JPH09184392A - 泥水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転モード制御方法 - Google Patents

泥水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転モード制御方法

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JPH09184392A
JPH09184392A JP35396795A JP35396795A JPH09184392A JP H09184392 A JPH09184392 A JP H09184392A JP 35396795 A JP35396795 A JP 35396795A JP 35396795 A JP35396795 A JP 35396795A JP H09184392 A JPH09184392 A JP H09184392A
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厚郎 鈴木
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茂雄 滝田
Makoto Morikawa
真 森川
Akira Tanokura
明 田野倉
Kazuhisa Watanabe
和久 渡辺
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Ebara Densan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 切羽保持運転モードからバイパス運転モード
への移行が短時間でスムーズに且つ自動的に行なえる泥
水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転モー
ド制御方法を提供すること。 【解決手段】 掘削機、該掘削機へ泥水を送る送泥ポン
プ、該掘削機からの泥水を排出する排泥ポンプ、該掘削
機へ泥水を送排出及びバイパスするバルブシステム、こ
れらを接続する送泥水配管及び排泥水配管を具備し、運
転モードを切羽保持運転モード、バイパス運転モード、
掘進運転モード、バイパス運転モードと切り換えて行な
う泥水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転
モード制御方法において、切羽保持運転モードからバイ
パス運転モードに移行する際、排泥ポンプの設定排泥流
量は一定速度で増加させ、該設定排泥流量に基づいて該
排泥ポンプを運転制御すると共に、送泥ポンプの設定送
泥圧力は排泥ポンプの排泥流量に同期させてN乗特性と
なるようにし、該設定送泥圧力に基づいて送泥ポンプを
運転制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は海底トンネル工事
等に用いられる泥水シールド工法システムにおける泥水
輸送設備運転モード制御方法に関し、運転モードが切羽
保持運転モードからバイパス運転モードに移行する時の
制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は海底トンネル工事等における泥水
シールド工法システムの泥水輸送設備の概略構成を示す
図である。同図において、1は掘削機(シールドマシ
ン)であり、該掘削機1の後方には掘削機1の移動に伴
って移動するバルブシステム2及び掘削機1からの泥水
を排出する排泥ポンプ3が配置され、地上には泥水を送
るための送泥ポンプ4が配置され、これらの機器は送泥
水配管5及び排泥水配管6で接続されている。
【0003】上記送泥水配管5及び排泥水配管6は掘削
機1の掘削移動に伴い順次延長され、その長さが長くな
ると必要に応じて、掘削機1の後端に配置された排泥ポ
ンプ3の後に更に排泥ポンプ及び送泥ポンプを接続す
る。
【0004】バルブシステム2は送泥水配管5に直列に
接続されたバルブV1と、排泥水配管6に直列に接続さ
れたバルブV2と、送泥水配管5と排泥水配管6の間に
接続され掘削機1をバイパスするバルブV3と、切羽保
持運転モード及びバイパス運転モード時に切羽圧力を制
御するコントロールバルブCV1を具備し、コントロー
ルバルブCV1はコントロールスイッチ13に接続され
後述するように切羽圧力調節計8により制御される。ま
た、バルブV1、V2、V3は図示しないバルブシステ
ム制御装置により制御される。
【0005】排泥ポンプ3は回転数コントローラ14を
介して排泥流量調節計12により制御され、該排泥流量
調節計12には排泥水配管6に設けられた排泥流量検出
センサ11の出力が入力されるようになっている。掘削
機1の切羽圧力を検出する切羽圧力検出センサ7は切羽
圧力調節計8に接続され、切羽圧力調節計8の出力はコ
ントロールスイッチ13に接続されている。送泥ポンプ
4は回転数コントローラ15を介してコントロールスイ
ッチ13に接続されている。また、送泥水配管5に設け
られた送泥圧力を検出する送泥圧検出センサ9の出力は
送泥圧力調節計10に入力されるようになっている。
【0006】上記泥水輸送設備において、通常は切羽保
持運転モード、バイパス運転モード、掘削運転モード、
バイパス運転モード及び切羽保持運転モードに切り換え
て運転を行いトンネル掘削作業を行なう。切羽保持運転
モードからバイパス運転モードの移行時は次のような状
態からスタートする。切羽保持運転モードではコントロ
ールスイッチ13はb側に切り換え、バルブシステム2
のバルブV3を全開とし、バルブV1及びV2を全閉と
し、送泥ポンプ4及び排泥ポンプ3を停止し、コントロ
ールバルブCV1を切羽圧力が一定になるように制御す
る。
【0007】上記の状態からバイパス運転モードへの移
行時は、先ず送泥ポンプ4を最低回転で運転し、排泥ポ
ンプ3を最低回転数で運転する。次に送泥圧力調節計1
0は送泥圧検出センサ9で検出した送泥圧力を読み込
み、該送泥圧力が設定送泥圧力値(一定圧力)になるよ
うに回転数コントローラ15を介して送泥ポンプ4を運
転制御する。続いて、排泥流量調節計12は排泥流量検
出センサ11で検出した排泥流量を読み込み、該排泥流
量を設定排泥流量(一定流量)になるように回転数コン
トローラ14を介して排泥ポンプ3を運転制御する。こ
の移行中において、コントロールバルブCV1による切
羽圧力一定制御は続行する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】送泥ポンプ4の運転前
の送泥圧力はトンネル工事現場における立坑深度の自然
圧力となっており、送泥ポンプ4の運転時の設定送泥圧
力値が自然圧力値より低い場合は排泥ポンプ3の排泥流
量により送泥圧力を下げなければならない。上記従来の
切羽保持運転モードからバイパス運転モードへの移行制
御方法で、送泥ポンプ4の送泥圧力一定制御、排泥ポン
プ3の一定流量制御を行なった場合、送泥ポンプ4は自
然圧力が高いため、実際の送泥圧力PVが設定送泥圧力
SVより大きい(PV>SV)状態で、送泥ポンプ4に
下げ指令がでるため、いつまでたっても送泥ポンプ4は
最低回転数となっている。
【0009】排泥ポンプ3は排泥流量値が0の状態から
スタートするから、PV<SVで排泥ポンプ3の回転数
は上昇するが、送泥ポンプ4の回転数が上昇しないため
排泥ポンプ3は設定値まで達しない状態でバランスして
しまう。即ち、送泥ポンプ4はX%の回転数、排泥ポン
プ3は100%の回転数で流量が設定値以下となる。こ
の状態では、次の運転モード、即ち掘削運転モードへの
移行は不可能となり本来運転が出来なくなってしまうと
いう問題があった。
【0010】上記問題を解決するため従来は移行時に手
動切り換えにより排泥ポンプの回転数を強制的に増加さ
せたりしていたが、移行操作が煩雑となったり、強制的
に送泥ポンプ4の回転数を上げた場合、切羽圧力に外乱
が加わり切羽圧力が上昇又は変動してしまう等の危険な
状況となるという問題もあった。
【0011】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、切羽保持運転モードからバイパス運転モードへの移
行が短時間でスムーズに且つ自動的に行なえる泥水シー
ルド工法システムにおける泥水輸送設備運転モード制御
方法を提供することにある。
【0012】
【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、掘削機、該掘削機へ泥水を送る送泥ポンプ、
該掘削機からの泥水を排出する排泥ポンプ、該掘削機へ
泥水を送排出及びバイパスするバルブシステム、これら
を接続する送泥水配管及び排泥水配管を具備し、運転モ
ードを切羽保持運転モード、バイパス運転モード、掘進
運転モード、バイパス運転モードと切り換えて行なう泥
水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転モー
ド制御方法において、切羽保持運転モードからバイパス
運転モードに移行する際、排泥ポンプの設定排泥流量は
一定速度で増加させ、該設定排泥流量に基づいて該排泥
ポンプを運転制御すると共に、送泥ポンプの設定送泥圧
力は排泥ポンプの排泥流量に同期させてN乗特性となる
ようにし、該設定送泥圧力に基づいて送泥ポンプを運転
制御することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の泥水輸送設備運転モード
制御方法を実施する泥水シールド工法システムの泥水輸
送設備は図1に示すものと同一であるからその説明は省
略する。
【0014】切羽保持運転モードからバイパス運転モー
ドに移行する際、先ずコントロールスイッチ13をb側
に切り換え、送泥ポンプ4を最低回転で運転し、続いて
排泥ポンプ3を最低回転数で運転する。送泥圧力調節計
10及び排泥流量調節計12は該送泥ポンプ4及び排泥
ポンプ3が最低回転数で運転されている時の送泥圧検出
センサ9の出力及び排泥流量検出センサ11の出力を読
み込んで、その送泥圧力値及び排泥流量値を記憶する。
【0015】次に、排泥流量調節計12の設定排泥流量
SQを図2(a)に示すように、排泥流量調節計12に
記憶されている送泥ポンプ4及び排泥ポンプ3が最低回
転数時の実際の排泥流量PQ1(=所定送泥流量SQ
1)より一定の速度で最終の設定排泥流量SQ2まで変
化させ、該設定排泥流量SQに基づいて排泥流量調節計
12は排泥ポンプ3を運転制御する。
【0016】同時に送泥圧力調節計10の設定送泥圧力
SVを図2(b)に示すように、送泥圧力調節計10に
記憶されている送泥ポンプ4及び排泥ポンプ3が最低回
転数時の実際の送泥圧力PVI(=設定送泥圧力SV
1)より排泥ポンプ3に同期させてN乗特性(多くは2
乗特性)で最終の設定送泥圧力値SV2まで変化させ、
該設定送泥圧力値SVに基づいて送泥圧力調節計10は
送泥ポンプ4を運転制御する。実際の排泥流量PQが最
終の設定排泥流量SQ2となり、実際の送泥圧力PVが
最終の設定送泥圧力値SV2になったら、保持運転モー
ドからバイパス運転モードへの移行は完了する。
【0017】上記のように排泥ポンプ3の設定排泥流量
SQを図2(a)に示すように一定速度で増加させ、該
設定排泥流量SQに基づいて排泥ポンプ3を運転制御す
ると共に、送泥ポンプ4の設定送泥圧力SVを図2
(b)に示すように排泥ポンプ3の排泥流量に同期させ
てN乗特性となるようにし、設定送泥圧力SVに基づい
て送泥ポンプ4を運転制御することにより、排泥ポンプ
3の排泥流量制御が送泥ポンプ4の送泥圧力制御に先行
することになるから、従来のように立坑深度が大きく自
然圧力が高く、送泥ポンプ4の設定送泥圧力SVが該自
然圧力より低い場合、送泥ポンプ4の運転前実際の送泥
圧力PVが設定送泥圧力SVより大きい(PV>SV)
状態で、送泥ポンプ4の回転数が上昇しないため排泥ポ
ンプ3は設定値まで達しない状態でバランスしてしまう
ことがなくなり、切羽保持運転モードからバイパス運転
モードへの移行が自動的に短時間で且つスムーズに行な
える。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、切
羽保持運転モードからバイパス運転モードに移行する
際、排泥ポンプの設定排泥流量は一定速度で増加させ、
該設定排泥流量に基づいて該排泥ポンプを運転制御する
と共に、送泥ポンプの設定送泥圧力は排泥ポンプの排泥
流量に同期させてN乗特性となるようにし、該設定送泥
圧力に基づいて送泥ポンプを運転制御するので、下記の
ような優れた効果が得られる。
【0019】(1)従来の移行方法では、移行時に手動
で送泥ポンプの回転数を強制的に増加させていたが、本
発明では自動的に移行制御を行なうことが可能となる。
【0020】(2)従来の移行方法では上記(1)の対
応で無く強制的に送泥ポンプの回転数を上げた場合、切
羽の圧力に外乱が加わり圧力上昇や急変等の切羽にとっ
て危険な状態となる事があったが、本発明ではこのよう
な問題は無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の泥水輸送設備運転モード制御方法を実
施する泥水シールド工法システムの概略構成を示す図で
ある。
【図2】排泥ポンプ及び送泥ポンプの設定値を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 掘削機 2 バルブシステム 3 排泥ポンプ 4 送泥ポンプ 5 送泥水配管 6 排泥水配管 7 切羽圧力検出センサ 8 切羽圧力調節計 9 送泥圧検出センサ 10 送泥圧力調節計 11 排泥流量検出センサ 12 排泥流量調節計 13 コントロールスイッチ 14 回転数コントローラ 15 回転数コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝田 茂雄 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 森川 真 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 田野倉 明 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原電産内 (72)発明者 渡辺 和久 東京都大田区羽田旭町11番1号 荏原プラ ント建設株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削機、該掘削機へ泥水を送る送泥ポン
    プ、該掘削機からの泥水を排出する排泥ポンプ、該掘削
    機へ泥水を送排出及びバイパスするバルブシステム、こ
    れらを接続する送泥水配管及び排泥水配管を具備し、運
    転モードを切羽保持運転モード、バイパス運転モード、
    掘進運転モード、バイパス運転モード及び切羽保持運転
    モードと切り換えて行なう泥水シールド工法システムに
    おける泥水輸送設備運転モード制御方法において、 切羽保持運転モードからバイパス運転モードに移行する
    際、排泥ポンプの設定排泥流量は一定速度で増加させ、
    該設定排泥流量に基づいて該排泥ポンプを運転制御する
    と共に、前記送泥ポンプの設定送泥圧力は前記排泥ポン
    プの排泥流量に同期させて排泥ポンプの流量・揚程特性
    に適応したN乗特性となるようにし、該設定送泥圧力に
    基づいて送泥ポンプを運転制御することを特徴とする泥
    水シールド工法システムにおける泥水輸送設備運転モー
    ド制御方法。
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