JPS6140837B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、先の出願（特願昭54−103893号
（特開昭56−28999号）、特願昭54−111426号（特
開昭56−34898号）の関連発明に係り、特に泥水
式シールド掘進機のカツター前面側の切羽地山を
常に安定化させるように自動制御するシールド掘
進機の切羽制御方法に関する。 〔従来の技術とその問題点〕 一般に泥水式のシールド掘進機では、第１図に
示すごとく、流体輸送系の送泥水管ａでカツター
室ｂに泥水を送り込み、かつその室内泥水を排泥
水管ｃに通して排出しながら、カツター室ｂ内の
泥水圧で切羽を安定させるようにしているが、こ
の場合、カツター室ｂ内に送り込まれ、かつ掘削
土砂（ズリ）を含んだ泥水圧を切羽地山の土圧お
よび（地下水圧）に対抗（抵抗）させて切羽の安
定化を図るさめ、正確な切羽の安定管理が必要で
ある。 そこで、従来は、前記送泥水管ａに送泥水密度
計ｄと送泥水流量系ｅを、同じく排泥水管ｅには
排泥水密度計ｆと排泥水流量計ｇをそれぞれ取付
け、これらで検出した信号を演算器（図示省略）
に入力させることにより、この演算器で含水掘削
度量から水を除いた乾砂量を算出し、この算出乾
砂量が、予め、土質サンプリングにより算出した
理論乾砂量との比較によつて定められた掘削乾砂
量管理基準値内にあるか否かをチエツクしてい
る。 ところが、前記土質サンプリングは、たかだか
50〜60ｍ間隔にてシールド掘進機付近の地山点で
部分的に行つているにすぎないため、乾砂量算出
の根拠となる含水比、真比重、層境等が真の地質
を表わしているとは言い難く、従つて、実測乾砂
量を実際地山と等価に管理することは、以上の理
由により誤差が大きく不正確であり、このため、
正確な切羽の安定管理が行えない欠点がある。 また、第１図中送・排泥水密度計ｄ，ｆを取除
いてシールドジヤツキｉの推進速度検出器を付加
することにより切羽を安定管理する方法、すなわ
ち、掘進機断面積に推進距離を乗算して理論掘削
体積値を算出しておき、排泥水流量計ｇで測定し
た流量から送泥水流量計ｅにより測定流量を減じ
た値が前記理論掘削体積となるように制御する方
法もある。 しかし、この方法ではカツター室ｂ内の泥水圧
変動によつて切羽地山の崩壊等が生じても、これ
を感知する手段がないために、何らその対策を講
じることができず、従つて、切羽を常時確実に安
定化させることは不可能である。また、前述の如
き、カツター室内の泥水圧変動により、その室内
泥水圧が切羽地山側に逸水したり、或いは地下水
がカツター室内に透水するなどして掘削体積偏差
流量値に大きな誤差が生じることからも正確な切
羽の安定を得ることは不可能である。 〔発明の目的及び概要〕 この発明は上記種々の問題点を一挙解消すべく
鋭意研究の結果なされ、その目的は、シールド掘
進機自ずから切羽地山の実際土圧を直接検出測定
することができるのみならず、その検出実際土圧
を的確に補正して切羽地山が安定する土圧と比較
演算した結果の信号でシールドジヤツキの推進速
度を制御し、かつカツター室内の泥水圧が切羽地
山の土圧と水圧に充分対抗するよう送・排泥水流
量を制御することで切羽前面地山を常時確実に安
定させ得るようにしたシールド掘進機の切羽制御
方法を提唱するにある。 〔実施例〕 以下に、この発明の好適実施例を第２図以降の
図面に基づいて説明する。まず、泥水式密閉型の
シールド掘進機を示す第２図において、１はシー
ルドフレーム、２はカツター、３はカツター室、
４はカツター室のバルクヘツド、５はカツター支
持架台、６はシールドジヤツキ、７はセグメント
である。 前記カツター室３内には、送泥水ポンプP₁を有
して送泥水タンクT₁に通じる送泥水管８と、排
泥水ポンプP₂を有して排泥水タンクT₂に通じる
排泥水管９のそれぞれが連通させてある。 以上は、この種のシールド掘進機の通常構成で
あつて、そのカツター２に切羽地山Ｓの土圧検出
手段１０を備え付ける。 この土圧検出手段１０は、カツター２とバルク
ヘツド４の相互中心部に跨がつて装架しカツター
２の前面から突出させて切羽地山Ｓに貫入させる
伸縮ロツド１１ａを備えた地山貫入用ジヤツキ１
１と、その伸縮ロツド１１ａの切羽地山Ｓに対す
る貫入力すなわち、伸縮ロツド１１ａが貫入時に
受ける土圧抵抗を切羽地山Ｓの実際土圧として検
出すべくジヤツキ１１のシリンダ内に収設した貫
入力検出器１２（第３図参照）とから主要部が構
成され、かつジヤツキ貫入量検出器１３を備えて
いる。 また、上記シールド掘進機は、第２図に示す如
く、カツター室３内の泥水圧を検出する圧力検出
器１４と、シールドジヤツキ６の推進速度を検出
する掘進速度検出器１５を備えている。 そして、前記各検出器１２〜１５はそれぞれ第
３図に示す切羽制御装置に接続されており、その
関連構成を以下に説明する。 まず、土圧検出手段１０における地山貫入用ジ
ヤツキ１１の貫入量検出器１３の出力がジヤツキ
貫入速度演算器１６の入力に接続してあり、この
ジヤツキ貫入速度演算器１６と土質設定器１７と
の各出力部が切羽安定土圧演算器（以下土圧演算
器と略称）１８の入力部に接続してある。 ここに、土質設定器１７には、土質（例えば
礫、砂或いはシールドなど）の種類がセツトされ
るのであり、掘削中の土質に対応した土質信号が
出力されることになる。 この土圧演算器１８はジヤツキ貫入量検出器１
３と、これから出力される貫入量よりジヤツキ貫
入速度を演算するジヤツキ貫入速度演算器１６及
び土質設定器１７からの各出力信号値に基づいて
切羽地山Ｓが安定する切羽安定土圧を演算するも
ので、出力側が切換スイツチSW₁を介して手動切
羽土圧設定器（以下は手動土圧設定器と称す）１
９と切羽土圧比較演算器２０のいずれかに選択的
に接続されるようになつている。 ここに土圧演算器１８には、切羽土圧に対応し
た切羽安定理論を実験的に補正することにより求
めた土質別切羽土圧安定演算式をセツトしてお
き、ここで切羽安定土圧を演算する。具体的に
は、土圧演算器１８には過去土質別に測定された
多数のデータを基に整理された実験式をセツトす
るのである。 本発明の実施例では、土圧検出手段１０はすで
に公知であるオランダ式ダツチコーン形状を標準
としたものであるが、この場合一般にコーン先端
角度、コーン底面積、貫入速度等に基づいて、検
出した実測値をオランダ式ダツチコーン形状に修
正して貫入力を算出しなければならない。 この算出に際しては、オランダ式ダツチコーン
による土質別の貫入力が実験的に多数のデータと
して存在するのでこれを基にして行う。そして、
これらデータを使用し、土質と貫入力を求めるこ
とにより切羽が安定がどうかチエツクできるので
ある。ところで、上記土圧検出手段においては、
貫入速度を除いた以外のコーン先端角度等のデー
タは製造時決定するので予め修正できるが、貫入
速度は土質あるいはシールド掘進速度により変化
する為にまえもつて修正できない。ここで、セツ
トされる上記実験式の代表例を挙げると、土質が
砂礫層の場合（この土質の情報は土質設定器１７
から入力される） qc＝4N （ダツチコーンのqc値とＮ値との関係） という式がある。ここでqcとは貫入力（切羽土
圧をいう）〔Kg／cm²〕，ＮとはJIS Ａ 12191961で
規定された標準貫入試験方法で測定された値であ
る。Ｎ値は地質調査時のボーリングデータであ
り、予め土圧演算器１８へ入力しておく。 ところで、これらはいずれも地表に対して鉛直
に貫入したデータであり、本発明のように地表に
対してほぼ水平に貫入する場合は、地球重力、地
下水圧、貫入速度の影響を受けて、実験式qc＝
4Nとは必ずしもならない。そのため、貫入量と
貫入速度とを入力し、すなわち、qc＝4N＋αと
いう式を導入しαでもつて上記実験式qc＝4Nの
式を補正しなければならない。又地山貫入速度が
ある限界を越えるとαの補正には関係ないことも
判明した。ここでαの単位はqc値と同じように
〔Kg／cm²〕である。このαは、同一土質で同一条
件において水平貫入した場合と鉛直貫入した場合
の比較実験より求められた補正値である。従つ
て、このαでqc＝4Nを補正して適切な切羽安定
土圧を算出するのである。 また、切羽土圧比較演算器２０の入力部には、
ジヤツキ貫入力検出器１２と接続した実測土圧補
正演算器２９の出力部が接続してある。 切羽土圧比較演算器２０の出力側は、地下水位
設定器２２が接続してある切羽圧力演算器２１
と、切羽安定土圧保持状態でシールドジヤツキ６
が推進するようにその推進速度制御値を算出する
制御速度演算器２５との各入力側に接続してあ
る。 そして、切羽圧力演算器２１と前述したカツタ
ー室３内の圧力検出器１４との各出力側が切羽圧
力比較演算器２３の入力部に接続され、かつその
出力側は比率演算増幅器２４及び３２のそれぞれ
を介して送・排泥水ポンプP₁，P₂駆動用の可変モ
ータM₁，M₂の各入力部に接続している。 一方、前記制御速度演算器２５の出力側は、比
較演算器２７の入力部に接続してある。 ここに、制御速度演算器２５にあつては、予め
切羽前面最適土圧に見合うジヤツキ推進速度がき
まつており、切羽土圧比較演算器２０からの出力
たる切羽前面最適土圧値に基づいて、これに対応
するジヤツキ推進速度を算出するのである。 すなわち、制御速度演算器２５には、シールド
推進機の円筒体を貫入ジヤツキとし、これと標準
オランダ式ダツチコーンとの比較において、貫入
形状であるコーン先端角度、コーン底面積、貫入
速度に基づいて補正算出したところの速度がセツ
トしてある。従つて、土質設定機１７の土質信号
と土圧検出手段１０の貫入速度を任意に決めれ
ば、制御速度演算器２５のジヤツキ推進速度の設
定は、土質設定器１７の土質信号と土圧検出手段
１０の貫入速度に応じた補正速度でもつて一元的
に決定される。 従つて、制御速度演算器２５のジヤツキ推進速
度信号は、土質設定器１７のデータ及び土圧検出
手段１０のデータでもつてあらかじめ人為的にセ
ツトするのである。一方、土圧演算器１８、実測
土圧演算器２９からの信号は切羽土圧比較演算器
２０へ入力され、ここで土圧演算器１８の信号を
基準として、この信号と実測補正土圧演算器２９
との偏差分（±△ｑ）が求められ、更に「土圧演
算器１８からの信号値±△ｑ」という値が算出さ
れる。この算出された値を、制御速度演算器２５
に入力してやれば、ここでセツトされているセツ
ト信号が増幅されて出力されることになる。尚、
この際、Ｐ或いはPI又はPID制御が含まれている
のは勿論である。そして、この制朗速度演算器２
５で求めたジヤツキ推進速度信号は後述する如く
最終的に推進駆動用ポンプP₃を制御するのであ
る。 一方、この比較演算器２７の入力部は、シール
ドジヤツキ６の推進検出器１５がシールドジヤツ
キの推進量よりシールドジヤツキ推進を演算する
シールドジヤツキ推進速度演算器３１の出力側と
も接続しており、その比較演算器２７の出力部は
サーボ増幅器２８を介してシールドジヤツキ推進
駆動用の可変ポンプP₃に接続されている。 更に、前記地山貫入用ジヤツキ１１の貫入速度
演算器１６とシールドジヤツキ速度演算器３１の
各出力部は速度比率演算器３０の入力部とも接続
してある。 ここに速度比率演算器３０にあつては、例えば 貫入速度＋掘進機の推進速度／貫入速度 が求められる。 すなわち、貫入力検出器１２で得られる実際土
圧は貫入速度の他にわずかであるが、シールド掘
進機の推進速度の影響を受けるので、例えば上記
式で示した補正因子としての比率を求めるのであ
る。 この速度比率演算器３０の出力側は切換スイツ
チSW₂を介して実測土圧補正演算器２９に対し接
続されるようになつている。 ここに、実測土圧補正演算器２９にあつては、
上記の如く貫入力検出器１２で得られる実際土圧
は掘進機の推進速度の影響を受けているので（貫
入速度に推進速度が上乗せされている）、推進速
度による影響を除く必要がある。 そこで、その演算器２９により下記式に示す補
正土圧を求めるのである。 補正土圧＝実際土圧×貫入速度＋推進速度／貫入速度 尚、土圧演算器１８側の切換スイツチSW₁と速
度比率演算器３０側の切換スイツチSW₂とは連動
構成にしてあり、切換スイツチSW₁が土圧演算器
１８と切羽土圧比較演算器２０との接続位置にあ
るとき他方の切換スイツチSW₂が閉じ、前記切換
スイツチSW₁が手動土圧設定器１９との接続位置
に切換えられるとき他方の切換スイツチSW₂が開
くようになつている。 次に、上記構成に基づくシールド掘進機の切羽
制御方法を述べる。まず、地山貫入用ジヤツキ１
１を油圧で伸び作動させることにより、その伸縮
ロツド１１ａをカツター２の前方へ突出させて切
羽地山Ｓに貫入させる。この状態で送・排泥水ポ
ンプP₁，P₂のそれぞれを稼動させ、かつカツター
２を回転駆動させると共にシールドジヤツキ推進
駆動用の可変油圧ポンプP₃を起動させる。 もつて、送泥水タンクT₁の内の泥水が送泥水
管８からカツター室３内に送り込まれ、この室内
に充満しながら排泥水管９により排泥水タンク
T₂内に導かれる泥水循環状態でシールド掘進作
業が開始される。このとき、第３図中の切換スイ
ツチSW₁は土圧演算器１８と切羽土圧比較演算器
２０との接続位置にあつて他方の切換スイツチ
SW₂は閉じている。 そして、前記シールド掘進作業開始と同時に、
地山貫入用ジヤツキ１１の貫入量検出器１３の出
力信号が貫入速度演算器１６に入り、この出力信
号と土質設定器１８に入力する。 よつて、この土圧演算器１８は、前記貫入量検
出器１３によるジヤツキ１１の貫入量検出値信号
を基に前記貫入速度演算器１６が演算したところ
のジヤツキ１１の貫入速度算出値信号と、土質設
定器１７に予め設定した切羽地山Ｓの土質信号と
から、切羽地山Ｓが安定する切羽安定土圧値を演
算してその算出値信号を切換スイツチSW₁を介し
て切羽土圧比較演算器２０に伝送する。 また、この演算器２０には、土圧演算器１８か
らの前記切羽安定土圧信号と共に、地山貫入用ジ
ヤツキ１１の貫入力検出器１２で検出されたとこ
ろの切羽地山Ｓの実際土圧信号をも入力させる
が、この実際土圧信号をダイレクトに入力させた
のでは前記切羽安定土圧と実際土圧とが等しくな
らない。 そのため、ジヤツキ貫入速度演算器１６はジヤ
ツキ１１の貫入速度算出値信号を速度比率演算器
３０にも伝送しており、かつその演算器３０に
は、推進量検出器１５で検出されたシールドジヤ
ツキ６の実際推進量に基づいて推進速度演算器３
１が演算したところのシールドジヤツキ１１の推
進速度算出値信号をも入力している。 そして、前記速度比率演算器３０は、地山貫入
用ジヤツキ１１の地山貫入時における初期速度を
メモリし、その貫入速度とシールドジヤツキ６の
実際の推進速度との比率を演算し、その結果を実
測土圧補正演算器２９とに伝送している。 もつて、実測土圧補正演算器２９は、地山貫入
用ジヤツキ１１の貫入速度とシールドジヤツキ６
の推進速度との比率に基づいて前記貫入力検出器
１２が検出したところの実際土圧を補正し、その
補正土圧信号を前述した切羽土圧比較演算器２０
に送つている。 従つて、その比較演算器２０は、土圧演算器１
８で算出されたところの切羽安定土圧と実測土圧
補正演算器２９で補正されたところの実測補正土
圧とを比較演算し、その結果の切羽前面最適土圧
信号を切羽圧力演算器２１に送る。 すなわち、切羽土圧比較演算器２０は土圧演算
器１５の出力たる切羽安定土圧値を正とし、実測
土圧補正演算器２９の出力である補正土圧値をフ
イードバツク信号として使用してこれらの各値を
比較し、比較した結果偏差があれば土圧演算器１
８からの信号に偏差分を補正して切羽前面最適土
圧を算出し、これを出力するのである。 これを具体的に式に書くと次のようになる。 切羽土圧比較演算器２０の出力 ＝土圧演算器１８＋（土圧演算器１８ −実測土圧補正演算器２９） ここで、（土圧演算器１８一実測土圧補正演算
器２９）の値は、地山の状態により±△ｑ変化す
ることになる。従つて、切羽土圧比較演算器２０
の出力は次の３つのケースがある。 土圧演算器１８の出力 土圧演算器１８の出力＋△ｑ 土圧演算器１８の出力−△ｑ ここに、切羽前面最適土圧とは上述の如く切羽
安定土圧値に上記偏差分を加味した値をいう。切
羽圧力演算器２１は、前記切羽前面最適土圧と、
予め地下水位設定器２２で設定された地下水圧
（切羽水圧）とから、切羽前面地山S₁を安定に保
つための適正な泥水圧力を演算設定する。その結
果の泥水圧力設定信号は、切羽圧力比較演算器２
３を介して比率演算増幅器２４，３２へ送られ、
これらの比率演算増幅器でポンプ駆動用モータ
M₁，M₂の回転数制御指令信号に変換、増幅され
て各モータM₁，M₂に入力する。 斯様にして各
モータM₁，M₂が前記回転数制御指令信号で稼動
して、送，排泥水ポンプP₁，P₂を駆動することに
より、これらのポンプ吐出圧はカツター室３内の
泥水圧力が切羽圧力演算器２１による泥水設定圧
力に等価となるよう制御される。この場合におけ
るカツター室３内の泥水圧力が実際に前記泥水設
定圧力と等価であるか否かは、カツター室３内の
泥水圧力を圧力検出器１４が検出して切羽圧力比
較演算器２３に信号を送り、この演算器２３が切
羽圧力演算器２１からの泥水圧力設定信号と、前
述のごとく圧力検出器１４で検出されたカツター
室３内の実際泥水圧計測信号とを比較演算するこ
とにより確認される。そして、カツター室３内の
実際泥水圧力と泥水設定圧力に偏差があれば、そ
の偏差分を修正すべく切羽圧力比較演算器２３か
ら比率演算増幅器２４，３２のそれぞれに偏差分
信号が送られることにより、各モータM₁，M₂の
回転数が前記偏差分だけ修正制御される。 以上のようなモータM₁，M₂の回転数自動制御
と同時に、切羽土圧比較演算器２０からの信号に
基づいてシールドジヤツキ制御系統の制御速度演
算器２５が切羽安定土圧を保持するに最適なシー
ルドジヤツキ６の推進制御速度を演算し、その結
果の信号をシールドジヤツキ推進駆動用可変油圧
ポンプP₃の制御信号として比較演算器２７、サー
ボ増幅器２８のそれぞれに通し前記ポンプP₃に送
つてこれを制御している。このとき、前記比較演
算器２７は、推進量検出器１５で検出されたシー
ルドジヤツキ６の実測推進量に基づいて推進速度
演算器３１が算出したところの実際推進速度と前
記制御速度演算器２５が演算したところの制御速
度とが等価であるか否かを比較演算する。その結
果、実際推進速度と制御速度とに偏差があれば、
制御速度演算器２５からの信号を補正することに
より、前記比較演算器２７がサーボ増幅器２８を
介して偏差速度修正信号を可変油圧ポンプP₃に送
り込んでこれを自動的に修正制御する。もつて、
シールドジヤツキ６は切羽地山Ｓの前面土圧を常
時安定状態に維持するよう推進速度が制御され
る。 以上のごとくシールド掘進時において、カツタ
ー室３内から切羽面に作用させる泥水圧が切羽圧
力演算器２１からの泥水圧設定指令信号と等価に
なるよう送，排泥水ポンプ駆動用可変モータ
M₁，M₂が制御されると同時に、前述のごとくシ
ールドジヤツキ６の推進速度が関連制御されるこ
とにより、切羽地山Ｓはその実際土圧と地下水圧
に対抗するカツター室３内の泥水圧で常時安定状
態に保持される。 また、この実施例では、シールド掘進時におい
て地山貫入用ジヤツキ１１の切羽地山Ｓに対する
貫入量すなわち貫入する距離を一定とし貫入力検
出器１２で検出する実際土圧を一定にするために
可変モータM₁，M₂および可変油圧ポンプP₃を制
御することもできる。 この場合、切換スイツチSW₁を手動土圧設定器
１９側に切換えればよく、これにより土圧演算器
１８からの信号はフイードバツク信号として切羽
土圧比較演算器２０には入力せず、この演算器２
０には、土質により切羽が安定する土圧として手
動土圧設定器１９に予め設定した切羽安定土圧信
号が入力する。従つて、前記切換スイツチSW₁と
連動関係にある他方の切換スイツチSW₂が開とな
つて速度比率演算器３０からの信号がカツトされ
た状態にある。もつて、前記手動土圧設定器１９
からの信号が可変モータM₁，M₂および可変油圧
ポンプP₃に送られることにより、これらが制御さ
れる。 以上はシールド掘進機の切羽安定制御方法であ
るが、シールド掘進停止時に切羽を安定させる場
合は、土圧検出手段１０を切羽地山Ｓに貫入させ
て送泥水ポンプP₁のみを稼動させ、そのポンプ吐
出だけを第３図の制御系で前述したシールド掘進
時の場合と同様に制御すればよい。 すなわち、シールド掘進停止時は土圧検出手段
１０を一度土圧地山Ｓに貫入させながら、土圧演
算器１８と実測土圧補正演算器２９との出力が等
価になるようにポンプP₁だけでもつて泥水圧をカ
ツター室３内に印加する。そして、等価になつた
ところで、ポンプP₁をとめ、この時の圧力を切羽
圧力演算器２１にセツトする。そうした状態にお
いて、切羽圧力演算器２１が常にセツト圧力にな
るようにポンプP₁を発・停させて制御するのであ
る。そうすれば、常に初期状態を保ち得るから切
羽が安定するのである。 もつて、カツター室３内の泥水圧が切羽前面の
地山土圧と地下水圧に対抗するよう制御されるの
で、シールド掘進停止時の切羽をも安定させ得
る。 なお、この場合に排泥水ポンプP₂が停止してい
ることにより排泥水管９には適当な仕切弁を設け
てカツター室３内の泥水が排泥水タンクT₂内に
漏出しないようにすること無論である。 なお、上記実施例における土圧検出手段１０は
必ずしもジヤツキ構成のものに限らず、切羽地山
Ｓに貫入させ得るものであれば如何なる構成のも
のでもよく、従つて取付け位置も任意に設定すれ
ばよい。また、手動土圧設定器１９には実測土圧
データをセツトすればよく、その実測土圧データ
の採取手段としては、例えば第４図に示すごと
く、土圧検出手段１０と略同一構成をなした別の
データ用ジヤツキ１０ａをシールドフレーム１の
径方向外側へ突出させて乱れていない地山に貫入
することにより、貫入力指示計１０ｂと貫入速度
計１０ｃに表われた値を読み取ればよく、その実
測値データを手動土圧設定１９にセツトして、以
下上記実施例で述べたように切羽を制御すればよ
い。 すなわち、貫入力指示計１０ｂと貫入速度計１
０ｃにあらわれたデータを、Ａ／Ｄコンバータを
介してデジタルレコーダに記録し、手動土圧設定
器１９のデータ領域すなわちメモリにそのデータ
を記録し、セツトする。データの転送はデータレ
コーダよりパルスにて手動土圧設定器１９の領域
に０，１のデジタルコードとして記録する。 〔発明の効果〕 以上要するにこの発明では、シールド掘進機自
体がそのカツター前面より突出させて切羽地山に
貫入する土圧検出手段で切羽地山の実際土圧を直
接検出できるため、従来のごとく土質サンプリン
グを行なう必要がなく、しかも検出した実際土圧
を前記土圧検出手段の貫入速度とシールドジヤツ
キ推進速度との比率で補正するため、その補正実
際土圧と、切羽地山を安定させるべく算出した土
圧とから切羽地山安定に最適な土圧を的確に演算
でき、その算出最適土圧の信頼性が前記土圧検出
手段とシールドジヤツキとの速度差によつて損な
われるような危惧が一切なくなる。 加えて、前述のごとく算出されたところの最適
土圧値をシールドジヤツキ推進速度制御信号に変
換し、その信号でシールドジヤツキの推進速度を
切羽地山の土圧に対応して制御するようにしたの
で、シールドジヤツキの推進によつて切羽安定地
山が乱れたり崩壊するようなことがなくなる。 また、斯様なシールドジヤツキの推進速度制御
と同時に、カツター室内の泥水圧が切羽地山の土
圧と水圧に常に対抗するよう送・排泥水流量を制
御するので、この発明方法によれば切羽地山を常
時確実に安定させることができる。 更に、万一、切羽地山の崩壊を生じた場合で
も、前記土圧検出手段で常に切羽土圧を検出して
いることにより切羽崩壊を直接知ることができ、
このため、その対策を速やかに講じることができ
て地盤沈下を最小限度に留めることができる。 また、この発明では、従来の乾砂量管理、偏差
流量管理等のように計器群を必要としないので設
備費が低減できると共に、切羽の挙動を直接測定
して制御できるので、送・排泥水ラインを単に土
砂（掘削ズリ）の流体輸送系ラインとして使用で
き、このため、従来のこの種の送排泥水ラインの
土砂制御が不要化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の泥水式シールド掘進機の概略断
面構成図、第２図はこの発明の好適一実施例に係
わる泥水式シールド掘進機の概略断面構成図、第
３図は同機の切羽安定制御系統図、第４図は土圧
実測データ採取手段である。 図中、２はカツター、３はカツター室、６はシ
ールドジヤツキ、１０は土圧検出手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツター室内に泥水を送り込んで切羽地山を
   安定させるシールド掘進機の切羽制御方法におい
   て、カツター前面より土圧検出手段を切羽地山に
   貫入させてその地山の実際土圧を検出し、この実
   際土圧を前記土圧検出手段の貫入速度とシールド
   ジヤツキ推進速度との比率で補正して補正土圧値
   を求め、そしてこの補正土圧値と、土圧検出手段
   の貫入速度および掘削中の土質に基づいて決定さ
   れる切羽安定土圧値あるいは予め測定された実測
   土圧データをセツトした手動土圧設定器からの切
   羽安定土圧値とを比較してこれらの偏差を求める
   と共にこの偏差を当該切羽安定土圧値に加えて切
   羽前面最適土圧値を求め、次いで、この切羽前面
   最適土圧値を、土質とジヤツキ貫入速度との関係
   により定まる推進用ジヤツキ速度が予めセツトさ
   れた制御速度演算器へ入力することによりシール
   ドジヤツキ推進速度信号を求め、そして、その信
   号で、シールドジヤツキの推進速度を切羽地山の
   土圧に対応させて制御すると共に、カツター室内
   の泥水圧が切羽地山の土圧と水圧に対抗するよう
   送・排泥水流量を制御することを特徴としたシー
   ルド掘進機の切羽制御方法。