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公開番号2025018766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122758
出願日2023-07-27
発明の名称トンネル掘削機システム
出願人戸田建設株式会社,株式会社ネットリンクス
代理人あいわ弁理士法人
主分類E21D 9/093 20060101AFI20250130BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】トンネル掘削機の掘削位置が計画線形からずれても簡単に、且つ、確実に修正することができる掘進予定線形決定システム及びジャッキ制御システムの少なくともいずれかの提供。
【解決手段】補正角に基づいて推進ジャッキ5のジャッキ合力点を算出する合力点算出部81と、ジャッキ合力点に基づいて推進ジャッキ5のバルブ50の開度を算出するバルブ開度算出部82とを備え、バルブ開度算出部は、最大バルブ開度と最小バルブ開度、中心点からジャッキ合力点までの距離である合力点距離に基づいて、推進ジャッキが配置された位置が中心点とジャッキ合力点とを結ぶ直線の角度であるジャッキ合力点角度から1度変化するときのバルブ開度変化量を算出し、推進ジャッキが配置された位置と中心点とを結ぶ直線の角度とジャッキ合力点角度との角度差を算出し、バルブ開度変化量と角度差に基づいて、推進ジャッキのバルブの開度を算出するジャッキ制御システム。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル掘削機が有する複数の推進ジャッキのバルブを制御するジャッキ制御システムであって、
補正角に基づいて前記推進ジャッキのジャッキ合力点を算出する合力点算出部と、
前記合力点算出部が算出した前記ジャッキ合力点に基づいて前記推進ジャッキのバルブの開度を算出するバルブ開度算出部と、を備え、
前記バルブ開度算出部は、
前記バルブに設定される最大バルブ開度と最小バルブ開度、中心点から前記ジャッキ合力点までの距離である合力点距離に基づいて、前記推進ジャッキが配置された位置が中心点と前記ジャッキ合力点とを結ぶ直線の角度であるジャッキ合力点角度から１度変化するときのバルブ開度の変化量であるバルブ開度変化量を算出し、
前記推進ジャッキが配置された位置と中心点とを結ぶ直線の角度と、前記ジャッキ合力点角度との差である角度差を算出し、
前記バルブ開度変化量と前記角度差に基づいて、推進ジャッキのバルブの開度を算出する
ことを特徴とするジャッキ制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
トンネル掘削機が有する複数の推進ジャッキのバルブを制御するジャッキ制御システムであって、
前記複数の推進ジャッキは、複数を組として４以上のブロックに区分けされ同一のブロック内の推進ジャッキは同じバルブであるブロックバルブで制御され、
補正角に基づいて前記推進ジャッキのジャッキ合力点を算出する合力点算出部と、
前記合力点算出部が算出した前記ジャッキ合力点に基づいて前記推進ジャッキが個々にバルブで制御されるとしたときに、前記推進ジャッキの個々のバルブの開度を算出する個別ジャッキバルブ開度算出部と、
前記ブロックごとのブロックバルブの開度を算出するブロックバルブ開度算出部と、を備え、
前記個別ジャッキバルブ開度算出部は、
前記バルブに設定される最大バルブ開度と最小バルブ開度、中心点から前記ジャッキ合力点までの距離である合力点距離に基づいて、前記推進ジャッキが配置された位置が中心点と前記ジャッキ合力点とを結ぶ直線の角度であるジャッキ合力点角度から１度変化するときのバルブ開度の変化量であるバルブ開度変化量を算出し、
前記推進ジャッキが配置された位置と中心点とを結ぶ直線の角度と、前記ジャッキ合力点角度との差である角度差を算出し、
前記バルブ開度変化量と前記角度差に基づいて、推進ジャッキのバルブの開度を算出し、
前記ブロックバルブ開度算出部は、
前記個別ジャッキバルブ開度算出部が算出した前記個々のバルブの開度をブロックごとに合計したブロック合計バルブ開度を算出し、
前記ブロック合計バルブ開度、ブロックの配置角度に基づいて個々のブロックのジャッキ合力点である個別ブロックジャッキ合力点を算出し、
前記個別ブロックジャッキ合力点に基づいてすべてのブロックのジャッキ合力点である総合ブロックジャッキ合力点を算出し、
前記ブロックバルブに設定される最大バルブ開度と最小バルブ開度、中心点から前記総合ブロックジャッキ合力点までの距離である総合ブロックジャッキ合力点距離に基づいて、前記ブロックが配置された位置が中心点と前記総合ブロックジャッキ合力点とを結ぶ直線の角度である総合ブロックジャッキ合力点角度から１度変化するときのブロックバルブ開度の変化量であるブロックバルブ開度変化量を算出し、
前記ブロックが配置された位置と中心点とを結ぶ直線の角度と、前記総合ブロックジャッキ合力点角度との差であるブロック角度差を算出し、
前記ブロックバルブ開度変化量と前記ブロック角度差に基づいて、推進ジャッキのブロックバルブの開度を算出する
ことを特徴とするジャッキ制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機が掘進する際の計画線形からのずれを修正する修正線形を決定し掘削するためのトンネル掘削機システム、すなわち掘進予定線形決定システム及びジャッキ制御システムの少なくともいずれかに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機等のトンネル掘削機により地盤を掘進すると、掘進位置が予定されている計画線形からずれてしまうことがある。
計画に従ってトンネルを掘削するには、トンネル掘削機による掘削位置のずれを修正して計画線形に戻しながら掘進を行う必要がある。
【０００３】
特許文献１には、シールド掘進機の位置を測量によって把握し、測量データと計画路線とを対比して偏位量を求め、現在のリングからｎ番目のリングにおいて、偏位量が零となるように路線修正を行う掘進管理システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平９－２９６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような路線修正を行う際には、修正を行おうとする者によって個人の技量や経験などの差によるバラつきが生じたトンネル線形となってしまう。また、土質などの条件によっては、計画路線に戻すための修正計画に対して近づかない場合や近づきすぎる場合があり、再び修正計画を行うことになるが、この際にも個人差によるバラつきが生じることになる。
【０００６】
また、修正計画を実施する際には、トンネル掘削機の推進ジャッキを制御して掘進を行うが、各推進ジャッキを制御する際に個人の技量や経験などの差によってその制御方法が異なりバラつきが生じる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、トンネル掘削機の掘削位置が計画線形からずれても個人差によるバラつきが生じず、簡単に、且つ、確実に修正することができるトンネル掘削機の掘進予定線形決定システム及びジャッキ制御システムの少なくともいずれかを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
手段１は、トンネル掘削機が掘進する際に用いられ、掘進位置の計画線形からのずれを修正する修正線形を決定する掘進予定線形決定システムであって、前記トンネル掘削機が掘進する前記計画線形を記憶する計画線形記憶部と、前記掘進位置の前記計画線形に対する偏差量を算出する偏差量算出部と、前記トンネル掘削機の前記掘進位置を前記計画線形に沿うように修正する修正線形が記憶された修正線形記憶部と、前記修正線形記憶部に記憶された前記修正線形は、前記偏差量と、前記掘進位置から前記偏差量を０とする前記計画線形上の目標位置までの掘進距離である修正掘進距離との関係を示すものであって、前記修正掘進距離に対する前記偏差量が単調増加する曲線であり、前記修正線形は、前記目標位置を除いて同じ偏差量に対する前記修正掘進距離が大きくなる順に複数設定されており、前記偏差量に基づいて複数の前記修正線形のうちのいずれかを選択する修正線形選択部とを備えることを特徴とするトンネル掘削機の掘進予定線形決定システムである。
【０００９】
手段２は、前記修正線形は、前記目標位置に近づくほど、前記偏差量に対する前記修正掘進距離の比が大きくなる曲線であることを特徴とする手段１に記載のトンネル掘削機の掘進予定線形決定システムである。
【００１０】
手段３は、前記偏差量算出部が算出した前記偏差量が閾値を超えた場合、該偏差量が前回選択した修正線形に沿って掘進した時の目標偏差量より大きければ、前記修正線形選択部は、前回選択した修正線形より、同じ偏差量に対する前記修正掘進距離が小さい修正線形を選択し、該偏差量が前回選択した修正線形に沿って掘進した時の目標偏差量と同じであれば、前記修正線形選択部は、前回選択した修正線形を選択し、該偏差量が前回選択した修正線形に沿って掘進した時の目標偏差量より小さければ、前記修正線形選択部は、前回選択した修正線形より、同じ偏差量に対する前記修正掘進距離が大きい修正線形を選択することを特徴とする手段１又は手段２に記載のトンネル掘削機の掘進予定線形決定システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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