シールドジャッキの制御装置及び制御方法
【課題】シールドジャッキを縮退させる前に、縮退対象のシールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断することができるとともに、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができるシールドジャッキの制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】シールド掘進機１におけるシールドジャッキＳＪの制御装置３０であって、セグメント２に押し当てられた各シールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いた残りの各シールドジャッキＳＪの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段３２と、総保持力とシールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、総保持力が必要保持力以上である場合に、シールドジャッキＳＪの縮退を許可する縮退許可手段３３と、を備えていることを特徴としている。
【解決手段】シールド掘進機１におけるシールドジャッキＳＪの制御装置３０であって、セグメント２に押し当てられた各シールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いた残りの各シールドジャッキＳＪの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段３２と、総保持力とシールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、総保持力が必要保持力以上である場合に、シールドジャッキＳＪの縮退を許可する縮退許可手段３３と、を備えていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機では、シールド本体の後方でセグメントを組み立てるときに、複数のシールドジャッキの中から数体を縮退させて、セグメントを設置するスペースを確保している。
【０００３】
このようなシールド掘進機では、シールド本体を支持するシールドジャッキが減少したときに、シールド本体が切羽面から受ける圧力によって後退するのを防ぐため、シールドジャッキの縮退を制御する制御装置が設けられている。
従来の制御装置では、各シールドジャッキの保持力をそれぞれ検出しており、所定のシールドジャッキを縮退させたときに、セグメントに押し当てられたシールドジャッキのうち、何れかのシールドジャッキの保持力が上限値に達したときには、シールドジャッキの縮退を停止するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９３１６３号公報（段落００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した従来の制御装置では、実際にシールドジャッキを縮退させてみないと、シールドジャッキの保持力が上限値に達するか否かが分からない。したがって、シールドジャッキの保持力が上限値に達した場合には、その時点で作業計画を変更する必要があり、作業が煩雑になってしまうという問題がある。
【０００６】
また、シールドジャッキを縮退させた直後には、シールド本体の姿勢が変化するため、シールド本体を支持している各シールドジャッキの保持力が一時的に均等にならない場合がある。
前記した従来の制御装置では、シールド本体の姿勢が復帰して、各シールドジャッキの保持力が均等になったときには、各シールドジャッキの保持力が上限値以下となる場合であっても、シールドジャッキを縮退させた直後に、何れかのシールドジャッキの保持力が一時的に上限値に達した場合には、シールドジャッキの縮退を停止してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、シールドジャッキを縮退させる前に、縮退対象のシールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断することができるとともに、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができるシールドジャッキの制御装置及び制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の制御装置は、トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置であって、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段と、前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可する縮退許可手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の制御方法は、トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御方法であって、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出工程と、前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキを縮退させる縮退工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の制御装置及び制御方法では、縮退対象のシールドジャッキを縮退させる前に、シールドジャッキを縮退させた後のシールドジャッキの総保持力と、シールド本体を後退させないために必要な必要保持力とを比べることで、シールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断するため、作業効率を向上させることができる。
また、シールドジャッキの総保持力に基づいて、シールドジャッキの縮退の可否を判断するため、シールドジャッキの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。したがって、シールドジャッキを縮退させた直後に、一部のシールドジャッキの保持力が一時的に大きくなるような場合であっても、シールドジャッキの縮退を停止することがない。
【００１１】
前記したシールドジャッキの制御装置において、縮退許可手段は、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いたときの個数が、設定された必要個数以上であるとともに、前記総保持力が必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可するように構成することができる。
【００１２】
この構成では、縮退可能なシールドジャッキの個数を制限することで、シールド本体を安定して支持することができる。
【００１３】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記必要保持力は、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力を測定した測定値に基づいて設定することができる。
【００１４】
この構成では、必要保持力を正確に設定することができるため、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。
【００１５】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記総保持力算出手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキの保持力を前記総保持力の合算対象とするように構成することができる。
【００１６】
ここで、セグメントに押し当てられていないシールドジャッキの保持力が総保持力に合算されてしまった場合には、実際にシールド本体を支持している各シールドジャッキの保持力を合算した真の総保持力よりも総保持力が大きくなり、真の総保持力が必要保持力未満であるにも関わらず、シールドジャッキの縮退が許可されてしまう場合がある。
前記した制御装置では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキは、セグメントに押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除かれるため、シールドジャッキを正確に制御することができる。
【００１７】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記縮退許可手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキを前記必要個数の比較対象に加えるように構成することができる。
【００１８】
ここで、セグメントに押し当てられていないシールドジャッキが必要個数の比較対象に加えられてしまった場合には、実際にシールド本体を支持している各シールドジャッキの真の個数よりも個数が大きくなり、真の個数が必要個数未満であるにも関わらず、シールドジャッキの縮退が許可されてしまう場合がある。
前記した制御装置では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキは、セグメントに押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除かれるため、シールドジャッキを正確に制御することができる。
【００１９】
前記したシールドジャッキの制御装置は、前記シールドジャッキを伸長させたときに、前記シールドジャッキの前記保持力が前記有効設定値に達すると、前記シールドジャッキの伸長を停止させる伸長停止手段を備えているように構成することができる。
【００２０】
この構成では、シールドジャッキがセグメントに押し当てられることで保持力が大きくなり、その保持力が有効設定値に達した状態で、シールドジャッキの伸長が停止することになる。したがって、セグメントに対してシールドジャッキを確実に押し当てることができるため、シールド本体を支持しているシールドジャッキの個数を増やすことができる。これにより、縮退させるシールドジャッキの個数を増えても、縮退後にシールド本体を支持するシールドジャッキの個数を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のシールドジャッキの制御装置及び制御方法によれば、縮退対象のシールドジャッキを縮退させる前に、シールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断することができるため、作業効率を向上させることができる。
また、シールドジャッキの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の制御装置は、図１に示すシールド掘進機１の推進反力を得るためのシールドジャッキＳＪの伸縮を制御するものである。
【００２３】
シールド掘進機１は、円筒状のシールド本体１０の前面に切羽面を掘削するカッタ２０が設けられ、シールド本体１０の後方開口部の内周面には、掘進方向に伸縮自在なロッドＲを有する複数のシールドジャッキＳＪ・・・が取り付けられている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、十体のシールドジャッキＳＪ・・・がシールド本体１０の周方向に等間隔で取り付けられている。そして、図１に示すように、各シールドジャッキＳＪ・・・のロッドＲを伸長させ、トンネルＴ内に施工されたセグメント２の前端面に押し当てることで、シールド本体１０の推進反力を得ることができる。
本実施形態のシールド掘進機１の主要部は、各種公知のシールド掘進機と同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。
なお、以下の説明において、シールドジャッキＳＪの保持力とは、シールドジャッキＳＪのシリンダ内の実際の圧力にシリンダの面積を積算したものである。
【００２４】
シールド掘進機１に設けられた制御装置３０は、図３に示すように、各シールドジャッキＳＪ１〜１０の伸縮を制御するものであり、シールドジャッキＳＪの伸長を停止させる伸長停止手段３１と、シールドジャッキＳＪの総保持力を算出する総保持力算出手段３２と、シールドジャッキＳＪの縮退を許可する縮退許可手段３３と、を備えている。
この制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び記憶装置を備えており、各手段は、各種メモリやハードディスクドライブなどの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで具現される。
【００２５】
伸長停止手段３１は、シールドジャッキＳＪを伸長させたときに、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値に達すると、そのシールドジャッキＳＪの伸長を停止させるものである。この有効設定値は、セグメント２の組み立て工程におけるシールドジャッキＳＪのリリーフ圧よりも小さい値であり、予め設定された値である。
【００２６】
総保持力算出手段３２は、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いた残りのシールドジャッキＳＪの保持力を合算した総保持力を算出するものである。
なお、総保持力算出手段３２では、掘進工程においてシールド本体１０の推進反力を得るために伸長させ、その後に縮退していないシールドジャッキＳＪの保持力を総保持力の合算対象としている。また、総保持力算出手段３２では、セグメント２の組み立て工程において、組み立て対象のセグメント２を既設のセグメント２に押し付けるために伸長させ、保持力が有効設定値以上となっているシールドジャッキＳＪの保持力を総保持力の合算対象としている。すなわち、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値未満である場合には、そのシールドジャッキＳＪがセグメント２に押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除いている。
【００２７】
縮退許可手段３３は、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを判断するものである。
まず、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数と、設定された必要個数とを比べる。なお、設定された必要個数とは、シールド本体１０を安定して支持するために必要なシールドジャッキＳＪの個数である。
また、縮退許可手段３３では、掘進工程においてシールド本体１０の推進反力を得るために伸長させ、その後に縮退していないシールドジャッキＳＪを必要個数の比較対象に加えている。また、縮退許可手段３３では、セグメント２の組み立て工程において、組み立て対象のセグメント２を既設のセグメント２に押し付けるために伸長させ、保持力が有効設定値以上となっているシールドジャッキＳＪを必要個数の比較対象に加えている。すなわち、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値未満である場合には、そのシールドジャッキＳＪがセグメント２に押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除いている。
【００２８】
続いて、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数が、必要個数以上である場合には、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べる。なお、必要保持力は、シールド本体１０の切羽面側に設けられた圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて設定されており、切羽面から受ける圧力によってシールド本体１０を後退させないために必要な保持力である。
【００２９】
そして、縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退を許可する。
また、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数が、必要個数未満である場合や、総保持力が必要保持力未満である場合には、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退を許可しない。
なお、縮退許可手段３３では、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを操作パネルなどの表示手段に表示して作業員に知らせる。
【００３０】
次に、図３に示す制御装置３０を用いたシールド掘進機１におけるセグメント２の組み立て作業について説明する。なお、以下の説明では、シールド本体１０の推進反力を得るために、十体のシールドジャッキＳＪ１〜１０を伸長させて掘進工程が完了した状態から、図２（ａ）に示すように、三体のシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させてセグメントを組み立てた後に、図２（ｂ）に示すように、縮退させたシールドジャッキＳＪ１〜３を伸長させてセグメントに押し当て、さらに、三体のシールドジャッキＳ４〜６を縮退させてセグメントを組み立てる手順について、図４のフローチャートを適宜に参照しながら説明する。
【００３１】
（第一総保持力算出工程）
第一総保持力算出工程は、掘進工程において伸長したシールドジャッキＳＪ１〜１０から、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３を除いた残りのシールドジャッキＳＪ４〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する工程である。
制御装置３０の総保持力算出手段３２では、シールドジャッキＳＪ４〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。
そして、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ４〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する（ステップＳ１）。
【００３２】
（第一縮退工程）
第一縮退工程は、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退が可能であるか否かを判断する工程である。
【００３３】
制御装置３０の縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。
そして、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、シールド本体１０を安定して支持するために必要な必要個数以上であるか否かが判定される（ステップＳ２）。例えば、必要個数が七体である場合には、十体のシールドジャッキＳＪ１〜１０から、三体のシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させることができる。
【００３４】
縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、必要個数以上である場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と必要保持力とを比べる（ステップＳ３）。
縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退が可能であることを、操作パネルなどの表示手段に表示して、シールドジャッキＳ１〜３の縮退を許可する（ステップＳ４）。作業者は縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３が縮退可能であることを確認して、シールドジャッキＳＪ１〜ＳＪ３を縮退させる（ステップＳ５）。
【００３５】
また、縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、必要個数未満である場合や（ステップＳ２のＮＯ）、総保持力が必要保持力未満である場合には（ステップＳ３のＮＯ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退を許可しない（ステップＳ６）。このような場合には、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数を減らして（ステップＳ７）、ステップ１からステップＳ３を繰り返す。
なお、掘進工程で伸長させた後に縮退させていると判定されたシールドジャッキＳＪが存在する場合には、そのシールドジャッキＳＪを伸長させてセグメント２に押し当てることで、伸長しているシールドジャッキＳＪの個数を増やしてもよい。
【００３６】
（伸長工程）
伸長工程は、前記した第一縮退工程においてシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させることで形成されたスペースにセグメント２のピースを設置した後に、縮退させたシールドジャッキＳＪ１〜３をセグメント２に押し当てる工程である。
【００３７】
制御装置３０の伸長停止手段３１では、伸長させたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値に達すると、シールドジャッキＳＪ１〜３の伸長を停止する。このように、シールドジャッキＳＪ１〜３を保持力が有効設定値に達するまで伸長させることで、セグメント２に対してシールドジャッキＳＪ１〜３を確実に押し当てる（ステップＳ８）。
【００３８】
（第二総保持力算出工程）
第二総保持力算出工程は、伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜１０から、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６を除いた残りのシールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する工程である。
制御装置３０の総保持力算出手段３２では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。さらに、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退していると判断されたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値以上であるか否かが判定される。
そして、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ７〜１０、及び保持力が有効設定値以上で伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜３の保持力を合算して総保持力を算出する（ステップＳ９）。
【００３９】
（第二縮退工程）
第二縮退工程は、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退が可能であるか否かを判断する工程である。
【００４０】
制御装置３０の縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。さらに、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退している判断されたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値以上であるか否かが判定される。
そして、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ７〜１０、及び保持力が有効設定値以上で伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜３の個数が、シールド本体１０を安定して支持するために必要な必要個数以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。
仮に、前記した伸長工程において伸長させたシールドジャッキＳＪ１〜３のうち、シールドジャッキＳＪ１の保持力が有効設定値に達していない場合には、シールドジャッキＳＪ１を除いたシールドジャッキＳＪ２、３、７〜１０の個数を必要個数と比べることになる。
【００４１】
縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０の個数が、必要個数以上である場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と必要保持力とを比べる（ステップＳ１１）。
縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退が可能であることを、操作パネルなどの表示手段に表示して、シールドジャッキＳ４〜６の縮退を許可する（ステップＳ１２）。作業者は縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６が縮退可能であることを確認して、シールドジャッキＳＪ４〜６を縮退させる（ステップＳ１３）。
【００４２】
また、縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜６の個数が、必要個数未満である場合や（ステップＳ１０のＮＯ）、総保持力が必要保持力未満である場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退を許可しない（ステップＳ１４）。このような場合には、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数を減らして（ステップＳ１５）、ステップＳ９からステップＳ１１を繰り返す。
なお、保持力が有効設定値に達していないと判定されたシールドジャッキＳＪが存在する場合には、そのシールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値に達するまで伸長させることで、伸長しているシールドジャッキＳＪの個数を増やしてもよい。
【００４３】
さらに、前記した伸長工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ４〜６を縮退させることで形成されたスペースにセグメント２のピースを設置し、シールドジャッキＳＪ４〜６を伸長させてセグメント２に押し当てる（ステップＳ１６）。
そして、前記した総保持力算出工程、縮退許可工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ７〜１０を縮退させる（ステップＳ１８〜Ｓ２１）。また、前記した伸長工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ７〜１０を縮退させてセグメント２のピースを設置した後に、縮退させたシールドジャッキＳＪ７〜１０を伸長させてセグメント２に押し当てることで（ステップＳ２２）、シールド本体２の後方にトンネルＴの全周に亘ってセグメント２を設置する。
【００４４】
以上のように、本実施形態の制御装置３０及び制御方法では、縮退対象のシールドジャッキＳＪを縮退させる前に、シールドジャッキＳＪを縮退させた後のシールシールドジャッキＳＪの総保持力と、シールド本体１０を後退させないために必要な必要保持力とを比べることで、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを判断するため、作業効率を向上させることができる。
【００４５】
また、シールドジャッキＳＪの総保持力に基づいて、シールドジャッキＳＪの縮退の可否を判断するため、シールドジャッキＳＪの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキＳＪの縮退を正確に制御することができる。したがって、シールドジャッキＳＪを縮退させた直後に、一部のシールドジャッキＳＪの保持力が一時的に大きくなるような場合であっても、シールドジャッキＳＪの縮退を停止することがない。
【００４６】
また、縮退可能なシールドジャッキＳＪの個数を制限することで、シールドジャッキＳＪによってシールド本体１０を安定して支持することができる。
【００４７】
また、シールド本体１０の切羽面側に設けられた圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて必要保持力を設定することで、必要保持力を正確に設定することができるため、シールドジャッキＳＪの縮退を正確に制御することができる。
【００４８】
また、総保持力算出手段３２では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキＳＪは、セグメント２に押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除かれるため、シールドジャッキＳＪを正確に制御することができる。
【００４９】
また、縮退許可手段３３では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキＳＪは、セグメント２に押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除かれるため、シールドジャッキＳＪを正確に制御することができる。
【００５０】
また、伸長停止手段３１では、シールドジャッキＳＪがセグメントに押し当てられることで保持力が大きくなり、その保持力が有効設定値に達した状態で、シールドジャッキＳＪの伸長が停止することになる。したがって、セグメント２に対してシールドジャッキＳＪを確実に押し当てることができるため、シールド本体１０を支持しているシールドジャッキＳＪの個数を増やすことができる。これにより、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数が増えても、縮退後にシールド本体１０を支持するシールドジャッキＳＪの個数を十分に確保することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
例えば、本実施形態では、図３に示すように、圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて必要保持力を設定しているが、過去のデータ（工事前のボーリングデータによる地下水位のように、土水圧との相関関係を有するデータを含む）に基づいて、又は過去のデータを加味して必要保持力を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態のシールド掘進機を示した側面部分断面図である。
【図２】本実施形態のシールド掘進機を後方から見た図で、（ａ）はシールドジャッキＳＪ１〜ＳＪ３を縮退させた状態の説明図、（ｂ）はシールドジャッキＳＪ４〜ＳＪ６を縮退させた状態の説明図である。
【図３】本実施形態の制御装置を示した構成図である。
【図４】本実施形態の制御方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１ シールド掘進機
２ セグメント
１０ シールド本体
２０ カッタ
３０ 制御装置
３１ 伸長停止手段
３２ 総保持力算出手段
３３ 縮退許可手段
３４ 圧力計
ＳＪ シールドジャッキ
Ｔ トンネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機では、シールド本体の後方でセグメントを組み立てるときに、複数のシールドジャッキの中から数体を縮退させて、セグメントを設置するスペースを確保している。
【０００３】
このようなシールド掘進機では、シールド本体を支持するシールドジャッキが減少したときに、シールド本体が切羽面から受ける圧力によって後退するのを防ぐため、シールドジャッキの縮退を制御する制御装置が設けられている。
従来の制御装置では、各シールドジャッキの保持力をそれぞれ検出しており、所定のシールドジャッキを縮退させたときに、セグメントに押し当てられたシールドジャッキのうち、何れかのシールドジャッキの保持力が上限値に達したときには、シールドジャッキの縮退を停止するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９３１６３号公報（段落００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した従来の制御装置では、実際にシールドジャッキを縮退させてみないと、シールドジャッキの保持力が上限値に達するか否かが分からない。したがって、シールドジャッキの保持力が上限値に達した場合には、その時点で作業計画を変更する必要があり、作業が煩雑になってしまうという問題がある。
【０００６】
また、シールドジャッキを縮退させた直後には、シールド本体の姿勢が変化するため、シールド本体を支持している各シールドジャッキの保持力が一時的に均等にならない場合がある。
前記した従来の制御装置では、シールド本体の姿勢が復帰して、各シールドジャッキの保持力が均等になったときには、各シールドジャッキの保持力が上限値以下となる場合であっても、シールドジャッキを縮退させた直後に、何れかのシールドジャッキの保持力が一時的に上限値に達した場合には、シールドジャッキの縮退を停止してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、シールドジャッキを縮退させる前に、縮退対象のシールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断することができるとともに、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができるシールドジャッキの制御装置及び制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の制御装置は、トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置であって、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段と、前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可する縮退許可手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の制御方法は、トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御方法であって、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出工程と、前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキを縮退させる縮退工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の制御装置及び制御方法では、縮退対象のシールドジャッキを縮退させる前に、シールドジャッキを縮退させた後のシールドジャッキの総保持力と、シールド本体を後退させないために必要な必要保持力とを比べることで、シールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断するため、作業効率を向上させることができる。
また、シールドジャッキの総保持力に基づいて、シールドジャッキの縮退の可否を判断するため、シールドジャッキの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。したがって、シールドジャッキを縮退させた直後に、一部のシールドジャッキの保持力が一時的に大きくなるような場合であっても、シールドジャッキの縮退を停止することがない。
【００１１】
前記したシールドジャッキの制御装置において、縮退許可手段は、伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いたときの個数が、設定された必要個数以上であるとともに、前記総保持力が必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可するように構成することができる。
【００１２】
この構成では、縮退可能なシールドジャッキの個数を制限することで、シールド本体を安定して支持することができる。
【００１３】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記必要保持力は、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力を測定した測定値に基づいて設定することができる。
【００１４】
この構成では、必要保持力を正確に設定することができるため、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。
【００１５】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記総保持力算出手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキの保持力を前記総保持力の合算対象とするように構成することができる。
【００１６】
ここで、セグメントに押し当てられていないシールドジャッキの保持力が総保持力に合算されてしまった場合には、実際にシールド本体を支持している各シールドジャッキの保持力を合算した真の総保持力よりも総保持力が大きくなり、真の総保持力が必要保持力未満であるにも関わらず、シールドジャッキの縮退が許可されてしまう場合がある。
前記した制御装置では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキは、セグメントに押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除かれるため、シールドジャッキを正確に制御することができる。
【００１７】
前記したシールドジャッキの制御装置において、前記縮退許可手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキを前記必要個数の比較対象に加えるように構成することができる。
【００１８】
ここで、セグメントに押し当てられていないシールドジャッキが必要個数の比較対象に加えられてしまった場合には、実際にシールド本体を支持している各シールドジャッキの真の個数よりも個数が大きくなり、真の個数が必要個数未満であるにも関わらず、シールドジャッキの縮退が許可されてしまう場合がある。
前記した制御装置では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキは、セグメントに押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除かれるため、シールドジャッキを正確に制御することができる。
【００１９】
前記したシールドジャッキの制御装置は、前記シールドジャッキを伸長させたときに、前記シールドジャッキの前記保持力が前記有効設定値に達すると、前記シールドジャッキの伸長を停止させる伸長停止手段を備えているように構成することができる。
【００２０】
この構成では、シールドジャッキがセグメントに押し当てられることで保持力が大きくなり、その保持力が有効設定値に達した状態で、シールドジャッキの伸長が停止することになる。したがって、セグメントに対してシールドジャッキを確実に押し当てることができるため、シールド本体を支持しているシールドジャッキの個数を増やすことができる。これにより、縮退させるシールドジャッキの個数を増えても、縮退後にシールド本体を支持するシールドジャッキの個数を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のシールドジャッキの制御装置及び制御方法によれば、縮退対象のシールドジャッキを縮退させる前に、シールドジャッキの縮退が可能であるか否かを判断することができるため、作業効率を向上させることができる。
また、シールドジャッキの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキの縮退を正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の制御装置は、図１に示すシールド掘進機１の推進反力を得るためのシールドジャッキＳＪの伸縮を制御するものである。
【００２３】
シールド掘進機１は、円筒状のシールド本体１０の前面に切羽面を掘削するカッタ２０が設けられ、シールド本体１０の後方開口部の内周面には、掘進方向に伸縮自在なロッドＲを有する複数のシールドジャッキＳＪ・・・が取り付けられている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、十体のシールドジャッキＳＪ・・・がシールド本体１０の周方向に等間隔で取り付けられている。そして、図１に示すように、各シールドジャッキＳＪ・・・のロッドＲを伸長させ、トンネルＴ内に施工されたセグメント２の前端面に押し当てることで、シールド本体１０の推進反力を得ることができる。
本実施形態のシールド掘進機１の主要部は、各種公知のシールド掘進機と同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。
なお、以下の説明において、シールドジャッキＳＪの保持力とは、シールドジャッキＳＪのシリンダ内の実際の圧力にシリンダの面積を積算したものである。
【００２４】
シールド掘進機１に設けられた制御装置３０は、図３に示すように、各シールドジャッキＳＪ１〜１０の伸縮を制御するものであり、シールドジャッキＳＪの伸長を停止させる伸長停止手段３１と、シールドジャッキＳＪの総保持力を算出する総保持力算出手段３２と、シールドジャッキＳＪの縮退を許可する縮退許可手段３３と、を備えている。
この制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び記憶装置を備えており、各手段は、各種メモリやハードディスクドライブなどの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで具現される。
【００２５】
伸長停止手段３１は、シールドジャッキＳＪを伸長させたときに、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値に達すると、そのシールドジャッキＳＪの伸長を停止させるものである。この有効設定値は、セグメント２の組み立て工程におけるシールドジャッキＳＪのリリーフ圧よりも小さい値であり、予め設定された値である。
【００２６】
総保持力算出手段３２は、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いた残りのシールドジャッキＳＪの保持力を合算した総保持力を算出するものである。
なお、総保持力算出手段３２では、掘進工程においてシールド本体１０の推進反力を得るために伸長させ、その後に縮退していないシールドジャッキＳＪの保持力を総保持力の合算対象としている。また、総保持力算出手段３２では、セグメント２の組み立て工程において、組み立て対象のセグメント２を既設のセグメント２に押し付けるために伸長させ、保持力が有効設定値以上となっているシールドジャッキＳＪの保持力を総保持力の合算対象としている。すなわち、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値未満である場合には、そのシールドジャッキＳＪがセグメント２に押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除いている。
【００２７】
縮退許可手段３３は、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを判断するものである。
まず、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数と、設定された必要個数とを比べる。なお、設定された必要個数とは、シールド本体１０を安定して支持するために必要なシールドジャッキＳＪの個数である。
また、縮退許可手段３３では、掘進工程においてシールド本体１０の推進反力を得るために伸長させ、その後に縮退していないシールドジャッキＳＪを必要個数の比較対象に加えている。また、縮退許可手段３３では、セグメント２の組み立て工程において、組み立て対象のセグメント２を既設のセグメント２に押し付けるために伸長させ、保持力が有効設定値以上となっているシールドジャッキＳＪを必要個数の比較対象に加えている。すなわち、シールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値未満である場合には、そのシールドジャッキＳＪがセグメント２に押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除いている。
【００２８】
続いて、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数が、必要個数以上である場合には、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べる。なお、必要保持力は、シールド本体１０の切羽面側に設けられた圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて設定されており、切羽面から受ける圧力によってシールド本体１０を後退させないために必要な保持力である。
【００２９】
そして、縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退を許可する。
また、縮退許可手段３３では、伸長しているシールドジャッキＳＪから、縮退対象のシールドジャッキＳＪを除いたときの個数が、必要個数未満である場合や、総保持力が必要保持力未満である場合には、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退を許可しない。
なお、縮退許可手段３３では、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを操作パネルなどの表示手段に表示して作業員に知らせる。
【００３０】
次に、図３に示す制御装置３０を用いたシールド掘進機１におけるセグメント２の組み立て作業について説明する。なお、以下の説明では、シールド本体１０の推進反力を得るために、十体のシールドジャッキＳＪ１〜１０を伸長させて掘進工程が完了した状態から、図２（ａ）に示すように、三体のシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させてセグメントを組み立てた後に、図２（ｂ）に示すように、縮退させたシールドジャッキＳＪ１〜３を伸長させてセグメントに押し当て、さらに、三体のシールドジャッキＳ４〜６を縮退させてセグメントを組み立てる手順について、図４のフローチャートを適宜に参照しながら説明する。
【００３１】
（第一総保持力算出工程）
第一総保持力算出工程は、掘進工程において伸長したシールドジャッキＳＪ１〜１０から、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３を除いた残りのシールドジャッキＳＪ４〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する工程である。
制御装置３０の総保持力算出手段３２では、シールドジャッキＳＪ４〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。
そして、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ４〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する（ステップＳ１）。
【００３２】
（第一縮退工程）
第一縮退工程は、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退が可能であるか否かを判断する工程である。
【００３３】
制御装置３０の縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。
そして、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、シールド本体１０を安定して支持するために必要な必要個数以上であるか否かが判定される（ステップＳ２）。例えば、必要個数が七体である場合には、十体のシールドジャッキＳＪ１〜１０から、三体のシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させることができる。
【００３４】
縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、必要個数以上である場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と必要保持力とを比べる（ステップＳ３）。
縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退が可能であることを、操作パネルなどの表示手段に表示して、シールドジャッキＳ１〜３の縮退を許可する（ステップＳ４）。作業者は縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３が縮退可能であることを確認して、シールドジャッキＳＪ１〜ＳＪ３を縮退させる（ステップＳ５）。
【００３５】
また、縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜１０の個数が、必要個数未満である場合や（ステップＳ２のＮＯ）、総保持力が必要保持力未満である場合には（ステップＳ３のＮＯ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ１〜３の縮退を許可しない（ステップＳ６）。このような場合には、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数を減らして（ステップＳ７）、ステップ１からステップＳ３を繰り返す。
なお、掘進工程で伸長させた後に縮退させていると判定されたシールドジャッキＳＪが存在する場合には、そのシールドジャッキＳＪを伸長させてセグメント２に押し当てることで、伸長しているシールドジャッキＳＪの個数を増やしてもよい。
【００３６】
（伸長工程）
伸長工程は、前記した第一縮退工程においてシールドジャッキＳＪ１〜３を縮退させることで形成されたスペースにセグメント２のピースを設置した後に、縮退させたシールドジャッキＳＪ１〜３をセグメント２に押し当てる工程である。
【００３７】
制御装置３０の伸長停止手段３１では、伸長させたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値に達すると、シールドジャッキＳＪ１〜３の伸長を停止する。このように、シールドジャッキＳＪ１〜３を保持力が有効設定値に達するまで伸長させることで、セグメント２に対してシールドジャッキＳＪ１〜３を確実に押し当てる（ステップＳ８）。
【００３８】
（第二総保持力算出工程）
第二総保持力算出工程は、伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜１０から、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６を除いた残りのシールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０の保持力を合算して総保持力を算出する工程である。
制御装置３０の総保持力算出手段３２では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。さらに、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退していると判断されたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値以上であるか否かが判定される。
そして、総保持力算出手段３２では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ７〜１０、及び保持力が有効設定値以上で伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜３の保持力を合算して総保持力を算出する（ステップＳ９）。
【００３９】
（第二縮退工程）
第二縮退工程は、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と、シールド本体１０が切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退が可能であるか否かを判断する工程である。
【００４０】
制御装置３０の縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０のそれぞれについて、掘進工程で伸長させた後に縮退しているか否かが判定される。さらに、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退している判断されたシールドジャッキＳＪ１〜３のそれぞれについて、保持力が有効設定値以上であるか否かが判定される。
そして、縮退許可手段３３では、掘進工程で伸長させた後に縮退しておらず、伸長しているシールドジャッキＳＪ７〜１０、及び保持力が有効設定値以上で伸長しているシールドジャッキＳＪ１〜３の個数が、シールド本体１０を安定して支持するために必要な必要個数以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。
仮に、前記した伸長工程において伸長させたシールドジャッキＳＪ１〜３のうち、シールドジャッキＳＪ１の保持力が有効設定値に達していない場合には、シールドジャッキＳＪ１を除いたシールドジャッキＳＪ２、３、７〜１０の個数を必要個数と比べることになる。
【００４１】
縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ１〜３、７〜１０の個数が、必要個数以上である場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、総保持力算出手段３２で算出された総保持力と必要保持力とを比べる（ステップＳ１１）。
縮退許可手段３３では、総保持力が必要保持力以上である場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退が可能であることを、操作パネルなどの表示手段に表示して、シールドジャッキＳ４〜６の縮退を許可する（ステップＳ１２）。作業者は縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６が縮退可能であることを確認して、シールドジャッキＳＪ４〜６を縮退させる（ステップＳ１３）。
【００４２】
また、縮退許可手段３３では、シールドジャッキＳＪ４〜６の個数が、必要個数未満である場合や（ステップＳ１０のＮＯ）、総保持力が必要保持力未満である場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、縮退対象のシールドジャッキＳＪ４〜６の縮退を許可しない（ステップＳ１４）。このような場合には、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数を減らして（ステップＳ１５）、ステップＳ９からステップＳ１１を繰り返す。
なお、保持力が有効設定値に達していないと判定されたシールドジャッキＳＪが存在する場合には、そのシールドジャッキＳＪの保持力が有効設定値に達するまで伸長させることで、伸長しているシールドジャッキＳＪの個数を増やしてもよい。
【００４３】
さらに、前記した伸長工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ４〜６を縮退させることで形成されたスペースにセグメント２のピースを設置し、シールドジャッキＳＪ４〜６を伸長させてセグメント２に押し当てる（ステップＳ１６）。
そして、前記した総保持力算出工程、縮退許可工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ７〜１０を縮退させる（ステップＳ１８〜Ｓ２１）。また、前記した伸長工程と同様にして、シールドジャッキＳＪ７〜１０を縮退させてセグメント２のピースを設置した後に、縮退させたシールドジャッキＳＪ７〜１０を伸長させてセグメント２に押し当てることで（ステップＳ２２）、シールド本体２の後方にトンネルＴの全周に亘ってセグメント２を設置する。
【００４４】
以上のように、本実施形態の制御装置３０及び制御方法では、縮退対象のシールドジャッキＳＪを縮退させる前に、シールドジャッキＳＪを縮退させた後のシールシールドジャッキＳＪの総保持力と、シールド本体１０を後退させないために必要な必要保持力とを比べることで、縮退対象のシールドジャッキＳＪの縮退が可能であるか否かを判断するため、作業効率を向上させることができる。
【００４５】
また、シールドジャッキＳＪの総保持力に基づいて、シールドジャッキＳＪの縮退の可否を判断するため、シールドジャッキＳＪの保持力が均等になった状態に対応して、シールドジャッキＳＪの縮退を正確に制御することができる。したがって、シールドジャッキＳＪを縮退させた直後に、一部のシールドジャッキＳＪの保持力が一時的に大きくなるような場合であっても、シールドジャッキＳＪの縮退を停止することがない。
【００４６】
また、縮退可能なシールドジャッキＳＪの個数を制限することで、シールドジャッキＳＪによってシールド本体１０を安定して支持することができる。
【００４７】
また、シールド本体１０の切羽面側に設けられた圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて必要保持力を設定することで、必要保持力を正確に設定することができるため、シールドジャッキＳＪの縮退を正確に制御することができる。
【００４８】
また、総保持力算出手段３２では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキＳＪは、セグメント２に押し当てられていないものとして、総保持力の合算対象から除かれるため、シールドジャッキＳＪを正確に制御することができる。
【００４９】
また、縮退許可手段３３では、保持力が有効設定値よりも小さいシールドジャッキＳＪは、セグメント２に押し当てられていないものとして、必要個数の比較対象から除かれるため、シールドジャッキＳＪを正確に制御することができる。
【００５０】
また、伸長停止手段３１では、シールドジャッキＳＪがセグメントに押し当てられることで保持力が大きくなり、その保持力が有効設定値に達した状態で、シールドジャッキＳＪの伸長が停止することになる。したがって、セグメント２に対してシールドジャッキＳＪを確実に押し当てることができるため、シールド本体１０を支持しているシールドジャッキＳＪの個数を増やすことができる。これにより、縮退させるシールドジャッキＳＪの個数が増えても、縮退後にシールド本体１０を支持するシールドジャッキＳＪの個数を十分に確保することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
例えば、本実施形態では、図３に示すように、圧力計３４によって測定した切羽面の土水圧に基づいて必要保持力を設定しているが、過去のデータ（工事前のボーリングデータによる地下水位のように、土水圧との相関関係を有するデータを含む）に基づいて、又は過去のデータを加味して必要保持力を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態のシールド掘進機を示した側面部分断面図である。
【図２】本実施形態のシールド掘進機を後方から見た図で、（ａ）はシールドジャッキＳＪ１〜ＳＪ３を縮退させた状態の説明図、（ｂ）はシールドジャッキＳＪ４〜ＳＪ６を縮退させた状態の説明図である。
【図３】本実施形態の制御装置を示した構成図である。
【図４】本実施形態の制御方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１ シールド掘進機
２ セグメント
１０ シールド本体
２０ カッタ
３０ 制御装置
３１ 伸長停止手段
３２ 総保持力算出手段
３３ 縮退許可手段
３４ 圧力計
ＳＪ シールドジャッキ
Ｔ トンネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置であって、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段と、
前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可する縮退許可手段と、
を備えていることを特徴とするシールドジャッキの制御装置。
【請求項２】
前記縮退許可手段は、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いたときの個数が、設定された必要個数以上であるとともに、
前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、
前記シールドジャッキの縮退を許可するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項３】
前記必要保持力は、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力を測定した測定値に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項４】
前記総保持力算出手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキの保持力を前記総保持力の合算対象とするように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項５】
前記縮退許可手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキを前記必要個数の比較対象に加えるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項６】
前記シールドジャッキを伸長させたときに、前記シールドジャッキの前記保持力が前記有効設定値に達すると、前記シールドジャッキの伸長を停止させる伸長停止手段を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項７】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御方法であって、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出工程と、
前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキを縮退させる縮退工程と、
を備えていることを特徴とするシールドジャッキの制御方法。
【請求項１】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御装置であって、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出手段と、
前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキの縮退を許可する縮退許可手段と、
を備えていることを特徴とするシールドジャッキの制御装置。
【請求項２】
前記縮退許可手段は、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いたときの個数が、設定された必要個数以上であるとともに、
前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、
前記シールドジャッキの縮退を許可するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項３】
前記必要保持力は、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力を測定した測定値に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項４】
前記総保持力算出手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキの保持力を前記総保持力の合算対象とするように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項５】
前記縮退許可手段では、前記シールドジャッキの前記保持力が、設定された有効設定値以上である場合に、そのシールドジャッキを前記必要個数の比較対象に加えるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項６】
前記シールドジャッキを伸長させたときに、前記シールドジャッキの前記保持力が前記有効設定値に達すると、前記シールドジャッキの伸長を停止させる伸長停止手段を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のシールドジャッキの制御装置。
【請求項７】
トンネル内に施工されたセグメントに複数のシールドジャッキを押し当てることで、シールド本体の推進反力を得るように構成されたシールド掘進機におけるシールドジャッキの制御方法であって、
伸長している前記各シールドジャッキから、縮退対象の前記シールドジャッキを除いた残りの前記各シールドジャッキの保持力を合算して総保持力を算出する総保持力算出工程と、
前記総保持力と、前記シールド本体が前記切羽面から受ける圧力に抗するための必要保持力とを比べて、前記総保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記シールドジャッキを縮退させる縮退工程と、
を備えていることを特徴とするシールドジャッキの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２３５８６１（Ｐ２００９−２３５８６１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６０３０（Ｐ２００８−８６０３０）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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