JP6246615B2 - Shield tunneling segment assembly simultaneous construction method - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法に関する。 The present invention relates to a shield excavation segment assembly simultaneous construction method in which the excavation direction of a shield excavator is controlled.
一般に、シールド掘削機においては、掘削機本体の前部に設けられたカッタによって、前方の地山を掘削しながら、その掘削土砂を取り込んで後方に搬送すると共に、掘削機本体の後部において、セグメントを順次組み立てることにより、トンネルを構築することが可能となっている。このとき、シールド掘削機の掘進は、推進ジャッキの伸縮によって既設セグメントから推進反力を得ることにより行われており、セグメントの組み立ては、エレクタ装置の駆動によって行われている。 Generally, in a shield excavator, while excavating a natural ground in front by a cutter provided at the front part of the excavator body, the excavated soil is taken in and conveyed backward, and a segment is formed at the rear part of the excavator body. It is possible to build a tunnel by sequentially assembling. At this time, the excavation of the shield excavator is performed by obtaining a propulsion reaction force from the existing segment by expansion and contraction of the propulsion jack, and the assembly of the segment is performed by driving the erector apparatus.
また、シールド掘削機においては、そのシールド掘進とセグメントの組み立てとを、交互に繰り返し行っていたため、効率が悪く、トンネル施工期間が非常に長くなるという問題を有していた。 Further, in the shield excavator, the shield excavation and the assembly of the segments are alternately repeated, so that the efficiency is low and the tunnel construction period is very long.
そこで、近年、トンネル施工期間の短縮化を図ることを目的として、シールド掘進とセグメントの組み立てとを同時に並行して行うことができるシールド掘削機が提供されている。そして、このような、シールド掘削機については、例えば、特許文献１に開示されている。
Therefore, in recent years, for the purpose of shortening the tunnel construction period, a shield excavator capable of simultaneously performing shield excavation and segment assembly in parallel has been provided. Such a shield excavator is disclosed in
上記従来のシールド掘削機においては、多数の推進ジャッキを、数本の推進ジャッキからなる複数のグループに分けて、そのグループごとに、推進ジャッキの圧力（油圧）を個別に調整することにより、掘進方向制御を可能としている。しかしながら、上述したような構成を採用すると、推進ジャッキのグループごとに、それらの圧力を減圧する減圧弁を設けなければならない。即ち、推進ジャッキのグループ数量と同じ数量の減圧弁を設ける必要があり、設備コストの増加を招くだけでなく、減圧弁の数量が多くなる程、推進ジャッキの圧力制御が煩雑になるおそれがある。 In the conventional shield excavator described above, a large number of propulsion jacks are divided into a plurality of groups of several propulsion jacks, and the pressure (hydraulic pressure) of the propulsion jacks is individually adjusted for each group. Direction control is possible. However, if the configuration as described above is adopted, a pressure reducing valve for reducing the pressure of each group of the propulsion jacks must be provided. That is, it is necessary to provide the same number of pressure reducing valves as the number of propulsion jacks, which not only increases the equipment cost, but also increases the number of pressure reducing valves, which may complicate the pressure control of the propulsion jack. .
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、推進ジャッキに対する圧力制御の簡素化を図ることにより、シールド掘削機の掘進方向を容易に制御すると共に、設備コストの低減を図ることができるシールド掘進セグメント組立同時施工法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem, and by simplifying the pressure control for the propulsion jack, it is possible to easily control the digging direction of the shield excavator and reduce the equipment cost. It aims at providing the shield excavation segment assembly simultaneous construction method.
上記課題を解決する第１の発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法は、
シールド掘削機を、その周方向に沿うように設けた多数の推進ジャッキの伸長による推力によって掘進させると同時に、前記推進ジャッキの後方において、セグメントを組み立てる際に、
セグメント組立位置に対応して短縮した推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキによる総推力の合力点となる着力点を位置調整して、前記シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記セグメント組立位置に対応して短縮した前記推進ジャッキ以外の前記全ての推進ジャッキの中から、掘進方向を制御するために選択した複数の推進ジャッキの選択パターンを、予め複数種類設定し、
前記複数種類の選択パターンの中から、計画路線に対応した目標着力点に最も近い位置にある着力点を有する選択パターンを抽出し、
抽出した前記選択パターンにおいて、掘進方向を制御するために選択した前記複数の推進ジャッキの圧力を、同一の減圧弁によって減圧して、その抽出した前記選択パターンにおける着力点を、前記目標着力点に近づける
ことを特徴とする。
The shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
When assembling the shield excavator by thrust generated by the extension of a number of propulsion jacks provided along the circumferential direction, and assembling the segments behind the propulsion jacks,
Shield digging segment assembly that controls the digging direction of the shield excavator by adjusting the position of the force point that is the resultant force of the total thrust by all the propulsion jacks except the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembling position In the simultaneous construction method,
Among all the propulsion jacks other than the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembly position, a plurality of types of propulsion jack selection patterns selected for controlling the excavation direction are set in advance,
From the plurality of types of selection patterns, extract a selection pattern having an application point that is closest to the target application point corresponding to the planned route,
In the extracted selection pattern, the pressures of the plurality of propulsion jacks selected for controlling the excavation direction are reduced by the same pressure reducing valve, and the applied force point in the extracted selected pattern is set as the target applied force point. It is characterized by being close.
上記課題を解決する第２の発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法は、
前記選択パターンは、
セグメント組立位置に対応して短縮した推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキを１本ごとに圧力制御した場合に求められる圧力傾斜の主軸方向を示す圧力傾斜主軸方向線を設置し、
前記掘削機中心から掘削機径方向外方に延びて前記推進ジャッキ上を通過するジャッキ方向線と、前記掘削機中心から掘削機径方向外方に延びて隣接した前記推進ジャッキ間を通過するジャッキ中間方向線とを求め、
前記ジャッキ方向線及び前記ジャッキ中間方向線のうち、前記圧力傾斜主軸方向線に近い位置にある線を選び、
選んだ前記ジャッキ方向線または前記ジャッキ中間方向線を中心として、掘進方向を制御するために選択した前記複数の推進ジャッキを対象配置することによって設定される
ことを特徴とする。
The shield tunneling segment assembly simultaneous construction method according to the second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The selection pattern is:
Install a pressure gradient main axis direction line indicating the main axis direction of the pressure gradient required when all the propulsion jacks other than the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembly position are pressure-controlled.
A jack direction line extending outward in the radial direction of the excavator from the excavator center and passing over the propulsion jack, and a jack extending outward in the radial direction of the excavator from the excavator center and passing between the adjacent propulsion jacks Find the middle direction line,
Of the jack direction line and the jack intermediate direction line, select a line that is close to the pressure gradient main axis direction line,
The plurality of propulsion jacks selected for controlling the excavation direction around the selected jack direction line or the jack intermediate direction line is set as a target.
従って、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法によれば、最適な推進ジャッキの選択パターンを抽出した後、その抽出した選択パターンにおいて、選択した複数の推進ジャッキの圧力を同一の減圧弁によって減圧することにより、その減圧弁による推進ジャッキの圧力制御を、狭い範囲内で行うことができると共に、選択した複数の推進ジャッキの圧力を、減圧した単一の圧力によって同時に制御することができる。これにより、推進ジャッキに対する圧力制御の簡素化を図ることができるので、シールド掘削機の掘進方向を容易に制御することができる。また、複数の推進ジャッキの圧力を同一の減圧弁よって減圧することにより、設備コストの低減を図ることができる。 Therefore, according to the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention, after extracting the optimum propulsion jack selection pattern, the pressure of the selected plural propulsion jacks is extracted by the same pressure reducing valve in the extracted selection pattern. By reducing the pressure, the pressure control of the propulsion jack by the pressure reducing valve can be performed within a narrow range, and the pressures of a plurality of selected propulsion jacks can be simultaneously controlled by a single reduced pressure. Thereby, since the pressure control with respect to a propulsion jack can be simplified, the digging direction of a shield excavator can be controlled easily. In addition, the equipment cost can be reduced by reducing the pressure of the plurality of propulsion jacks with the same pressure reducing valve.
以下、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、シールド掘削機１は、円筒状をなす掘削機本体１１を有しており、この掘削機本体１１の前端部内には、隔壁となるバルクヘッド１２が設けられている。また、掘削機本体１１の前部には、円盤状のカッタヘッド１３が回転可能に支持されており、このカッタヘッド１３は、カッタ駆動用モータ１４の駆動によって回転可能となっている。これにより、バルクヘッド１２とカッタヘッド１３との間には、チャンバ１５が区画形成されることになり、このチャンバ１５内には、カッタヘッド１３の掘削によって生じた掘削土砂が、取り込まれるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
そして、掘削機本体１１内には、スクリューコンベヤ１６が、前端部から後端部に向かうに従って上方に向けて傾斜するように設けられており、そのスクリューコンベヤ１６の前端部は、バルクヘッド１２を貫通して、チャンバ１５内に配置されている。これにより、チャンバ１５内に溜められた掘削土砂は、スクリューコンベヤ１６の回転駆動によって、掘削機本体１１の外部に搬送されるようになっている。
And in the excavator
一方、掘削機本体１１の後端部内には、エレクタ装置１７が移動可能に支持されている。このエレクタ装置１７は、覆工部材としてのセグメントＳを組み立てるものであって、そのセグメントＳは、掘削されたトンネルの内周面形状に沿うような環片となっている。従って、エレクタ装置１７を駆動させることにより、複数のセグメントＳをトンネル周方向に沿ってリング状に組み立てることができる。
On the other hand, an
更に、掘削機本体１１の後端部には、複数のテールシール１８が、その周方向に沿って設けられている。これらテールシール１８は、既設のセグメントＳの外周面に密着することにより、掘削機本体１１内への泥土や泥水等の浸入を防止するようになっている。
Furthermore, a plurality of
また、図１及び図２に示すように、掘削機本体１１の内周面には、多数の油圧式シールドジャッキ（推進ジャッキ）１９が、その周方向において、等角度間隔で支持されている。これらシールドジャッキ１９は、既設のセグメントＳに当接した状態から、トンネル後方に向けて伸長することにより、掘削機本体１１に推進力（推進反力）を与えるものである。即ち、掘削機本体１１は、それらシールドジャッキ１９がセグメントＳを押圧したときに発生する、推進反力によって、前進可能となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a large number of hydraulic shield jacks (propulsion jacks) 19 are supported on the inner peripheral surface of the
従って、シールド掘削機１によってトンネルを構築する場合には、カッタ駆動用モータ１４を駆動させることにより、カッタヘッド１３を回転させながら、シールドジャッキ１９を伸長させることにより、既設のセグメントＳから推進反力を得て、掘削機本体１１を前進させる。これにより、シールド掘削機１の前方にある地盤に、切羽が掘削される。
Therefore, when a tunnel is constructed by the
また、地盤掘削に伴って発生した掘削土砂は、カッタヘッド１３の土砂取込口を介して、チャンバ１５内に充満することになり、そのチャンバ１５内は、所定の圧力に維持される。続いて、チャンバ１５内に充満した掘削土砂は、スクリューコンベヤ１６の回転駆動によって、トンネル後方に向けて排出される。つまり、シールド掘削機１においては、掘削土砂をチャンバ１５内に充満させて、そのチャンバ１５内を所定の圧力に維持しながら排土することにより、切羽の安定化を図りながら、トンネルを掘削するようになっている。
Further, the excavated earth and sand generated by the ground excavation fills the
これと同時に、エレクタ装置１７の駆動によって、複数のセグメントＳがトンネル周方向に沿ってリング状に組み立てられる。また、このように、セグメントＳが組み立てられると、シールドジャッキ１９は、その既設のセグメントＳを押圧することになる。
At the same time, the plurality of segments S are assembled in a ring shape along the circumferential direction of the tunnel by driving the
即ち、シールド掘削機１においては、シールドジャッキ１９によって既設のセグメントＳから推進反力を取って掘進しながら、これと同時に、その後方において、新設のセグメントＳを組み立てるようになっている。これにより、上述したような、シールド掘進とセグメントＳの組み立てとを同時に並行して行うことを可能とするため、シールドジャッキ１９においては、テールシール１８の前端部と当該シールドジャッキ１９の最縮退位置との間の長さが、セグメントＳの幅の２倍以上となるように、その設置位置及びストロークが設定されている。
That is, in the
更に、図３に示すように、シールド掘削機１には、シールドジャッキ１９に対して油圧の供給及び排出を可能とする油圧給排システムが設けられている。この油圧給排システムは、オイルタンク３０、推進用油圧回路４０、同調油圧回路５０、及び、セグメント組立用油圧回路６０等から構成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
オイルタンク３０には、シールドジャッキ１９を作動させるための作動油が溜められており、各油圧回路４０，５０，６０が接続されている。また、各シールドジャッキ１９には、圧力検出器２０が接続されており、この圧力検出器２０は、シールドジャッキ１９内の圧力を検出可能となっている。
The
推進用油圧回路４０は、切羽からの掘削反力（推進抵抗）の大きさに応じて、シールドジャッキ１９を伸縮させるための油圧回路となっており、オイルタンク３０とシールドジャッキ１９とを繋いでいる。この推進油圧回路４０には、推進用パワーユニット４１、圧力計４２、フィルタ４３、選択切替弁４４、及び、オンロード弁４５が設けられている。
The propulsion
推進用パワーユニット４１は、作動油をオイルタンク３０から汲み上げるためのポンプ４１ａと、そのポンプ４１ａを駆動させるためのモータ４１ｂとから構成されている。圧力計４２は、ポンプ４１ａの吐出圧力を計測するものであって、選択切替弁４４は、シールドジャッキ１９における伸長と短縮とを切り替えるときに使用するものである。そして、オンロード弁４５は、供給側と排出側とを連通させるときに使用するものである。
The
従って、推進用パワーユニット４１を駆動させると、作動油が所定の油圧でシールドジャッキ１９に供給され、そのシールドジャッキ１９が、掘削反力の大きさに応じて、既設のセグメントＳを押圧する。
Therefore, when the
また、同調油圧回路５０は、シールド掘削機１の掘進方向を制御するために選択したシールドジャッキ１９を低圧で伸ばすための油圧回路となっており、オイルタンク３０と推進用油圧回路４０とを繋いでいる。この同調油圧回路５０には、選択弁５１及び電磁比例減圧弁５２が設けられている。
The tuned
選択弁５１は、全てのシールドジャッキ１９の中から、シールド掘削機１の掘進方向を制御するための複数のシールドジャッキ１９を選択するときに使用するものである。電磁比例減圧弁５２は、選択弁５１によって選択されたシールドジャッキ１９を低圧で伸ばすときに使用するものであって、その弁開度を調整することによって、選択されたシールドジャッキ１９の圧力（推力）を制御することができる。
The
従って、選択弁５１によって選択された全てのシールドジャッキ１９の圧力を、電磁比例減圧弁５２によって調整された単一の圧力に設定することにより、シールド掘削機１の掘進方向を制御する。
Therefore, by setting the pressures of all the shield jacks 19 selected by the
更に、セグメント組立用油圧回路６０は、セグメントＳの組み立て時にシールドジャッキ１９を伸縮させるための油圧回路となっており、オイルタンク３０と推進用油圧回路４０とを繋いでいる。このセグメント組立用油圧回路６０には、セグメント組立用パワーユニット６１、圧力計６２、セグメント組立用伸縮弁６３、及び、オンロード弁６４が設けられている。
Furthermore, the segment assembly
セグメント組立用パワーユニット６１は、作動油をオイルタンク３０から汲み上げるためのポンプ６１ａと、そのポンプ６１ａを駆動させるためのモータ６１ｂとから構成されている。圧力計６２は、ポンプ６１ａの吐出圧力を計測するものであって、セグメント組立用伸縮弁６３は、セグメントＳの組み立て時においてシールドジャッキ１９を伸縮させるときに使用するものである。そして、オンロード弁４５は、供給側と排出側とを連通させるときに使用するものである。
The segment assembly power unit 61 includes a
従って、セグメント組立用パワーユニット６１を駆動させると、セグメント組立位置に対応したシールドジャッキ１９が、セグメント組立用伸縮弁６３によって伸縮可能となる。そして、そのシールドジャッキ１９が短縮すると、当該シールジャッキ１９と既設のセグメントＳとの間に形成されたスペースが、新設のセグメント組立位置となり、その新設のセグメントＳがエレクタ装置１７によって組み立てられると、短縮状態のシールドジャッキ１９は、セグメント組立用伸縮弁６３によって、組み立てられた新設のセグメントＳを押圧する。
Therefore, when the segment assembly power unit 61 is driven, the
ところで、図２及び図４に示すように、上述したシールド掘削機１においては、その掘削機中心Ｏが、予め計画された、トンネル中心線となる計画路線Ｋを通るように、その掘進方向が制御される。即ち、計画路線Ｋに対して、掘削機中心Ｏが、水平方向となるＸ軸方向にΔＸ、鉛直方向となるＹ軸方向にΔＹの偏差を有する場合には、シールドジャッキ１９の伸長による総推力の合力点（作用点）となる着力点Ｐを、計画路線Ｋに対応した目標着力点Ｐｏに、一致させるか、あるいは、近づける必要がある。
By the way, as shown in FIG.2 and FIG.4, in the
そこで、シールド掘削機１においては、電磁比例減圧弁５２の弁開度を調整することによって、掘進方向を制御するために選択したシールドジャッキ１９の圧力を、セグメントＳから推進反力を得るためのシールドジャッキ１９の圧力よりも低圧にして、着力点Ｐを目標着力点Ｐｏに近づけるような位置調整を行う。
Therefore, in the
具体的に、先ず、セグメント組立位置に対応して短縮したシールドジャッキ１９以外の全てのシールドジャッキ１９の中から、掘進方向を制御するために選択した複数（２本以上）のシールドジャッキ１９の選択パターンを、予め、複数種類設定しておく。 Specifically, first, the selection of a plurality (two or more) of shield jacks 19 selected for controlling the excavation direction from all the shield jacks 19 other than the shield jacks 19 shortened corresponding to the segment assembly position. A plurality of patterns are set in advance.
次いで、複数種類の選択パターンの中から、目標着力点Ｐｏと同じ位置にある着力点Ｐ、あるいは、目標着力点Ｐｏに最も近い位置にある着力点Ｐを有する選択パターンを抽出する。 Next, a selection pattern having an application point P located at the same position as the target application point Po or an application point P closest to the target application point Po is extracted from a plurality of types of selection patterns.
そして、目標着力点Ｐｏと同じ位置にある着力点Ｐを有する選択パターンを抽出した場合には、その選択パターンを、選択したシールドジャッキ１９の圧力を調整することなく、そのまま使用して、シールド掘削機１の掘進方向を制御する。
When a selection pattern having an application point P at the same position as the target application point Po is extracted, the selection pattern is used as it is without adjusting the pressure of the selected
一方、目標着力点Ｐｏに最も近い位置にある着力点Ｐを有する選択パターンを抽出した場合には、選択したシールドジャッキ１９の圧力を制御して、その着力点Ｐを目標着力点Ｐｏに更に近づける。これにより、掘進方向制御（着力点制御）の高精度化を図る。
On the other hand, when a selection pattern having an application point P closest to the target application point Po is extracted, the pressure of the selected
また、選択パターンの設定方法について、図２を用いて説明すると、先ず、セグメント組立位置に対応して短縮したシールドジャッキ１９以外の全てのシールドジャッキ１９を１本ごとに圧力制御した場合に求められる圧力傾斜の主軸方向を示す圧力傾斜主軸方向線Ｌｏを設置する。
The selection pattern setting method will be described with reference to FIG. 2. First, it is obtained when pressure control is performed for every
次いで、掘削機中心Ｏから掘削機径方向外方に延びてシールドジャッキ１９上を通過するジャッキ方向線ＬＡと、掘削機中心Ｏから掘削機径方向外方に延びて隣接したシールドジャッキ１９間を通過するジャッキ中間方向線ＬＢとを求める。
Next, there is a gap between the jack direction line LA extending from the excavator center O in the radial direction of the excavator and passing over the
そして、ジャッキ方向線ＬＡ及びジャッキ中間方向線ＬＢのうち、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏに近い位置にある線を選び、その選んだジャッキ方向線ＬＡまたはジャッキ中間方向線ＬＢを、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏの近似線とする。 Then, of the jack direction line LA and the jack intermediate direction line LB, a line close to the pressure inclination main axis direction line Lo is selected, and the selected jack direction line LA or jack intermediate direction line LB is selected as the pressure inclination main axis direction line. Let it be an approximate line of Lo.
次いで、近似線となるジャッキ方向線ＬＡまたはジャッキ中間方向線ＬＢに対して、線対称となるシールドジャッキ１９を選択する。即ち、近似線となるジャッキ方向線ＬＡまたはジャッキ中間方向線ＬＢを中心として、そのジャッキ方向線ＬＡまたはジャッキ中間方向線ＬＢの左右両側に位置するシールドジャッキ１９の中から、それぞれ同数のシールドジャッキ１９を選択する。このとき、シールドジャッキ１９を選択する場合には、ジャッキ方向線ＬＡまたはジャッキ中間方向線ＬＢに近いものから順に選択する。
Next, the
これにより、選択した複数のシールドジャッキ１９の選択パターンが、１つ設定されることになる。 Thereby, one selection pattern of the selected plurality of shield jacks 19 is set.
次に、シールド掘削機１の掘進方向制御について、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏがジャッキ方向線ＬＡに近似される場合と、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏがジャッキ中間方向線ＬＢに近似される場合とに分けて、具体的に説明する。
Next, for the control of the excavation direction of the
最初に、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏがジャッキ方向線ＬＡに近似される場合の掘進方向制御について、図５乃至図７を用いて説明する。 First, the excavation direction control when the pressure gradient main axis direction line Lo is approximated to the jack direction line LA will be described with reference to FIGS.
ここで、図５（ａ）〜（ｅ）は、複数種類の選択パターンの中から代表して、５種類の選択パターンＡ１〜Ａ５を示している。また、選択パターンＡ１〜Ａ５においては、全てのシールドジャッキ１９に対して、ＳＪ１からＳＪ１７までの番号を順に付しており、「●」印のシールドジャッキ１９を、推進用に伸長した圧力（推力）最大のＯＮ操作ジャッキ、「○」印のシールドジャッキ１９を、セグメント組立用に短縮した圧力（推力）ゼロのＯＦＦ操作ジャッキ、「◎」印のシールドジャッキ１９を、掘進方向制御用に伸縮した低圧力（低推力）のＯＮ操作ジャッキとしている。
Here, FIGS. 5A to 5E show five types of selection patterns A1 to A5 as representatives from among a plurality of types of selection patterns. In the selection patterns A1 to A5, the numbers from SJ1 to SJ17 are sequentially given to all the shield jacks 19, and the shield jacks 19 marked with “●” are extended to propulsion pressure (thrust force). ) The largest ON operation jack,
よって、選択パターンＡ１〜Ａ５においては、近似線となるジャッキ方向線ＬＡが、ＳＪ１３番目のシールドジャッキ１９の中心を通過しており、ＳＪ４，ＳＪ５番目のシールドジャッキ１９の後方が、セグメント組立位置となっている。更に、選択パターンＡ１〜Ａ５においては、掘進方向を制御するために選択したシールドジャッキ１９の数量が段階的に増えており、それらの着力点ＰA1〜ＰA5の位置もそれぞれ異なった位置となっている。
Therefore, in the selection patterns A1 to A5, the jack direction line LA that is an approximate line passes through the center of the
そして、図６に示すように、選択パターンＡ１においては、選択したＳＪ１２，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９の圧力を、ＳＪ１〜ＳＪ３，ＳＪ６〜ＳＪ１１，ＳＪ１３，ＳＪ１５〜ＳＪ１７番目のシールドジャッキ１９の最大圧力よりも、低圧となるように制御する。なお、ＳＪ４，ＳＪ５番目のシールドジャッキ１９においては、その後方においてセグメントＳの組み立てが行われているため、短縮されており、その圧力は、ゼロとなっている。
As shown in FIG. 6, in the selection pattern A1, the pressure of the selected SJ12,
更に、選択パターンＡ１においては、選択したＳＪ１２，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９の圧力を、低圧としているが、その低圧力の大きさに基づいて、着力点ＰA1が決定される。つまり、着力点Ｐが目標着力点Ｐｏに最も近づくような低圧力を求めた後、その低圧力を、選択したＳＪ１２，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９に設定したときの着力点を、着力点ＰA1とする。
Further, in the selection pattern A1, the pressure of the selected SJ12 and SJ14th shield jacks 19 is set to a low pressure, and the applied point P A1 is determined based on the magnitude of the low pressure. That is, after obtaining a low pressure at which the force point P is closest to the target force point Po, the force point when the low pressure is set in the selected SJ12,
同様に、選択パターンＡ２〜Ａ５においても、着力点が目標着力点Ｐｏに最も近づくような低圧力を求めた後、その低圧力を、選択したシールドジャッキ１９に設定したときの着力点を、着力点ＰA2〜ＰA5とする。
Similarly, also in the selection patterns A2 to A5, after obtaining a low pressure at which the force point is closest to the target force point Po, the force point when the low pressure is set on the selected
次いで、求められた着力点ＰA1〜ＰA5の中から、目標着力点Ｐｏに最も近い着力点を選んだ後、その選んだ選択パターンＡ１〜Ａ５の着力点ＰA1〜ＰA5を、掘削機全体としての最終的な着力点Ｐとする。 Next, after selecting the force point closest to the target force point Po from the determined force points P A1 to P A5 , the force points P A1 to P A5 of the selected selection patterns A1 to A5 are selected as the excavator. The final force point P as a whole is assumed.
そして、図７に示すように、選択パターンＡ１〜Ａ５において、選択したシールドジャッキ１９の圧力を、上述した低圧力に設定することにより、シールド掘削機１の掘進方向制御が高精度に行われる。
And as shown in FIG. 7, in selection pattern A1-A5, the excavation direction control of the
一方、圧力傾斜主軸方向線Ｌｏがジャッキ中間方向線ＬＢに近似される場合の掘進方向制御について、図８乃至図１０を用いて説明する。 On the other hand, the digging direction control when the pressure gradient main axis direction line Lo is approximated to the jack intermediate direction line LB will be described with reference to FIGS.
ここで、図８（ａ）〜（ｅ）は、複数種類の選択パターンの中から代表して、４種類の選択パターンＢ１〜Ｂ４を示している。また、選択パターンＢ１〜Ｂ４においては、全てのシールドジャッキ１９に対して、ＳＪ１からＳＪ１７までの番号を順に付しており、「●」印のシールドジャッキ１９を、推進用に伸長した圧力（推力）最大のＯＮ操作ジャッキ、「○」印のシールドジャッキ１９を、セグメント組立用に短縮した圧力（推力）ゼロのＯＦＦＦ操作ジャッキ、「◎」印のシールドジャッキ１９を、掘進方向制御用に伸縮した低圧力（低推力）のＯＮ操作ジャッキとしている。
Here, FIGS. 8A to 8E show four types of selection patterns B1 to B4 as representatives of the plurality of types of selection patterns. In addition, in the selection patterns B1 to B4, the numbers from SJ1 to SJ17 are sequentially given to all the shield jacks 19, and the shield jacks 19 marked with "●" ) Maximum ON operation jack,
よって、選択パターンＢ１〜Ｂ４においては、近似線となるジャッキ中間方向線ＬＢが、ＳＪ１３番目のシールドジャッキ１９とＳＪ１４番目のシールドジャッキ１０との間の中間点を通過しており、ＳＪ４，ＳＪ５番目のシールドジャッキ１９の後方が、セグメント組立位置となっている。更に、選択パターンＢ１〜Ｂ４においては、掘進方向を制御するために選択したシールドジャッキ１９の数量が段階的に増えており、それらの着力点ＰB1〜ＰB4の位置もそれぞれ異なった位置となっている。
Therefore, in the selection patterns B1 to B4, the jack intermediate direction line LB serving as an approximate line passes through the intermediate point between the
そして、図９に示すように、選択パターンＢ１においては、選択したＳＪ１３，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９の圧力を、ＳＪ１〜ＳＪ３，ＳＪ６〜ＳＪ１２，ＳＪ１５〜ＳＪ１７番目のシールドジャッキ１９の最大圧力よりも、低圧となるように制御する。なお、ＳＪ４，ＳＪ５番目のシールドジャッキ１９においては、その後方においてセグメントＳの組み立てが行われているため、短縮されており、その圧力は、ゼロとなっている。
As shown in FIG. 9, in the selection pattern B1, the pressure of the selected SJ13,
更に、選択パターンＢ１においては、選択したＳＪ１３，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９の圧力を、低圧としているが、その低圧力の大きさに基づいて、着力点ＰB1が決定される。つまり、着力点Ｐが目標着力点Ｐｏに最も近づくような低圧力を求めた後、その低圧力を、選択したＳＪ１３，ＳＪ１４番目のシールドジャッキ１９に設定したときの着力点を、着力点ＰB1とする。
Furthermore, in the selection pattern B1, the pressure of the selected SJ13 and SJ14th shield jacks 19 is set to a low pressure, and the applied point P B1 is determined based on the magnitude of the low pressure. That is, after obtaining a low pressure at which the force point P is closest to the target force point Po, the force point when the low pressure is set in the selected SJ13,
同様に、選択パターンＢ２〜Ｂ４においても、着力点が目標着力点Ｐｏに最も近づくような低圧力を求めた後、その低圧力を、選択したシールドジャッキ１９に設定したときの着力点を、着力点ＰB2〜ＰB4とする。
Similarly, in the selection patterns B2 to B4, after obtaining a low pressure at which the force point approaches the target force point Po most, the force point when the low pressure is set on the selected
次いで、求められた着力点ＰB1〜ＰB4の中から、目標着力点Ｐｏに最も近い着力点を選んだ後、その選んだ選択パターンＢ１〜Ｂ４の着力点ＰB1〜ＰB4を、掘削機全体としての最終的な着力点Ｐとする。 Then, from the force applied points P B1 ~P B4 obtained, after selecting the closest force application point to a target force applied point Po, the force application point P B1 ~P B4 of the chosen selection pattern B1~B4, excavator The final force point P as a whole is assumed.
そして、図１０に示すように、選択パターンＢ１〜Ｂ４において、選択したシールドジャッキ１９の圧力を、上述した低圧力に設定することにより、シールド掘削機１の掘進方向制御が高精度に行われる。
Then, as shown in FIG. 10, in the selection patterns B1 to B4, by setting the pressure of the selected
従って、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法によれば、最適なシールドジャッキ１９の選択パターンを抽出した後、その選択パターンにおいて、選択した複数のシールドジャッキ１９の圧力を、１つの電磁比例減圧弁５２によって減圧することにより、その電磁比例減圧弁５２によるシールドジャッキ１９の圧力制御を、狭い範囲内で行うことができると共に、選択した複数のシールドジャッキ１９の圧力を、減圧した単一の圧力のみを使用するだけで、同時に制御することができる。これにより、シールドジャッキ１９に対する圧力制御の簡素化を図ることができるので、シールド掘削機１の掘進方向を容易に制御することができる。また、１つの電磁比例減圧弁５２のみによって減圧することができるので、設備コストの低減を図ることができる。
Therefore, according to the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention, after extracting the optimum selection pattern of the shield jacks 19, the pressures of the selected plurality of shield jacks 19 in the selection pattern are proportional to one electromagnetic proportionality. By reducing the pressure by the
本発明は、掘進速度の高速化を図ることを目的としたシールド掘進セグメント組立同時施工法に適用可能である。 The present invention is applicable to a shield excavation segment assembly simultaneous construction method for the purpose of increasing the excavation speed.
１ シールド掘削機
１１ 掘削機本体
１３ カッタヘッド
１７ エレクタ装置
１９ シールドジャッキ
４０ 掘進用油圧回路
５０ 同調油圧回路
５２ 電磁比例減圧弁
６０ セグメント組立用油圧回路
Ｏ 掘削機中心
Ｋ 計画路線
Ｌｏ 圧力傾斜主軸方向線
ＬＡ ジャッキ方向線
ＬＢ ジャッキ中間方向線
Ｐｏ 目標着力点
Ｐ，ＰA1〜ＰA5，ＰB1〜ＰB5 着力点
Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ４ 選択パターン
Ｓ セグメント
DESCRIPTION OF
Claims (2)
セグメント組立位置に対応して短縮した推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキによる総推力の合力点となる着力点を位置調整して、前記シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記セグメント組立位置に対応して短縮した前記推進ジャッキ以外の前記全ての推進ジャッキの中から、掘進方向を制御するために選択した複数の推進ジャッキの選択パターンを、予め複数種類設定し、
前記複数種類の選択パターンの中から、計画路線に対応した目標着力点に最も近い位置にある着力点を有する選択パターンを抽出し、
抽出した前記選択パターンにおいて、掘進方向を制御するために選択した前記複数の推進ジャッキの圧力を、同一の減圧弁によって減圧させて、その抽出した前記選択パターンにおける着力点を、前記目標着力点に近づける
ことを特徴とするシールド掘進セグメント組立同時施工法。 When assembling the shield excavator by thrust generated by the extension of a number of propulsion jacks provided along the circumferential direction, and assembling the segments behind the propulsion jacks,
Shield digging segment assembly that controls the digging direction of the shield excavator by adjusting the position of the force point that is the resultant force of the total thrust by all the propulsion jacks except the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembling position In the simultaneous construction method,
Among all the propulsion jacks other than the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembly position, a plurality of types of propulsion jack selection patterns selected for controlling the excavation direction are set in advance,
From the plurality of types of selection patterns, extract a selection pattern having an application point that is closest to the target application point corresponding to the planned route,
In the extracted selection pattern, the pressure of the plurality of propulsion jacks selected for controlling the excavation direction is reduced by the same pressure reducing valve, and the applied force point in the extracted selected pattern is set as the target applied force point. The shield excavation segment assembly simultaneous construction method characterized by approaching.
前記選択パターンは、
セグメント組立位置に対応して短縮した推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキを１本ごとに圧力制御した場合に求められる圧力傾斜の主軸方向を示す圧力傾斜主軸方向線を設置し、
前記掘削機中心から掘削機径方向外方に延びて前記推進ジャッキ上を通過するジャッキ方向線と、前記掘削機中心から掘削機径方向外方に延びて隣接した前記推進ジャッキ間を通過するジャッキ中間方向線とを求め、
前記ジャッキ方向線及び前記ジャッキ中間方向線のうち、前記圧力傾斜主軸方向線に近い位置にある線を選び、
選んだ前記ジャッキ方向線または前記ジャッキ中間方向線を中心として、掘進方向を制御するために選択した前記複数の推進ジャッキを対象配置することによって設定される
ことを特徴とするシールド掘進セグメント組立同時施工法。 In the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to claim 1,
The selection pattern is:
Install a pressure gradient main axis direction line indicating the main axis direction of the pressure gradient required when all the propulsion jacks other than the propulsion jack shortened corresponding to the segment assembly position are pressure-controlled.
A jack direction line extending outward in the radial direction of the excavator from the excavator center and passing over the propulsion jack, and a jack extending outward in the radial direction of the excavator from the excavator center and passing between the adjacent propulsion jacks Find the middle direction line,
Of the jack direction line and the jack intermediate direction line, select a line that is close to the pressure gradient main axis direction line,
The shield excavation segment assembly simultaneous construction characterized in that it is set by arranging the plurality of propulsion jacks selected to control the excavation direction around the selected jack direction line or the jack intermediate direction line. Law.
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