推進工法用推力伝達材の選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体
【課題】３６０度方向に推進経路を曲げることができる推力伝達材を選定する選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体を提供する。
【解決手段】推進経路の方向を表す施工条件と、推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、推力伝達材分割手段によって分割された推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、設定された推力伝達材条件と、座標設定手段によって設定された座標に基づいて、推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、推進力算出手段によって算出された推進管の推進力が、設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、を備える。
【解決手段】推進経路の方向を表す施工条件と、推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、推力伝達材分割手段によって分割された推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、設定された推力伝達材条件と、座標設定手段によって設定された座標に基づいて、推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、推進力算出手段によって算出された推進管の推進力が、設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法における管の間に使用する推力伝達材を選定するための選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共下水道工事など、地下に管を埋設する埋設工事の施工方法として、推進工法が広く採用されている。推進工法は、管を埋設する全体の範囲を開削せず、例えば、コンクリート製の管を順次地中に押し出していくことによって、管を地下に埋設する施工方法である。この管を以下、「推進管」という。図９に推進工法を説明する概略図を示す。
【０００３】
推進工法による埋設工事の概要は、以下の通りである。
まず、推進管を埋設する始点と終点との位置に、埋設する深さまでの立坑を掘削する。
続いて、推進管の埋設を行う始点である発進立抗ＳＴＨに設置された元押設備ＰＦが、推進管の径に相当する掘進機ＤＭを到達立抗ＥＮＨに向けて押し出すことによって、掘進機ＤＭが地中を掘りながら推進する。このとき、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大の状態、例えば、元押設備ＰＦによって掘進機ＤＭが全て地中に押し込まれた状態となると、掘進機ＤＭの後端に推進管ＨＰｐが押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｐを押し出すことによって、掘進機ＤＭがさらに押し出される。その後、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大となると、推進管ＨＰｐの後端に次の推進管ＨＰｆ１が押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｆ１を押し出す。以降、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大となるたびに、推進管ＨＰｆ１の後端に次の推進管ＨＰｆ２以降が押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｆ２以降を押し出すという工程を繰り返す。
そして、掘進機ＤＭが、推進管の埋設を行う終点である到達立抗ＥＮＨに到達したときには、掘進機ＤＭの押し出しに使用していた推進管（図９においては推進管ＨＰｐおよび推進管ＨＰｆ１〜３）が、掘進機ＤＭの通った経路に残ることとなる。すなわち、推進管ＨＰｐおよび推進管ＨＰｆ１〜３が掘進機ＤＭの通った経路に埋設されたこととなる。
最後に掘進機ＤＭおよび元押設備ＰＦを撤去し、発進立抗ＳＴＨと到達立抗ＥＮＨとを埋め戻すことによって、推進管の埋設工事が完了する。
【０００４】
この推進工法に使用される推進管は、材質としては、コンクリート製、レジンコンクリート製、陶製、鉄製のもので成型されている。そのため、元押設備が推進管を押し出す際に、推進管同士が接触すると、その接触している部分、例えば、図９における推進管ＨＰｐと推進管ＨＰｆ１との端部に破損が起こる。この推進管の破損を防ぎ、かつ、推進管を推進するための推進力を伝達させるための推力伝達材が推進管の端部に取り付けられている。一般に、推力伝達材の材質は、コンクリートなどの許容応力度以下で塑性変形する、例えば、ラワン合板、パーティクルボードや発泡プラスチックなどが使用されている。
【０００５】
また、推進管の埋設工事においては、推進管を埋設する始点と終点とが直線で結べず、始点と終点との間に存在する障害物を回避しながら施工しなければならない状況があるため、始点と終点を曲線で結ぶ推進工法が採用されている。この推進工法において、推力伝達材の材質は、低発泡プラスチックが一般的に使用されている。
上述のような推進工法において、推進管に取り付けられた推力伝達材にかかる応力は、推進経路が直線である区間ＳＴでは全体に均一であるが、推進経路が曲線である区間ＣＶでは全体に均一とはならず、推進経路が曲がる方向の応力がより強くなってしまう（図１０参照）。このため、推進管に取り付ける推力伝達材は、不均一な応力を考慮して選定することが必要となる。
【０００６】
この推力伝達材の選定方法に関して、日本下水道管渠推進技術協会より文書（非特許文献１参照）が開示されており、推進工法による推力伝達材の応力を算出するためのソフトウェア（非特許文献２参照）も配布されている。このソフトウェアを使用することによって、推力伝達材を選定する際の、推力伝達材の厚さ、推進管への取り付け位置（推力伝達材の配置）などが算出される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】推進工法体系ＩＩ 計画設計・施工管理・基礎知識偏，社団法人 日本下水道管渠推進技術協会，Ｐ．８７−１０７，２００７年版
【非特許文献２】軸力検証ソフト取扱説明書、および計算方法，社団法人 日本下水道管渠推進技術協会、説明書ｖｏｌ＿１．５２，２００８．０２．０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１および非特許文献２においては、推進経路に存在する障害物を左右（水平）方向に回避するための推力伝達材の選定方法が記載されている。
しかしながら、実際の埋設工事においては、推進経路に存在する障害物を左右方向のみではなく、上下（垂直）方向に回避しながら施工しなくてはならない状況となることがあり、この上下方向に推進経路を曲げて障害物を回避するための推力伝達材の選定方法がないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、推進経路の障害物を回避するために、左右方向のみではなく、上下方向を含めて３６０度方向に推進経路を曲げることができる推力伝達材を選定する選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の選定システムは、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムにおいて、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手段によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手段によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、前記推進力算出手段によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の前記施工条件は、前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、前記推進管条件は、前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、前記推力伝達材条件は、前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、前記推力伝達材分割手段は、前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手段、を備え、前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、前記座標設定手段は、前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、前記推進力算出手段は、前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手段と、前記圧縮量算出手段によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、前記圧縮率算出手段によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手段と、前記応力算出手段によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手段と、を備え、前記ブロック推進力算出手段によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、前記判定手段は、前記応力算出手段によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の選定方法は、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定方法において、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手順と、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手順と、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手順によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手順と、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手順によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手順と、前記推進力算出手順によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手順と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の前記施工条件は、前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、前記推進管条件は、前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、前記推力伝達材条件は、前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、前記推力伝達材分割手順は、前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手順、を含み、前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、前記座標設定手順は、前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、前記推進力算出手順は、前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手順と、前記圧縮量算出手順によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手順と、前記圧縮率算出手順によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手順と、前記応力算出手順によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手順と、を含み、前記ブロック推進力算出手順によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、前記判定手順は、前記応力算出手順によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のプログラムは、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の記録媒体は、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、推進工法によって推進管を埋設する推進経路に存在する障害物を回避する際に、左右方向のみではなく、上下方向を含めて３６０度方向に推進経路を曲げることができる推進管の推力伝達材を選定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のヒューム管およびクッション材選定システムにおいて選定されるクッション材の特性を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態によるクッション材選定システムにおいてクッション材を選定する処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のクッション材選定システムによるクッション材判定の処理手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるクッション材分割処理を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態におけるヒューム管の開口算出処理を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態におけるヒューム管の推進力算出処理を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態におけるヒューム管の条件判断処理を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態におけるクッション材配置の一例を示した図である。
【図９】推進工法の概要を示した図である。
【図１０】推進工法における推進管の配置の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のクッション材選定システムは、推進工法によって推進管を埋設する推進経路に存在する障害物を回避するために必要な推力伝達材（以下、「クッション材」という）を選定するシステムである。
推進管としては、コンクリート製のヒューム管や、ボックスカルバート、レジンコンクリート製のレジン管、陶製の陶管、鉄製のダクタイル管などがあげられ、代表的なものとして、ヒューム管があげられる。推進管を以下、「ヒューム管」という。
【００１９】
まず、本実施形態によるヒューム管の構成と、クッション材選定システムにおいて選定されるクッション材の特性について説明する。図１は、本実施形態のヒューム管およびクッション材選定システムによって選定するクッション材ＣＭの特性を説明する図である。図１（ａ）は、ヒューム管の端部を模式的に示した図である。推進工法によって推進する側（図１（ａ）の左側）のヒューム管（以下、「後続管」という）ＨＰｆの端部には、クッション材ＣＭが配置されている。また、後続管ＨＰｆの端部の外周は、継手部材（継手カラー）ＣＬおよび止水部材（パッキン材）ＰＫによって囲まれており、推進工法によって推進される側（図１（ａ）の右側）のヒューム管（以下、「先行管」という）ＨＰｐが細くなっている。このことによって、推進経路を曲げた場合に継手カラーＣＬ内で方向を変えることができる。また、パッキン材ＰＫによって、施工後において先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆと間に発生する漏れを防止している。
【００２０】
また、本実施形態において使用されるクッション材ＣＭは、例えば、発泡スチロール製のクッション材であり、小さな気泡を含んだビーズが多数積層された構造を有する。クッション材ＣＭは、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間で、先行管ＨＰｐを推進する際に発生する応力の集中を緩和するものである。すなわち、先行管ＨＰｐを推進するための応力が後続管ＨＰｆに伝えられると、後続管ＨＰｆが先行管ＨＰｐを押し出すことによって先行管ＨＰｐが推進されるが、このときに後続管ＨＰｆに伝えられた応力に応じてクッション材ＣＭが潰れながら先行管ＨＰｐに応力を伝える。このようにクッション材ＣＭが潰れることによって、後続管ＨＰｆに与えられた応力が広い面積で先行管ＨＰｐに伝達され、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆの間の応力の集中が緩和される。
【００２１】
なお、クッション材の発泡スチロールに含まれる気泡の量によって、ヒューム管に伝えられた応力に対するクッション材の潰れ量（歪み）が異なる。このヒューム管に伝えられた応力に応じたクッション材の歪みを示したのが応力歪み特性である。
本実施形態のクッション材選定システムは、応力歪み特性が異なる様々なクッション材から最適な特性を示すクッション材を選定する。
【００２２】
図１（ｂ）は、クッション材ＣＭの応力歪み特性の一例であり、横軸にクッション材ＣＭの圧縮率、縦軸に圧縮率に応じて変化する圧縮応力度を表したグラフである。また、図１（ｃ）は、クッション材ＣＭが圧縮され、その圧縮が開放されたときのクッション材ＣＭの断面におけるビーズの形状を表した図である。
【００２３】
図１（ｂ）は、先行管ＨＰｐに続いて後続管ＨＰｆが推進されることによって、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆの間に配置されたクッション材ＣＭの圧縮率が高くなっていく状態を示している。
クッション材ＣＭの圧縮応力度は、図１（ｂ）に示すように、３つの領域に分けることができる。まず、図１（ｂ）の最初の期間（ｂ−１）期間は、クッション材ＣＭの圧縮率が高まる初期の段階を示している。この期間（ｂ−１）を弾性域と呼ぶ。この弾性域においては、後続管ＨＰｆに伝達された応力に応じてクッション材ＣＭのビーズが潰されるが、応力が開放されることによって潰されたビーズが元の形状に戻る（図１（ｃ−１）参照）。
【００２４】
また、図１（ｂ）の期間（ｂ−２）期間は、弾性域よりもさらにクッション材ＣＭの圧縮率が高まった段階を示している。この期間（ｂ−２）を弾塑性域と呼ぶ。この弾塑性域においては、後続管ＨＰｆに伝達された応力に応じてクッション材ＣＭのビーズが潰され、応力が開放されても応力に応じて潰されたビーズが元の形状には戻らず、潰れた形状を維持する（図１（ｃ−２）参照）。なお、この弾塑性域においては、クッション材ＣＭの圧縮率によって潰れたビーズの形状が異なるが、クッション材ＣＭの圧縮応力度の変化は少なく、後続管ＨＰｆに伝えられた応力を安定して先行管ＨＰｐに伝えることができる。
【００２５】
また、図１（ｂ）の期間（ｂ−３）期間は、弾塑性域よりもさらにクッション材ＣＭの圧縮率が高まった段階を示している。この期間（ｂ−３）を塑性域と呼ぶ。この塑性域では、クッション材ＣＭのビーズが全て完全に潰れた状態となり、応力が開放されても全てのビーズは潰れた形状である（図１（ｃ−３）参照）。この塑性域においては、後続管ＨＰｆに伝えられた応力を先行管ＨＰｐに全て伝えるため、応力の集中を緩和することができない。
【００２６】
このように、後続管ＨＰｆに伝達された応力の大きさ（圧縮率）に応じてクッション材ＣＭの圧縮応力度が異なる。また、上述のように、クッション材の発泡スチロールに含まれる気泡の量によっても、応力歪み特性が異なる。
従って、本実施形態のクッション材選定システムでは、推進経路の全区間におけるクッション材ＣＭの圧縮応力度が、弾塑性域（図１（ｂ−２）領域）内であるクッション材ＣＭを選定することが望ましい。
【００２７】
次に、本実施形態のクッション材選定システムにおける処理装置の構成について説明する。図２は、本実施形態によるクッション材選定システムにおいて、クッション材ＣＭを選定する処理装置の概略構成を示したブロック図である。図２において、クッション材選定システムは、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０および記憶部１００から構成される。また、クッション材分割部２０は、クッション材配置面算出部２１を備えている。また、推進力算出部４０は、圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、セクション推進力算出部４４を備えている。
なお、図２における記憶部１００は、本実施形態のクッション材ＣＭを選定する処理装置外に備える構成とすることもできる。また、図２の説明においては、図１における先行管ＨＰｐを後続管ＨＰｆが押し出す場合について説明する。
【００２８】
記憶部１００は、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、およびクッション材判定部５０によって書き込み（記憶）および読み出しが可能なデータを記憶する。
なお、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、およびクッション材判定部５０は、その処理過程において、記憶部１００への情報（データ）の書き込みおよび記憶部１００からの情報（データ）の読み出しを随時行うが、以下の説明においては、記憶部１００からの情報（データ）の読み出し動作の説明は省略する。また、本発明においては、記憶部１００に記憶されている情報（データ）のデータ形式に関しての規定はしない。
【００２９】
条件設定部１０は、例えば、キーボードなどの入力装置によって、推進工法の施工条件、使用するヒューム管の条件、クッション材の条件などの設定条件が入力される。
また、条件設定部１０は、入力された上述の設定条件を記憶部１００に記憶する。
【００３０】
なお、条件設定部１０に入力する施工条件は、以下の通りである。
（１）推進経路の各区間を先行管ＨＰｐが通過するときの目標推進力、
（２）推進経路内の曲線区間の半径、
（３）推進経路内の曲線区間の方向（例えば、予め定められた基準線に対する上下左右の方向を表す角度）。
また、条件設定部１０に入力するヒューム管（先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆ）の条件は、以下の通りである。
（１）後続管ＨＰｆの端部の外径および内径の大きさ（以下、「管径」という）、
（２）先行管ＨＰｐの長さ（以下、「管長」という）、
（３）先行管ＨＰｐを推進する際に許容できる応力（以下、「許容応力」という）。
（４）先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間において許容できる隙間の距離（以下、「許容開口長」という）。
また、条件設定部１０に入力するクッション材ＣＭの条件は、以下の通りである。
（１）クッション材ＣＭの応力歪み特性を含む品種情報（以下、「品種情報」という）、
（２）クッション材ＣＭの厚さ、
（３）後続管ＨＰｆの端部におけるクッション材ＣＭの配置位置。
【００３１】
クッション材分割部２０内のクッション材配置面算出部２１は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径およびクッション材ＣＭの配置位置に基づいて、後続管ＨＰｆの端部におけるクッション材ＣＭが配置される配置面の形状を算出し、算出したクッション材配置面の形状の情報を記憶部１００に記憶する。
【００３２】
クッション材分割部２０は、クッション材配置面算出部２１によって算出されたクッション材配置面の形状を、予め定められた水平方向（Ｘ方向）の幅および予め定められた垂直方向（Ｙ方向）の幅の複数のブロック（以下、「セクション」という）に分割し、この分割したセクションの情報を記憶部１００に記憶する。また、クッション材分割部２０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された推進経路内の曲線区間の方向に基づいて、曲線区間において内側となるセクション、すなわち、クッション材ＣＭが最大に潰れるセクションの位置を検出し、検出したセクションの位置情報を記憶部１００に記憶する。なお、現在処理している推進経路内の曲線区間において、クッション材ＣＭが最大に潰れるセクションは、先行管の端部と後続管の端部との隙間の距離（以下、「開口長」という）が最小となることから、以下、「最小開口セクション」と呼ぶ。
【００３３】
ヒューム管座標設定部３０は、クッション材配置面算出部２１によって記憶部１００に記憶されたクッション材配置面の情報に基づいて、クッション材配置面の中心、すなわち、後続管ＨＰｆの端部の中心を基準とし、このクッション材配置面の中心から各セクションまでの距離を座標として設定し、設定した各セクションの座標情報を記憶部１００に記憶する。
【００３４】
ヒューム管座標設定部３０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径、先行管ＨＰｐの管長、推進経路内の曲線区間の半径に基づいて、先行管ＨＰｐが推進される方向の角度を算出し、記憶部１００に記憶する。
【００３５】
推進力算出部４０は、圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、によって、現在処理している推進経路内の曲線区間における後続管ＨＰｆに配置されたクッション材ＣＭの圧縮量、圧縮率、応力度を順次算出する。その後、セクション推進力算出部４４によって最終的な推進力（以下、「作用推進力」という）を算出する。なお、推進力の算出における圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、セクション推進力算出部４４のそれぞれの算出結果は、記憶部１００に記憶される。また、推進力算出部４０による作用推進力の算出は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された目標推進力を超えるまで、繰り返される。
【００３６】
圧縮量算出部４１は、推進力算出部４０が設定した先行管ＨＰｐの曲げ角度における各セクションの圧縮量を算出し、圧縮率算出部４２に出力する。
【００３７】
圧縮率算出部４２は、圧縮量算出部４１から入力された各セクションの圧縮量と、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの厚さに基づいて、各セクションの圧縮率を算出し、応力算出部４３に出力する。
なお、圧縮率算出部４２において使用されるクッション材ＣＭの厚さは、最初に圧縮率を算出するときには条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの厚さが用いられるが、引き続き圧縮率の算出が行われる場合は、前回算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さが用いられる。また、前回算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さは、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの品種情報より算出され、圧縮率算出部４２によって各セクションの圧縮率が算出される毎に記憶部１００に記憶される。なお、本発明においては、算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さの算出方法に関しての規定はしない。
【００３８】
応力算出部４３は、圧縮率算出部４２から入力された各セクションの圧縮率と、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの品種情報とに基づいて、各セクションの応力度を算出し、セクション推進力算出部４４に出力する。
【００３９】
セクション推進力算出部４４は、各セクションのクッション材ＣＭの面積と、応力算出部４３から入力された各セクションの応力度に基づいて、各セクションの推進力を算出する。
なお、セクション推進力算出部４４において使用される各セクションのクッション材ＣＭの面積は、クッション材分割部２０が各セクションに分割する際に用いられた予め定められた水平方向および垂直方向の幅の値から算出することができる。なお、本発明においては、クッション材ＣＭの面積の算出方法に関しての規定はしない。
【００４０】
クッション材判定部５０は、推進力算出部４０によって記憶部１００に記憶された作用推進力に基づいて、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの条件が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された施工条件で使用可能であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、その判定結果を記憶部１００に記憶するとともに、本実施形態のクッション材選定システムの判定結果として出力する。
【００４１】
また、クッション材判定部５０は、推進力算出部４０によって記憶部１００に記憶された各セクションの応力度の中の最大値が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された先行管ＨＰｐの許容応力より小さい値であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径、先行管ＨＰｐの管長、推進経路内の曲線区間の半径に基づいて算出した最大開口長が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長より小さい値であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、算出した最小開口長が、ヒューム管座標設定部３０によって記憶部１００に記憶された最小開口長より大きな値であるか否かを判定する。そして、全ての判定結果を記憶部１００に記憶するとともに、出力装置に出力する。
【００４２】
なお、判定結果の出力には、記憶部１００に記憶した判定結果に基づいて、各項目の判定結果をそれぞれ出力装置に出力することや、全ての項目の判定結果をまとめる処理を行い、処理した判定結果を最終判定結果として出力装置に出力することもできる。
また、記憶部１００に記憶した各処理部の結果を読み出す構成とすることもできる。
【００４３】
本実施形態のクッション材選定システムによって出力された判定結果が問題ない、すなわち、条件設定部１０に入力された条件のクッション材ＣＭで施工が可能な場合は、引き続き次の施工区間の判定を行う。また、出力された判定結果に問題がある、すなわち、条件設定部１０に入力された条件のクッション材ＣＭで施工が不可能な場合は、条件設定部１０に入力するクッション材ＣＭの条件や先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件などを変更して、再度判定を行う。
【００４４】
なお、上述した本実施形態のクッション材選定システムの処理装置の機能をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの処理装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、およびディスプレイなどの出力装置（いずれも図示せず）などからなるコンピュータで実現するようにしても良い。この場合、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０による処理をＣＰＵによって実行し、記憶部１００の機能をＲＡＭやＲＯＭなどの記憶装置によって実現する。
【００４５】
また、上述したクッション材の選定機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４６】
次に、クッション材選定システムの処理手順について説明する。図３は、本実施形態のクッション材選定システムによるクッション材判定の処理手順を示したフローチャートである。また、図４、図５、図６、図７は、クッション材ＣＭを選定する処理装置におけるクッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０の処理を説明する図である。
なお、本クッション材判定の処理手順の説明においては、推進経路が右斜め上（図４（ａ）に示したＥの方向＝右上４５°）に曲がる場合について説明する。また、クッション材ＣＭは、後続管ＨＰｆの端部の全範囲に配置されているものとして説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ１０において、入力装置から推進工法の施工条件、先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件、クッション材ＣＭの条件などの設定条件が入力されると、条件設定部１０は、入力された設定条件を記憶部１００に記憶する。
なお、以下の説明においては、記憶部１００への情報（データ）の記憶の動作および記憶部１００からの情報（データ）の読み出しの動作は省略する。
【００４８】
続いて、ステップＳ２０において、クッション材分割部２０は、後続管ＨＰｆの管径に基づいて、後続管ＨＰｆの端部を含む水平垂直平面（Ｘ−Ｙ平面）を算出し、その後、クッション材配置面算出部２１は、後続管ＨＰｆの管径およびクッション材ＣＭの配置位置に基づいて、後続管ＨＰｆの端部のクッション材配置面の形状を算出する。
【００４９】
続いて、ステップＳ２１において、クッション材分割部２０は、算出した後続管ＨＰｆの端部の形状を含むＸ−Ｙ平面の水平方向（Ｘ方向）および垂直方向（Ｙ方向）それぞれを、例えば、１００分割（セクション化）する。そして、セクション化したＸ−Ｙ平面においてクッション材ＣＭが配置されているセクションを抽出する（図４（ａ）参照）。このセクションの抽出は、例えば、下式（１）に基づいて行う。
【００５０】
【数１】
【００５１】
上式（１）において、Ｄｏは後続管ＨＰｆの外径、Ｄｉは後続管ＨＰｆの内径、ＣｘはＸ−Ｙ平面の中心から対象セクションまでの水平方向の距離、ＣｙはＸ−Ｙ平面の中心から対象セクションまでの垂直方向の距離を示す。上式（１）において、Ｘ−Ｙ平面の中心から現在確認の対象としているセクションまでの距離が、後続管ＨＰｆの外径と内径との間、すなわち、後続管ＨＰｆの端部のコンクリート部分である場合は、確認対象のセクションにクッション材ＣＭが配置されているセクションであると判断し、このセクションを抽出する。
【００５２】
続いて、ステップＳ２２において、クッション材分割部２０は、推進経路内の曲線区間の方向に基づいて、クッション材配置面の中心の傾きを算出する（図４（ｂ）参照）。そして、ステップＳ２３において、推進経路内の曲線区間において内側となる最小開口セクションを検出する。この最小開口セクションのＸ−Ｙ平面の中心からの水平方向の距離Ｃｘおよび垂直方向の距離Ｃｙの検出は、それぞれ、例えば、式（２）の上式と下式に基づいて行う。
【００５３】
【数２】
【００５４】
上式（２）において、θｄは推進経路内の曲線区間の方向を示す。例えば、本クッション材判定の処理手順の説明においては、推進経路が右斜め上（図４（ａ）に示したＥの方向＝右上４５°）に曲がる場合、θの値は４５°であり、ステップＳ３０によって検出される最小開口セクションは、図４（ａ）に示したセクションＡである。以下、セクションＡを「最小開口セクションＡ」と呼ぶ。なお、最小開口セクションＡと対角にあるセクションＣは、曲線区間において外側となるセクション、すなわち、クッション材ＣＭの潰れが最小となるセクションである。すなわち、このセクションＣの開口長は、最大となる。以下、「最大開口セクションＣ」と呼ぶ。
【００５５】
続いて、ステップＳ３０において、ヒューム管座標設定部３０は、Ｘ−Ｙ平面の中心、すなわち、クッション材配置面の中心を基準として、その中心から各セクションまでの距離を座標として設定する。
ここで、各セクションの距離の算出について、図５（ａ）を参照して説明する。各セクションの座標として設定される距離は、クッション材配置面の中心を通る線上から各セクションまでの距離である。
図５（ａ）では、Ａ点は最小開口セクションＡの位置を表し、Ｃ点は、最小開口セクションＡと対角にある最大開口セクションＣの位置を表している。ここで、Ｂ点の位置に配置されているセクション（以下、「セクションＢ」という）に対して、クッション材配置面の中心を通る線（以下、「中心線ＡＣ」という）からの距離を算出する場合を例とする。
まず、中心線ＡＣ上に、下式（３）が成り立つ仮想のセクション（以下、「仮想セクションＤ」という）を仮想し、下式（４）の関係に基づき、最小開口セクションＡから仮想セクションＤまでの距離ＡＤを算出する。この距離ＡＤがセクションＢの座標として設定される。
【００５６】
【数３】
【００５７】
【数４】
【００５８】
続いて、ステップＳ３１において、ヒューム管座標設定部３０は、先行管ＨＰｐの管長、曲線区間の半径に基づいて、先行管ＨＰｐの曲げ角度θａを算出する。この先行管ＨＰｐの曲げ角度θａは、例えば、下式（５）に基づいて算出する（図５（ｂ）参照）。
【００５９】
【数５】
【００６０】
上式（５）において、Ｌは先行管ＨＰｐの管長、Ｒは推進経路内の曲線区間の半径を示す。
【００６１】
続いて、ステップＳ４０において、曲げ角度θａより、各セクションの開口長を算出する。例えば、クッション材ＣＭの最大開口長を開口長ｔｍａｘとすると、仮想セクションＤのクッション材ＣＭの開口長ｔｄは、下式（６）に基づいて算出することができる（図５（ａ）参照）。この仮想セクションＤの開口長ｔｄが、セクションＢのクッション材ＣＭの開口長ｔｂに相当する。なお、推進力算出部４０は、クッション材ＣＭが配置されているクッション材配置面の全てのセクションｎにおける開口長ｔｎを算出する。
【００６２】
【数６】
【００６３】
続いて、ステップＳ４１において、推進力算出部４０は、クッション材ＣＭの圧縮量ｔの初期値（圧縮量ｔ＝０）を設定する。そして、ステップＳ４２において、圧縮量算出部４１は、設定した圧縮量ｔに対して予め定められた値の圧縮量ｔを増加させ、セクションＡにおけるクッション材ＣＭの圧縮量ｔを算出する。また、このときの他のセクションのクッション材ＣＭの圧縮量ｔｎ１を、例えば、上式（６）に基づいて算出する（図６（ａ）参照）。
【００６４】
続いて、ステップＳ４３において、圧縮率算出部４２は、クッション材ＣＭの厚さとステップＳ４２によって算出したセクションｎのクッション材ＣＭの圧縮量ｔｎ１に基づいて、例えば、下式（７）に基づいて、クッション材ＣＭの圧縮率ｅｎ１を算出する。
【００６５】
【数７】
【００６６】
上式（７）において、ｅｎはｎ番目のセクションの圧縮率、ｔｎはｎ番目のセクションの圧縮量、Ｔは元のクッション材ＣＭの厚さを示す。
【００６７】
続いて、ステップＳ４４において、応力算出部４３は、ステップＳ４３によって算出したセクションｎのクッション材ＣＭの圧縮率ｅｎ１に基づいて、応力歪み特性からクッション材ＣＭの応力度σｎ１を求める（図６（ｂ）参照）。
【００６８】
続いて、ステップＳ４５において、セクション推進力算出部４４は、セクションｎの面積とステップＳ４４によって求めたセクションｎのクッション材ＣＭの応力度σｎ１に基づいて、例えば、下式（８）に基づいて、クッション材ＣＭの推進力Ｆｎ１を算出する。
【００６９】
【数８】
【００７０】
上式（８）において、Ｆｎはｎ番目のセクションにかかる推進力、ａｎはｎ番目のセクションの面積を示す。
【００７１】
そして、推進力算出部４０は、全てのセクションの推進力を合計して、現在処理している推進経路内の曲線区間における作用推進力Ｆｂｃを、例えば、下式（９）に基づいて算出する。
【００７２】
【数９】
【００７３】
続いて、推進力算出部４０は、ステップＳ４６において、算出した作用推進力Ｆｂｃが現在処理している推進経路における目標推進力を超えているか否かを確認し、算出した作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えている場合は、ステップＳ５０に進み。算出した作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えていない場合は、ステップＳ４２に戻り、現在設定されている曲げ角度θａに対して予め定められた値の角度θａｎをさらに増加して、作用推進力Ｆｂｃの算出を繰り返す。
【００７４】
なお、推進力算出部４０は、作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えているか否かを確認以外に、各セクションにおけるクッション材ＣＭの応力度が先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆのコンクリートに対する応力度以下であることの確認も行う必要がある。
例えば、上式（９）が成り立つとき、クッション材ＣＭに作用する推進力と、後続管ＨＰｆから先行管ＨＰｐに作用する推進力とが等しくなる。このため、クッション材ＣＭに生じる最大応力度σｍａｘが先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間に生じる最大圧縮応力度となり、この最大応力度σｍａｘが、例えば、下式（１０）を満足するか否かの判断も必要である。仮に、下式（１０）を満足しない場合、先行管ＨＰｐや後続管ＨＰｆが破損してしまうこととなる。
【００７５】
【数１０】
【００７６】
上式（１０）において、σｎＭＡＸは全セクションにおける圧縮応力の最大値、ａｎはｎ番目のセクションの面積、σｃａはコンクリートの許容圧縮応力度を示す。
【００７７】
続いて、クッション材判定部５０は、ステップＳ５０において、現在処理している推進経路内の曲線区間において、算出した結果が、後述する判定条件を全て満足するか否かを確認し、算出した結果が、判定条件を全て満足する場合は、その結果を出力装置に出力して処理を完了する。また、算出した結果が、判定条件を全て満足しない場合は、条件を満足しないことを出力装置に出力し、再び入力装置から推進工法の施工条件、先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件、クッション材ＣＭの条件などの設定条件が入力されるとステップＳ１０に戻り、再度入力された設定条件に基づいてクッション材ＣＭの判定を繰り返す。なお、設定条件の再入力は、算出した結果が、判定条件を全て満足するまで行われる。
【００７８】
ここで、ステップＳ５０における判定条件について説明する。クッション材判定部５０における判定条件は、以下の通りである。
（１）全セクションにおける圧縮応力の最大値σｎＭＡＸが、先行管ＨＰｐの許容応力より小さい値であること、
（２）最大開口長が、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長より小さい値であること、
（３）最小開口長が、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの最小開口長より大きな値であること。
詳細に説明する。推進経路内の曲線区間においては、図７に示すように先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部において、最小開口セクションの対角にある最大開口セクションが開口する。先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部には、図１において説明したように、継手カラーＣＬとパッキン材ＰＫによって囲まれており、施工後において先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆと間に発生する漏れを防止している。しかし、先行管ＨＰｐや後続管ＨＰｆには、その端部の継手カラーＣＬとパッキン材ＰＫの条件によって先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長が設定されており、推進経路内の曲線区間の半径はこの許容開口長に制約されている。例えば、最小開口長、最大開口長、開口差には、下式（１１）に示す関係があり、また、開口差と推進経路内の曲線区間の半径には、下式（１２）に示す関係がある。
【００７９】
【数１１】
【００８０】
【数１２】
【００８１】
上式（１１）において、Ｓｍａｘは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の外側の開口長、Ｓｍｉｎは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の内側の開口長、Ｓｄｉｆｆは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の外側の開口長と内側の開口長との開口差を示す。なお、外側の開口長Ｓｍａｘ、内側開口長Ｓｍｉｎ、開口差Ｓｄｉｆｆは、クッション材ＣＭの厚さと圧縮量とに基づいてその値が変化し、内側開口長Ｓｍｉｎは、さらに後続管ＨＰｆの推進力に基づいてその値が変化する。
【００８２】
その後、現在処理している推進経路内の曲線区間における算出した結果が、判定条件を全て満足した場合、引き続き次の施工区間の判定を行う。なお、次の施工区間の判定を行う際には、今回の処理において算出した結果を引き継いで実施することが望ましい。
【００８３】
次に、クッション材選定システムによって選定されたクッション材ＣＭの配置について説明する。図８は、本実施形態のクッション材選定システムによって選定されたクッション材ＣＭの配置の一例を示した図である。図８においては、クッション材配置面の斜線部分にクッション材ＣＭが配置されている。
図８（ａ）は、推進経路が左右に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であり、後続管ＨＰｆの上下にクッション材ＣＭを配置している。このことによって、左右方向の曲がりにおいてクッション材ＣＭを潰すために発生する応力が後続管ＨＰｆの左右方向には発生しないという効果がある。また、図８（ｂ）は、推進経路が上下に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であり、図８（ａ）と同様に後続管ＨＰｆの上下方向にクッション材ＣＭを潰すための応力が発生しないという効果がある。
図８（ｃ）は、クッション材配置面の全体にクッション材ＣＭが配置されているが、推進経路の上下のクッション材ＣＭが厚くなっている。図８（ｃ）の配置は、例えば、図８（ａ）と同様に推進経路が左右に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であるが、推進経路内の曲線区間におけるヒューム管同士、すなわち、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの接触をクッション材ＣＭで吸収することができる。また、図８（ｄ）は、推進経路の左右のクッション材ＣＭが厚くなっており、図８（ｃ）に対する方向が異なるのみである。
図８（ｅ）は、クッション材配置面の全体に均一にクッション材ＣＭが配置した例であり、推進経路内の曲線区間の方向には有されない。
図８（ｆ）は、上下方向と左右方向で異なる特性のクッション材ＣＭを配置しており、推進経路内の曲線区間の方向に応じて、異なる特性のクッション材ＣＭを配置している例である。
【００８４】
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、推進経路の障害物を回避するために、曲げる推進経路の方向の制約がないように、後続管ＨＰｆに配置するクッション材ＣＭを選定することができる。また、推進経路に合わせて後続管ＨＰｆに配置するクッション材ＣＭを組み合わせることができる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・条件設定部、２０・・・クッション材分割部、２１・・・クッション材配置面算出部、３０・・・ヒューム管座標設定部、４０・・・推進力算出部、４１・・・圧縮量算出部、４２・・・圧縮率算出部、４３・・・応力算出部、４４・・・セクション推進力算出部、５０・・・クッション材判定部、１００・・・記憶部、ＣＭ・・・クッション材、ＨＰｐ・・・先行管（ヒューム管）、ＨＰｆ・・・後続管（ヒューム管）、ＣＬ・・・継手カラー（継手部材）、ＰＫ・・・パッキン材（止水部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法における管の間に使用する推力伝達材を選定するための選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共下水道工事など、地下に管を埋設する埋設工事の施工方法として、推進工法が広く採用されている。推進工法は、管を埋設する全体の範囲を開削せず、例えば、コンクリート製の管を順次地中に押し出していくことによって、管を地下に埋設する施工方法である。この管を以下、「推進管」という。図９に推進工法を説明する概略図を示す。
【０００３】
推進工法による埋設工事の概要は、以下の通りである。
まず、推進管を埋設する始点と終点との位置に、埋設する深さまでの立坑を掘削する。
続いて、推進管の埋設を行う始点である発進立抗ＳＴＨに設置された元押設備ＰＦが、推進管の径に相当する掘進機ＤＭを到達立抗ＥＮＨに向けて押し出すことによって、掘進機ＤＭが地中を掘りながら推進する。このとき、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大の状態、例えば、元押設備ＰＦによって掘進機ＤＭが全て地中に押し込まれた状態となると、掘進機ＤＭの後端に推進管ＨＰｐが押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｐを押し出すことによって、掘進機ＤＭがさらに押し出される。その後、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大となると、推進管ＨＰｐの後端に次の推進管ＨＰｆ１が押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｆ１を押し出す。以降、元押設備ＰＦによる押し出し量が最大となるたびに、推進管ＨＰｆ１の後端に次の推進管ＨＰｆ２以降が押しあてられ、元押設備ＰＦがこの推進管ＨＰｆ２以降を押し出すという工程を繰り返す。
そして、掘進機ＤＭが、推進管の埋設を行う終点である到達立抗ＥＮＨに到達したときには、掘進機ＤＭの押し出しに使用していた推進管（図９においては推進管ＨＰｐおよび推進管ＨＰｆ１〜３）が、掘進機ＤＭの通った経路に残ることとなる。すなわち、推進管ＨＰｐおよび推進管ＨＰｆ１〜３が掘進機ＤＭの通った経路に埋設されたこととなる。
最後に掘進機ＤＭおよび元押設備ＰＦを撤去し、発進立抗ＳＴＨと到達立抗ＥＮＨとを埋め戻すことによって、推進管の埋設工事が完了する。
【０００４】
この推進工法に使用される推進管は、材質としては、コンクリート製、レジンコンクリート製、陶製、鉄製のもので成型されている。そのため、元押設備が推進管を押し出す際に、推進管同士が接触すると、その接触している部分、例えば、図９における推進管ＨＰｐと推進管ＨＰｆ１との端部に破損が起こる。この推進管の破損を防ぎ、かつ、推進管を推進するための推進力を伝達させるための推力伝達材が推進管の端部に取り付けられている。一般に、推力伝達材の材質は、コンクリートなどの許容応力度以下で塑性変形する、例えば、ラワン合板、パーティクルボードや発泡プラスチックなどが使用されている。
【０００５】
また、推進管の埋設工事においては、推進管を埋設する始点と終点とが直線で結べず、始点と終点との間に存在する障害物を回避しながら施工しなければならない状況があるため、始点と終点を曲線で結ぶ推進工法が採用されている。この推進工法において、推力伝達材の材質は、低発泡プラスチックが一般的に使用されている。
上述のような推進工法において、推進管に取り付けられた推力伝達材にかかる応力は、推進経路が直線である区間ＳＴでは全体に均一であるが、推進経路が曲線である区間ＣＶでは全体に均一とはならず、推進経路が曲がる方向の応力がより強くなってしまう（図１０参照）。このため、推進管に取り付ける推力伝達材は、不均一な応力を考慮して選定することが必要となる。
【０００６】
この推力伝達材の選定方法に関して、日本下水道管渠推進技術協会より文書（非特許文献１参照）が開示されており、推進工法による推力伝達材の応力を算出するためのソフトウェア（非特許文献２参照）も配布されている。このソフトウェアを使用することによって、推力伝達材を選定する際の、推力伝達材の厚さ、推進管への取り付け位置（推力伝達材の配置）などが算出される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】推進工法体系ＩＩ 計画設計・施工管理・基礎知識偏，社団法人 日本下水道管渠推進技術協会，Ｐ．８７−１０７，２００７年版
【非特許文献２】軸力検証ソフト取扱説明書、および計算方法，社団法人 日本下水道管渠推進技術協会、説明書ｖｏｌ＿１．５２，２００８．０２．０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１および非特許文献２においては、推進経路に存在する障害物を左右（水平）方向に回避するための推力伝達材の選定方法が記載されている。
しかしながら、実際の埋設工事においては、推進経路に存在する障害物を左右方向のみではなく、上下（垂直）方向に回避しながら施工しなくてはならない状況となることがあり、この上下方向に推進経路を曲げて障害物を回避するための推力伝達材の選定方法がないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、推進経路の障害物を回避するために、左右方向のみではなく、上下方向を含めて３６０度方向に推進経路を曲げることができる推力伝達材を選定する選定システム、選定方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の選定システムは、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムにおいて、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手段によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手段によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、前記推進力算出手段によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の前記施工条件は、前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、前記推進管条件は、前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、前記推力伝達材条件は、前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、前記推力伝達材分割手段は、前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手段、を備え、前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、前記座標設定手段は、前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、前記推進力算出手段は、前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手段と、前記圧縮量算出手段によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、前記圧縮率算出手段によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手段と、前記応力算出手段によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手段と、を備え、前記ブロック推進力算出手段によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、前記判定手段は、前記応力算出手段によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の選定方法は、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定方法において、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手順と、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手順と、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手順によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手順と、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手順によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手順と、前記推進力算出手順によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手順と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の前記施工条件は、前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、前記推進管条件は、前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、前記推力伝達材条件は、前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、前記推力伝達材分割手順は、前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手順、を含み、前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、前記座標設定手順は、前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、前記推進力算出手順は、前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手順と、前記圧縮量算出手順によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手順と、前記圧縮率算出手順によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手順と、前記応力算出手順によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手順と、を含み、前記ブロック推進力算出手順によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、前記判定手順は、前記応力算出手順によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のプログラムは、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の記録媒体は、推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、推進工法によって推進管を埋設する推進経路に存在する障害物を回避する際に、左右方向のみではなく、上下方向を含めて３６０度方向に推進経路を曲げることができる推進管の推力伝達材を選定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のヒューム管およびクッション材選定システムにおいて選定されるクッション材の特性を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態によるクッション材選定システムにおいてクッション材を選定する処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のクッション材選定システムによるクッション材判定の処理手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるクッション材分割処理を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態におけるヒューム管の開口算出処理を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態におけるヒューム管の推進力算出処理を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態におけるヒューム管の条件判断処理を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態におけるクッション材配置の一例を示した図である。
【図９】推進工法の概要を示した図である。
【図１０】推進工法における推進管の配置の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のクッション材選定システムは、推進工法によって推進管を埋設する推進経路に存在する障害物を回避するために必要な推力伝達材（以下、「クッション材」という）を選定するシステムである。
推進管としては、コンクリート製のヒューム管や、ボックスカルバート、レジンコンクリート製のレジン管、陶製の陶管、鉄製のダクタイル管などがあげられ、代表的なものとして、ヒューム管があげられる。推進管を以下、「ヒューム管」という。
【００１９】
まず、本実施形態によるヒューム管の構成と、クッション材選定システムにおいて選定されるクッション材の特性について説明する。図１は、本実施形態のヒューム管およびクッション材選定システムによって選定するクッション材ＣＭの特性を説明する図である。図１（ａ）は、ヒューム管の端部を模式的に示した図である。推進工法によって推進する側（図１（ａ）の左側）のヒューム管（以下、「後続管」という）ＨＰｆの端部には、クッション材ＣＭが配置されている。また、後続管ＨＰｆの端部の外周は、継手部材（継手カラー）ＣＬおよび止水部材（パッキン材）ＰＫによって囲まれており、推進工法によって推進される側（図１（ａ）の右側）のヒューム管（以下、「先行管」という）ＨＰｐが細くなっている。このことによって、推進経路を曲げた場合に継手カラーＣＬ内で方向を変えることができる。また、パッキン材ＰＫによって、施工後において先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆと間に発生する漏れを防止している。
【００２０】
また、本実施形態において使用されるクッション材ＣＭは、例えば、発泡スチロール製のクッション材であり、小さな気泡を含んだビーズが多数積層された構造を有する。クッション材ＣＭは、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間で、先行管ＨＰｐを推進する際に発生する応力の集中を緩和するものである。すなわち、先行管ＨＰｐを推進するための応力が後続管ＨＰｆに伝えられると、後続管ＨＰｆが先行管ＨＰｐを押し出すことによって先行管ＨＰｐが推進されるが、このときに後続管ＨＰｆに伝えられた応力に応じてクッション材ＣＭが潰れながら先行管ＨＰｐに応力を伝える。このようにクッション材ＣＭが潰れることによって、後続管ＨＰｆに与えられた応力が広い面積で先行管ＨＰｐに伝達され、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆの間の応力の集中が緩和される。
【００２１】
なお、クッション材の発泡スチロールに含まれる気泡の量によって、ヒューム管に伝えられた応力に対するクッション材の潰れ量（歪み）が異なる。このヒューム管に伝えられた応力に応じたクッション材の歪みを示したのが応力歪み特性である。
本実施形態のクッション材選定システムは、応力歪み特性が異なる様々なクッション材から最適な特性を示すクッション材を選定する。
【００２２】
図１（ｂ）は、クッション材ＣＭの応力歪み特性の一例であり、横軸にクッション材ＣＭの圧縮率、縦軸に圧縮率に応じて変化する圧縮応力度を表したグラフである。また、図１（ｃ）は、クッション材ＣＭが圧縮され、その圧縮が開放されたときのクッション材ＣＭの断面におけるビーズの形状を表した図である。
【００２３】
図１（ｂ）は、先行管ＨＰｐに続いて後続管ＨＰｆが推進されることによって、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆの間に配置されたクッション材ＣＭの圧縮率が高くなっていく状態を示している。
クッション材ＣＭの圧縮応力度は、図１（ｂ）に示すように、３つの領域に分けることができる。まず、図１（ｂ）の最初の期間（ｂ−１）期間は、クッション材ＣＭの圧縮率が高まる初期の段階を示している。この期間（ｂ−１）を弾性域と呼ぶ。この弾性域においては、後続管ＨＰｆに伝達された応力に応じてクッション材ＣＭのビーズが潰されるが、応力が開放されることによって潰されたビーズが元の形状に戻る（図１（ｃ−１）参照）。
【００２４】
また、図１（ｂ）の期間（ｂ−２）期間は、弾性域よりもさらにクッション材ＣＭの圧縮率が高まった段階を示している。この期間（ｂ−２）を弾塑性域と呼ぶ。この弾塑性域においては、後続管ＨＰｆに伝達された応力に応じてクッション材ＣＭのビーズが潰され、応力が開放されても応力に応じて潰されたビーズが元の形状には戻らず、潰れた形状を維持する（図１（ｃ−２）参照）。なお、この弾塑性域においては、クッション材ＣＭの圧縮率によって潰れたビーズの形状が異なるが、クッション材ＣＭの圧縮応力度の変化は少なく、後続管ＨＰｆに伝えられた応力を安定して先行管ＨＰｐに伝えることができる。
【００２５】
また、図１（ｂ）の期間（ｂ−３）期間は、弾塑性域よりもさらにクッション材ＣＭの圧縮率が高まった段階を示している。この期間（ｂ−３）を塑性域と呼ぶ。この塑性域では、クッション材ＣＭのビーズが全て完全に潰れた状態となり、応力が開放されても全てのビーズは潰れた形状である（図１（ｃ−３）参照）。この塑性域においては、後続管ＨＰｆに伝えられた応力を先行管ＨＰｐに全て伝えるため、応力の集中を緩和することができない。
【００２６】
このように、後続管ＨＰｆに伝達された応力の大きさ（圧縮率）に応じてクッション材ＣＭの圧縮応力度が異なる。また、上述のように、クッション材の発泡スチロールに含まれる気泡の量によっても、応力歪み特性が異なる。
従って、本実施形態のクッション材選定システムでは、推進経路の全区間におけるクッション材ＣＭの圧縮応力度が、弾塑性域（図１（ｂ−２）領域）内であるクッション材ＣＭを選定することが望ましい。
【００２７】
次に、本実施形態のクッション材選定システムにおける処理装置の構成について説明する。図２は、本実施形態によるクッション材選定システムにおいて、クッション材ＣＭを選定する処理装置の概略構成を示したブロック図である。図２において、クッション材選定システムは、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０および記憶部１００から構成される。また、クッション材分割部２０は、クッション材配置面算出部２１を備えている。また、推進力算出部４０は、圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、セクション推進力算出部４４を備えている。
なお、図２における記憶部１００は、本実施形態のクッション材ＣＭを選定する処理装置外に備える構成とすることもできる。また、図２の説明においては、図１における先行管ＨＰｐを後続管ＨＰｆが押し出す場合について説明する。
【００２８】
記憶部１００は、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、およびクッション材判定部５０によって書き込み（記憶）および読み出しが可能なデータを記憶する。
なお、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、およびクッション材判定部５０は、その処理過程において、記憶部１００への情報（データ）の書き込みおよび記憶部１００からの情報（データ）の読み出しを随時行うが、以下の説明においては、記憶部１００からの情報（データ）の読み出し動作の説明は省略する。また、本発明においては、記憶部１００に記憶されている情報（データ）のデータ形式に関しての規定はしない。
【００２９】
条件設定部１０は、例えば、キーボードなどの入力装置によって、推進工法の施工条件、使用するヒューム管の条件、クッション材の条件などの設定条件が入力される。
また、条件設定部１０は、入力された上述の設定条件を記憶部１００に記憶する。
【００３０】
なお、条件設定部１０に入力する施工条件は、以下の通りである。
（１）推進経路の各区間を先行管ＨＰｐが通過するときの目標推進力、
（２）推進経路内の曲線区間の半径、
（３）推進経路内の曲線区間の方向（例えば、予め定められた基準線に対する上下左右の方向を表す角度）。
また、条件設定部１０に入力するヒューム管（先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆ）の条件は、以下の通りである。
（１）後続管ＨＰｆの端部の外径および内径の大きさ（以下、「管径」という）、
（２）先行管ＨＰｐの長さ（以下、「管長」という）、
（３）先行管ＨＰｐを推進する際に許容できる応力（以下、「許容応力」という）。
（４）先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間において許容できる隙間の距離（以下、「許容開口長」という）。
また、条件設定部１０に入力するクッション材ＣＭの条件は、以下の通りである。
（１）クッション材ＣＭの応力歪み特性を含む品種情報（以下、「品種情報」という）、
（２）クッション材ＣＭの厚さ、
（３）後続管ＨＰｆの端部におけるクッション材ＣＭの配置位置。
【００３１】
クッション材分割部２０内のクッション材配置面算出部２１は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径およびクッション材ＣＭの配置位置に基づいて、後続管ＨＰｆの端部におけるクッション材ＣＭが配置される配置面の形状を算出し、算出したクッション材配置面の形状の情報を記憶部１００に記憶する。
【００３２】
クッション材分割部２０は、クッション材配置面算出部２１によって算出されたクッション材配置面の形状を、予め定められた水平方向（Ｘ方向）の幅および予め定められた垂直方向（Ｙ方向）の幅の複数のブロック（以下、「セクション」という）に分割し、この分割したセクションの情報を記憶部１００に記憶する。また、クッション材分割部２０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された推進経路内の曲線区間の方向に基づいて、曲線区間において内側となるセクション、すなわち、クッション材ＣＭが最大に潰れるセクションの位置を検出し、検出したセクションの位置情報を記憶部１００に記憶する。なお、現在処理している推進経路内の曲線区間において、クッション材ＣＭが最大に潰れるセクションは、先行管の端部と後続管の端部との隙間の距離（以下、「開口長」という）が最小となることから、以下、「最小開口セクション」と呼ぶ。
【００３３】
ヒューム管座標設定部３０は、クッション材配置面算出部２１によって記憶部１００に記憶されたクッション材配置面の情報に基づいて、クッション材配置面の中心、すなわち、後続管ＨＰｆの端部の中心を基準とし、このクッション材配置面の中心から各セクションまでの距離を座標として設定し、設定した各セクションの座標情報を記憶部１００に記憶する。
【００３４】
ヒューム管座標設定部３０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径、先行管ＨＰｐの管長、推進経路内の曲線区間の半径に基づいて、先行管ＨＰｐが推進される方向の角度を算出し、記憶部１００に記憶する。
【００３５】
推進力算出部４０は、圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、によって、現在処理している推進経路内の曲線区間における後続管ＨＰｆに配置されたクッション材ＣＭの圧縮量、圧縮率、応力度を順次算出する。その後、セクション推進力算出部４４によって最終的な推進力（以下、「作用推進力」という）を算出する。なお、推進力の算出における圧縮量算出部４１、圧縮率算出部４２、応力算出部４３、セクション推進力算出部４４のそれぞれの算出結果は、記憶部１００に記憶される。また、推進力算出部４０による作用推進力の算出は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された目標推進力を超えるまで、繰り返される。
【００３６】
圧縮量算出部４１は、推進力算出部４０が設定した先行管ＨＰｐの曲げ角度における各セクションの圧縮量を算出し、圧縮率算出部４２に出力する。
【００３７】
圧縮率算出部４２は、圧縮量算出部４１から入力された各セクションの圧縮量と、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの厚さに基づいて、各セクションの圧縮率を算出し、応力算出部４３に出力する。
なお、圧縮率算出部４２において使用されるクッション材ＣＭの厚さは、最初に圧縮率を算出するときには条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの厚さが用いられるが、引き続き圧縮率の算出が行われる場合は、前回算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さが用いられる。また、前回算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さは、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの品種情報より算出され、圧縮率算出部４２によって各セクションの圧縮率が算出される毎に記憶部１００に記憶される。なお、本発明においては、算出した推進力によって潰された状態のクッション材ＣＭの厚さの算出方法に関しての規定はしない。
【００３８】
応力算出部４３は、圧縮率算出部４２から入力された各セクションの圧縮率と、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの品種情報とに基づいて、各セクションの応力度を算出し、セクション推進力算出部４４に出力する。
【００３９】
セクション推進力算出部４４は、各セクションのクッション材ＣＭの面積と、応力算出部４３から入力された各セクションの応力度に基づいて、各セクションの推進力を算出する。
なお、セクション推進力算出部４４において使用される各セクションのクッション材ＣＭの面積は、クッション材分割部２０が各セクションに分割する際に用いられた予め定められた水平方向および垂直方向の幅の値から算出することができる。なお、本発明においては、クッション材ＣＭの面積の算出方法に関しての規定はしない。
【００４０】
クッション材判定部５０は、推進力算出部４０によって記憶部１００に記憶された作用推進力に基づいて、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶されたクッション材ＣＭの条件が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された施工条件で使用可能であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、その判定結果を記憶部１００に記憶するとともに、本実施形態のクッション材選定システムの判定結果として出力する。
【００４１】
また、クッション材判定部５０は、推進力算出部４０によって記憶部１００に記憶された各セクションの応力度の中の最大値が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された先行管ＨＰｐの許容応力より小さい値であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された後続管ＨＰｆの管径、先行管ＨＰｐの管長、推進経路内の曲線区間の半径に基づいて算出した最大開口長が、条件設定部１０によって記憶部１００に記憶された先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長より小さい値であるか否かを判定する。また、クッション材判定部５０は、算出した最小開口長が、ヒューム管座標設定部３０によって記憶部１００に記憶された最小開口長より大きな値であるか否かを判定する。そして、全ての判定結果を記憶部１００に記憶するとともに、出力装置に出力する。
【００４２】
なお、判定結果の出力には、記憶部１００に記憶した判定結果に基づいて、各項目の判定結果をそれぞれ出力装置に出力することや、全ての項目の判定結果をまとめる処理を行い、処理した判定結果を最終判定結果として出力装置に出力することもできる。
また、記憶部１００に記憶した各処理部の結果を読み出す構成とすることもできる。
【００４３】
本実施形態のクッション材選定システムによって出力された判定結果が問題ない、すなわち、条件設定部１０に入力された条件のクッション材ＣＭで施工が可能な場合は、引き続き次の施工区間の判定を行う。また、出力された判定結果に問題がある、すなわち、条件設定部１０に入力された条件のクッション材ＣＭで施工が不可能な場合は、条件設定部１０に入力するクッション材ＣＭの条件や先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件などを変更して、再度判定を行う。
【００４４】
なお、上述した本実施形態のクッション材選定システムの処理装置の機能をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの処理装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、およびディスプレイなどの出力装置（いずれも図示せず）などからなるコンピュータで実現するようにしても良い。この場合、条件設定部１０、クッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０による処理をＣＰＵによって実行し、記憶部１００の機能をＲＡＭやＲＯＭなどの記憶装置によって実現する。
【００４５】
また、上述したクッション材の選定機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４６】
次に、クッション材選定システムの処理手順について説明する。図３は、本実施形態のクッション材選定システムによるクッション材判定の処理手順を示したフローチャートである。また、図４、図５、図６、図７は、クッション材ＣＭを選定する処理装置におけるクッション材分割部２０、ヒューム管座標設定部３０、推進力算出部４０、クッション材判定部５０の処理を説明する図である。
なお、本クッション材判定の処理手順の説明においては、推進経路が右斜め上（図４（ａ）に示したＥの方向＝右上４５°）に曲がる場合について説明する。また、クッション材ＣＭは、後続管ＨＰｆの端部の全範囲に配置されているものとして説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ１０において、入力装置から推進工法の施工条件、先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件、クッション材ＣＭの条件などの設定条件が入力されると、条件設定部１０は、入力された設定条件を記憶部１００に記憶する。
なお、以下の説明においては、記憶部１００への情報（データ）の記憶の動作および記憶部１００からの情報（データ）の読み出しの動作は省略する。
【００４８】
続いて、ステップＳ２０において、クッション材分割部２０は、後続管ＨＰｆの管径に基づいて、後続管ＨＰｆの端部を含む水平垂直平面（Ｘ−Ｙ平面）を算出し、その後、クッション材配置面算出部２１は、後続管ＨＰｆの管径およびクッション材ＣＭの配置位置に基づいて、後続管ＨＰｆの端部のクッション材配置面の形状を算出する。
【００４９】
続いて、ステップＳ２１において、クッション材分割部２０は、算出した後続管ＨＰｆの端部の形状を含むＸ−Ｙ平面の水平方向（Ｘ方向）および垂直方向（Ｙ方向）それぞれを、例えば、１００分割（セクション化）する。そして、セクション化したＸ−Ｙ平面においてクッション材ＣＭが配置されているセクションを抽出する（図４（ａ）参照）。このセクションの抽出は、例えば、下式（１）に基づいて行う。
【００５０】
【数１】
【００５１】
上式（１）において、Ｄｏは後続管ＨＰｆの外径、Ｄｉは後続管ＨＰｆの内径、ＣｘはＸ−Ｙ平面の中心から対象セクションまでの水平方向の距離、ＣｙはＸ−Ｙ平面の中心から対象セクションまでの垂直方向の距離を示す。上式（１）において、Ｘ−Ｙ平面の中心から現在確認の対象としているセクションまでの距離が、後続管ＨＰｆの外径と内径との間、すなわち、後続管ＨＰｆの端部のコンクリート部分である場合は、確認対象のセクションにクッション材ＣＭが配置されているセクションであると判断し、このセクションを抽出する。
【００５２】
続いて、ステップＳ２２において、クッション材分割部２０は、推進経路内の曲線区間の方向に基づいて、クッション材配置面の中心の傾きを算出する（図４（ｂ）参照）。そして、ステップＳ２３において、推進経路内の曲線区間において内側となる最小開口セクションを検出する。この最小開口セクションのＸ−Ｙ平面の中心からの水平方向の距離Ｃｘおよび垂直方向の距離Ｃｙの検出は、それぞれ、例えば、式（２）の上式と下式に基づいて行う。
【００５３】
【数２】
【００５４】
上式（２）において、θｄは推進経路内の曲線区間の方向を示す。例えば、本クッション材判定の処理手順の説明においては、推進経路が右斜め上（図４（ａ）に示したＥの方向＝右上４５°）に曲がる場合、θの値は４５°であり、ステップＳ３０によって検出される最小開口セクションは、図４（ａ）に示したセクションＡである。以下、セクションＡを「最小開口セクションＡ」と呼ぶ。なお、最小開口セクションＡと対角にあるセクションＣは、曲線区間において外側となるセクション、すなわち、クッション材ＣＭの潰れが最小となるセクションである。すなわち、このセクションＣの開口長は、最大となる。以下、「最大開口セクションＣ」と呼ぶ。
【００５５】
続いて、ステップＳ３０において、ヒューム管座標設定部３０は、Ｘ−Ｙ平面の中心、すなわち、クッション材配置面の中心を基準として、その中心から各セクションまでの距離を座標として設定する。
ここで、各セクションの距離の算出について、図５（ａ）を参照して説明する。各セクションの座標として設定される距離は、クッション材配置面の中心を通る線上から各セクションまでの距離である。
図５（ａ）では、Ａ点は最小開口セクションＡの位置を表し、Ｃ点は、最小開口セクションＡと対角にある最大開口セクションＣの位置を表している。ここで、Ｂ点の位置に配置されているセクション（以下、「セクションＢ」という）に対して、クッション材配置面の中心を通る線（以下、「中心線ＡＣ」という）からの距離を算出する場合を例とする。
まず、中心線ＡＣ上に、下式（３）が成り立つ仮想のセクション（以下、「仮想セクションＤ」という）を仮想し、下式（４）の関係に基づき、最小開口セクションＡから仮想セクションＤまでの距離ＡＤを算出する。この距離ＡＤがセクションＢの座標として設定される。
【００５６】
【数３】
【００５７】
【数４】
【００５８】
続いて、ステップＳ３１において、ヒューム管座標設定部３０は、先行管ＨＰｐの管長、曲線区間の半径に基づいて、先行管ＨＰｐの曲げ角度θａを算出する。この先行管ＨＰｐの曲げ角度θａは、例えば、下式（５）に基づいて算出する（図５（ｂ）参照）。
【００５９】
【数５】
【００６０】
上式（５）において、Ｌは先行管ＨＰｐの管長、Ｒは推進経路内の曲線区間の半径を示す。
【００６１】
続いて、ステップＳ４０において、曲げ角度θａより、各セクションの開口長を算出する。例えば、クッション材ＣＭの最大開口長を開口長ｔｍａｘとすると、仮想セクションＤのクッション材ＣＭの開口長ｔｄは、下式（６）に基づいて算出することができる（図５（ａ）参照）。この仮想セクションＤの開口長ｔｄが、セクションＢのクッション材ＣＭの開口長ｔｂに相当する。なお、推進力算出部４０は、クッション材ＣＭが配置されているクッション材配置面の全てのセクションｎにおける開口長ｔｎを算出する。
【００６２】
【数６】
【００６３】
続いて、ステップＳ４１において、推進力算出部４０は、クッション材ＣＭの圧縮量ｔの初期値（圧縮量ｔ＝０）を設定する。そして、ステップＳ４２において、圧縮量算出部４１は、設定した圧縮量ｔに対して予め定められた値の圧縮量ｔを増加させ、セクションＡにおけるクッション材ＣＭの圧縮量ｔを算出する。また、このときの他のセクションのクッション材ＣＭの圧縮量ｔｎ１を、例えば、上式（６）に基づいて算出する（図６（ａ）参照）。
【００６４】
続いて、ステップＳ４３において、圧縮率算出部４２は、クッション材ＣＭの厚さとステップＳ４２によって算出したセクションｎのクッション材ＣＭの圧縮量ｔｎ１に基づいて、例えば、下式（７）に基づいて、クッション材ＣＭの圧縮率ｅｎ１を算出する。
【００６５】
【数７】
【００６６】
上式（７）において、ｅｎはｎ番目のセクションの圧縮率、ｔｎはｎ番目のセクションの圧縮量、Ｔは元のクッション材ＣＭの厚さを示す。
【００６７】
続いて、ステップＳ４４において、応力算出部４３は、ステップＳ４３によって算出したセクションｎのクッション材ＣＭの圧縮率ｅｎ１に基づいて、応力歪み特性からクッション材ＣＭの応力度σｎ１を求める（図６（ｂ）参照）。
【００６８】
続いて、ステップＳ４５において、セクション推進力算出部４４は、セクションｎの面積とステップＳ４４によって求めたセクションｎのクッション材ＣＭの応力度σｎ１に基づいて、例えば、下式（８）に基づいて、クッション材ＣＭの推進力Ｆｎ１を算出する。
【００６９】
【数８】
【００７０】
上式（８）において、Ｆｎはｎ番目のセクションにかかる推進力、ａｎはｎ番目のセクションの面積を示す。
【００７１】
そして、推進力算出部４０は、全てのセクションの推進力を合計して、現在処理している推進経路内の曲線区間における作用推進力Ｆｂｃを、例えば、下式（９）に基づいて算出する。
【００７２】
【数９】
【００７３】
続いて、推進力算出部４０は、ステップＳ４６において、算出した作用推進力Ｆｂｃが現在処理している推進経路における目標推進力を超えているか否かを確認し、算出した作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えている場合は、ステップＳ５０に進み。算出した作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えていない場合は、ステップＳ４２に戻り、現在設定されている曲げ角度θａに対して予め定められた値の角度θａｎをさらに増加して、作用推進力Ｆｂｃの算出を繰り返す。
【００７４】
なお、推進力算出部４０は、作用推進力Ｆｂｃが目標推進力を超えているか否かを確認以外に、各セクションにおけるクッション材ＣＭの応力度が先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆのコンクリートに対する応力度以下であることの確認も行う必要がある。
例えば、上式（９）が成り立つとき、クッション材ＣＭに作用する推進力と、後続管ＨＰｆから先行管ＨＰｐに作用する推進力とが等しくなる。このため、クッション材ＣＭに生じる最大応力度σｍａｘが先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの間に生じる最大圧縮応力度となり、この最大応力度σｍａｘが、例えば、下式（１０）を満足するか否かの判断も必要である。仮に、下式（１０）を満足しない場合、先行管ＨＰｐや後続管ＨＰｆが破損してしまうこととなる。
【００７５】
【数１０】
【００７６】
上式（１０）において、σｎＭＡＸは全セクションにおける圧縮応力の最大値、ａｎはｎ番目のセクションの面積、σｃａはコンクリートの許容圧縮応力度を示す。
【００７７】
続いて、クッション材判定部５０は、ステップＳ５０において、現在処理している推進経路内の曲線区間において、算出した結果が、後述する判定条件を全て満足するか否かを確認し、算出した結果が、判定条件を全て満足する場合は、その結果を出力装置に出力して処理を完了する。また、算出した結果が、判定条件を全て満足しない場合は、条件を満足しないことを出力装置に出力し、再び入力装置から推進工法の施工条件、先行管ＨＰｐおよび後続管ＨＰｆの条件、クッション材ＣＭの条件などの設定条件が入力されるとステップＳ１０に戻り、再度入力された設定条件に基づいてクッション材ＣＭの判定を繰り返す。なお、設定条件の再入力は、算出した結果が、判定条件を全て満足するまで行われる。
【００７８】
ここで、ステップＳ５０における判定条件について説明する。クッション材判定部５０における判定条件は、以下の通りである。
（１）全セクションにおける圧縮応力の最大値σｎＭＡＸが、先行管ＨＰｐの許容応力より小さい値であること、
（２）最大開口長が、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長より小さい値であること、
（３）最小開口長が、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの最小開口長より大きな値であること。
詳細に説明する。推進経路内の曲線区間においては、図７に示すように先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部において、最小開口セクションの対角にある最大開口セクションが開口する。先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部には、図１において説明したように、継手カラーＣＬとパッキン材ＰＫによって囲まれており、施工後において先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆと間に発生する漏れを防止している。しかし、先行管ＨＰｐや後続管ＨＰｆには、その端部の継手カラーＣＬとパッキン材ＰＫの条件によって先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの許容開口長が設定されており、推進経路内の曲線区間の半径はこの許容開口長に制約されている。例えば、最小開口長、最大開口長、開口差には、下式（１１）に示す関係があり、また、開口差と推進経路内の曲線区間の半径には、下式（１２）に示す関係がある。
【００７９】
【数１１】
【００８０】
【数１２】
【００８１】
上式（１１）において、Ｓｍａｘは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の外側の開口長、Ｓｍｉｎは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の内側の開口長、Ｓｄｉｆｆは先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの端部の外側の開口長と内側の開口長との開口差を示す。なお、外側の開口長Ｓｍａｘ、内側開口長Ｓｍｉｎ、開口差Ｓｄｉｆｆは、クッション材ＣＭの厚さと圧縮量とに基づいてその値が変化し、内側開口長Ｓｍｉｎは、さらに後続管ＨＰｆの推進力に基づいてその値が変化する。
【００８２】
その後、現在処理している推進経路内の曲線区間における算出した結果が、判定条件を全て満足した場合、引き続き次の施工区間の判定を行う。なお、次の施工区間の判定を行う際には、今回の処理において算出した結果を引き継いで実施することが望ましい。
【００８３】
次に、クッション材選定システムによって選定されたクッション材ＣＭの配置について説明する。図８は、本実施形態のクッション材選定システムによって選定されたクッション材ＣＭの配置の一例を示した図である。図８においては、クッション材配置面の斜線部分にクッション材ＣＭが配置されている。
図８（ａ）は、推進経路が左右に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であり、後続管ＨＰｆの上下にクッション材ＣＭを配置している。このことによって、左右方向の曲がりにおいてクッション材ＣＭを潰すために発生する応力が後続管ＨＰｆの左右方向には発生しないという効果がある。また、図８（ｂ）は、推進経路が上下に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であり、図８（ａ）と同様に後続管ＨＰｆの上下方向にクッション材ＣＭを潰すための応力が発生しないという効果がある。
図８（ｃ）は、クッション材配置面の全体にクッション材ＣＭが配置されているが、推進経路の上下のクッション材ＣＭが厚くなっている。図８（ｃ）の配置は、例えば、図８（ａ）と同様に推進経路が左右に曲がる場合のクッション材ＣＭの配置例であるが、推進経路内の曲線区間におけるヒューム管同士、すなわち、先行管ＨＰｐと後続管ＨＰｆとの接触をクッション材ＣＭで吸収することができる。また、図８（ｄ）は、推進経路の左右のクッション材ＣＭが厚くなっており、図８（ｃ）に対する方向が異なるのみである。
図８（ｅ）は、クッション材配置面の全体に均一にクッション材ＣＭが配置した例であり、推進経路内の曲線区間の方向には有されない。
図８（ｆ）は、上下方向と左右方向で異なる特性のクッション材ＣＭを配置しており、推進経路内の曲線区間の方向に応じて、異なる特性のクッション材ＣＭを配置している例である。
【００８４】
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、推進経路の障害物を回避するために、曲げる推進経路の方向の制約がないように、後続管ＨＰｆに配置するクッション材ＣＭを選定することができる。また、推進経路に合わせて後続管ＨＰｆに配置するクッション材ＣＭを組み合わせることができる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・条件設定部、２０・・・クッション材分割部、２１・・・クッション材配置面算出部、３０・・・ヒューム管座標設定部、４０・・・推進力算出部、４１・・・圧縮量算出部、４２・・・圧縮率算出部、４３・・・応力算出部、４４・・・セクション推進力算出部、５０・・・クッション材判定部、１００・・・記憶部、ＣＭ・・・クッション材、ＨＰｐ・・・先行管（ヒューム管）、ＨＰｆ・・・後続管（ヒューム管）、ＣＬ・・・継手カラー（継手部材）、ＰＫ・・・パッキン材（止水部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムにおいて、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手段によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手段によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、
前記推進力算出手段によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする選定システム。
【請求項２】
前記施工条件は、
前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、
前記推進管条件は、
前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、
前記推力伝達材条件は、
前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、
前記推力伝達材分割手段は、
前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手段、を備え、
前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、
前記座標設定手段は、
前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、
前記推進力算出手段は、
前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手段と、
前記圧縮量算出手段によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、
前記圧縮率算出手段によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手段と、
前記応力算出手段によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手段と、を備え、
前記ブロック推進力算出手段によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、
前記判定手段は、
前記応力算出手段によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、
前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の選定システム。
【請求項３】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定方法において、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手順と、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手順と、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手順によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手順と、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手順によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手順と、
前記推進力算出手順によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手順と、
を備えることを特徴とする選定方法。
【請求項４】
前記施工条件は、
前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、
前記推進管条件は、
前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、
前記推力伝達材条件は、
前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、
前記推力伝達材分割手順は、
前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手順、を含み、
前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、
前記座標設定手順は、
前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、
前記推進力算出手順は、
前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手順と、
前記圧縮量算出手順によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手順と、
前記圧縮率算出手順によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手順と、
前記応力算出手順によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手順と、を含み、
前記ブロック推進力算出手順によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、
前記判定手順は、
前記応力算出手順によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、
前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項３に記載の選定方法。
【請求項５】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、
前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、
前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムにおいて、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手段と、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手段と、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手段によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手段と、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手段によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手段と、
前記推進力算出手段によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする選定システム。
【請求項２】
前記施工条件は、
前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、
前記推進管条件は、
前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、
前記推力伝達材条件は、
前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、
前記推力伝達材分割手段は、
前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手段、を備え、
前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、
前記座標設定手段は、
前記推力伝達材配置面算出手段によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、
前記推進力算出手段は、
前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手段と、
前記圧縮量算出手段によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、
前記圧縮率算出手段によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手段と、
前記応力算出手段によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手段と、を備え、
前記ブロック推進力算出手段によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、
前記判定手段は、
前記応力算出手段によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、
前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の選定システム。
【請求項３】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定方法において、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定手順と、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割手順と、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割手順によって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定手順と、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定手順によって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出手順と、
前記推進力算出手順によって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定手順と、
を備えることを特徴とする選定方法。
【請求項４】
前記施工条件は、
前記推進管を推進する際の目標推進力、曲線区間の半径、推進方向を含み、
前記推進管条件は、
前記推進管の長さ、径の長さ、強度、許容開口長を含み、
前記推力伝達材条件は、
前記推進管の端部に配置する前記推力伝達材の配置位置、厚さ、応力特性を含み、
前記推力伝達材分割手順は、
前記推進管の径の長さと前記推力伝達材の配置位置とに基づいて前記推力伝達材の配置面を算出する推力伝達材配置面算出手順、を含み、
前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された前記推力伝達材の配置面を水平方向と垂直方向との複数のブロックに分割し、
前記座標設定手順は、
前記推力伝達材配置面算出手順によって算出された推力伝達材の配置面の中心から前記分割された各ブロックまでの距離を座標として設定し、
前記推進力算出手順は、
前記推進管の推進方向と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮量を算出する圧縮量算出手順と、
前記圧縮量算出手順によって算出された圧縮量と前記推力伝達材の厚さとに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の圧縮率を算出する圧縮率算出手順と、
前記圧縮率算出手順によって算出された圧縮率と前記推力伝達材の応力特性とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の応力を算出する応力算出手順と、
前記応力算出手順によって算出された応力と前記分割されたブロックの面積とに基づいて前記分割されたブロック毎に前記推力伝達材の推進力を算出するブロック推進力算出手順と、を含み、
前記ブロック推進力算出手順によって算出されたブロック毎の推進力を合算することによって前記推進管の推進力を算出し、
前記判定手順は、
前記応力算出手順によって算出された前記ブロック毎の前記推力伝達材の応力が前記推進管の強度より少ないか否かを判断し、
前記推進管の推進方向に基づいて算出した開口長が、前記推進管の許容開口長の範囲内であるか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項３に記載の選定方法。
【請求項５】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、
前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
推進工法によって埋設する推進管の端部に配置する推力伝達材を選定する選定システムのコンピュータに、
推進経路の方向を表す施工条件と、前記推進管の外形と設置条件を表す推進管条件と、前記推力伝達材の圧縮特性を表す推力伝達材条件とを設定する条件設定ステップと、
前記設定された推進管条件と推力伝達材条件とに基づいて、前記推力伝達材を直交する２つの方向の複数のブロックに分割する推力伝達材分割ステップと、
前記設定された施工条件と推進管条件とに基づいて、前記推力伝達材分割ステップによって分割された前記推力伝達材のブロックの座標を設定する座標設定ステップと、
前記設定された推力伝達材条件と、前記座標設定ステップによって設定された座標に基づいて、前記推進管の推進力を算出する推進力算出ステップと、
前記推進力算出ステップによって算出された前記推進管の推進力が、前記設定された推進管条件に合致するか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３６１９３（Ｐ２０１０−２３６１９３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２４９６（Ｐ２００９−８２４９６）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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