JPS6080696A - シ−ルド掘進機の掘進方向の制御方法 - Google Patents
シ−ルド掘進機の掘進方向の制御方法Info
- Publication number
- JPS6080696A JPS6080696A JP18969683A JP18969683A JPS6080696A JP S6080696 A JPS6080696 A JP S6080696A JP 18969683 A JP18969683 A JP 18969683A JP 18969683 A JP18969683 A JP 18969683A JP S6080696 A JPS6080696 A JP S6080696A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield
- propulsion
- jack
- tunneling machine
- control
- Prior art date
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- Pending
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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】
方法に関するものである。
シールド掘進機をその与えられた計画進路にそって正確
に掘進させるだめの方向制御は一般にはシールド掘進機
の円周に副って設けられた枚数の推進ジヤツキを適当に
選択することによリ（ ｎ−／？＋−＋ ｈ イｌへ入
ー笛１ ｒ＠ ｂＦ ｙｔ： ４＊ ’） ｒ＠ ｆ滑
つて現在おこなわれている方向制御の方法について説明
すると、第１図において１は例えばトンネルの内部に据
付けられているシールド掘進機であり、２はすでに掘削
が完了している掘削坑に据付けられているセグメントで
あり、推進ジャッキ３，３．３・・・はセグメント２を
支点としてシールド掘進機１に推力を与えている。ここ
でこのシールド掘進機１にだいして計画進路に従い方向
変更または方向修正の制御をおこなうためには、第２図
に示す管理フローに従っておこなわれる。先づ方向制御
のためのストローク差の指示がなされ、この指示により
推進ジャッキ３，３．３・・・の何れの推進ジヤツキを
ＯＮとし作動させるかを判断し、推進ジヤツキのパター
ンを決定する。即ちシールド掘進機１０周辺に配置され
た推進ジャッキ３．３’，３・・・の中の作動させるべ
き推進ジヤツキを決定する。この場合ストローク差の指
示に従い推進ジャツギを決定する判断は通常運転員の経
験によりなされている。ついで、この決定された推進ジ
ャツギを作動させ、その伸長させたストローク量を例え
ば物足により計測し、ここでシールド掘進機が所定の指
示値を満足しているかどうかを判断して掘進がおこなわ
れ、シールド掘進機１は計画進路に従い進むことになる
。
に掘進させるだめの方向制御は一般にはシールド掘進機
の円周に副って設けられた枚数の推進ジヤツキを適当に
選択することによリ（ ｎ−／？＋−＋ ｈ イｌへ入
ー笛１ ｒ＠ ｂＦ ｙｔ： ４＊ ’） ｒ＠ ｆ滑
つて現在おこなわれている方向制御の方法について説明
すると、第１図において１は例えばトンネルの内部に据
付けられているシールド掘進機であり、２はすでに掘削
が完了している掘削坑に据付けられているセグメントで
あり、推進ジャッキ３，３．３・・・はセグメント２を
支点としてシールド掘進機１に推力を与えている。ここ
でこのシールド掘進機１にだいして計画進路に従い方向
変更または方向修正の制御をおこなうためには、第２図
に示す管理フローに従っておこなわれる。先づ方向制御
のためのストローク差の指示がなされ、この指示により
推進ジャッキ３，３．３・・・の何れの推進ジヤツキを
ＯＮとし作動させるかを判断し、推進ジヤツキのパター
ンを決定する。即ちシールド掘進機１０周辺に配置され
た推進ジャッキ３．３’，３・・・の中の作動させるべ
き推進ジヤツキを決定する。この場合ストローク差の指
示に従い推進ジャツギを決定する判断は通常運転員の経
験によりなされている。ついで、この決定された推進ジ
ャツギを作動させ、その伸長させたストローク量を例え
ば物足により計測し、ここでシールド掘進機が所定の指
示値を満足しているかどうかを判断して掘進がおこなわ
れ、シールド掘進機１は計画進路に従い進むことになる
。
上記の如く、従来のシールド掘進機の方向制御は非常に
手数が掛るうえに多分に運転員の勘や経験に頼るところ
が多い作業であった。
手数が掛るうえに多分に運転員の勘や経験に頼るところ
が多い作業であった。
本発明に係る掘進方向制御の方法はストローク差の指示
に基づく方向制御を経験や勘に頼ることなくこの作業を
自動的におこなうことにより作業効率の向上と推進方向
精度を維持する制御方法を提供するものであり、その方
法はセグメント面を基準にシールド掘進機に取付けられ
／こ少くとも３本以上の推進ジャツギのストローク割に
よりストロークを測定しシールド掘進機軸に７Ｍ角な平
面を計算し、この平面式よりシールド掘進機の推進軸の
方向（例えばθ８．θｙ）を鐘出し、即ち少くとも３本
以上の推進ジヤツキのストローク計よりシールド掘進機
の推進軸方向のベクトルをめ、そのベクトルの方向とシ
ールド方向演算システムにより与えられている方向（例
えばｅ、 、 ａｙ ）から定まるベクトルの差によっ
てめられる方向によって推進ジヤツキの組合せパターン
を定めることを特徴とするシールド掘進機の掘進方向の
制御方法であり、その実施例を図面に従って説明すると
、第３図において１１はシールド掘進機であり１２はシ
ールド掘進機の軸に直角な平面である。１３は既掘削坑
に組立てられているセグメントであり、シールド掘進機
１１およびセグメント１３０間にその円周に副って多数
の推進ジヤツキが取付けられている。（第３図には推進
ジヤツキは図示せず）この推進ジヤツキと並行に、はぼ
その配置が円周面で例えば正三角形に近くなるように３
個の一ト・−り計１４’、１イ′、１４’″が設けられ
る。第４図は推進ジヤツキ制御装置のブロック図であり
ストローク計１４．１４．１４ より出力された３つの
長さの信号は変換器１５に入力され、これがシールド掘
進機】１の中心軸の方向が原軸りと為す角θ工、θア
に変換される。これはシールド掘進機１１の掘進方向を
定める姿勢の要素をストローク計１４ 、１４ 、１４
の３つの長さでとらえ、これを原軸Ｉ、にたいする２
つの角θア、θｙＶＣ変換表示したものである。
に基づく方向制御を経験や勘に頼ることなくこの作業を
自動的におこなうことにより作業効率の向上と推進方向
精度を維持する制御方法を提供するものであり、その方
法はセグメント面を基準にシールド掘進機に取付けられ
／こ少くとも３本以上の推進ジャツギのストローク割に
よりストロークを測定しシールド掘進機軸に７Ｍ角な平
面を計算し、この平面式よりシールド掘進機の推進軸の
方向（例えばθ８．θｙ）を鐘出し、即ち少くとも３本
以上の推進ジヤツキのストローク計よりシールド掘進機
の推進軸方向のベクトルをめ、そのベクトルの方向とシ
ールド方向演算システムにより与えられている方向（例
えばｅ、 、 ａｙ ）から定まるベクトルの差によっ
てめられる方向によって推進ジヤツキの組合せパターン
を定めることを特徴とするシールド掘進機の掘進方向の
制御方法であり、その実施例を図面に従って説明すると
、第３図において１１はシールド掘進機であり１２はシ
ールド掘進機の軸に直角な平面である。１３は既掘削坑
に組立てられているセグメントであり、シールド掘進機
１１およびセグメント１３０間にその円周に副って多数
の推進ジヤツキが取付けられている。（第３図には推進
ジヤツキは図示せず）この推進ジヤツキと並行に、はぼ
その配置が円周面で例えば正三角形に近くなるように３
個の一ト・−り計１４’、１イ′、１４’″が設けられ
る。第４図は推進ジヤツキ制御装置のブロック図であり
ストローク計１４．１４．１４ より出力された３つの
長さの信号は変換器１５に入力され、これがシールド掘
進機】１の中心軸の方向が原軸りと為す角θ工、θア
に変換される。これはシールド掘進機１１の掘進方向を
定める姿勢の要素をストローク計１４ 、１４ 、１４
の３つの長さでとらえ、これを原軸Ｉ、にたいする２
つの角θア、θｙＶＣ変換表示したものである。
本実施例においては推進ジャツギのストロ−／）ｊＨｌ
１４ 、１４ 、１４ の３個の場合について説明し
たがシールド掘進機の種類、その大きさなどによ如、３
個に限定するものではない。この２つの角度θつ、σア
の信号は次の角差比較器１６に入力され、シールド方向
演算システム１７よりの方向指示４ａ号１１ ｘ 、
Ｉｔｙと比較され、その角度の差の値θ、。、θｙｏが
算出され、この差の値によりシールド掘進機の方向制御
をおこなうべきジャツギパターンの選定、ジヤツキの選
択弁、方向切換弁の作動を通じて推進ジヤツキへの制御
がジヤツキ選択制御器１８によっておこなわれる。
１４ 、１４ 、１４ の３個の場合について説明し
たがシールド掘進機の種類、その大きさなどによ如、３
個に限定するものではない。この２つの角度θつ、σア
の信号は次の角差比較器１６に入力され、シールド方向
演算システム１７よりの方向指示４ａ号１１ ｘ 、
Ｉｔｙと比較され、その角度の差の値θ、。、θｙｏが
算出され、この差の値によりシールド掘進機の方向制御
をおこなうべきジャツギパターンの選定、ジヤツキの選
択弁、方向切換弁の作動を通じて推進ジヤツキへの制御
がジヤツキ選択制御器１８によっておこなわれる。
なりシールド制御の方向演算は手計算゛または′１．Ｌ
子計算機などによりめられる。
子計算機などによりめられる。
第５図（４）乃至（２）は前記のθ工・θア、ｅｘ、ｅ
ｙ、θ工。。
ｙ、θ工。。
θｙｏの関係をベクトル図により表わしたものであり（
Ａ）図において、Ｌは原軸でありＸおよびｙは夫々に直
交する軸であり、ここでθ８．θ７のベクトルはシール
ド掘進機の中心軸の方向をあられし、−ｅＸ、 ｄｙは
シールド方向演算システムの演算結果Ｖこより指示され
た方向であり、θＸＯＩθｙ。
Ａ）図において、Ｌは原軸でありＸおよびｙは夫々に直
交する軸であり、ここでθ８．θ７のベクトルはシール
ド掘進機の中心軸の方向をあられし、−ｅＸ、 ｄｙは
シールド方向演算システムの演算結果Ｖこより指示され
た方向であり、θＸＯＩθｙ。
はその双方の角度の差でありシールド掘進機として変換
すべき方向を指示し７ている。（Ｂ）図は（４）図の関
係にある３つのベクトルをｘ−Ｌ面に、Ｃ）図はｙ−Ｌ
面に、σ））図ｉ１： ｘ −ｙ 面１ｃ 投影り、
テ表わ１７だものである。
すべき方向を指示し７ている。（Ｂ）図は（４）図の関
係にある３つのベクトルをｘ−Ｌ面に、Ｃ）図はｙ−Ｌ
面に、σ））図ｉ１： ｘ −ｙ 面１ｃ 投影り、
テ表わ１７だものである。
次に第６図乃至第８図に示した方向の変換をおこなう場
合の推進ジヤツキの組合せノくターンの実施例について
説明すると、との実施例においてはセグメントおよびシ
ールド掘進機の間に８本の推進ジヤツキが設けられてい
る場合を例示し７てお９、第６図（八）乃至（Ｏはジヤ
ツキの組合せの基本バターシの例を表わ１７シ１示黒丸
印は作動させるべきジヤツキを表わしｙ軸（縦軸）を基
準として推進方向に対して右側のＪｌ、Ｊ２およびＪ７
．Ｊ８のジヤツキをすべて作動させるとともに左側のＪ
５．Ｊ４．Ｊ５．Ｊ６を適宜選択することにより）ｒ軸
にたいして左方向の曲げモーメントおよび推力を加減す
るようにしている。この場合（Ａ）図、（Ｂ）図、（Ｃ
）図の夫々の組合せのパターンにお０る曲はモーメント
および１筐力は１−ジヤツキの推力を１００トンと仮定
すればほぼ次の如き値となる。
合の推進ジヤツキの組合せノくターンの実施例について
説明すると、との実施例においてはセグメントおよびシ
ールド掘進機の間に８本の推進ジヤツキが設けられてい
る場合を例示し７てお９、第６図（八）乃至（Ｏはジヤ
ツキの組合せの基本バターシの例を表わ１７シ１示黒丸
印は作動させるべきジヤツキを表わしｙ軸（縦軸）を基
準として推進方向に対して右側のＪｌ、Ｊ２およびＪ７
．Ｊ８のジヤツキをすべて作動させるとともに左側のＪ
５．Ｊ４．Ｊ５．Ｊ６を適宜選択することにより）ｒ軸
にたいして左方向の曲げモーメントおよび推力を加減す
るようにしている。この場合（Ａ）図、（Ｂ）図、（Ｃ
）図の夫々の組合せのパターンにお０る曲はモーメント
および１筐力は１−ジヤツキの推力を１００トンと仮定
すればほぼ次の如き値となる。
即ち、夫々の４１Ｌ進ジヤツギのホＩＩ合せのパターン
においては＋６己推力とともに曲はモーメントか生じ、
掘進方向を変換するモーメントとして作用する。
においては＋６己推力とともに曲はモーメントか生じ、
掘進方向を変換するモーメントとして作用する。
上記第６図においてはｙ Ｉｔｃｈに対して左方向の曲
げモーメントを生せしめる場合についての推進ジヤツキ
の組合せパターンについて説明しだが、次にジヤツキの
配置に対して曲げモゝ″−メント軸であるｙ軸を変換す
ることにより、夫々の角度の方向にたいする曲げモーメ
ントを生ぜしめることができる。この組合せ例を示しだ
ものが第７図の表であり、この表において例えば曲げモ
ーメント軸１３５°にてジヤツキの組合せパターン（５
）の場合は第８図に示す推進ジヤツキの作動状況となり
、この場合はシールド掘進機には第８図矢印の如く右下
表向に向う曲げモーメントが作用する。実際には制御す
べき方向および変化風に応じてこの表の中よりジヤツキ
の適当な組合が選択されることになる。
げモーメントを生せしめる場合についての推進ジヤツキ
の組合せパターンについて説明しだが、次にジヤツキの
配置に対して曲げモゝ″−メント軸であるｙ軸を変換す
ることにより、夫々の角度の方向にたいする曲げモーメ
ントを生ぜしめることができる。この組合せ例を示しだ
ものが第７図の表であり、この表において例えば曲げモ
ーメント軸１３５°にてジヤツキの組合せパターン（５
）の場合は第８図に示す推進ジヤツキの作動状況となり
、この場合はシールド掘進機には第８図矢印の如く右下
表向に向う曲げモーメントが作用する。実際には制御す
べき方向および変化風に応じてこの表の中よりジヤツキ
の適当な組合が選択されることになる。
上記の実施例においては何れも推進ジヤツキが８本の場
合について説明したが大口径のシールド掘進機において
は更に多数のジヤツキが使用され、従ってジヤツキの組
合せパターンの数も多くなり、また曲げモーメント軸も
微細に区切ることができ、正確な方向変換制御を可能と
することができる。
合について説明したが大口径のシールド掘進機において
は更に多数のジヤツキが使用され、従ってジヤツキの組
合せパターンの数も多くなり、また曲げモーメント軸も
微細に区切ることができ、正確な方向変換制御を可能と
することができる。
第９図は本発明における制御方法の一つの手ｊ−例を示
したフロー図であり、シールド掘進機の方向制御は先づ
シールド制御方向の演算システムの方向指示信号７ｘ、
７ｙ が指示されるとここでシールド掘進機の全推進ジ
ヤツキを伸長される。この場合はジヤツキの油圧は低圧
とし、例えば２０ ｋｆ／、、、２ 程度とする。次に
ストローク針により例えば円周３ケ所のストロークを計
測し、この計測値を基としてシールド掘進機の中心軸の
方向の角度θ８．θアがめられる。次にシールド掘進機
の推進ジヤツキの現在の伸びがジヤツキ有効長さに対し
て余裕があるか否かを判断し、推進ジヤツキの伸長スト
ロークに余裕がなければ掘進は終了となり掘進を停止し
て、このストローク番号ならびに角度θ工、θｙ はデ
ータとして記録される。推進ジヤツキに充分の伸長の余
裕がある場合ｖｃｂ次のステップの方向差即ちθＸ０Ｉ
ｖｙｏを計算し、この角度が所定の誤光範囲内か否かの
チェックがおこなわれ胆差範まの組合せパターンが選択
されるが、θや。、θｙ。
したフロー図であり、シールド掘進機の方向制御は先づ
シールド制御方向の演算システムの方向指示信号７ｘ、
７ｙ が指示されるとここでシールド掘進機の全推進ジ
ヤツキを伸長される。この場合はジヤツキの油圧は低圧
とし、例えば２０ ｋｆ／、、、２ 程度とする。次に
ストローク針により例えば円周３ケ所のストロークを計
測し、この計測値を基としてシールド掘進機の中心軸の
方向の角度θ８．θアがめられる。次にシールド掘進機
の推進ジヤツキの現在の伸びがジヤツキ有効長さに対し
て余裕があるか否かを判断し、推進ジヤツキの伸長スト
ロークに余裕がなければ掘進は終了となり掘進を停止し
て、このストローク番号ならびに角度θ工、θｙ はデ
ータとして記録される。推進ジヤツキに充分の伸長の余
裕がある場合ｖｃｂ次のステップの方向差即ちθＸ０Ｉ
ｖｙｏを計算し、この角度が所定の誤光範囲内か否かの
チェックがおこなわれ胆差範まの組合せパターンが選択
されるが、θや。、θｙ。
の値が誤差範囲を超過している場合にはここで方向修正
のためのジヤツキパターンの選択がおこなわれ推進ジヤ
ツキを作動せしめ°Ｃシールド掘進機を推進させる。こ
こで一定の距離例えば５０ＸＩＪｌの推進が行なわれた
ならば再度ジヤツキストロークの開側を行ない、その計
測結果よりθ８．θ、をめてθ工、θアの値と比較し７
所定の許容範囲内か否かを判定し、１差範囲内であれば
そのまま従来の組合せパターンが選択され炉差範凹を超
過している場合には方向修正のためのジヤツキパターン
が再度選定され推進をおこなう。以上の手順を繰返すこ
とによりシールド掘進機の方向制御がなされ掘進が進め
られてゆく。
のためのジヤツキパターンの選択がおこなわれ推進ジヤ
ツキを作動せしめ°Ｃシールド掘進機を推進させる。こ
こで一定の距離例えば５０ＸＩＪｌの推進が行なわれた
ならば再度ジヤツキストロークの開側を行ない、その計
測結果よりθ８．θ、をめてθ工、θアの値と比較し７
所定の許容範囲内か否かを判定し、１差範囲内であれば
そのまま従来の組合せパターンが選択され炉差範凹を超
過している場合には方向修正のためのジヤツキパターン
が再度選定され推進をおこなう。以上の手順を繰返すこ
とによりシールド掘進機の方向制御がなされ掘進が進め
られてゆく。
またソールｌ゛ジヤツキが伸び切ってジヤツキの有効長
さより大きくなった場合は掘進完了と判断して掘進を停
止する。
さより大きくなった場合は掘進完了と判断して掘進を停
止する。
以上の如くにしてシールド掘進機の掘進方向がシールド
制御方向演算システムからの方向にＴＩ：ｌ ど−務ｌ
イ（へス萌ｉ田、を１６り→１チェック１−１かつシー
ルド掘進機の方向変換制御を推進ジヤツキの組合せパタ
ーンを選ぶことにより容易に行うことができ、従来運転
員の経鹸や勘に頼っていｆｃ力回向制御自動的にかつ効
率よくおこなうことがてき、また掘進方向の鞘度も向上
するものｔある。
制御方向演算システムからの方向にＴＩ：ｌ ど−務ｌ
イ（へス萌ｉ田、を１６り→１チェック１−１かつシー
ルド掘進機の方向変換制御を推進ジヤツキの組合せパタ
ーンを選ぶことにより容易に行うことができ、従来運転
員の経鹸や勘に頼っていｆｃ力回向制御自動的にかつ効
率よくおこなうことがてき、また掘進方向の鞘度も向上
するものｔある。
第１図は従来の方向制御の方法の説明図、第２図は従来
の管理フロー図、第３図は本発明の制御方法の説明用斜
視図、第４図は第３図の制御回路のブロック図、第５図
（Ａ”ｒ 、 （Ｂ） 、 （Ｃ，） 、 （Ｄ＞は方
向制御のためのベクトル図、第６図（Ａ〕、 （Ｂ）
、 （Ｃ）は推進ジヤツキ組合せパターン基本の実施例
の図面、第７図は第６図の組合せの応用例の図表、第８
図は第７図の一実施例の組合せの図面、第９図は本発明
による制御方法の手順例のフロー図である。 １．１■・・・シールド掘進機 ２，１３・・・セグメ
ント ３・・・推進ジヤツキ １２・・・シールド掘進機の中心軸に直交する平面 １
４’、 １４″、 １４“′・・・ストローク計１５・
・・変換器 １６・・・角度比較器１７・・・シールド
制御方向波釘システムＪ、、Ｊ２・・・・・Ｊ８ ・・
・推進ジヤツキ出 願 人 株式会社 間 組 代 理 人 弁理士 高 雄次部 第１Ｆ！！Ａ 第５図 第６図 第７− 第９１１２ （
の管理フロー図、第３図は本発明の制御方法の説明用斜
視図、第４図は第３図の制御回路のブロック図、第５図
（Ａ”ｒ 、 （Ｂ） 、 （Ｃ，） 、 （Ｄ＞は方
向制御のためのベクトル図、第６図（Ａ〕、 （Ｂ）
、 （Ｃ）は推進ジヤツキ組合せパターン基本の実施例
の図面、第７図は第６図の組合せの応用例の図表、第８
図は第７図の一実施例の組合せの図面、第９図は本発明
による制御方法の手順例のフロー図である。 １．１■・・・シールド掘進機 ２，１３・・・セグメ
ント ３・・・推進ジヤツキ １２・・・シールド掘進機の中心軸に直交する平面 １
４’、 １４″、 １４“′・・・ストローク計１５・
・・変換器 １６・・・角度比較器１７・・・シールド
制御方向波釘システムＪ、、Ｊ２・・・・・Ｊ８ ・・
・推進ジヤツキ出 願 人 株式会社 間 組 代 理 人 弁理士 高 雄次部 第１Ｆ！！Ａ 第５図 第６図 第７− 第９１１２ （
Claims (1)
- （１） シールド掘進機の推進ジヤツキに設けられた少
くとも３個以」二のストローク針のストローク値より前
記シールド掘進機の推進軸方向を貧出し、該推進軸方向
とシールド方向演算システムよりの指示方向とを比較し
てその角差を算出し、この角差にもとづいて前記シール
ド掘進機の推進ジヤツキを選択制御することを特徴とす
るシールド掘進機の掘進方向の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18969683A JPS6080696A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シ−ルド掘進機の掘進方向の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18969683A JPS6080696A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シ−ルド掘進機の掘進方向の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080696A true JPS6080696A (ja) | 1985-05-08 |
Family
ID=16245653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18969683A Pending JPS6080696A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シ−ルド掘進機の掘進方向の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080696A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329128B2 (ja) * | 1973-09-21 | 1978-08-18 |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP18969683A patent/JPS6080696A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329128B2 (ja) * | 1973-09-21 | 1978-08-18 |
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