(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤をシールド掘進する際の切羽に添加材を添加して掘進し、前記切羽から掘削された土砂と前記添加材とが混合した掘削土砂を、前記切羽の後の土圧室に溜め、該土圧室内の土圧を保ちながら該掘削土砂を当該土圧室外に排土ゲートを介して排出する泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、
前記添加材は、二酸化珪素含有率が１〜６０重量％の珪酸質水性ゼリーを破砕することによって生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し全体に流動性を持たせる液体とを主成分とする珪酸質ペーストであり、
前記地盤が安定している場合には速度向上型制御が行われ、前記地盤が不安定の場合には切刃安定型制御が行われ、
前記速度向上型制御は、前記土圧が予め定められた設定圧力範囲より小さいときは掘進速度を上げて該土圧が前記設定圧力範囲内に収まるようにし、前記土圧が前記設定圧力範囲より大きいときは掘進速度をそのまま維持して前記土圧室外への前記排土ゲートを介する排土量を多くして該土圧が前記設定圧力範囲内に収まるようにし、
前記切刃安定型制御は、前記土圧が予め定められた設定圧力範囲より小さいときは掘進速度をそのまま維持して前記土圧室外への前記排土ゲートを介する排土量を減じて前記土圧が前記設定圧力範囲内に収まるようにし、前記土圧が前記設定圧力範囲より大きいときは掘進速度を減じて該土圧が前記設定圧力範囲内に収まるようにすることを特徴とする泥土圧シールド掘進の自動制御方法。
【請求項２】
請求項１において、前記添加材は、前記珪酸質ペーストを主成分とし、更に分子量が２００万〜３０００万のポリアクリル酸塩を０．０１〜１０ｋｇ/ｍ３添加したものであることを特徴とする泥土圧シールド掘進の自動制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記添加材の添加は、前記掘削された土砂に対する該添加材の割合（添加率）が予め設定された値になるように行なわれることを特徴とする泥土圧シールド掘進の自動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤をシールド掘進する際の切羽に添加材を添加して掘進し、この切羽から掘削された土砂と該添加材が混合された掘削土砂を坑外に排出する泥土圧シールド掘進の自動制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤をシールド掘進する自動制御方法としては、例えば泥水加圧シールド掘進の自動制御方法が知られている。この自動制御方法は、掘削された土砂をスラリーで流体輸送するのが基本となり、掘進と排土とを自動化の対象として設定値に対する自動掘進が主体となっている。更に、この掘進工法の自動方向制御は、シールド掘進機の位置を自動測量し、ファジー推論等によってジャッキパターンを選定し、自動でジャッキを推進させる。又、この掘進工法の自動掘進管理は、自動測量結果や掘進状態の各データを変換して中央に電送し、掘進状態を集中管理するものである。
【０００３】
又、他のシールド掘進の自動制御方法として、例えば土圧系シールド機械の自動運転制御方法（特開平６−７３９７８号公報）が知られている。この自動運転制御方法は、土圧、シールドジャッキのスピード及びストローク、排土スクリューの回転数及び回転負荷、カッター回転数及び回転負荷等のシールド掘進に必要な各種計測データをコンピューターに入力し、入力された計測データを多変量解析してシールド機械の所要制御項目の管理数値を算出し、この数値を管理値信号として前記シールド機械の運転機器に出力し、自動的にシールド機械の運転を開始させると共に、前記解析結果から各制御項目の標準偏差値を算出して各制御項目の制御幅を設定し、その制御幅内に運転されるように制御信号を発信して自動的にシールド機械を運転制御するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記泥水加圧シールド掘進の自動制御方法は、掘進と排土とを自動化の対象とし、設定値に対する自動掘進が主体となり、多様な地盤に対応して設定値を変更し掘進することは出来なかった。
【０００５】
一方、土圧系シールド機械の自動運転制御方法は、カッターやスクリューの回転、排土ゲートの開閉等において圧力（荷重）管理を主体に自動化が行なわれているが、地盤の安定度に対応して掘進速度を積極的に上げて自動掘進する自動制御は実施されていない。これは、地盤的に難条件下での施工が多いことや、掘進作業の複雑化に起因する。
【０００６】
本発明の課題は、泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、切羽の安定と機械負荷の低減を図ると共に、地盤の安定度に対応して掘進速度を積極的に上げて自動掘進することが可能なことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、地盤をシールド掘進する際の切羽に添加材を添加して掘進し、前記切羽から掘削された土砂と前記添加材とが混合した掘削土砂を、前記切羽の後に溜めて土圧を保ちながら該掘削土砂を坑外に排出する泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、前記地盤が安定している場合には、前記土圧を予め定められた圧力範囲に収めて掘進速度を積極的に上げ、前記地盤が不安定の場合には、前記土圧を予め定められた圧力範囲に収めるように掘進速度を調節することである。
【０００８】
切羽に添加材を添加することにより、地盤の崩壊を防止し、且つ止水効果をもたらす。更に、添加材は、その流動性により玉石等の存在の有無によらず切羽の土粒子間や礫間に浸透し、カッターが作用するときに地盤の内部摩擦を低減し掘進抵抗を減少させる。地盤が安定している場合には、土圧を予め定められた圧力範囲に収めて掘進速度を積極的に上げることが出来る。地盤が不安定の場合には、土圧を予め定められた圧力範囲に収めるので安全に安定してこの時の最適な掘進速度で掘進することが出来る。
【０００９】
更に、上記泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、前記添加材は、二酸化珪素含有率が１〜６０重量％の珪酸質水性ゼリーを破砕することによって生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し全体に流動性を持たせる液体とを主成分とする珪酸質ペーストである。
【００１０】
添加材として上記珪酸質ペーストを用いることにより、上記泥土圧シールド掘進の自動制御方法の作用に加え、更に切羽の止水性及び掘削土砂の保水性が向上し、しかも、地盤の礫率や含水比が変動してもほとんど変わらず安定する。このように、切羽の止水性が向上することにより切羽から水が噴出する怖れを確実に防ぐ。掘削土砂の保水性が向上することにより、該掘削土砂は非常にまとまりの良い性状となる。従って、本泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、種々の土質の地盤に対応出来、且つ掘進効率が向上すると共にコストの低減も図れる。又、排土の公害上の問題もなくなる。更に、掘削土砂の安定した流動性が得られ、切羽への添加ライン内を通過する通過抵抗を小さくし、且つ掘削土砂を坑外に圧送する圧送管内の通過抵抗を小さくして掘削土砂の排出を容易にする。
【００１１】
更に、上記いずれかの泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、前記添加材の添加は、前記掘削された土砂に対する該添加材の割合（添加率）が予め設定された値になるように行なわれる。添加率を掘削された土砂に対して最適な値に決めて、その比率で添加することは、上記いずれかの泥土圧シールド掘進の自動制御方法の作用に加え、添加材の量の制御が容易であり、掘進速度も高い値に維持出来る。
【００１２】
そして、先のいずれかの泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、前記添加材の添加は、前記掘削された土砂に対する該添加材の割合（添加率）を調節して前記掘進速度を向上させることである。地盤の質が変化した場合には、その地盤の質に合った添加率に調節することにより、先のいずれかの泥土圧シールド掘進の自動制御方法の作用に加え、多様の地盤に対応して掘進速度を大きくすることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る泥土圧シールド掘進の自動制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図３は、本発明に係る泥土圧シールド掘進の自動制御方法を適用するに最適なシールド掘進機を地盤と共に示した要部断面図である。泥土圧シールド掘進は、地下の地盤６３をシールド掘進するシールド掘進機５１の切羽６２に、地盤６３の崩壊を防止し、且つ止水効果をもたらす添加材を添加して掘進し、切羽６２から掘削された掘削土砂６０を坑外に排出する。添加材は、切羽６２に添加するが、この時、切羽６２から掘削された土砂と混合し、土砂と添加材の混合した掘削土砂６０は、そのまま坑外に圧送されることによって排出される。
【００１５】
添加材は、図示していない地上の添加材供給プラントから圧送ポンプによって切羽６２に図示していない長い添加ラインを介して供給される。添加ラインには必要に応じて中継ポンプが設けられる。
【００１６】
シールド掘進機５１の切羽カッター５２が設けられている面版５３には添加材の添加口が複数設けられている。面版５３の後側（切羽の地盤と反対側）には土圧室５５が設けられ、土圧室５５には土圧計５７が設置されている。この土圧室５５に連なってリボンスクリュー５６が設けられ、リボンスクリュー５６の後部はサンドプラグゾーン５８となっている。５９は排土ゲートを示す。土圧室５５内には切羽６２から掘削され添加材と混合した掘削土砂６０が充満している。この掘削土砂６０は、玉石６１が多く含まれているものを示しているが、排土ゲート５９に接続された図示していないベルトコンベアと、この下側に設けられた図示していない地下ホッパー及び圧送ポンプとにより圧送管を経由して坑外の地上ホッパーに排出される。
【００１７】
上記泥土圧シールド掘進において、添加材としては珪酸質ペーストを使用する。珪酸質ペーストは、例えば本出願人等が先に開示した特開平９−８８４７５号公報に示されているものを好適に使用することが出来る。この珪酸質ペーストは、二酸化珪素（ＳiＯ2）の含有率が約１〜６０重量％の珪酸質水性ゼリーを用いるが、そのまま用いるのではなく、破砕することによって生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し全体に流動性を持たせる液体とを主成分とするものである。
【００１８】
前記珪酸質水性ゼリーを破砕して形成する微細粒子の粒径は、掘進する地盤の土質に対応して変更するが、３００μｍを目安とし、それ以下となるようにすれば、種々の土質の地盤に対応出来る。３００μｍを超えるものを主とするときは、上記流動性が低下してくることから微細粒子の粒径は約３００μｍ以下のものを主とするようにする方が好ましい。又、ＳiＯ2の含有率が約１〜６０重量％の範囲外になると、上記珪酸質水性ゼリーを破砕しても上記性質の珪酸質ペーストにはなりにくいので、ＳiＯ2の含有率は約１〜６０重量％の範囲内、好ましくは３〜３０重量％とする。
【００１９】
又、珪酸質ペーストを微細粒子の粒径から規定せずに粘度の値から規定することも出来る。粘度が約５０ｃｐｓ 〜１００万ｃｐｓ であり、このペーストを用いることにより前記と同様の作用が得られる。この粘度範囲の珪酸質ペーストはチクソトロピックな性質を示す。ここで粘度の測定方法は、温度２０℃、Ｂ型粘度計でローター回転数１２rpm である。
【００２０】
本実施の形態で用いられる珪酸質水性ゼリーは、水ガラス等水溶性珪酸塩の水溶液に、各種酸や塩類、例えば、硫酸、塩酸、酢酸、くえん酸、食塩、硫酸マグネシウム等を加えることにより得られる。
【００２１】
珪酸質ペーストを構成する液体としては、水又は本発明の目的が達成される限りにおいて無機成分や有機成分が適宜添加された水溶液或いは水分散液が用いられる。珪酸質水性ゼリーはそれ自体が水を内包しており、該ゼリーをそのまま破砕すればゼリー内部に取り込まれていた水の一部が外部に解放される。珪酸質水性ゼリーの種類によっては、その解放された水だけで、即ち更に液体を加えなくても、当該ペーストに必要な流動性を持たせることが出来るものもある。破砕によって外部に開放された水の量だけでは足りない場合に前記液体を加える。この水等の液体は、微細粒子間にその再結合を妨げる如く介在し、これによりペーストの安定した流動性が得られるものである。
【００２２】
更に、珪酸質ペーストは、上記破砕された微細粒子の他に、任意の成分、たとえば泥漿、高分子吸水剤や水溶性高分子等を含有してもよい。
【００２３】
又、珪酸質ペーストとして、更に本出願人等が提出したものを使用しても良い（特願平８−２６８１５９号、平成８年１０月９日提出）。この珪酸質ペーストは、上記珪酸質ペーストと同じく、二酸化珪素含有率が１〜６０重量％の珪酸質水性ゼリーを破砕することによって生成した微細粒子と、これらの微細粒子間に介在し全体に流動性を持たせる液体とを主成分とし、更に分子量が２００万〜３０００万のポリアクリル酸塩を０．０１〜１０ｋｇ／ｍ3添加したものである。
【００２４】
ポリアクリル酸塩の種類は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウムが適している。特にポリアクリル酸ナトリウムが好ましい。尚、ポリアクリル酸塩は、アクリル酸ナトリウム等とアクリルアミド等との共重合体であっても良い。又、ポリアクリル酸塩の分子量は、通常２００万〜３０００万のものであればほとんどの地盤に対応できる。特に５００万〜２０００万の範囲が効果の点で安定している。ポリアクリル酸塩の珪酸質ペーストへの添加量は、０．０１〜１０ｋｇ／ｍ3が上記目的達成の上でよい。更に０．３〜２ｋｇ／ｍ3の範囲が目的達成上良く、特に０．５〜１ｋｇ／ｍ3の範囲が安定している。
【００２５】
珪酸質ペーストにその１０００リットル当り、分子量が２００万〜３０００万のポリアクリル酸塩を０．０１〜１０ｋｇ添加することにより、該珪酸質ペーストの性能が改善される。即ち、切羽の止水性及び掘削土砂の保水性が、ポリアクリル酸塩を添加しない場合に比して向上する。しかも、それは地盤の礫率や含水比が変動してもほとんど変わらず安定している。このように掘削土砂の保水性が向上するため、該掘削土砂は非常にまとまりの良い性状となる。このような性状改善により切羽から水が噴出する恐れを確実に防げる。その結果、例えば、砂層や礫率が７０％以下の砂礫層に用いられていた珪酸質ペーストを該ポリアクリル酸塩の添加によりそのまま礫率が７０％以上の玉石混じり砂礫層の掘削に用いることが可能となる。特にポリアクリル酸塩の添加量を増減しても保水性はほとんど変わらず安定している。
【００２６】
従って、このポリアクリル酸塩添加の珪酸質ペーストを添加材として用いることにより、シールド掘進の対象地盤、即ち地下水が豊富な砂、砂礫、玉石層等の地盤に対して、その含水比や礫率等の大きな変動があっても他の性能の珪酸質ペーストに取り換える必要なく、そのまま掘進を続行することが出来、掘進効率が向上すると共にコストの低減も図れる。
【００２７】
ところで、本実施の形態の泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、図３で説明した泥土圧シールド掘進において、添加材として先の珪酸質ペーストを用いると共に、掘削すべき地盤６３が安定している場合には、土圧室５５の土圧を予め定められた圧力範囲に収めて掘進速度を積極的に上げ、地盤６３が不安定の場合には、前記土圧を予め定められた圧力範囲に収めるように掘進速度を調節する。更に、添加材は、掘削された土砂に対する該添加材の割合（添加率）が予め設定された値になるように添加されるか、又は、前記掘削された土砂に対する該添加材の割合（添加率）を調節して前記掘進速度を向上させるように行なわれる。
【００２８】
添加材として珪酸質ペーストを用いることにより、その流動性により玉石等の存在の有無によらず切羽の土粒子間や礫間に浸透し、カッターが作用するときに地盤の内部摩擦を低減し掘進抵抗を減少させる。地盤が安定している場合には、土圧を予め定められた圧力範囲に収めて掘進速度を積極的に上げ、地盤が不安定の場合には、土圧を予め定められた圧力範囲に収めるので安全に安定してこの時の最適な掘進速度で掘進することが出来る。
【００２９】
更に、珪酸質ペーストの添加材は、切羽６２の止水性及び掘削土砂６０の保水性を向上させ、地盤６３の崩壊を防止し止水効果をもたらす。しかも、地盤６３の礫率や含水比が変動してもほとんど変わらず安定する。このように、切羽６２の止水性が向上することにより切羽６２から水が噴出する怖れを確実に防ぐ。掘削土砂６０の保水性が向上することにより、該掘削土砂は非常にまとまりの良い性状となる。従って、本泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、種々の土質の地盤に対応出来、且つ掘進効率が向上すると共にコストの低減も図れる。又、排土の公害上の問題もなくなる。更に、掘削土砂の安定した流動性が得られ、切羽への添加ライン内を通過する通過抵抗を小さくし、且つ掘削土砂を坑外に圧送する圧送管内の通過抵抗を小さくして掘削土砂の排出を容易にする。
【００３０】
添加率を掘削された土砂に対して最適な値に決めて、その比率で添加することは、添加材の量の制御が容易であり、掘進速度も高い値に維持出来る。そして、地盤の質が変化した場合には、その地盤の質に合った添加率に調節することにより、多様の地盤に対応して掘進速度を大きくすることが出来る。
【００３１】
ここで、地盤の種類としてはシルト層から砂層、礫層まであるが、その安定度の目安としては均等係数Ｕｃでおおよそ判断することが出来る。一般にＵｃが４〜５以下の土は粒度分布が悪く安定度が低い地盤と云え、１０以上の土は粒度分布が良く、安定度が高い地盤と云える。均等係数Ｕｃは、粒径加積曲線の通過質量百分率６０％、１０％にそれぞれ相当する粒径Ｄ60、Ｄ10（有効径）をとり、Ｕｃ＝Ｄ60／Ｄ10で定義される値である（土質試験法−第２回改訂版−土質工学会編）。
【００３２】
又、切羽の安定が難しい（崩壊性が大きい）とされる地盤は、概ね次の特性のものである。
【００３３】
▲１▼ 細粒分（粒径０．０７４ｍｍ程度）が１０％以下
▲２▼ 透水係数ｋ＝（１／１０2）ｃｍ／秒以上
▲３▼ 水圧０．５〜０．７ｋｇｆ／ｃｍ2以上
本泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、従来上記のような切羽の安定が難しいとされた地盤や礫率６０％程度までの幅広い地盤を対象とすることが出来、特に砂層は、均等係数Ｕｃが１０未満の均等粒度のものも対象とすることが出来、多種の地盤の土質状況の変化に対応可能となり、その変化因子を最小にする。
【００３４】
更に、本泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、切羽６２への珪酸質ペーストの添加は、土圧を予め定められた圧力範囲に収めるように添加ラインから添加され、その添加量は地盤の有効間隙率又は間隙率を目安に行なわれ、掘削土砂６０が均一に混合された状態の塑性化土に改良されるように調節される。土圧の予め定められた圧力範囲、即ち管理土圧の範囲は、例えば１．５ｋｇｆ／ｃｍ2〜２．０ｋｇｆ／ｃｍ2とする。管理土圧が１．５ｋｇｆ／ｃｍ2未満の場合は、圧力が低過ぎて止水性が劣り、且つ地盤の崩壊を招く怖れがある。土圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ2を超える場合は、圧力が高過ぎて装置の無用な故障、設備費の増大等不経済である。
【００３５】
珪酸質ペーストの添加率は、予め設定された値にするが、掘進しようとする土砂に対して５〜４０体積％の範囲で設定され、特に１０〜３０体積％の範囲が好ましい。添加率が５体積％未満の場合は、切羽の止水性及び掘削土砂の保水性が劣り、且つ切羽への添加ライン内の通過抵抗と、掘削土砂の坑外への圧送抵抗とが大きく掘削土砂の添加と排出を困難にする。添加率が３０体積％を超えてくると、切羽の止水性が劣り始め、且つ掘削土砂の流動性が高くなる傾向があるが、更に添加率が４０体積％を超える場合は、添加材の量が多過ぎて、かえって切羽の止水性が劣り、且つ掘削土砂の流動性が高過ぎて、漏洩その他によって取り扱いが困難となり、添加材が多く不経済である。
【００３６】
図１は、本発明に係る泥土圧シールド掘進の自動制御方法の一実施の形態を説明する概略線図である。泥土圧シールド掘進の自動制御は、スタート１から開始し、カッター圧２でシールド掘進機のカッター圧を測定する。カッター圧判定３でカッター圧が高ければ添加材添加４で添加材を添加して再度カッター圧を測定する。カッター圧判定３でカッター圧が適正であれば、添加材添加５で予め設定された添加率、例えば１５体積％になるように添加される。
【００３７】
次に添加材の添加圧判定６に移る。添加材の添加圧が規定の圧力範囲にない場合は、添加圧増減７で添加圧を調整し、再度添加圧を判定する。添加圧が規定の圧力範囲にある場合は次の土圧判定８に移る。土圧判定８において、予め定められた圧力範囲にない場合は、スクリュー回転数制御、添加材調整等を行なって再度土圧判定を行なう。土圧が予め定められた圧力範囲にある場合は次のスクリュー回転判定１０に移行する。スクリュー回転数が規定の範囲にない場合は添加材調整１１によって添加材の量を調整し再度スクリュー回転判定１０を行なう。以上のカッター圧測定２からスクリュー回転判定１０の範囲は運転準備動作に相当する。
【００３８】
次に、スクリュー回転数が規定の範囲にある場合は、ゲート開１２に移り、排土ゲート５９の開度を調節する。次にジャッキ推進１３でジャッキ速度を調節する。ジャッキ速度を調節した後、ジャッキ圧判定１４でジャッキ圧が規定の範囲になるようにジャッキ速度調整１５でジャッキ速度を調整する。ジャッキ速度の調整後に、土圧調整１６で添加材の量とスクリュー回転数の調整を行なって土圧室５５の土圧を調整する。以上のゲート開１２からジャッキ圧判定１４の範囲は運転直前動作に相当する。
【００３９】
ジャッキ圧が規定の範囲にあれば、掘進ストローク１７で終了判定を行なう。掘進ストロークが規定の値に達していなければ運転を継続し、土圧制御方式１８に移行する。土圧制御方式１８は、地盤の安定度に応じて速度向上型か切羽安定型かの選定を自動或いはオペレータが行ない、それぞれの型で自動制御する。
【００４０】
速度向上型制御は、地盤が安定している場合に選定され、土圧を予め定められた圧力範囲に収めて掘進速度を積極的に上げる。この時、土圧が小さい時は掘進速度をあげ、土圧が大きい時は掘進速度を維持して排土量を大きくするようにする。このためにスクリュー回転数、排土ゲート開度等を調整する。スクリュー回転数、排土ゲート開度等が限界のときは掘進速度を減ずる。
【００４１】
切羽安定型制御は、地盤が不安定の場合に選定され、土圧を予め定められた圧力範囲に収めるように掘進速度を調節する。この時、土圧が小さい時は掘進速度を維持し、土圧が大きい時は掘進速度を減ずる。この時、スクリュー回転数、排土ゲート開度等を調整する。
【００４２】
上記土圧制御方式１８で制御する一方、動作符号１９でスクリューの回転数を調整しつつスクリュー圧のチェックと、ジャッキ速度を調整しつつジャッキ圧のチェックと、添加率の調整をしつつカッター圧のチェックとを行ない再度推進ストロークの終了判定１７を行なう。
【００４３】
推進ストロークの終了判定１７で推進ストロークが所定の値に達したものと判定された場合には、運転終了動作２０に移行し、ジャッキｏｆｆ、土圧チェック（添加材調整、推進調整）、ゲートｏｆｆ、スクリュｏｆｆ、カッターｏｆｆ、添加材ｏｆｆの各動作を行ない、推進終了２１とする。次に、セグメント組立２２で次の掘進のためのセグメントを組み立て再びスタート１に戻る。以上の推進ストローク終了判定１７から運転終了動作２０の範囲は運転中動作に相当する。
【００４４】
又、本実施の形態の泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、機器保護に伴う常時監視機能がある。通常掘進オペレーターは掘進中、シールド掘進機の各機器に過負荷がかからないよう常時監視を行なう。機械的過負荷に関してはシールド掘進機の各機器単独で過負荷異常を検知出来るようにしている。本システムでは、各機器の過負荷発生を事前に定められた管理値により管理し、その過負荷発生の要因消去の処置をとる。具体的には以下の監視を行なう。
【００４５】
１）スクリュー圧監視：スクリュー圧が管理値を越える時は、スクリューパワーユニット保護のためスクリュー回転数を減ずる。
【００４６】
２）ジャッキ圧監視：ジャッキ圧（推力）が管理値を越える時は、ジャッキ圧パワーユニット保護のためジャッキ速度を減ずる。
【００４７】
３）カッター圧監視：カッター圧（トルク）が管理値を越える時は、カッター圧パワーユニット、カッター面版保護のため添加材量を増す、もしくはジャッキ速度を減ずる。
【００４８】
更に、本実施の形態の泥土圧シールド掘進の自動制御方法は、掘進中の土圧安定制御だけにとどまらず、完全自動化に向けた１リング掘進作業そのものを自動化する。１リング掘進作業は、各種ユニットの起動に始まり、初動状態＞安定掘進まで各種機器調節＞掘進中制御（監視）＞１リング掘進による掘進停止動作までを云い、この全てを自動化する（ワンボタン運転（シーケンシャル制御））。
制御する対象としては、
１）アナログ：ジャッキ速度、添加材添加と量、スクリュー回転数、ゲート開度２）ディジタル：各種パワーユニット起動・停止、ジャッキ押し・引き・選択（除  方向制御）、カッター回転数・方向、スクリュー回転数・方向、ゲート開度図２は、図１における切羽安定型制御を説明する概略線図である。泥土圧シールド掘進３０の際、次の各要因▲１▼〜▲５▼に対してどのような問題点、現象３１があり、対策、検討事項３２は何かを示す線図である。これら問題点、現象が対策、検討事項によって解決されることによって適用可能となる。
【００４９】
▲１▼ 土砂の取込み：玉石・礫の処理
▲２▼ 土砂の流動性：掘削〜排土
▲３▼ 土砂の止水性
▲４▼ 切羽の安定
▲５▼ 掘進管理：土圧、カッター圧、速度、推進力、掘削土量他
【００５０】
【発明の効果】
本発明の泥土圧シールド掘進の自動制御方法によれば、泥土圧シールド掘進の自動制御方法において、切羽の安定と機械負荷の低減が図れ、地盤の安定度に対応して掘進速度を積極的に上げて自動掘進することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る泥土圧シールド掘進の自動制御方法の一実施の形態を説明する概略線図である。
【図２】図１における切羽安定型制御を説明する概略線図である。
【図３】本発明に係る泥土圧シールド掘進の自動制御方法を適用するに最適なシールド掘進機を地盤と共に示した要部断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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