JPS5833695A - シ−ルド機によるトンネルの自動掘進工法 - Google Patents
シ−ルド機によるトンネルの自動掘進工法Info
- Publication number
- JPS5833695A JPS5833695A JP13211281A JP13211281A JPS5833695A JP S5833695 A JPS5833695 A JP S5833695A JP 13211281 A JP13211281 A JP 13211281A JP 13211281 A JP13211281 A JP 13211281A JP S5833695 A JPS5833695 A JP S5833695A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield machine
- control
- attitude
- shield
- tunnel
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシールド機による１〜ンネル自動ＩＥｌｌ進Ｔ
法に関する。
法に関する。
周知の如くシールド機ではその前方で多数の切削刃すな
わちカッタが回転して土砂、Ｙ４盤等く以下単に土砂と
いう）を掘削し、イして周囲部分に設けた複数（例えば
８個）のジャツギによ−）て前進Ｊるにうになっている
。この前進に際してシールドｌｔｌの位置や姿勢を制御
するにはそれらのシャツ−Ｖのス１〜ロークを制御し、
以てシールド機が常に適正（１′／首で掘進作業を行う
ようにしである。
わちカッタが回転して土砂、Ｙ４盤等く以下単に土砂と
いう）を掘削し、イして周囲部分に設けた複数（例えば
８個）のジャツギによ−）て前進Ｊるにうになっている
。この前進に際してシールドｌｔｌの位置や姿勢を制御
するにはそれらのシャツ−Ｖのス１〜ロークを制御し、
以てシールド機が常に適正（１′／首で掘進作業を行う
ようにしである。
近年コンビコータ技術の発達に伴い、シールド機の（１
′／直や姿勢をコンピュータ制御する掘進工法が知られ
ている。しかしながら、従来の技術では常に掘進した現
在の位置を基準として掘進寸べき方向を定めるので、誤
差が加幹されヤ）すい。
′／直や姿勢をコンピュータ制御する掘進工法が知られ
ている。しかしながら、従来の技術では常に掘進した現
在の位置を基準として掘進寸べき方向を定めるので、誤
差が加幹されヤ）すい。
したがって本発明の目的は、予め定めた泪画線に従って
＋Ｆ シ＜ ｆｌｉｔ！進づることのできるシールド）
幾の１−ンネルの白ｆＪＩ ｌｌ１ｔ Ｉ法を提供する
にある。
＋Ｆ シ＜ ｆｌｉｔ！進づることのできるシールド）
幾の１−ンネルの白ｆＪＩ ｌｌ１ｔ Ｉ法を提供する
にある。
本発明にＪ：れぽ、予め定められた泪画線を計測用二１
ンピ１−夕に記憶させ、そのＢ１画線との偏位を求め、
イして制御用＝１ンピュータで８１画線に対１Ｊる偏（
１’７を補償するように制御するＪ：うになっている。
ンピ１−夕に記憶させ、そのＢ１画線との偏位を求め、
イして制御用＝１ンピュータで８１画線に対１Ｊる偏（
１’７を補償するように制御するＪ：うになっている。
本発明の実施に際して、シールド機の位置や姿勢（４カ
ツタＪ７ Ｊ：びジヤツキで制御される。本明細内にお
いて１位置」とは泪画線に対してシールド機の框進方向
ど直角な而の偏位（横軸をｘ、ＩＩｌ軸をＹで示す）で
あり、また姿勢とはｎ１両線に対してシールド機の掘進
方向（シールド機の軸線）となす角度（零匪を正しい姿
勢と１−る）である。
ツタＪ７ Ｊ：びジヤツキで制御される。本明細内にお
いて１位置」とは泪画線に対してシールド機の框進方向
ど直角な而の偏位（横軸をｘ、ＩＩｌ軸をＹで示す）で
あり、また姿勢とはｎ１両線に対してシールド機の掘進
方向（シールド機の軸線）となす角度（零匪を正しい姿
勢と１−る）である。
カッタに関してはその作動時間、回転方向（正転、逆転
）おＪ：び回転数を制御ηる。ジ１１ツキに関しては各
シャツ４：に印加される圧力を制御づる。
）おＪ：び回転数を制御ηる。ジ１１ツキに関しては各
シャツ４：に印加される圧力を制御づる。
また円周方向を掘削づる余掘りカッタを制御してもよい
。
。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に従ってトンネルを自動曲進している所
を示しており、シールド機本体１はその前方にカッタＣ
を右し、このカッタＣが回転してトンネルＴを掘削して
いる。その掘進作業自体は公知のものであり、図示の実
施例において１〜ンネルＴの壁面を構成するセグメン１
〜Ｓとシールド機本体１との間には複数のジヤツキ２が
設（）られている。他方地上の調整１ｆｆ３に貯えられ
た泥水は送泥ポンプ４によって送泥管５を介してシール
ド機本体１に送られ、カッタで掘削した土砂と混合され
、ぞして１ノ１泥ポンプ６にＪ：つて排泥管７を介して
泥水処Ｊ（１！設備８に送れる。この泥水処理設備８に
おいて、掘削された土砂は分離され、使用可能な泥水が
調整１ｔ〜３に送れる。
を示しており、シールド機本体１はその前方にカッタＣ
を右し、このカッタＣが回転してトンネルＴを掘削して
いる。その掘進作業自体は公知のものであり、図示の実
施例において１〜ンネルＴの壁面を構成するセグメン１
〜Ｓとシールド機本体１との間には複数のジヤツキ２が
設（）られている。他方地上の調整１ｆｆ３に貯えられ
た泥水は送泥ポンプ４によって送泥管５を介してシール
ド機本体１に送られ、カッタで掘削した土砂と混合され
、ぞして１ノ１泥ポンプ６にＪ：つて排泥管７を介して
泥水処Ｊ（１！設備８に送れる。この泥水処理設備８に
おいて、掘削された土砂は分離され、使用可能な泥水が
調整１ｔ〜３に送れる。
さて本発明の図示の実施例において、１〜ンネルー「内
の適正イひ圓に１．Ｌ１ノーザー３１型部１０および光
波発信部１１が固定されており、ぞしてシールド橋本Ｉ
Ａ１の後面に４Ｊレーリ′−検出器１２おにび光波反射
部１３が取イ」（〕ら（ｔている。このレーザー基準部
１０おＪ：びレーザー検出器１２４よシールド機の位置
および姿勢の検出器を構成１）でおり、そして光波発信
部１１ど光波受信部１３どに１シールド機の距１ｈｌｌ
ｉｌを構成している。第１図にＪ３いて符号１」は中
央制御室である。
の適正イひ圓に１．Ｌ１ノーザー３１型部１０および光
波発信部１１が固定されており、ぞしてシールド橋本Ｉ
Ａ１の後面に４Ｊレーリ′−検出器１２おにび光波反射
部１３が取イ」（〕ら（ｔている。このレーザー基準部
１０おＪ：びレーザー検出器１２４よシールド機の位置
および姿勢の検出器を構成１）でおり、そして光波発信
部１１ど光波受信部１３どに１シールド機の距１ｈｌｌ
ｉｌを構成している。第１図にＪ３いて符号１」は中
央制御室である。
次ぎに主として第２図を参照して本発明の実施の態様を
説明Ｊる。
説明Ｊる。
レーリ゛−批へ１部１０からレーザービームを発し、こ
れをレーザー検出器で受信する。その結果シールド機の
現イＦの位置および姿勢が検出できる。この作業は連続
的に行われる。他方光波発信部１ ｌ ｂ）らの信号波
は光波反射部１３で反射されて、シー１１−基準部１０
とシールド機本体１との距−１が連続的に自動測定され
る。このシールド機の位ｄおよび姿勢とシールド機の距
１１１１の検出装置は第２図に、１３いてブロック３０
で示されている。
れをレーザー検出器で受信する。その結果シールド機の
現イＦの位置および姿勢が検出できる。この作業は連続
的に行われる。他方光波発信部１ ｌ ｂ）らの信号波
は光波反射部１３で反射されて、シー１１−基準部１０
とシールド機本体１との距−１が連続的に自動測定され
る。このシールド機の位ｄおよび姿勢とシールド機の距
１１１１の検出装置は第２図に、１３いてブロック３０
で示されている。
掘進全線に渡って、シールド機の設ＷＩＦ、Ｉに関する
事項すなわらレーザー検出器おｊ：び光波Ｗ５ ｍ１貫
１に関Ｊるデータを計測用＝１ンピ］−夕３１に記憶さ
せておく。そしてシールド機の位置、姿勢および距離検
出装置３０からの信号がｈ１測用コンビコータ３１の設
計線に対Ｊ−る偏位間、Ｊなわちシールド機のセンタが
設削線から外れた偏位間は演ｎ装置３２で演算され、シ
ールド機が現存の距−（にお（ｊる位置および姿勢の偏
位間が求められる。イしてこの偏位量は制御用コンピュ
ータ３３に送られる。
事項すなわらレーザー検出器おｊ：び光波Ｗ５ ｍ１貫
１に関Ｊるデータを計測用＝１ンピ］−夕３１に記憶さ
せておく。そしてシールド機の位置、姿勢および距離検
出装置３０からの信号がｈ１測用コンビコータ３１の設
計線に対Ｊ−る偏位間、Ｊなわちシールド機のセンタが
設削線から外れた偏位間は演ｎ装置３２で演算され、シ
ールド機が現存の距−（にお（ｊる位置および姿勢の偏
位間が求められる。イしてこの偏位量は制御用コンピュ
ータ３３に送られる。
制御用コンピュータ３３には土質、掘削抵抗等の掘削条
件の異る場合の複数の制御パターンを予め記憶させてお
く。前述の如くシールド機のｌ＜７ Ｆｌ、姿勢と設４
線はすべて甜測用コンビコータ３１に集計されるので、
制御用＝］ンピコータ３３は現存１「１と＝５− ｊＱｉｌ値どの偏位間おＪζび過去の掘進データから、
今１１２のシールド機の状態を予測して、複数の制御パ
ターンのうち最適なものを選択する。そしてシールド機
の制御ｌｌ指令装置３４に信号を送る。この信号はシー
ルド機制御盤３５に送れ、シールド機制御盤３ ！＋
ＩＩ：シールド機１の各種の掘進用のカッタおよびシト
ツギを制御するのである。
件の異る場合の複数の制御パターンを予め記憶させてお
く。前述の如くシールド機のｌ＜７ Ｆｌ、姿勢と設４
線はすべて甜測用コンビコータ３１に集計されるので、
制御用＝］ンピコータ３３は現存１「１と＝５− ｊＱｉｌ値どの偏位間おＪζび過去の掘進データから、
今１１２のシールド機の状態を予測して、複数の制御パ
ターンのうち最適なものを選択する。そしてシールド機
の制御ｌｌ指令装置３４に信号を送る。この信号はシー
ルド機制御盤３５に送れ、シールド機制御盤３ ！＋
ＩＩ：シールド機１の各種の掘進用のカッタおよびシト
ツギを制御するのである。
１Ｊなわちカッタに関してはその作！ＩＪ時間、回転方
向おにび回転数を制御する。この制御は主どして制ｔｉ
１１パターンの選択にＪ：って行われ、したがって土質
ヤ）カーブ等によってその条件下の適正な掘）１（がで
きる。
向おにび回転数を制御する。この制御は主どして制ｔｉ
１１パターンの選択にＪ：って行われ、したがって土質
ヤ）カーブ等によってその条件下の適正な掘）１（がで
きる。
ジＸｒツギに関しては各ジヤツキに印加される圧ツノを
制御してシールド機の位置、姿勢を制御する。
制御してシールド機の位置、姿勢を制御する。
その−例が第３図（イ〉おＪ：び（ロ）に示されている
。
。
第３図（イ）において、−例として８個のジャツギＪ１
〜Ｊ８が用いられており、そして各ジヤツキの油圧回路
は圧力可変減圧弁と比例電磁調圧弁とを組合せたもの使
用する。第３図（ロ）は横６− 軸に各ジヤツキの番号を示し、縦軸に圧力１）を示して
いる。
〜Ｊ８が用いられており、そして各ジヤツキの油圧回路
は圧力可変減圧弁と比例電磁調圧弁とを組合せたもの使
用する。第３図（ロ）は横６− 軸に各ジヤツキの番号を示し、縦軸に圧力１）を示して
いる。
図示の如くジヤツキＪ３のＬｒ力が一番高く、ぞの圧力
差は△Ｐである。そして９１７７１８７４斤力が一番低
いので、シールド機ｔＪ、第３１閃（イ）において、右
方が左側Ｊ：りも前進する。すなわちジヤツキの推進力
に偏位量が生ずるのである。
差は△Ｐである。そして９１７７１８７４斤力が一番低
いので、シールド機ｔＪ、第３１閃（イ）において、右
方が左側Ｊ：りも前進する。すなわちジヤツキの推進力
に偏位量が生ずるのである。
このようにカッタおよびシャツ：１−を制御するどシー
ルド機の位置および姿勢が変化づ−るが、モのデータは
すべて計測用おにび制御用のコンビコータ３１．３０に
フィードバックされており、連続制御が好適に行われる
。
ルド機の位置および姿勢が変化づ−るが、モのデータは
すべて計測用おにび制御用のコンビコータ３１．３０に
フィードバックされており、連続制御が好適に行われる
。
各ジヤツキにはス！〜〇−ク計が設りられ、ス１−口−
りが自動的に測定されるでいる。このストロークは前記
の各シトツキの圧力を決める１つのデータとして記憶さ
れる。
りが自動的に測定されるでいる。このストロークは前記
の各シトツキの圧力を決める１つのデータとして記憶さ
れる。
シールド機の位置、姿勢に関ＪるデータはＦｉｌ測用コ
ンピュータ３１を介して記録ｈ１３６に記録され、制御
用コンビコータ３３の制御パターンの番号や各ジヤツキ
の圧力ストロークも記録ｈ１３６に記録される。この記
録４３Ｇはデータ処理機能を備えている。
ンピュータ３１を介して記録ｈ１３６に記録され、制御
用コンビコータ３３の制御パターンの番号や各ジヤツキ
の圧力ストロークも記録ｈ１３６に記録される。この記
録４３Ｇはデータ処理機能を備えている。
以上の如く本発明によれば、ｎ１測用コンピユータに設
４線を記憶さｕｌその偏位量を制御用コンビコータで制
ｔｉｌ＋ ７１６ので、常に現在の状態を修正でき、し
かも自動的に行うことができる。ぞして本発明は下記の
ごとき効果を奏するものである。
４線を記憶さｕｌその偏位量を制御用コンビコータで制
ｔｉｌ＋ ７１６ので、常に現在の状態を修正でき、し
かも自動的に行うことができる。ぞして本発明は下記の
ごとき効果を奏するものである。
（１） 従来、シールド機の制御はジャツギのス１〜ロ
ーク差と使用ジ１７ツキの選定で行ってきたが、この従
来技術ではシールド機の動きを予測して掘進するので、
その制御効果がすぐには把握できず１０１回は１ヘラン
シツ１へによる人力測量を行うまでは分らなかった。
ーク差と使用ジ１７ツキの選定で行ってきたが、この従
来技術ではシールド機の動きを予測して掘進するので、
その制御効果がすぐには把握できず１０１回は１ヘラン
シツ１へによる人力測量を行うまでは分らなかった。
しかるに本発明は瞬間的に（ｆ／装姿勢の状態をフィー
ドバックして、連続的制御ができるため、制ｔｊｌ＋を
スピード化でき、細かい制御が自動的にでき掘進精度を
」−げることができる。
ドバックして、連続的制御ができるため、制ｔｊｌ＋を
スピード化でき、細かい制御が自動的にでき掘進精度を
」−げることができる。
（２） 連続測定のため、シールド機の動きが連続的に
監視でき、予測、え１策が立てやすい。
監視でき、予測、え１策が立てやすい。
（３） 従来、１日１〜２回行っていたトランシラ１へ
にＪ：る測量を１ノ一ザー基準部の据イ」時だけでよく
、測量の省力化となる。
にＪ：る測量を１ノ一ザー基準部の据イ」時だけでよく
、測量の省力化となる。
（４） 従来、使用ジ（・ツギを選定し、シールド機の
掘進状況をみて使用ジヤツキ本数を変えていたが、本発
明では各ジ１７ツキの圧力を変化コントロールすること
でシールド機を円滑に制御Ｉでき、掘進スピードを上げ
ることができる。
掘進状況をみて使用ジヤツキ本数を変えていたが、本発
明では各ジ１７ツキの圧力を変化コントロールすること
でシールド機を円滑に制御Ｉでき、掘進スピードを上げ
ることができる。
（５） 従来は１日１〜２回の１ヘランシツ１へ等によ
る測量でシールド機の制御Ｉ管１１１！が断続的である
ため、シールドトンネルの掘進精度が低下していた。こ
れに対して本発明では、常時連続的に監視制御するため
、シールドトンネルは総進精度が非常に向上する。
る測量でシールド機の制御Ｉ管１１１！が断続的である
ため、シールドトンネルの掘進精度が低下していた。こ
れに対して本発明では、常時連続的に監視制御するため
、シールドトンネルは総進精度が非常に向上する。
（６） 本発明では、掘進に当ってＮｌ測用おＪ：び制
御用コンピュータを使用しシールド機の状態を常にフィ
ードバックし制御しているため、種々の条件（地山の土
質、カーブ賞）を無視して直線ｉ進と同様にできるため
運転管１！１！が容易である、。
御用コンピュータを使用しシールド機の状態を常にフィ
ードバックし制御しているため、種々の条件（地山の土
質、カーブ賞）を無視して直線ｉ進と同様にできるため
運転管１！１！が容易である、。
第１図は本発明を実施するシールド機を示′？Ｊ１〜ン
ネルの断面図、第２図は本発明の一実施例を示＝９＝ づ−ブロック図、第３図（イ）はジヤツキの配列の一用
９１を示１図、第３図（ｎ）はその各ジヤツキ（こ印加
される圧力を示す図である。 １・・・・・・シールド機本体 Ｃ・・・・・・カッ
タ ２・・・・・・ジ１７ツキ ３０・・・・・・
位置姿勢距離検出装置３１・・・・・・目測用コンビコ
ータ ３２・・・・・・演算装置３３制御用コンピユ
ータ ３４・・・・・・指令装置３５・・・・・・制
御＋盤 ３Ｇ・・・・・・記録泪１０− （〆） ３図 （ロ） Ｊ７ Ｊ８ ＪＩ Ｊ２ Ｊ３ Ｎｏ。 Ｊ６ Ｊ５ Ｊ４
ネルの断面図、第２図は本発明の一実施例を示＝９＝ づ−ブロック図、第３図（イ）はジヤツキの配列の一用
９１を示１図、第３図（ｎ）はその各ジヤツキ（こ印加
される圧力を示す図である。 １・・・・・・シールド機本体 Ｃ・・・・・・カッ
タ ２・・・・・・ジ１７ツキ ３０・・・・・・
位置姿勢距離検出装置３１・・・・・・目測用コンビコ
ータ ３２・・・・・・演算装置３３制御用コンピユ
ータ ３４・・・・・・指令装置３５・・・・・・制
御＋盤 ３Ｇ・・・・・・記録泪１０− （〆） ３図 （ロ） Ｊ７ Ｊ８ ＪＩ Ｊ２ Ｊ３ Ｎｏ。 Ｊ６ Ｊ５ Ｊ４
Claims (1)
- シールド機の位置おＪ：び姿勢と距前とを検出し、予め
計測用コンビコーターに設甜線を記憶さＵ−１そのシー
ルド機の位置および姿勢との検出ｌｌｌ′１ど目測用コ
ンピュータに記憶している設旧線どの偏位量を求め、そ
の偏位量から制御用＝１ンピＬ−夕に記憶している複数
の制御パターンのうＩうのｌｄ適なものを選択し、その
選択した制御１パターンに従ってカッタおＪ：びシャツ
４：を制御することを特徴とするシールド機による１〜
ンネルの自動掘進Ｔ法、。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13211281A JPS5833695A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | シ−ルド機によるトンネルの自動掘進工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13211281A JPS5833695A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | シ−ルド機によるトンネルの自動掘進工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833695A true JPS5833695A (ja) | 1983-02-26 |
| JPH0152560B2 JPH0152560B2 (ja) | 1989-11-09 |
Family
ID=15073709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13211281A Granted JPS5833695A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | シ−ルド機によるトンネルの自動掘進工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833695A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5952100A (ja) * | 1982-09-18 | 1984-03-26 | 株式会社大林組 | シ−ルド掘進機の方向制御方法 |
| JPS63280195A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | 鉄建建設株式会社 | シ−ルド機の方向制御方法 |
| JPH01146095A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-08 | Sato Kogyo Co Ltd | シールド掘進機の方向制御装置 |
| JPH02140393A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Shimizu Corp | シールド機 |
| JPH02116590U (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-18 | ||
| JPH0328492A (ja) * | 1989-01-31 | 1991-02-06 | Tobishima Corp | シールド掘進機の掘進方向制御方法及び装置 |
| JPH03191197A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-21 | Tokimec Inc | シールド掘進機の自動方向制御装置 |
| JP2021042584A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社大林組 | ジャッキパターンの選択支援方法及びシールド掘進機の方向制御システム |
| JP2021042585A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社大林組 | シールド掘削機の掘進方向調整方法及びシールド掘進機の方向制御システム |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5085128A (ja) * | 1973-11-29 | 1975-07-09 | ||
| JPS5595799A (en) * | 1979-01-16 | 1980-07-21 | Hitachi Construction Machinery | Controller for tunnel excavator |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP13211281A patent/JPS5833695A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| JP2021042585A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社大林組 | シールド掘削機の掘進方向調整方法及びシールド掘進機の方向制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0152560B2 (ja) | 1989-11-09 |
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