(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を推進してトンネルを掘削する地中掘進機の掘進制御装置であって、
前記地中掘進機の掘進動作を制御する操作制御盤に設けた通信制御機器と、前記操作制御盤に対する指令を発信しかつ前記操作制御盤が取得した前記地中掘進機の掘進データを受信する通信機能を有した遠隔制御装置とを備えたものであり、前記遠隔制御装置と前記通信制御機器とは、通信回線で接続されていることを特徴とする地中掘進機の掘進制御装置。
【請求項２】
地中を推進してトンネルを掘削する地中掘進機の掘進制御装置であって、
同時に複数箇所で実施されている前記地中掘進機の掘進現場に設置され掘進動作を制御する操作制御盤内に装備された通信制御機器と、前記推進現場以外の遠隔地に所在する管理センタ内に設置され前記地中掘進機の掘進制御あるいは推進施工管理を実施する遠隔制御装置とを備えたものであり、前記遠隔制御装置と前記通信制御機器とは、通信回線で接続されており、また前記遠隔制御装置はデータ蓄積機能を有するデータ収集手段を有し、このデータ収集手段により前記複数箇所の掘進現場において掘進実施中の前記地中掘進機から前記通信回線を介して伝達される前記地中掘進機の位置姿勢などのセンシングデータや制御情報あるいは地中に位置する前記地中掘進機の位置検知情報などの掘進データを収集蓄積して一元的に管理し、推進施工データ，施工報告あるいは施工日報などの管理業務の効率的な拠点集約を行うと同時に前記地中掘進機の掘進データベース化を行うことを特徴とする地中掘進機の掘進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路などの地面を開削することなく、地中に通信用ケーブル，電線，上下水道管，ガス管などのトンネルを掘削する地中掘進機の掘進制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用ケーブル、電線、上下水道管、ガス管等を通す管路を地中に構築する場合、従来においては道路の地面を開削して深い溝を掘り、この溝に埋設管を埋め込む方法が採られてきた。
しかし、このような道路開削工法においては、交通を遮断するため道路状況に大きな影響を与え、また掘削機等で深い溝を掘るから騒音や振動が発生し、生活環境に多大な影響を及ぼすという問題がある。
【０００３】
そこで、近年においては、地面を開削することなく、地中に横向きのトンネルを掘り、このトンネル内に管路を形成する掘進工法が開発され、実用化されている。
この掘進工法の施工に当っては、トンネルの一端部となる地面の一部分に発進立坑を、またトンネルの他端部となる地面の一部分に到達立坑をそれぞれ掘り、発進立坑内に地中掘進機を構成する推進装置および元押装置を設置し、この元押装置で推進装置を地中内の水平方向に押し進める。そして推進装置が所定のストロークだけ前進したときに、その推進装置の後部側に推進管を連結し、この推進管を元押装置により押圧して推進管と共にその先端側の推進装置を前進させ、このような手順で順次推進管を継ぎ足しながら推進装置を到達立坑まで前進させてトンネルを掘り、所定の管路を構築するものである。そして到達立坑に到達した推進装置をその到達立坑から取り出す。
【０００４】
推進装置としては、一般に粘性地盤や砂質地盤の場合は圧入ヘッドを備える圧入方式のものが用いられ、砂礫地盤や玉石地盤の場合はカッタヘッドを備える掘削方式のものが用いられる。また元押装置としては油圧ジャッキ等が用いられる。
【０００５】
このような掘進工法によると、例えば口径が３０〜４０ｃｍのトンネルを長さ５００ｍ程度の長さまで掘り進めることができる。そして推進装置に設けられている油圧ジャッキ等からなる方向修正機構を制御することにより、曲線道路に沿うような曲率半径１００ｍ程度の屈曲したトンネルであっても掘ることが可能である。
【０００６】
さて、このような地中掘進機の従来の掘進制御装置としては、掘進工事が実施される施工現場に操作制御盤を設置し、この操作制御盤のディスプレイに推進装置の姿勢などの推進状況や推進線形の軌跡の他、方向修正の制御量等も表示可能にして、このディスプレイの情報を確認しながら操作制御盤で元押装置の元押ジャッキや推進装置の先端ジャッキ，方向修正ジャッキ等を動かして、掘進動作を制御する方法が一般的であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の掘進制御装置では、掘進作業に関する専門的な技術を有するオペレータが各施工現場にそれぞれ常駐し、現場において刻々と変化する掘進条件あるいは掘進環境に対応しながら操作制御盤を用いて掘進制御を実施していた。このため、個々のオペレータの保有する技術力によって掘進品質にばらつきが生じていた。
【０００８】
また近年では、非開削工法による掘進工事が長距離化するに従い、土質などの急激な変化や機器の故障などのトラブルが発生する可能性が高まっている。このようなトラブルが発生すると、各オペレータは自身の施工経験に裏打ちされた判断に基づいてトラブルの解消を図るが、オペレータの経験不足などによって対処困難な場合には、管理センター等に所在する専門技術者の技術支援を要請することになる。ところが、特に遠隔地で施工が行われている場合には技術支援を電話連絡に頼らざるを得ず、トラブルを解消できない場合がある。このような場合、専門技術者が管理センターなどから直接現地に赴いて対処せざるを得ず、その移動に多大な浪費を要するばかりか、その間の掘進工事が滞るという事態になり、掘進工事の能率低下や円滑な工事の実施に支障を来していた。
【０００９】
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、掘進工事が実施される施工現場以外の遠隔地より地中掘進機の掘進制御を行うことができる装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地中を推進してトンネルを掘削する地中掘進機の掘進制御装置であって、地中掘進機の掘進動作を制御する操作制御盤に設けた通信制御機器と、操作制御盤に対する指令を発信しかつ操作制御盤が取得した地中掘進機の掘進データを受信する通信機能を有した遠隔制御装置とを備えたものであり、遠隔制御装置と通信制御機器とは、通信回線で接続されている。
【００１１】
このような手段を講じたことにより、遠隔制御装置は、操作制御盤が設置されている掘進施工現場以外の遠隔地に設置することが可能であり、専門技術者が遠隔地に所在しながらにして、あたかも施工現場で操作制御盤を操作しているかのように地中掘進機の掘進動作を制御できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本実施の形態を説明するシステムブロック図であって、図中Ａ，Ｂ，…，Ｎは各地に点在する推進工事の施工現場を示している。各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎには、地中を推進してトンネルを掘削する地中掘進機として、推進装置１と元押装置２とを備えている。また、この地中掘進機の掘進動作を制御する操作制御盤３を備えている。
【００１３】
推進装置１及び元押装置２は、トンネルの一端部となる地面の一部分に掘られた発進立抗内に設置され、元押装置２で推進装置１を地中内の水平方向に押し進めてトンネルを掘削するというものである。因みに、推進装置１としては、一般に粘性地盤や砂質地盤の場合は圧入ヘッドを備える圧入方式のものを用い、砂礫地盤や玉石地盤の場合はカッタヘッドを備える掘削方式のものが用いる。また、元押装置２としては油圧ジャッキ等を用いる。
【００１４】
操作制御盤３は、施工現場の管理事務所等に設置され、推進装置１及び元押装置２とは信号ケーブル４で接続されて、推進装置１及び元押装置２による掘進動作を制御するというものである。また、この操作制御盤３に設けられたディスプレイに、推進装置１の推進状況や推進線形を表示したり、方向修正の制御量を演算して表示したりする機能を有している。
なお、推進装置１，元押装置２及び操作制御盤３は従来周知の一般的なものでよい。
【００１５】
さて、本実施の形態においては、各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎの操作制御盤３に通信制御機器５を接続するとともに、例えば各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎ以外の遠隔地に所在するオペレーションセンタＸ内に地中掘進機の掘進動作制御用の遠隔制御装置６を設置し、各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎの通信制御機器５とオペレーションセンタＸ内の遠隔制御装置６とを、公衆電話網や、ＩＳＤＮ（サービス総合ディジタル網）などの専用通信網等のネットワーク７で接続して、地中掘進機の遠隔制御システムを構築している。
【００１６】
遠隔制御装置６は、例えばパーソナルコンピュータを主体に構成し、ネットワーク回線７を通じて各操作制御盤５に対し推進装置１の推進方向の修正量などの操作量の指令やデータ収集指令などを発信する指令発信手段６１、ネットワーク回線７を通じて各操作制御盤５から送信される地中掘進機の掘進データ（推進装置１の位置姿勢などのセンシングデータや制御情報あるいは地中に位置する推進装置１の位置検知情報など）を受信する掘進データ受信手段６２、この掘進データ受信手段６２で受信した各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎでの掘進データを施工現場別に収集し一元的に管理するデータ蓄積機能を有した掘進データ収集手段６３を備えたものである。このデータ収集手段６３は、複数箇所の掘進現場において掘進実施中の地中掘進機から受信した前記掘進データを収集蓄積して一元的に管理し、推進施工データ，施工報告あるいは施工日報などの管理業務の効率的な拠点集約を行うと同時に地中掘進機の掘進データベース化を行う。
【００１７】
図２は各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎの操作制御盤３とオペレーションセンタＸ内の遠隔制御装置６との接続例を示しており、（ａ）は有線方式による接続例であり、（ｂ）は無線方式による接続例である。なお、ネットワーク７としてはＩＳＤＮを用いるものとする。
【００１８】
すなわち有線方式の場合には、通信制御機器５として、ＲＳ２３２Ｃなどの通信インタフェース５１とモデム５２とを内蔵したパーソナルコンピュータを用いる。そして各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎにおいては、この通信制御機器５の通信インタフェース５１と操作制御盤３に予め備えられている通信インタフェース３１とをインタフェース用ケーブル８１で接続する。また、この通信制御機器５のモデム５２と管理事務所等に備え付けられているネットワーク７のＤＳＵ（回線終端装置）７１とを宅内配線ケーブル８２で接続する。オペレーションセンタＸにおいては、遠隔制御装置６のモデム６４とオペレーションセンタＸに備え付けられているネットワーク７のＤＳＵ７２とを宅内配線ケーブル８３で接続する。
【００１９】
一方、無線方式の場合も同様に、通信制御機器５として、通信インタフェース５１とモデム５２とを内蔵したパーソナルコンピュータを用いる。そして各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎにおいては、この通信制御機器５の通信インタフェース５１と操作制御盤３の通信インタフェース３１とをインタフェース用ケーブル８１で接続する。ただし、この通信制御機器５のモデム５２には、ＰＨＳ（簡易型携帯電話システム）方式の無線送受信機９を接続する。そして、この無線送受信機９を介して施工現場近傍に設置されたネットワーク７のＣＳ（衛星基地局）７３と無線通信を行うものとする。オペレーションセンタＸにおいては、遠隔制御装置６のモデム６４とオペレーションセンタＸに備え付けられているネットワーク７のＤＳＵ７２とを宅内配線ケーブル８３で接続する。
【００２０】
上記有線方式及び無線方式のいずれの方式を採用しても、遠隔制御装置６と操作制御盤３との相互間で、信号や文字，画像等のデータのリアルタイムな伝送が可能となる。
このように構成された地中掘進機の遠隔制御システムを採用することにより、以下に挙げるような作用効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、地中掘進機の操作制御盤３に有線方式または無線方式によって接続され、信号や文字，画像等のデータのリアルタイムな伝送が可能な遠隔制御装置６を利用することにより、複数の施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎでの推進状況や推進線形を一元的にかつリアルタイムに把握することができる。このようなことから、推進施工データ，施工報告，施工日報等の施工管理業務の拠点集約・集中管理が可能となり、効率的な施工と業務運営を実施できるようになる。それと同時に、各掘進現場での地中掘進機の推進データベース化が可能となる。また、施工現場での推進環境も一元的に把握できるので、施工現場の安全性確保及び向上を図ることができる。
【００２２】
しかも、掘進制御に熟練した専門技術者が遠隔制御装置６が設置されるオペレーションセンタＸに所在しながらにして、各所に点在する施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎでの推進状況を一元的に管理しモニタリングできるので、施工に関するトラブルの未然防止が可能である。また、土質の急激な変化や機器のトラブルに遭遇した場合の緊急を要する技術支援要請に対しては、オペレーションセンタＸに常駐する専門技術者が即時に音声や画像で施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎのオペレータに的確な指示を与えたり、遠隔制御装置６を用いて遠隔より直接、操作制御盤３を操作するなどの技術支援ができる。その結果、専門技術者がトラブルが発生した現場まで出向く必要がなくなり、その移動に要する多大な浪費が削減される上、掘進工事が滞るという事態を解消でき、能率低下の防止及び効率的かつ円滑な掘進工事の実現並びに施工品質の確保が可能となる。
【００２３】
さらに、各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎのオペレータの技術力に差があっても、オペレーションセンタＸにて一元的にモニタリングしている専門技術者が即時技術支援を行うことができるので、施工品質のばらつきを防止でき、高品質な施工を実現できる。また同様に、各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎのオペレータも専門技術者の適切な操作を供覧することが可能であるので、短時間に高度な技術を有する熟練オペレータとなる可能性が高く、オペレータ不足を解消できる。
【００２４】
また、各施工現場Ａ，Ｂ，…，Ｎでの掘進データをオペレーションセンタＸにて一元的に収集できるので、これを蓄積しデータベース化することにより、掘進技術のノウハウの集約と効率的利用が可能である。同時に、掘進データベース，自動方向制御ソフトウェア及び遠隔コントロールシステムの併用によって、専門技術者並みの制御を自動的に実現できるようになる。
【００２５】
なお、前記一実施の形態では、操作制御盤３の外部に通信制御機器５を接続したが、操作制御盤３に通信制御機器５を内蔵させてもよいものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、掘進工事が実施される施工現場以外の遠隔地より地中掘進機の掘進制御を行うことができ、掘進データの一元的管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を説明するシステムブロック図。
【図２】同実施の形態における操作制御盤と遠隔制御装置との接続例を示すシステムブロック図。
【符号の説明】
１…推進装置
２…元押装置
３…操作制御盤
５…通信制御機器
６…遠隔制御装置
７…ネットワーク
【図１】
0003588537.tif 000002
【図２】
0003588537.tif 000003