(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機本体の周縁線上に配置された複数の推進ジャッキの推力を調整してシールド掘進機の掘進方向を制御するに当たり、掘進とセグメント組立とを同時施工するために、セグメント組立箇所に対応する複数の推進ジャッキを含む推進ジャッキ群を不作動とする一方、この不作動の推進ジャッキ群以外の推進ジャッキを作動させる場合において、
シールド掘進機の掘進方向制御に必要な目標総推力及び目標ジャッキモーメントを設定し、
前記不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置と前記周縁線の中心とを通る軸線を設定し、
前記作動させる推進ジャッキを、前記軸線の両側に二分される２つのグループに分け、
前記目標総推力及び前記目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、前記軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、
この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定することを特徴とする、シールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。
【請求項２】
前記セグメント組立箇所は前記周縁線に沿って周方向に移動することを特徴とする、請求項１記載のシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。
【請求項３】
前記不作動の推進ジャッキ群に対して前記周縁線の中心に関して対称な位置の推進ジャッキ群を不作動として、前記目標総推力及び前記目標ジャッキモーメントを得るように、前記各グループについて、前記軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第２の推力目標値を設定し、
前記第１の推力目標値の最大値と前記第２の推力目標値の最大値とを比較し、
前記第１の推力目標値の最大値が前記第２の推力目標値の最大値より大きい場合には、前記第２の推力目標値を、各推進ジャッキの推力目標値として選択する一方、
前記第１の推力目標値の最大値が前記第２の推力目標値の最大値以下の場合には、前記第１の推力目標値を、各推進ジャッキの推力目標値として選択することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。
【請求項４】
前記選択された推力目標値が所定値を超える場合には前記目標総推力を低減し、この低減した目標総推力を得るように、各推進ジャッキの前記第１及び第２の推力目標値を設定することを特徴とする、請求項３記載のシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機の掘進方向制御を推進ジャッキの推力調整により行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シールド掘進機を用いるトンネル施工では、掘進速度の高度化の目的から、地山の掘進を行いつつその後方でセグメントの組立を行ってトンネルを構築する、いわゆる同時掘進組立工法が行われている。
【０００３】
この同時掘進組立工法に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１には、シールド掘進機において、掘進機本体の周縁線上に配置された複数の推進ジャッキのうち、組立中のセグメントに対応する推進ジャッキ群を不作動とし、不作動の推進ジャッキ群以外の推進ジャッキで既設セグメントから反力を取って推進することが記載されている。また特許文献１では、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを打ち消すように、作動中の推進ジャッキの圧力を制御し、これにより、シールド掘進機をゼロモーメントで推進させている。また特許文献１では、掘進機本体を構成する前胴と後胴とが複数の中折れジャッキにより連結されており、この中折れジャッキを伸縮させることによりシールド掘進機の掘進方向制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のようなシールド掘進機では、推進と掘進方向制御とを、推進ジャッキと中折れジャッキとで各別に行っているので、シールド掘進機の構成が複雑になり得る。
【０００６】
また、シールド掘進機の構成の複雑化を避けるために、中折れジャッキを有さない構成として、シールド掘進機の掘進方向制御を、推進ジャッキを用いて行う場合には、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮しつつ、掘進方向制御にて要求される総推力（全推進ジャッキの推力の合計値）及び曲げモーメントが得られるように、作動中の推進ジャッキの圧力目標値（換言すれば、推力目標値）を設定する必要がある。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑み、中折れジャッキ等を有さない比較的簡素な構成のシールド掘進機にて、セグメントの組立箇所に対応する推進ジャッキ群が不作動であっても、作動中の推進ジャッキにより、必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機の掘進方向制御を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明に係るシールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法では、掘進機本体の周縁線上に配置された複数の推進ジャッキの推力を調整してシールド掘進機の掘進方向を制御するに当たり、掘進とセグメント組立とを同時施工するために、セグメント組立箇所に対応する複数の推進ジャッキを含む推進ジャッキ群を不作動とする一方、この不作動の推進ジャッキ群以外の推進ジャッキを作動させる場合において、シールド掘進機の掘進方向制御に必要な目標総推力及び目標ジャッキモーメントを設定し、不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置と周縁線の中心とを通る軸線を設定し、作動させる推進ジャッキを、軸線の両側に二分される２つのグループに分け、目標総推力及び目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、作動させる推進ジャッキを、軸線の両側に二分される２つのグループに分け、目標総推力及び目標ジャッキモーメントを得るように、各グループについて、軸線の方向に傾斜する勾配を有する推力分布を設定し、この推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定する。これにより、不作動の推進ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮した比較的なだらかな推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値を設定することができるので、この推力目標値に基づいて各推進ジャッキの推力を調整して必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機の掘進方向制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態におけるシールド掘進機の概略構成を示す図
【図２】推進ジャッキの推力設定方法を示すフローチャート
【図３】セグメント組立前における目標ジャッキモーメント及び推力目標値の設定方法を示すフローチャート
【図４】セグメント組立前の推力分布を示す図
【図５】セグメント組立時における第１の推力目標値の設定方法を示すフローチャート
【図６】セグメント組立時における第１の推力分布を示す図
【図７】セグメント組立時における第２の推力目標値の設定方法を示すフローチャート
【図８】セグメント組立時における第２の推力分布を示す図
【図９】セグメント組立前における推力目標値を示す図（θ１＝３／２π［ｒａｄ］）
【図１０】セグメント組立時における第１の推力目標値を示す図（θ２＝３／２π［ｒａｄ］）
【図１１】セグメント組立時における第２の推力目標値を示す図（θ３＝３／２π［ｒａｄ］）
【図１２】セグメント組立時における第１の推力目標値を示す図（θ２＝５／４π［ｒａｄ］）
【図１３】セグメント組立時における第２の推力目標値を示す図（θ３＝５／４π［ｒａｄ］）
【図１４】セグメント組立時における第１の推力目標値を示す図（θ２＝π［ｒａｄ］）
【図１５】セグメント組立時における第２の推力目標値を示す図（θ３＝π［ｒａｄ］）
【図１６】セグメント組立時における第１の推力目標値を示す図（θ２＝３／４π［ｒａｄ］）
【図１７】セグメント組立時における第２の推力目標値を示す図（θ３＝３／４π［ｒａｄ］）
【図１８】セグメント組立時における第１の推力目標値を示す図（θ２＝１／２π［ｒａｄ］）
【図１９】セグメント組立時における第２の推力目標値を示す図（θ３＝１／２π［ｒａｄ］）
【図２０】本発明の第２実施形態における推進ジャッキの推力設定方法を示すフローチャート
【図２１】軸線角度の設定方法の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるシールド掘進機の概略構成を示す。
シールド掘進機１は、その掘進機本体２の前面に設けられた回転カッタ２ａで地山を掘削しながら土砂を取り込んで後方に搬出して掘進する。
【００１２】
また、シールド掘進機１は、掘進機本体２の後方にエレクター３を備える。エレクター３は、セグメント４を組立てて円筒状の覆工体５を構築する。セグメント４は、隣接するセグメント同士を覆工体５の周方向に接続するための継手部（図示せず）を有する。ここで、本実施形態では、覆工体５の１リング分が８ピースのセグメント４により構成されるとして以下説明するが、１リング分のセグメント４のピース数はこれに限らない。
【００１３】
掘進機本体２の周縁線上（図４，図６，図８に示す円周Ｃ上）には、複数（本実施形態では１６本）の推進ジャッキ６が配置されている。
推進ジャッキ６は、シリンダ６ａとロッド６ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ６ａは、その一端が掘進機本体２に固定されており、他端側にて、ロッド６ｂが進出・退入可能となっている。推進ジャッキ６のロッド６ｂの先端部を既設のセグメント４に当接させた状態で推進ジャッキ６を伸長作動させることにより、シールド掘進機１は推進力を得ることができる。このようにして、推進ジャッキ６は、既設のセグメント４から反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。
【００１４】
また、推進ジャッキ６のロッド６ｂの伸縮ストロークの長さは、セグメント４の１リング幅より長くなるように、すなわち、最大伸長時に１リング分のセグメント４の幅より長くなるように（例えば、最大伸長時に１リング分のセグメント４の幅の２倍の長さになるように）構成される。
【００１５】
シールド掘進機１は、推進ジャッキ６により常時推進され、これと並行して、エレクター３にてセグメント４の組立てが行われる。この際、組立て中のセグメント４に対応する４本の推進ジャッキ６からなるグループ（以下、「組立ジャッキ群」という）は引戻し（不作動）とされ、それ以外の推進ジャッキ６を伸長作動させて既設のセグメント４から反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。ここで、組立ジャッキ群が対応するセグメント４の組立箇所は、掘進機本体２の周縁線（図４，図６，図８に示す円周Ｃ）に沿って周方向に移動する。
【００１６】
制御部１０は、掘進機本体２に予め設けられた図示しない位置センサや姿勢角センサ等からの信号を入力して、シールド掘進機１の運転に関する各種演算や各種制御を行うが、本実施形態では、特に、シールド掘進機１の掘進方向制御を行うべく、各推進ジャッキの推力目標値を設定し、この推力目標値に応じて、各推進ジャッキの圧力制御（油圧制御）を行う。
【００１７】
図２は、制御部１０を用いて実現される、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉの設定方法を示すフローチャートである。ここで、本明細書において、添字「ｉ」は推進ジャッキ６の本数に対応しており、本実施形態では、推進ジャッキ６の本数が１６本であるので、ｉ＝１〜１６となっている。
【００１８】
ステップＳ１では、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な総推力の目標値（目標総推力）Ｔｔｏｔａｌを設定する。具体的には、例えば、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された、シールド掘進機１の推進時の目標総推力Ｔｔｏｔａｌを読み込んで、これを掘進方法制御のための目標値として設定する。
【００１９】
ステップＳ２では、セグメント４の組立前における、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメントの目標値（目標ジャッキモーメント）ＭＰを設定する。また、ステップＳ２では、セグメント４の組立前に、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと目標ジャッキモーメントＭＰとが得られるように、各推進ジャッキの推力目標値ＴＰｉを設定する。尚、ステップＳ２における処理の詳細については、図３及び図４を用いて後述する。
【００２０】
ステップＳ３では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰと、セグメント４の組立時の組立ジャッキ群の位置（例えば、後述する図６におけるＪ９〜Ｊ１２）と、を考慮して、セグメント４の組立時における、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定する。尚、ステップＳ３における処理の詳細については、図５及び図６を用いて後述する。
【００２１】
ステップＳ４では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰと、セグメント４の組立時の組立ジャッキ群の位置（例えば、後述する図８におけるＪ９〜Ｊ１２）と、組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称な位置にて不作動とされ得る推進ジャッキのグループ（以下、「対抗ジャッキ群」という）の位置（例えば、後述する図８におけるＪ１〜Ｊ４）と、を考慮して、セグメント４の組立時における、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。尚、ステップＳ４における処理の詳細については、図７及び図８を用いて後述する。
【００２２】
ステップＳ５では、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘと第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘとを比較する。
ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘの場合には、ステップＳ６にてＴｉ＝ＴＲｉとして、本フローを終了する。すなわち、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘが第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘより大きい場合には、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして、第２の推力目標値ＴＲｉを選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。
【００２３】
ＴＱｍａｘ≦ＴＲｍａｘの場合には、ステップＳ７にてＴｉ＝ＴＱｉとして、本フローを終了する。すなわち、第１の推力目標値ＴＱｉの最大値ＴＱｍａｘが第２の推力目標値ＴＲｉの最大値ＴＲｍａｘ以下の場合には、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして、第１の推力目標値ＴＱｉを選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。
【００２４】
このようにして、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉを設定した後に、この推力目標値Ｔｉに応じて、推進ジャッキ６の圧力制御（油圧制御）を行う。
【００２５】
次に、上述のステップＳ２における処理の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、セグメント組立前における目標ジャッキモーメントＭＰ及び推力目標値ＴＰｉの設定方法を示すフローチャートである。図４は、セグメント組立前における推力分布を示す図である。
【００２６】
図３のステップＳ２１では、目標ジャッキモーメントＭＰを設定する。
ここで、目標ジャッキモーメントＭＰの設定について、図４を用いて説明する。
１６本の推進ジャッキ６に対応する推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、水平及び鉛直の姿勢偏差を修正するために必要な次の掘進目標点を推進ジャッキのための操作目標点と仮定して、上記水平及び鉛直の姿勢偏差から求まる操作目標点までの曲げモーメントを、本実施形態では目標ジャッキモーメントＭＰと称している。そして、本実施形態では、目標ジャッキモーメントＭＰを、円周Ｃの中心Ｏにおける極座標系の操作強さｒ１と操作角度θ１とに対応させて表している。すなわち、目標ジャッキモーメントＭＰの強さが操作強さｒ１に対応する一方、目標ジャッキモーメントＭＰの方向（角度）が操作角度θ１に対応する。従って、本実施形態では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された操作強さｒ１と操作角度θ１とを読み込むことにより、目標ジャッキモーメントＭＰが設定される。尚、本実施形態において、操作強さｒ１は、０≦ｒ１≦１の関係を満たす無次元数であり、後述する直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の勾配率を決定するパラメータである。
【００２７】
図３に戻り、ステップＳ２２では、推力分担率Ｐｉを算出する。
推力分担率Ｐｉは、以下２つのステップを経て算出される。
（１）図４に示すように、操作角度θ１の延長線が円周Ｃと交わる点Ｅ１と、これとは１８０度反対側の円周Ｃ上の点Ｅ２とを求める。
（２）点Ｅ１にて最大推力、点Ｅ２にて最小推力となるように操作強さｒ１により決定される直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｐ１〜Ｐ１６を、２つの点Ｅ１，Ｅ２を結ぶ軸線ＡＸ１で二分されるその両側の各グループＡ１，Ｂ１について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｐｉ＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ１）＋１｝／２−１]・ｒ１］×１００
ここで、φｉ[ｒａｄ]は、推進ジャッキＪｉ（ｉ＝１〜１６）の取付位置を示す。
再び図３に戻り、ステップＳ２３では、ステップＳ２２にて算出された推力分担率Ｐｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの推力目標値ＴＰｉを算出し、設定する。
【００２８】
尚、目標ジャッキモーメントＭＰについては、そのヨー方向（図４のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＰＸと、ピッチ方向（図４のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＰＹとが、以下の式により、それぞれ求められる。
ＭＰＸ＝ΣＭＰＸｉ＝Σ（ＴＰｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＰＹ＝ΣＭＰＹｉ＝Σ（ＴＰｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
ここで、ＲＣは、円周Ｃの半径である。
【００２９】
以上のようにして、ステップＳ２にて、目標ジャッキモーメントＭＰ及び推力目標値ＴＰｉが設定される。
【００３０】
また、図４に示すように、直線勾配の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の境界線である軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定することで、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１が軸線ＡＸ１に関する対称性を有する比較的なだらかな勾配（直線勾配）で設定されるので、それらの推力差が全て同一方向の曲げモーメントを生ずることとなり、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメント（目標ジャッキモーメントＭＰ）を効率的に得ることができる。また、この推力設定方式により、推進ジャッキ６の動力設備を簡素化することが可能である。
【００３１】
次に、上述のステップＳ３における処理の詳細について、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、セグメント組立時における第１の推力目標値ＴＱｉの設定方法を示すフローチャートである。図６は、セグメント組立時における第１の推力分布を示す図である。
【００３２】
図５のステップＳ３１では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された偏差係数αＡ，αＢ及び軸線方向強さｒ２の各々の初期値と、軸線角度θ２とを読み込む。
【００３３】
ここで、軸線方向強さｒ２及び軸線角度θ２について、図６を用いて説明する。
推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、組立ジャッキ群（図６では推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）の中央位置Ｆ１を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の操作角度θ２で表している。換言すれば、組立ジャッキ群の中央位置Ｆ１に対応するように、軸線角度θ２が設定されている。ここで、中央位置Ｆ１は、本発明における「不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置」に対応するものである。また、軸線方向強さｒ２は、後述する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２の勾配率を決定するパラメータであり、無次元数である。
【００３４】
図５に戻り、ステップＳ３２では、推力分担率Ｑｉを算出する。
推力分担率Ｑｉは、以下５つのステップを経て算出される。
（１）推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６を、軸線角度θ２に対応する軸線ＡＸ２の両側に二分される２つのグループＡ２，Ｂ２に分ける。ここで、軸線ＡＸ２は、組立ジャッキ群の中央位置Ｆ１と、円周Ｃの中心Ｏとを通る直線である。
（２）各グループＡ２，Ｂ２について、軸線ＡＸ２の方向に傾斜する勾配を有する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２を設定する。ここで、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２は直線勾配を有しており、この勾配率は、軸線方向強さｒ２により決定される。
（３）第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｑ１’〜Ｑ１６’を、各グループＡ２，Ｂ２について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｑｉ’＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ２）＋１｝／２−１]・ｒ２］×１００
（４）組立ジャッキ群（推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）に対応するＱ９’〜Ｑ１２’をゼロとする。これにより、実質的には、作動させる推進ジャッキ（すなわち、組立ジャッキ群以外の推進ジャッキ）が、軸線ＡＸ２の両側に二分されるグループＡ２，Ｂ２に分けられたことになる。
（５）推力分担率Ｑｉ’を、両グループ間の相対強さに対応する偏差係数αＡ，αＢにより変更する。具体的には、グループＡ２に属する推進ジャッキＪ３〜Ｊ１０については、各々の推力分担率Ｑｉ’に偏差係数αＡを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｑｉを算出する。同様に、グループＢ２に属する推進ジャッキＪ１１〜Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２については、各々の推力分担率Ｑｉ’に偏差係数αＢを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｑｉを算出する。ここで、偏差係数αＡ，αＢについては、αＡ＋αＢ＝２の関係を満たしている。
【００３５】
再び図５に戻り、ステップＳ３３では、ステップＳ３２にて算出された推力分担率Ｑｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを算出する。このようにして、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉが設定される。
【００３６】
ステップＳ３４では、ステップＳ３３にて設定された各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉに基づいて、曲げモーメントに対応するジャッキモーメントＭＱを算出する。
【００３７】
尚、ジャッキモーメントＭＱについては、ヨー方向（図６のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＱＸと、ピッチ方向（図６のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＱＹとを、以下の式によりそれぞれ求める。
ＭＱＸ＝ΣＭＱＸｉ＝Σ（ＴＱｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＱＹ＝ΣＭＱＹｉ＝Σ（ＴＱｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
【００３８】
ステップＳ３５では、ジャッキモーメントＭＱと目標ジャッキモーメントＭＰとを比較する。具体的には、ジャッキモーメントＭＱのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＱＸ，ＭＱＹ）と目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＰＸ，ＭＰＹ）とを比較する。
【００３９】
ＭＱがＭＰに略同等ではない場合（例えば、ＭＱとＭＰとの差が予め設定された閾値以上の場合）には、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントと、セグメント４組立前の曲げモーメントとの差異が大きいと判定し、ステップＳ３６に進んで、軸線方向強さｒ２と偏差係数αＡ，αＢとを変更して再設定し、ステップＳ３２に戻って、推力分担率Ｑｉの算出を行う。
【００４０】
一方、ＭＱがＭＰに略同等である場合、（例えば、ＭＱとＭＰとの差が予め設定された閾値未満の場合）には、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントが、セグメント４組立前の曲げモーメントと略同等であると判定し、このときの第１の推力目標値ＴＱｉを、ステップＳ３７にて、制御部１０の記憶部に記憶させて、本フローを終了する。
【００４１】
このようにして、ステップＳ３にて、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、第１の推力目標値ＴＱｉが設定される。
【００４２】
次に、上述のステップＳ４における処理の詳細について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、セグメント組立時における第２の推力目標値ＴＲｉの設定方法を示すフローチャートである。図８は、セグメント組立時における第２の直線勾配の推力分布を示す図である。
【００４３】
図７のステップＳ４１では、制御部１０の記憶部に予め入力されて記憶された偏差係数βＡ，βＢ及び軸線方向強さｒ３の各々の初期値と、軸線角度θ３とを読み込む。
ここで、軸線方向強さｒ３及び軸線角度θ３について、図８を用いて説明する。
【００４４】
推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６が掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置されている場合において、組立ジャッキ群（図８では推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）の中央位置Ｇ１を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の軸線角度θ３で表している。換言すれば、組立ジャッキ群の中央位置Ｇ１に対応するように、軸線角度θ３が設定されている。ここで、中央位置Ｇ１は、本発明における「不作動の推進ジャッキ群の配置範囲内の所定位置」に対応するものである。また、軸線方向強さｒ３は、後述する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３の勾配率を決定するパラメータであり、無次元数である。
【００４５】
図７に戻り、ステップＳ４２では、推力分担率Ｒｉを算出する。
推力分担率Ｒｉは、以下５つのステップを経て算出される。
（１）推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６を、軸線角度θ３に対応する軸線ＡＸ３の両側に二分される２つのグループＡ３，Ｂ３に分ける。ここで、軸線ＡＸ３は、組立ジャッキ群の中央位置Ｇ１と、円周Ｃの中心Ｏとを通る直線である。
（２）各グループＡ３，Ｂ３について、軸線ＡＸ３の方向に傾斜する勾配を有する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３を設定する。ここで、第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３は直線勾配を有しており、この勾配率は、軸線方向強さｒ３により決定される。
（３）第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３に従い、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の位置毎の推力分担率Ｒ１’〜Ｒ１６’を、各グループＡ３，Ｂ３について、以下の式によりそれぞれ求める。
Ｒｉ’＝［１＋[｛ｃｏｓ（φｉ−θ３）＋１｝／２−１]・ｒ３］×１００
（４）組立ジャッキ群（推進ジャッキＪ９〜Ｊ１２）に対応するＲ９’〜Ｒ１２’と、この組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称に位置する対抗ジャッキ群（図８では推進ジャッキＪ１〜Ｊ４）に対応するＲ１’〜Ｒ４’とをそれぞれゼロとする。これにより、実質的には、作動させる推進ジャッキ（すなわち、組立ジャッキ群及び対抗ジャッキ群以外の推進ジャッキ）が、軸線ＡＸ３の両側に二分されるグループＡ３，Ｂ３に分けられたことになる。
（５）推力分担率Ｒｉ’を、両グループ間の相対強さに対応する偏差係数βＡ，βＢにより変更する。具体的には、グループＡ３に属する推進ジャッキＪ３〜Ｊ１０については、各々の推力分担率Ｒｉ’に偏差係数βＡを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｒｉを算出する。同様に、グループＢ３に属する推進ジャッキＪ１１〜Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２については、各々の推力分担率Ｒｉに偏差係数βＢを乗じることにより変更して、各々の推力分担率Ｒｉを算出する。ここで、偏差係数βＡ，βＢについては、βＡ＋βＢ＝２の関係を満たしている。
【００４６】
再び図７に戻り、ステップＳ４３では、ステップＳ４２にて算出された推力分担率Ｒｉと目標総推力Ｔｔｏｔａｌとに基づいて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを算出する。このようにして、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉが設定される。
【００４７】
ステップＳ４４では、ステップＳ４３にて設定された各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉに基づいて、曲げモーメントに対応するジャッキモーメントＭＲを算出する。
【００４８】
尚、ジャッキモーメントＭＲについては、ヨー方向（図８のＹ軸回り）のモーメント成分であるＭＲＸと、ピッチ方向（図８のＸ軸回り）のモーメント成分であるＭＲＹとを、以下の式によりそれぞれ求める。
ＭＲＸ＝ΣＭＲＸｉ＝Σ（ＴＲｉ・ＲＣ・ｃｏｓ（φｉ））
ＭＲＹ＝ΣＭＲＹｉ＝Σ（ＴＲｉ・ＲＣ・ｓｉｎ（φｉ））
ステップＳ４５では、ジャッキモーメントＭＲと目標ジャッキモーメントＭＰとを比較する。具体的には、ジャッキモーメントＭＲのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＲＸ，ＭＲＹ）と目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向及びピッチ方向のモーメント成分（ＭＰＸ，ＭＰＹ）とを比較する。
【００４９】
ＭＲがＭＰに略同等ではない場合（例えば、ＭＲとＭＰとの差が予め設定された閾値以上の場合）には、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントと、セグメント４組立前の曲げモーメントとの差異が大きいと判定し、ステップＳ４６に進んで、軸線方向強さｒ３と偏差係数βＡ，βＢとを変更して再設定し、ステップＳ４２に戻って、推力分担率Ｒｉの算出を行う。
【００５０】
一方、ＭＲがＭＰに略同等である場合、（例えば、ＭＲとＭＰとの差が予め設定された閾値未満の場合）には、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉからなる推力分布により生じる曲げモーメントが、セグメント４組立前の曲げモーメントと略同等であると判定し、このときの第２の推力目標値ＴＲｉを、ステップＳ４７にて、制御部１０の記憶部に記憶させて、本フローを終了する。
【００５１】
このようにして、ステップＳ４にて、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、第２の推力目標値ＴＲｉが設定される。
【００５２】
次に、本実施形態における各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉが、セグメント４の組立状況に応じてどのように設定されるのかについて、図９〜図１９を用いて説明する。
【００５３】
図９（ａ）〜図１９（ａ）は、それぞれ、シールド掘進機の掘進機本体２の後方から見た推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６の配置箇所を示している。ここで、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６のうち、黒いドットで示されている推進ジャッキは組立ジャッキ群に属しており、引戻しにより不作動となっている。また、推進ジャッキＪ１〜Ｊ１６のうち、斜線で示されている推進ジャッキは対抗ジャッキ群に属しており、これらも不作動となっている。
【００５４】
また、図９（ｂ）〜図１９（ｂ）は、それぞれ、各推進ジャッキの推力目標値（ＴＰｉ，ＴＱｉ，ＴＲｉ）の大きさを円柱の高さで示している。
尚、本実施形態では、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを５６０［ｋＮ］と仮定する。また、操作角度θ１を３／２［ｒａｄ］と仮定する。また、操作強さｒ１を０．４０と仮定する。また、円周Ｃの半径ＲＣを２［ｍ］と仮定する。
【００５５】
［１］セグメント組立前の場合（図９参照）
この場合は、上述の図２のステップＳ２、図３のステップＳ２１〜Ｓ２３、及び図４を用いると、以下表１に示す算出結果が得られる。
【００５６】
【表１】
0005584174.tif 000002
また、表１は図９に対応しており、表１における推力目標値ＴＰが、図９（ｂ）に示されている。
【００５７】
この場合における目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向のモーメント成分ＭＰＸ（０［ｋＮ・ｍ］）と、ピッチ方向のモーメント成分ＭＰＹ（１４０［ｋＮ・ｍ］）とがセグメント組立時においても維持されるように（すなわち、セグメント組立前の目標ジャッキモーメントＭＰがセグメント組立時においても維持されるように）、及び、目標総推力Ｔｔｏｔａｌがセグメント組立時においても維持されるように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱと第２の推力目標値ＴＲとが設定される。
【００５８】
［２］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ７〜Ｊ１０からなる場合（図１０，図１１参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／２π［ｒａｄ］となる。
【００５９】
まず、軸線方向強さｒ２＝１．００とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表２に示す算出結果が得られる。
【００６０】
【表２】
0005584174.tif 000003
また、表２は図１０に対応しており、表２における第１の推力目標値ＴＱが、図１０（ｂ）に示されている。
【００６１】
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ１５，Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．８４とし、偏差係数βＡ＝βＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表３に示す算出結果が得られる。
【００６２】
【表３】
0005584174.tif 000004
また、表３は図１１に対応しており、表３における第２の推力目標値ＴＲが、図１１（ｂ）に示されている。
【００６３】
表２と表３とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１０４［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９８［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。
【００６４】
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。
【００６５】
［３］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ９〜Ｊ１２からなる場合（図１２，図１３参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝５／４π［ｒａｄ］となる。
【００６６】
まず、軸線方向強さｒ２＝０．９７とし、偏差係数αＡ＝１．１０とし、αＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表４に示す算出結果が得られる。
【００６７】
【表４】
0005584174.tif 000005
また、表４は図１２に対応しており、表４における第１の推力目標値ＴＱが、図１２（ｂ）に示されている。
【００６８】
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ１〜Ｊ４を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．６８とし、偏差係数βＡ＝１．１０とし、βＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表５に示す算出結果が得られる。
【００６９】
【表５】
0005584174.tif 000006
また、表５は図１３に対応しており、表５における第２の推力目標値ＴＲが、図１３（ｂ）に示されている。
【００７０】
表４と表５とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１０９［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９９［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。
【００７１】
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。
【００７２】
［４］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１１〜Ｊ１４からなる場合（図１４，図１５参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝π［ｒａｄ］となる。
【００７３】
まず、軸線方向強さｒ２＝０．８７とし、偏差係数αＡ＝１．１５とし、αＢ＝０．８５として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表６に示す算出結果が得られる。
【００７４】
【表６】
0005584174.tif 000007
また、表６は図１４に対応しており、表６における第１の推力目標値ＴＱが、図１４（ｂ）に示されている。
【００７５】
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ３〜Ｊ６を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．００とし、偏差係数βＡ＝１．１４とし、βＢ＝０．８６として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表７に示す算出結果が得られる。
【００７６】
【表７】
0005584174.tif 000008
また、表７は図１５に対応しており、表７における第２の推力目標値ＴＲが、図１５（ｂ）に示されている。
【００７７】
表６と表７とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１００［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは８０［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。
【００７８】
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。
【００７９】
［５］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１３〜Ｊ１６からなる場合（図１６，図１７参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／４π［ｒａｄ］となる。
【００８０】
まず、軸線方向強さｒ２＝０．７４とし、偏差係数αＡ＝１．１１とし、αＢ＝０．８９として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表８に示す算出結果が得られる。
【００８１】
【表８】
0005584174.tif 000009
また、表８は図１６に対応しており、表８における第１の推力目標値ＴＱが、図１６（ｂ）に示されている。
【００８２】
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ５〜Ｊ８を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝−２．１０とし、偏差係数βＡ＝１．１０とし、βＢ＝０．９０として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表９に示す算出結果が得られる。
【００８３】
【表９】
0005584174.tif 000010
また、表９は図１７に対応しており、表９における第２の推力目標値ＴＲが、図１７（ｂ）に示されている。
【００８４】
表８と表９とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは８４［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９９［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＜ＴＲｍａｘとなっている。
【００８５】
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ７に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第１の推力目標値ＴＱｉが選択されて設定されることになる。
【００８６】
［６］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ１５，Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２からなる場合（図１８，図１９参照）
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝１／２π［ｒａｄ］となる。
【００８７】
まず、軸線方向強さｒ２＝０．６７とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表１０に示す算出結果が得られる。
【００８８】
【表１０】
0005584174.tif 000011
また、表１０は図１８に対応しており、表１０における第１の推力目標値ＴＱが、図１８（ｂ）に示されている。
【００８９】
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ７〜Ｊ１０を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝−５．２０とし、偏差係数βＡ＝βＢ＝１．００として、上述の図２のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表１１に示す算出結果が得られる。
【００９０】
【表１１】
0005584174.tif 000012
また、表１１は図１９に対応しており、表１１における第２の推力目標値ＴＲが、図１９（ｂ）に示されている。
【００９１】
表１０と表１１とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは７０［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは９８［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＜ＴＲｍａｘとなっている。
【００９２】
従って、この場合には、図２のステップＳ５にてステップＳ７に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第１の推力目標値ＴＱｉが選択されて設定されることになる。
【００９３】
ところで、特許第３３１４３６６号公報には、上述の図３及び図４に示した推進ジャッキの推力設定方法と同様の手法が記載されている。
この特許第３３１４３６６号公報に記載のような手法では、図４に示すように、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１の境界線である軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定し、この軸線ＡＸ１により二分されるクループＡ１，Ｂ１の各々の推力分布ＬＡ１，ＬＢ１を軸線ＡＸ１に関して互いに対称になるように設定することで、掘進方向制御に必要な曲げモーメント及び総推力を効率的に得ている。
【００９４】
しかしながら、同時掘進組立工法において、軸線ＡＸ１を、操作角度θ１の延長線と同一方向に設定すると、組立ジャッキ群の位置等によっては、掘進方向制御に必要な曲げモーメント及び総推力が得られない可能性がある。また、施工状態に応じてセグメント４の組立箇所が掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）に沿って周方向に移動することにより、これに追従して、不作動となる推進ジャッキ群の位置も移動するので、掘進方向制御が不安定になる可能性がある。
【００９５】
この点、本実施形態では、セグメント４の組立箇所の移動に追従して軸線ＡＸ２，ＡＸ３が移動可能であるので、セグメント４の組立箇所が移動しても、軸線により二分されるクループの各々の推力分布が、互いに、軸線に関する対称性を維持でき、この結果、必要な曲げモーメント及び総推力を得て、安定的に掘進方向制御を行うことができる。
【００９６】
尚、本実施形態では、推力分布ＬＡ１，ＬＢ１、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２、及び、第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３が、それぞれ、対応する軸線の方向に傾斜する勾配として、上述の直線勾配を有しているが、勾配の態様はこれに限らず、例えば、特許第３３１４３６６号公報に記載のようないわゆる曲線勾配を、本実施形態における各推力分布の勾配に適用することが可能である。
【００９７】
本実施形態によれば、掘進機本体２の周縁線上（円周Ｃ上）に配置された複数の推進ジャッキ６の推力を調整してシールド掘進機１の掘進方向を制御するに当たり、掘進とセグメント組立とを同時施工するために、セグメント４の組立箇所に対応する組立ジャッキ群を不作動とする一方、この組立ジャッキ群以外の推進ジャッキを作動させる場合に、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを設定し、組立ジャッキ群の配置範囲内の所定位置（中央位置Ｆ１）と円周Ｃの中心Ｏとを通る軸線ＡＸ２を設定し、作動させる推進ジャッキ６を、軸線ＡＸ２の両側に二分される２つのグループＡ２，Ｂ２に分け、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、各グループＡ２，Ｂ２について、軸線ＡＸ２の方向に傾斜する勾配を有する第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２を設定し、この第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定する。これにより、組立ジャッキ群に起因して発生する強制的なモーメントを考慮した比較的なだらかな推力分布に基づいて、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定することができるので、この推力目標値ＴＱｉに基づいて各推進ジャッキの推力を調整して、必要な総推力及び曲げモーメントを得てシールド掘進機１の掘進方向制御を行うことができる。
【００９８】
また本実施形態によれば、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２が軸線ＡＸ２に関する対称性を有する比較的なだらかな勾配（直線勾配）で設定されるので、それらの推力差が全て同一方向の曲げモーメントを生ずることとなり、シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメント（目標ジャッキモーメントＭＰ）を効率的に得ることができる。
【００９９】
ところで、シールド掘進機１のジャッキ推力は、シールドトンネルのセグメント４に荷重として加わる。シールド掘進機１の掘進方向制御に必要な曲げモーメントを得るためには、セグメント４に一定の偏った荷重が加わることを許容しなければならないが、既に組立てられたセグメント４への影響を緩和するためには、近接する推進ジャッキ６間の推力の差が小さいこと、換言すれば、円周Ｃに沿う周方向で見て、推進ジャッキ６間の推力勾配の変節点が少ないことが求められる。ここで、推力勾配の変節点とは、増加する推力勾配から減少する推力勾配への変化点、又は、減少する推力勾配から増加する推力勾配への変化点を意味する。近接する推進ジャッキ６間の推力の差が大きい場合には、セグメント４に偏圧が作用することになり、覆工体５が変形する可能性がある。また、推力勾配の変節点では、セグメント４の主に継手部に、応力が集中する部分、又は、応力が拡散する部分が生じ、これら部分がセグメント組立に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０１００】
この点、本実施形態では、第１の推力分布ＬＡ２，ＬＢ２が比較的なだらかな勾配（直線勾配）を有することにより、推力勾配の変節点が比較的少ないので、セグメント４の主に継手部に作用する応力の集中又は拡散を抑制することができ、ひいては、セグメント組立の施工性を向上させることができる。
【０１０１】
また本実施形態によれば、組立ジャッキ群に対して円周Ｃの中心Ｏに関して対称な位置の対抗ジャッキ群を不作動として、目標総推力Ｔｔｏｔａｌ及び目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、各グループＡ３，Ｂ３について、軸線ＡＸ３の方向に傾斜する勾配を有する第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３を設定し、この第２の推力分布ＬＡ３，ＬＢ３に基づいて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。また、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘと第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘとを比較し、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘの場合には、第２の推力目標値ＴＲｉを、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして選択する一方、ＴＱｍａｘ≦ＴＲｍａｘの場合には、第１の推力目標値ＴＱｉを、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとして選択する。これにより、推進ジャッキ６の推力の最大値を低く抑制することができるので、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。
【０１０２】
図２０は、本発明の第２実施形態における推進ジャッキの推力設定方法を示すフローチャートである。
図２に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【０１０３】
図２０に示すフローでは、ステップＳ６又はＳ７にて設定された各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉについて、ステップＳ８にて、推力目標値Ｔｉと、所定値Ｔｉｍａｘとを比較する。ここで、所定値Ｔｉｍａｘとは、推力目標値Ｔｉが、推進ジャッキ６の最大推進能力を超えた値か否かを判定するための閾値であり、予め設定された値である。
【０１０４】
Ｔｉ＞Ｔｉｍａｘの場合は、ステップＳ９にて目標総推力Ｔｔｏｔａｌを低減して、ステップＳ２に戻り、目標ジャッキモーメントＭＰの設定を行う。そして、この低減した目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、ステップＳ３にて各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定し、ステップＳ４にて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。
【０１０５】
そして、ステップＳ８にてＴｉ≦Ｔｉｍａｘになるまで、上述のステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、Ｔｉ≦Ｔｉｍａｘになった時点で、このときの推力目標値Ｔｉを、ステップＳ１０にて目標値と設定して、この推力目標値Ｔｉに応じて、推進ジャッキ６の圧力制御（油圧制御）を行う。
【０１０６】
次に、本実施形態における目標総推力Ｔｔｏｔａｌが、第１実施形態における目標総推力Ｔｔｏｔａｌより大きい７００［ｋＮ］である場合の、推力目標値Ｔｉの設定方法の一例を説明する。ここで、所定値Ｔｉｍａｘは、１００［ｋＮ］であると仮定する。
【０１０７】
［１］セグメント組立前の場合
この場合は、上述の図２０のステップＳ２、図３のステップＳ２１〜Ｓ２３、及び図４を用いると、以下表１２に示す算出結果が得られる。
【０１０８】
【表１２】
0005584174.tif 000013
この場合における目標ジャッキモーメントＭＰのヨー方向のモーメント成分ＭＰＸ（０［ｋＮ・ｍ］）と、ピッチ方向のモーメント成分ＭＰＹ（１７５［ｋＮ・ｍ］）とがセグメント組立時においても維持されるように（すなわち、セグメント組立前の目標ジャッキモーメントＭＰがセグメント組立時においても維持されるように）、及び、目標総推力Ｔｔｏｔａｌがセグメント組立時においても維持されるように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱと第２の推力目標値ＴＲとが設定される。
【０１０９】
［２］セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ７〜Ｊ１０からなる場合
この場合は、軸線角度θ２＝θ３＝３／２π［ｒａｄ］となる。
【０１１０】
まず、軸線方向強さｒ２＝１．００とし、偏差係数αＡ＝αＢ＝１．００として、上述の図２０のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６を用いると、以下表１３に示す算出結果が得られる。
【０１１１】
【表１３】
0005584174.tif 000014
次に、対抗ジャッキ群に属するＪ１５，Ｊ１６，Ｊ１，Ｊ２を不作動とし、軸線方向強さｒ３＝０．８４とし、偏差係数βＡ＝βＢ＝１．００として、上述の図２０のステップＳ４、図７のステップＳ４１〜Ｓ４７、及び図８を用いると、以下表１４に示す算出結果が得られる。
【０１１２】
【表１４】
0005584174.tif 000015
表１３と表１４とを参照すると、第１の推力目標値の最大値ＴＱｍａｘは１３０［ｋＮ］であり、また、第２の推力目標値の最大値ＴＲｍａｘは１２３［ｋＮ］であるので、ＴＱｍａｘ＞ＴＲｍａｘとなっている。
【０１１３】
従って、この場合には、図２０のステップＳ５にてステップＳ６に進むことになるので、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉとしては、第２の推力目標値ＴＲｉが選択されて設定されることになる。
【０１１４】
この後、ステップＳ８では、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉと所定値Ｔｉｍａｘとが比較される。この場合では、Ｔｉの最大値が１２３［ｋＮ］であり、所定値Ｔｉｍａｘ＝１００［ｋＮ］を上回るので、ステップＳ８からステップＳ９に進み、目標総推力Ｔｔｏｔａｌを低減して、ステップＳ２に戻り、目標ジャッキモーメントＭＰの設定を行う。そして、この低減した目標総推力Ｔｔｏｔａｌと、目標ジャッキモーメントＭＰを得るように、ステップＳ３にて各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉを設定し、ステップＳ４にて、各推進ジャッキの第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。
【０１１５】
特に本実施形態によれば、各推進ジャッキの推力目標値Ｔｉが所定値Ｔｉｍａｘを超える場合には総推力Ｔｔｏｔａｌを低減し、この低減した総推力Ｔｏｔａｌを得るように、各推進ジャッキの第１の推力目標値ＴＱｉ及び第２の推力目標値ＴＲｉを設定する。これにより、推力目標値Ｔｉが、例えば、推進ジャッキ６の最大推進能力を超えた値になることを抑制できるので、推進ジャッキ６の故障等を防ぐことができると共に、セグメント４に局所的に過大な荷重が作用してセグメント４が破損すること、及び、覆工体５が変形することを抑制することができる。
【０１１６】
尚、上述の実施形態では、複数の推進ジャッキからなる組立ジャッキ群の中央位置を、周縁線（円周Ｃ）の中心Ｏにおける極座標系の軸線角度θ２，θ３で表しているが、軸線角度θ２，θ３が対応する組立ジャッキ群の配置範囲内の所定位置は、上記中央位置に限らず、組立ジャッキ群の配置範囲内の任意の位置であり得る。この一例を、図２１に示す。
【０１１７】
図２１は、図６及び図１２に示した、セグメント組立時における組立ジャッキ群がＪ９〜Ｊ１２からなる場合に対応しており、軸線角度θ２の設定方法の変形例を示す。図６及び図１２（ａ）では、組立ジャッキ群の設置範囲内の中央位置Ｆ１に、軸線角度θ２が対応している。一方、図２１（ａ）では、組立ジャッキ群の設置範囲内において、中央位置より掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）の中心角で２２．５°ずれた位置に、軸線角度θ２が対応している。図２１に示す軸線角度θ２を、上述の図２のステップＳ３、図５のステップＳ３１〜Ｓ３７、及び図６に適用して、第１の推力目標値ＴＱを算出すると、図２１（ｂ）に示すような第１の推力目標値ＴＱの分布が得られる。
【０１１８】
また、上述の実施形態では、シールド掘進機１が１６本の推進ジャッキ６を備える場合を用いて説明したが、シールド掘進機１が備える推進ジャッキ６の本数はこれに限らず、例えば、シールド掘進機１が１６本以上の推進ジャッキ６を備えることが好ましい。
【０１１９】
また、上述の実施形態では、組立ジャッキ群が４本の推進ジャッキ６により構成され、これにより、組立ジャッキ群の配置範囲が、円周Ｃの中心角で９０°の範囲に対応する場合を示したが、組立ジャッキ群の配置範囲と円周Ｃの中心角の範囲との対応関係はこれに限らず、例えば、組立ジャッキ群の配置範囲が、円周Ｃの中心角で９０°以下の範囲に対応することが好ましい。
【符号の説明】
【０１２０】
１  シールド掘進機
２  掘進機本体
３  エレクター
４  セグメント
５  覆工体
６，Ｊ１〜Ｊ１６  推進ジャッキ
１０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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