JPS6140836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に、泥水式シールド掘進機のカ
ツター前面側の切羽地山を常に安定化させるよう
に自動制御するシールド掘進機の切羽制御方法及
びその装置に関する。 〔従来の技術とその問題点〕 一般に泥水式のシールド掘進機では、第１図に
示すごとく、流体輸送系の送泥水管ａでカツター
室ｂに泥水を送り込み、かつその室内泥水を排泥
水管ｃに通して排出しながら、カツター室ｂ内の
泥水圧で切羽を安定させるようにしているが、こ
の場合、カツター室ｂ内に送り込まれ、かつ掘削
土砂（ズリ）を含んだ泥水圧を切羽地山の土圧お
よび水圧（地下水圧）に対向（抵抗）させて切羽
の安定化を図るため、正確な切羽の安定管理が必
要である。 そこで、従来は前記送泥水管ａに送泥水密度系
ｄと送泥水流量系ｅを、同じく排泥水管ｃには排
泥水密度計ｆと排泥水流量計ｇをそれぞれ取付
け、これらで検出した信号を演算器（図示省略）
に入力させることにより、この演算器で含水掘削
土量から水を除いた乾砂量を算出し、この算出乾
砂量が予め土質サンプリングにより算出した理論
乾砂量との比較によつて定められた掘削乾砂量管
理基準値内あするか否かをチエツクしている。 ところが、前記土質サンプリングは、たかだか
50〜60ｍ間隔にてシールド掘進機付近の地山点で
部分的に行つているにすぎないため、乾砂量算出
の根拠となる含水比・真比重・層境等が真の地質
を表しているとは言い難く、従つて、実測乾砂量
を実際地山と等価に管理することは、以上の理由
により誤差が大きく不正確であり、このため正確
な切羽の安定管理が行えない欠点がある。 また、第１図中の送・排泥水密度系ｄ，ｆを取
除いてシールドジヤツキｉの推進速度検出器を付
加することにより切羽を安定管理する方法、すな
わち、掘進機断面積に推進距離を乗算して理論掘
削体積値を算出しておき、排泥水流量計ｇで測定
した流量から送泥水流量計ｅによる測定流量を減
じた値が前記理論掘削体積となるように制御する
方法もある。 しかし、この方法では、カツター室ｂ内の泥水
圧変動によつて切羽地山の崩壊等が生じても、こ
れを感知する手段がないため、何らその対策を講
じることができず、従つて切羽を常時確実に安定
化させることは不可能である。また、前述のごと
き、カツター室内の泥水圧変動により、その室内
泥水が切羽地山側に逸水したり、或いは地下水が
カツター室内に透水するなどして掘削体積偏差流
量値に大きな誤差が生じることからも正確な切羽
の安定を得ることは不可能である。 〔発明の目的及び概要〕 この発明は上記問題点を解消すべく種々研究の
結果なされたもので、その目的は、シールド掘進
機自ずから地山土圧を直接検出測定することがで
き、その検出土圧に基づいて切羽前面の土圧と水
圧に対向させる泥水土圧を電気的に算出し、この
算出泥水圧を流量吐出圧制御信号に変換してその
信号で送・排泥水流量を制御させるようにし、も
つて、カツター室内の泥水圧を制御してその泥水
圧により切羽前面地山を常時確実に安定させ得る
ようにしたシールド掘進機の切羽制御方法および
その装置を提供するにある。 〔実施例〕 以下に、この発明の好適実施例を第２図以降の
図面に基づき説明する。まず、泥水式密閉型のシ
ールド掘進機を示す第２図において、１はシール
ドフレーム、２はカツター、３はカツター室、４
はカツター室のバルクヘツド、５はカツター支持
架台、６はシールドジヤツキ、７はセグメントで
ある。 前記カツター室３内には、送泥水タンクT₁に
通じる送泥水管８と、排泥水タンクT₂に通じる
排泥水管９のそれぞれが連通しており、送泥水管
８には送泥水ポンプP₁が、かつ排泥水管９には排
泥水ポンプP₂がそれぞれ組込んである。 以上は泥水式シールド掘進機の通常構成であ
り、この掘進機のカツター２に切羽地山Ｓの土圧
検出手段１０を装備させる。 この土圧検出手段１０は、カツター２とバルク
ヘツド４の相互中心部に跨つて装架されカツター
２の前面から突出させて地山Ｓに貫入させる所謂
地山貫入用のジヤツキ１１と、その伸縮ロツド先
端に装着した円錐状の感圧コーン２２と、前記ジ
ヤツキ１１に内蔵したセンサー２６（第３図参
照）とから主要部が構成されている。 すなわち、前記土圧検出手段１０の詳細構成を
示す第３図において、ジヤツキ１１は、ジヤツキ
チユーブ１２内にＯリング等のシール要素やロツ
ドガイド１４、ロツドリング、ピストンリングの
それぞれを介して管状の伸縮ロツド、所謂ピスト
ンロツド１７を嵌装し、このピストンロツド１７
を油圧で伸縮作動させる通常の複動式シリンダ構
成となつている。 斯様なジヤツキ１１のピストンロツド１７の先
端に筒状継手２０を介してコーンガイド２１を取
着し、その先端部に前述した円錐状の感圧コーン
２２が、弾性シール２３を介してコーン取付けボ
ルト２４と抜け止めピース２５とで、土圧検出に
必要な範囲だけ軸方向へ移動可能に取付けられて
いる。また、前記ピストンロツド１７の先端側内
部には、感圧コーン２２の抜け止めピース２５を
先端の圧力検知面に衝合させる土圧検出用のセン
サー２６がジヤツキ１１の貫入力検出器として収
設され、その信号引出しケーブル２７はピストン
ロツド１７内を通つて切羽土圧補正演算器３４
（第４図参照）の入力部に接続されている。 なお、上記構成の土圧検出手段１０において、
コーンガイド２１の先端面と感圧コーン２２の後
面との間に形成されて弾性シール２３で外部と隔
絶された空間２９には、感圧コーン２２とコーン
ガイド２１および感圧コーン２２との筒状継手２
０との動きをスムーズ化するために潤滑油を封入
しておくこととする。 また、上記構成の掘進機は、第２図に示す如
く、土圧検出手段１０の地山貫入速度検出器２８
と、カツター室３内の泥水圧を検出する圧力検出
器３０と、シールドジヤツキ６の推進速度（シー
ルド掘進速度）を検出する掘進速度検出器３１と
を備えている。 そして土圧検出手段１０及び圧力検出器３０並
びに掘進速度検出器３１のそれぞれは第４図に示
す切羽制御装置に接続されており、その関連構成
を以下に説明する。 まず、土圧検出手段１０において、ジヤツキ貫
入速度検出器２８の出力側とジヤツキ１１の貫入
力検出器２６とを切羽土圧補正演算器３３の入力
側に接続する。 この演算器３３においては、実測土圧側すなわ
ち実測地山貫入力を貫入速度で補正して実測補正
土圧を出力するものである。このように、土圧検
出手段１０からの出力値を補正する理由は次のこ
とによる。 本発明の実施例では、土圧検出手段１０はすで
に公知であるオランダ式ダツチコーン形状を標準
としたものであるが、この場合一般にコーン先端
角度、コーン底面積、貫入速度等に基づいて検出
した実測値をオランダ式ダツチコーン形状に修正
した貫入力を算出しなければならない。この算出
に際しては、オランダ式ダツチコーンによる土質
別の貫入力が実験的に多数のデータとして存在す
るのでこれを基にして行う。そして、これらのデ
ータを使用し、土質と貫入力を求めることにより
切羽が安定かどうかチエツクできるのである。と
ころで、上記土圧検出手段においては、貫入速度
を除いた以外のコーン先端角度等のデータは製造
時決定するので予め修正できるが、貫入速度は土
質あるいはシールド掘進速度により変化する為に
まえもつて修正できない。そこで、貫入速度によ
り貫入力の変化を補正する必要が生ずるため、こ
の補正を上記演算器３３で行うのである。 尚、一般的に、シールド掘進速度Vmは貫入速
度Vdに比較してVd≫Vmの関係にあるので、Vm
を無視することができる。この演算器３３の出力
側と、切羽土圧演算器３２の出力側とを共に切羽
土圧比較演算器３４の入力側に接続し、かつその
出力側は切羽圧力演算器３５と、後述するシール
ド掘進速度制御系統の比較演算器４１の各入力側
に接続している。 前記切羽圧力演算器３５は地下水位設定器３６
が接続してあるもので、出力側が切羽圧力比較演
算器３７と比率演算増幅器３８，３９のそれぞれ
を介して、送・排泥水ポンプP₁，P₂駆動用の可変
モータM₁，M₂の各入力部に接続している。 また、前記切羽圧力比較演算器３７の入力側に
は、前記したカツター室３内の圧力検出器３０の
出力側も接続させてある。 一方、掘進速度検出器３１の出力側は、速度演
算器４０と比較演算器４１およびサーボ増幅器４
２のそれぞれを介してシールドジヤツキ６の推進
用可変油圧ポンプP₃に接続してある。 次に、上記構成に基づきシールド掘進させなが
ら切羽を安定させる方法について述べる。まずシ
ールド掘進開始前に予め切羽土質に対応した切羽
安定理論を実験的に補正して求められた土質によ
る切羽土圧安定演算式を切羽土圧演算器３２にセ
ツトして切羽土圧を演算させておく、尚、算出切
羽土圧は指令貫入力として出力される。 具体的には、切羽土圧演算器３２には過去土質
別に測定された多数のデータを基に整理された実
験式をセツトするのである。その代表例を挙げる
と、土質が砂礫層の場合 qc＝4N （ダツチコーンのqc値とＮ値との関係） という式がある。ここでqcとは貫入力（切羽土
圧をいう）〔Kg／cm²〕，ＮとはJIS Ａ 1219―1961
で規定された標準貫入試験方法で測定された値で
ある。Ｎ値は地質調査時のボーリングデータであ
り、予め切羽土圧演算器３２へ入力しておく。こ
れらはいずれも地表に対して鉛直に貫入したデー
タであり、本発明のように地表に対してほぼ水平
に貫入する場合は、地球重力、地下水圧の影響、
貫入速度の影響を受けてqc＝4Nとは実験した結
果においては、かならずしもならない。従つて、
qc＝4N＋αという式に導入しαでもつてqc＝4N
の式を補正しなければならない。又地山貫入速度
がある限界を越えるとαの補正には関係ないこと
も判明した。又、代表的な粘性土の場合は実測式
qc＝3Nを補正しqc＝3N＋β（βは補正系数）と
いう式を使用する。以上のように切羽土圧演算器
３２には土質別の実験式を補正した式がセツトさ
れているのであり、補正の結果、指令貫入力を出
力する。 しかして、地山貫入用のジヤツキ１１を延び作
動させて先端の感圧コーン２２を地山Ｓに貫入さ
せながら、カツター２を回転駆動させるとともに
シールドジヤツキ６を推進起動させ、かつ送・排
泥水ポンプP₁，P₂をそれぞれ稼動させることによ
り、送泥水タンクT₁内の泥水が送泥水管８から
カツター室３内に送り込まれ、この室内に充満し
ながら排泥水管９から排泥水タンクT₂内に導か
れる泥水循環状態でシールド掘進を開始する。 このシールド掘進開始と同時に、すなわち前述
のごとく感圧コーン２２が地山Ｓに貫入されると
同時に、この感圧コーン２２が円錐部で土圧抵抗
を受けることにより弾性シール２３の弾発力に抗
してセンサー２６側に移動する。 もつて、感圧コーン２２の抜け止めピース２５
がセンサー２６先端の圧力検知面を押圧すること
により、このセンサー２６は、感圧コーン２２が
受けた土圧抵抗を地山貫入力として電気信号に変
換し、その出力信号は実測土圧値として切羽土圧
補正演算器３３に伝送される。 一方、地山貫入用ジヤツキ１１のロツド貫入速
度がジヤツキ貫入速度検出器２８で検出され、そ
の信号が切羽土圧補正演算器３３へ送られること
により、ジヤツキ速度による感圧コーン２２の貫
入力の補正がなされる。一方、切羽土圧演算器３
２はセツト演算式に基づいて切羽土質に対応する
切羽土圧を演算し、その信号を切羽土圧比較演算
器３４に伝送する。 従つて、この切羽土圧比較演算器３４は、前記
センサー２６からの実測土圧をもとにジヤツキ貫
入速度によつて補正されたところの実測補正土圧
の土圧演算器３２からの指令貫入力とを比較演算
し、その偏差を切羽演算器３２の出力に加えて切
羽前面最適土圧を算出する。 すなわち、切羽土圧比較演算器３４は、切羽土
圧演算器３２の出力たる指令貫入力を正として切
羽補正演算器３３よりの出力をフイードバツク信
号として使用し、切羽補正演算器３３からのフイ
ードバツク信号と切羽土圧演算器３２の信号を比
較し、比較した結果偏差があれば切羽土圧演算器
３２の信号に偏差分を補正して切羽前面最適土圧
を算出し、これを切羽圧力演算器３５に向けて出
力する。 これを具体的に式に書くと次のようになる。 切羽土圧比較演算器３４の出力 ＝切羽土圧演算器３２＋（切羽土圧演算器３
２ −切羽補正演算器３３） ここで、（切羽土圧演算器３２―切羽補正演算
器３３）の値は、地山の状態により±△ｑ変化す
ることになる。 従つて、切羽土圧比較演算器３４の出力は次の
３つのケースがある。 切羽土圧演算器３２の出力 切羽土圧演算器３２の出力＋△ｑ 切羽土圧演算器３２の出力−△ｑ ここに、切羽前面最適土圧とは上述の如く切羽
土圧演算器３２の出力たる指令貫入力に偏差分を
加味した値をいう。 この切羽圧力演算器３５は、前記切羽前面最適
土圧と、地下水圧設定器３６で予め設定された地
下水圧（切羽水圧）とによつて、切羽前面を安定
に保つための適正な泥水圧力を演算設定する。こ
の適正な泥水圧力とは土被り土圧と地下水圧との
和をいい、切羽圧力演算器３５にて次のように算
出される。 前記したqc値すなわち貫入力は一般に貫入す
る位置すなわち地上から貫入する位置までの土被
りに比例するので、土被りをＨとしこの時の土被
りを圧力換算したものを土被り圧力Ｐとすれば、 Ｐ＝kqc が成立する。ここでｋは定数（土被りＨと土質に
よつてｋの値は異なる）。そして、ここで切羽前
面最適土圧はqc値に相当することから前記Ｐ＝
kqc式により土被り圧力に換算され、泥水圧力を
Pmとすれば、 Pm＝Ｐ＋地下水圧 により泥水圧力が求められる。 その算出された泥水圧力設定信号が切羽圧力比
較演算器３７を介して比率演算増幅器３８，３９
に送られることにより、前記泥水圧設定信号がポ
ンプ駆動用モータM₁，M₂の回転数設定信号に変
換して各モータM₁，M₂に入力する。 もつて、各モータM₁，M₂が切羽圧力演算器３
５からの信号による設定指令回転数で送・排泥水
ポンプP₁，P₂を駆動することにより、これらのポ
ンプ吐出圧はカツター室３内の泥水圧力が切羽演
算器３５による泥水設定圧力に等価となるよう制
御される。また、カツター室３内の泥水圧が実際
に前記泥水設定圧力と等価であるか否かは、カツ
ター室３内の泥水圧を圧力検出器３０が検出して
切羽圧力比較演算器３７に信号を送り、この演算
器３７が切羽圧力演算器３５からの最適な泥水圧
信号とカツター室３内の実際泥水圧信号とを比較
演算することにより確認される。 そして、実際泥水圧と設定泥水圧に偏差があれ
ば、その偏差分を修正すべく切羽圧力演算器３７
から比率演算増幅器３８，３９のそれぞれに偏差
分信号が送られることにより各モータM₁，M₂が
前記偏差分だけ修正制御される。 従つて、カツター室３内から切羽面に作用させ
る泥水圧は、切羽圧力演算器３５からの泥水圧設
定指令信号と等価になるよう常に制御されて切羽
地山を安定させる。 一方、前記した方法とは別の方法で切羽を安定
させる方法として、感圧コーン２２を地山Ｓに貫
入させた状態で切羽土圧を安定させる方法があ
る。この方法は、切羽土圧補正演算器３３の出力
である実測補正土圧と切羽土圧演算器３２の出力
である指令貫入力とが一致するようにシールド機
の推進速度を制御することにより達成できる。 すなわち、シールド機の推進速度が貫入速度よ
り充分に小さい場合にはジヤツキ貫入力検出器２
６の出力は切羽土圧補正演算器３３にてジヤツキ
貫入速度検出器２８からの入力を無視して固定定
数で補正されるだけであり、その出力が切羽土圧
比較演算器３４へ実測補正土圧として伝達され
る。そして、切羽土圧比較演算器３４の出力は前
述した如く次のようになる。 切羽土圧比較演算器３４＝切羽土圧演算器３
２の出力＋（切羽土圧演算器３２の出力−切
羽補正演算器３３） そして、切羽土圧比較演算器３４の出力が切羽
土圧演算器３２の出力と同一となれば、後述の如
く切羽地山が安定といえるのである。 また、切羽土圧比較演算器３４からの出力信号
たる切羽前面最適土圧すなわちqc値はここでい
うシールドジヤツキの推進速度により決定され
る。ここでqc値（貫入力）と推進速度ｖはqc∝
ｖの関係があるから、この関係を比較演算器４１
にセツトしておき、前述の如く実測補正土圧と指
令貫入力とが等価になるように推進速度ｖを制御
するのである。この制御過程を説明すると、推進
量検出器３１で検出されたシールドジヤツキ６の
推進量が速度演算器４０によつて推進速度信号に
変換され、その信号が比較演算器４１に入力す
る。 この比較演算器４１は、切羽土圧演算器３４の
出力信号たる切羽前面最適土圧をも入力している
ので、その土圧信号と前記速度信号とを前述の如
く比較演算して実際のシールドジヤツキ推進速度
が切羽土圧補正演算器３３の出力と切羽土圧演算
器３２の土圧演算値とが等価になるよう算出さ
れ、その信号をサーボ増幅器４２に通してシール
ドジヤツキ推進用の可変油圧ポンプP₃に伝送する
ことにより、これを制御する。 すなわち、地山貫入力と無関係にシールドジヤ
ツキ６を推進させたのでは、土圧検出手段１０の
センサー２６で検出した実際土圧、すなわち、切
羽土圧補正演算器３３で補正された実測補正土圧
が切羽土圧演算器３２で演算された土圧と等価に
ならないので、切羽土圧演算器３４の出力信号を
推進速度制御系の比較演算器４１に入力させ、こ
の比較演算器４１でシールドジヤツキ６の実際速
度を地山貫入用ジヤツキ１１の地山貫入力が一定
値となるよう可変油圧ポンプP₃を制御しているの
である。 貫入力を一定値に保つ意味はダツチコーン貫入
試験において地山が安定している時は貫入距離に
関係なく貫入力qc値は一定しているという過去
のデータ実測値に基づいた結論であり、本理論は
土木分野において広く公知の事実である。従つ
て、qc値を一定に保つことにより地山すなわち
切羽の安定が保たれるのである。 これを詳述すれば、次の如きである。すなわ
ち、qc値は前述したように土質とＮ値の関係で
実験的に求められた数値である。従つて標準貫入
試験方法で求められたＮ値でqcを算出すること
ができる。このqc値は自然状態の安定した地山
であると見なされる。このデータはあらかじめ切
羽土圧演算器３２にセツトされているのでこの自
然状態の地山qcにてセンサー２６で測定した値
を一致させれば自然状態の地山と同一と見なれる
ので切羽は安定しているといえる。一般的には地
山をシールドで掘削する場合、切羽面で地山を開
放する為に自然状態より切羽地山はゆるみが生ず
るのが常である（不安定である）。よつて切羽地
山がゆるめば切羽は崩壊する虞れが生ずる。従つ
て、シールドを掘削する速度を一般的には早くす
る必要がある。がしかし余り速すぎても逆にカツ
タ面板で地山を圧縮し、切羽地山を圧密する虞れ
がある。そのため、シールドジヤツキの速度を可
変とし、地山切羽を自然状態で掘削するのが切羽
を安定させる上で必要条件となる。従つて、上述
の如く切羽土圧演算器３２にセツトしたデータに
なるようにフイードバツク信号としてジヤツキ貫
入力検出器２６のデータを使用してシールドジヤ
ツキ６を可変速しているのである。ここで述べて
いることは、切羽の安定を計る為に、補助的な手
段である送・排泥水ポンプを制御しないケースで
あり、シールドの発進時、シールドの立坑到達時
のことを意味しているのである。この場合は単に
送・排泥水ポンプはズリの輸送のみに使用するの
である。 もつて、シールドジヤツキ６は、切羽前面土圧
を常に安定状態に維持するように推進速度が制御
される。 以上はシールド掘進時の切羽安定制御方法であ
るが、シールド掘進停止時の切羽を安定させる場
合には、土圧検出手段１０を地山Ｓに貫入させて
送泥水ポンプP₁のみを稼動させることにより、こ
のポンプ吐出圧だけを第４図の制御系で前記シー
ルド掘進時の場合と同様に制御すればよく、もつ
て、カツター室３内の泥水圧が切羽前面の地山土
圧と地下水圧に対向するように制御されることに
より、シールド掘進停止時の切羽も安定させ得
る。 シールド掘進停止時は土圧検出手段１０を一度
地山Ｓに貫入させながら切羽土圧補正演算器３３
と切羽土圧演算器３２が等価になるようにポンプ
P₁だけでもつて泥水圧をカツター３内に印加す
る。そして等価になつたところで、ポンプP₁をと
める。この時の圧力を切羽圧力演算器３５にセツ
トする。そうした状態において、常に切羽圧力演
算器３５がセツト圧力になるようにポンプP₁を
発・停させて制御するのである。そうすれば常に
初期状態を保ち得るから切羽が安定するのであ
る。 尚、この場合、排泥水ポンプP₂は停止させら
れ、かつ排泥水管９には適当な仕切弁を設けて排
泥水タンクT₂内に漏水しないようにすること無
論である。 以上の実施例において、土圧検出手段１０は、
必ずしもジヤツキ構成のものに限らず、地山に貫
入させ得るものであれば如何なる構成のものでも
よく、従つて、取付け位置も任意に設定すればよ
い。 更に、切羽土圧演算器３２には実験データによ
る土圧演算器をセツトしたが、この演算器３２に
は実測データをセツトしてもよく、その場合の実
測データ採取手段として、例えば第５図に示すご
とに土圧検出手段１０とは別のデータ用ジヤツキ
１０ａを、乱されていない地山に貫入することに
より、貫入力支持計１０ｂとその時の貫入速度１
０ｃに表われたデータを前記切羽土圧演算器３２
にセツトして、以下、上記実施例の場合と同様に
切羽を制御すればよい。 すなわち、貫入力支持計１０ｂと貫入速度１０
ｃにあらわれたデータはＡ／Ｄコンバータを介し
てデジタルレコーダに記録し、切羽土圧演算器３
２のデータ領域すなわちメモリにそのデータを記
録しセツトする。データの転送はデータレコーダ
よりパルスにて切羽土圧演算器３２の領域に0.1
のデジタルコードとして記録する。もちろん、こ
の演算器３２にセツトするデータは貫入速度ｖの
値を可変したデータがセツトされているのは無論
である。 〔発明の効果〕 以上要するに、この発明では、シールド掘進機
自体がカツターに設けた土圧検出手段によつて切
羽地山の実際土圧を直接検出するので、従来のご
とく土質サンプリングを行う必要がなく、しかも
前記検出土圧と予め設定した地下水圧とを電気的
に演算して切羽前面の土圧と水圧に対向させる泥
水圧を算出し、この算出泥水圧を流量吐出圧制御
信号に変換して、送・泥水流量を制御するので、
カツター室内の泥水圧を切羽前面の土圧と水圧に
充分に対向させるべく常時正確に制御することが
でき、このため、切羽前面地山を常時確実に安定
させることができる。 また、この発明では、シールド掘進速度を切羽
土圧の安定範囲内に制御するようにしたので、シ
ールド掘進速度を手動で可変することなく前述し
た切羽前面地山の安定状態を常に確保できる。 更に、万一、切羽地山の崩壊が生じた場合で
も、前記土圧検出手段で常に切羽土圧を検出して
いることにより切羽崩壊を直接知ることができ、
このため、その対策をすみやかに講じることがで
きて地盤沈下を最小限に留めることができる。 また、この発明では、従来の乾砂量管理、偏差
流量管理等のように計器群を必要としないので設
備比が低減できると共に、切羽の挙動を直接測定
して制御できるので、送・排泥水ラインを単に土
砂（掘削ズリ）の流体輸送系ラインとして使用で
き、このため、従来のこの種の送・排泥水ライン
の土砂管理が不要化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の泥水式シールド掘進機の概略的
断面構成図、第２図はこの発明の好適一実施例を
示す泥水式シールド掘進機の概略的断面構成図、
第３図は同機に装備した土圧検出手段の要部拡大
断面図、第４図は切羽安定制御系統図、第５図は
土圧実測データ採取手段である。 図中、２はカツター、３はカツター室、１０は
土圧検出手段、３５は圧力演算器、３８，３９は
比率演算増幅器、３１，４０，４１，４２はシー
ルド掘進速度制御手段、P₁は送泥水ポンプ、P₂は
排泥水ポンプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カツター室内に泥水を送り込んで切羽地山を
   安定させるシールド掘進機の切羽安定制御方法に
   おいて、カツターに設けた土圧検出手段で実測切
   羽土圧を検出し、切羽土圧安定演算式がセツトさ
   れた切羽土圧演算器で指令貫入力（切羽土圧）を
   算出し、上記実測切羽土圧をフイードバツク信号
   としてこれと上記指令貫入力との偏差を求めると
   共にこの偏差を上記指令貫入力に加えて切羽前面
   最適土圧を算出し、算出されたこの切羽前面最適
   土圧と地下水圧設定器から出力される設定地下水
   圧とを演算して切羽前面に対向させる最適な泥水
   圧力を電気的に算出し、この算出された最適な泥
   水圧力値を流量吐出圧制御信号に変換してその信
   号により送・排泥水流量を制御するようにしたこ
   とを特徴とするシールド掘進機の切羽制御方法。 ２ カツターに設けて地山に貫入させる土圧検出
   手段と、切羽土圧安定演算式がセツトされ指令貫
   入力（切羽土圧）を算出する切羽土圧演算器と、
   地山の地下水圧を検出する地下水圧設定器と、上
   記土圧検出手段からの検出土圧をフイードバツク
   信号としてこれと上記指令貫入力との偏差を求め
   ると共にこの偏差を上記指令貫入力に加えて切羽
   前面最適土圧を算出する切羽土圧比較演算器と、
   該演算器からの切羽前面最適土圧と上記地下水圧
   設定器からの設定地下水圧とを演算して切羽前面
   に対向させる最適な泥水圧力を算出する切羽圧力
   演算器と、該切羽圧力演算器からの出力信号を流
   量吐出圧制御信号に変換して送・排泥水流量制御
   器に入力させる比率演算増幅器とを備えたことを
   特徴とするシールド掘進機の切羽制御装置。