特許 5728879 構造物の構築方法、埋め戻し土の安息角算出システム、埋め戻し土の安息角算出方法、型枠システム、及び構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5728879

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月3日

(54)【発明の名称】構造物の構築方法、埋め戻し土の安息角算出システム、埋め戻し土の安息角算出方法、型枠システム、及び構造物

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/00 20060101AFI20150514BHJP

   E21D 9/12 20060101ALI20150514BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/00 Z

   E21D9/12 Z

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2010-230797(P2010-230797)

(22)【出願日】2010年10月13日

(65)【公開番号】特開2012-82635(P2012-82635A)

(43)【公開日】2012年4月26日

【審査請求日】2013年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】木村 勉

(72)【発明者】

【氏名】上田 潤

【審査官】 ▲高▼橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２０９７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３０６３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１７９８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６９９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／００ − １３／０４

Ｅ０２Ｄ １７／１８

Ｅ０２Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成し、前記形成した端部に、経時性硬化材を含む新たな埋め戻し土を連続するように埋め戻して、経時性硬化材により硬化した埋め戻し土からなる構造物を構築する方法であって、
前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、
前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、
前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、
を繰り返すことを特徴とする構造物の構築方法。

【請求項2】

前記型枠の傾斜角は、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下であることを特徴とする請求項１に記載の構造物の構築方法。

【請求項3】

経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成する端部形成方法において、前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、を備え、前記型枠の傾斜角を、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下とする埋め戻し土の端部形成方法における前記安息角を算出する安息角算出システムであって、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に、前記埋め戻し土の養生日数を変数として前記埋め戻し土の安息角を表す関数を記憶した記憶部と、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの値をそれぞれ入力部で受け付け、ここで受け付けた値の組み合わせに合致するパターンを前記記憶部にて特定し、特定したパターンに対応する関数を前記記憶部より読み出す処理部と、
前記埋め戻し土の養生日数の値を入力部で受け付け、ここで受け付けた値を前記読み出した関数に適用して前記埋め戻し土の安息角を算定し、当該安息角を出力部に表示する処理と、を実行する演算部と、
を備えることを特徴とする埋め戻し土の安息角を算出する安息角算出システム。

【請求項4】

前記演算部は、
前記埋め戻し土の重量、前記埋め戻し土の高さ及び養生日数における前記埋め戻し土の強度を変数とした前記埋め戻し土の安定計算を、前記埋め戻し土の重量、前記埋め戻し土の高さ及び前記養生日数における前記埋め戻し土の強度の各値を組み合わせたパターン毎に実行することで前記埋め戻し土の安息角を算出し、
前記養生日数を独立変数、前記安息角を従属変数とした回帰分析を、前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に実行することで前記養生日数を変数とした前記安息角を解とする回帰式を生成し、
当該回帰式を、前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターンに対応付けて記憶部に格納する処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の埋め戻し土の安息角を算出する安息角算出システム。

【請求項5】

経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成する端部形成方法において、前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、を備え、前記型枠の傾斜角を、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下とする埋め戻し土の端部形成方法における前記安息角を算出する安息角算出方法であって、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に、前記埋め戻し土の養生日数を変数として前記埋め戻し土の安息角を表す関数を記憶した記憶部と、演算部と、を備える情報処理システムが、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの値をそれぞれ入力部で受け付け、ここで受け付けた値の組み合わせに合致するパターンを前記記憶部にて特定し、特定したパターンに対応する関数を前記記憶部より読み出す処理と、
前記埋め戻し土の養生日数の値を入力部で受け付け、ここで受け付けた値を前記読み出した関数に適用して前記埋め戻し土の安息角を算定し、当該安息角を出力部に表示する処理と、を実行することを特徴とする埋め戻し土の安息角算出方法。

【請求項6】

型枠の傾斜角度を変更可能な型枠支持装置と、請求項６に記載の埋め戻し土の安息角算出方法にて算出された安息角を受信して、前記型枠支持装置を、前記型枠の傾斜角度が前記受信した安息角以下となるように制御する制御部とを備える型枠システム。

【請求項7】

請求項１に記載の構造物の構築方法にて構築されたことを特徴とする構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物の構築方法、埋め戻し土の安息角算出システム、埋め戻し土の安息角算出方法、型枠システム、及び構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときには、埋め戻し土が硬化するまでその端部を型枠で支持している。
例えば、特許文献１には、シールド機でトンネルを掘削しながらトンネル内のインバート部に経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すとき、埋め戻し土の崩壊を防止するための型枠を略鉛直に設置する方法が開示されている。この方法では、まず、型枠を設置し、次に、埋め戻し土を所定の位置に埋め戻して、その後、所定の強度に達するまで数日間放置し、埋め戻し土が所定の硬度に達したら型枠を撤去する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１９０１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、型枠を撤去するまで数日の養生期間が必要であり、埋め戻し作業を毎日又は短期間で行うことができなかった。したがって、シールド機の後方とインバート部との間で作業を行う際に、型枠が邪魔で作業の効率が低下するという問題点があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、所望の養生期間の経過後に型枠を撤去しても埋め戻し土は安定を保つことが可能とすることを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成し、前記形成した端部に、経時性硬化材を含む新たな埋め戻し土を連続するように埋め戻して、経時性硬化材により硬化した埋め戻し土からなる構造物を構築する方法であって、
前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、
前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、
前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、
を繰り返すことを特徴とする。

【0007】

また、本発明において、前記型枠の傾斜角は、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下であることとしてもよい。

【0009】

また、本発明は、経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成する端部形成方法において、前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、を備え、前記型枠の傾斜角を、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下とする埋め戻し土の端部形成方法における前記安息角を算出する安息角算出システムであって、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に、前記埋め戻し土の養生日数を変数として前記埋め戻し土の安息角を表す関数を記憶した記憶部と、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの値をそれぞれ入力部で受け付け、ここで受け付けた値の組み合わせに合致するパターンを前記記憶部にて特定し、特定したパターンに対応する関数を前記記憶部より読み出す処理部と、
前記埋め戻し土の養生日数の値を入力部で受け付け、ここで受け付けた値を前記読み出した関数に適用して前記埋め戻し土の安息角を算定し、当該安息角を出力部に表示する処理と、を実行する演算部と、
を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明において、前記演算部は、
前記埋め戻し土の重量、前記埋め戻し土の高さ及び養生日数における前記埋め戻し土の強度を変数とした前記埋め戻し土の安定計算を、前記埋め戻し土の重量、前記埋め戻し土の高さ及び前記養生日数における前記埋め戻し土の強度の各値を組み合わせたパターン毎に実行することで前記埋め戻し土の安息角を算出し、
前記養生日数を独立変数、前記安息角を従属変数とした回帰分析を、前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に実行することで前記養生日数を変数とした前記安息角を解とする回帰式を生成し、
当該回帰式を、前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターンに対応付けて記憶部に格納する処理を実行することとしてもよい。

【0011】

本発明は、経時性硬化材を含む埋め戻し土を埋め戻すときに型枠で支持して前記経時性硬化材で硬化した埋め戻し土の端部を形成する端部形成方法において、前記型枠の上部を前記埋め戻し土側に傾けた状態で前記型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠内に前記埋め戻し土を埋め戻す敷設工程と、前記敷設工程にて埋め戻された前記埋め戻し土が所定の養生日数を経過した後、前記型枠を撤去する撤去工程と、を備え、前記型枠の傾斜角を、前記所定の養生日数を経過した後に前記型枠を撤去しても前記埋め戻し土の端部の斜面が安定を保つ、前記所定の養生日数を経過した時点での前記埋め戻し土の安息角以下とする埋め戻し土の端部形成方法における前記安息角を算出する安息角算出方法であって、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの各値を組み合わせたパターン毎に、前記埋め戻し土の養生日数を変数として前記埋め戻し土の安息角を表す関数を記憶した記憶部と、演算部と、を備える情報処理システムが、
前記埋め戻し土の重量及び前記埋め戻し土の高さの値をそれぞれ入力部で受け付け、ここで受け付けた値の組み合わせに合致するパターンを前記記憶部にて特定し、特定したパターンに対応する関数を前記記憶部より読み出す処理と、
前記埋め戻し土の養生日数の値を入力部で受け付け、ここで受け付けた値を前記読み出した関数に適用して前記埋め戻し土の安息角を算定し、当該安息角を出力部に表示する処理と、を実行することを特徴とする。

【0012】

本発明は、型枠システムであって、型枠の傾斜角度を変更可能な型枠支持装置と、上述した埋め戻し土の安息角算出方法にて算出された安息角を受信して、前記型枠支持装置を、前記型枠の傾斜角度が前記受信した安息角以下となるように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

【0013】

本発明の構造物は、上述した構造物の構築方法にて構築されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、所望の養生期間に応じた埋め戻し土の安息角を算出することができる。また、その安息角以下で埋め戻し土を埋め戻すことによって、この養生期間経過後に型枠を撤去しても埋め戻し土は安定を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態におけるトンネルの断面図である。

【図2】本実施形態における型枠の側面図である。

【図3】本実施形態における型枠の平面図である。

【図4】図３のＡ矢視図である。

【図5】本実施形態における型枠を傾斜させた状態を示す図である。

【図6】本実施形態における安息角算出システムのハードウェア構成例を示す図である。

【図7】本実施形態におけるパターンテーブルの例を示す図である。

【図8】本実施形態におけるパターンテーブルの構成要素例を示す図である。

【図9】本実施形態におけるパターンのツリー構造例を示す図である。

【図10】本実施形態における回帰式テーブルの例を示す図である。

【図11】本実施形態における安息角算出方法の処理フロー例を示す図である。

【図12】本実施形態における入力事項の要素例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態では、シールド機１で掘削されたトンネル２内のインバート部３に経時性硬化材を含む埋め戻し土４を埋め戻す場合について説明する。

【0017】

図１は、本実施形態におけるトンネル２の断面図である。
本図に示すように、シールド機１で掘削されたトンネル２内のインバート部３に経時性硬化材を含む埋め戻し土４を埋め戻して、資機材を運搬可能な走行路を構築する。

【0018】

埋め戻し土４は、シールド機１から後方へ所定の距離だけ離れた位置に埋め戻される。このとき、埋め戻し土４のシールド機側端面は、型枠１２で所定の安息角に形成される。
本実施形態では、埋め戻し土４として、地山Ｅの掘削により生じた掘削土を流動化処理したものにセメント、水等を添加して形成した泥水状態の流動化処理土を用いた。なお、使用する土砂は掘削土に限定されるものではなく、一般的な土砂を用いてもよい。

【0019】

図２及び図３は、それぞれ本実施形態における型枠支持装置１０の側面図及び平面図である。また、図４は、図３のＡ矢視図である。
これらの図に示すように、型枠支持装置１０は、台車１１と、覆工体５に沿った円弧状の型枠１２と、型枠１２を傾斜させるための傾斜装置１３と、を備える。

【0020】

台車１１は、タイヤ１４を備えており、トンネル２内を移動可能である。このタイヤ１４には、ストッパが設けられており、このストッパでタイヤ１４の回転をロックすることにより、台車１１を所定の位置に固定できる。

【0021】

また、台車１１の下端部と型枠１２の下端部とはピン結合にて連結されており、このピン結合部１５を中心に型枠１２が回動可能である。

【0022】

型枠１２の弧面には、エア入りのチューブ１６が取り付けられており、このチューブ１６が覆工体５に密着することで、型枠１２と覆工体５との間に隙間が生じて埋め戻し土４がシールド機側に流出することを防止できる。

【0023】

傾斜装置１３は、油圧により作動するシリンダ１７と、油圧ポンプ１８と、油タンク１９と、型枠１２の傾斜角を測定するための傾斜計２０と、を備え、台車１１に設置されている。
シリンダ１７は、その一端が台車１１の上部に接続され、他端が型枠１２の上部にリンク２１、２２を介して接続されており、シリンダ１７が最も縮んだ状態のとき、型枠１２は鉛直になるように構成されている。一方、シリンダ１７を伸張させると型枠１２は、図５に示すように、上記ピン結合部１５を中心に上側が坑口側に向かって傾斜する。型枠１２の傾斜角は傾斜計２０にて測定されており、埋め戻し土４が安定を保つ斜面の角度、すなわち、安息角になったら型枠１２の傾斜は停止する。なお、シリンダ１７の伸縮は、後述する安息角算出システム１００の制御部１０７にて制御される。

【0024】

続いて、埋め戻し土４の端部形成方法について、施工手順に従って説明する。

【0025】

まず、型枠１２を設置する型枠設置工程を実施する。
チューブ１６が縮んだ状態、すなわちチューブ１６内に空気が入っていない状態で型枠支持装置１０を移動させることによって型枠１２を所定の位置に設置する。このとき、型枠１２は、既設の埋め戻し土４からシールド機側に所定の間隔をおいて設置される（図１参照）。
その後、型枠支持装置１０が動かないように台車１１のタイヤ１４にストッパをかける。

【0026】

型枠１２を設置したら、傾斜装置１３のシリンダ１７を伸縮させて型枠１２を所定の安息角まで傾斜させる。この安息角の算出方法については後述する。
型枠１２の傾斜角が安息角であることを傾斜計２０で確認したら、チューブ１６内に空気を供給してチューブ１６を覆工体５に密着させる。

【0027】

次に、型枠１２と既設の埋め戻し土４との間に、新たな埋め戻し土４を埋め戻す敷設工程を実施する。

【0028】

次に、新たに敷設した埋め戻し土４が所定の養生日数を経過した後、型枠１２を撤去する撤去工程を実施する。
型枠１２を撤去する際は、チューブ１６内の空気を抜いて型枠１２と覆工体５との間に隙間を形成する。そして、タイヤ１４のストッパを解除し、型枠支持台車１０をシールド機側へ移動させる。

【0029】

上述した型枠設置工程から撤去工程までの一連の作業を繰り返すことによって、トンネル２内のインバート部３に埋め戻し土４を連続的に埋め戻して、走行路を構築する。

【0030】

−−−安息角算出システム１００構成例−−−
続いて、安息角を算出する安息角算出システム１００について、その構成を詳述する。

【0031】

図６は、本実施形態における安息角算出システム１００のハードウェア構成例を示す図である。
本図に示すように、本実施形態の安息角算出システム（以下、システムという）１００は、ハードディスクドライブなど不揮発性の記憶部１０１、ＲＡＭなどの不揮発性の記憶部であるメモリ１０３、記憶部１０１に保持しているプログラム１０２をメモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵなどの演算部１０４、キーボードやマウスといった入力部１０５、ディスプレイやスピーカー、プリンタ等の出力部１０６及びシリンダ１７の伸縮を制御する制御部１０７、を備えている。

【0032】

さらに、出力データをシールド機１の操作室内や地上の監視室内のモニターで表示できるように、システム１００は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデム、携帯電話モジュールなど、他装置と通信する通信部１０８を備えている。

【0033】

このシステム１００による安息角の算出処理は、記憶部１０１のプログラム１０２を演算部１０４が実行することで実現される。

【0034】

記憶部１０１には、パターンテーブル１２５と、回帰式テーブル１２６と、が格納されている。
後述する図７に例示するように、パターンテーブル１２５には、埋め戻し土４の重量及び高さの各値を組み合わせたパターンＩＤが格納されている。
また、後述する図１０に例示するように、回帰式テーブル１２６には、埋め戻し土４の養生日数を変数として埋め戻し土４の安息角を表す関数（本実施形態の例では回帰式）が、上記パターンＩＤ毎に格納されている。
パターンテーブル１２５及び回帰式テーブル１２６の例については後述する。

【0035】

次に、プログラム１０２を利用して演算部１０４が実現する処理について説明する。
演算部１０４は、敷設予定の埋め戻し土４の重量及び高さの値をそれぞれ入力部１０５でユーザから受け付け、ここで受け付けた各値の組み合わせに合致する複数のパターンＩＤを記憶部１０１のパターンテーブル１２５にて特定し、特定したパターンＩＤに対応する関数を記憶部１０１の回帰式テーブル１２６より読み出す。

【0036】

また、演算部１０４は、敷設予定の埋め戻し土４の養生日数の値を入力部１０５でユーザから受け付け、ここで受け付けた埋め戻し土４の養生日数の値を上記読み出した関数に適用して安息角を算定し、この安息角を出力部１０６に表示する処理を実行するとともに、制御部１０７に送信する。

【0037】

制御部１０７は、演算部１０４から受信した安息角となるようにシリンダ１７の伸縮量を調整する。これにより、型枠１２を算出された安息角に傾斜させることができる。

【0038】

−−−パターンテーブル１２５、回帰式テーブル１２６の構造例−−−
図７は、本実施形態におけるパターンテーブル１２５の例を示す図である。
本図に示すように、パターンテーブル１２５は、埋め戻し土４の重量及び高さの各値を組み合わせたパターンを網羅したテーブルとなる。

【0039】

このテーブルは、埋め戻し土４の重量及び高さといった条件について、各条件のとりうる値が対応付けされた構成となっている。

【0040】

パターンテーブル１２５を構成する埋め戻し土４の重量及び高さの各値は、トンネル２掘削作業等を行う前に予めユーザによって入力される。
ユーザがこれらの値を入力する際においては、図８に示すように、ユーザに問いかける順序すなわち質問順序が設定されているとすれば好適である。本図の例では、質問順に、「埋め戻し土の重量」、「埋め戻し土の高さ」となっている。
したがって、パターンテーブル１２５に登録されている各パターンも、図９に示すように、各条件を分岐点としたツリー構造で互いに結ばれたものとなる。このような構造となっていれば、システム１００は、上記ツリー構造の上位階層から順に、すなわちパターンテーブル１２５の質問順序に沿って、各条件の値を入力部１０５で順次受け付けていき、受け付けた条件とその値によりツリー構造を分岐した箇所から下位階層のパターンＩＤを、関数の検索範囲として順次絞り込んでいくことができる。
なお、本実施形態では、パターンテーブル１２５を構成する要素を埋め戻し土４の重量及び高さとしたが、これらに限定されるものではなく、経時硬化材の混合量を追加してもよい。

【0041】

図１０は、本実施形態における回帰式テーブル１２６の例を示す図である。
本図に示すように、回帰式テーブル１２６は、パターンテーブル１２５で規定した各パターンＩＤ毎に、埋め戻し土４の養生日数を変数として当該埋め戻し土４の安息角を表す関数が記憶部１０１に格納されている。

【0042】

安息角を表す関数、すなわち回帰式は、例えば、パターンＩＤ００００１の場合、安息角Ｒ＝ａ＋ｂ×Ｄ、となる。ここで、ａ、ｂは係数であり、Ｄは養生日数である。
こうした回帰式は例えばシステム１００が予め上記パターンＩＤの全てについて求めておき、記憶部１０１の回帰式テーブル１２６に格納している。回帰式の求め方については後述する。

【0043】

−−−安息角算出の処理フロー−−−
次に、本実施形態の埋め戻し土４の安息角算出方法の処理フローについて説明する。

【0044】

図１１は、本実施形態における安息角算出方法の処理フロー例を示す図である。
本図に示すように、まず、システム１００の演算部１０４は、回帰式テーブル１２６の生成処理を実行する（ステップｓ１００）。

【0045】

このステップｓ１００ではシステム１００の演算部１０４が、パターンテーブル１２５で規定した各パターンＩＤ毎に、所定の養生日数における埋め戻し土４の強度（内部摩擦角及び粘着力）を用いて安定計算を実施して安息角を算出する。この所定の養生日数における埋め戻し土の強度（内部摩擦角及び粘着力）の各値は入力部１０５でユーザから受け付ける。なお、所定の養生日数における埋め戻し土の強度（内部摩擦角及び粘着力）の各値は、埋め戻し土４の供試体を使って予め所定の養生日数（例えば、１日、７日、２８日など）の内部摩擦角及び粘着力を測定したものを用いる。

【0046】

安定計算は、例えば、一般によく用いられる、無限長の二次元問題としてすべり面を円弧と仮定した、円弧すべり解析法により実行する。この安定計算はシステム１００の記憶部１０１に備わる、既存の安定計算プログラムで実行できる。この場合、システム１００は、記憶部１０１に安定計算プログラムを備えており、この安定計算プログラムを記憶部１０１から読み出し、各パターンＩＤが示す条件の値（本実施形態では、埋め戻し土４の重量及び高さ）及び所定の養生日数における埋め戻し土４の強度（内部摩擦角及び粘着力）を入力値として安定計算プログラムに与え、解析結果として所定の養生日数における埋め戻し土４の安息角の値を得ることになる。したがって、各パターンＩＤと所定の養生日数とを組み合わせた数だけ安息角が算出されることとなる。

【0047】

続いて、システム１００の演算部１０４が、各パターンＩＤ毎に対応する所定の養生日数を独立変数とし、上記解析で得られた安息角を従属変数とした回帰分析を実行することで、養生日数を変数とした安息角の式である回帰式を生成し、当該回帰式を該当パターンＩＤに対応付けて記憶部１０１の回帰式テーブル１２６に格納する処理を実行する。この場合、当然ながらシステム１００は、記憶部１０１にて回帰分析のプログラムを備えており、必要に応じて読み出して実行できるものとする。所定の養生日数の埋め戻し土４の強度は変わらずとも、埋め戻し土４の重量、高さの少なくとも何れか一方が異なればその安息角は変わってくる。したがって、各パターンＩＤ毎に回帰式が存在することとなる。
なお、安息角と埋め戻し土４の性状との関係は関数で表現されていれば、回帰分析で得られる回帰式に拘らない。

【0048】

なお、本実施形態では、システム１００の演算部１０４がステップｓ１００で回帰式テーブル１２６を作成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、設計作業等によって回帰式テーブル１２６が既に作成されている場合には、その回帰式テーブル１２６を記憶部１０１に移行してもよい。かかる場合には、演算部１０４の負担を低減することができる。

【0049】

次に、システム１００の演算部１０４が、図１２に示すように、敷設予定の埋め戻し土４に関する「埋め戻し土の重量」、「埋め戻し土の高さ」の各値を入力部１０５でユーザから受け付ける（ステップｓ１０１）。

【0050】

次に、システム１００の演算部１０４は、ここで受け付けた「埋め戻し土の重量」、「埋め戻し土の高さ」の各値の組み合わせに合致するパターンＩＤを記憶部１０１のパターンテーブル１２５にて特定する（ステップｓ１０２）。

【0051】

次に、システム１００の演算部１０４は、ステップｓ１０２で特定したパターンＩＤに対応する回帰式を、記憶部１０１の回帰式テーブル１２６より読み出す（ステップｓ１０３）。

【0052】

続いて、システム１００の演算部１０４は、敷設予定の「埋め戻し土の養生日数」の値を入力部１０５でユーザから受け付ける（ステップｓ１０４）。ここで受け付けられる埋め戻し土の養生日数の値は任意の正数で、現場の状況に応じて適宜決定されるものであり、上記安定計算時に用いた所定の養生日数の値（例えば、１日、７日、２８日など）に限定されるものではない。

【0053】

ステップｓ１０４で受け付けた養生日数の値は、回帰式の変数となる条件に関する値であり、回帰式たる安息角の式、例えば、パターンＩＤ００００１のＲ＝ａ＋ｂ×Ｄ（図１０参照）、における変数（Ｄ）の値となる。

【0054】

また、システム１００の演算部１０４は、ここで受け付けた養生日数Ｄの値を、この安息角の式に代入し安息角を算定する（ステップｓ１０５）。これにより、所望の養生日数に応じた安息角を算定することができる。

【0055】

ここで算定した安息角の値は、システム１００の演算部１０４がディスプレイ装置などの出力部１０６に表示させる（ステップｓ１０６）。

【0056】

また、システム１００の演算部１０４が、安息角の値を制御部１０７に送信する（ステップｓ１０７）。

【0057】

ここで、送信された安息角の値を受信したシステム１００の制御部１０７は、傾斜計２０にて測定される型枠１２の傾斜角が安息角になるようにシリンダ１７を伸縮させる（ステップｓ１０８）。

【0058】

以上、本実施形態によれば、所望の養生期間に応じた埋め戻し土４の安息角を算出することによって、この養生期間経過後に型枠１２を撤去しても埋め戻し土４は安定を保つことができる。

【0059】

すなわち、適切な安息角で埋め戻し土を敷設することにより、１日の養生期間であっても埋め戻し土４が崩壊することがない。養生期間を１日とすると、埋め戻し土４を毎日敷設することが可能になる。これにより、資機材等を運搬するための走行路が、常にシールド機１近辺まで構築されるので、効率よくトンネル２内での作業を実施することができる。

【0060】

また、埋め戻し土４の重量及び高さにより分類された各パターンＩＤ毎に養生日数を独立変数とした回帰式を用いて安息角を算出するので、多くの独立変数を利用する重回帰式よりも安息角の精度を高めることができる。

【0061】

また、型枠１２は移動可能なので、埋め戻し土４からなるインバート部３をトンネル２の掘進方向へ連続的に構築することができる。

【0062】

なお、本実施形態においては、型枠１２を傾斜させる方法として、油圧にてシリンダ１７を伸縮させる機構を用いたが、これに限定されるものではなく、他の機構を用いてもよい。

【0063】

なお、本実施形態においては、トンネル２内のインバート部３に埋め戻し土４を埋め戻す場合について説明したが、この場所に限定されるものではなく、埋め戻し土４を埋め戻す場合であれば本発明が適用可能である。

【0064】

なお、本実施形態においては、型枠１２の傾斜角を安息角とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、型枠１２の傾斜角は安息角以下であればよい。

【符号の説明】

【0065】

１ シールド機
２ トンネル
３ インバート部
４ 埋め戻し土
５ 覆工体
１０ 型枠支持装置
１１ 台車
１２ 型枠
１３ 傾斜装置
１４ タイヤ
１５ ピン結合部
１６ チューブ
１７ シリンダ
１８ 油圧ポンプ
１９ 油タンク
２０ 傾斜計
２１ リンク
２２ リンク
１００ 安息角算出システム
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算部
１０５ 入力部
１０６ 出力部
１０７ 制御部
１０８ 通信部
１２５ パターンテーブル
１２６ 回帰式テーブル
Ｅ 地山

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図1】