(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機本体と、
前記掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に前記掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、
前記掘進機本体の振動を測定する振動測定部と、
前記複数の推進ジャッキの作動を制御する制御部と、
を有するシールド掘進機であって、
前記複数の推進ジャッキは複数のグループに分けられており、
前記制御部は、全ての前記複数の推進ジャッキが伸長している途中で、前記掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると、所定の順番で前記グループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの伸長の停止又は短縮と、前記停止又は短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、前記複数の推進ジャッキの作動を制御する、
シールド掘進機。
【請求項２】
掘進機本体と、
前記掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に前記掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、
前記掘進機本体の振動を測定する振動測定部と、
前記複数の推進ジャッキの作動を制御する制御部と、
を有するシールド掘進機であって、
前記複数の推進ジャッキは複数のグループに分けられており、
前記制御部は、全ての前記複数の推進ジャッキが伸長している途中で、前記掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると、まず、全ての前記複数の推進ジャッキの伸長の停止を行い、次に、所定の順番で前記グループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの短縮と、前記短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、前記複数の推進ジャッキの作動を制御する、
シールド掘進機。
【請求項３】
前記複数のグループは、前記掘進機本体の周方向に並んでいる、請求項１又は請求項２に記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記所定の順番とは、前記掘進機本体の周方向に沿って進む順番である、請求項３に記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記複数のグループは、第１のグループ、第２のグループ、第３のグループ、及び、第４のグループを含み、
前記第１のグループと前記第２のグループとは前記掘進機本体の機軸を挟んで互いに対向し、
前記第３のグループと前記第４のグループとは前記掘進機本体の機軸を挟んで互いに対向し、
前記第１のグループと前記第３のグループとは前記掘進機本体の周方向で互いに隣接し、
前記所定の順番とは、前記第１のグループ、前記第２のグループ、前記第３のグループ、前記第４のグループという順番である、請求項３に記載のシールド掘進機。
【請求項６】
前記所定の順番において、前記第１のグループと前記第２のグループとは同時であり、かつ、前記第３のグループと前記第４のグループとは同時である、請求項５に記載のシールド掘進機。
【請求項７】
掘進機本体と、前記掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に前記掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、を有するシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法であって、
前記複数の推進ジャッキを複数のグループに分け、
全ての前記複数の推進ジャッキが伸長している途中で、前記掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると、所定の順番で前記グループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの伸長の停止又は短縮と、前記停止又は短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、前記複数の推進ジャッキの作動を制御する、
シールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【請求項８】
掘進機本体と、前記掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に前記掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、を有するシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法であって、
前記複数の推進ジャッキを複数のグループに分け、
全ての前記複数の推進ジャッキが伸長している途中で、前記掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると、まず、全ての前記複数の推進ジャッキの伸長の停止を行い、次に、所定の順番で前記グループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの短縮と、前記短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、前記複数の推進ジャッキの作動を制御する、
シールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【請求項９】
前記複数のグループは、前記掘進機本体の周方向に並んでいる、請求項７又は請求項８に記載のシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【請求項１０】
前記所定の順番とは、前記掘進機本体の周方向に沿って進む順番である、請求項９に記載のシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【請求項１１】
前記複数のグループは、第１のグループ、第２のグループ、第３のグループ、及び、第４のグループを含み、
前記第１のグループと前記第２のグループとは前記掘進機本体の機軸を挟んで互いに対向し、
前記第３のグループと前記第４のグループとは前記掘進機本体の機軸を挟んで互いに対向し、
前記第１のグループと前記第３のグループとは前記掘進機本体の周方向で互いに隣接し、
前記所定の順番とは、前記第１のグループ、前記第２のグループ、前記第３のグループ、前記第４のグループという順番である、請求項９に記載のシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【請求項１２】
前記所定の順番において、前記第１のグループと前記第２のグループとは同時であり、かつ、前記第３のグループと前記第４のグループとは同時である、請求項１１に記載のシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの構築に用いられるシールド掘進機、及び、その推進ジャッキの作動を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道、共同溝、道路、鉄道などの管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により構築される。
シールド工法ではシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機の本体（掘進機本体）は、例えば、その外殻をなす筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部（切羽側端部）に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、を備える。また、シールド掘進機は、掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能な推進ジャッキを備える。
【０００３】
シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、スキンプレートの後部（テール部）の内方で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。この工法では、シールド掘進機は、推進ジャッキを伸長させることで、その後方の既設セグメントリングを後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。
このようなシールド掘進機は特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０３０９９４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、近年、セグメントの組立工程での時間短縮を目的として、幅（トンネル軸方向での長さ）が長いセグメント（例えば幅が１．５ｍ〜２ｍのセグメント）が用いられている。このセグメントの拡幅化に伴って、推進ジャッキの長さが長くなってきており、また、推進ジャッキの伸縮範囲も大きくなってきている。この結果、推進ジャッキの伸長時に推進ジャッキに作用する圧縮荷重、曲げ荷重、ねじり荷重などにより、推進ジャッキ（特にロッド）に変形（例えば弾性変形）が発生し、これに起因してシールド掘進機の全体が振動する現象が発生していた。また、この振動は、トンネル施工場所の近隣の住宅などに伝わりかねず、ひいては、近隣の住民の生活環境に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００６】
また、推進ジャッキの伸長時に、推進ジャッキからの押圧力が既設のセグメントに伝達される際に、推進ジャッキの偏芯量を低減させるために、及び、セグメントに作用する偏荷重を抑制するために、１つのスプレッダに対して２つの推進ジャッキが取り付けられた、いわゆるツインジャッキが採用され得る（特許文献１の図３参照）。
【０００７】
しかしながら、このツインジャッキを採用すると、推進ジャッキのロッド径が細くなるため、剛性が低下する。それゆえ、推進ジャッキの伸長時における推進ジャッキ（特にロッド）の変形量が増大し、ひいては、シールド掘進機の全体での振動を助長しかねなかった。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、シールド掘進機の全体での振動の発生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】
【０００９】
そのため本発明に係るシールド掘進機の第１の態様は、掘進機本体と、掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、掘進機本体の振動を測定する振動測定部と、複数の推進ジャッキの作動を制御する制御部と、を有する。複数の推進ジャッキは複数のグループに分けられている。制御部は、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。
【００１０】
本発明に係るシールド掘進機の第２の態様は、掘進機本体と、掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、掘進機本体の振動を測定する振動測定部と、複数の推進ジャッキの作動を制御する制御部と、を有する。複数の推進ジャッキは複数のグループに分けられている。制御部は、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると、まず、全ての複数の推進ジャッキの伸長の停止を行い、次に、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの短縮と、この短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。
【００１１】
本発明に係るシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法の第１の態様において、シールド掘進機は、掘進機本体と、掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、を有する。当該推進ジャッキの作動制御方法の第１の態様では、複数の推進ジャッキを複数のグループに分ける。また、当該推進ジャッキの作動制御方法の第１の態様では、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。
【００１２】
本発明に係るシールド掘進機における推進ジャッキの作動制御方法の第２の態様において、シールド掘進機は、掘進機本体と、掘進機本体の周縁線上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体を前進させることが可能な複数の推進ジャッキと、を有する。当該推進ジャッキの作動制御方法の第２の態様では、複数の推進ジャッキを複数のグループに分ける。また、当該推進ジャッキの作動制御方法の第２の態様では、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると、まず、全ての複数の推進ジャッキの伸長の停止を行い、次に、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの短縮と、この短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の前記第１の態様によれば、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると（換言すれば、掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると）、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中において、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキの停止又は短縮を行って、当該推進ジャッキに作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキの変形に起因するシールド掘進機の全体での振動の発生を抑制することができる。
【００１４】
本発明の前記第２の態様によれば、全ての複数の推進ジャッキが伸長している途中で、掘進機本体の振動の測定値が所定値以上になると（換言すれば、掘進機本体の振動の度合いが所定の閾値以上になると）、まず、全ての複数の推進ジャッキの伸長の停止を行い、次に、所定の順番でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキの短縮と、この短縮された推進ジャッキの伸長とを行うように、複数の推進ジャッキの作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキの伸長を一時停止して、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキの短縮を行って、当該推進ジャッキに作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキの変形に起因するシールド掘進機の全体での振動の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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図
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図
【図３】同上実施形態における推進ジャッキの作動制御方法を示すフローチャート
【図４】本発明の第２実施形態における推進ジャッキの作動制御方法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。尚、図２においては、図示の簡略化のため、後述するエレクター及びセグメントリングの図示を省略している。
【００１７】
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左右を規定している。
また、本実施形態では、いわゆる泥土圧式のシールド掘進機を例にとってシールド掘進機の構成を説明するが、シールド掘進機の種類はこれに限らない。
【００１８】
トンネルの構築に用いられるシールド掘進機１は、その本体（掘進機本体）２が、円筒形状の前胴３及び後胴４を含んで構成される。ここで、前胴３の側部に配置されるスキンプレート５と、後胴４の側部に配置されるスキンプレート６とは、それぞれ、掘進機本体２の外殻をなすものである。
【００１９】
前胴３は、掘削用のカッタヘッド７とシールド隔壁（バルクヘッド）８とを有する。
カッタヘッド７は前胴３の前端部に配置されている。シールド隔壁８は、カッタヘッド７の後方に離間して前胴３に配置されている。
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駆動用モータ９を駆動源として、回転しながら地山を掘削する。
【００２０】
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５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。
【００２１】
シールド掘進機１には、その前胴３の後部と後胴４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、その一端が後胴４の前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、前胴３の後部に固定されている。シールド掘進機１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。
【００２２】
シールド掘進機１は、後胴４のスキンプレート６内にエレクター１２を備える。
エレクター１２は把持部１２ａを備える。エレクター１２は、スキンプレート６の後部（テール部）６０の内方にて、円弧状断面を有するセグメント１３を把持部１２ａで把持しつつ、セグメント１３をトンネル軸方向、径方向、周方向に適宜移動させることができる。エレクター１２は、スキンプレート６の後部６０の内方にて、その周方向にセグメント１３を組み立てて、円筒状のセグメントリング１４を構築する。
【００２３】
シールド掘進機１の後胴４の周縁部には、複数（図２では９２本）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。ここで、図２に示す円周Ｃが、本発明の「掘進機本体の周縁線」に対応する。ゆえに、本実施形態では、掘進機本体２（後胴４）の周縁線上（円周Ｃ上）に、複数の推進ジャッキ１５が配置されている。尚、本実施形態では推進ジャッキ１５の本数が９２本であるとして以下説明するが、推進ジャッキ１５の本数はこれに限らない。
【００２４】
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、その一端側が後胴４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。本実施形態では、通常時において、全ての推進ジャッキ１５のロッド１５ｂの先端部をスプレッダ１５ｃを介して既設のセグメントリング１４に当接させた状態で全ての推進ジャッキ１５を伸長作動させることにより、シールド掘進機１（掘進機本体２）は推進力を得る。それゆえ、推進ジャッキ１５は、既設のセグメントリング１４をスキンプレート６の後部６０の後方を押し出して、その反力により、シールド掘進機１（掘進機本体２）を前方に推進させることができる。
【００２５】
尚、本実施形態では、推進ジャッキ１５の伸長時に、推進ジャッキ１５からの押圧力が既設のセグメントリング１４に伝達される際に、推進ジャッキ１５の偏芯量を低減させるために、及び、セグメントリング１４に作用する偏荷重を抑制するために、１つのスプレッダ１５ｃに対して２つの推進ジャッキ１５が取り付けられた、いわゆるツインジャッキが採用されている。それゆえ、本実施形態では、スプレッダ１５ｃの個数が４６個である（図２参照）。しかしながら、推進ジャッキ１５の形式はこれに限らない。すなわち、１つのスプレッダ１５ｃに対して１つの推進ジャッキ１５が取り付けられた形式であってもよい。
【００２６】
本実施形態では、９２本の推進ジャッキ１５が、１２個のグループ（グループＧ１〜Ｇ１２）に分けられている。すなわち、複数の推進ジャッキ１５が複数のグループ（グループＧ１〜Ｇ１２）に分けられている。これらグループＧ１〜Ｇ１２は、掘進機本体２の周方向に並んでいる。
尚、複数の推進ジャッキ１５のグループ分けについては、グループの総数が４の倍数になることが好ましく、グループの総数が８、１２、１６のうちのいずれかになることが更に好ましい。これにより、各グループを、上下左右にバランスよく分散配置することができる。
【００２７】
図２に示すように、グループＧ１〜Ｇ３、Ｇ５〜Ｇ９、Ｇ１１及びＧ１２は、それぞれ、８本の推進ジャッキ１５により構成されている。グループＧ４及びＧ１０は、それぞれ、６本の推進ジャッキ１５により構成されている。尚、各グループにおける推進ジャッキ１５の本数はこれに限らず、２本以上であれば何本でもよい。
グループＧ１とグループＧ７とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。グループＧ２とグループＧ８とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。グループＧ３とグループＧ９とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。グループＧ４とグループＧ１０とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。グループＧ５とグループＧ１１とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。グループＧ６とグループＧ１２とは機軸ＭＣを挟んで互いに対向している。
【００２８】
図１に戻り、シールド掘進機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、シールド隔壁８に固定された円筒状のケース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。
【００２９】
後胴４は、その中央部に足場２０を備える。足場２０は、機軸ＭＣに沿うように延在している。足場２０の本体をなすフレーム部２１は、図２に示すような矩形断面を有して機軸ＭＣに沿うように延在している。
【００３０】
足場２０（フレーム部２１）の下方であって、かつ、エレクター１２の後方には、エレクター１２にセグメント１３を供給するセグメント供給装置２２が配置されている。また、足場２０のうち、スキンプレート６の後部６０の内方に位置する部分には、機軸方向に沿って往復移動可能な移動足場（図示せず）が設けられている。この移動足場は、セグメント１３同士を連結する作業等に用いられ得る。
【００３１】
フレーム部２１には、振動センサの一例である加速度センサ３１が設けられている。本実施形態において、加速度センサ３１は、互いに直交する３つの軸方向（ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向）の加速度を測定する３軸加速度センサである。従って、加速度センサ３１は、掘進機本体２の加速度として、前記３つの軸方向の加速度を測定することができ、ひいては、掘進機本体２の振動として、前記３つの軸方向の振動を測定することができる。また、加速度センサ３１によって、前記３つの軸方向における掘進機本体２の加速度の度合い（換言すれば、掘進機本体２の振動の度合い）を把握することができる。それゆえ、加速度センサ３１が、本発明の「振動測定部」として機能し得る。
【００３２】
加速度センサ３１にて測定された、前記３つの軸方向の加速度（振動）に対応する信号は、図示しない信号線を介して、制御装置４２に伝達される。ここで、制御装置４２は、例えば、足場２０に設けられた運転管理室４５内に配置され得る。
制御装置４２は、合成加速度算出部４８、及び、振動判定部４９を備える。また、制御装置４２は、本発明の「制御部」として機能して、全ての推進ジャッキ１５の作動（具体的には伸縮作動）を前述のグループＧ１〜Ｇ１２ごとに制御する。
【００３３】
合成加速度算出部４８は、加速度センサ３１にて測定された、前記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを以下の式（１）により合成して、合成加速度ａを算出する。ここで、加速度ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の加速度である。
【００３４】
【数１】
0006426571.tif 000002
【００３５】
それゆえ、加速度センサ３１と合成加速度算出部４８とが協働して、本発明の「振動測定部」として機能して、掘進機本体２の加速度（合成加速度）を測定することができ、ひいては、掘進機本体２の振動を測定することができる。また、掘進機本体２の加速度（合成加速度）の度合い（換言すれば、掘進機本体２の振動の度合い）を把握することができる。
【００３６】
振動判定部４９は、掘進機本体２の振動が所定値以上であるか否かを判定する。本実施形態では、具体的には、掘進機本体２の振動に対応する合成加速度ａが所定値Ｐ以上であるか否かを判定する。ここで、所定値Ｐとは、後述する振動抑制制御ルーチンを実行するか否かを判定するための閾値であり、予め設定されている。また、所定値Ｐが本発明の「所定値」及び「所定の閾値」に対応し得る。また、合成加速度ａが、本発明の「掘進機本体の振動の測定値」及び「掘進機本体の振動の度合い」に対応し得る。
【００３７】
次に、制御装置４２により実現される推進ジャッキ１５の作動制御方法について、上述の図１及び図２に加えて、図３を用いて説明する。
図３は、本実施形態における推進ジャッキ１５の作動制御方法を示すフローチャートである。
【００３８】
図３に示すフローは、全ての推進ジャッキ１５のロッド１５ｂの先端部がスプレッダ１５ｃを介して既設のセグメントリング１４に当接している状態で、全ての推進ジャッキ１５が伸長作動しているときに（すなわち、全ての推進ジャッキ１５が伸長している途中において）、所定の周期で繰り返し実行される。
【００３９】
まず、ステップＳ１にて、合成加速度ａが所定値Ｐ以上であるか否かを判定する。
合成加速度ａが所定値Ｐ以上ではない（すなわち、合成加速度ａが所定値Ｐ未満である）場合には、ステップＳ２に進み、全ての推進ジャッキ１５の伸長作動を継続して、このフローを終了する。
【００４０】
一方、合成加速度ａが所定値Ｐ以上である場合には、ステップＳ３に進み、シールド掘進機１の振動抑制制御を行う。具体的には、後述するシールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第１例〜第３例のいずれかを実行する。
ステップＳ３におけるシールド掘進機１の振動抑制制御が完了すると、ステップＳ４に進み、全ての推進ジャッキ１５の伸長作動を再開して、このフローを終了する。
【００４１】
ここで、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第１例について説明する。
本例では、まず、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５の伸長作動を停止するか又は短縮作動させて短縮状態を維持する。この伸長作動の停止又は短縮状態の維持の期間は、予め設定されている。また、この期間では、グループＧ２〜Ｇ１２（すなわちグループＧ１以外のグループ）を構成する推進ジャッキ１５の伸長作動が継続される。それゆえ、グループＧ２〜Ｇ１２を構成する推進ジャッキ１５のロッド１５ｂの先端部をスプレッダ１５ｃを介して既設のセグメントリング１４に当接させた状態で、グループＧ２〜Ｇ１２を構成する推進ジャッキ１５を伸長作動させることにより、シールド掘進機１（掘進機本体２）は推進力を得ることができる。従って、グループＧ２〜Ｇ１２を構成する推進ジャッキ１５は、既設のセグメントリング１４をスキンプレート６の後部６０の後方を押し出して、その反力により、シールド掘進機１（掘進機本体２）を前方に推進させることができる。
【００４２】
また、前述の期間においては、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５が、既設のセグメントリング１４から離れる。それゆえ、当該推進ジャッキ１５の拘束が解放されるので、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができ、ひいては、当該推進ジャッキ１５の変形量を減少させることができる。
【００４３】
前述の期間が経過すると、次に、グループＧ２〜Ｇ１２を構成する推進ジャッキ１５の伸長作動に追いつくまで、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５を伸長作動させる。
この後、グループＧ２〜Ｇ１２について、グループＧ２からグループＧ１２へと順に、各グループごとに、前述のグループＧ１と同様に、推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行う。
【００４４】
このようにして、掘進を継続しつつ、グループＧ１〜Ｇ１２の各々を構成する推進ジャッキ１５が、順次、既設のセグメントリング１４から離れる。それゆえ、当該推進ジャッキ１５の拘束が順次解放されるので、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができ、ひいては、当該推進ジャッキ１５の変形量を減少させることができる。
ここで、本例では、掘進機本体２の周方向に沿って進む順番で（具体的には、図２に示すグループＧ１からグループＧ１２への昇順で）、グループごとに、推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行う。また、あるグループにて推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮が行われる前記期間中に、当該グループ以外のグループについては、推進ジャッキ１５の伸長が継続される（すなわち、シールド掘進機１による掘進が中断されることなく継続される）。
尚、本例では、掘進機本体２の周方向に沿って進む順番（具体的には、図２に示すグループＧ１からグループＧ１２への昇順）が、本発明の「所定の順番」に対応する。
【００４５】
次に、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第２例について説明する。
前述の第１例と異なる点について説明する。
本例では、グループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番で、グループごとに、推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行う。また、あるグループにて推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮が行われる前記期間中に、当該グループ以外のグループについては、推進ジャッキ１５の伸長が継続される（すなわち、シールド掘進機１による掘進が中断されることなく継続される）。
【００４６】
尚、本例では、グループＧ１が本発明の「第１のグループ」に対応する。また、グループＧ７が本発明の「第２のグループ」に対応する。また、グループＧ２が本発明の「第３のグループ」に対応する。また、グループＧ８が本発明の「第４のグループ」に対応する。グループＧ１とグループＧ２とは、掘進機本体２の周方向で互いに隣接している。また、グループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番が、本発明の「所定の順番」に対応する。
【００４７】
次に、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第３例について説明する。
前述の第２例と異なる点について説明する。
本例では、第２例におけるグループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番において、グループＧ１とグループＧ７とが同時であり、グループＧ２とグループＧ８とが同時であり、グループＧ３とグループＧ９とが同時であり、グループＧ４とグループＧ１０とが同時であり、グループＧ５とグループＧ１１が同時であり、グループＧ６とグループＧ１２とが同時である。
【００４８】
本実施形態によれば、シールド掘進機１は、掘進機本体２と、掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体２を前進させることが可能な複数の推進ジャッキ１５と、掘進機本体２の振動を測定する振動測定部（加速度センサ３１）と、複数の推進ジャッキ１５の作動を制御する制御部（制御装置４２）と、を有する。複数の推進ジャッキ１５は複数のグループＧ１〜Ｇ１２に分けられている。制御部（制御装置４２）は、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中で、掘進機本体２の振動の測定値（例えば合成加速度ａ）が所定値以上（例えば所定値Ｐ以上）になると、所定の順番（前述の第１例〜第３例参照）でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行うように、複数の推進ジャッキ１５の作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中において、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキ１５の停止又は短縮を行って、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキ１５の変形に起因するシールド掘進機１の全体での振動の発生を抑制することができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、掘進機本体２と、掘進機本体２の周縁線（円周Ｃ）上に配置されて伸縮可能であり、かつ、伸長時に掘進機本体２を前進させることが可能な複数の推進ジャッキ１５と、を有するシールド掘進機１における推進ジャッキ１５の作動制御方法では、複数の推進ジャッキ１５を複数のグループＧ１〜Ｇ１２に分け、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中で、掘進機本体２の振動の度合い（例えば合成加速度ａ）が所定の閾値以上（例えば所定値Ｐ以上）になると、所定の順番（前述の第１例〜第３例参照）でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキ１５の伸長の停止又は短縮と、この停止又は短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行うように、複数の推進ジャッキ１５の作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中において、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキ１５の停止又は短縮を行って、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキ１５の変形に起因するシールド掘進機１の全体での振動の発生を抑制することができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、複数のグループＧ１〜Ｇ１２は、掘進機本体２の周方向に並んでいる。これにより、複数の推進ジャッキ１５のグループ分けを容易に行うことができる。
【００５１】
また本実施形態によれば、前述の第１例において「所定の順番」とは掘進機本体２の周方向に沿って進む順番である。これにより、グループごとの推進ジャッキ１５の拘束の解放を、掘進機本体２の周方向に順序よく行うことができる。
【００５２】
また本実施形態によれば、前述の第２例において、複数のグループＧ１〜Ｇ１２は、第１のグループ（グループＧ１）、第２のグループ（グループＧ７）、第３のグループ（グループＧ２）、及び、第４のグループ（グループＧ８）を含み、第１のグループ（グループＧ１）と第２のグループ（グループＧ７）とは掘進機本体２の機軸ＭＣを挟んで互いに対向し、第３のグループ（グループＧ２）と第４のグループ（グループＧ８）とは掘進機本体２の機軸ＭＣを挟んで互いに対向し、第１のグループ（グループＧ１）と第３のグループ（グループＧ２）とは掘進機本体２の周方向で互いに隣接し、「所定の順番」とは、第１のグループ（グループＧ１）、第２のグループ（グループＧ７）、第３のグループ（グループＧ２）、第４のグループ（グループＧ８）という順番である。これにより、グループごとの推進ジャッキ１５の拘束の解放を、機軸ＭＣを基準とした対称性を確保しつつ行うことができる。
【００５３】
また本実施形態によれば、前述の第３例では、前述の第２例の「所定の順番」における、第１のグループ（グループＧ１）と第２のグループ（グループＧ７）とを同時とし、かつ、第３のグループ（グループＧ２）と第４のグループ（グループＧ８）とを同時とする。これにより、機軸ＭＣを挟んで対向するグループ同士で同時に推進ジャッキ１５の拘束の解放を行うことができるので、当該拘束の開放に伴うシールド掘進機１の推進力のアンバランス化を抑制することができる。
【００５４】
図４は、本発明の第２実施形態における推進ジャッキ１５の作動制御方法を示すフローチャートである。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５５】
本実施形態では、ステップＳ１にて合成加速度ａが所定値Ｐ以上である場合に、ステップＳ６に進み、全ての推進ジャッキ１５が伸長作動を停止する。この後に、ステップＳ７に進み、シールド掘進機１の振動抑制制御を行う。具体的には、後述するシールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第４例〜第６例のいずれかを実行する。
ステップＳ７におけるシールド掘進機１の振動抑制制御が完了すると、ステップＳ８に進み、全ての推進ジャッキ１５の伸長作動を再開して、このフローを終了する。
【００５６】
ここで、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第４例について説明する。
本例では、まず、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５を短縮作動させて短縮状態を維持する。この短縮状態の維持の期間は、予め設定されている。また、この期間において、グループＧ２〜Ｇ１２（すなわちグループＧ１以外のグループ）を構成する推進ジャッキ１５の伸長作動は停止している。それゆえ、この期間において、グループＧ２〜Ｇ１２を構成する推進ジャッキ１５のロッド１５ｂは、その先端部がスプレッダ１５ｃを介して既設のセグメントリング１４に当接している。
【００５７】
また、この期間においては、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５が、既設のセグメントリング１４から離れる。それゆえ、当該推進ジャッキ１５の拘束が解放されるので、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができ、ひいては、当該推進ジャッキ１５の変形量を減少させることができる。
【００５８】
この期間が経過すると、次に、グループＧ１を構成する推進ジャッキ１５を伸長作動させて、そのロッド１５ｂの先端部をスプレッダ１５ｃを介して既設のセグメントリング１４に当接させる。
この後、グループＧ２〜Ｇ１２について、グループＧ２からグループＧ１２へと順に、各グループごとに、前述のグループＧ１と同様に、推進ジャッキ１５の短縮と、この短縮された推進ジャッキ１５の伸長作動とを行う。
【００５９】
このようにして、グループＧ１〜Ｇ１２の各々を構成する推進ジャッキ１５が、順次、既設のセグメントリング１４から離れる。それゆえ、当該推進ジャッキ１５の拘束が順次解放されるので、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができ、ひいては、当該推進ジャッキ１５の変形量を減少させることができる。
ここで、本例では、掘進機本体２の周方向に沿って進む順番で（具体的には、図２に示すグループＧ１からグループＧ１２への昇順で）、グループごとに、推進ジャッキ１５の短縮と、この短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行う。
尚、本例では、掘進機本体２の周方向に沿って進む順番（具体的には、図２に示すグループＧ１からグループＧ１２への昇順）が、本発明の「所定の順番」に対応する。
【００６０】
次に、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第５例について説明する。
前述の第４例と異なる点について説明する。
本例では、グループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番で、グループごとに、推進ジャッキ１５の短縮と、この短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行う。
【００６１】
尚、本例では、グループＧ１が本発明の「第１のグループ」に対応する。また、グループＧ７が本発明の「第２のグループ」に対応する。また、グループＧ２が本発明の「第３のグループ」に対応する。また、グループＧ８が本発明の「第４のグループ」に対応する。グループＧ１とグループＧ２とは、掘進機本体２の周方向で互いに隣接している。また、グループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番が、本発明の「所定の順番」に対応する。
【００６２】
次に、シールド掘進機１の振動抑制制御ルーチンの第６例について説明する。
前述の第５例と異なる点について説明する。
本例では、第５例におけるグループＧ１、Ｇ７、Ｇ２、Ｇ８、Ｇ３、Ｇ９、Ｇ４、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ１１、Ｇ６、Ｇ１２という順番において、グループＧ１とグループＧ７とが同時であり、グループＧ２とグループＧ８とが同時であり、グループＧ３とグループＧ９とが同時であり、グループＧ４とグループＧ１０とが同時であり、グループＧ５とグループＧ１１が同時であり、グループＧ６とグループＧ１２とが同時である。
【００６３】
特に本実施形態によれば、制御部（制御装置４２）は、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中で、掘進機本体２の振動の測定値（例えば合成加速度ａ）が所定値以上（例えば所定値Ｐ以上）になると、まず、全ての複数の推進ジャッキ１５の伸長の停止を行い、次に、所定の順番（前述の第４例〜第６例参照）でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキ１５の短縮と、この短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行うように、複数の推進ジャッキ１５の作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキ１５の伸長を一時停止して、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキ１５の短縮を行って、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキ１５の変形に起因するシールド掘進機１の全体での振動の発生を抑制することができる。
【００６４】
また本実施形態によれば、シールド掘進機１における推進ジャッキ１５の作動制御方法では、複数の推進ジャッキ１５を複数のグループＧ１〜Ｇ１２に分け、全ての複数の推進ジャッキ１５が伸長している途中で、掘進機本体２の振動の度合い（例えば合成加速度ａ）が所定の閾値以上（例えば所定値Ｐ以上）になると、まず、全ての複数の推進ジャッキ１５の伸長の停止を行い、次に、所定の順番（前述の第４例〜第６例参照）でグループごとに、該グループを構成する推進ジャッキ１５の短縮と、この短縮された推進ジャッキ１５の伸長とを行うように、複数の推進ジャッキ１５の作動を制御する。これにより、全ての複数の推進ジャッキ１５の伸長を一時停止して、所定の順番でグループごとに、推進ジャッキ１５の短縮を行って、当該推進ジャッキ１５に作用する荷重を緩和することができるので、推進ジャッキ１５の変形に起因するシールド掘進機１の全体での振動の発生を抑制することができる。
【００６５】
また本実施形態によれば、前述の第４例において「所定の順番」とは掘進機本体２の周方向に沿って進む順番である。これにより、グループごとの推進ジャッキ１５の拘束の解放を、掘進機本体２の周方向に順序よく行うことができる。
【００６６】
また本実施形態によれば、前述の第５例において、複数のグループＧ１〜Ｇ１２は、第１のグループ（グループＧ１）、第２のグループ（グループＧ７）、第３のグループ（グループＧ２）、及び、第４のグループ（グループＧ８）を含み、第１のグループ（グループＧ１）と第２のグループ（グループＧ７）とは掘進機本体２の機軸ＭＣを挟んで互いに対向し、第３のグループ（グループＧ２）と第４のグループ（グループＧ８）とは掘進機本体２の機軸ＭＣを挟んで互いに対向し、第１のグループ（グループＧ１）と第３のグループ（グループＧ２）とは掘進機本体２の周方向で互いに隣接し、「所定の順番」とは、第１のグループ（グループＧ１）、第２のグループ（グループＧ７）、第３のグループ（グループＧ２）、第４のグループ（グループＧ８）という順番である。これにより、グループごとの推進ジャッキ１５の拘束の解放を、機軸ＭＣを基準とした対称性を確保しつつ行うことができる。
【００６７】
また本実施形態によれば、前述の第６例では、前述の第５例の「所定の順番」における、第１のグループ（グループＧ１）と第２のグループ（グループＧ７）とを同時とし、かつ、第３のグループ（グループＧ２）と第４のグループ（グループＧ８）とを同時とする。これにより、機軸ＭＣを挟んで対向するグループ同士で同時に推進ジャッキ１５の拘束の解放を行うことができるので、当該拘束の開放に伴うシールド掘進機１のセグメントリング１４への押圧力のアンバランス化を抑制することができる。
【００６８】
尚、前述の第１及び第２実施形態では、加速度センサ３１として３軸加速度センサを用いて説明しているが、加速度センサ３１はこれに限らず、例えば、１軸加速度センサ、又は、２軸加速度センサを用いてもよい。
【００６９】
また、前述の第１及び第２実施形態では、振動センサの一例として加速度センサ３１を用いて説明しているが、振動センサはこれに限らず、例えば、速度センサ又は変位センサであってもよい。
【００７０】
また、前述の第１及び第２実施形態では、振動センサがフレーム部２１に設けられているが、掘進機本体２の振動が測定できる限りにおいて、振動センサの設置場所は任意である。例えば、振動センサが、シールド隔壁８の後面に設けられてもよい。また、振動センサの設置個数は１個に限らず複数個であってもよい。
【００７１】
また、前述の第１及び第２実施形態では、泥土圧式のシールド掘進機１を用いて説明したが、シールド掘進機１の種類はこれに限らず、例えば、泥水式のシールド掘進機であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  シールド掘進機
２  掘進機本体
３  前胴
４  後胴
５、６  スキンプレート
７  カッタヘッド
８  シールド隔壁
９  駆動用モータ
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  エレクター
１２ａ  把持部
１３  セグメント
１４  セグメントリング
１５  推進ジャッキ
１５ａ  シリンダ
１５ｂ  ロッド
１５ｃ  スプレッダ
１６  スクリューコンベヤ
１７  ケース
１８  オーガ
２０  足場
２１  フレーム部
２２  セグメント供給装置
３１  加速度センサ（振動センサ）
４２  制御装置
４５  運転管理室
４８  合成加速度算出部
４９  振動判定部
６０  後部
【図１】
0006426571.tif 000003
【図２】
0006426571.tif 000004
【図３】
0006426571.tif 000005
【図４】
0006426571.tif 000006