特許 6474313 覆工エレメントの地山への貫入管理方法及び管理装置

(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】6474313

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】覆工エレメントの地山への貫入管理方法及び管理装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20190218BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 311B

   E21D11/04 Z

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-101974(P2015-101974)

(22)【出願日】2015年5月19日

(65)【公開番号】特開2016-216984(P2016-216984A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2018年5月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】592145268

【氏名又は名称】ＪＲ東日本コンサルタンツ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000216025

【氏名又は名称】鉄建建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】399101337

【氏名又は名称】株式会社ジェイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100104363

【弁理士】

【氏名又は名称】端山 博孝

(72)【発明者】

【氏名】森山 智明

(72)【発明者】

【氏名】清水 満

(72)【発明者】

【氏名】桑原 清

(72)【発明者】

【氏名】石橋 忠良

(72)【発明者】

【氏名】八代 浩二

(72)【発明者】

【氏名】長尾 達児

(72)【発明者】

【氏名】栗栖 基彰

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 隆

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 雅春

(72)【発明者】

【氏名】千葉 敬介

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１３７８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１２５０９６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に掘削のための刃口が連結された覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて前記発進側と前記到達側との間を複数に分割した貫入区間ごとに地山に貫入する方法において、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入前に、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離に対する貫入力の予測関係式を設定する工程と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離を計測するとともに、その貫入距離位置での実貫入力を多数位置において算出する工程と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、計測した前記貫入距離を前記予測関係式に代入して予測貫入力を算出する工程と、
前記実貫入力と前記予測貫入力とを比較する工程とを備え、
前記実貫入力の前記予測貫入力からの乖離に応じて、前記覆工エレメントの貫入速度を変化させることを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入管理方法。

【請求項2】

前記刃口には掘削機が装備され、前記貫入速度の変化に同調させるように、前記掘削機による地山の掘削速度を変化させることを特徴とする請求項１記載の覆工エレメントの地山への貫入管理方法。

【請求項3】

前記覆工エレメントの貫入距離が各貫入区間の終点に到達した後、多数位置で計測した前記貫入距離及びそれらの貫入距離位置での前記実貫入力から両者の実関係式を算出する工程と、
１つの貫入区間のために設定した前記予測関係式と当該貫入区間での前記覆工エレメントの貫入の結果得られた前記実関係式とを比較する工程とを備え、
前記実関係式の前記予測関係式からの乖離が所定範囲内にあるとき、次の貫入区間の予測関係式として当該貫入区間の予測関係式を適用し、前記乖離が所定範囲内にないとき、次の貫入区間の予測関係式として前記実関係式を適用することを特徴とする請求項１又は２記載の覆工エレメントの地山への貫入管理方法。

【請求項4】

前記到達側に設置されたけん引ジャッキにより前記覆工エレメントに前記貫入力を付与することを特徴とする請求項１，２又は３記載の覆工エレメントの地山への貫入管理方法。

【請求項5】

先端に掘削のための刃口が接続された覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて前記発進側と前記到達側との間を複数に分割した貫入区間ごとに地山に貫入するための貫入管理装置であって、
前記覆工エレメントに地山への貫入力を付与する油圧ジャッキと、
前記油圧ジャッキに作動油を送給するとともに、油圧データを出力する油圧ユニットと、
前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離を計測して、貫入距離データを出力する貫入距離計測部材と、
演算制御装置とを備え、
前記演算制御装置は、各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入前に、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離に対する貫入力の予測関係式を設定する予測関係式設定部と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記貫入距離データを前記予測関係式に代入して予測貫入力を算出する予測貫入力算出部と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記油圧データから実貫入力を算出する実貫入力算出部と、
前記予測貫入力と前記実貫入力とを比較する貫入力比較部とを備え、
前記実貫入力の前記予測貫入力からの乖離に応じて前記覆工エレメントの貫入速度を変化させるように、前記油圧ユニットに貫入速度調整指令を出力することを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入管理装置。

【請求項6】

前記刃口には前記油圧ユニットから送給される作動油によって作動する掘削機が装備され、
前記演算制御装置は、前記貫入速度に同調させるように、前記油圧ユニットに掘削速度調整指令を出力することを特徴とする請求項５記載の覆工エレメントの地山への貫入管理装置。

【請求項7】

前記演算制御装置は、前記覆工エレメントの貫入距離が各貫入区間の終点に到達した後、前記貫入距離データ及び前記実貫入力データのデータ群から両者の実関係式を算出する実関係式算出部と、
１つの貫入区間のために設定した前記予測関係式と当該貫入区間での前記覆工エレメントの貫入の結果得られた前記実関係式とを比較する関係式比較部とを備え、
前記予測関係式設定部は、前記実関係式の前記予測関係式からの乖離が所定範囲内にあるとき、次の貫入区間の予測関係式として当該貫入区間の予測関係式を適用し、前記乖離が所定範囲内にないとき、次の貫入区間の予測関係式として前記実関係式を適用することを特徴とする請求項５又は６記載の覆工エレメントの地山への貫入管理装置。

【請求項8】

前記油圧ジャッキは、前記到達側に設置されたけん引ジャッキであることを特徴とする請求項５，６又は７記載の覆工エレメントの地山への貫入管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、覆工エレメントの地山への貫入管理方法及び管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道線路や道路など車両走行路の下方の地盤に立体交差する地下構造物を構築するアンダーパス工法の１つとして、長尺の多数の鋼製覆工エレメントを地山に貫入して覆工を行うＨＥＰ＆ＪＥＳ(High Speed Element Pull & Jointed Element Structure) 工法が知られている。

【0003】

この工法は、例えば車両走行路下の地盤に構造物の断面を区画するように、長手方向に沿って特殊継手が設けられた長尺の鋼製覆工エレメントを継手どうしを嵌合させながら、けん引により並列させて地山に順次挿入し、覆工エレメント内部にコンクリートを打設して箱形ラーメン形式又は円形等の覆工壁を構築した後、その内方の地山を掘削して覆工壁を構造物躯体とする工法である（例えば、特許文献１，２参照）。

【0004】

覆工エレメントは先端に掘削のための刃口が連結され、機械掘削方式の場合は刃口に装備された掘削機により、刃口前方の地山を掘削しながら覆工エレメントが地山に貫入される。また人力掘削方式の場合には刃口での人力による掘削と覆工エレメント貫入とを交互に繰り返して、覆工エレメントが地山に貫入される。

【0005】

覆工エレメントのけん引力は、けん引時の刃口前方の地山からの抵抗、刃口及び覆工エレメントの周面に生じる地山からの摩擦抵抗、既設覆工エレメントの継手と嵌合している継手どうしの摩擦抵抗（嵌合抵抗）の総和としての抵抗力である。したがって、けん引力は刃口前方の抵抗を初期値として、その後はけん引施工が進行するにつれて覆工エレメントの地山への貫入長さが長くなることから、貫入距離（けん引距離）と比例関係にあることが知られている。

【0006】

一方、覆工エレメントのけん引施工において、覆工エレメントの貫入方向前方に支障物等が存在することがあり、これが刃口や覆工エレメントに干渉した場合には、支障物を地山に押し込むこととなるため、けん引力が急激に上昇する。

【0007】

以上のような背景のもと、覆工エレメントのけん引施工に際しては、従来、けん引ジャッキの油圧からけん引力を算出するとともに、また発進側に設けた距離計により発進側からの貫入距離及びけん引速度をそれぞれ計測し、これらを施工データとして中央管理室にてオペレータが確認しながら、施工を行っている。

【0008】

具体的には、貫入距離とけん引力を見比べながら、急激なけん引力の上昇時にはけん引をストップして、切羽において支障物の有無を確認し、支障物があった場合にはこれを除去した後、再けん引することとしている。しかしながら、従来の手法はオペレーターの感覚に頼ることとなり、けん引力上昇の傾向を見落とした場合には、支障物を無理矢理地山に押し込むこととなり、地表面に悪影響を及ぼすこととなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０００−１２０３７２号公報

【特許文献2】特開２０００−１７９２８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、支障物等の影響を確実に回避することができ、施工を安全に効率良く行うことができる覆工エレメントの地山への貫入管理方法及び管理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、先端に掘削のための刃口が連結された覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて前記発進側と前記到達側との間を複数に分割した貫入区間ごとに地山に貫入する方法において、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入前に、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離に対する貫入力の予測関係式を設定する工程と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離を計測するとともに、その貫入距離位置での実貫入力を多数位置において算出する工程と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、計測した前記貫入距離を前記予測関係式に代入して予測貫入力を算出する工程と、
前記実貫入力と前記予測貫入力とを比較する工程とを備え、
前記実貫入力の前記予測貫入力からの乖離に応じて、前記覆工エレメントの貫入速度を変化させることを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入管理方法にある。

【0012】

機械掘削方式の場合、前記刃口には掘削機が装備され、前記貫入速度の変化に同調させるように、前記掘削機による地山の掘削速度を変化させることを特徴とする。

【0013】

上記管理方法は、さらに、前記覆工エレメントの貫入距離が各貫入区間の終点に到達した後、多数位置で計測した前記貫入距離及びそれらの貫入距離位置での前記実貫入力から両者の実関係式を算出する工程と、
１つの貫入区間のために設定した前記予測関係式と当該貫入区間での前記覆工エレメントの貫入の結果得られた前記実関係式とを比較する工程とを備え、
前記実関係式の前記予測関係式からの乖離が所定範囲内にあるとき、次の貫入区間の予測関係式として当該貫入区間の予測関係式を適用し、前記乖離が所定範囲内にないとき、次の貫入区間の予測関係式として前記実関係式を適用することを特徴とする。

【0014】

けん引方式の場合、前記到達側に設置されたけん引ジャッキにより前記覆工エレメントに前記貫入力を付与することを特徴とする。

【0015】

また、この発明は、先端に掘削のための刃口が接続された覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて前記発進側と前記到達側との間を複数に分割した貫入区間ごとに地山に貫入するための貫入管理装置であって、
前記覆工エレメントに地山への貫入力を付与する油圧ジャッキと、
前記油圧ジャッキに作動油を送給するとともに、油圧データを出力する油圧ユニットと、
前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離を計測して、貫入距離データを出力する貫入距離計測部材と、
演算制御装置とを備え、
前記演算制御装置は、各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入前に、前記覆工エレメントの前記発進側からの貫入距離に対する貫入力の予測関係式を設定する予測関係式設定部と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記貫入距離データを前記予測関係式に代入して予測貫入力を算出する予測貫入力算出部と、
各貫入区間での前記覆工エレメントの貫入施工中、前記油圧データから実貫入力を算出する実貫入力算出部と、
前記予測貫入力と前記実貫入力とを比較する貫入力比較部とを備え、
前記実貫入力の前記予測貫入力からの乖離に応じて前記覆工エレメントの貫入速度を変化させるように、前記油圧ユニットに貫入速度調整指令を出力することを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入管理装置にある。

【0016】

機械掘削方式の場合、前記刃口には前記油圧ユニットから送給される作動油によって作動する掘削機が装備され、
前記演算制御装置は、前記貫入速度に同調させるように、前記油圧ユニットに掘削速度調整指令を出力することを特徴とする。

【0017】

前記演算制御装置は、前記覆工エレメントの貫入距離が各貫入区間の終点に到達した後、前記貫入距離データ及び前記実貫入力データのデータ群から両者の実関係式を算出する実関係式算出部と、
１つの貫入区間のために設定した前記予測関係式と当該貫入区間での前記覆工エレメントの貫入の結果得られた前記実関係式とを比較する関係式比較部とを備え、
前記予測関係式設定部は、前記実関係式の前記予測関係式からの乖離が所定範囲内にあるとき、次の貫入区間の予測関係式として当該貫入区間の予測関係式を適用し、前記乖離が所定範囲内にないとき、次の貫入区間の予測関係式として前記実関係式を適用することを特徴とする。

【0018】

けん引方式の場合、前記油圧ジャッキは、前記到達側に設置されたけん引ジャッキであることを特徴とする。

【0019】

覆工エレメントの地山への貫入方式には、到達側からけん引ジャッキで覆工エレメントをけん引する方式と、発進側から推進ジャッキで覆工エレメントを推進（押し込む）させる方式とがあり、上記貫入力とはこれらの方式の力すなわちけん引力と推進力との双方を含む概念である。

【発明の効果】

【0020】

この発明によれば、覆工エレメントの発進側からの貫入距離に対する貫入力を予測し、予測貫入力と実貫入力との乖離に応じて貫入速度を変化させるので、支障物等の影響を確実に回避することができ、施工を安全に効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】この発明の実施形態を示し、覆工エレメントの地山への貫入施工状態を示す断面図である。

【図2】演算制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】管理方法の手順を示すフローチャートである。

【図4】図３に引き続く手順を示すフローチャートである。

【図5】貫入区間Ｓ_jにおける予測関係式と、次の貫入区間Ｓ_j+1における予測関係式を設定するための判定領域を示すグラフである。

【図6】貫入区間Ｓ_j+1における予測関係式を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。以下に示す実施形態は、覆工エレメントを到達側からのけん引によって地山に貫入させる例である（けん引方式）。図１は、覆工エレメントの地山への貫入施工状態を示す断面図である。覆工エレメント１は、断面四角形又はこれに順次並列して継手を介して接続しながら地山に貫入される断面コ字形の鋼製部材である（詳細は特許文献１，２参照）。覆工エレメント１は長手方向に沿って複数に分割され、各分割エレメント１ａは地山への貫入に伴い発進側（発進立坑）１０において最後尾のものに接続される。

【0023】

覆工エレメント１の先端には刃口２が連結されている。機械掘削方式の場合は、刃口２に油圧モータ４によって作動するオーガー掘削機などの掘削機３が装備されている。到達側（到達立坑）１１の土留め壁５には油圧によるけん引ジャッキ６が設けられている。刃口２には引張り材（ＰＣ鋼撚り線）７の一端が接続され、引張り材７は地山１２の内部を通ってその他端がけん引ジャッキ６に把持されている。このけん引ジャッキ６の作動により、覆工エレメント１が地山１２に貫入される。けん引ジャッキ６及び油圧モータ４の作動油は、油圧ポンプや油タンク等を備えた油圧ユニット１３から送給される。

【0024】

覆工エレメント１の地山１２への貫入は、発進側１０と到達側１１との間を複数に分割した貫入区間Ｓ₁，Ｓ₂，・・・，Ｓ_j，・・・Ｓ_end ごとに行われる。各貫入区間の長さは分割エレメント１ａの長さ（例えば６ｍ）を複数に分割した長さである（例えば２ｍ）。また、機械掘削方式の場合は、掘削機３により刃口２の前方の地山を掘削しながら覆工エレメント１が地山に貫入される。他方、刃口２の内部に作業者が入って掘削する人力掘削式の場合は、人力による数１０ｃｍの掘削及び覆工エレメント１の地山への貫入を交互に繰り返して覆工エレメントが地山に貫入される。

【0025】

以上のような、覆工エレメント１の貫入を管理するための装置は、前述のけん引ジャッキ６及び油圧ユニット１３のほか、貫入距離計測部材１４と演算制御装置１５とを備えている。油圧ユニット１３は、けん引ジャッキ６や油圧モータ４に作動油を送給する油圧ポンプの油圧データを出力し、この油圧データは演算制御装置１５に入力される。

【0026】

貫入距離計測部材１４としては、例えば発進側１０の土留壁５に取り付けられるロータリーエンコーダが用いられる。このロータリーエンコーダ１４は覆工エレメント１の周面に接してその貫入に伴って回転し、発進側１０からの貫入距離データ（けん引距離データ）を出力する。この貫入距離データは演算制御装置１５に入力される。

【0027】

演算制御装置１５としては、入出力部、演算制御部（ＣＰＵ）、記憶部を有する例えばパーソナルコンピュータが用いられる。図２は演算制御装置１５の機能ブロック図を示している。演算制御装置１５は、けん引速度設定部１６、予測関係式設定部１７、予測けん引力算出部１８、実けん引力算出部１９、けん引力比較部２０、実関係式算出部２１及び関係式比較部２２を備えて構成されている。

【0028】

けん引速度設定部１６は、各貫入区間Ｓ_jでの貫入開始前に、その前の貫入区間Ｓ_j-1の終了直前のけん引速度を当該貫入区間Ｓ_jのけん引速度として予め設定する。予測関係式設定部１７は、各貫入区間Ｓ_jでの貫入開始前に、当該貫入区間Ｓ_jで予測される関係式すなわち発進側からの貫入距離Ｌに対するけん引力Ｐの関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jを設定する。

【0029】

予測けん引力算出部１８は、各貫入区間Ｓ_jでの貫入施工中、入力された貫入距離データＬ_kを予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jに代入して予測けん引力Ｐ_culkを算出する。実けん引力算出部１９は、各貫入区間Ｓ_jでの貫入施工中、入力されたけん引ジャッキ６の油圧データから実けん引力Ｐ_kを算出する。

【0030】

けん引力比較部２０は、それぞれ算出した予測けん引力Ｐ_culkと実けん引力Ｐ_kとを比較し、その乖離度ｄ_k＝Ｐ_k/Ｐ_culkを算出する。この乖離度ｄ_kに応じて、演算制御装置１５はけん引速度を変化させるように、油圧ユニット１３にけん引速度調整指令を出力する。すなわち、けん引ジャッキ６のための油圧ポンプから送給される作動油の流量を変化させる。

【0031】

また、機械掘削方式の場合は、演算制御装置１５はけん引速度に同調して掘削機３の掘削速度を変化させるように、油圧ユニット１３に掘削速度調整指令を出力する。すなわち、掘削機３の油圧モータ４のための油圧ポンプから送給される作動油の流量を変化させる。

【0032】

実関係式算出部２１は、覆工エレメント１が各貫入区間Ｓ_jの終点に到達した後、当該貫入区間Ｓ_jで得られた貫入距離データＬ_k及び実けん引力データＰ_kのデータ群から、最小自乗法により貫入距離Ｌに対するけん引力Ｐの実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oを算出する。関係式比較部２２は、当該貫入区間Ｓ_jに対して設定された予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jと算出した実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oとを比較し、予測関係式設定部１７はそれらの乖離に応じて次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式を設定する。

【0033】

すなわち、予測関係式設定部１７は、実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oの予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jからの乖離が所定範囲内にあるときは、次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式Ｐ＝ａ_j+1・Ｌ＋ｂ_j+1として当該貫入区間Ｓ_jの予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jを適用する（ａ_j+1＝ａ_j、ｂ_j+1＝ｂ_j）。また、乖離が所定範囲内にないときは、次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式Ｐ＝ａ_j+1・Ｌ＋ｂ_j+1として実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oを適用する（ａ_j+1＝ａ_o、ｂ_j+1＝ｂ_o）。

【0034】

次に、図３，図４に示すフローチャート及び図５，図６に示すグラフを参照して、管理方法を具体的に説明する。貫入区間Ｓ_jの貫入に際しては、まず、けん引速度設定部１６がけん引速度を、予測関係式設定部１７が当該貫入区間Ｓ_jのための予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jを設定する（ステップＳ1）。設定するけん引速度は、前の貫入区間Ｓ_j-1における貫入終了直前のけん引速度である。設定する予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jは、後述するように、前の貫入区間Ｓ_j-1の貫入終了後に決定される。なお、初期貫入区間Ｓ₁に関しては、土質等を加味した従来の施工実績に基づく、けん引速度及び予測関係式Ｐ＝ａ₁・Ｌ＋ｂ₁が適用される。

【0035】

貫入を開始したら（ステップＳ2）、貫入距離計測部材１４は発進側からの貫入距離Ｌ_kを計測し、また実けん引力算出部１９は入力された油圧データからその貫入距離での実けん引力Ｐ_kを算出する（ステップＳ2）。これらの貫入距離データＬ_k及び実けん引力データＰ_kは、貫入区間Ｓ_jにおいて発進側からの多数の距離位置で取得する（図５参照）。

【0036】

そして、貫入距離データＬ_kを取得するごとに、予測けん引力算出部１８がその貫入距離データＬ_kを予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jに代入して予測けん引力Ｐ_culkを算出し（ステップＳ4）、さらに、けん引力比較部２０がその貫入距離Ｌ_kでの実けん引力Ｐ_kと予測けん引力Ｐ_culkとを比較して乖離度ｄ_k＝Ｐ_k/Ｐ_culkを算出する（ステップＳ5）。

【0037】

乖離度ｄ_kの算出の結果、演算制御装置１５は乖離度ｄ_kに応じて、油圧ユニット１３にけん引速度調整指令を出力し、また、機械掘削方式の場合は、けん引速度に同調した掘削速度とするべく油圧ユニット１３に掘削速度調整指令を出力する。すなわち、レベル１：ｄ_k＜0.8のとき、けん引速度を20%上昇させる（ステップＳ6-1）。さらに機械掘削方式の場合は、けん引速度に同調するように掘削速度を上昇させる（ステップＳ7-1）。また、レベル２：0.8≦ｄ_k＜1.0のとき、けん引速度は変化させずに設定速度のままけん引を続行する（ステップＳ6-2）。このときは、掘削速度も変化させない。

【0038】

レベル３：1.0≦ｄ_k＜1.2のとき、けん引速度を50%低減させる（ステップＳ6-3）。機械掘削方式の場合は、さらに、けん引速度に同調させるように掘削速度を低下させる（ステップＳ7-3）。レベル４：1.2≦ｄ_kのときは、演算制御装置１５は緊急停止措置のための警告を発する。そして、切羽及びけん引機器等の異常の有無を確認した後、停止措置を解除してけん引を再開する（ステップＳ7-4）。

【0039】

以上のようなステップを繰り返し、貫入距離Ｌ_kが貫入区間Ｓ_jの終点に到達したら（ステップＳ8）、貫入を終了し（ステップＳ9）、さらに次の貫入区間Ｓ_j+1のための予測関係式Ｐ＝ａ_j+1・Ｌ＋ｂ_j+1を設定する。

【0040】

そのために、まず、実関係式算出部２１が貫入区間Ｓ_jでの貫入の結果得られた貫入距離データＬ_k及び実けん引データＰ_kのデータ群から最小自乗法により両者の実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oを算出する（ステップＳ10）。そして、関係式比較部２２は算出した実関係式Ｐ＝ａ_o・Ｌ＋ｂ_oと貫入区間Ｓ_jで設定された予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jとを比較し、実関係式が所定範囲内にあるかどうかを判定する。

【0041】

ここで、所定範囲はこの実施形態では図５に示すように、予測関係式Ｐ＝ａ_j・Ｌ＋ｂ_jの傾きａ_j及び切片ｂ_jにそれぞれ±1/2ａ_rng及び±1/2ｂ_rngの幅を持たせた上限式Ｐ＝（ａ_j＋1/2ａ_rng）・Ｌ＋（ｂ_j＋1/2ｂ_rng）と下限式Ｐ＝（ａ_j−1/2ａ_rng）・Ｌ＋（ｂ_j−1/2ｂ_rng）との間の範囲としてある。

【0042】

すなわち、関係式比較部２２は、傾きａ_oの傾きａ_jからの乖離が所定範囲内（|ａ_o−ａ_j|＜ａ_rng）にあるかどうか（ステップＳ11）、また切片ｂ_oの切片ｂ_jからの乖離が所定範囲内（|ｂ_o−ｂ_j|＜ｂ_rng）にあるかどうか（ステップＳ12）を判断する。

【0043】

その結果、傾きａ_o及び切片ｂ_oのいずれもが所定範囲内にあるときは、予測関係式設定部１７は次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式として当該貫入区間Ｓ_jの予測関係式をそのまま適用する。すなわち、次の貫入区間Ｓ_j+1の関係式Ｐ＝ａ_j+1・Ｌ＋ｂ_j+1において、ａ_j+1＝ａ_j、ｂ_j+1＝ｂ_jとする（ステップＳ13-1）。

【0044】

他方、傾きａ_o及び切片ｂ_oのいずれかが所定範囲内にないときは、次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式として実関係式を適用する。すなわち、次の貫入区間Ｓ_j+1の関係式Ｐ＝ａ_j+1・Ｌ＋ｂ_j+1において、ａ_j+1＝ａ_o、ｂ_j+1＝ｂ_oとする（ステップＳ13-2）。図６は、次の貫入区間Ｓ_j+1の予測関係式として実関係式を適用した場合を示している。

【0045】

上記実施形態によれば、発進側からの貫入距離に対するけん引力を予測し、予測けん引力と実けん引力との乖離に応じてけん引速度を変化させるので、支障物等の影響を確実に回避することができ、施工を安全に効率良く行うことができる。また、貫入距離データ及び実けん引力データのデータ群から算出した実関係式と、その貫入区間で設定された予測関係式とを比較し、その乖離に応じて次の貫入区間の予測関係式を設定するので、土質条件の変化等施工条件の変化に応じた合理的な予測関係式を設定することができる。

【0046】

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、予測けん引力と実けん引力との乖離に応じて変化させるけん引速度の変化率は、例示であり施工条件によって異なるものである。同様に、次の貫入区間の予測関係式を決定するために用いられる上下限式も一例を示したにすぎない。

【0047】

また、上記したように、この発明は、覆工エレメントを到達側からのけん引により地山に貫入させるけん引方式に限らず、覆工エレメントを発進側から推進させる推進方式にも適用できる。

【符号の説明】

【0048】

１：覆工エレメント
２：刃口
３：掘削機
４：油圧モータ
６：油圧ジャッキ
７：引張り材
１０：発進側
１１：到達側
１２：地山
１３：油圧ユニット
１４：貫入距離計測部材
１５：演算制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】