘進方向を修正している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら長距離の推進を行うためには、掘進する全ての場所の土質条件を入力することは困難である。また、ドリルヘッドの掘進方向の土質条件により変動し、ドリルヘッドの先端位置の土質条件によりドリルヘッドの掘進方向の制御条件を可変する必要がある。この掘進方向を制御するときに、ドリルヘッドの先端位置はドリルヘッドに組み込まれている磁気発信器と地上の受信器等の計測手段で検出して計画線とのずれ量を検出できるが、掘進方向の制御条件の判断は、地上に設置したドリルユニットの操作者が経験と感により行っているのが現状であリ、多様な土質に対して高精度の施工を実現することは容易でなかった。
【０００７】
この発明はかかる短所を改善し、操作者の熟練度に関係なく多様な土質に対して高精度で推進方向を制御することができる弧状推進工法及び掘進方法解析装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る弧状推進工法は、施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの過去の施工データを入手して推進長を基準値としてドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量を時系列データに整理し、過去の状態量を、それ以前より一定範囲の過去の状態量と操作量の時系列データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を作成し、作成した線形予測式の重みを表す基準パラメータを、線形予測式を作成した過去の状態量と、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにより決定し、決定した基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、解析した複数の掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択し、選択した掘進方法で１推進長掘進したとき計測したドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量により時系列データを修正し、修正した時系列データを使用して前記線形予測式を作成してドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析して次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択することを繰返すことを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る掘進方法解析装置は、入力部と時系列データ作成部と基本パラメータ演算部と掘進方法解析部及び掘進方法選択部を有し、入力部は施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進長毎のドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量を入力し、時系列データ作成部は、過去の状態量を、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を作成し、基本パラメータ演算部は、作成した線形予測式の重みを表す基準パラメータを、線形予測式を作成した過去の状態量と、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにより決定し、掘進方法解析部は演算した基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、掘進方法選択部は複数区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択し、前記時系列データ作成部は、選択した掘進方法で１推進長掘進したとき計測したドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量により時系列データを修正することを特徴とする。
【００１０】
上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用いて表すことが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の掘進方法解析装置は、入力部と記憶部と時系列データ作成部と基本パラメータ演算部と掘進方向解析部と掘進方法選択部及び表示部を有する。入力部は、施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進長毎の施工データやドリルヘッドに組み込まれている磁気発信器から信号を地上の受信器で受信して検出したドリルヘッドの先端位置の計測データと掘進修正方向を含む修正量を入力して記憶部に格納する。時系列データ作成部は記憶部に記憶した過去の施工データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を利用して過去の状態量と過去の操作量と未知の基準パラメータからなる解析用データを作成して記憶部に格納する。また、ドリルヘッドの先端位置を示す施工中の計測データと掘進修正方向を含む修正量が入力したときに記憶部に格納した解析用データを入力されたデータにより修正して記憶部に格納する。掘進方法解析部は演算した基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析する。掘進方法選択部は複数区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択して表示部に表示する。解析用データの修正と掘進方法の選択を単位推進長毎に繰返して、施工場所の土質と同様な土質を有する過去の推進長毎の施工データを施工場所の土質に応じた施工データに逐次変更して施工場所の土質に対して最適な掘進方法を選択する。
【００１２】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の施工工程を示す工程図である。本管を地中に敷設するときのパイロット掘進工程では、図１（ａ）に示すように、ドリルユニット１を発進側の地上に据え付けてからアンカー２を打ち込み、アンカー２をドリルユニット１と一体化する。そして発進側にパイロット管３を推進するための貫入口４と発進口５を設け、到達側に到達口６を設ける。そしてパイロット管３の先端にドリルヘッド７を取付け、ドリルユニット１でパイロット管３を傾斜させて貫入口４から発進口５まで掘進させる。ドリルヘッド７が発進口５まで掘進したら、発進口５でパイロット管３を水平に保持してドリルユニット１により到達口６まで掘進する。パイロット管３の先端部が到達口６に達したら本管８の引き込み工程に入る。
【００１３】
本管８の引き込み工程に入ると、図１（ｂ）に示すように、周囲の土砂を掘削して拡径するためのリーマ等の拡孔ビット９を到達口６でパイロット管３の先端部に取付け、拡孔ビット９の後端部に本管８の回転を防止するためのスイベル機構１０を取り付け、その後部に本管８を接続する。そして発進側のドリルユニット１によりパイロット管３を回転して拡孔ビット９を回転しながらパイロット管３を発進側に引き込む。このパイロット管３の回転により拡孔ビット９が回転して周囲の地山を掘削しながら引き込まれ、拡孔ビット９にスイベル機構１０で連結され、先端にふたをした本管８で掘削された土砂を周囲に押しのけて圧密する。
【００１４】
このようにドリルヘッド７を掘進するドリルユニット１にはドリルヘッド７の掘進方法を解析する掘進方法解析装置２０を有する。掘進方法解析装置２０は、図２のブロック図に示すように、入力部２１と記憶部２２と時系列データ作成部２３と基本パラメータ演算部２４と掘進方向解析部２５と掘進方法選択部２６と表示部２７及び出力部２８を有する。入力部１は、例えば図３に示すように、施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進長毎の施工データ３０やドリルヘッド７に組み込まれている磁気発信器から信号を地上の受信器で受信して検出したドリルヘッド７の先端位置の計測データと掘進修正方向を含む修正量を入力する。記憶部２２は入力された施工データ３０と計測データを記憶するとともに、各種処理を行うためのワークメモリとして機能する。時系列データ作成部２３は記憶部２２に記憶した過去の施工データを時系列データとして整理し統計モデルで表現した解析用データを記憶部２２に格納する。例えば図３に示す施工データ３０の鉛直方向の解析を行うため、時系列データ作成部２３は、図４に示すように、推進長を基準値ｎとしてドリルユニット１先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量Ｘ（ｎ）とドリルユニット修正方向を含む外部からの操作量Ｕ（ｎ）を時系列データ３１として表現する。ここで操作量Ｕ（ｎ）の符号のプラスは上方向を示し、マイナスは下方向を示す。この時系列データ３１を整理して統計モデルで表現した例えば下記（１）式に示す線形予測式を利用して解析用データを作成する。
【００１５】
【数１】

【００１６】
（１）式において、ｋは次数、ａ１〜ａｋは状態量Ｘ（ｎ）の過去の値Ｘ（ｎ−１）〜Ｘ（ｎ−ｋ）に対する重みを示し、ｂ１〜ｂｋは過去の操作量Ｕ（ｎ−１）〜Ｕ（ｎ−ｋ）に対する重みを示す。この（１）式において例えば２つ先の過去のデータにまで遡るようにするため次数ｋを「２」にすると下記（２）式で示す連立方程式となり、（２）式をベクトル表示すると（３）式に示すように、過去の状態量を示す行列Ａと過去の操作量を示す行列Ｂと未知の基準パラメータＰで表せる。
【００１７】
【数２】

【００１８】
時系列データ作成部２３は（３）式の行列Ａと行列Ｂに時系列データ３１の推進長ｎと鉛直位置Ｘ（ｎ）及び操作量Ｕ（ｎ）の過去の値を代入して解析用データを作成する。また、時系列データ作成部２３は解析用データを入力された計測データにより修正して記憶部２２に格納する。基本パラメータ演算部２４は線形予測式の基準パラメータＰを下記（４）式によりを演算して決定する。
【００１９】
【数３】

【００２０】
（４）式においてＴは転置行列を示し、−１は逆行列を示す。掘進方法解析部２５は基本パラメータ演算部２４で決定した基準パラメータＰとドリルヘッド１の現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析する。掘進方法選択部２６は掘進方法解析部２５で解析した複数区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択して表示部２７に表示する。出力部２８は施工データと解析用データや時系列データ及び掘進方法等を外部メモリ等に出力する。
【００２１】
上記のように構成された掘進方法解析装置２０で例えば鉛直方向の掘進方法を解析して決定するときの動作を図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
ドリルユニット１で掘進するにあたり、まず入力部２１は、例えば図３に示すように、施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進長毎の施工データ３０を入力して記憶部２２に格納する（ステップＳ１）。時系列データ作成部２３は記憶部２２に記憶した過去の施工データ３０を図４に示すように時系列データ３１として整理する（ステップＳ２）。この時系列データ３１を（３）式に示す行列Ａと行列Ｂに代入して、例えば図６に示す解析用データ３２を作成して記憶部２２に格納する（ステップＳ３）。基本パラメータ演算部２４は記憶部２２に格納された解析用データ３２から基準パラメータＰを演算する（ステップＳ４）。掘進方法解析部２５は基本パラメータ演算部２４で演算した基準パラメータＰとドリルヘッド１の現在の先端位置から複数区間例えば４区間先までの複数の掘進方法を解析する（ステップＳ５）。このとき掘進方向を上方向である「＋１」と、水平方向である「０」と、下方向である「−１」の３方向とした場合、４区間先までの掘進方法は８１通りとなる。掘進方法選択部２６は掘進方法解析部２５で解析した複数区間先までの複数例えば８１通りの掘進方法によりそれぞれ４区間先までのドリルヘッド１の基準線からの鉛直位置Ｘ（ｎ＋１）〜Ｘ（ｎ＋４）を求め次ぎの鉛直位置の目標値を「０」とした下記評価式
評価式＝｛X(n+1)-0｝^２+｛X(n+2)-0｝^２+｛X(n+3)-0｝^２+｛X(n+4)-0｝^２
に代入して、求めた値が一番小さいときの操作量から掘進方法を選択して表示部２７に表示する（ステップＳ６）。操作者は表示された掘進方法によりドリルユニット１の動作を制御してドリルヘッド７で掘進を開始する（ステップＳ７）。そして例えば推進長ｎとして例えば１ｍ掘進したら、ドリルヘッド７の先端位置を計測し、計画線からのずれを示す鉛直位置Ｘ（ｎ＋１）と操作量Ｕ（ｎ）を入力部２１から入力して記憶部２２に格納する（ステップＳ８，Ｓ９）。時系列データ作成部２３は、図７に示すように、入力された鉛直位置Ｘ（ｎ＋１）とＸ（ｎ）とＸ（ｎ−１）と操作量Ｕ（ｎ）とを記憶部２２に記憶した解析用データ３２の行列Ａと行列Ｂの最終行に追加し、解析用データ３２の最も古い第１行目のデータＸ（ｉ−１），Ｘ（ｉ−２），Ｕ（ｉ−１），Ｕ（ｉ−２）を削除して、新しい解析用データ３２ａに修正して記憶部２２に格納する（ステップＳ１０）。基本パラメータ演算部２４は記憶部２２に格納された修正した解析用データ３２ａから基準パラメータＰを演算する（ステップＳ４）。掘進方法解析部２５は基本パラメータ演算部２４で決定した基準パラメータＰとドリルヘッド１の現在の先端位置から例えば４区間先までの複数の掘進方法を解析し（ステップＳ５）、掘進方法選択部２６は掘進方法解析部２５で解析した４区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択して表示部２７に表示する（ステップＳ６）。操作者は表示された掘進方法によりドリルユニット１の動作を制御して掘進する（ステップＳ７）。この処理を掘進が終了するまで繰返す（ステップＳ８）。このようにして施工場所の土質と同様な土質を有する過去の推進長毎の施工データ３０を施工場所の土質に応じた施工データに逐次変更して施工場所の土質に対して最適な掘進方法を選択して掘進することができる。
【００２３】
この掘進方法において、ドリルヘッド７の先端位置と掘進目標位置は、図８に示すように、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標Ｘｒ，Ｙｒを用いて表す。また、（１）式において統計モデルの次数をｋとしたとき、逐次移動する相対座標Ｘｒ，Ｙｒの原点は現在位置から（ｋ＋１）ステップ前のドリルヘッド７の先端位置とする。
【００２４】
このようにドリルヘッド７の先端位置と掘進目標位置を、逐次移動する相対座標Ｘｒ，Ｙｒを用いる理由について説明する。ここで説明を簡略化するために、（１）式における統計モデルの次数ｋ＝１とすると、統計モデルは下記（５）式で表せる。
Ｘ（ｎ）＝ａ１・Ｘ（ｎ−１）＋ｂ１・Ｕ（ｎ−１）（５）
また、決定すべき基本パラメータａ１，ｂ１は既知であるものとして、ａ１＝0.5，ｂ１＝0.3とする。この統計モデルに対して操作量Ｕ（ｎ）を、Ｕ（０）＝−１，Ｕ（１）＝−１，Ｕ（２）＝＋１と仮定すると、各時点におけるドリルヘッド７の先端位置は、下記表に示すように推移する。
【００２５】
【表１】

【００２６】
逆に、基本パラメータａ１，ｂ１が未知のときに、上記表で与えられたドリルヘッド７の先端位置と操作量にしたがって基本パラメータａ１，ｂ１を求めると、ａ１＝0.5，ｂ１＝0.3が算出される。
【００２７】
次に、推進長＝０におけるドリルヘッド７の先端位置、すなわち初期値を−10とし、全く同じ操作量Ｕ（ｎ）を与える情況を考えてみる。また、理想的な土質を仮定し、水平方向と深さ方向の土質の変化はないものとする。この場合、初期位置が違うだけで全く同じ操作量Ｕ（ｎ）を与えるので、ドリルヘッド７の先端位置は下記表に示すように推移する。
【００２８】
【表２】

【００２９】
ここで未知パラメータａ１，ｂ１を求めるために、上記表の推進長ｎ＝０と推進長ｎ＝１におけるデータを使用すると、（５）式に示す統計モデルは下記（６）式と（７）式で表せる。
−10.3 ＝ａ１・(-10.0)＋ｂ１・(-1) （６）
−10.45＝ａ１・(-10.3)＋ｂ１・(-1) （７）
この（６）式と（７）式から基本パラメータａ１，ｂ１を算出すると、ａ１＝0.5，ｂ１＝0.3が求められる。この基本パラメータａ１，ｂ１に推進長ｎ＝２の垂直変位と操作量データを当てはめて状態量Ｘ（３）を予測すると、

となり、状態量Ｘ（３）の予測位置は+0.075と計算される。この状態量Ｘ（３）の予測位置は、垂直変位の本来の位置である-9.925とは大きく異なりモデル精度が悪くなっている。
【００３０】
このモデル精度が悪くなった原因を物理的に解釈すると次のようになる。ドリルヘッド７の先端位置の制御において、左右あるいは上下に方向を修正しながら掘削するというのは、あくまでも１点過去のポイントを基準にしての左右あるいは上下方向という意味である。したがって掘削方向指令を入力とし、ドリルヘッド７の先端位置（結果）を出力としたモデルを考えた場合、先端位置を示す座標系は、１点前の時点におけるドリルヘッド７の先端位置を原点（基準）とする相対座標とするのが理想的である。しかしながら１点前の時点におけるドリルヘッド７の先端位置を原点（基準）とすると、（３）式におけるＡ行列の第１列目の要素が全て「０」になってしまい、（３）式の連立方程式の解が不定になってしまう。これを回避するために、統計モデルの次数をｋとしたとき、逐次移動する相対座標Ｘｒ，Ｙｒの原点は現在位置から（ｋ＋１）ステップ前のドリルヘッド７の先端位置とする。
【００３１】
上記説明は１例に過ぎないが、上述したような統計モデルを使用する場合、ドリルヘッド７の先端位置の座標を地面に固定された絶対座標とすると、予測精度は現在のドリルヘッド７の先端位置に大きく依存することが明らかである。したがって統計モデルの作成及び将来位置の予測は、基本パラメータ演算に必要な一番古い垂直変位データ（初期位置）を座標原点までずらしてドリル先端位置によるモデル精度依存性をなくしてから予測を行う。すなわち、統計モデルの次数をｋとしたとき、逐次移動する相対座標Ｘｒ，Ｙｒの原点は現在位置から（ｋ＋１）ステップ前のドリルヘッド７の先端位置として予測を行うことにより、高精度の予測を行うことができる。
【００３２】
上記実施例は鉛直方向の掘進方法を解析して決定する場合について説明したが水平方向の掘進方法も同様にして解析して決定することができる。
【００３３】
また、上記実施例はドリルユニット１にドリルヘッド７の掘進方法を解析する掘進方法解析装置２０を設けた場合について説明したが、上記掘進方法の解析，決定プログラムをコンパクトディスクやフロッピ等の外部メモリ４１に格納しておき、図９のブロック図に示すように、パソコン４２の外部メモリインタフェース４８で掘進方法の解析，決定プログラムを読み込みＲＡＭ４６に格納してＣＰＵ４４で演算処理するようにしても良い。この場合、入力部４３で入力した施工場所の土質と同様な土質を有する過去の推進長毎の施工データ３０をＲＡＭ４６に格納し、ＣＰＵ４４はＲＡＭ４６に格納された過去の施工データ３０を単位推進長毎に測定して入力部４３から入力するドリルヘッド７の先端位置と操作量により施工場所の土質に対応した施工データに逐次書き換えて演算処理して表示部４７に表示することにより、施工場所の土質に最適な掘進方法を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの過去の施工データを入手して推進長を基準値としてドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量を時系列データに整理し、過去の状態量を、それ以前より一定範囲の過去の状態量と操作量の時系列データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を作成し、作成した線形予測式の重みを表す基準パラメータを、線形予測式を作成した過去の状態量と、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにより決定し、決定した基準パラメータと実際にドリルヘッドで掘進したときのドリルヘッドの先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、複数の掘進方法から最適な掘進方法を選択するようにしたから、施工場所の土質に対して最適な掘進方法を選択して掘進することができ、操作者の熟練度に関係なく多様な土質に対して高精度で推進方向を制御することができる。
【００３５】
また、ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用いて表すことにより、高精度の予測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の施工工程を示す工程図である。
【図２】上記実施例の掘進方法解析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】過去の施工データの構成図である。
【図４】時系列データの構成図である。
【図５】上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】解析データの構成図である。
【図７】解析データの修正を示す説明図である。
【図８】ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を表す相対座標を示す模式図である。
【図９】掘進方法解析装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１０】ドリルヘッドの方向修正動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１；ドリルユニット、３；パイロット管、７；ドリルヘッド、
２０；掘進方法解析装置、２１；入力部、２２；記憶部、
２３；時系列データ作成部、２４；基本パラメータ演算部、
２５；掘進方向解析部、２６；掘進方法選択部、２７；表示部、
２８；出力部、３０；施工データ、３１；時系列データ、
３２；解析用データ。

Claims

施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの過去の施工データを入手して推進長を基準値としてドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量を時系列データに整理し、
過去の状態量を、それ以前より一定範囲の過去の状態量と操作量の時系列データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を作成し、
作成した線形予測式の重みを表す基準パラメータを、線形予測式を作成した過去の状態量と、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにより決定し、
決定した基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、解析した複数の掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択し、
選択した掘進方法で１推進長掘進したとき計測したドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量により時系列データを修正し、修正した時系列データを使用して前記線形予測式を作成してドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析して次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択することを繰返すことを特徴とする弧状推進工法。
上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用いて表した請求項1記載の弧状推進工法。
入力部と時系列データ作成部と基本パラメータ演算部と掘進方法解析部及び掘進方法選択部を有し、
入力部は施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進長毎のドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である過去の状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量を入力し、
時系列データ作成部は、過去の状態量を、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにそれぞれ重みを付けて加算して表現した線形予測式を作成し、
基本パラメータ演算部は、作成した線形予測式の重みを表す基準パラメータを、線形予測式を作成した過去の状態量と、それ以前より一定範囲の過去の状態量と過去の操作量の時系列データにより決定し、
掘進方法解析部は演算した基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、
掘進方法選択部は複数区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択し、
前記時系列データ作成部は、選択した掘進方法で１推進長掘進したとき計測したドリルヘッド先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値である状態量とドリルヘッド修正方向を含む外部からの操作量により時系列データを修正することを特徴とする掘進方法解析装置。
上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用いて表した請求項３記載の掘進方法解析装置。