(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機と、前記シールド掘進機のカッタチャンバ内の掘削土砂を前記シールド掘進機のシールド隔壁の後方に搬出する第１土砂搬送装置と、を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法であって、
トンネル掘進時における前記トンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、
この測定値に基づいて、前記トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、
この総使用電力が所定値を超えるときに、前記シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させ、かつ、前記シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させると共に、前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度を低下させること、
を含む、トンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項２】
シールド掘進機を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法であって、
トンネル掘進時における前記トンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、
この測定値に基づいて、所定時間後の前記トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、
この総使用電力が所定値を超えるときに、前記シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させること、
を含む、トンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項３】
シールド掘進機を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法であって、
トンネル掘進時における前記トンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、
この測定値に基づいて、前記トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、
この総使用電力が所定値を超えるときに、前記シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させると共に、前記シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させること、
を含み、
前記カッタヘッドの回転速度の低下及び前記推進ジャッキの伸長速度の低下では、前記カッタヘッドの回転速度が低下するほど、前記推進ジャッキの伸長速度が低下する、トンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項４】
シールド掘進機と、前記シールド掘進機のカッタチャンバ内の掘削土砂を前記シールド掘進機のシールド隔壁の後方に搬出する第１土砂搬送装置と、を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法であって、
トンネル掘進時における前記トンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、
この測定値に基づいて、前記トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、
この総使用電力が所定値を超えるときに、前記シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させると共に、前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度を低下させること、
を含み、
前記推進ジャッキの伸長速度の低下及び前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度の低下では、前記推進ジャッキの伸長速度が低下するほど、前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度が低下する、トンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項５】
前記推進ジャッキの伸長速度が低下するほど、前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度が低下する、請求項１に記載のトンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項６】
前記カッタヘッドの回転速度が低下するほど、前記推進ジャッキの伸長速度が低下する、請求項１又は請求項５に記載のトンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項７】
前記トンネル施工システムは、掘削土砂を貯留する土砂貯留装置と、前記第１土砂搬送装置から前記土砂貯留装置へ掘削土砂を搬送する第２土砂搬送装置を更に含み、
前記トンネル施工システムの使用電力抑制方法は、前記総使用電力が前記所定値を超えるときに、更に、前記第２土砂搬送装置の土砂搬送速度を低下させることを更に含む、請求項１、及び、請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載のトンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項８】
前記第１土砂搬送装置の土砂搬送速度が低下するほど、前記第２土砂搬送装置の土砂搬送速度が低下する、請求項７に記載のトンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【請求項９】
前記総使用電力の特定では、前記測定値に基づいて、所定時間後の前記トンネル施工システムの総使用電力を特定する、請求項１、及び、請求項３〜請求項８のいずれか１つに記載のトンネル施工システムの使用電力抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル工事に用いられるトンネル施工システムは、一般に、トンネルを掘削するシールド掘進機とその周辺設備とにより構成される。周辺設備には、例えば、掘削土砂の搬出・処理設備、資材輸送設備、照明設備、換気設備、給排水設備等が含まれる。
【０００３】
特許文献１には、トンネル施工システムを用いるシールドトンネル工事において、切羽地山の安定、掘削土砂の搬出・処理、資材の輸送、作業環境等を管理しながら施工を進めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４０９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述のようなトンネル施工システムでは、電力会社から送電される高電圧（例えば６，６００Ｖ）を、予め設けられた受変電設備にて受電・降圧して（例えば４２０Ｖ又は２１０Ｖに降圧して）、トンネル施工システムの各設備に配電している。
このように電力会社より高電圧で受電する場合には、一般に、３０分最大需要電力計（デマンド計）により３０分間ごとの電力使用量が測定されて、平均使用電力であるデマンド値が算出される。そして、所定期間（例えば１ヶ月間）におけるデマンド値の最大値を基準として契約電力が決められ、更にこの契約電力で決まる基本料金と電力使用量に応じた料金とにより電気料金が計算される。
【０００６】
このため、トンネル施工システムの総使用電力が過度に増大してデマンド値が契約電力を超えると、契約電力の見直しが行われて、基本料金が引き上げられる虞があり、ひいては、施工コストが増大しかねない。
また、デマンド値が例えば２，０００ｋＷを超えるようになると、特別高電圧（例えば６６，０００Ｖ）を受電・降圧する受変電設備を設置する必要があり、この設置によって施工コストが増大しかねない。
【０００７】
また、トンネル施工システムの総使用電力の過度な増大を抑制するために、照明設備、換気設備、給排水設備等の使用電力を低減すると、作業環境の悪化を招きかねない。
本発明は、このような実状に鑑み、特に電力使用量が多いトンネル掘進時に、作業環境を維持しつつ、トンネル施工システムの総使用電力の過度な増大を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明の第１態様では、シールド掘進機と、シールド掘進機のカッタチャンバ内の掘削土砂をシールド掘進機のシールド隔壁の後方に搬出する第１土砂搬送装置と、を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法として、トンネル掘進時におけるトンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、この測定値に基づいて、トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、この総使用電力が所定値を超えるときに、シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させ、かつ、シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させると共に、第１土砂搬送装置の土砂搬送速度を低下させること、を含む。
本発明の第２態様では、シールド掘進機を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法として、トンネル掘進時におけるトンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、この測定値に基づいて、所定時間後のトンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、この総使用電力が所定値を超えるときに、シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させること、を含む。
本発明の第３態様では、シールド掘進機を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法として、トンネル掘進時におけるトンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、この測定値に基づいて、トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、この総使用電力が所定値を超えるときに、シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させると共に、シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させること、を含み、カッタヘッドの回転速度の低下及び推進ジャッキの伸長速度の低下では、カッタヘッドの回転速度が低下するほど、推進ジャッキの伸長速度が低下する。
本発明の第４態様では、シールド掘進機と、シールド掘進機のカッタチャンバ内の掘削土砂をシールド掘進機のシールド隔壁の後方に搬出する第１土砂搬送装置と、を含むトンネル施工システムの総使用電力を抑制する方法であって、トンネル掘進時におけるトンネル施工システムの少なくとも一部の使用電力を測定すること、この測定値に基づいて、トンネル施工システムの総使用電力を特定すること、及び、この総使用電力が所定値を超えるときに、シールド掘進機の推進ジャッキの伸長速度を低下させると共に、第１土砂搬送装置の土砂搬送速度を低下させること、を含み、推進ジャッキの伸長速度の低下及び第１土砂搬送装置の土砂搬送速度の低下では、推進ジャッキの伸長速度が低下するほど、第１土砂搬送装置の土砂搬送速度が低下する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１態様〜第３態様によれば、トンネル掘進時におけるトンネル施工システムの総使用電力が所定値を超えるときに、シールド掘進機のカッタヘッドの回転速度を低下させる。これにより、カッタヘッド駆動用の電力が低減されるので、照明設備、換気設備、給排水設備等の使用電力を低減することなく、トンネル施工システムの総使用電力の過度な増大を抑制することができる。また、トンネル施工システムの総使用電力の抑制時に、照明設備、換気設備、給排水設備等の使用電力を低減する必要がないので、作業環境を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態におけるトンネル施工システムの概略構成図
【図２】シールド掘進機の概略構成図
【図３】トンネル施工システムの受変電設備の単線結線図
【図４】トンネル掘進時のトンネル施工システムの電力管理方法を示すフローチャート
【図５】トンネル施工システムの総使用電力の抑制方法の第１例を示す図
【図６】トンネル施工システムの総使用電力の抑制方法の第２例を示す図
【図７】トンネル施工システムの総使用電力の抑制方法の第３例を示す図
【図８】カッタヘッドの回転速度の低下量と推進ジャッキの伸長速度の低下量との関係を示す図
【図９】推進ジャッキの伸長速度の低下量とスクリューコンベヤの土砂搬送速度の低下量との関係を示す図
【図１０】スクリューコンベヤの土砂搬送速度の低下量とベルトコンベヤ及び垂直ベルトコンベヤの土砂搬送速度の低下量との関係を示す図
【図１１】本発明の第２実施形態におけるトンネル掘進時のトンネル施工システムの電力管理方法を示すフローチャート
【図１２】本発明の第３実施形態におけるトンネル施工システムの受変電設備の単線結線図
【図１３】トンネル掘進時のトンネル施工システムの電力管理方法を示すフローチャート
【図１４】坑外地上設備以外での使用電力とトンネル施工システムの総使用電力との関係を示す図
【図１５】本発明の第４実施形態におけるトンネル施工システムの概略構成図
【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。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態におけるトンネル施工システムの概略構成を示す。図２は、シールド掘進機の概略構成を示す。
尚、本実施形態では、便宜上、トンネル掘進方向を前進方向として前後を規定している。
【００１３】
トンネル施工システム１は、地山に予め形成された発進立坑２よりトンネルを掘削する泥土圧式のシールド掘進機３を備えている。
【００１４】
図２に示すように、シールド掘進機３は、その本体をなす円筒形状の前胴４及び後胴５と、前胴４の側部に配置されるスキンプレート６と、前胴４の前端部に配置される掘削用のカッタヘッド７と、カッタヘッド７の後方に離間して前胴４に配置されるシールド隔壁（バルクヘッド）８とを含んで構成される。
【００１５】
カッタヘッド７は、シールド隔壁８に回転自在に支持されており、シールド隔壁８の後面に設置されたカッタ用パワーユニット９を駆動源として、回転しながら地山を掘削する。このカッタ用パワーユニット９には、後述する変圧器６７より電力が供給される。尚、カッタ用パワーユニット９には図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、カッタ用パワーユニット９の使用電力を測定することができる。
また、前胴４には、カッタヘッド７の回転速度を測定する回転速度センサ（図示せず）が予め設けられている。
【００１６】
カッタヘッド７とシールド隔壁８との間には、これらとスキンプレート６とによりカッタチャンバ１０が区画形成されている。カッタチャンバ１０には、図示しない土圧センサが臨んでいる。
カッタチャンバ１０内では、カッタヘッド７による掘削で生じた掘削土砂が滞留する。
カッタチャンバ１０内には、後述する後続台車２０の添加材・裏込材注入設備２２より、図示しない添加材注入管を介して、添加材（加泥材）が供給される。
【００１７】
シールド掘進機３には、その前胴４の後部と後胴５の前部とを連結するように、複数の中折れジャッキ１１が、胴の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
中折れジャッキ１１は、シリンダ１１ａとロッド１１ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ１１ａは、その一端が前胴４の後部に固定されており、他端側にて、ロッド１１ｂが進出・退入可能となっている。中折れジャッキ１１のロッド１１ｂは、その先端部が、後胴５の前部に固定されている。シールド掘進機２の掘進方向の変更・調整時には、各中折れジャッキ１１の伸長量が変更・調整される。
【００１８】
中折れジャッキ１１に供給される油圧は、中折れジャッキ用パワーユニット（図示せず）にて生成される。この中折れジャッキ用パワーユニットには、後述する変圧器６７より電力が供給される。尚、中折れジャッキ用パワーユニットには図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、中折れジャッキ用パワーユニットの使用電力を測定することができる。
【００１９】
シールド掘進機３は、後胴５にエレクタ１２を備える。エレクタ１２は、円弧状断面を有するセグメント１３を組立てて、円筒状の覆工体１４を構築する。
エレクタ１２の駆動源であるエレクタ用パワーユニット（図示せず）には、後述する変圧器６７より電力が供給される。尚、エレクタ用パワーユニットには図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、エレクタ用パワーユニットの使用電力を測定することができる。
【００２０】
シールド掘進機３の後胴５の周縁部には、複数の推進ジャッキ１５が、複数の中折れジャッキ１１と干渉しないように、胴の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
推進ジャッキ１５は、シリンダ１５ａとロッド１５ｂとにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ１５ａは、その一端が後胴５に固定されており、他端側にて、ロッド１５ｂが進出・退入可能となっている。推進ジャッキ１５のロッド１５ｂの先端部を既設のセグメント１３に当接させた状態で推進ジャッキ１５を伸長作動させることにより、シールド掘進機３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１５は、既設のセグメント１３から反力を取ってシールド掘進機３を推進させる。
【００２１】
推進ジャッキ１５には、伸長速度を測定する速度センサ（図示せず）が設けられている。
推進ジャッキ１５に供給される油圧は、推進ジャッキ用パワーユニット（図示せず）にて生成される。この推進ジャッキ用パワーユニットには、後述する変圧器６７より電力が供給される。尚、推進ジャッキ用パワーユニットには図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、推進ジャッキ用パワーユニットの使用電力を測定することができる。
【００２２】
トンネル施工システム１は、カッタチャンバ１０内の掘削土砂をシールド隔壁８の後方に搬出する第１土砂搬送装置として、スクリューコンベヤ１６を備えている。
スクリューコンベヤ１６は、円筒状のケース１７とその内部に組み込まれたオーガ１８とからなり、オーガ１８を回転させることにより、カッタチャンバ１０内の掘削土砂をシールド隔壁８の後方に搬出する。
【００２３】
オーガ１８の回転駆動源であるスクリューコンベヤ用パワーユニット（図示せず）には、後述する変圧器６７より電力が供給される。尚、スクリューコンベヤ用パワーユニットには図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、スクリューコンベヤ用パワーユニットの使用電力を測定することができる。
また、スクリューコンベヤ１６には、オーガ１８の回転速度を測定する回転速度センサ（図示せず）が予め設けられている。
【００２４】
図１に戻り、覆工体１４内におけるシールド掘進機３の後方には、トンネル施工システム１を構成する複数（図では４台）の後続台車２０が配置されている。
後続台車２０には、スクリューコンベヤ１６からの掘削土砂を発進立坑２側（坑口側）に搬送するベルトコンベヤ２１と、添加材・裏込材注入設備２２とが搭載されている。
【００２５】
ベルトコンベヤ２１はトンネル掘進方向に延在しており、前側端部に配置されたヘッドプーリ２３と、後側端部に配置された駆動用プーリ２４と、両プーリ２３、２４に巻き掛けられたコンベヤ用ベルト２５と、駆動用プーリ２４を駆動するための電動モータ（図示せず）とを備えている。
【００２６】
この電動モータには、後述する変圧器５９〜６１の少なくとも１つより電力が供給される。尚、ベルトコンベヤ２１には図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、ベルトコンベヤ２１の使用電力を測定することができる。
また、ベルトコンベヤ２１には、駆動用プーリ２４の回転速度を測定する回転速度センサ（図示せず）が予め設けられている。
【００２７】
添加材・裏込材注入設備２２は、カッタチャンバ１０内に添加材を供給する機能、及び、組立直後のセグメント１３と地山との間の空隙に裏込材を打ち込む機能を有する。
ここで、添加材と裏込材とは、それぞれが、地上に予め設けられた添加剤・裏込材プラント２６にて生成される。添加材・裏込材プラント２６にて生成された添加材と裏込材とは、各々が、図示しない供給配管を介して、添加材・裏込材注入設備２２に供給される。
【００２８】
覆工体１４内には、トンネル施工システム１を構成する坑内設備として、ベルトコンベヤ２１からの掘削土砂を後述する垂直ベルトコンベヤ２７に搬送するベルトコンベヤ２８、図示しない給水配管、給水ポンプ、排水配管、排水ポンプ、照明設備、換気設備等が設置されている。尚、ベルトコンベヤ２８の構成については、ベルトコンベヤ２１の構成と同様であるので、その説明を省略する。
給水配管と排水配管とは、それぞれが、発進立坑２を通って、地上に予め設けられた給排水設備２９に接続されている。
【００２９】
ベルトコンベヤ２８、給水ポンプ、排水ポンプ、照明設備、及び、換気設備には、後述する変圧器５９〜６１の少なくとも１つより電力が供給される。尚、ベルトコンベヤ２８には図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、ベルトコンベヤ２８の使用電力を測定することができる。
また、ベルトコンベヤ２８には、それを構成する駆動用プーリ（図示せず）の回転速度を測定する回転速度センサ（図示せず）が予め設けられている。
【００３０】
発進立坑２には、トンネル施工システム１を構成する立坑設備として、ベルトコンベヤ２８からの掘削土砂を土砂ピット３０に搬送する垂直ベルトコンベヤ２７が設置されている。ここで、土砂ピット３０は本発明の土砂貯留装置に対応しており、地上に予め設けられて、掘削土砂の一時貯留に用いられる。
垂直ベルトコンベヤ２７は、例えば、ベルトコンベヤ２８と同様の構成を有する一対のベルトコンベヤを上下方向に各々延在させて互いに対向させて構成され、掘削土砂を各ベルトコンベヤのベルト同士で挟んで垂直に搬送する。
【００３１】
垂直ベルトコンベヤ２７には、後述する変圧器５８より電力が供給される。尚、垂直ベルトコンベヤ２７には図示しない電力計が予め設けられており、この電力計により、垂直ベルトコンベヤ２７の使用電力を測定することができる。
また、垂直ベルトコンベヤ２７には、それを構成する駆動用プーリ（図示せず）の回転速度を測定する回転速度センサ（図示せず）が予め設けられている。
【００３２】
ここで、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７が、本発明における第２土砂搬送装置として機能して、スクリューコンベヤ１６から土砂ピット３０へ掘削土砂を搬送する。
【００３３】
地上には、トンネル施工システム１を構成する坑外地上設備として、前述の添加材・裏込材プラント２６、給排水設備２９、及び、土砂ピット３０と、土砂搬出設備３１と、運転管理室３２とが設置されている。
【００３４】
給排水設備２９は、濁水処理設備３３を有している。
濁水処理設備３３は、坑内で発生する排水を処理する設備である。濁水処理設備３３では、排水の濁りの除去や排水のｐＨ処理等が行われる。
【００３５】
土砂搬出設備３１は、例えば、図示しないクレーンと、このクレーンに取り付けられたグラブバケットと、土砂ホッパとを備える。
土砂搬出設備３１では、土砂ピット３０内に一時貯留された掘削土砂をグラブバケットで掬い上げてクレーンにより土砂ホッパに揚重搬出する。土砂ホッパでは、図示しないダンプトラック等の搬出車両に掘削土砂を積載することができる。
【００３６】
運転管理室３２には、制御ユニット３５が設置されている。
制御ユニット３５は、前述の各種センサからの信号に加えて、シールド掘進機３に予め設けられた位置センサや姿勢角センサ等からの信号を図示しない信号線を介して入力して、シールド掘進機３の掘進に関する各種演算や各種制御を行う。制御ユニット３５は、例えば、カッタチャンバ１０内の土圧制御と、シールド掘進機３の掘進方向制御及び掘進速度制御とを行うことが可能である。
【００３７】
制御ユニット３５によるカッタチャンバ１０内の土圧制御では、前述の土圧センサにより測定されるカッタチャンバ１０内の土圧（チャンバ内土圧）が所定の許容範囲内に入るようにスクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度が制御される。この制御において、チャンバ内土圧が許容範囲を上回る場合には、スクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度を増加させることによりシールド隔壁８の後方への土砂搬出を促進してチャンバ内土圧を低下させる。一方、チャンバ内土圧が許容範囲を下回る場合には、スクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度を減少させることによりシールド隔壁８の後方への土砂搬出を抑制してチャンバ内土圧を上昇させる。
【００３８】
制御ユニット３５によるシールド掘進機３の掘進方向制御では、前述の姿勢角センサにより測定されるシールド掘進機３の姿勢角が施工条件に略一致するように各中折れジャッキ１１の伸長量を制御することで、シールド掘進機３の掘進方向が制御される。
制御ユニット３５によるシールド掘進機３の掘進速度制御では、施工条件に応じて、各推進ジャッキ１５の伸長速度が制御される。
【００３９】
図３は、トンネル施工システム１の受変電設備の単線結線図である。
トンネル施工システム１では、その受電点５１にて、外部（例えば電力会社）からの三相６，６００Ｖの電力を受電する。
電線である幹線５２は、受電点５１から、発進立坑２及び覆工体１４を経て、シールド掘進機３まで延びている。尚、本実施形態では、幹線５２において、便宜上、受電点５１側を上流側と称する一方、シールド掘進機３側を下流側と称する。
【００４０】
幹線５２のうち地上に位置する部分には、受電点５１より下流に向かって順に、断路器ＤＳ、遮断器ＣＢ、計器用変圧変流器ＶＣＴが介装されている。
計器用変圧変流器ＶＣＴには電力量計ＷＨが電線５３を介して接続されている。
【００４１】
地上には、複数（図では２台）の変圧器５４、５５が設置されている。これら変圧器５４、５５は、各々が、電線である支線５６、５７を介して、計器用変圧変流器ＶＣＴの下流の幹線５２に接続されている。変圧器５４、５５は、各々の１次側が６，６００Ｖであり、２次側が２１０Ｖである。
変圧器５４、５５にて２１０Ｖに降圧された電力は、坑外地上設備（例えば、添加材・裏込材プラント２６、給排水設備２９、土砂搬出設備３１、運転管理室３２、濁水処理設備３３）に供給される。
【００４２】
坑内には、複数（図では４台）の変圧器５８〜６１が、トンネル掘進方向に向かって順に略等間隔に（例えば５００ｍ間隔で）設置されている。これら変圧器５８〜６１は、各々が、電線である支線６２〜６５を介して、坑内の幹線５２に接続されている。変圧器５８〜６１は、各々の１次側が６，６００Ｖであり、２次側が２１０Ｖである。
【００４３】
発進立坑２に隣接する変圧器５８にて２１０Ｖに降圧された電力は、立坑設備（例えば、垂直ベルトコンベヤ２７）に供給される。
覆工体１４内に位置する変圧器５９〜６１にて２１０Ｖに降圧された電力は、坑内設備（例えば、ベルトコンベヤ２８、給水ポンプ、排水ポンプ、照明設備、及び、換気設備）、及び、後続台車２０に搭載された各設備（例えばベルトコンベヤ２１及び添加材・裏込材注入設備２２）に供給される。
【００４４】
シールド掘進機３には、複数（図では２台）の変圧器６６、６７が設置されている。これら変圧器６６、６７は、各々が、電線である支線６８、６９を介して、幹線５２のシールド掘進機３側の端部に接続されている。変圧器６６は、１次側が６，６００Ｖであり、２次側が２１０Ｖである。また、変圧器６７は、１次側が６，６００Ｖであり、２次側が４２０Ｖである。尚、変圧器６６、６７は、シールド掘進機３に牽引されてトンネル掘進方向に走行可能な台車（図示せず）に搭載され得る。
【００４５】
変圧器６７にて４２０Ｖに降圧された電力は、例えば、カッタ用パワーユニット９、前述の推進ジャッキ用パワーユニット、中折れジャッキ用パワーユニット、エレクタ用パワーユニット、スクリューコンベヤ用パワーユニットに供給される。
【００４６】
幹線５２における計器用変圧変流器ＶＣＴと支線５６、５７との間には、計器用変圧器ＶＴが介装されている。
計器用変圧器ＶＴには電力計Ｗが電線７１を介して接続されている。
【００４７】
電力計７１で得られた電力測定データは、電線７２又は無線の送受信手段（図示せず）を介して、運転管理室３２の制御ユニット３５に伝達される。
制御ユニット３５では、電力計７１からの電力測定データに基づいて、トンネル施工システム１の総使用電力が特定される。
【００４８】
本実施形態では、トンネル施工システム１の総使用電力の過度な増大を抑制するために、特に電力使用量が多いトンネル掘進時のトンネル施工システム１の使用電力を管理する。
【００４９】
図４は、トンネル掘進時のトンネル施工システム１の電力管理方法を示すフローチャートである。
このフローは、トンネル掘進時に、所定時間ごとに実行される。
【００５０】
ステップＳ１では、電力計７１より電力測定データを得る。本実施形態では、電力計７１にて測定される電力は、トンネル施工システム１の総使用電力の測定値に対応している。
ステップＳ２では、ステップＳ１にて得られた測定値を、トンネル施工システム１の総使用電力として特定する。尚、ステップＳ２では、ステップＳ１にて得られた測定値に、測定誤差等を考慮した補正値を加えて、その結果をトンネル施工システム１の総使用電力として特定してもよい。
【００５１】
ステップＳ３では、特定されたトンネル施工システム１の総使用電力と、予め設定された管理値とを比較する。ここで、管理値とは、トンネル施工システム１の総使用電力が過度に増大しているか否かを判定するための閾値であり、本発明における「所定値」に対応する。尚、本実施形態では、管理値を１，８００ｋＷとしているが、管理値はこれに限らない。
【００５２】
トンネル施工システム１の総使用電力が管理値以下である場合には、ステップＳ４に進んで、トンネルの掘進を継続して、本フローを終了する。
【００５３】
一方、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超える場合には、ステップＳ５に進んで、トンネル施工システム１の総使用電力の抑制処理を実行する。この処理の詳細については後述する。
この後、ステップＳ１に戻り、電力計７１より電力測定データを得て、ステップＳ２にて、トンネル施工システム１の総使用電力を特定して、ステップＳ３にて、トンネル施工システム１の総使用電力と管理値とを比較する。
【００５４】
この一連の処理を、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値以下になるまで繰り返し実行して、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値以下になると、ステップＳ４に進んで、トンネルの掘進を継続して、本フローを終了する。
【００５５】
ここで、ステップＳ５にて実行されるトンネル施工システム１の総使用電力の抑制処理について、図５〜図７を用いて説明する。
図５〜図７は、トンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第１例〜第３例を示す。
前述のステップＳ５では、図５〜図７に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法のいずれか１つを採用して、トンネル施工システム１の総使用電力の抑制処理を行う。
【００５６】
図５〜図７において、ベース部とは、トンネル施工システム１を構成する設備のうち、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超えても作動状態を変更しない設備のグループを意味する。また、電力抑制対象部とは、トンネル施工システム１を構成する設備のうち、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超えると作動状態を変更し得る設備のグループを意味する。また、稼働率とは、トンネル施工システム１を構成する設備の各々の最大使用電力に対する、トンネル掘進時の実使用電力の割合を示している。
【００５７】
図５に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第１例では、総使用電力の抑制前には、総使用電力が１，８０７．１ｋＷになっており、管理値である１，８００ｋＷを超えている。このため、電力抑制対象部に含まれるカッタ用パワーユニット９の稼働率を６０．０％から５４．０％まで低下させることで、総使用電力を１，７６３．９ｋＷに低下させる。これにより、総使用電力を管理値未満にすることができる。尚、カッタ用パワーユニット９は、トンネル施工システム１を構成する設備のうち、使用電力が最も多いので、カッタ用パワーユニット９の使用電力を低下させることにより、比較的容易に、トンネル施工システム１の総使用電力を低下させることができる。
【００５８】
ここで、カッタ用パワーユニット９の稼働率及び使用電力の低下は、カッタヘッド７の回転速度の低下に対応している。すなわち、カッタヘッド７の回転速度を低下させることにより、カッタ用パワーユニット９の稼働率及び使用電力が低下して、トンネル施工システム１の総使用電力が低下する。尚、トンネル施工システム１の総使用電力の管理値からの超過分が増大するほど、カッタヘッド７の回転速度の低下量を増大させてもよい。
【００５９】
尚、図５に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第１例では、前述のカッタチャンバ１０内の土圧制御と、シールド掘進機３の掘進方向制御及び掘進速度制御とを継続することが可能である。
【００６０】
図６に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第２例では、総使用電力の抑制前には、総使用電力が１，８４８．７ｋＷになっており、管理値である１，８００ｋＷを超えている。このため、電力抑制対象部に含まれるカッタ用パワーユニット９、推進ジャッキ用パワーユニット、及び、スクリューコンベヤ用パワーユニットの稼働率をそれぞれ６５．０％から５８．５％まで低下させることで、総使用電力を１，７９４．６ｋＷに低下させる。これにより、総使用電力を管理値未満にすることができる。
【００６１】
すなわち、図６に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第２例では、前述の第１例に、推進ジャッキ用パワーユニット、及び、スクリューコンベヤ用パワーユニットの稼働率の低下を組み合わせている。
【００６２】
ここで、推進ジャッキ用パワーユニットの稼働率及び使用電力の低下は、推進ジャッキ１５の伸長速度の低下に対応している。すなわち、推進ジャッキ１５の伸長速度を低下させることにより、推進ジャッキ用パワーユニットの稼働率及び使用電力が低下して、トンネル施工システム１の総使用電力が低下する。尚、トンネル施工システム１の総使用電力の管理値からの超過分が増大するほど、推進ジャッキ１５の伸長速度の低下量を増大させてもよい。
【００６３】
また、スクリューコンベヤ用パワーユニットの稼働率及び使用電力の低下は、スクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度の低下に対応している。また、スクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度の低下は、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下に対応している。すなわち、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度を低下させることにより、スクリューコンベヤ用パワーユニットの稼働率及び使用電力が低下して、トンネル施工システム１の総使用電力が低下する。尚、トンネル施工システム１の総使用電力の管理値からの超過分が増大するほど、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下量を増大させてもよい。
【００６４】
図６に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第２例では、カッタヘッド７、推進ジャッキ１５、及び、スクリューコンベヤ１６の協調制御が行われる。この協調制御について、図８及び図９を用いて説明する。
図８は、カッタヘッド７の回転速度の低下量と推進ジャッキ１５の伸長速度の低下量との関係を示す。図９は、推進ジャッキ１５の伸長速度の低下量とスクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下量との関係を示す。
【００６５】
図８に示すように、カッタヘッド７の回転速度の低下量が増大するほど、推進ジャッキ１５の伸長速度の低下量が増大する。すなわち、カッタヘッド７の回転速度が低下するほど、推進ジャッキ１５の伸長速度が低下するように、カッタヘッド７の作動と推進ジャッキ１５の作動とが協調制御される。これにより、カッタヘッド７の掘削能力の低下分に見合った掘進速度でトンネル掘進を継続することができるので、良好な掘削状態を維持したまま施工を継続することができる。
【００６６】
また、図９に示すように、推進ジャッキ１５の伸長速度の低下量が増大するほど、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下量が増大する。すなわち、推進ジャッキ１５の伸長速度が低下するほど、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度が低下するように、推進ジャッキ１５の作動とスクリューコンベヤ１６の作動とが協調制御される。これにより、掘進速度の低下分に見合った掘削土砂の搬送を行うことができるので、掘削土砂を効率よく搬送することができる。
【００６７】
ところで、シールドトンネルの掘削作業では、掘削中の掘削面の崩落を防止するために（換言すれば切羽の安定のために）、チャンバ内土圧が所定の許容範囲内に入るように制御することが重要となる。この土圧制御には、添加剤のカッタチャンバ１０内への添加量と、主に推進ジャッキ１５の伸長速度が関連する掘削土砂の発生量（掘削土量）と、主にスクリューコンベヤ１６のオーガ１８の回転速度が関連する掘削土砂の搬出量（掘削土搬出量）とが影響する。しかしながら、添加剤の添加量による制御では、チャンバ内土圧に影響が反映されるまでに時間がかかる（すなわち、応答性が低い）。一方、推進ジャッキ１５の伸長速度やオーガ１８の回転速度による制御では、チャンバ内土圧に影響が短時間で反映される（すなわち、応答性が高い）。従って、シールド掘進機３の運転状態を変更する上で、推進ジャッキ１５の伸長速度とオーガ１８の回転速度（換言すれば、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度）とで協調をとることは、良好な掘削状態を維持するためには重要である。
【００６８】
この点、図６に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第２例では、推進ジャッキ１５とスクリューコンベヤ１６とが協調制御されることにより、シールド掘進機３の運転状態変更時にチャンバ内土圧が良好に維持され得るので、良好な掘削状態が維持され得る。
【００６９】
尚、図６に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第２例では、施工条件により設定される推進ジャッキ１５の伸長速度の目標値に対して、電力抑制のための推進ジャッキ１５の伸長速度の低下分を加味して新たな目標値を設定して、この新たな目標値に基づいて、シールド掘進機３の掘進速度制御を行うことが可能である。また、シールド掘進機３の掘進方向制御は継続され得る。
【００７０】
図７に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第３例では、総使用電力の抑制前には、総使用電力が１，９２０．５ｋＷになっており、管理値である１，８００ｋＷを超えている。このため、電力抑制対象部に含まれるカッタ用パワーユニット９、推進ジャッキ用パワーユニット、及び、スクリューコンベヤ用パワーユニットの稼働率をそれぞれ７０．０％から５６．７％まで低下させ、また、後続台車２０のベルトコンベヤ２１、坑内設備のベルトコンベヤ２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の稼働率をそれぞれ５５．０％から５２．０％まで低下させることで、総使用電力を１，７９１．８ｋＷに低下させる。これにより、総使用電力を管理値未満にすることができる。
【００７１】
すなわち、図７に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第３例では、前述の第２例に、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の稼働率の低下を組み合わせている。
【００７２】
ここで、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の稼働率及び使用電力の低下は、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の土砂搬送速度の低下に対応している。すなわち、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の土砂搬送速度を低下させることにより、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の稼働率及び使用電力が低下して、トンネル施工システム１の総使用電力が低下する。尚、トンネル施工システム１の総使用電力の管理値からの超過分が増大するほど、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の土砂搬送速度の低下量を増大させてもよい。
【００７３】
図７に示すトンネル施工システム１の総使用電力の抑制方法の第３例では、スクリューコンベヤ１６と、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７との協調制御が行われる。この協調制御について、図１０を用いて説明する。
図１０は、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下量とベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の各々の土砂搬送速度の低下量との関係を示す。
【００７４】
図１０に示すように、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下量が増大するほど、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の各々の土砂搬送速度の低下量が増大する。すなわち、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度が低下するほど、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の各々の土砂搬送速度が低下するように、スクリューコンベヤ１６の作動とベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の作動とが協調制御される。これにより、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下分に見合った掘削土砂の搬送をベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７にて行うことができるので、掘削土砂を効率よく搬送することができる。
【００７５】
本実施形態によれば、シールド掘進機３を含むトンネル施工システム１の総使用電力を抑制する方法として、トンネル掘進時におけるトンネル施工システム１の総使用電力を測定し（ステップＳ１）、この測定値に基づいて、トンネル施工システム１の総使用電力を特定し（ステップＳ２）、この総使用電力が管理値（所定値）を超えるときに、シールド掘進機３のカッタヘッド７の回転速度を低下させる。これにより、カッタヘッド７駆動用の電力が低減されるので、照明設備、換気設備、給排水設備等の使用電力を低減することなく、トンネル施工システム１の総使用電力の過度な増大を抑制することができる。また、トンネル施工システム１の総使用電力の抑制時に、照明設備、換気設備、給排水設備等の使用電力を低減する必要がないので、作業環境を良好に維持することができる。また、カッタヘッド７の回転速度を低下させることは、トンネル施工システム１の総使用電力の抑制に効果的であるのみならず、電力抑制時の切羽の安定への影響を少なくすることができるので、良好な掘削状態を維持することができる。
【００７６】
また本実施形態によれば、トンネル施工システム１は、シールド掘進機３のカッタチャンバ１０内の掘削土砂をシールド掘進機３のシールド隔壁８の後方に搬出するスクリューコンベヤ１６（第１土砂搬送装置）を更に含み、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超えるときに、更に、シールド掘進機３の推進ジャッキ１５の伸長速度を低下させると共に、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度を低下させる（図６及び図７）。これにより、掘進速度の低下による掘削土砂の発生減少分を、スクリューコンベヤ１６の省エネに反映することができるので、掘削土砂を効率よく搬送することができる。
【００７７】
また本実施形態によれば、推進ジャッキ１５の伸長速度が低下するほど、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度が低下する（図９）。これにより、カッタチャンバ１０内の土圧が良好に維持され得るので、切羽の施工状態を維持したままでトンネル掘進を継続することができる。
【００７８】
また本実施形態によれば、カッタヘッド７の回転速度が低下するほど、推進ジャッキ１５の伸長速度が低下する（図８）。これにより、カッタヘッド７の掘削能力の低下分に見合った掘進速度でトンネル掘進を継続することができるので、良好な掘削状態を維持したまま施工を継続することができる。
【００７９】
また本実施形態によれば、トンネル施工システム１は、掘削土砂を貯留する土砂ピット３０（土砂貯留装置）と、スクリューコンベヤ１６から土砂ピット３０へ掘削土砂を搬送するベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７（第２土砂搬送装置）を更に含み、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超えるときに、更に、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の各々の土砂搬送速度を低下させるので、トンネル施工システム１の総使用電力を比較的簡易に低下させることができる。
【００８０】
また本実施形態によれば、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度が低下するほど、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７の各々の土砂搬送速度が低下する（図１０）。これにより、スクリューコンベヤ１６の土砂搬送速度の低下分に見合った掘削土砂の搬送をベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７にて行うことができるので、掘削土砂を効率よく搬送することができる。
【００８１】
尚、本実施形態では、スクリューコンベヤ１６からの掘削土砂を土砂ピット３０に搬送する第２土砂搬送装置として、ベルトコンベヤ２１、２８、及び、垂直ベルトコンベヤ２７を用いて説明したが、第２土砂搬送装置の構成はこれに限らず、例えば、スクリューコンベヤ１６からの掘削土砂を土砂ピット３０に導く搬送配管と、この配管に介装されて掘削土砂を土砂ピット３０に圧送する搬送ポンプとにより、第２土砂搬送装置を構成してもよい。
【００８２】
また本実施形態では土砂ピット３０が地上に設置されているが、土砂ピット３０の設置位置はこれに限らず、例えば、土砂ピット３０を坑内に設置してもよい。
また本実施形態では、運転管理室３２が地上に設置されているが、運転管理室３２の設置位置はこれに限らず、例えば、運転管理室２３を坑内に設置してもよい。
【００８３】
図１１は、本発明の第２実施形態におけるトンネル掘進時のトンネル施工システム１の電力管理方法を示すフローチャートである。
【００８４】
図４に示す第１実施形態と異なる点について説明する。
ステップＳ１にて、トンネル施工システム１の総使用電力の測定値を得た後、ステップＳ１０に進み、所定時間後（例えば２分後）のトンネル施工システム１の総使用電力を推定する。
【００８５】
ステップＳ１０では、例えば、制御ユニット３５にて予め記憶された過去数回分の総使用電力の測定値に基づいて総使用電力の変化率を算出し、この算出した変化率と、最新の総使用電力の測定値とに基づいて、所定時間後の総使用電力を推定する。
推定された総使用電力は、ステップＳ２にて、トンネル施工システム１の所定時間後の総使用電力として特定されて、ステップＳ３にて管理値と比較される。
【００８６】
特に本実施形態によれば、トンネル施工システム１の総使用電力の測定値に基づいて、所定時間後のトンネル施工システム１の総使用電力を特定する。これにより、トンネル施工システム１の総使用電力が管理値を超えるか否かを事前に把握することができるので、トンネル施工システム１の総使用電力の過度な増大を未然に防ぐことができる。
【００８７】
図１２は、本発明の第３実施形態におけるトンネル施工システム１の受変電設備の単線結線図である。図１３は、第３実施形態におけるトンネル掘進時のトンネル施工システム１の電力管理方法を示すフローチャートである。
【００８８】
図３及び図４に示す第１実施形態と異なる点について説明する。
第１実施形態では、図３に示すように、幹線５２における計器用変圧変流器ＶＣＴと支線５６、５７との間に計器用変圧器ＶＴが介装されているが、第３実施形態では、図１２に示すように、幹線５２における支線５６、５７と支線６２との間に計器用変圧器ＶＴが介装されている。従って、計器用変圧器ＶＴに電線７１を介して接続している電力計Ｗは、坑外地上設備以外での使用電力を測定する。
【００８９】
また、第３実施形態では、図１３に示すトンネル掘進時のトンネル施工システム１の電力管理フローにおいて、前述のステップＳ１の代わりにステップＳ２０が設けられて、このステップＳ２０にて、坑外地上設備以外での使用電力を測定し、ステップＳ２では、この測定値に基づいて、トンネル施工システム１の総使用電力を特定する。
【００９０】
ここで、ステップＳ２での総使用電力の特定方法について、図１４を用いて説明する。
図１４は、坑外地上設備以外での使用電力とトンネル施工システム１の総使用電力との関係を示す。
【００９１】
図１４に示すように、坑外地上設備以外での使用電力が大きくなるほど、トンネル施工システム１の総使用電力が大きくなる。
この図１４を用いて、坑外地上設備以外での使用電力の測定値に基づいて、トンネル施工システム１の総使用電力を特定することができる。
【００９２】
特に本実施形態によれば、トンネル掘進時におけるトンネル施工システム１の一部の使用電力（坑外地上設備以外での使用電力）を測定し、この測定値に基づいて、トンネル施工システム１の総使用電力を特定する。これにより、トンネル施工システム１の総使用電力を直接的に測定することなく、比較的簡素な構成で、トンネル施工システム１の総使用電力を把握することができる。
【００９３】
図１５は、本発明の第４実施形態におけるトンネル施工システム１の概略構成を示す。
【００９４】
図１に示す第１実施形態と異なる点について説明する。
トンネル施工システム１を構成するシールド掘進機３’は、泥水式のシールド掘進機である。
シールド掘進機３’のシールド隔壁８の背面には、送泥管８１及び排泥管８２が設けられている。
【００９５】
送泥管８１は、シールド隔壁８から覆工体１４及び発進立坑２を経て、地上に予め設置された泥水処理プラント８３に接続されている。
送泥管８１は、その地上に位置する部分に、送泥ポンプ８４が介装されている。
【００９６】
排泥管８２は、シールド隔壁８から覆工体１４及び発進立坑２を経て、泥水処理プラント８３に接続されている。
排泥管８２は、その坑内に位置する部分に、前側から後側に向かって順に、排泥ポンプ８５と、複数（図では３つ）の排泥中継ポンプ８６〜８８とが介装されている。
【００９７】
泥水処理プラント８３は、泥水を所定濃度に調整する。濃度調整された泥水は、送泥ポンプ８４により加圧されて、送泥管８１を通って、カッタチャンバ１０内に供給される。カッタチャンバ１０内では、泥水と掘削土砂とが混合される。カッタチャンバ１０内で掘削土砂が混合された泥水は、排泥ポンプ８５により吸引されて、排泥管８２を通って、シールド隔壁８の後方に搬出される。すなわち、排泥管８２及び排泥ポンプ８５が、本発明の第１土砂搬送装置に対応して、カッタチャンバ１０内の掘削土砂を、シールド隔壁８の後方に搬出する。また、排泥ポンプ８５より吐出される泥水は、排泥管８２を通って、排泥中継ポンプ８６〜８８にて更に加圧されて、泥水処理プラント８３に送られる。泥水処理プラント８３では、泥水と土砂との分離が行われて、分離された泥水は、所定濃度に調整される。一方、分離された土砂は、土砂ピット３０に一時貯留される。従って、排泥管８２及び排泥中継ポンプ８６〜８８が、本発明の第２土砂搬送装置に対応して、排泥ポンプ８５から泥水処理装置８３を介して土砂ピット３０へ掘削土砂を搬送する。
【００９８】
トンネル施工システム１は、前述の添加材・裏込材プラント２６の代わりとして、裏込材プラント２６’を地上に備えている。また、後続台車２０（図１５では不図示）には、前述の添加材・裏込材注入設備２２の代わりとして、裏込材注入設備２２’（図１５では不図示）が搭載されている。
【００９９】
特に本実施形態によれば、トンネル施工システム１を構成するシールド掘進機３’は、泥水式のシールド掘進機であり、排泥管８２及び排泥ポンプ８５が、本発明の第１土砂搬送装置に対応して、カッタチャンバ１０内の掘削土砂を、シールド隔壁８の後方に搬出し、排泥管８２及び排泥中継ポンプ８６〜８８が、本発明の第２土砂搬送装置に対応して、排泥ポンプ８５から泥水処理装置８３を介して土砂ピット３０へ掘削土砂を搬送する。これにより、第１実施形態と同様に、トンネル施工システム１の総使用電力の過度な増大を抑制するために、特に電力使用量が多いトンネル掘進時のトンネル施工システム１の使用電力を管理することができる。
【０１００】
尚、トンネル施工では、一般的に掘削の進捗にともないトンネル施工システムの総使用電力は増加する。そのため、ひとたび総使用電力が管理値を超えると、本発明に係るトンネル施工システムの使用電力抑制方法により総使用電力を管理値以下に低下させたとしても、その後も管理値を超える場合が多発する。この点、本発明に係るトンネル施工システムの使用電力抑制方法では、総使用電力が管理値を超える場合においても、その都度、作業環境を良好に維持して総使用電力を抑制できる。従って、本発明に係るトンネル施工システムの使用電力抑制方法は、繰り返される総使用電力の超過に対してその都度、繰り返し対応することができるので、産業上の利用可能性は大である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  トンネル施工システム
２  発進立坑
３、３’  シールド掘進機
４  前胴
５  後胴
６  スキンプレート
７  カッタヘッド
８  シールド隔壁
９  カッタ用パワーユニット
１０  カッタチャンバ
１１  中折れジャッキ
１１ａ  シリンダ
１１ｂ  ロッド
１２  エレクタ
１３  セグメント
１４  覆工体
１５  推進ジャッキ
１５ａ  シリンダ
１５ｂ  ロッド
１６  スクリューコンベヤ（第１土砂搬送装置）
１７  ケース
１８  オーガ
２０  後続台車
２１  ベルトコンベヤ（第２土砂搬送装置）
２２  添加材・裏込材注入設備
２２’裏込材注入設備
２３  ヘッドプーリ
２４  駆動用プーリ
２５  コンベヤ用ベルト
２６  添加材・裏込材プラント
２６’裏込材プラント
２７  垂直ベルトコンベヤ（第２土砂搬送装置）
２８  ベルトコンベヤ（第２土砂搬送装置）
２９  給排水設備
３０  土砂ピット（土砂貯留装置）
３１  土砂搬出設備
３２  運転管理室
３３  濁水処理設備
３５  制御ユニット
５１  受電点
５２  幹線
５３  電線
５４、５５  変圧器
５６、５７  支線
５８〜６１  変圧器
６２〜６５  支線
６６、６７  変圧器
６８、６９  支線
７１、７２  電線
８１  送泥管
８２  排泥管（第１土砂搬送装置、第２土砂搬送装置）
８３  泥水処理プラント
８４  送泥ポンプ
８５  排泥ポンプ（第１土砂搬送装置）
８６〜８８  排泥中継ポンプ（第２土砂搬送装置）
ＣＢ  遮断器
ＤＳ  断路器
ＶＣＴ  計器用変圧変流器
ＶＴ  計器用変圧器
ＷＨ  電力量計
Ｗ  電力計
【図１】
0005922983.tif 000002
【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】
0005922983.tif 000009
【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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