JPS6051296A - 前面密閉型シ−ルド掘削方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、切羽部の土圧力を地下水圧に見合った所定
の圧力範囲に管理して掘削できるような前面密閉型シー
ルド掘削方式に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、上下水道から地下鉄に至までの種々の建設工事
にシールド工法が採用されている。従来、滞水土層や地
下水の晶いところでは、泥水加圧シールド工法が用いら
れるが、シールドカッタが接する切羽部の土砂の崩壊を
阻止するためには、地下水圧に対抗して、切羽部に対す
るシールド本体内圧力を所定の範囲に維持して掘削する
必要がある。

これは、シールド本体内の圧力が低りれば切羽部が崩壊
する恐れがあり、地盤の沈下、陥没等を生じ、逆にこれ
が高ければ、圧力が地中に逃げて地表部に噴出したり、
地表部に隆起等が発生して、事故を起こす危険性がある
からである。そこで、トンネル掘削地点の地下水圧をあ
らかじめポーリング等によって調査し、この水圧に見合
った圧力範囲にシールド本体内の圧力を常時保持するこ
とが必要となる。

このため、切羽部の土庄の安定化を計るため、従来は、
シールド本体内に対し加圧送泥する配管部等に圧力制御
弁を設４Ｊたり、回転制御可能な送泥ポンプとこの圧力
制御弁等とによりシールド本体内圧力が一定になるよう
に制御している。

しかしながら、シールド本体内の圧力は、排泥量の影響
を受け、排泥口までのパスが長いものや、スクリューコ
ンベヤー等を用いて排泥する装置にあっては、排泥によ
るシールド本体内の圧力の変化に時間的遅れが生じ、送
泥側や圧力制御弁等を制御しても、所定の圧力に達する
のに時間がかかる結果、その管理がし難く、シールド本
体内の圧力の変動が大きくなってしまう。しかも、力、
２ターのトルク、シールドジヤツキの状態によっても、
シールド本体内の圧力は、変化し、所定の管理圧力範囲
を越えてしまう危険性が生じ、問題である。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来技術の問題にがんがみてな
されたものであって、このような問題を解決するととも
に、切羽部の土庄の変動を一定の管理値内に抑えて管理
することができる前面密閉型シールド掘削方式を提供す
ることを目的とする。

〔発明の要点〕

一般に、前面密閉型シールド掘削方式においては、被制
御対象の現在値を変化させ、所定の管理項目を管理値の
範囲に制御する場合に、検出して得た現在値に対して、
所定の制御ａ１１を行ったとき、制御対象によっては、
直に追従するものと、所定の遅れ時間（タイムラグ）を
伴って、管理項目が変化するものとがある。そこで、こ
のような点に着目して、この発明にあっては、タイムラ
グを伴・う検出項目については、その許容範囲を越える
前に予測値により制御するようにしたものである。

しかして、上記のような目的を達成するだめのこの発明
の前面密閉型シールド掘削方式の特徴は、切羽部の土庄
を周期的にサンプリングして、記憶し、過去にサンプリ
ングした土圧値と現在サンプリングした土圧値とから所
定時間後のｆ＆来の土圧値を予測して、この予測値があ
らかしめ設定した管理値の範囲内にあるか否かを判定し
、管理値の範囲（管理限界）を越えているときには、前
記切羽部の土圧を前記管理値の範囲（管理限界）に入る
方向に制御するというものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を用いて説明す
る。

第１図は、この発明の前面密閉型シールド掘削方式を適
用した高濃度泥水式の加圧泥水シールＩ裾前方式の説明
図である。

１は、１〜ンネル掘削中のシールド掘削機であり、２は
、前面密閉型のそのシールド本体、３は、切羽部６を掘
削する、シールドカッタ、そして、４は、シールド本体
２に設置された、シールドカソタ３等を回転駆動する油
圧モータであり、５は、シールド本体２からのずりを排
出するスクリューコンヘヤーである。

ここに、シールドカッタ３の」一部には、切羽部６に対
抗して、切羽土圧計７が設りられていて、シールド本体
２は、高濃度泥水が、輸送管８を介して高濃度加泥ポン
プ９から所定ｍ供給される。

なお、高濃度加泥ポンプ９には送圧ポンプ１９から高濃
度泥水が供給されている。

さて、切羽部６に設けた切羽土圧ｉ１７のほかに、シー
ルド本体２内に、カンタ−トルク検出器、スクリューコ
ンベヤートルク検出器、シールドジヤツキ推力検出器及
び泥水注入圧検出器等の検出器群１３が設置されていて
、これら検出器群をここでは検出、層群１３のブロック
をもって示す。この検出器群１３から送出される各種セ
ンナの信号とともに、切羽切羽土圧計７の信号は、シー
ルド掘削機１に設けられた制御装置１０に入力される。

そして、ここで所定の処理がなされて、その結果に応し
て、制御装置１０がスクリュー：Ｊンベヤー回転数及び
ゲート開度制御機構１」吉加泥ポンプ制御盤１２に所定
の制御信号を送出し、スクリューコンベヤー回転数及び
その排泥口ゲート５ａの開閉制御をするとともに、送圧
ポンプ１９及び高濃度加泥ポンプ９の運転を制御する。

また、必要に応じて、ジヤツキ駆動機構等のその他の、
切羽部６の土庄に対して影響を与える、その他の制御機
構１８を制御するものである。

なお、これら制ｆａｌ＋装置１０とスクリューコンベヤ
ー回転数及びゲート開度制御機構１１と加泥ポンプ制御
盤１２とその他の制御機構１８等の制御信号を発生する
主要部は、制御室３０の内部に設置されている。

以上のような構成により、所定値の高濃度泥水がシール
ド切羽部６に供給され、切羽部６が切削されて、掘削し
たずりは、切羽部６及びチャンパル内で適度に泥水と混
合されて、スクリューコンベヤー５の排泥口ゲート５ａ
を介して排出する。

こうして排出されたすりは、輸送路１４を介して外部に
輸送されることになる。

第２図は、前記制御装置１０を中心とした具体的ブロッ
ク図を示すものであり、制御装置１０は、切羽土圧計７
からの土圧値を示すアナログ信号を受ける増幅器１５と
、増幅されたアナログ土庄値をディジタル値に変換する
Ａ　／　Ｉ）変換器１６、シールド本体２内に設置され
たカッタートルク挟出器、スクリューコンベヤートルク
検出器、シールドジヤツキ推力検出器及び泥水注入圧検
出器等の検出器群１３から送出される各（イ（センナの
信号を受ジノる増幅器１５ａ、増幅されたアナログ検出
値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１６ａ、リレ
ーボックス１７、そして、Ａ／Ｄ変換器１６及び１６ａ
からのディジタル値を取込め、所定の演算処理をして、
その演算結果に応してリレーボックス１７に所定の制御
信号を送出する演算処理装置２０とを備えている。

ここで、Ｉｌａは、スクリューコンベヤー回転数及びゲ
ート開度制御機構１１に設りられているデー１〜駆動用
ソレノイドバルブであり、その油圧ポンプユニット１１
ｂからの作動液をそのゲート駆動用油圧シリンダＩｌｃ
に供給して、ゲート駆動用油圧シリンダ１１Ｃを制御し
、このゲート駆動用油圧シリンダＩＩｃの作動により排
泥ロゲー１−５ａを開閉駆動するものである。

ここで、演算処理装置２０は、ザンプリング手段２１と
サンプリング値記憶手段２２と、予測演算手段２３、管
理値範囲内判定手段２４、そして、制御信号発生手段２
５とを備えていて、これら各手段は、インタフェース回
路とマイクロプロセッサ、そしてメモリとを有するマイ
クロコンピュータ及びその制御プログラムにより実現さ
れるものである。

さて、演算処理装置２０に入力された切羽土圧計７から
の信号は、予測値制御を行うためにザンプリング手段２
１に入力され、一定の周期で土庄値がサンプリングされ
て、これが順次サンプリング値記憶手段２２に送出され
、記憶されで行く。

サンプリング値記憶手段２２ば、過去から現在までの、
予測演算に必要な所定個数の土庄値を示すサンプリング
値を記１、αするとともに、現在のザンプリング値をサ
ンプリング手段２１がら受けた時点で、予測演算に必要
な過去から現在までの所定個数のサンプリング値データ
を予測演算手段２３に送出する。

これら過去から現在までのサンプリング値データを受け
た予測演算手段２３は、所定の予測式に従って演算処理
がなされ、その演算の結果ｆｒＩた予測値が土庄値の管
理限界を越えているときには、検出器群１３から送出さ
れる各種センサの信何を参照して、これらの状態に応し
゛乙１ノ１上１−１のゲート機構、カッター回転機構、
スクリュー回転機構。

ジヤツキ速度制御機構、切羽加泥機構等のうちから選択
されたいずれか１つ又はそれ以上の機構を選択的に制御
する。

なお、制御対象となるものは、１．ｌｌ′−に口のゲー
ト機構、カックー回転機構、スクリュー回転機構。

ジヤツキ速度制ｆｆｆｌ＋機構、切羽加泥機構等の土庄
に関係する機構のうちから選択されたいずれが１つ又は
それ以上の機構であるが、これらは、同様な制御信号に
よりリレーボックス１７の対応するりレースイッチによ
り制御されるので、第２図では、土庄値に対して遅延時
間の最も長い制御対象であり、この制御の中心となり、
他の制御対象よりも優先順位の高い基本的な制御対象と
なる排上りのゲー）ｔＪｌｌ構をもって、これらを代表
して説明する。

さて、ここで、シールド本体２内の土庄を一定範囲に抑
えるために、ここでは、制御装置１０は、予測値制御を
行うことになるが、次に、その処理について説明する。

第３図は、演算処理装置２０の処理の流れを示す説明図
であり、第４図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ予測土庄
値の算出結果を示すグラフである。

なお、説明の都合上、ここでは、予測制御をするに当た
り、過去のサンプリング値として、２つを採り、現在値
と合わせて、３つの土庄値データにより予測するものと
する。なお、ここでのこのサンプリング周期は、最も遅
延時間の大きい、基本的な制御対象である排泥ロケ−１
・機構の切羽部の土圧に作用する遅延時間とほぼ等しく
設定されているもひとする。

まず、演算処理装置２０ば、ステ・ノブ■において、メ
モリ上に設定したサンプリング値記憶変数Ｐ１．Ｐ２．
Ｐ３に、初期設定として、１−Ｐｌ−０、Ｐ２　＝Ｏ，
Ｐ３　＝ＯＪをセットする。次にステップ■に移り、所
定のサンプリング周期に応じて、サンプリング時刻が来
ると、タイマ割込みをして、切羽土圧計７からの信号値
を増幅器１４゜Ａ、　／　Ｄ変換器１５を介して、その
インタフェース回路を経て取込み、これを一旦メモリに
記１．ａする。

そして、ステップ■において、変数丁゛２の値を変数Ｐ
１に七ソトシ、変数Ｐ３の値を変数１）２にセットする
。次に、ステップ■にて、ステップ■で取込んだサンプ
リング値を変数Ｐ３にセットし、ステップ■へと移る。

ステップ■においては、変数１）１．変数Ｐ２にサンプ
リングデータがセントされているか否かを判定する。初
期状態においては、変数１）■、変数１）２のいずれか
が初期値ｒＯＪのままであるので、ｒＮＯＪ条件が成立
して、ステップ■へと戻る。

そして、再び、次のサンプリング時刻を待っ”Ｃ１タイ
マ割込みをして、ステップ■において、変数Ｐ２の値を
変数Ｐ１に移し、１つ前のサンプリング値を変数Ｐ３か
ら変数Ｐ２に移し、再び、ステップ■で判定して、ステ
ップ■へと戻る。このようにして、３回のサンプリング
が終了した時点から、変数ＰＬ、変数Ｐ２に２つ前のサ
ンプリングデータと、１つ前のサンプリングデータがそ
れぞれセットされる。このとき、変数Ｐ３には、ステッ
プ■において、現在のサンプリングデータがセットされ
ている。

ステップ■において、変数Ｐ１．変数１）２にサンプリ
ングデータがセントされていると判定されると、ステッ
プ■において予測演算処理に入る。

この場合の予測演算式としては、例えば、次のような関
数を用いる。

（Ｉ）３　−１）２　） Ｐ４　−　Ｐ３　＋　（Ｐ３　−　Ｐ２　）　ｘ−−−
（Ｐ２−１）］） なお、ここで、Ｐ４は予測値であり、（Ｐ２−Ｐｌ）又
は（Ｐ３−Ｐ２　）が零となった場合には、これらは、
零に近い所定の数値を与えて、演算を行うものとする。

このようにして、予測値Ｐ４を算出する。この予測値Ｐ
４は、次のステップ■において、切羽部６の土圧管理値
の上限値であるＩ）■ｌａＸと比較され、これより予測
値Ｐ４が大き番ノれば、ステップ■において検出器群１
３からの各種信号を参照して、これらセンサの示す値が
管理値の範囲内にあれば、ステップ■へと移り、ステッ
プ■において排泥ロゲー１−５２を“開”状態にする信
号をリレーボックス１７にインタフェース回路を介して
送出する。そこで、排泥ロゲー１−５ａを開くリレース
イッチが’ＯＮ”状態となり、ゲー１へ駆動用ソレノイ
ドバルブ１１．８が所定の状態に開いて、油圧ポンプＩ
ｌｂから作動液が供給されてゲート駆動用油圧シリンダ
Ｉｌｃが排泥口ゲート５ａを開く方向に動作する。その
結果、排泥口が次第に大きくなり、すりの排出量が増加
して、予測時間である次のサンプリング時間後にあって
は、土圧値がＰｍａｘ以下になる方向に変化゛Ｊる。

ここで、前記ステップ■において、排泥口ゲート“開”
信号を出力した後は、ステップ■へと戻り、次のサンプ
リング時刻を待って、再び、同様な処理をする。

このようにして、予測した土圧値Ｐ４がＰｍａＸより大
きいときには、検出土圧値は、Ｐｍａｘ以下になるよう
に制御される。

さて、ステップ■において、予測値Ｐ４が管理値の上限
値であるＰｍａｘ以下のときには、ステップ［相］へと
移る。ステップ［相］で、この予測値Ｐ４が管理値の下
限値であるＰｍ１ｎと比較され、これより予測値Ｐ４が
小さければ、ステップ■に移り、ステップ■において検
出器群１３からの各種信号を参照して、これらセンサの
示す値が管理値の範囲内にあれば、次のステップ＠へと
移る。そして、ステップ＠において排泥口ゲート５ａを
閉”状態にする信号をリレーボックス１７にインタフェ
ース回路を介して送出する。そごで、排泥ロゲー１〜５
ａを閉じるリレースイッチが“ＯＮ”状態となり、ゲー
ト駆動用ソレノイドバルブｌｌａが前記とは逆の所定の
状態に開いζ、油圧ポンプ１１ｂから作動液が供給され
てゲート駆動用油圧シリンダＩＩＣがゲートを閉じる方
向に動作する。

その結果、排泥口が次第に小さくなり、すりの排出量が
減少して、予測時間である次のサンプリング時間後にあ
っては、土圧値がＰｍｌｎ以上になる方向に変化する。

ここで、前記ステップ＠において、排泥口ゲート“閉”
信号を出力した後は、ステップ■へと戻り、次のサンプ
リング時刻を待って、再び、同様な処理をする。

ここで、ステップ［相］において、予測値Ｐ４が土圧管
理値の下限値であるＰ　ｍ　ｉ　ｎ以北のときには、ス
テップ０に移り、排泥口ゲート“開、閉”制御中か否か
をそれぞれの開、閉制御信号の発生の有無により判定し
て、これらのいずれかが発生していれば、ステップ■に
おいてこれを停止して、ステップ■へと戻る。また、ス
テップ０におりる判定の結果、排泥口ゲートの制御中で
なりれば、そのまま、ステップ■へと戻る。このような
場合には、予測値Ｐ４は、Ｐｍ　ｉ　ｎ＜＝Ｐ４　＜＝
ＰｍａＸの範囲にあって、排泥口ゲート５　ａは、現在
の状態のまま維持され、排泥口ゲート５ａの制御ば行わ
れない。

さて、ステップ■の各種センサの状態判定時ににおいて
、もし、排泥口ゲートの開度がその上限にあれば、他の
土圧を下げる制御要素、例えば、カッター回転機構、ス
クリュー回転機構、ジヤツキ速度制御機構、切羽加泥機
構等の土正に関係する機構のうちから選択されたいずれ
かの機構をＨｉｌＪ御して切羽部の土圧が管理値の範囲
に入る方向に管理される。

同様に、ステップ■の各種センサの状態判定において、
もし、排泥口ゲートの開度がその下限の“閉”状態に有
れば、他の土工を下げる制御要素のうぢから選択された
いずれかの機構を制御して切羽部の土圧が管理値内の範
囲に入る方向に処理される。

そして、排泥口ゲートの開度が管理値にあって、他のセ
ンナが管理値の範囲を越えている場合には、特別な状態
を除き、排泥ロゲー１〜の開度が優先的に制御されて、
切羽部６の土圧が管理される。

以上の予測演算処理を行うことにより、第４図（ａ）に
見るごとく、過去から現在までのサンプリング値ＰＩ、
Ｐ２．Ｐ３の増加率（これらによるグラフにおける傾斜
）が徐々に減少する方向に変化した場合に、時間ｔｏ後
の予測値Ｐ４は、管理値の上限であるｐ　ｍ　ａ　ｘ以
下となり、演算処理装置２０からリレーボックス１７に
は、開閉借覧が送出されることばなく、排泥］」ゲーＩ
・５ａは、現在の開度状態が維持されることになる。こ
こに、時間ＬＯは、ザンプリング周期に対応した時間で
ある。

一方、第４図（ａ）の現在−リーンプリング値Ｐ３と同
し現在ザンプリング値Ｉフ３″（−Ｐ３）を得ても、第
４図（ｌ〕）の場合にあっては、過去から現在までのサ
ンプリング値ＰＬ’、Ｐ２°、Ｐ３゛の増加率（これら
によるグラフにおける傾斜）が徐々に増加する方向に変
化しているので、時間ｔｏ後の予測値１）４°は、管理
値の上限であるＰ　ｍ　ａ　ｘを越えることになる。そ
の結果、“開”信号が／ｊｆ算処理装置２０からリレー
ボックス１７に送出されて、ＪＪＩ泥ロゲー）５ａは、
“開”状態に制御され、排泥口ゲート５ａの開度がその
上限にない限り、より開（方向となる。その結果、次の
サンプリング時点では、切羽部Ｇの土圧値ば、Ｐｍａｘ
を越える前に、Ｐ　ｒｎ　ａ　ｘ以下になるように管理
されることになる。

以上のことは、管理値の下限値に対しても同様である。

なお、下限値の場合には、”閉”信号が演算処理装置２
０からリレーボックス１７に送出されて、排泥１」ゲー
ト５ａの開度がその下限（閉状！ｉ３）にない限り、よ
り閉じる方向に制御される。

そして、もし、その開度が上限値または下限値にあれば
、他の土庄を上げる制御１１要素うちから選択されて、
これにより切羽部の上圧が管理値の範囲に入る方向に制
御される。

ここで、予測値Ｐ４が」二限値を越えている場合でかつ
ステップ■又はステップ■におりる各種センサの値の判
定において、排泥ロゲー１−５ａの開度が上限値にある
とき、又は、予測値Ｐ４が下限値を下回っている場合で
かつ排泥ロゲー１−５ａの”閉”状態にあるとき、他の
土圧を上、下する制御要素の制御については、検出器７
１１’１３から送出される各種センサの信号の状態によ
り、所定の条件に従って、土庄を制御する対象を選択す
ることになる。

すなわち、この場合の判定は、それぞれのセンサについ
て、その上限値、下限値の範囲にあるか否かが個々に判
定され、その結果に応じてたパターン（外れパターン）
を条件パターンと比較することをもって決定する。この
条（１１バクーンば、あらかじめメモリに記憶されてい
るものであって、これを参照することにより行われ、条
件パターンによる制御対象の選択の仕方としては、例え
ば、他の排泥口ゲート５ａの開度を示ずセンサ以外の各
種センサ（ただし、切羽土圧計７は除く）の値が管理値
にあるときには、このとき、スクリュー回転機構を優先
的に制御し、切羽部６の土庄を管理値内になるようにし
、スクリューの回転を検出するセンサが示している値が
、制御する方向での管理値をすでに越えている場合には
、次の優先順位として、ジヤツキ速度制御機構を制７３
１！　１．て、切羽部６の土圧を管理値内になるように
し、さらに、スクリューの回転を検出するセンサが示し
ている値もジヤツキ圧力を検出するセンサが示している
値も、制御する方向での管理値をすでに越えている場合
には、高濃度泥水加泥ポンプ、圧送ポンプ等の切羽加泥
機構を制御する。また、複数のセンサの内の特定の１つ
又はそれ以上のセンサが、制御する方向で管理値の範囲
を越えていて、この越えた状態が特定のパターンにある
とき、例えば、カッタの１−ルクが管理値を越えている
ときには、排泥ロゲー１−５ａの開度の状態にかかわら
ず、他に優先して高濃度泥水加泥ポンプ、圧送ポンプ等
の切羽加泥機構を制御する。

このように、切羽部６の土庄値から予測値を算出して、
これが管理値を外れている場合には、他のセンサからの
状態が管理値の範囲にある限り、ずなわら、シール［本
体が定常状態で運転されている限りは、排泥口ゲート５
ａの開閉制御により、土庄値を管理する基本的な制御を
する。そして、予測値が管理値を外れている場合で、か
つ、各種センサの値のうちいずれか１つまたはそれ以上
が処理値から外れた場合には、所定の外れパターン条件
に従って土庄値を管理値内に入るように、制御対象をカ
ックー回転機構、スクリュー回転機構。

ジヤツキ速度制御機構、切羽加泥機構等の土庄に関係す
る機構等の土圧に関係する機構のうちから選択されたい
ずれか１つ又はそれ以上の機構を選択して制御するもの
である。

なお、各センサをそれぞれ判定し“ζ（Ｍる各センサの
管理値に対する所定の外れパターン条件は、管理値を外
れたセンサに応じて、いくつかの組合せを想定して、理
論上及び経験−ににより、制御対象をどれに選択するか
あらかじめ決めるものである。

このようにして、実際に土圧値が越える前に、あらかし
めこれを予測して制御することができるので、切羽部の
土庄を所定の管理値の範囲内に抑えて、掘削を進めるこ
とが容易に可能になる。

以上説明してきたが、この実施例におりる予測値を算出
する式は、単なる一例であって、予測値を２次曲線式で
予測してもよいし、実際に適する曲線を実験的にめ、こ
の式をメモリ上に記憶して、これにより予測値を得ても
よい。また、サンプリング（直におけるグラフの傾きの
増減率を算出して予測してもよく、予測の方法は種々の
ものが適用できる。

また、予測の対象となる過去のデータは、２点を挙げて
いるが、これは、２点に限らず、数多くの点を用いて予
測処理ができることばもらろんである。

さらに、実施例では、土庄値を予測値に応じて管理する
場合に、検出器群１３から他のセンサの信号を参照（て
、管理するようにしているが、他のセンサは、個別的に
管理してもよく、必ずしも、これらを参照して総合的に
管理するようにする必要はない。基本的には、予測値で
、排泥口ゲートの開閉状態を制御すれば足りるものであ
る。しかし、この実施例のように、他のセンサの情報も
含めかつ排泥口ゲートを含めて、］」土口のゲート機構
、カックー回転機構、スクリュー回転機構、ジャンキ速
度制御機構、切羽加泥機構等の土庄に関係する機構のう
ちから選択されたいずれか１つ又はそれ以上の機構を制
御するようにして、総合的に管理することにより、切羽
部の土庄を制御することもできる。その結果、シールド
本体は、故障や、ストップすることなく、前面密閉型シ
ールド掘削機自体、より効率的に運転できるという利点
がある。

また、ここでは、高濃度加泥式の前面密閉型シールド掘
削方式について例を挙げているが、いわゆる、排泥ポン
プ等を用いる泥水加圧式シールド工法一般においても適
用でき、前面密閉型シールド掘削方式であれば、どのよ
うなものでもよい。

ところで、第３図におけるステップ■の処理は、第２図
に示す演算処理装置２０のサンプリング手段２１を実現
する具体例であり、ステップ■及びステップ■の処理は
、そのサンプリング値記憶手段２２の具体例であり、ス
テップ■の処理は、予測演算手段２３を実現する具体例
である。また、ステップ■とステップ■、ステップ［相
］及びステップ■の処理は、その管理値範囲内判定手段
２４の具体例であり、ステップ＠及びステップ■の処理
は、制御信号発生手段２５の具体例である。なお、ステ
ップ■及びステップ■の処理は、予測処理のための初期
値設定処理のステップである。

〔発明の効果〕

以上の説明から理解できるように、この発明は、切羽部
の土圧を周期的にサンプリングして、記憶し、過去にサ
ンプリングした土圧値と現在づ・ンブリングした土庄値
とから所定時間後の将来の土圧値を予測して、この予測
値°があらかじめ設定した管理値の範囲（その管理限界
の範囲）内にあるか否かを判定し、管理値の範囲を越え
ているときには、前記切羽部の土庄を前記管理値の範囲
に入る方向に制御するようにしているので、排泥による
シールド本体内の圧力の変化に時間的遅れが生じるよう
な前面密閉型シールド掘削方式にあっても、その切羽部
の土圧の管理が簡単に行え、シールド本体内の圧力の変
動を小さくして、所定の管理値内に確実に制御すること
ができる。その結果、その危険性を低減でき、安全でリ
フ率のよい掘削ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した高濃度泥水式の前面密閉
型シールド掘削方式の説明図、第２図は、第１図におけ
る制御装置を中心とした具体的ブロック図、第３図は、
第２図におりる演算処理装置の処理の流れを示す説明図
、第４図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ予測土庄値の算
出結果を示すグラフ図である。 １−　シールトノ屈削機　２−　シールド本体３−　シ
ールドカッタ　４−　油圧モータ５−　スクリューコン
ベヤー ６　・−切羽部　７−　切羽土圧計 ８−　輸送管　９　・−・高濃度加泥ポンプｉ　ｏ　−
−−一制御装置　１１・−スクリューコンベヤー回転数
及びゲート開度制御機構 １１ａ　−・−ゲート駆動用ソレノイドバルブ１１　ｂ
　−油圧ポンプ　１１　Ｃ−ゲート駆動用油圧シリンダ
　１２−　ポンプ制御盤１３−　検出器群　１４−　輸
送路 １５、ｌ　５ａ　−一−−増幅器 １６、　１６　ａ　−−−Ａ／Ｄ変換器１７−　リレー
ボックス　１８−　他の制御機構　１９−　送圧ポンプ ２〇　−演算処理袋ｒＦ？、２１−サンフリンク手段　
２２−　サンプリング値記憶手段２３−　予測演算手段
　２４−　管理値範囲判定手段　２５−　制御信号発生
手段 特許出願人　大成建設株式会社 代理人　弁理士　森　哲也 弁理士　内藤　嘉昭 弁理士　清水　正 弁理士　提出　信是 第３図 第　４ｒＸＪ（α） ｉ圧 第千図（ｂ） 勤１’、；’１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン切羽部の土圧を周期的にサンプリングして、記憶
   し、過去にサンプリングした土圧値と現在サンプリング
   した土圧値とから所定時間後の将来の土圧値を予測して
   、この予測値があらかしめ設定した管理値の範囲内にあ
   るか否かを判定し、この管理値の範囲を越えているとき
   には、前記切羽部の土庄を前記管理値の範囲に入る方向
   に制御することを特徴とする前面密閉型シールｆ”　Ｊ
   ｊｉ削方式。 （２）切羽部の土圧は、切羽部に対する土圧検出器によ
   り検出し、切羽部の土圧が飼理値の範囲に入る方向に制
   御するために、排±１」のゲート機構、カッター回転機
   構、スクリュー回転機構、ジヤツキ速度制御機構、切羽
   加泥機構等の前記上圧に関係する機構のうちから選択さ
   れたいずれが１つ又はそれ以上の機構を制御することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の前面密閉型シー
   ルド掘削方式。 （３）切羽部の土圧は、切羽部に対する土圧検出器によ
   り検出し、切羽部の土圧が管理値の範囲に入る方向に制
   御するために、排土口のゲートＩＪＩＩ構を制御すると
   ともに、カッタートルク検出器、スクリューコンヘヤー
   トルク検出器、シールドジャ。 キ推力検出器及び泥水注入圧検出器のうちから選択され
   たいずれか１つ又はそれ以上の検出器の検出信号に応し
   −Ｃカックー回転機構、スクリュー回転機構、ジヤツキ
   速度制御機構、切羽加泥機構等の前記土庄に関係する機
   構のうらから選択されたいずれか１つ又はそれ以上の機
   構を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の前面密閉型シールド掘削方式。 （４）切羽部の土工は、切羽部に対する土圧検出器によ
   り検出し、切羽部の上圧が管理値の範囲に入る方向に制
   御するために、排土口のデーｌ−機構２カックー回転機
   構、スクリュー回転機構、ジヤツキ速度制御！ｙ、構、
   切羽加泥機構等の＝肥土圧に関係する機構のうちから選
   択されたいずれか１つ又はそれ以上の機構を制御し、所
   定時間後の将来の土庄値は、ゲート機構を制御した場合
   の切羽部の圧力が変化し始めるまでの遅れ時間の範囲に
   おける予測値であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の前面密閉型シールド掘削方式。