JPH11194029A - トンネル掘削機の掘進状況表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル計画線に対するトンネル掘削機の偏
位量と偏角量を一定掘進長毎に画面表示して方向制御量
が適性であるかどうかをリアルタイムで判断し得ると共
に岩質の性状などを予測できるようにする。 【解決手段】 トンネル掘削機１によって一定長のトン
ネルを掘進する毎に、その時の方向制御量とトンネル計
画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏位量とを画面に点
表示すると共にその表示点間を順次直線で結びながら表
示していく。さらに、その表示点間における方向制御量
と偏位量に対応してトンネル掘削機１の偏角量を矢印線
で表示していく。これらの直線と矢印線とから次の一定
長のトンネル掘進方向及び方向制御量を判断することが
できると共に方向制御量が適性であるにもかかわらず、
トンネル計画線Ｘに対する偏位量が異常となった場合
や、偏位量が小さいにもかかわらず偏角量が大きく変化
して等を目視することができ、岩質の変化などを確認し
たり予測することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、トンネル掘削機の
所定掘進毎にトンネル計画線に対するトンネル掘削機の
偏位量と偏角量を表示するトンネル掘削機の掘進状況表
示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】岩盤を掘削するＴＢＭ（トンネルボーリ
ングマシン）や地盤を掘削するシールド機等のトンネル
掘削機によってトンネルを掘削する場合、従来から、画
面上にトンネル計画線とトンネル掘削機の軌跡とをグラ
フで表示し、トンネル掘削機の先端中心位置がトンネル
計画線に対してどの位置にあるのか確認すると共にトン
ネル計画線に対するトンネル掘削機の偏位量を把握して
その偏位量が減少する方向にトンネル掘削機の掘進方向
を制御することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法ではトンネル掘削機の姿勢、即ちトンネル計画
線に対する偏角量を確認することなく、トンネル掘削機
の偏位量を表示画面から確認してその偏位量が大きくな
った時にトンネル掘削機の方向制御を行って偏位量が小
さくなる方向に掘進させる一方、偏位量が小さい場合に
は方向制御を行うことなくトンネル掘削機を掘進させて
いるために、例えば、トンネル計画線に対するトンネル
掘削機の偏位量が小さいがトンネル掘削機の姿勢のズ
レ、即ち偏角量が大きい場合、方向制御を行うことなく
そのまゝ掘進させると、トンネル計画線から大きく偏位
し、トンネル計画線に沿った精度のよい掘進が行えなく
なるという問題点があった。

【０００４】特に、トンネル掘削機の前方地盤の岩質が
硬質から軟質、或いは軟質から硬質等に変化していた場
合には、トンネル掘削機が予想もつかない方向に大きく
偏位する事態が発生し、このような事態の発生した原因
が把握できないばかりでなくこれを予測することも困難
である。

【０００５】また、トンネル掘削機の姿勢のズレの大小
に対してそれを修正する際の制御は推進ジャッキや方向
修正機構、トンネル掘削機の重心位置等の特性によって
変化するが、従来の上記制御方法ではこれらの特性を考
慮した方向制御が行えないために精度のよい運転制御を
期待することができない。

【０００６】さらに、上記のようなトンネル掘削機の掘
進位置表示方法では、方向制御用ジャッキを操作してト
ンネル掘削機の掘進方向をトンネル計画線に近づく方向
に向けた状態で掘進させた場合、その方向制御用ジャッ
キの作動量までも表示されないので、該作動量によって
トンネル掘削機を掘進させた際にトンネル掘削機の位置
がどのように変化していくかを目視により確認すること
ができない。

【０００７】そのため、例えば、トンネル計画線に対し
てトンネル掘削機の偏位量を修正する方向に方向制御用
ジャッキの作動量を演算により設定して該方向制御用ジ
ャッキを作動させても、切羽面に硬質岩盤部分と軟質岩
盤部分とが共存していると、方向制御用ジャッキの作動
量に対してトンネル掘削機が適正な方向に向いているに
もかかわらず、トンネル掘削機の位置が軟弱な岩盤部方
向に滑って偏位することになるが、このような状況を直
ちに把握することができず、硬軟な岩盤に対応した支保
の段取りが円滑に行えなくなる場合が生じるものであ
る。

【０００８】また、上記従来のトンネル掘削機の掘進状
況表示方法では、方向制御用ジャッキを操作した場合、
トンネル掘削機の位置及び姿勢がどのように変化してい
くかを画面の表示からは想定することができず、そのた
め、トンネル計画線に対する掘削機の方向制御の対応が
遅れて作業能率が低下するという問題点がある。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、画面を目視することによってトンネル掘削機
の位置及び姿勢と一定長掘進させる毎のこれらの位置及
び姿勢の変化を確認して方向制御ジャッキの制御量が適
正であるかどうかを簡単且つ正確に判断することができ
ると共に該方向制御ジャッキの操作からトンネル掘削機
の掘進位置を容易に想定することができ、その上、岩質
の状態なども把握し得るトンネル掘削機の掘進状況表示
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るトンネル掘削機の掘進状況
表示方法は、画面にトンネル計画線を直線で表示すると
共にこのトンネル計画線に対するトンネル掘削機の偏位
量を所定掘進長毎に点表示して各点表示間を順次直線で
結び、さらに、画面に上記トンネル計画線に平行な第１
の直線を表示すると共にトンネル計画線に対するトンネ
ル掘削機の偏角量を上記トンネル掘削機の所定掘進毎に
該第１の直線に対する傾きとして矢印線で表示すること
を特徴とするものである。

【００１１】上記請求項１に記載の発明において、請求
項２に係る発明は上記第１の直線と上記トンネル計画線
とは同一であり、且つ上記矢印線の始点が上記トンネル
掘削機の偏位量の表示点であることを特徴とし、請求項
３に係る発明は上記第１の直線と上記トンネル計画線と
は同一であり、且つ上記矢印線の終点が上記トンネル掘
削機の偏位量の表示点であることを特徴としている。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、上記請求項
１に記載のトンネル掘削機の掘進状況表示方法におい
て、上記画面に上記トンネル計画線に平行な第２の直線
を表示し、上記トンネル掘削機の偏位量及び偏角量に基
づいて決定されるトンネル掘削機の方向修正機構の作動
量を上記第２の直線に対する離間距離として上記トンネ
ル掘削機の所定掘進長毎に点表示すると共に各表示点間
を順次直線で結ぶことを特徴としている。この請求項４
に記載の発明において、請求項５に係る発明は上記第２
の直線と上記トンネル計画線とは同一であることを特徴
とする。

【００１３】

【作用及び効果】トンネル掘削機は所定長のトンネル掘
進をする毎にその被測点の位置を測定されてトンネル計
画線を直線で表示している画面上に点表示すると共に先
に測定した被測点の位置と次に測定した被測点の位置と
の表示点間を順次直線で結び、画面上に表わしていくと
共にその時のトンネル計画線に対するトンネル掘削機の
偏角量を矢印線でもって表示する。一方、トンネル掘削
機は一定長、掘進する毎に上記トンネル計画線に対する
偏位に基づいてその掘進方向を方向修正機構により修正
し、この方向修正機構の作動量を上記トンネル掘削機の
被測点の表示点に対応させて上記画面上に点表示すると
共に、先に修正した作動量と次に修正した作動量との表
示点間を順次直線で結んで画面上に表わしていく。

【００１４】従って、画面上にはトンネル計画線に対す
るトンネル掘削機の偏位量の軌跡と方向修正機構の作動
量の軌跡とが線グラフで表示されると共に表示点間にお
けるそれぞれの偏位量と方向修正機構の作動量とに対応
してトンネル掘削機の偏角量がトンネル計画線またはこ
のトンネル計画線に平行の直線に対する傾きとして矢印
線でもって表示される。

【００１５】これらの偏位量と作動量の表示点と表示線
及び矢印線によってトンネル計画線に対するトンネル掘
削機の位置変化と方向制御機構の作動量及びトンネル掘
削機の姿勢のズレの関係が一目で理解することができ
る。このように、トンネル掘削機がトンネル計画線に対
しての偏位量を小さくする方向に制御された角度でもっ
てトンネル掘削機が一定長、掘進した時の該トンネル掘
削機の偏角量とトンネル計画線に対する偏位量の変化を
矢印線と表示点間の直線によってそれぞれリアルタイム
で知ることができるので、トンネル計画線に対するその
直線とトンネル掘削機の偏角量及び必要に応じて上記方
向制御機構の作動量を表示した直線とを比較することに
よって次の所定長の掘進時にはトンネル掘削機をどの方
向に修正すればよいのかを適正に判断することができ、
その判断のもとに方向制御実施量の変更を容易に実施す
ることができて、トンネル計画線に沿ったトンネルの掘
進を精度よく且つ能率よく行い得るものである。

【００１６】また、上記のように所定の作動量でもって
方向制御を行ったのち、トンネル掘削機を一定長掘進さ
せた際のトンネル計画線に対するトンネル掘削機の偏位
量と偏角量（偏角の大小）から方向制御機構の次の作動
量を適正に判断したにもかかわらず、該方向制御機構の
作動量でもって方向制御した状態でトンネル掘削機を掘
進した時に、トンネル計画線に対するトンネル掘削機の
偏位量及び偏角量が方向制御機構の作動量を示す直線に
対して予想し得る線とは異なった直線、矢印線でそれぞ
れ表示された場合、切羽面に強弱な岩盤等が存在するこ
とによりトンネル掘削機が大きく偏位したり姿勢（向
き）が変化したものである等の早期判断を行うことがで
き、その判断に基づく支保の段取りが正確且つ能率良く
行えるものであり、さらに、切羽岩盤に対応したトンネ
ル掘削機の掘進速度の制御が迅速に行えると共に場合に
よってはトンネル掘削機の掘進を停止させる等の処置を
行って過度の偏位を未然に防止することができる。

【００１７】さらに、掘削地盤が硬質岩盤から軟質岩
盤、又は軟質岩盤から硬質岩盤、或いは密な地盤から破
砕帯の地盤に変化している場合などにおいては、トンネ
ル掘削機を一定長掘進させた時に、偏位量は殆ど変化し
ていないが偏角、即ち、トンネル掘削機の姿勢が大きく
変化することになり、従って、このような場合も画面か
ら一目で確認することができてその時点からの前方地盤
の岩質の性状が変化していることを予知することがで
き、それに対処した条件でもってトンネル掘削機を制御
しながら掘進することができるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明の具体的な実施の形態
を図面について説明すると、トンネル掘削機１は、図に
おいては岩盤にトンネルを掘削するＴＢＭであって、外
周四方にトンネル壁面にジャッキによって着脱自在に圧
着するフロントグリッパ２を備えた本体1aと、この本体
1aの前面側に回転自在に装着されたカッターヘッド３
と、本体11と一体で且つ本体1aから後方に延設している
ビーム体４と、このビーム体４の長さ方向の中間部に配
設された方向修正機構５と、本体1aの推進ジャッキ６
と、ビーム体４の後端を支持するリヤサポート12及び、
掘削ズリ排出用コンベア13とから構成されている。

【００１９】上記方向修正機構５は図３に示すように、
ビーム体４の長さ方向の中間部を長さ方向に摺動可能に
受止した断面Ｕ字状のビーム受5aと、このビーム受5aの
下面側にトンネルＴの径方向に向けて水平状に配設した
左右ジャッキ5b、5bと、これらのジャッキ5b、5bのロッ
ド端に取付けたグリッパシュー5cと、上記ビーム受5aと
左右ジャッキ5b、5bとを連結しているビーム体上下動用
ジャッキ5d、5dとからなる。また、上記推進ジャッキ
６、６は本体1aの背面両側部と上記グリッパシュー5c、
5c間に夫々連結している。

【００２０】一方、トンネル掘削機１の偏位、偏角（姿
勢）の測量装置は、トンネルＴ内におけるトンネル計画
線Ｘ上の適所に設置されたレーザ発振器７と、トンネル
掘削機１の本体1aの適所に前後に一定間隔を存して設置
された第１、第２の受光器8a、8bとからなり、レーザ発
振器７からのレーザ光線Ｄはトンネル計画線Ｘに合致さ
せてこれらの受光器8a、8bに照射するように構成してい
る。第１、第２受光器8a、8bには、トンネル掘削機１の
中心がトンネル計画線Ｘ上に位置する際にはレーザ光線
Ｄをそれぞれの中心に照射させ、トンネル掘削機１が鉛
直方向、水平方向に偏位した際に中心から上下左右方向
に偏位した部分に照射させるターゲット（図示せず）を
それぞれ備えているもので、これらの第１、第２受光器
8a、8bはトンネル掘削機１のオペレータ部に配設した掘
進状況表示画面９を備えているコンピュータからなる演
算器11に電気的に接続してあり、さらに、この演算器11
を制御盤10に接続して該制御盤10から上記方向修正機構
５に指令を発してトンネル掘削機１の掘進方向を制御さ
せるように構成している。

【００２１】なお、トンネル計画線Ｘに対するトンネル
掘削機１の偏位量は周知のように、上記第１、第２の受
光器8a、8bのいずれか一方のターゲットに対する照射点
から求められ、偏角θはこれらの前後ターゲット間の距
離をＬとし、中心からの照射点の距離をそれぞれY1、Y2
とすると、tan θ＝（Y2−Y1) ÷Ｌによって求められ
る。

【００２２】上記掘進状況表示画面９は図４において
は、その画面の一半部9aにトンネル計画線Ｘに対するト
ンネル掘削機１の偏位量を表示し、他半部9bにトンネル
計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の姿勢、即ち傾きの
大小である偏角量を表示している。これらの表示画面9
a、9bにおいて、一方の表示画面9aにはその中央部の横
軸にトンネル計画線Ｘが直線で表示されると共に該トン
ネル計画線Ｘを中央にしてこのトンネル計画線Ｘに対す
る偏位量を表示させるようにしていると共に他方の表示
画面9bにはその中央部にトンネル計画線Ｘまたは該トン
ネル計画線Ｘに平行な第１の直線X1を表示し、この直線
X1上にトンネル掘削機１の偏角量を矢印線Ａで表示する
ように構成している。なお、偏位量はトンネル計画線Ｘ
に対して平行な直線を基準線として表示してもよいが、
いずれにしてもトンネル計画線Ｘに対する偏位量を確認
できるようになっている。

【００２３】上記偏位量の表示画面9aにおいては、トン
ネル計画線Ｘから上下方向に一定間隔毎に直線でもって
横線21を記入してあり、各横線21の左端にトンネル計画
線上をＯとして順次数値が大きくなる偏位量を示す数字
を付していると共に左端を基準として一定間隔毎に縦線
22を記入してあり、各縦線22に方向修正機構５により設
定された方向に向かってトンネル掘削機１が一定長、掘
進する毎にトンネル計画線Ｘに対する偏位量を順次点表
示すると共に隣接する縦線22、22上の表示点間を順次、
直線でもって表示させるようにしている。なお、方向修
正機構５の作動量はトンネル掘削機１の偏位量に対して
スカラー量で表示するように構成している。

【００２４】表示画面9aに対する点表示は、左端側の縦
線からトンネル掘削機１が一定長、掘進される毎に表示
され、左右端間の寸法はトンネル掘削機１が一スパン分
のトンネルを掘削する長さ、例えば、1200mmに設定され
ている。

【００２５】上記測量装置によるトンネル掘削機１の偏
位量及び偏角量の測定は、トンネル掘削機１の後方に設
置されているレーザ発振器７からトンネル計画線Ｘ上に
照射するレーザ光線Ｄを受光器8a、8bに受光させること
によってターゲット上の座標値を検出し、その座標値を
演算器11に入力してトンネル掘削機１の現在位置の座標
を算出し、該座標値とトンネル計画線Ｘ上における座標
値とからトンネル計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の
偏位量を演算させると共にトンネル計画線Ｘに対するト
ンネル掘削機１の姿勢、即ち、偏角量を演算させること
によって行われ、その偏位量を上記表示画面9aに点表示
させると共に偏角量を上記表示画面9bに矢印線Ａによっ
て表示し、上記演算に基づいて制御盤10によりトンネル
掘削機１の方向修正を行うものである。なお、これらの
偏位量と偏角量の表示を目視して手動により方向修正を
行うこともできる。

【００２６】一方、方向修正機構５の作動は次のように
して行われる。即ち、図３において該方向修正機構５の
両側グリッパシュー5c、5cを掘削地盤に圧着させた状態
で方向修正機構５に装着している上下方向修正用ジャッ
キ5dを伸縮させると、ビーム受5aが上下方向に移動して
該ビーム受5a上に中間部が載置されているビーム体４が
左右のフロントグリッパ２を支点として上下に移動し、
本体1aに配設しているカッターヘッド３が上下方向に移
動する。

【００２７】また、方向修正機構５の水平状に配設した
グリッパシュー5cを両側のトンネル掘削壁面に圧着させ
ている左右ジャッキ5b、5bの一方を伸長させ、他方をそ
の伸長量に同調して収縮させると、ビーム体４が上下の
フロントグリッパ２を支点として左右に振れ、カッター
ヘッド３が左右方向に傾動する。従って、カッターヘッ
ド３を上記制御盤10からの指令または手動に応じた向き
に方向修正機構５の作動範囲内で作動させ、カッターヘ
ッド３を回転させると共に地盤に圧着したグリッパシュ
ー5c、5cを支点として推進ジャッキ６、６を作動させる
ことによりトンネル掘削機１が所定の方向に向いた状態
で一定長、掘進するものである。

【００２８】次に、トンネル掘削機１が一スパン分の長
さ（トンネルの掘削面にセグメント覆工が施工される場
合にはセグメント一リング分のトンネル方向の長さ）の
トンネルを掘削するまでにおいて、トンネル計画線Ｘに
対するトンネル掘削機１の偏位量と偏角量の変化を表示
画面9a、9bに表示する方法を説明する。なお、上記表示
画面9a、9bはトンネル掘削機１の左右方向（水平方向）
の偏位量と偏角量を表示しているものとして以下に説明
するが、上下方向の偏位量と偏角量も図示していないが
同一画面又は別な画面に表示されるものであり、その表
示方法も同じである。

【００２９】まず、トンネル掘削機１が一スパン分のト
ンネルの掘削開始時においては、一方の表示画面9aの左
端の縦線上にトンネル掘削機１の水平方向の偏位量が表
示点a₁で表示されると共にその時のトンネル掘削機１の
トンネル計画線Ｘに対する偏角量が表示画面9bに矢印線
Ａでもって表示される。この矢印線Ａの傾きが水平に近
くなる程、偏角量が小さくなっていることを示している
ものである。

【００３０】上記トンネル掘削開始時（現在位置）にお
けるトンネル掘削機１の水平方向の偏位量は０でトンネ
ル計画線Ｘ上に位置してあり、また、上記表示画面9bに
表示された矢印線Ａで示された偏角量が小さいか殆ど生
じていない場合には、方向修正機構５の作動量も０にし
て、この状態からトンネル掘削機１を推進ジャッキ６に
より一定長、掘進させ、その時のトンネル掘削機１の偏
角量を表示画面9bに先に表示した矢印線Ａを消去したの
ち矢印線Ａでもって再び表示させる一方、偏位量を表示
画面9aにおける次の縦線22上に点表示a₂し、この点表示
a₂と上記一定長掘進する前のトンネル掘削機１の表示点
a₁とをそれぞれ直線で結んだ線c₁を表示すると、この線
c₁から方向修正機構５の左右ジャッキ5b、5bの作動量が
０であるにもかかわらず、トンネル掘削機１がトンネル
計画線Ｘから離れる方向に偏位したことが確認し得る。

【００３１】次に、トンネル掘削機１の上記偏位、偏角
量を修正する方向に方向修正機構５のジャッキ5b、5bの
作動量を演算により設定してその状態で一定長、掘進し
た時の偏角量を表示画面9bに上記同様に先の矢印線を消
去したのち再び矢印線Ａとして表示させる一方、表示画
面9a上の次の縦線22上にトンネル掘削機１に対するトン
ネル掘削機１の偏位量を点表示a₃し、該表示点a₃と先の
表示点a₂とを結んだ直線c₂を表示する。

【００３２】以下、同様にしてトンネル掘削機１が一ス
パン掘進する間において、トンネル掘削機１を一定長、
掘進させる毎に表示画面9a上においては順次隣接する縦
線22上にトンネル掘削機１の被測点の偏位量を点表示す
ると共に各表示点間を直線で表わしてトンネル掘削機１
の偏位量の軌跡を線グラフで表示する一方、トンネル掘
削機１を一定長、掘進させる毎のトンネル掘削機１の偏
角量をその都度、表示画面9bに矢印線Ａによって表示さ
せる。

【００３３】上記表示方法において、方向修正機構５の
作動量をトンネル掘削機１の偏位量がトンネル計画線Ｘ
に近づける方向に設定しているにもかかわらず、トンネ
ル掘削機１を一定長掘削させた時のトンネル掘削機１の
位置がトンネル計画線Ｘから離れる方向に偏位したりト
ンネル掘削機１の偏角、即ち姿勢が逆に大きくなる方向
にズレたりする場合がある。

【００３４】これは、切羽面に硬質岩盤部分と軟質岩盤
部分とが共存していると、方向制御用ジャッキの制御量
に対してトンネル掘削機が適正な方向に向いているにも
かかわらず、トンネル掘削機の位置が軟弱な岩盤部方向
に滑りが生じることにより偏位したり、或いは、トンネ
ル掘削壁面に軟質岩盤部分が存在した場合において、方
向修正機構５の左右ジャッキ5b、5bを該軟質岩盤に押し
付けた時に軟質岩盤が圧縮される方向に変形して左右ジ
ャッキ5b、5bの作動量がトンネル掘削機１の偏位量に対
応させているにもかかわらず軟質岩盤にその作動量の一
部が吸収され、トンネル掘削機１の方向が所定の方向に
向けられなかった結果などにおいて生じる。

【００３５】また、トンネル掘削機１を一定長掘進させ
た時に、偏位量は殆ど変化していないが、偏角量（トン
ネル掘削機１の姿勢）が大きく変化する場合も生じる。
例えば、掘進中に掘削地盤が硬質岩盤から軟質岩盤又は
軟質岩盤から硬質岩盤、或いは密な地盤から破砕帯の地
盤に変化した場合には、変化するまでにその岩質に応じ
た圧力でもってそれぞれ作動していた方向修正機構５の
左右ジャッキ5b、5bが岩質の変化によってそれまでと異
なった伸長比でもって作動して一定長掘進した後のトン
ネル掘削機１の偏角が大きく変化することになる。この
ように偏位量は殆ど変化しないが偏位量が変化した場合
に、その時点からの前方地盤の岩質の性状が変化してい
ることを予知することができ、それに対処した条件でも
ってトンネル掘削機１を制御しながら掘進することがで
きるものである。

【００３６】さらに、いずれの場合いにおいても岩質が
変化している位置を正確に確認し得るので、トンネル掘
削機１の後方において支保を施工する場合に、トンネル
掘削機１の掘進によって後端から露出する該岩盤部分に
硬質岩盤に対する支保よりも岩盤の崩落等を防止し得る
一層強固な支保を正確に施工し得るものである。

【００３７】上記実施例においてトンネル掘削機１の偏
角量の表示は、トンネル掘削機１を一定長、掘進させる
毎に表示画面9bに先の表示を消去して次の表示を矢印線
Ａで表示するように構成したが、図５に示すように、ト
ンネル掘削機１の一定長の掘進毎に偏位量を表示した表
示画面9aと同様に、順次矢印線A1でもって表示してもよ
い。この場合も同一画面の一半部9aに上記実施例と同様
にトンネル計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏位量
を表示し、他半部9b’にこの偏角量を表示する。この表
示画面9b' は、その中央部にトンネル計画線Ｘまたは該
トンネル計画線Ｘに平行な第１の直線X1を表示し、この
直線X1の左端を基準として一定間隔毎に縦線23を記入し
てあり、トンネル掘削機１が一定長、掘削する前におけ
る該トンネル掘削機１の偏角を左側の直線から該直線に
隣接する次の直線に向かってこの直線に達した矢印線A1
で順次表示するように構成している。

【００３８】次に、図６は上記実施例とは別なトンネル
掘削機１の掘進状況表示方法を示すもので、単一の画面
9'にトンネル計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏位
量と偏角量及び方向修正機構５の作動量を表示するよう
に構成している。即ち、この表示画面9'にはその中央部
の横軸にトンネル計画線Ｘが直線で表示されると共に該
トンネル計画線Ｘを中央にして上下方向に一定間隔毎に
直線でもって横線21を記入し、各横線21の左端にトンネ
ル計画線上をＯとして順次数値が大きくなる偏位量を示
す数字を付していると共に左端を基準として一定間隔毎
トンネル掘削機１の一定長の掘進毎）に縦線22を記入し
てあり、この画面9'上にトンネル掘削機１の偏位量と偏
角量及び方向修正機構５の作動量を表示するように構成
している。

【００３９】なお、図６においては、この画面9'の上半
部にトンネル掘削機１の偏位量と偏角量を、下半部に方
向修正機構５の作動量をそれぞれ表示するように構成し
ているが、それぞれの表示部分はトンネル計画線Ｘを中
央にしてその上下、何れの部分であってもよく、また、
偏位量や偏角量は上述したようにトンネル計画線Ｘに平
行な第１の直線を基準として表示してもよいものであ
り、同様に方向修正機構５の作動量はこの第１の直線以
外の第２の直線を基準としてその直線に対する離間距離
で表示するように構成しておいてもよい。

【００４０】上記表示画面9'に対する点表示は上記実施
例と同じく、左端側の縦線からトンネル掘削機１が一定
長、掘進される毎に表示され、左右端間の寸法はトンネ
ル掘削機１が一スパン分のトンネルを掘削する長さ、例
えば、1200mmに設定されている。次に、トンネル掘削機
１が一スパン分の長さ（トンネルの掘削面にセグメント
覆工が施工される場合にはセグメント一リング分のトン
ネル方向の長さ）のトンネルを掘削するまでにおいて、
方向修正機構５の作動量の変化とトンネル計画線Ｘに対
するトンネル掘削機１の偏位量及び偏角量の変化を表示
画面9'に表示する方法を説明する。

【００４１】まず、トンネル掘削機１が一スパン分のト
ンネルの掘削開始時においては、該表示画面9'の左端の
縦線上にトンネル掘削機１の水平方向の偏位量と方向修
正機構５の作動量とがそれぞれ表示点a₁、b₁で示されて
いる。なお、上記表示画面9'はトンネル掘削機１の左右
方向（水平方向）の偏位量と偏角量及び方向修正機構５
の作動量の変化を表示しているものとして以下に説明す
るが、上下方向の偏位量と偏角量及び方向修正機構５の
作動量の変化も図示していないが同一画面又は別な画面
に表示されるものであり、その表示方法も同じである。

【００４２】この状態からトンネル掘削機１を推進ジャ
ッキ６により一定長、掘進させ、その時のトンネル掘削
機１の偏角をその始点が偏位量の上記表示点a₁とし且つ
先端が次の縦線に達するように矢印線A2でもって表示さ
せると共にトンネル掘削機１の偏位量と方向修正機構５
の左右ジャッキの作動量を次の縦線上に点表示a₂、b
₂し、この点表示a₂、b₂と上記一定長掘進する前のトン
ネル掘削機１の偏位量と方向修正機構５の作動量の表示
点a₁、b₁とをそれぞれ直線で結んだ線c₁、d₁を表示す
る。

【００４３】次に、トンネル掘削機１の上記偏位を修正
する方向に方向修正機構５のジャッキ5b、5bの作動量を
演算により設定して画面9'上の次の縦線22上に点表示b₃
すると共にこの表示点b₃と先の表示点b₂とを結ぶ直線d₂
を表示し、さらに、該方向修正機構５の作動量でもって
方向制御した状態でトンネル掘削機１を一定長、掘進し
た時のトンネル掘削機１に対するトンネル掘削機１の偏
位量を同一縦線22上に点表示a₃して該表示点a₃と先の表
示点a₂とを結んだ直線c₂を表示する。さらに、その時の
トンネル計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏角をそ
の始点が偏位量の上記表示点a₁とし且つ先端が次の縦線
に達するように矢印線A2でもって表示させる。

【００４４】以下、同様にしてトンネル掘削機１が一ス
パン掘進する間において、トンネル掘削機１を一定長、
掘進させる毎に画面9'上の順次隣接する縦線22上にトン
ネル掘削機１の被測点の偏位量を点表示すると共に各表
示点間を直線で表わす一方、トンネル計画線Ｘに対する
トンネル掘削機１の上記各偏位量に基づいて修正した方
向修正機構５の作動量を上記トンネル掘削機１の偏位量
の表示点に対応させて同じ縦線22上に点表示すると共に
隣接する表示点間を順次直線で表わすことによって画面
９上にトンネル計画線に対するトンネル掘削機の偏位量
の軌跡と方向修正機構の作動量の軌跡とを線グラフで表
示していき、さらに、トンネル掘削機１を一定長、掘進
させる毎における偏角量を上記各偏位量の表示点を始点
とする矢印線でもって順次表示するものである。

【００４５】このように表示すると、トンネル掘削機１
を一定長、掘進させる毎における偏位量と偏角量及び方
向修正機構の作動量がリアルタイムで認識することがで
き、その上、上記実施例と同様に偏位量が小さいにもか
かわらずトンネル掘削機１の偏角が大きくなった掘進状
況等を把握することができて前方の岩質の変化やその推
定が可能となり、また、推進ジャッキや方向修正ジャッ
キ、さらにはトンネル掘削機１の重心位置などのトンネ
ル掘削機１の特性も把握することができて、精度のよい
運転制御が可能となるものである。

【００４６】なお、上記表示画面9'において、トンネル
計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏角をその始点が
偏位量の上記各表示点とし且つ先端が次の縦線に達する
ように矢印線でもって表示したが、図７に示すように、
トンネル計画線Ｘに対するトンネル掘削機１の偏角をそ
の終点が各偏位量の表示点として矢印A'で順次表示して
もよい。また、偏位量を示す線以外の部分においてトン
ネル計画線Ｘに平行な任意の横線を基準として上記偏角
を矢印線で表示してもよい。

【００４７】また、以上の各実施例においてはトンネル
掘削機１としてＴＢＭを示したが、前後胴間を複数本の
方向修正ジャッキにより連結しているシールド掘削機に
おいても上記掘進制御状況表示方法を採用できることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル掘削状態を示す全体の簡略側面図、

【図２】その簡略平面図、

【図３】方向修正機構部分の縦断正面図、

【図４】トンネル掘削機の掘削状況を表示した表示画面
における線図、

【図５】別な表示方法を示す表示画面における線図、

【図６】さらに別な表示方法を示す表示画面における線
図、

【図７】図６における表示方法の変形例を示す表示画面
における線図。

【符号の説明】

１ トンネル掘削機 ５ 方向修正機構 ７ レーザ発振器 8a、8b 受光器 ９ 表示画面 10 制御盤 Ｘ トンネル計画線 ａ トンネル掘削機の偏位量の表示点 ｂ 方向修正機構の作動量の表示点 Ａ 矢印線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 背野 康英 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 三好 裕芳 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面にトンネル計画線を直線で表示する
   と共にこのトンネル計画線に対するトンネル掘削機の偏
   位量を所定掘進長毎に点表示して各点表示間を順次直線
   で結び、さらに、画面に上記トンネル計画線に平行な第
   １の直線を表示すると共にトンネル計画線に対するトン
   ネル掘削機の偏角量を上記トンネル掘削機の所定掘進毎
   に該第１の直線に対する傾きとして矢印線で表示するこ
   とを特徴とするトンネル掘削機の掘進状況表示方法。
2. 【請求項２】 上記第１の直線と上記トンネル計画線と
   は同一であり、且つ上記矢印線の始点が上記トンネル掘
   削機の偏位量の表示点であることを特徴とする請求項１
   に記載のトンネル掘削機の掘進状況表示方法。
3. 【請求項３】 上記第１の直線と上記トンネル計画線と
   は同一であり、且つ上記矢印線の終点が上記トンネル掘
   削機の偏位量の表示点であることを特徴とする請求項１
   に記載のトンネル掘削機の掘進状況表示方法。
4. 【請求項４】 上記画面に上記トンネル計画線に平行な
   第２の直線を表示し、上記トンネル掘削機の偏位量及び
   偏角量に基づいて決定されるトンネル掘削機の方向修正
   機構の作動量を上記第２の直線に対する離間距離として
   上記トンネル掘削機の所定掘進長毎に点表示すると共に
   各表示点間を順次直線で結ぶことを特徴とする請求項
   １、請求項２又は請求項３に記載のトンネル掘削機の掘
   進状況表示方法。
5. 【請求項５】 上記第２の直線と上記トンネル計画線と
   は同一であることを特徴とする請求項４に記載のトンネ
   ル掘削機の掘進制御状況表示方法。