Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3775876B2 - Control method and control apparatus for shield machine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3775876B2 - Control method and control apparatus for shield machine - Google Patents

Control method and control apparatus for shield machine Download PDF

Info

Publication number
JP3775876B2
JP3775876B2 JP1841097A JP1841097A JP3775876B2 JP 3775876 B2 JP3775876 B2 JP 3775876B2 JP 1841097 A JP1841097 A JP 1841097A JP 1841097 A JP1841097 A JP 1841097A JP 3775876 B2 JP3775876 B2 JP 3775876B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
expansion
speed
jack
contraction
shield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1841097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10212896A (en
Inventor
泉 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP1841097A priority Critical patent/JP3775876B2/en
Publication of JPH10212896A publication Critical patent/JPH10212896A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3775876B2 publication Critical patent/JP3775876B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドジャッキを伸ばしながら推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより後胴部の引き寄せ動作とカッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法および制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シールド掘進機は、シールド本体の前端部に設けられるカッタヘッドと、前記シールド本体の内周部に設けられ既設セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得るシールドジャッキとを有する構造とされ、シールドジャッキを伸長させながらカッタヘッドにより切羽面を掘削するとともに、カッタヘッドがセグメントの所定分進んだところで掘削を停止し、この後、シールドジャッキを収縮させてその収縮により形成される隙間に新設セグメントを搬入してそれらセグメントの組付けを行い、この組付けの完了後に再度掘進を行うようにされている。
【０００３】
ところが、このように間欠的に掘進動作を行うものでは作業効率が良くないことから、掘進動作とセグメント組付け動作とを並行して行うようにしたシールド掘進機が従来よりいろいろと提案されている。
【０００４】
例えば特開平２−２５２８９５号公報に開示されたものにおいては、シールドジャッキのストロークをセグメント２リング分押せるストロークとし、シールドジャッキストロークが１リング以上となった時点よりセグメントを組付ける箇所のシールドジャッキのストロークを戻し、この箇所にセグメントを逐次組付けるとともに、このセグメントの組付け中にシールドジャッキを伸長させて掘進を行うように構成され、また例えば特公平３−２３７２０号公報に開示されたものにおいては、シールド本体を前胴部と後胴部とに２分割し、前胴部と後胴部とを推進ジャッキで連結するとともに後胴部にシールドジャッキを設け、セグメント組付け中推進ジャッキを伸長させて掘進を行い、セグメント組付け完了後推進ジャッキを縮めながらシールドジャッキを伸長させて後胴部を前進させるように構成されている。
【０００５】
しかしながら、前記前者（特開平２−２５２８９５号公報）のものでは、シールドジャッキ長さが長くなるために機長が長くなって、発進立坑の径を大きくする必要があったり、曲線施工が困難になるなどの問題点があった。
また、前記後者（特公平３−２３７２０号公報）のものでは、機長を短くすることはできるが、前胴部と後胴部とがシールドジャッキと平行配置の推進ジャッキで連結されているため、この推進ジャッキによって前胴部の回転トルクを支持することができず、トルク伝達機構を別途設ける必要があるなどの問題点があった。また、掘進とセグメント組付けとを同時に行った後に後胴部を前方に引き寄せる動作が必要なために、この動作の分だけ施工時間が余分にかかり、施工速度が低下するという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本出願人は、これら従来技術の有する問題点を解消することを目的として、シールドジャッキの伸び速度と伸縮部の縮み速度との差が所望の掘進速度となるように両ジャッキの速度ないしストロークを制御するようにし、これによって、後胴部の引き寄せ動作とカッタヘッドの掘進動作とを並行して行うことのできるシールド掘進機を特開平７−１８９５８６号公報において提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開平７−１８９５８６号公報に記載の発明では、シールドジャッキと推進ジャッキの速度差の設定方法については開示されているものの、各ジャッキの速度そのものをいくつに設定すれば良いかについてまでは言及されていない。
【０００８】
例えば、セグメント幅が１０００ｍｍ、前・後胴部間の伸縮部の許容ストローク量が５００ｍｍ、掘進速度が４０ｍｍ／分のとき、シールドジャッキ伸び速度が８０ｍｍ／分、推進ジャッキによる伸縮部の縮み速度が４０ｍｍ／分とすれば、伸縮部が縮みきる時間（５００ｍｍ／４０ｍｍ＝１２．５分）の間にちょうどシールドジャッキが伸びきる（１０００ｍｍ／８０ｍｍ＝１２．５分）ので特に問題は生じない。
しかし、シールドジャッキ伸び速度が９０ｍｍ／分、伸縮部の縮み速度が５０ｍｍ／分である場合には、伸縮部が縮みきる時間（５００ｍｍ／５０ｍｍ＝１０分）内ではシールドジャッキは伸びきらない（９０ｍｍ／分×１０分＝９００ｍｍ＜１０００ｍｍ）。従って、伸縮部が縮みきった時点で後胴引き寄せを終了してしまうと、次のリングのセグメントが組めなくなるという問題がある。
一方、伸縮部が縮みきった後も、同じ速度（上の例では９０ｍｍ／分）でシールドジャッキを伸ばすと、掘進速度がそれまでの４０ｍｍ／分から９０ｍｍ／分に急激に変化することとなり、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかなくなるといった問題点が発生する。
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、前胴部と後胴部とを有する複胴式（テレスコピック式）の同時施工シールド機で、シールドジャッキを伸ばしながら推進ジャッキを縮めて後胴引き寄せと掘進とを並行して行う場合に、シールドジャッキが所定のストロークだけ伸びきる前に前・後胴部間の伸縮部（テレスコピック部）が縮みきって、次のセグメントが組み込めなくなるのを防止することのできるシールド掘進機の制御方法および制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度とその伸縮部の縮み速度との差が所定の掘進速度となるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度が前記掘進速度となり、前記伸縮部の縮み速度が零になるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、たとえシールドジャッキが伸びきる前に前・後胴部間の伸縮部が縮みきったとしても、シールドジャッキを伸ばす操作をその後も続けることができる。従って、シールドジャッキを伸ばしきることができるので、次のリングのセグメントを組む際に支障になることがない。また、伸縮部が縮みきる前と後とで掘進速度が変化することがないので、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかない等といった問題も生じない。
【００１２】
次に、第２発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 がそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めるのに要する時間と丁度同じ時間内で、シールドジャッキを次のセグメント組立てに必要なストロークだけ伸ばすことができる。すなわち、伸縮部が縮みきるのとシールドジャッキが伸びきるのとを同時に終わらせることができる。
【００１４】
次に、第３発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 がそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００１５】
前記第２発明に係る制御方法のように制御する場合には、シールドジャッキおよび推進ジャッキの速度をきわめて正確に制御することが要求される。しかし、現実的にはこれらジャッキの制御に際して若干の制御誤差はつきものであるので、シールドジャッキが必要なストロークだけ伸びきる前に、伸縮部が縮みきってしまう可能性もある。この場合、次のリングのセグメントが組めなくなる。そこでシールドジャッキの伸び速度と伸縮部の縮み速度とを、ともに定数ｕの値だけ第２発明における速度値より小さく設定するようにする。こうすれば、制御が正確に行われた場合には、伸縮部が縮みきるより若干早くシールドジャッキが必要なだけ伸びきるし、また制御誤差により伸縮部の縮みが多少早まった場合でも先に伸縮部が縮みきることは起きなくなる。なお、この定数ｕの値をどのくらいにするかは、速度がどの程度の精度で制御できるかによって異なるが、目安としては掘進速度ｖの数％から１割程度が良い。
【００１６】
次に、第４発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
に設定し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 を零に設定し、これら設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明においては、前記第２発明のように制御しても、シールドジャッキより先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは前記第２発明に基づいてシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行い、伸縮部が縮みきった後は、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、伸縮部の縮み速度を零に設定してそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行うようにしている。こうして、シールドジャッキが伸びきる前に伸縮部が縮みきったとしても、シールドジャッキを伸ばす操作をその後も続けてそのシールドジャッキを伸ばしきることができるので、次のリングのセグメントを組む際に支障になることがない。また、伸縮部が伸びきる前と後とで掘進速度が変化することがないので、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかない等といった問題も生じない。
【００１８】
次に、第５発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
に設定し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 を零に設定し、これら設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明においては、前記第４発明と同様、前記第３発明のように制御しても、シールドジャッキより先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは前記第３発明に基づいてシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行い、伸縮部が縮みきった後は、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、伸縮部の縮み速度を零に設定してそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行うようにしている。
【００２０】
次に、第６発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1 ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御するか、または
ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００２１】
前記第１発明においては、当該シールド掘進機の掘進速度が外部から掘進速度設定器に与えられ、シールドジャッキの伸び速度と伸縮部の縮み速度との差がこの与えられた掘進速度になるように各ジャッキが制御されていたが、本発明においては、掘進速度を与える代わりにシールドジャッキの速度もしくは伸縮部の速度が与えられ、オペレータが例えば運転席に表示される掘進速度の値を見ながら、この掘進速度が所望の速度となるようにシールドジャッキの速度もしくは伸縮部の速度を調整するという制御方法によって制御される。こうして、第１発明と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００２２】
次に、第７発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1 ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ＋ｕ
もしくは
Ｖ1 ＝（１＋α）Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし、Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ，α：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御するか、または
ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ−ｕ
もしくは
Ｖ2 ＝（１−α）Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明においては、前記第３発明と同様、ジャッキの制御に際しての制御誤差に基づき、シールドジャッキが必要なストロークだけ伸びきる前に、伸縮部が縮みきってしまう可能性がある点に鑑み、シールドジャッキの伸び速度を第６発明における速度値より大きく、あるいは伸縮部の縮み速度を第６発明における速度値より小さく設定するようにされている。こうすれば、制御が正確に行われた場合には、伸縮部が縮みきるより若干早くシールドジャッキが必要なだけ伸びきるし、また制御誤差により伸縮部の縮みが多少早まった場合でも先に伸縮部が縮みきることは起きなくなる。なお、この定数ｕの値の目安としてはシールドジャッキの伸び速度もしくは伸縮部の縮み速度の０〜１０％程度、定数αの値の目安としては０〜０．１程度とするのが良い。
【００２４】
次に、第８発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1=Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ’（Ｂ／Ａ−１）となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように推進ジャッキを制御するか、または
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2=Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ”（１−Ａ／Ｂ）となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明においては、前記第６発明のように制御しても、シールドジャッキより先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは前記第６発明に基づいてシールドジャッキもしくは推進ジャッキの制御を行い、伸縮部が縮みきった後は、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度をｖ’（Ｂ／Ａ−１）またはｖ”（１−Ａ／Ｂ）に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を零に設定してそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行うようにしている。こうして、シールドジャッキが伸びきる前に伸縮部が縮みきったとしても、シールドジャッキを伸ばす操作をその後も続けてそのシールドジャッキを伸ばしきることができるので、次のリングのセグメントを組む際に支障になることがない。また、伸縮部が伸びきる前と後とで掘進速度が変化することがないので、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかない等といった問題も生じない。
【００２６】
次に、第９発明によるシールド掘進機の制御方法は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1=Ｖ2 Ｂ／Ａ＋ｕ
もしくは
Ｖ1=（１＋α) Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ，α：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ’（Ｂ／Ａ−１）＋ｕもしくは（（１＋α）Ｂ／Ａ−１）ｖ’となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように推進ジャッキを制御するか、または
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2=Ｖ1 Ａ／Ｂ−ｕ
もしくは
Ｖ2=（１−α）Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ”（１−Ａ／Ｂ）＋ｕもしくは（１−（１−α）Ａ／Ｂ）ｖ”となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明においては、前記第８発明と同様、前記第６発明のように制御しても、シールドジャッキより先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは前記第６発明に基づいてシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行い、伸縮部が縮みきった後は、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度をｖ’（Ｂ／Ａ−１）＋ｕもしくは（（１＋α）Ｂ／Ａ−１）ｖ’またはｖ”（１−Ａ／Ｂ）＋ｕもしくは（１−（１−α）Ａ／Ｂ）ｖ”に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を零に設定してそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの制御を行うようにしている。
【００２８】
次に、第１０発明によるシールド掘進機の制御装置は、
カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御装置であって、
（ａ）前記シールドジャッキの伸び側端を検出する伸び側端検出手段、
（ｂ）前記伸縮部の縮側端を検出する縮側端検出手段、
（ｃ）この縮側端検出手段により前記伸縮部が縮側端に達したことが検出されるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度と前記伸縮部の縮み速度との差が所定の掘進速度となるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度を設定し、前記縮側端検出手段により前記伸縮部が縮側端に達したことが検出された後、前記伸び側端検出手段により前記シールドジャッキが伸び側端に達したことが検出されるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度が前記所定の掘進速度となり、前記伸縮部の縮み速度が零になるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度を設定するジャッキ速度設定手段および
（ｄ）このジャッキ速度設定手段により設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを駆動するジャッキ制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明によるシールド掘進機の制御装置は、第１発明によるシールド掘進機の制御方法を具体的に実現するための装置であって、伸縮部が縮側端に達したことが縮側端検出手段により検出されるまでは、シールドジャッキの伸び速度と伸縮部の縮み速度との差が所定の掘進速度となるようにシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度がジャッキ速度設定手段にて設定され、前記縮側端検出手段により伸縮部が縮側端に達したことが検出された後、伸び側端検出手段によりシールドジャッキが伸び側端に達したことが検出されるまでは、シールドジャッキの伸び速度が前記所定の掘進速度となり、伸縮部の縮み速度が零になるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度がジャッキ速度設定手段にて設定され、このジャッキ速度設定手段により設定される速度になるようにジャッキ制御手段にてシールドジャッキおよび推進ジャッキが駆動制御される。こうして、シールドジャッキが伸びきる前に伸縮部が縮みきったとしても、シールドジャッキをその後も伸ばしきることができるので、次のリングのセグメントを組む際に支障になることがない。また、前胴部と後胴部との伸縮部が伸びきる前と後とで掘進速度が変化しないので、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかないといった問題を生じることもない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるシールド掘進機の制御方法および制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
（第１実施例）
図１に、本発明の第１実施例に係るシールド掘進機の概略構成図が示されている。図示のように、本実施例のシールド掘進機においては、シールドフレームが、円筒状の前部シールドフレーム（以下、「前胴部」という。）１と、この前胴部１の後部に配される円筒状の後部シールドフレーム（以下、「後胴部」という。）２とに分割形成されている。後胴部２の前部は前胴部１に内接するようにその前胴部１に対して摺動自在に嵌合され、後胴部２の後部（非嵌合部）は前胴部１と同径になるように拡径されている。また、これら前胴部１と後胴部２との摺動部にはシールが配されてその摺動部からの水，土砂等の侵入が防がれている。
【００３２】
前記前胴部１の前部にはカッタヘッド３が回転自在に装着され、このカッタヘッド３の回転によって地山の掘削が行われるようになっている。また、後胴部２の後部内周側には、図示されないエレクタによってセグメント４がリング状に組付けられるようになっている。
【００３３】
また、前記後胴部２の内周面には、先端部がセグメント４の端面に押し当て可能な複数個のシールドジャッキ５が円周上に設けられており、これらシールドジャッキ５が既設のセグメント４の端面に押し当てられると、セグメント４から後胴部２に推進反力が与えられる。
【００３４】
また、前胴部１と後胴部２とは、円周上に設けられる複数本（本実施例では６本）の推進ジャッキ６（６ａ〜６ｆ）によって互いに連結されている。この推進ジャッキ６は、互いに隣接するジャッキ同士が「ハ」の字形に配置されてなる、所謂パラレルリンク機構で構成され、これによって前胴部１と後胴部２との相対位置と姿勢とが６自由度（ｘ，ｙ，ｚ軸方向の位置とローリング，ピッチング，ヨーイングの３方向の回転）にて制御できるようにされている。なお、図１中符号７で示されているのは、後胴部２とセグメント４との隙間からの水等の侵入を防止するためのテールシールである。
【００３５】
図２の制御システム構成図に示されているように、前記シールドジャッキ５のうちの１本以上にはそれらシールドジャッキ５のジャッキストロークを検知するシールドジャッキストローク計８が設けられるとともに、図示されない油圧ユニットから各シールドジャッキ５に供給される圧油の流量を制御する流量制御弁９が設けられる。同様に、前記推進ジャッキ６にはそれら推進ジャッキ６のジャッキストロークを検知する推進ジャッキストローク計１０が各ジャッキ毎に設けられ、図示されない油圧ユニットから各推進ジャッキ６に供給される圧油の流量を制御するサーボ弁１１が設けられる。
【００３６】
前記流量制御弁９は流量制御弁制御器１２によって制御される。この制御を実行するために、シールドジャッキ５の速度を設定するシールドジャッキ速度設定部１５が設けられており、オペレータから希望のシールドジャッキ速度が指示されている。この指示されたシールドジャッキ速度と、シールドジャッキストローク計８からの信号によりシールドジャッキ５の伸側端を検出するシールドジャッキの伸側エンド検出部１３からの信号と、推進ジャッキストローク計１０からの信号により前胴部１と後胴部２の伸縮部の縮側端を検出する伸縮部の縮側エンド検出部１４からの信号とに基づき、シールドジャッキ速度設定部１５はシールドジャッキ速度を設定し、流量制御弁制御器に対して、設定したシールドジャッキ速度に応じた信号を出力する。一方、前記サーボ弁１１はサーボ弁制御器１６によって制御される。この制御を実行するために、シールドジャッキの伸側エンド検出部１３，伸縮部の縮側エンド検出部１４，シールドジャッキ速度設定部１５および当該シールド掘進機の掘進速度を設定する掘進速度設定部１７からの各信号に基づき伸縮部の速度を設定する伸縮部速度設定部１８が設けられている。掘進速度設定部１７には、オペレータから希望の掘進速度が指示されている。こうして、サーボ弁制御器１６では、推進ジャッキストローク計１０から出力されるストローク信号と前記伸縮部速度設定部１８から与えられる伸縮部速度に基づき設定される目標ストローク信号との偏差に応じてサーボ弁１１に制御指令を発し、各推進ジャッキ６のストロークが制御される。
なお、サーボ弁制御器１６では、伸縮部速度設定部１８から与えられる伸縮部速度から、ある時間間隔Δｔ毎に次のようにして目標ストローク信号が計算される。まずその時刻における伸縮部の目標伸縮量を計算する。これは前回、すなわち時間Δｔだけ前に計算した伸縮部の目標伸縮量から、与えられた伸縮部速度と時間間隔Δｔの積を差し引くことで計算できる（ただし伸縮部伸縮量は伸び方向をプラス、伸縮部速度は縮みをプラスとする）。伸縮部の目標伸縮量が決まると、後胴部２に対する前胴部１の目標位置・姿勢が計算できる。このことは、各推進ジャッキ６ａ〜６ｆの前胴部１側の取付ピン中心位置の存在すべき位置が、後胴部２を基準として求まることを意味する。一方、各推進ジャッキ６ａ〜６ｆの後胴部２側の取付ピン中心の後胴部を基準とした位置は固定値であり、機械寸法として事前に与えておくことができる。すなわち、前胴部１の目標位置・姿勢が求まると、各推進ジャッキ６ａ〜６ｆの前胴部１側および後胴部２側の取付ピン中心位置が決定され、従って、各推進ジャッキ６ａ〜６ｆのピン間距離を求め、目標ストローク量が計算できる。なお、推進ジャッキ６により前胴部と後胴部を伸縮のみならず屈曲もさせる場合には、後胴部２に対する前胴部１の目標位置・姿勢を、伸縮部の目標伸縮量と目標屈曲角度から計算するようにすればよい。
【００３７】
次に、図１，図３，図４，図５を参照しながら、本実施例のシールド掘進機の作動手順を説明する。なお、本実施例において、前胴部１と後胴部２の伸縮部は４５０ｍｍの許容ストロークを有しており、このストロークはセグメント幅９００ｍｍの半分であるとする。
【００３８】
まず、図１に示されているように、全てのシールドジャッキ５が伸び、全ての推進ジャッキ６ａ〜６ｆが縮んでいる状態を１サイクル（セグメント１リング分の施工）のスタート状態とする。この状態から、カッタヘッド３を回転させながら推進ジャッキ６ａ〜６ｆ、すなわち前胴部１と後胴部２の伸縮部を伸ばしていき、地山を掘削する。このカッタヘッド３による掘進と同時に、図３に示されているように、シールドジャッキ５の一部（１ピースのセグメント４を組付けるのに必要な分）を縮め、この縮めたシールドジャッキ５に対応するセグメント４（図３で破線で示す）の組付けを行う。セグメント４が組み付けられたら、縮められていた一部のシールドジャッキ５は、その組み付けられたセグメント４に当接するまで伸ばされる。一方、他のシールドジャッキ５は一定の長さを保ったままセグメント４の端面からの反力を支持している。
【００３９】
次に、１リング分のセグメント４の組付けが完了し、かつ図４に示されているように、伸縮部が伸びきると、言い換えれば４５０ｍｍの掘進が終わると、次にシールドジャッキ５を伸ばすと同時に推進ジャッキ６ａ〜６ｆを縮めることにより後胴部２を引き寄せながら掘進を行う。この場合、掘進速度を例えば３０ｍｍ／分、シールドジャッキ５の伸び速度を６０ｍｍ／分にしたとすると、伸縮部の縮み速度は３０ｍｍ／分となる。このように速度を設定し制御すると、伸縮部が縮みきったときに、丁度シールドジャッキ５が伸びきることになる。図５には、後胴部２の引き寄せ途中の状態が示されている。こうして引き寄せが完了すると図１に示される状態に戻って１サイクルの作業が完了する。
【００４０】
ところで、前述の各ジャッキ５，６の速度は必ずしも上記のように都合良く設定されるとは限らず、また正確に制御できるとも限らないので、先に伸縮部が縮みきってしまうこともあり得る。この場合には、伸縮部が縮みきった後に、シールドジャッキ速度をそれまでの掘進速度に等しい値に、上記の例で言えば３０ｍｍ／分に変更する。こうすればその前後で掘進速度が変化せず、一定速度で掘進を継続することができる。
【００４１】
次に、前述のようなシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作を図６に示されるフローチャートによって説明する。
【００４２】
Ｓ１：後胴部２の引き寄せを開始すると、シールドジャッキ５が伸びきったか否かをシールドジャッキの伸側エンド検出部１３により検出する。そして、シールドジャッキ５が伸びきっている場合にはステップＳ５に進み、伸びきっていない場合にはステップＳ２に進む。
Ｓ２〜Ｓ３：伸縮部が縮みきったか否かを伸縮部の縮側エンド検出部１４により検出する。そして、縮みきっていない場合には、シールドジャッキ速度設定部１５はシールドジャッキ５の速度をオペレータから指示された所定の速度Ｖ1 に設定し、流量制御弁制御器１２に指令を出してシールドジャッキを制御するとともに、伸縮部速度設定部１８ではこのシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 と伸縮部の縮み速度Ｖ2 との差がオペレータから指示された所定の掘進速度ｖとなるように，言い換えれば伸縮部の縮み速度Ｖ2 がＶ1 −ｖとなるように推進ジャッキ６の速度を設定し、サーボ弁制御器１６に指令を出して推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
【００４３】
Ｓ４：伸縮部が縮みきった後は、伸縮部の縮側エンド検出部１４からシールドジャッキ速度設定部１５および伸縮部速度設定部１８にそのことが伝えられる。シールドジャッキ速度設定部１５ではシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 を指示された掘進速度ｖに設定し、シールドジャッキ５を制御する。伸縮部速度設定部１８では伸縮部の縮み速度を０に設定してサーボ弁制御器に指令し、推進ジャッキ６が制御される。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
Ｓ５：シールドジャッキ速度設定部１５でシールドジャッキ伸び速度を０に、伸縮部速度設定部１８で伸縮部縮み速度を０に設定し、シールドジャッキ５、推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が済むとフローを終了する。
【００４４】
このような制御によって、前述のようにシールドジャッキ５が伸びきる前に先に伸縮部が縮みきったとしても、シールドジャッキ５を伸ばす操作をその後も続けることができる。これにより、シールドジャッキ５を伸ばしきることができるので、次のリングのセグメント４を組む際に支障になることがない。また、伸縮部が伸びきる前と後とで掘進速度が変化することがないので、切羽が不安定になったり、排土処理が追いつかないといった問題を生じるのを回避することができる。
【００４５】
（第２実施例）
本実施例においては、伸縮部を縮めるのに要する時間と丁度同じ時間内でシールドジャッキ５を所要ストロークだけ伸ばすことができるように、言い換えれば伸縮部が縮みきるのとシールドジャッキが伸びきるのとを同時に終わらせることができるように、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 と伸縮部の縮み速度Ｖ2 とをそれぞれ次式のように設定するものである。
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ） ・・・（１）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ） ・・・（２）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする。
【００４６】
本実施例では、図７の制御システム構成図に示されているように、シールドジャッキ速度設定部１５によるシールドジャッキ５の速度設定は、掘進速度設定部１７からの信号に基づいて前記（１）式を演算することにより行われ、また同様に、伸縮部速度設定部１８による伸縮部の速度設定は、掘進速度設定部１７からの信号に基づいて前記（２）式を演算することにより行われる。なお本実施例では第１実施例と異なり、シールドジャッキ５の速度Ｖ1 は前記（１）式によって計算されるので、シールドジャッキ速度設定部１５にはオペレータからシールドジャッキ５の速度は指示されない。またこの実施例では、シールドジャッキストローク計８、シールドジャッキの伸側エンド検出部１３、伸縮部の縮側エンド検出部１４は不要である。これら速度設定の仕方が相違する以外は、図２に示される第１実施例のシステム構成図と基本的に異なるところがない。
【００４７】
（第３実施例）
本実施例においては、前記第２実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御しても、現実的には若干の制御誤差が発生することを考慮し、シールドジャッキ伸び速度と伸縮部縮み速度をともにある値ｕだけ小さく設定するようにしている。例えば掘進速度を３０ｍｍ／分、シールドジャッキの伸び速度を６０ｍｍ／分−２ｍｍ／分＝５８ｍｍ／分とし、伸縮部の縮み速度を３０ｍｍ／分−２ｍｍ／分＝２８ｍｍ／分としておく。こうすれば、シールドジャッキ５がセグメント幅分（９００ｍｍ）だけ伸びきるのに要する時間は１５．５分、この間に伸縮部が縮む距離は４３４ｍｍとなり、１６ｍｍの余裕があるので、多少の制御誤差があっても伸縮部が先に縮みきる可能性は小さくなる。
【００４８】
すなわち、本実施例では、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 と伸縮部の縮み速度Ｖ2 とをそれぞれ次式のように設定するものである。
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ ・・・（３）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ ・・・（４）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする。
ここで、定数ｕは、掘進速度ｖの０〜１０％の値に設定するのが好ましい。
この実施例の制御システム構成図は、図７に示した第２実施例の制御システム構成図と同じである。
【００４９】
（第４実施例）
本実施例においては、前記第２実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御したとしても、シールドジャッキ５より先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは、前記第２実施例のようにシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ設定し、伸縮部が縮みきった後には、前記第１実施例のように、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 を指定された所定の掘進速度ｖに設定するとともに、伸縮部の縮み速度Ｖ2 を０に設定するようにしたものである。
【００５０】
本実施例の制御システム構成図を図８に示す。本実施例では、伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５及び伸縮部速度設定部１８において、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 は、それぞれ前述の（１）式および（２）式に示されるように設定される。また、伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出された後、シールドジャッキの伸側エンド検出部１３によりシールドジャッキ５が伸びきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５及び伸縮部速度設定部１８において、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 が指定された所定の掘進速度ｖに設定されるとともに、伸縮部の縮み速度Ｖ2 が０に設定される。
【００５１】
次に、本実施例におけるシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作を図９に示されるフローチャートによって説明する。
【００５２】
Ｓ１：後胴部２の引き寄せを開始すると、シールドジャッキ５が伸びきったか否かをシールドジャッキの伸側エンド検出部１３により検出する。そして、シールドジャッキ５が伸びきっている場合にはステップＳ５に進み、伸びきっていない場合にはステップＳ２に進む。
Ｓ２〜Ｓ３ａ：伸縮部が縮みきったか否かを伸縮部の縮側エンド検出部１４により検出する。そして、縮みきっていない場合には、シールドジャッキ速度設定部１５はシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 をＢｖ／（Ｂ−Ａ）に設定し、流量制御弁制御器１２に指令を出してシールドジャッキを制御するとともに、伸縮部速度設定部１８では伸縮部の縮み速度Ｖ2 をＡｖ／（Ｂ−Ａ）に設定し、サーボ弁制御器１６に指令を出して推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
【００５３】
Ｓ４：伸縮部が縮みきった後は、伸縮部の縮側エンド検出部１４からシールドジャッキ速度設定部１５および伸縮部速度設定部１８にそのことが伝えられる。シールドジャッキ速度設定部１５では，シールドジャッキ５の伸び速度を指示された掘進速度ｖに設定し、シールドジャッキ５を制御する。伸縮部速度設定部１８では伸縮部の縮み速度を０に設定してサーボ弁制御器に指令し、推進ジャッキ６が制御される。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
Ｓ５：シールドジャッキ速度設定部１５でシールドジャッキ伸び速度を０に、伸縮部速度設定部１８で伸縮部縮み速度を０に設定し、シールドジャッキ５、推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が済むとフローを終了する。
【００５４】
（第５実施例）
本実施例においては、前記第３実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御したとしても、シールドジャッキ５より先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは、前記第３実施例のようにシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ設定し、伸縮部が縮みきった後には、前記第１実施例のように、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 を指示された所定の掘進速度ｖに設定するとともに、伸縮部の縮み速度Ｖ2 を０に設定するようにしたものである。
【００５５】
すなわち、本実施例では、伸縮部が縮みきるまでは、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ前述の（３）式および（４）式に示されるように設定する。また、伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 を指示された所定の掘進速度ｖに設定するとともに、伸縮部の縮み速度Ｖ2 を０に設定する。
【００５６】
この実施例の制御システム構成図は、図８に示した第４実施例の制御システム構成図と同じである。本実施例におけるシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作が図１０のフローチャートに示されている。このフローチャートにおいては、ステップＳ３ｂにおけるシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 の各設定値が異なる以外は、第４実施例と基本的に異なるところがない。したがって、その詳細な説明を省略することとする。
【００５７】
（第６実施例）
前記各実施例では、まずシールド掘進機の掘進速度ｖを与えて、シールドジャッキ５の伸び速度と伸縮部の縮み速度との差がその掘進速度ｖになるように各ジャッキ５，６を制御するものとされているが、シールドジャッキ５を所定の速度で伸長させ、これに基づき伸縮部の縮み速度を決定して推進ジャッキ６を制御し、掘進速度ｖはそれら各ジャッキ５，６の差として結果的に定まるようにするやり方も可能である。この場合、運転者は、運転席に表示される掘進速度を見ながらその掘進速度が所望の速度になるようにシールドジャッキ５の速度を手動で調整することとなる。
【００５８】
このような知見に基づき、本実施例では、ある設定速度ｖ”でシールドジャッキ５を伸ばすとともに、シールドジャッキ５の実際の伸び速度Ｖ1 に対し伸縮部の縮み速度Ｖ2 が
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ ・・・（５）
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように推進ジャッキ６を制御するようにされている。
【００５９】
本実施例では、図１１の制御システム構成図に示されているように、シールドジャッキのジャッキスピードを検出するシールドジャッキスピード計１９が設けられている。そして、伸縮部速度設定部１８による伸縮部の速度設定は、このシールドジャッキスピード計１９からの信号に基づいて（５）式によりなされるようにされている。シールドジャッキ速度設定部１５には、オペレータからシールドジャッキ５の速度ｖ”が指示される。なお、シールドジャッキスピード計１９を設ける代わりに、シールドジャッキストローク計８の出力を微分してシールドジャッキスピードを得るような構成にしても良い。この制御システム構成は、以下の第７実施例にも共通している。
【００６０】
本実施例の変形例として、ある設定速度ｖ’で伸縮部を縮めるとともに、伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ ・・・（６）
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるようにシールドジャッキ５を制御するような変形例も可能である。
この変形例の制御システム構成図を図１２に示す。図１１に比べて、シールドジャッキスピード計１９がなく、伸縮部スピード計２０が新たに追加されている。伸縮部スピード計２０からの出力はシールドジャッキ速度設定部１５に入力され、前記（６）式によりシールドジャッキ５の伸び速度が設定される。
なお、伸縮部スピード計２０を設ける代わりに、推進ジャッキストローク計１０の出力を微分して推進ジャッキスピードを得、これから伸縮部スピードを計算するような構成、ないしは推進ジャッキストローク計１０の出力から伸縮部の伸縮量を計算し、これを微分して伸縮部スピードを計算するような構成にしても良い。
【００６１】
（第７実施例）
本実施例においては、前記第６実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御しても、現実的には若干の制御誤差が発生することを考慮し、シールドジャッキ５の伸び速度を第６実施例における伸び速度より大きく設定し、伸縮部の縮み速度を第６実施例における縮み速度より小さく設定するようにしている。こうすることで、制御が正確に行われた場合には、伸縮部が縮みきるより若干早くシールドジャッキ５が必要なだけ伸びきるし、また制御誤差により伸縮部の縮みが多少早まった場合でも先に伸縮部が縮みきることは起きなくなる。
【００６２】
すなわち、本実施例では、ある設定速度ｖ”でシールドジャッキ５を伸ばすとともに、シールドジャッキ５の実際の伸び速度Ｖ1 に対し、伸縮部の縮み速度Ｖ2 が次式を満たすように推進ジャッキ６が制御される。
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ−ｕ ・・・（７）
もしくは
Ｖ2 ＝（１−α）Ｖ1 Ａ／Ｂ ・・・（８）
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする。
ここで、定数ｕは伸縮部の縮み速度Ｖ2 の０〜１０％程度の値、αは０〜０．１程度の値とするのが良い。本実施例の制御システム構成は図１１の第６実施例と同じである。
【００６３】
本実施例には次のような変形例も考えられる。すなわち、ある設定速度ｖ’で伸縮部を縮めるとともに、伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 が次式を満たすようにシールドジャッキ５を制御する。
Ｖ1 ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ＋ｕ ・・・（９）
もしくは
Ｖ1 ＝（１＋α）Ｖ2 Ｂ／Ａ ・・・（１０）
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ，α：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
ここで、定数ｕはシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 の０〜１０％程度の値、αは０〜０．１程度の値とするのが良い。本変形例の制御システム構成は図１２の第６実施例の変形例と同じである。
【００６４】
（第８実施例）
本実施例においては、前記第６実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御したとしても、シールドジャッキ５より先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは、前記第６実施例のようにシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 および伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ設定し、伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度をｖ”（１−Ａ／Ｂ）に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を０に設定するようにしたものである。
【００６５】
本実施例の制御システム構成図を図１３に示す。本実施例では、伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５においてシールドジャッキ５の伸び速度をｖ”に、また伸縮部速度設定部１８において伸縮部の縮み速度Ｖ2 を（５）式の通りに設定し、シールドジャッキ５及び推進ジャッキ６を制御する。伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出された後、シールドジャッキの伸側エンド検出部１３によりシールドジャッキ５が伸びきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５においてシールドジャッキ５の伸び速度をｖ”（１−Ａ／Ｂ）に、また伸縮部速度設定部１８において、伸縮部の縮み速度を０に設定し、これら設定される速度になるようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６が制御される。
【００６６】
本実施例におけるシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作が図１４のフローチャートに示されている。以下、このフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６７】
Ｓ１：後胴部２の引き寄せを開始すると、シールドジャッキ５が伸びきったか否かをシールドジャッキの伸側エンド検出部１３により検出する。そして、シールドジャッキ５が伸びきっている場合にはステップＳ５に進み、伸びきっていない場合にはステップＳ２に進む。
Ｓ２〜Ｓ３ｃ：伸縮部が縮みきったか否かを伸縮部の縮側エンド検出部１４により検出する。そして、縮みきっていない場合には、シールドジャッキ速度設定部１５はシールドジャッキ５の伸び速度をｖ”に設定し、流量制御弁制御器１２に指令を出してシールドジャッキを制御するとともに、伸縮部速度設定部１８ではシールドジャッキスピード計１９から与えられたシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 に基づいて伸縮部の縮み速度Ｖ2 をＶ1 Ａ／Ｂに設定し、サーボ弁制御器１６に指令を出して推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
【００６８】
Ｓ４：伸縮部が縮みきった後は、伸縮部の縮側エンド検出部１４からシールドジャッキ速度設定部１５および伸縮部速度設定部１８にそのことが伝えられる。シールドジャッキ速度設定部１５ではシールドジャッキ５の伸び速度をｖ”（１−Ａ／Ｂ）に設定し、シールドジャッキ５を制御する。伸縮部速度設定部１８では伸縮部の縮み速度を０に設定してサーボ弁制御器に指令し、推進ジャッキ６が制御される。このステップの処理が終わるとステップＳ１に戻る。
Ｓ５：シールドジャッキ速度設定部１５でシールドジャッキ伸び速度を０に、伸縮部速度設定部１８で伸縮部縮み速度を０に設定し、シールドジャッキ５、推進ジャッキ６を制御する。このステップの処理が済むとフローを終了する。
【００６９】
図１５には、本実施例の変形例の制御システム構成図が示されている。本実施例の変形例では、伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５においてシールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 を（６）式の通りに、また伸縮部速度設定部１８において伸縮部の縮み速度をｖ’に設定し、シールドジャッキ５及び推進ジャッキ６を制御する。伸縮部の縮側エンド検出部１４により伸縮部が縮みきったことが検出された後、シールドジャッキの伸側エンド検出部１３によりシールドジャッキ５が伸びきったことが検出されるまでは、シールドジャッキ速度設定部１５においてシールドジャッキ５の伸び速度をｖ’（Ｂ／Ａ−１）に、また伸縮部速度設定部１８において伸縮部の縮み速度を０に設定し、これら設定された速度になるようにシールドジャッキ５及び推進ジャッキ６が制御される。図１６には、本実施例の変形例を示すシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作のフローチャートが示されている。この例では、ステップＳ３ｄおよびＳ４ｄにおいてシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の設定速度が図１４に示すフローと異なる以外は本実施例と基本的に異なるところがない。
【００７０】
（第９実施例）
本実施例においては、前記第７実施例のようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６を制御したとしても、シールドジャッキ５より先に伸縮部が縮みきる可能性があることに鑑み、伸縮部が縮みきるまでは、前記第７実施例のようにシールドジャッキ５の伸び速度および伸縮部の縮み速度をそれぞれ設定し、伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度をｖ”（１−Ａ／Ｂ）＋ｕもしくは（１−（１−α）Ａ／Ｂ）ｖ”に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を０に設定するようにしたものである。
【００７１】
本実施例の制御システム構成図は、図１３に示した第８実施例のものと同じである。本実施例では、伸縮部が縮みきるまでは、シールドジャッキ５の伸び速度Ｖ1 に対し、伸縮部の縮み速度Ｖ2 が前述の（７）式もしくは（８）式の関係を満たすように推進ジャッキ６を制御するようにされている。また、伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度をｖ”（１−Ａ／Ｂ）＋ｕもしくは（１−（１−α）Ａ／Ｂ）ｖ”に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を０に設定し、これら設定される速度になるようにシールドジャッキ５および推進ジャッキ６が制御される。
【００７２】
本実施例におけるシールドジャッキ５および推進ジャッキ６の制御動作が図１７〜図１８の各フローチャートに示されている。図１７は（７）式を用いた実施例、図１８は（８）式を用いた変形例である。これらフローチャートにおいて、ステップＳ３ｅ，Ｓ３ｆにおけるシールドジャッキ５および伸縮部の設定速度が前述の各式（７）（８）にそれぞれ対応している。Ｓ３ｅ，Ｓ３ｆ，Ｓ４ｅ，Ｓ４ｆ以外については先の実施例におけるフローと基本的に異なるところがない。したがって、その詳細な説明を省略することとする。
【００７３】
図１９，図２０には本実施例の第３、第４変形例のフローチャートが示されている。これら２つの変形例は、伸縮部が縮みきるまでは、前記第７実施例の変形例のようにシールドジャッキ５の伸び速度および伸縮部の縮み速度をそれぞれ設定し、伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキ５の伸び速度をｖ’（Ｂ／Ａ−１）＋ｕもしくは（（１＋α）Ｂ／Ａ−１）ｖ’に設定するとともに、伸縮部の縮み速度を０に設定するようにしたものである。
図１９は（９）式を用いた変形例、図２０は（１０）式を用いた変形例である。これらフローチャートにおいて、ステップＳ３ｇ，Ｓ３ｈにおけるシールドジャッキ５および伸縮部の設定速度が前述の各式（９）（１０）にそれぞれ対応している。Ｓ３ｇ，Ｓ３ｈ，Ｓ４ｇ，Ｓ４ｈ以外については先の実施例におけるフローと基本的に異なるところがない。従って、その詳細な説明を省略することとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施例に係るシールド掘進機の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施例の制御システム構成図である。
【図３】図３は、第１実施例に係るシールド掘進機の動作説明図（１）である。
【図４】図４は、第１実施例に係るシールド掘進機の動作説明図（２）である。
【図５】図５は、第１実施例に係るシールド掘進機の動作説明図（３）である。
【図６】図６は、第１実施例における制御動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施例の制御システム構成図である。
【図８】図８は、第４実施例の制御システム構成図である。
【図９】図９は、第４実施例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第５実施例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第６実施例の制御システム構成図である。
【図１２】図１２は、第６実施例の変形例の制御システム構成図である。
【図１３】図１３は、第８実施例の制御システム構成図である。
【図１４】図１４は、第８実施例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第８実施例の変形例の制御システム構成図である。
【図１６】図１６は、第８実施例の変形例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第９実施例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第９実施例の第１変形例における制御動作を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、第９実施例の第２変形例における制御動作を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、第９実施例の第３変形例における制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 前胴部
２ 後胴部
３ カッタヘッド
４ セグメント
５ シールドジャッキ
６（６ａ〜６ｆ） 推進ジャッキ
８ シールドジャッキストローク計
９ 流量制御弁
１０ 推進ジャッキストローク計
１１ サーボ弁
１２ 流量制御弁制御器
１３ シールドジャッキの伸側エンド検出部
１４ 伸縮部の縮側エンド検出部
１５ シールドジャッキ速度設定部
１６ サーボ弁制御器
１７ 掘進速度設定部
１８ 推進ジャッキ速度設定部
１９ シールドジャッキスピード計
２０ 伸縮部スピード計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for a shield machine in which a pulling operation of a rear body part and a digging operation of a cutter head are performed in parallel by contracting an expansion / contraction part between the front and rear body parts by a propulsion jack while extending the shield jack, and The present invention relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
Generally, a shield machine has a cutter head provided at the front end portion of the shield body, and a shield jack that is provided on the inner peripheral portion of the shield body and presses against an end face of an existing segment to obtain a propulsion reaction force from the end face. It is structured, and the cutting surface is excavated by the cutter head while extending the shield jack, and the excavation is stopped when the cutter head advances by a predetermined amount of the segment, and then the shield jack is contracted and formed by the contraction. New segments are carried into the gaps, the segments are assembled, and after completion of the assembly, excavation is performed again.
[0003]
However, since such an intermittent excavation operation is not efficient, various shield excavators that perform the excavation operation and the segment assembly operation in parallel have been proposed. .
[0004]
For example, in the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-252895, the stroke of the shield jack is set to a stroke that can be pushed by two segments, and the shield jack at the position where the segment is assembled from the point when the shield jack stroke becomes one ring or more. The stroke is returned, and the segments are sequentially assembled at this location, and the shield jack is extended during assembly of the segments so as to dig, and for example, disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-23720 Divides the shield body into two parts, a front trunk and a rear trunk, connect the front trunk and the rear trunk with a propulsion jack, and provide a shield jack on the rear trunk to extend the propulsion jack during segment assembly. Digging, and after the segment assembly is complete, And it is configured to advance the rear body portion by extending the Dojakki.
[0005]
However, in the former (Japanese Patent Laid-Open No. 2-252895), the length of the shield jack is increased, so the length of the machine is increased, and it is necessary to increase the diameter of the start shaft, or it is difficult to perform the curve construction. There were problems such as.
In the latter (Japanese Patent Publication No. 3-23720), the captain can be shortened, but the front trunk part and the rear trunk part are connected to the shield jack by a propulsion jack arranged in parallel. This propulsion jack cannot support the rotational torque of the front body, and there is a problem that a torque transmission mechanism needs to be provided separately. In addition, since the operation of pulling the rear trunk forward after performing the excavation and the segment assembly at the same time is necessary, there is a problem that the construction time is excessive by this operation and the construction speed is reduced. .
[0006]
Therefore, for the purpose of solving the problems of the prior art, the applicant of the present invention has the speed of both jacks so that the difference between the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes a desired excavation speed. Japanese Patent Laid-Open No. 7-189586 proposes a shield machine capable of controlling the stroke so that the pulling operation of the rear barrel and the drilling operation of the cutter head can be performed in parallel.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-189586, although the method of setting the speed difference between the shield jack and the propulsion jack is disclosed, the number of speeds for each jack itself should be set. Is not mentioned.
[0008]
For example, when the segment width is 1000 mm, the allowable stroke amount of the expansion / contraction part between the front and rear body parts is 500 mm, the excavation speed is 40 mm / min, the shield jack extension speed is 80 mm / min, and the contraction speed of the expansion / contraction part by the propulsion jack is If it is 40 mm / min, the shield jack will be fully extended (1000 mm / 80 mm = 12.5 min) during the time when the stretchable part is fully contracted (500 mm / 40 mm = 12.5 min), so that no particular problem occurs.
However, when the extension speed of the shield jack is 90 mm / min and the contraction speed of the expansion / contraction part is 50 mm / min, the shield jack does not extend within the time (500 mm / 50 mm = 10 minutes) in which the expansion / contraction part fully contracts (90 mm). / Min × 10 min = 900 mm <1000 mm). Therefore, if the rear body pulling is finished when the expansion / contraction part is fully contracted, there is a problem that the next ring segment cannot be assembled.
On the other hand, if the shield jack is extended at the same speed (90 mm / min in the above example) even after the expansion / contraction part is fully contracted, the digging speed will change rapidly from the previous 40 mm / min to 90 mm / min. Will become unstable and the soil removal process will not be able to catch up.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a double-barrel type (telescopic type) simultaneous construction shield machine having a front trunk part and a rear trunk part. When the rear trunk pulling and digging are performed in parallel, the expansion / contraction part (telescopic part) between the front and rear trunks is fully retracted before the shield jack is extended by the specified stroke, and the next segment can be incorporated. It is an object of the present invention to provide a control method and a control device for a shield machine capable of preventing disappearance.
[0010]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, a method for controlling a shield machine according to the first invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack and the propulsion jack are controlled so that the difference between the expansion speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes a predetermined excavation speed, and the expansion / contraction part is fully contracted. After that, until the shield jack is fully extended, the shield jack and the propulsion jack are controlled so that the extension speed of the shield jack becomes the digging speed and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero. Is.
[0011]
According to the present invention, even if the expansion / contraction portion between the front and rear body portions is fully contracted before the shield jack is fully extended, the operation of extending the shield jack can be continued thereafter. Therefore, since the shield jack can be extended, there is no problem when the next ring segment is assembled. Moreover, since the excavation speed does not change before and after the expansion / contraction part is fully contracted, there is no problem that the face becomes unstable and the soil removal process cannot catch up.
[0012]
Next, the control method of the shield machine according to the second invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Elongation speed V of the shield jack 1 And the shrinking speed V of the stretchable part 2 Respectively
V 1 = Bv / (BA)
V 2 = Av / (BA)
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
The shield jack and the propulsion jack are controlled so that
[0013]
According to the present invention, the shield jack can be extended by the stroke required for the next segment assembly within the same time as the time required for contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions by the propulsion jack. That is, it is possible to end the expansion and contraction of the stretchable part and the extension of the shield jack at the same time.
[0014]
Next, the control method of the shield machine according to the third invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Elongation speed V of the shield jack 1 And the shrinking speed V of the stretchable part 2 Respectively
V 1 = Bv / (BA) -u
V 2 = Av / (BA) -u
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
u: Constant
And A <B shall hold
The shield jack and the propulsion jack are controlled so that
[0015]
When controlling as in the control method according to the second invention, it is required to control the speeds of the shield jack and the propulsion jack very accurately. However, in reality, a slight control error is inherent in the control of these jacks. Therefore, there is a possibility that the expansion / contraction portion is contracted before the shield jack is extended by the necessary stroke. In this case, the next ring segment cannot be assembled. Therefore, both the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part are set to be smaller than the speed value in the second invention by the value of the constant u. In this way, when the control is performed accurately, the shield jack will extend as much as necessary before the expansion / contraction part fully contracts, and even if the expansion / contraction part contracts a little earlier due to a control error, it expands / contracts first. The part will not shrink. The value of the constant u varies depending on how accurately the speed can be controlled. As a guideline, a value from several percent of the excavation speed v is preferably about 10%.
[0016]
Next, the control method of the shield machine according to the fourth invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack 1 And the shrinking speed V of the stretchable part 2 Respectively
V 1 = Bv / (BA)
V 2 = Av / (BA)
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
After the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack is until the shield jack is fully extended. 1 Is set to the excavation speed v of the shield machine, and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to zero, and the shield jack and the propulsion jack are controlled so as to achieve these set speeds.
[0017]
In the present invention, even if the control is performed as in the second invention, in consideration of the possibility that the expansion / contraction part may be fully contracted before the shield jack, the shield is based on the second invention until the expansion / contraction part is fully contracted. After controlling the jack and the propulsion jack, the expansion speed of the shield jack is set to the digging speed v of the shield machine and the expansion / contraction section is contracted until the shield jack is fully stretched after the expansion / contraction section is fully contracted. The speed is set to zero and the shield jack and the propulsion jack are controlled. In this way, even if the expansion / contraction part has shrunk before the shield jack is fully extended, it is possible to continue to extend the shield jack and then extend the shield jack, which may hinder the assembly of the next ring segment. Never become. Further, since the excavation speed does not change before and after the stretchable part is extended, there is no problem that the face becomes unstable or the soil removal process cannot catch up.
[0018]
Next, the control method of the shield machine according to the fifth invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack 1 And the shrinking speed V of the stretchable part 2 Respectively
V 1 = Bv / (BA) -u
V 2 = Av / (BA) -u
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
u: Constant
And A <B shall hold
After the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack is until the shield jack is fully extended. 1 Is set to the excavation speed v of the shield machine, and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to zero, and the shield jack and the propulsion jack are controlled so as to achieve these set speeds.
[0019]
In the present invention, similarly to the fourth invention, even if the control is performed as in the third invention, the stretchable part may be shrunk before the shield jack. Based on the third invention, the shield jack and the propulsion jack are controlled, and the extension speed of the shield jack is set to the digging speed v of the shield machine until the shield jack is fully extended after the expansion / contraction part is fully contracted. At the same time, the shrinkage speed of the expansion / contraction part is set to zero to control the shield jack and the propulsion jack.
[0020]
Next, the control method of the shield machine according to the sixth invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
While contracting the expansion / contraction part at a certain set speed v ′, the actual contraction speed V of the expansion / contraction part 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 1 But,
V 1 = V 2 B / A
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
Control the shield jack so that
The shield jack is stretched at a certain setting speed v ″, and the actual extension speed V of the shield jack is 1 The shrinkage speed V of the stretchable part 2 But
V 2 = V 1 A / B
The propulsion jack is controlled so that
[0021]
In the first invention, the digging speed of the shield machine is given to the digging speed setting device from the outside, and the difference between the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes the given digging speed. Although each jack was controlled, in the present invention, instead of giving the digging speed, the speed of the shield jack or the speed of the expansion / contraction part is given, and the operator sees the value of the digging speed displayed on the driver's seat, for example, It is controlled by a control method of adjusting the speed of the shield jack or the speed of the expansion / contraction part so that the excavation speed becomes a desired speed. In this way, it is possible to achieve the same effect as the first invention.
[0022]
Next, the control method of the shield machine according to the seventh invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
While contracting the expansion / contraction part at a certain set speed v ′, the actual contraction speed V of the expansion / contraction part 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 1 But,
V 1 = V 2 B / A + u
Or
V 1 = (1 + α) V 2 B / A
However, A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
u, α: constant
And A <B shall hold
Control the shield jack so that
The shield jack is stretched at a certain setting speed v ″, and the actual extension speed V of the shield jack is 1 On the other hand, the contraction speed V of the stretchable part 2 But,
V 2 = V 1 A / Bu
Or
V 2 = (1-α) V 1 A / B
The propulsion jack is controlled so that
[0023]
In the present invention, in the same manner as in the third aspect of the invention, in consideration of the possibility that the expansion / contraction part may be fully contracted before the shield jack is extended by a necessary stroke based on a control error in controlling the jack. The extension speed of the jack is set larger than the speed value in the sixth invention, or the contraction speed of the expansion / contraction part is set smaller than the speed value in the sixth invention. In this way, when the control is performed accurately, the shield jack will extend as much as necessary before the expansion / contraction part fully contracts, and even if the expansion / contraction part contracts a little earlier due to a control error, it expands / contracts first. The part will not shrink. It should be noted that the value of the constant u is preferably about 0 to 10% of the extension speed of the shield jack or the contraction speed of the expansion / contraction part, and the value of the constant α is preferably about 0 to 0.1.
[0024]
Next, the control method of the shield machine according to the eighth invention is as follows.
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the expansion / contraction part is contracted at a set speed v ′, and the actual contraction speed V of the expansion / contraction part is reduced. 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 1 But,
V 1 = V 2 B / A
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
The shield jack is controlled so that the extension speed of the shield jack becomes v ′ (B / A-1) until the shield jack is fully extended after the expansion / contraction portion is fully contracted. Controlling the shield jack and controlling the propulsion jack so that the contraction speed of the telescopic portion becomes zero, or
The shield jack is stretched at a certain set speed v ″ until the expansion / contraction portion is fully contracted, and the actual extension speed V of the shield jack is increased. 1 The shrinkage speed V of the stretchable part 2 But,
V 2 = V 1 A / B
The propulsion jack is controlled so that the extension speed of the shield jack becomes v ″ (1-A / B) until the shield jack is fully extended after the expansion / contraction portion is fully contracted. The propulsion jack is controlled so that the shield jack is controlled and the contraction speed of the expansion / contraction portion becomes zero.
[0025]
In the present invention, even if the control is performed as in the sixth invention, in view of the possibility that the expansion / contraction part may be fully contracted before the shield jack, the shield is based on the sixth invention until the expansion / contraction part is fully contracted. After the jack or propulsion jack is controlled and the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed of the shield jack is set to v ′ (B / A-1) or v ″ (1-A / B) and the retracting speed of the expansion / contraction part is set to zero so that the shield jack and the propulsion jack are controlled. Since the shield jack can be extended by continuing the operation of extending the shield jack, it will not hinder the assembly of the next ring segment. In addition, since the excavation speed does not change before and after the expansion / contraction part extends, there is no problem that the face becomes unstable or the soil removal process cannot catch up.
[0026]
Next, the control method of the shield machine according to the ninth invention is as follows:
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the expansion / contraction part is contracted at a set speed v ′, and the actual contraction speed V of the expansion / contraction part is reduced. 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 1 But,
V 1 = V 2 B / A + u
Or
V 1 = (1 + α) V 2 B / A
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
u, α: constant
And A <B shall hold
The shield jack is controlled so that the extension speed of the shield jack is v ′ (B / A−1) + u or (( 1 + α) B / A-1) controlling the shield jack so as to be v ′ and controlling the propulsion jack so that the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero, or
The shield jack is stretched at a certain setting speed v ″ until the expansion / contraction portion is fully contracted, and the actual extension speed V of the shield jack is increased. 1 The shrinkage speed V of the stretchable part 2 But,
V 2 = V 1 A / Bu
Or
V 2 = (1-α) V 1 A / B
The propulsion jack is controlled such that the extension speed of the shield jack is v ″ (1−A / B) + u or (1) until the shield jack is fully extended after the expansion / contraction portion is fully contracted. -(1-α) A / B) The shield jack is controlled so as to be v ″, and the propulsion jack is controlled so that the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero.
[0027]
In the present invention, similarly to the eighth invention, even if the control is performed as in the sixth invention, the stretchable part may be shrunk before the shield jack. Based on the sixth invention, the shield jack and the propulsion jack are controlled, and the extension speed of the shield jack is set to v ′ (B / A−1) + u until the extension of the shield jack after the expansion / contraction part is fully contracted. Alternatively, ((1 + α) B / A-1) v ′ or v ″ (1-A / B) + u or (1- (1-α) A / B) v ″ is set, and the contraction speed of the expansion / contraction part is set. The shield jack and the propulsion jack are controlled by setting to zero.
[0028]
Next, the control device for the shield machine according to the tenth invention is
A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control device for a shield machine,
(A) an extension side end detecting means for detecting an extension side end of the shield jack;
(B) a contraction side end detecting means for detecting a contraction side end of the expansion / contraction part;
(C) The difference between the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part is a predetermined digging speed until the contraction side end detecting means detects that the expansion / contraction part has reached the contraction side end. The speeds of the shield jack and the propulsion jack are set so that the expansion side end detection means detects that the expansion / contraction part has reached the compression side end, and then the expansion side end detection means Until the extension end is detected, the speed of the shield jack and the propulsion jack are set so that the extension speed of the shield jack becomes the predetermined excavation speed and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero. Jack speed setting means and
(D) Jack control means for driving the shield jack and the propulsion jack so that the speed set by the jack speed setting means is obtained.
It is characterized by providing.
[0029]
The control device for the shield machine according to the present invention is a device for concretely realizing the control method for the shield machine according to the first invention, wherein the expansion / contraction part has reached the contraction side end. Until the speed of the shield jack and the propulsion jack is set by the jack speed setting means so that the difference between the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes a predetermined excavation speed. After the end detection means detects that the expansion / contraction part has reached the contraction side end, the extension speed of the shield jack is the above until the extension side end detection means detects that the shield jack has reached the extension side end. The speed of the shield jack and the propulsion jack is set by the jack speed setting means so that the predetermined excavation speed and the contraction speed of the expansion / contraction part become zero. Shield jacks and propulsion jacks at the jack control means is driven and controlled such that the speed is set by the constant section. In this way, even if the expansion / contraction portion is fully contracted before the shield jack is extended, the shield jack can be extended after that, so that there is no problem when the next ring segment is assembled. In addition, since the excavation speed does not change before and after the expansion / contraction portion between the front trunk portion and the rear trunk portion is extended, there is no problem that the face becomes unstable or the soil removal process cannot catch up.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a specific embodiment of a control method and a control apparatus for a shield machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a shield machine according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the shield machine of the present embodiment, the shield frame is disposed on a cylindrical front shield frame (hereinafter referred to as “front trunk”) 1 and on the rear part of the front trunk 1. And a cylindrical rear shield frame (hereinafter referred to as “rear trunk”) 2. The front part of the rear body part 2 is slidably fitted to the front body part 1 so as to be inscribed in the front body part 1, and the rear part (non-fitting part) of the rear body part 2 is the front body part 1. The diameter is expanded so as to be the same diameter. Further, a seal is disposed on the sliding portion between the front body portion 1 and the rear body portion 2 to prevent intrusion of water, earth and sand, etc. from the sliding portion.
[0032]
A cutter head 3 is rotatably mounted on the front portion of the front trunk portion 1, and natural ground excavation is performed by the rotation of the cutter head 3. Further, the segment 4 is assembled in a ring shape by an erector (not shown) on the rear inner peripheral side of the rear trunk portion 2.
[0033]
A plurality of shield jacks 5 are provided on the inner peripheral surface of the rear body portion 2 on the circumference, the tip portions of which can be pressed against the end surfaces of the segments 4, and these shield jacks 5 are provided on the existing segments. When pressed against the end face of 4, a thrust reaction force is applied from the segment 4 to the rear trunk portion 2.
[0034]
Moreover, the front trunk | drum 1 and the rear trunk | drum 2 are mutually connected by the propulsion jack 6 (6a-6f) provided in multiple numbers (six in this example) provided on the circumference. This propulsion jack 6 is constituted by a so-called parallel link mechanism in which adjacent jacks are arranged in a “C” shape, whereby the relative positions and postures of the front body portion 1 and the rear body portion 2 are determined. Control is possible with six degrees of freedom (positions in the x, y, and z axis directions and rotation in three directions of rolling, pitching, and yawing). In addition, what is shown by the code | symbol 7 in FIG. 1 is the tail seal for preventing the penetration | invasion of the water etc. from the clearance gap between the rear trunk | drum 2 and the segment 4. FIG.
[0035]
As shown in the control system configuration diagram of FIG. 2, one or more of the shield jacks 5 are provided with a shield jack stroke meter 8 for detecting jack strokes of the shield jacks 5, and a hydraulic pressure (not shown). A flow rate control valve 9 for controlling the flow rate of pressure oil supplied from the unit to each shield jack 5 is provided. Similarly, a propulsion jack stroke meter 10 for detecting the jack strokes of the propulsion jacks 6 is provided for each of the propulsion jacks 6 for each jack, and the flow rate of pressure oil supplied to the propulsion jacks 6 from a hydraulic unit (not shown) is adjusted. A servo valve 11 to be controlled is provided.
[0036]
The flow control valve 9 is controlled by a flow control valve controller 12. In order to execute this control, a shield jack speed setting unit 15 for setting the speed of the shield jack 5 is provided, and a desired shield jack speed is instructed by an operator. The signal from the extension side end detection unit 13 of the shield jack that detects the extension side end of the shield jack 5 based on the instructed shield jack speed, the signal from the shield jack stroke meter 8, and the signal from the propulsion jack stroke meter 10 The shield jack speed setting unit 15 sets the shield jack speed based on the signal from the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part that detects the contraction side end of the expansion / contraction part of the front body part 1 and the rear body part 2 by A signal corresponding to the set shield jack speed is output to the flow control valve controller. On the other hand, the servo valve 11 is controlled by a servo valve controller 16. In order to execute this control, the expansion side end detection unit 13 of the shield jack, the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part, the shield jack speed setting unit 15 and the excavation speed setting unit 17 that sets the excavation speed of the shield machine are set. An expansion / contraction section speed setting section 18 is provided for setting the speed of the expansion / contraction section based on the signals from the. A desired excavation speed is instructed to the excavation speed setting unit 17 by the operator. Thus, in the servo valve controller 16, the servo valve is controlled according to the deviation between the stroke signal output from the propulsion jack stroke meter 10 and the target stroke signal set based on the expansion / contraction section speed setting section 18. A control command is issued to 11, and the stroke of each propulsion jack 6 is controlled.
The servo valve controller 16 calculates a target stroke signal from the expansion / contraction section speed given from the expansion / contraction section speed setting section 18 at certain time intervals Δt as follows. First, the target expansion / contraction amount of the expansion / contraction part at that time is calculated. This can be calculated by subtracting the product of the given expansion / contraction part speed and the time interval Δt from the target expansion / contraction part previously calculated by the time Δt (that is, the expansion / contraction part expansion / contraction amount plus the extension direction, The speed of the expansion / contraction section is plus shrinkage). When the target expansion / contraction amount of the expansion / contraction part is determined, the target position / posture of the front body part 1 with respect to the rear body part 2 can be calculated. This means that the position where the center position of the mounting pin on the front barrel portion 1 side of each of the propulsion jacks 6a to 6f should be found is determined based on the rear barrel portion 2. On the other hand, the position based on the rear body portion of the center of the mounting pin on the rear body portion 2 side of each propulsion jack 6a to 6f is a fixed value, and can be given in advance as a machine dimension. That is, when the target position / posture of the front trunk portion 1 is obtained, the center positions of the mounting pins on the front trunk portion 1 side and the rear trunk portion 2 side of the propulsion jacks 6a to 6f are determined, and accordingly, the propulsion jacks 6a to 6f are determined. The distance between pins can be calculated and the target stroke amount can be calculated. When the front jack and the rear trunk are not only expanded and contracted by the propulsion jack 6, the target position / posture of the front trunk 1 with respect to the rear trunk 2 is set as the target expansion / contraction amount and the target bending of the expansion / contraction section. What is necessary is just to calculate from an angle.
[0037]
Next, an operation procedure of the shield machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, 4, and 5. In this embodiment, the stretchable parts of the front body part 1 and the rear body part 2 have an allowable stroke of 450 mm, and this stroke is half of the segment width 900 mm.
[0038]
First, as shown in FIG. 1, a state in which all the shield jacks 5 are extended and all the propulsion jacks 6a to 6f are contracted is defined as a start state of one cycle (construction for one segment ring). From this state, the propulsion jacks 6a to 6f, that is, the expansion / contraction portions of the front trunk portion 1 and the rear trunk portion 2 are extended while the cutter head 3 is rotated to excavate natural ground. Simultaneously with the excavation by the cutter head 3, as shown in FIG. 3, a part of the shield jack 5 (necessary for assembling the one-piece segment 4) is shrunk, and the shrunk shield jack 5 is The corresponding segment 4 (indicated by the broken line in FIG. 3) is assembled. When the segment 4 is assembled, the part of the shield jack 5 that has been shrunk is extended until it comes into contact with the assembled segment 4. On the other hand, the other shield jack 5 supports the reaction force from the end face of the segment 4 while maintaining a certain length.
[0039]
Next, when the assembly of the segment 4 for one ring is completed and the expansion / contraction part is extended as shown in FIG. 4, in other words, when the digging of 450 mm is finished, the shield jack 5 is next extended. At the same time, the propulsion jacks 6a to 6f are shrunk to perform the excavation while pulling the rear trunk portion 2. In this case, assuming that the excavation speed is 30 mm / min and the extension speed of the shield jack 5 is 60 mm / min, the contraction speed of the expansion / contraction part is 30 mm / min. If the speed is set and controlled in this way, the shield jack 5 will be fully extended when the expansion / contraction part is fully contracted. FIG. 5 shows a state in the middle of pulling the rear trunk portion 2. When the drawing is completed in this way, the state shown in FIG. 1 is restored and one cycle of work is completed.
[0040]
By the way, the speed of each of the jacks 5 and 6 is not always set as described above, and can not be accurately controlled. . In this case, after the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack speed is changed to a value equal to the digging speed up to that point, in the above example, 30 mm / min. By doing so, the excavation speed does not change before and after that, and the excavation can be continued at a constant speed.
[0041]
Next, the control operation of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0042]
S1: When the pulling of the rear body portion 2 is started, whether or not the shield jack 5 is fully extended is detected by the extension side end detection portion 13 of the shield jack. When the shield jack 5 is fully extended, the process proceeds to step S5, and when it is not fully extended, the process proceeds to step S2.
S2 to S3: Whether the expansion / contraction part is fully contracted is detected by the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part. If it is not fully retracted, the shield jack speed setting unit 15 sets the speed of the shield jack 5 to a predetermined speed V indicated by the operator. 1 The flow control valve controller 12 is commanded to control the shield jack, and the expansion / contraction section speed setting section 18 uses the expansion speed V of the shield jack 5. 1 And shrinkage speed V 2 Is the predetermined excavation speed v instructed by the operator, in other words, the contraction speed V of the expansion / contraction part. 2 Is V 1 The speed of the propulsion jack 6 is set so as to be −v, and a command is issued to the servo valve controller 16 to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
[0043]
S4: After the expansion / contraction part is fully contracted, this is transmitted to the shield jack speed setting part 15 and the expansion / contraction part speed setting part 18 from the contraction side end detection part 14 of the expansion / contraction part. In the shield jack speed setting section 15, the extension speed V of the shield jack 5 1 Is set to the indicated excavation speed v, and the shield jack 5 is controlled. The expansion / contraction section speed setting section 18 sets the contraction speed of the expansion / contraction section to 0 and instructs the servo valve controller to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
S5: The shield jack extension speed is set to 0 by the shield jack speed setting section 15 and the expansion / contraction section contraction speed is set to 0 by the expansion / contraction section speed setting section 18, and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. When the processing of this step is finished, the flow is finished.
[0044]
By such control, even if the expansion / contraction part is first contracted before the shield jack 5 is fully extended as described above, the operation of extending the shield jack 5 can be continued thereafter. Thereby, since the shield jack 5 can be extended, it does not become a hindrance when assembling the segment 4 of the next ring. In addition, since the excavation speed does not change before and after the expansion / contraction part is fully extended, it is possible to avoid the problem that the face becomes unstable and the soil removal process cannot catch up.
[0045]
(Second embodiment)
In the present embodiment, the shield jack 5 can be extended by the required stroke within the same time as the time required to contract the expansion / contraction part, in other words, the expansion / contraction part contracts and the shield jack extends. The extension speed V of the shield jack 5 so that the 1 And shrinkage speed V 2 Are set as follows:
V 1 = Bv / (BA) (1)
V 2 = Av / (BA) (2)
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
It is assumed that A <B holds.
[0046]
In the present embodiment, as shown in the control system configuration diagram of FIG. 7, the speed setting of the shield jack 5 by the shield jack speed setting unit 15 is based on the signal from the excavation speed setting unit 17 (1). Similarly, the speed setting of the expansion / contraction part by the expansion / contraction part speed setting unit 18 is performed by calculating the expression (2) based on the signal from the excavation speed setting unit 17. . In this embodiment, unlike the first embodiment, the speed V of the shield jack 5 1 Is calculated by the above equation (1), the speed of the shield jack 5 is not instructed by the operator to the shield jack speed setting unit 15. Further, in this embodiment, the shield jack stroke meter 8, the extension end detection unit 13 of the shield jack, and the contraction end detection unit 14 of the expansion / contraction part are unnecessary. Except for the difference in speed setting method, there is basically no difference from the system configuration diagram of the first embodiment shown in FIG.
[0047]
(Third embodiment)
In this embodiment, considering that the control jack 6 and the propulsion jack 6 are controlled as in the second embodiment, a slight control error actually occurs, the shield jack extension speed and the expansion / contraction section Both the contraction speeds are set smaller by a certain value u. For example, the excavation speed is set to 30 mm / min, the extension speed of the shield jack is set to 60 mm / min−2 mm / min = 58 mm / min, and the contraction speed of the stretchable part is set to 30 mm / min−2 mm / min = 28 mm / min. In this way, the time required for the shield jack 5 to extend by the segment width (900 mm) is 15.5 minutes, and the distance during which the stretchable part contracts is 434 mm, so there is a margin of 16 mm, so there is some control error. Even if it exists, possibility that an expansion-contraction part will shrink first will become small.
[0048]
That is, in this embodiment, the extension speed V of the shield jack 5 1 And shrinkage speed V 2 Are set as follows:
V 1 = Bv / (BA) -u (3)
V 2 = Av / (BA) -u (4)
Where v: speed of digging
A: Allowable stroke amount of expansion / contraction part
B: Segment width
u: Constant
It is assumed that A <B holds.
Here, the constant u is preferably set to a value of 0 to 10% of the excavation speed v.
The control system configuration diagram of this embodiment is the same as the control system configuration diagram of the second embodiment shown in FIG.
[0049]
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, even if the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled as in the second embodiment, the expansion / contraction section is contracted in view of the possibility that the expansion / contraction section may be contracted before the shield jack 5. Until then, the extension speed V of the shield jack 5 as in the second embodiment. 1 And shrinkage speed V 2 After the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack 5 is extended until the shield jack is extended as in the first embodiment. 1 Is set to the designated predetermined excavation speed v and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to 0.
[0050]
A control system configuration diagram of the present embodiment is shown in FIG. In this embodiment, until the expansion end of the expansion / contraction section is detected to be fully contracted, the shield jack speed setting section 15 and the expansion / contraction section speed setting section 18 use the expansion speed of the shield jack 5. V 1 And shrinkage speed V 2 Are set as shown in the aforementioned equations (1) and (2), respectively. In addition, after it is detected that the expansion / contraction part has been fully contracted by the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part, until the shield jack 5 is detected to be fully extended by the expansion side end detection unit 13 of the shield jack, In the shield jack speed setting section 15 and the expansion / contraction section speed setting section 18, the extension speed V of the shield jack 5 1 Is set to the designated predetermined excavation speed v and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to 0.
[0051]
Next, the control operation of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0052]
S1: When the pulling of the rear body portion 2 is started, whether or not the shield jack 5 is fully extended is detected by the extension side end detection portion 13 of the shield jack. When the shield jack 5 is fully extended, the process proceeds to step S5, and when it is not fully extended, the process proceeds to step S2.
S2 to S3a: The contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part detects whether or not the expansion / contraction part has been fully contracted. And when it is not fully contracted, the shield jack speed setting unit 15 sets the extension speed V of the shield jack 5. 1 Is set to Bv / (B−A), a command is sent to the flow control valve controller 12 to control the shield jack, and the expansion / contraction section speed setting section 18 contracts the contraction speed V of the expansion / contraction section. 2 Is set to Av / (B−A), and a command is issued to the servo valve controller 16 to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
[0053]
S4: After the expansion / contraction part is fully contracted, this is transmitted to the shield jack speed setting part 15 and the expansion / contraction part speed setting part 18 from the contraction side end detection part 14 of the expansion / contraction part. The shield jack speed setting unit 15 controls the shield jack 5 by setting the extension speed of the shield jack 5 to the designated excavation speed v. The expansion / contraction section speed setting section 18 sets the contraction speed of the expansion / contraction section to 0 and instructs the servo valve controller to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
S5: The shield jack extension speed is set to 0 by the shield jack speed setting section 15 and the expansion / contraction section contraction speed is set to 0 by the expansion / contraction section speed setting section 18, and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. When the processing of this step is finished, the flow is finished.
[0054]
(5th Example)
In the present embodiment, even if the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled as in the third embodiment, in view of the possibility that the expansion / contraction part may be contracted before the shield jack 5, the expansion / contraction part is contracted. Until then, the extension speed V of the shield jack 5 as in the third embodiment. 1 And shrinkage speed V 2 After the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack 5 is extended until the shield jack is extended as in the first embodiment. 1 Is set to the designated predetermined excavation speed v and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to 0.
[0055]
That is, in this embodiment, the extension speed V of the shield jack 5 until the expansion / contraction part is fully contracted. 1 And shrinkage speed V 2 Are set as shown in the above equations (3) and (4), respectively. In addition, after the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed V of the shield jack 5 is extended until the shield jack is extended. 1 Is set to the designated predetermined excavation speed v and the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is set to 0.
[0056]
The control system configuration diagram of this embodiment is the same as the control system configuration diagram of the fourth embodiment shown in FIG. The control operation of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 in this embodiment is shown in the flowchart of FIG. In this flowchart, the extension speed V of the shield jack 5 in step S3b. 1 And shrinkage speed V 2 There is no fundamental difference from the fourth embodiment except that the set values are different. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
[0057]
(Sixth embodiment)
In each of the above embodiments, first, the digging speed v of the shield machine is given, and the jacks 5 and 6 are controlled so that the difference between the extension speed of the shield jack 5 and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes the digging speed v. Although the shield jack 5 is extended at a predetermined speed, the contraction speed of the expansion / contraction part is determined based on this, and the propulsion jack 6 is controlled. The excavation speed v is determined as the difference between the jacks 5 and 6. It is possible to determine the result. In this case, the driver manually adjusts the speed of the shield jack 5 so that the digging speed becomes a desired speed while observing the digging speed displayed on the driver's seat.
[0058]
Based on such knowledge, in this embodiment, the shield jack 5 is extended at a certain set speed v ″, and the actual extension speed V of the shield jack 5 is increased. 1 The contraction speed V of the expansion / contraction part 2 But
V 2 = V 1 A / B (5)
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
The propulsion jack 6 is controlled so that
[0059]
In this embodiment, as shown in the control system configuration diagram of FIG. 11, a shield jack speed meter 19 for detecting the jack speed of the shield jack is provided. And the speed setting of the expansion / contraction part by the expansion / contraction part speed setting part 18 is made by Formula (5) based on the signal from this shield jack speedometer 19. The speed v ″ of the shield jack 5 is instructed by the operator to the shield jack speed setting unit 15. Instead of providing the shield jack speed meter 19, the output of the shield jack stroke meter 8 is differentiated to obtain the shield jack speed. This control system configuration is also common to the following seventh embodiment.
[0060]
As a modification of the present embodiment, the expansion / contraction part is contracted at a certain set speed v ′, and the actual contraction speed V of the expansion / contraction part is 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 5 1 But,
V = V 2 B / A (6)
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
And A <B shall hold
A modification in which the shield jack 5 is controlled to be as follows is also possible.
A control system configuration diagram of this modification is shown in FIG. Compared to FIG. 11, there is no shield jack speedometer 19 and a telescopic speedometer 20 is newly added. The output from the expansion / contraction section speedometer 20 is input to the shield jack speed setting section 15, and the extension speed of the shield jack 5 is set by the above equation (6).
In addition, instead of providing the expansion / contraction section speedometer 20, the output of the propulsion jack stroke meter 10 is differentiated to obtain the propulsion jack speed, and the expansion section speed is calculated from this, or the expansion / contraction from the output of the propulsion jack stroke meter 10. A configuration may be adopted in which the amount of expansion / contraction of the part is calculated, and this is differentiated to calculate the speed of the expansion / contraction part.
[0061]
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, considering that a slight control error actually occurs even if the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled as in the sixth embodiment, the extension speed of the shield jack 5 is increased. The expansion speed is set to be larger than that in the sixth embodiment, and the contraction speed of the expansion / contraction portion is set to be smaller than that in the sixth embodiment. In this way, when the control is performed accurately, the shield jack 5 is extended as much as necessary slightly before the expansion / contraction part is fully contracted, and even when the contraction of the expansion / contraction part is slightly accelerated due to a control error. The expansion / contraction part will not shrink completely.
[0062]
That is, in this embodiment, the shield jack 5 is extended at a certain set speed v ″, and the actual extension speed V of the shield jack 5 is increased. 1 In contrast, the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 The propulsion jack 6 is controlled so as to satisfy the following equation.
V 2 = V 1 A / Bu (7)
Or
V 2 = (1-α) V 1 A / B (8)
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
It is assumed that A <B holds.
Here, the constant u is the contraction speed V of the expansion / contraction part. 2 The value of about 0 to 10% and α is preferably about 0 to 0.1. The control system configuration of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment of FIG.
[0063]
The following modifications are also conceivable for this embodiment. That is, the expansion / contraction part is contracted at a certain set speed v ′ and the actual contraction speed V of the expansion / contraction part 2 In contrast, the extension speed V of the shield jack 5 1 Controls the shield jack 5 so as to satisfy the following equation.
V 1 = V 2 B / A + u (9)
Or
V 1 = (1 + α) V 2 B / A (10)
A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part
B: Segment width
u, α: constant
And A <B shall hold
Here, the constant u is the extension speed V of the shield jack 5 1 The value of about 0 to 10% and α is preferably about 0 to 0.1. The control system configuration of this modification is the same as the modification of the sixth embodiment of FIG.
[0064]
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, even if the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled as in the sixth embodiment, the expansion / contraction section is contracted in view of the possibility that the expansion / contraction section may be contracted before the shield jack 5. Until this is done, the extension speed V of the shield jack 5 as in the sixth embodiment. 1 And shrinkage speed V 2 After the expansion / contraction part has fully contracted, the extension speed of the shield jack 5 is set to v ″ (1-A / B) until the shield jack is fully extended, and the contraction speed of the expansion / contraction part is set. This is set to 0.
[0065]
FIG. 13 shows a control system configuration diagram of this embodiment. In the present embodiment, the extension speed of the shield jack 5 is set to v ″ in the shield jack speed setting section 15 until the contraction side end detection section 14 of the expansion / contraction section has fully contracted, and the expansion / contraction section In the speed setting section 18, the contraction speed V of the expansion / contraction section 2 Is set as shown in equation (5), and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. After it is detected that the expansion / contraction part is fully contracted by the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part, the shield jack is detected until the expansion side end detection unit 13 of the shield jack detects that the shield jack 5 is fully extended. The speed setting unit 15 sets the extension speed of the shield jack 5 to v ″ (1-A / B), and the expansion / contraction part speed setting unit 18 sets the contraction speed of the expansion / contraction part to 0, and these speeds are set. Thus, the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled.
[0066]
The control operation of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 in this embodiment is shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, description will be given with reference to this flowchart.
[0067]
S1: When the pulling of the rear body portion 2 is started, whether or not the shield jack 5 is fully extended is detected by the extension side end detection portion 13 of the shield jack. When the shield jack 5 is fully extended, the process proceeds to step S5, and when it is not fully extended, the process proceeds to step S2.
S2 to S3c: The contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part detects whether or not the expansion / contraction part has been contracted. And when not fully contracted, the shield jack speed setting unit 15 sets the extension speed of the shield jack 5 to v ″, issues a command to the flow control valve controller 12 to control the shield jack, In the speed setting unit 18, the extension speed V of the shield jack 5 given from the shield jack speedometer 19. 1 The shrinkage speed V of the expansion / contraction part based on 2 V 1 A / B is set and a command is issued to the servo valve controller 16 to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
[0068]
S4: After the expansion / contraction part is fully contracted, this is transmitted to the shield jack speed setting part 15 and the expansion / contraction part speed setting part 18 from the contraction side end detection part 14 of the expansion / contraction part. The shield jack speed setting unit 15 sets the extension speed of the shield jack 5 to v ″ (1-A / B) and controls the shield jack 5. The expansion / contraction part speed setting unit 18 sets the contraction speed of the expansion / contraction part to 0. Then, the servo valve controller is commanded to control the propulsion jack 6. When the processing in this step is completed, the process returns to step S1.
S5: The shield jack extension speed is set to 0 by the shield jack speed setting section 15 and the expansion / contraction section contraction speed is set to 0 by the expansion / contraction section speed setting section 18, and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. When the processing of this step is finished, the flow is finished.
[0069]
FIG. 15 shows a control system configuration diagram of a modification of the present embodiment. In the modification of the present embodiment, the shield jack speed setting unit 15 extends the extension speed V of the shield jack 5 until the contraction side end detection unit 14 of the extension / contraction part detects that the extension / contraction part has fully contracted. 1 As shown in equation (6), the expansion / contraction section speed setting section 18 sets the contraction speed of the expansion / contraction section to v ′, and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. After it is detected that the expansion / contraction part is fully contracted by the contraction side end detection unit 14 of the expansion / contraction part, the shield jack is detected until the expansion side end detection unit 13 of the shield jack detects that the shield jack 5 is fully extended. In the speed setting unit 15, the extension speed of the shield jack 5 is set to v ′ (B / A−1), and in the expansion / contraction part speed setting unit 18, the contraction speed of the expansion / contraction part is set to 0, so that these set speeds are obtained. The shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled. FIG. 16 shows a flowchart of the control operation of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 showing a modification of the present embodiment. In this example, there is basically no difference from the present embodiment except that the set speeds of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are different from the flow shown in FIG. 14 in steps S3d and S4d.
[0070]
(Ninth embodiment)
In the present embodiment, even if the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled as in the seventh embodiment, the expansion / contraction section is contracted in view of the possibility that the expansion / contraction section may be contracted before the shield jack 5. Until then, the extension speed of the shield jack 5 and the contraction speed of the expansion / contraction part are set as in the seventh embodiment, and after the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack 5 is extended until the shield jack is fully extended. Is set to v ″ (1−A / B) + u or (1− (1−α) A / B) v ″, and the contraction speed of the expansion / contraction part is set to 0. .
[0071]
The control system configuration diagram of this embodiment is the same as that of the eighth embodiment shown in FIG. In this embodiment, the extension speed V of the shield jack 5 until the expansion / contraction part is fully contracted. 1 In contrast, the contraction speed V of the expansion / contraction part 2 Is configured to control the propulsion jack 6 so as to satisfy the relationship of the above-described expression (7) or (8). In addition, after the expansion / contraction part is fully contracted, the extension speed of the shield jack 5 is v "(1-A / B) + u or (1- (1-α) A / B) until the shield jack is fully extended. In addition to setting v ″, the contraction speed of the expansion / contraction section is set to 0, and the shield jack 5 and the propulsion jack 6 are controlled so as to achieve these set speeds.
[0072]
Control operations of the shield jack 5 and the propulsion jack 6 in the present embodiment are shown in the flowcharts of FIGS. FIG. 17 shows an embodiment using the equation (7), and FIG. 18 shows a modification using the equation (8). In these flowcharts, the setting speeds of the shield jack 5 and the expansion / contraction part in steps S3e and S3f correspond to the above-described equations (7) and (8), respectively. Except for S3e, S3f, S4e, and S4f, there is basically no difference from the flow in the previous embodiment. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
[0073]
19 and 20 show flowcharts of third and fourth modifications of the present embodiment. In these two modified examples, the expansion speed of the shield jack 5 and the contraction speed of the expansion / contraction part are respectively set as in the modification example of the seventh embodiment until the expansion / contraction part is fully contracted, and after the expansion / contraction part has fully contracted, Sets the extension speed of the shield jack 5 to v ′ (B / A−1) + u or ((1 + α) B / A−1) v ′ until the shield jack is fully extended, and contracts the expansion / contraction part. The speed is set to 0.
FIG. 19 shows a modification using equation (9), and FIG. 20 shows a modification using equation (10). In these flowcharts, the setting speeds of the shield jack 5 and the expansion / contraction part in steps S3g and S3h correspond to the above-described equations (9) and (10), respectively. Other than S3g, S3h, S4g, and S4h, there is basically no difference from the flow in the previous embodiment. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a shield machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a control system according to the first embodiment.
FIG. 3 is an operation explanatory view (1) of the shield machine according to the first embodiment.
FIG. 4 is an operation explanatory view (2) of the shield machine according to the first embodiment.
FIG. 5 is an operation explanatory view (3) of the shield machine according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a control operation in the first embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram of a control system according to a second embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a control system according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a control operation in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a control operation in the fifth embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a control system according to a sixth embodiment.
FIG. 12 is a configuration diagram of a control system according to a modification of the sixth embodiment.
FIG. 13 is a configuration diagram of a control system according to an eighth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing a control operation in the eighth embodiment.
FIG. 15 is a configuration diagram of a control system according to a modification of the eighth embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing a control operation in a modification of the eighth embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing a control operation in the ninth embodiment;
FIG. 18 is a flowchart showing a control operation in a first modification of the ninth embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing a control operation in a second modification of the ninth embodiment.
FIG. 20 is a flowchart showing a control operation in a third modification of the ninth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Front torso
2 Rear trunk
3 Cutter head
4 segments
5 Shield jack
6 (6a-6f) Propulsion jack
8 Shield jack stroke meter
9 Flow control valve
10 Propulsion jack stroke meter
11 Servo valve
12 Flow control valve controller
13 Extension end detection part of shield jack
14 Reduction side end detection part of expansion / contraction part
15 Shield jack speed setting section
16 Servo valve controller
17 Drilling speed setting section
18 Propulsion jack speed setting section
19 Shield Jack Speedometer
20 Telescopic speedometer

Claims (10)

カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度と前記伸縮部の縮み速度との差が所定の掘進速度となるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、シールドジャッキが伸びきるまでの間、前記シールドジャッキの伸び速度が前記所定の掘進速度となり、前記伸縮部の縮み速度が零になるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack and the propulsion jack are controlled so that the difference between the expansion speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes a predetermined excavation speed, and the expansion / contraction part is fully contracted. After that, until the shield jack is fully extended, the shield jack and the propulsion jack are controlled so that the extension speed of the shield jack becomes the predetermined excavation speed and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero. A control method for a shield machine that is characterized. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 がそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
The extension speed V 1 of the shield jack and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part are respectively
V 1 = Bv / (BA)
V 2 = Av / (BA)
However, v: digging speed A: allowable stroke amount of expansion / contraction part B: segment width, and the shield jack and the propulsion jack are controlled so that A <B is satisfied. Control method. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 がそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
The extension speed V 1 of the shield jack and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part are respectively
V 1 = Bv / (B- A) -u
V 2 = Av / (B- A) -u
However, v: excavation speed A: allowable stroke amount B of expansion / contraction part B: segment width u: constant, and the shield jack and the propulsion jack are controlled so that A <B is satisfied. Control method for shield machine. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
に設定し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 を零に設定し、これら設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully retracted, the extension speed V 1 of the shield jack and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part, respectively,
V 1 = Bv / (BA)
V 2 = Av / (BA)
However, v: digging speed A: allowable stroke amount B of expansion / contraction part B: segment width, and A <B is established, and after the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack is fully extended. In the meantime, the extension speed V 1 of the shield jack is set to the digging speed v of the shield machine, and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part is set to zero, and the shield is set so as to be the set speed. A control method for a shield machine, wherein the jack and the propulsion jack are controlled. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記シールドジャッキが縮みきるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 および前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 をそれぞれ、
Ｖ1 ＝Ｂｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
Ｖ2 ＝Ａｖ／（Ｂ−Ａ）−ｕ
ただし、ｖ：掘進速度
Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
に設定し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 を当該シールド掘進機の掘進速度ｖに設定するとともに、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 を零に設定し、これら設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the shield jack is fully contracted, the extension speed V 1 of the shield jack and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part are respectively set.
V 1 = Bv / (B- A) -u
V 2 = Av / (B- A) -u
However, v: digging speed A: allowable stroke amount B of expansion / contraction part B: segment width u: constant and A <B is established, and after the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack The extension speed V 1 of the shield jack is set to the digging speed v of the shield machine and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part is set to zero until the extension speed of the shield jack is reached. A control method for a shield machine, wherein the shield jack and the propulsion jack are controlled. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1 ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御するか、または
ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
The expansion / contraction part is contracted at a certain set speed v ′, and the extension speed V 1 of the shield jack is compared to the actual contraction speed V 2 of the expansion / contraction part.
V 1 = V 2 B / A
However, A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part B: Segment width and controlling the shield jack so that A <B is satisfied, or extending the shield jack at a certain set speed v ″, The contraction speed V 2 of the expansion / contraction part is V 2 = V 1 A / B with respect to the actual extension speed V 1 of the shield jack.
The control method of the shield machine which controls the said propulsion jack so that it may become. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1 ＝Ｖ2 Ｂ／Ａ＋ｕ
もしくは
Ｖ1 ＝（１＋α）Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし、Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ，α：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御するか、または
ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し、前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2 ＝Ｖ1 Ａ／Ｂ−ｕ
もしくは
Ｖ2 ＝（１−α）Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
The expansion / contraction part is contracted at a certain set speed v ′, and the extension speed V 1 of the shield jack is compared to the actual contraction speed V 2 of the expansion / contraction part.
V 1 = V 2 B / A + u
Or V 1 = (1 + α) V 2 B / A
However, A: allowable stroke amount of the expansion / contraction part B: segment width u, α: constant, and the shield jack is controlled so that A <B is satisfied, or at a set speed v ″ While extending the shield jack, the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part is smaller than the actual extension speed V 1 of the shield jack.
V 2 = V 1 A / B-u
Or V 2 = (1-α) V 1 A / B
The control method of the shield machine which controls the said propulsion jack so that it may become. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1=Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ’（Ｂ／Ａ−１）となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように推進ジャッキを制御するか、または
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2=Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ”（１−Ａ／Ｂ）となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the expansion / contraction part is contracted at a set speed v ′, and the extension speed V 1 of the shield jack is set to the actual contraction speed V 2 of the expansion / contraction part.
V 1 = V 2 B / A
However, A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part B: Segment width, and the shield jack is controlled so that A <B is satisfied, and after the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack is extended. In the meantime, the shield jack is controlled so that the extension speed of the shield jack becomes v ′ (B / A-1), and the propulsion jack is controlled so that the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero, Or, until the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack is extended at a certain setting speed v ″, and the contraction speed V 2 of the expansion / contraction part with respect to the actual extension speed V 1 of the shield jack is
V 2 = V 1 A / B
The propulsion jack is controlled so that the extension speed of the shield jack becomes v ″ (1-A / B) until the shield jack is fully extended after the expansion / contraction portion is fully contracted. A control method for a shield machine, which controls a shield jack and controls the propulsion jack so that a contraction speed of the expansion / contraction portion becomes zero. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御方法であって、
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ’で前記伸縮部を縮めるとともに、前記伸縮部の実際の縮み速度Ｖ2 に対し、前記シールドジャッキの伸び速度Ｖ1 が、
Ｖ1=Ｖ2 Ｂ／Ａ＋ｕ
もしくは
Ｖ1=（１＋α) Ｖ2 Ｂ／Ａ
ただし Ａ：伸縮部の許容ストローク量
Ｂ：セグメント幅
ｕ，α：定数
であって、Ａ＜Ｂが成り立つものとする
となるように前記シールドジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、シールドジャッキの伸び速度がｖ’（Ｂ／Ａ−１）＋ｕもしくは（（１＋α）Ｂ／Ａ−１）ｖ’となるようにシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように前記推進ジャッキを制御するか、または
前記伸縮部が縮みきるまでは、ある設定速度ｖ”で前記シールドジャッキを伸ばすとともに、前記シールドジャッキの実際の伸び速度Ｖ1 に対し前記伸縮部の縮み速度Ｖ2 が、
Ｖ2=Ｖ1 Ａ／Ｂ−ｕ
もしくは
Ｖ2=（１−α）Ｖ1 Ａ／Ｂ
となるように前記推進ジャッキを制御し、前記伸縮部が縮みきった後には、前記シールドジャッキが伸びきるまでの間、このシールドジャッキの伸び速度がｖ”（１−Ａ／Ｂ）＋ｕもしくは（１−（１−α）Ａ／Ｂ）ｖ”となるようにそのシールドジャッキを制御するとともに、前記伸縮部の縮み速度が零になるように前記推進ジャッキを制御することを特徴とするシールド掘進機の制御方法。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control method for a shield machine,
Until the expansion / contraction part is fully contracted, the expansion / contraction part is contracted at a set speed v ′, and the extension speed V 1 of the shield jack is set to the actual contraction speed V 2 of the expansion / contraction part.
V 1 = V 2 B / A + u
Or V 1 = (1 + α) V 2 B / A
However, A: Allowable stroke amount of the expansion / contraction part B: Segment width u, α: constant, and the shield jack is controlled so that A <B is satisfied, and after the expansion / contraction part is fully contracted, Until the shield jack is fully extended, the shield jack is controlled so that the extension speed of the shield jack becomes v ′ (B / A−1) + u or ((1 + α) B / A−1) v ′. The propulsion jack is controlled so that the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero, or until the expansion / contraction part is fully contracted, the shield jack is extended at a set speed v ″ and the actual extension of the shield jack The contraction speed V 2 of the expansion / contraction part with respect to the speed V 1 is
V 2 = V 1 A / B−u
Or V 2 = (1−α) V 1 A / B
The propulsion jack is controlled so that the extension speed of the shield jack is v ″ (1-A / B) + u or ( 1- (1-α) A / B) The shield jack is controlled so as to be “v”, and the propulsion jack is controlled so that the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero. How to control the machine. カッタヘッドを有する前胴部と、セグメントの端面に押し当ててその端面から推進反力を得る複数個のシールドジャッキを有する後胴部と、これら前胴部と後胴部とを連結する複数個の推進ジャッキとを備え、前記シールドジャッキを伸ばしながら前記推進ジャッキにより前・後胴部間の伸縮部を縮めることにより前記後胴部の引き寄せ動作と前記カッタヘッドの掘進動作とを並行して行うシールド掘進機の制御装置であって、
（ａ）前記シールドジャッキの伸び側端を検出する伸び側端検出手段、
（ｂ）前記伸縮部の縮側端を検出する縮側端検出手段、
（ｃ）この縮側端検出手段により前記伸縮部が縮側端に達したことが検出されるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度と前記伸縮部の縮み速度との差が所定の掘進速度となるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度を設定し、前記縮側端検出手段により前記伸縮部が縮側端に達したことが検出された後、前記伸び側端検出手段により前記シールドジャッキが伸び側端に達したことが検出されるまでは、前記シールドジャッキの伸び速度が前記所定の掘進速度となり、前記伸縮部の縮み速度が零になるようにそれらシールドジャッキおよび推進ジャッキの速度を設定するジャッキ速度設定手段および
（ｄ）このジャッキ速度設定手段により設定される速度になるように前記シールドジャッキおよび推進ジャッキを駆動するジャッキ制御手段
を備えることを特徴とするシールド掘進機の制御装置。A front torso having a cutter head, a rear torso having a plurality of shield jacks that press against the end face of the segment to obtain a thrust reaction force from the end face, and a plurality of connecting the front torso and the rear torso And the retracting operation of the cutter head is performed in parallel by contracting the expansion / contraction portion between the front and rear body portions with the propulsion jack while extending the shield jack. A control device for a shield machine,
(A) an extension side end detecting means for detecting an extension side end of the shield jack;
(B) a contraction side end detecting means for detecting a contraction side end of the expansion / contraction part;
(C) The difference between the extension speed of the shield jack and the contraction speed of the expansion / contraction part is a predetermined digging speed until the contraction side end detecting means detects that the expansion / contraction part has reached the contraction side end. The speeds of the shield jack and the propulsion jack are set so that the expansion side end detection means detects that the expansion / contraction part has reached the compression side end, and then the expansion side end detection means Until the extension end is detected, the speed of the shield jack and the propulsion jack are set so that the extension speed of the shield jack becomes the predetermined excavation speed and the contraction speed of the expansion / contraction part becomes zero. And (d) driving the shield jack and the propulsion jack so as to achieve a speed set by the jack speed setting means. Control device for a shield machine, characterized in that it comprises a Yakki control means.
JP1841097A 1997-01-31 1997-01-31 Control method and control apparatus for shield machine Expired - Fee Related JP3775876B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1841097A JP3775876B2 (en) 1997-01-31 1997-01-31 Control method and control apparatus for shield machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1841097A JP3775876B2 (en) 1997-01-31 1997-01-31 Control method and control apparatus for shield machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10212896A JPH10212896A (en) 1998-08-11
JP3775876B2 true JP3775876B2 (en) 2006-05-17

Family

ID=11970898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1841097A Expired - Fee Related JP3775876B2 (en) 1997-01-31 1997-01-31 Control method and control apparatus for shield machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3775876B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10212896A (en) 1998-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021242898A1 (en) Tunnel excavation device
JP3775876B2 (en) Control method and control apparatus for shield machine
JP3104955B2 (en) Simultaneous excavation shield method
JPH06101394A (en) Propulsion and steering mechanism of tunnel machine
JP2796503B2 (en) Control method and control device for shield machine
JP4522029B2 (en) Shield machine
JP3447116B2 (en) Double-body shield excavator and its simultaneous excavation method.
JPH05321579A (en) Tunnel excavator
JPH08270006A (en) Vertical shaft excavator and excavation direction control method
JP6573142B2 (en) Control method of half-folded tunnel excavator
JPH1037246A (en) Stroke end shock reduction device for 2-piece boom type construction machinery
JP3411839B2 (en) Cutter head control device, control method thereof, and tunnel excavator
JP4531309B2 (en) Shield machine and simultaneous shield machine
JP3391631B2 (en) Shield excavator
JP3312875B2 (en) Tunnel machine
JP3086422B2 (en) Shield construction method and shield excavator
JP3161899B2 (en) Direction control method and direction control hydraulic circuit for tunnel machine
JP3644102B2 (en) Propulsion device for shield machine
JP2794638B2 (en) Tunnel excavation method and shield machine used for excavation
JP3942403B2 (en) Tail seal device for shield machine
JP4583630B2 (en) Digging equipment
JP2794639B2 (en) Tunnel excavation method and shield machine used for excavation
JP3640537B2 (en) Shield machine and tunnel construction method in shield machine
JP3344949B2 (en) Stroke control method of overmining equipment in tunnel machine
KR100192752B1 (en) The control method and control device in the shield machine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees