JP5599224B2

JP5599224B2 - Method and apparatus for managing traceability of concrete

Info

Publication number: JP5599224B2
Application number: JP2010108584A
Authority: JP
Inventors: 晃木村; 啓三千代
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: JP2011236631A

Description

本発明は、コンクリートの品質管理に関し、特にトンネル掘進機によって打設される覆工コンクリートのトレーサビリティ管理方法及び管理装置に関する。 The present invention relates to concrete quality control, and more particularly, to a traceability management method and management apparatus for lining concrete placed by a tunnel excavator.

近年、トンネル工事においては、シールド掘進機の胴体前側（切羽側）に回転可能に設けられた掘削機構により地山の掘削を行いつつ、胴体後側（坑口側）に設けられた打設機構により地山周面に対して逐次コンクリートを打設する工法が採用されつつある。
当該工法に採用されるシールド掘進機は、概略、円筒形の胴体と、胴体の前部に回転可能に設けられたカッターと、胴体の内部後側（テール）において、胴体内部に設けられたエレクター機構によって組み付けられた内型枠の外周面と地山の表面とからなる空間内にコンクリートを圧送する妻枠装置とを備える。
妻枠装置は、シールド掘進機の掘進動作（シールドジャッキの伸び動作）と連動してコンクリートを内型枠の外周面と地山の表面とからなる空間に圧送する機構であり、当該妻枠装置により圧送，打設されるコンクリートには、土圧，地下水圧に対する十分な強度を担保することが要求される。
このようなことから覆工コンクリート用のコンクリートは、トンネルの坑内、又は、地表面のようなシールド掘進機から可能な限り近い位置に建設されたバッチャープラントによって生成されたフレッシュな状態のコンクリートが用いられる。
しかしながら、上記従来の工法にあっては、コンクリートが生成される場所とシールド掘進機が進行する場所とが離れた場所にあること等の障害から、バッチャープラントによって逐次生成されるコンクリートと、シールド掘進機の坑内における位置とを対応付けて管理する手法が確立されておらず、例えばシールド掘進機が何らかの事情によって停止した場合等には、生成したコンクリートの使用可能時間（可使時間）を過ぎたコンクリートが覆工コンクリートとして使用される可能性があり、トンネル完成後の強度不足等の品質上の問題が生じる虞がある。
また、近年、構造物の品質管理に対する意識の高まりから、生成したコンクリートがトンネル全長の如何なる場所に打設されたのかを把握すべきとの要望も強く、生成したコンクリートの使用履歴（トレーサビリティ）を確保することが望まれる。 In recent years, in tunnel construction, the excavation mechanism provided rotatably on the fuselage front side (face side) of the shield machine is used to excavate natural ground, while the tunneling mechanism provided on the rear side of the fuselage (wellhead side) A construction method in which concrete is successively placed on the surrounding area of the ground is being adopted.
The shield machine used in the construction method is roughly a cylindrical body, a cutter rotatably provided at the front of the body, and an erector provided inside the body on the inside rear side (tail) of the body A wife frame device that pumps concrete into a space formed by the outer peripheral surface of the inner mold frame assembled by the mechanism and the surface of the natural ground.
The wife frame device is a mechanism that pumps concrete into a space formed by the outer peripheral surface of the inner mold frame and the surface of the natural ground in conjunction with the digging operation of the shield machine (the extension operation of the shield jack). It is required that concrete to be pumped and cast by Securing sufficient strength against earth pressure and groundwater pressure.
For this reason, concrete for lining concrete is fresh concrete produced by a batcher plant built as close as possible to a tunnel tunnel or shield excavator such as the ground surface. Used.
However, in the above-mentioned conventional construction method, the concrete that is sequentially generated by the batcher plant and the shield from the obstacles such as the place where the concrete is generated and the place where the shield machine advances are separated. There is no established method for associating and managing the position of the excavator in the mine. For example, when the shield excavator stops for some reason, the usable time of the generated concrete (usable time) has passed. Concrete may be used as lining concrete, which may cause quality problems such as insufficient strength after completion of the tunnel.
In recent years, due to the growing awareness of the quality control of structures, there is a strong demand for understanding where the generated concrete has been placed, and the usage history (traceability) of the generated concrete has been increased. It is desirable to ensure.

特開２００９−１５７７３９号公報JP 2009-157739 A

本発明の課題は、生成されたコンクリートの生成時間や性状を含む情報をトンネル外において一元的に管理するとともに、生成されたコンクリートとシールド掘進機によって打設されたコンクリートの位置情報とを対応付け、コンクリートの使用履歴を過去に遡って容易に確認可能なトレーサビリティ管理方法及び管理装置を提供し、さらに、完成後のトンネルの品質低下を確実に防止することにある。 An object of the present invention is to centrally manage information including the generation time and properties of the generated concrete outside the tunnel, and associate the generated concrete with the positional information of the concrete placed by the shield machine. An object of the present invention is to provide a traceability management method and a management apparatus that can easily check the history of use of concrete retrospectively, and to reliably prevent deterioration of the quality of the tunnel after completion.

前記課題を解決するため、本発明の第一の形態として、コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートをシールドジャッキの伸長によって漸進するトンネル掘進装置に供給し、トンネル掘進後の地山の表面にコンクリートを覆工するトンネル掘進工法におけるコンクリートのトレーサビリティ管理方法であって、コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートの生成時間及び性状情報をコンクリート生成のたびに順次記憶し、コンクリートの生成時間及び性状情報をトンネル掘進装置側からシールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出されるコンクリートの想定打設位置と対応させて記憶する形態とした。
当該形態により、コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートの生成時間及び性状情報と、トンネル内におけるトンネル掘進装置の位置情報を的確に把握することができる。
さらに、コンクリートの生成時間及び性状情報がトンネル内のトンネル掘進機の位置情報と対応して記録されることから、コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートがトンネルの如何なる場所に使用されたかを容易に把握することができる。
また、本発明の第二の形態として、コンクリートの生成時間に基づいて算出されるコンクリートの可使時間と、トンネル掘進装置側からシールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出される生成されたコンクリートが想定打設位置に打設されるまでの作業完了時間とに基づいて可使時間に達するまでの余裕時間を算出し、当該余裕時間に基づいて、コンクリートを打設することなくトンネル掘進装置から排出する形態とした。
本形態によれば、可使時間と作業完了時間から可使時間に達するまでの余裕時間が算出されることにより、トンネル外においてコンクリートが可使時間に達するまでの時間を逐一確認することが可能となる。また、余裕時間に基づいてコンクリートをトンネル掘進装置から排出することから、可使時間が経過したコンクリートが地山の表面に打設されることがなくなり、トンネル完成後の品質低下を確実に防止することが可能となる。
また、上記第一の形態と対応する第一の構成として、コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートをシールドジャッキの伸長によって漸進するトンネル掘進装置に供給し、トンネル掘進後の地山の表面にコンクリートを覆工するトンネル掘進工法におけるコンクリートのトレーサビリティ管理装置であって、生成されたコンクリートの生成時間及び性状情報をコンクリート生成のたびに順次記憶するコンクリート側制御装置と、トンネル掘進装置の位置情報を中央制御装置に出力する掘進機側制御装置とを備え、中央制御装置が、コンクリート側制御装置及び掘進機側制御装置と通信手段を介して相互に接続され、コンクリート側制御装置から順次出力されるコンクリートの生成時間及び性状情報と掘進機側制御装置からシールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出されるコンクリートの想定打設位置とを対応させて記憶する構成とした。
本構成によれば、前記第一の形態における発明から生じる効果と同様の効果を得ることができる。
また、上記第二の形態と対応する第二の構成として、中央制御装置は、コンクリートの生成時間に基づいてコンクリートの可使時間を算出する可使時間算出手段と、掘進機側制御装置からシールドジャッキの所定ストロークごとに送信される位置情報に基づいて算出される生成されたコンクリートが想定打設位置に打設されるまでの作業完了時間を算出する作業完了時間算出手段と、可使時間と作業完了時間とに基づいて可使時間に達するまでの余裕時間を算出する余裕時間算出手段とを備え、余裕時間に基づいてコンクリートを打設することなくトンネル掘進装置から排出する構成とした。
本構成によれば、前記第二の形態における発明から生じる効果と同様の効果を得ることができる。 In order to solve the above-mentioned problems, as a first aspect of the present invention, concrete generated by a concrete manufacturing facility is supplied to a tunnel excavating device that gradually advances by extension of a shield jack, and the concrete is applied to the surface of the natural ground after tunnel excavation. A concrete traceability management method in the tunnel digging method for lining, in which concrete generation time and property information generated by a concrete production facility are stored sequentially each time concrete is generated, and the concrete generation time and property information is tunneled. It was set as the form memorize | stored corresponding to the assumed placement position of the concrete calculated based on the positional information output for every predetermined stroke of a shield jack from the apparatus side.
With this configuration, it is possible to accurately grasp the generation time and property information of the concrete generated by the concrete manufacturing facility and the position information of the tunnel excavating device in the tunnel.
In addition, since the concrete generation time and property information are recorded in correspondence with the position information of the tunnel excavator in the tunnel, it is easy to grasp where the concrete generated by the concrete production facility was used. can do.
Further, as a second embodiment of the present invention, the calculation is based on the pot life of the concrete calculated based on the concrete generation time and the positional information output for each predetermined stroke of the shield jack from the tunnel excavating device side. generated concrete calculates the margin time to reach working time on the basis of the work completion time to be Da設the assumption droplet installation position that, on the basis of the margin time, to pouring the concrete There was no discharge from the tunnel excavation device.
According to this form, it is possible to check the time until the concrete reaches the pot life outside the tunnel by calculating the surplus time from the pot life and work completion time until the pot life is reached. It becomes. In addition, since concrete is discharged from the tunnel excavation device based on the spare time, the concrete whose usable time has passed will not be placed on the surface of the natural ground, and quality degradation after completion of the tunnel is surely prevented. It becomes possible.
In addition, as a first configuration corresponding to the first embodiment, the concrete generated by the concrete manufacturing facility is supplied to a tunnel excavation device that advances by the extension of the shield jack, and the concrete is applied to the surface of the natural ground after the tunnel excavation. This is a concrete traceability management device in the tunnel digging method for lining, a concrete control device that sequentially stores the time and property information of the generated concrete every time the concrete is generated, and central control of the position information of the tunnel digging device A central control unit is connected to the concrete side control unit and the excavator side control unit through communication means, and the concrete control unit sequentially outputs from the concrete side control unit. shield and generation time and properties information from the shield machine-side control unit And assuming strokes installation position of the concrete which is calculated based on the position information output at predetermined stroke of Yakki was configured to store in association.
According to this configuration, it is possible to obtain the same effect as that obtained from the invention in the first embodiment.
Further, as a second configuration corresponding to the second form, the central control device includes a working time calculation means for calculating a usable time of the concrete based on a concrete generation time, and a shield from the excavator side control device. A work completion time calculating means for calculating a work completion time until the generated concrete calculated based on position information transmitted at every predetermined stroke of the jack is placed at an assumed placement position ; A margin time calculation means for calculating a margin time until reaching the pot life based on the work completion time is provided, and the construction is such that the concrete is discharged from the tunnel excavation device without placing concrete based on the margin time.
According to this configuration, it is possible to obtain the same effect as that obtained from the invention according to the second embodiment.

シールド掘進機１の概略断面図である。1 is a schematic sectional view of a shield machine 1. FIG. 妻枠装置２２の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of a wife frame device 22. 中央制御装置１００の接続状態を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a connection state of the central control device 100. FIG. 中央制御装置１００によって出力される一覧の例である。It is an example of the list output by the central control apparatus 100. 中央制御装置１００による処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process by the central control apparatus.

図１は、シールド掘進機１の全体構成を示す概略断面図である。
同図を用いて、シールド掘進機１の構造、掘進方法及びコンクリートの打設方法の概略について説明する。同図において、トンネルＴを掘進する装置としてのシールド掘進機１は、地山２から加わる土圧，地下水圧に対して内部を保護する胴体４内に設けられる推進機構と、胴体４の前側（切羽側）で地山の掘削を行う掘削機構５と、胴体４の後側（テール側）で覆工コンクリートの打設を行う打設機構６とを有する。
シールド掘進機１は、胴体４で地山を保持しつつ、前側の掘削機構５で地山２の掘削を行いながら、後側の打設機構６でコンクリートを打設する装置であって、掘削、推進、打設の動作が連動して行われることによりトンネルを構築する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the shield machine 1.
The outline of the structure of the shield machine 1, the excavation method, and the concrete placing method will be described with reference to FIG. In the figure, a shield machine 1 as a device for digging a tunnel T includes a propulsion mechanism provided in a fuselage 4 that protects the interior against earth pressure and groundwater pressure applied from a natural ground 2, and a front side of the fuselage 4 ( It has an excavation mechanism 5 for excavating natural ground on the face side and a placement mechanism 6 for placing lining concrete on the rear side (tail side) of the trunk 4.
The shield machine 1 is an apparatus for placing concrete with a rear placement mechanism 6 while excavating the natural ground 2 with a front excavation mechanism 5 while holding the natural ground with a trunk 4. The tunnel is constructed by the operation of propulsion and driving in conjunction.

シールド掘進機１の胴体４は、地山２の表面と対向する後方開放のスキンプレート３を有し、スキンプレート３の前方が隔壁７によって閉塞される。なお、シールド掘進機１の前側とは、シールド掘進機１が地山２を掘削して進む方向であり、掘削機構５が設けられる方向である。
隔壁７よりも前側には、掘削機構５が設けられる。掘削機構５は、筒形状のカッターヘッド１１と、カッターヘッド１１の前側に設けられる複数のカッタービット１２と、カッターヘッド１１の後側から延長する回転軸８により構成される。
カッターヘッド１１は、回転軸８と接続される図外の駆動源が駆動することにより回転動作する円盤体であって、カッターヘッド１１の前側に設けられる複数のカッタービット１２により切羽面が掘削される。回転軸８は、カッターヘッド１１の中心においてカッターヘッド１１の後側から延長して隔壁７を貫通する軸体であって、図外の駆動源と伝達機構を介して接続される。 The body 4 of the shield machine 1 has a skin plate 3 that is open to the rear facing the surface of the natural ground 2, and the front of the skin plate 3 is blocked by a partition wall 7. Note that the front side of the shield machine 1 is a direction in which the shield machine 1 advances by excavating the natural ground 2 and is a direction in which the excavation mechanism 5 is provided.
An excavation mechanism 5 is provided in front of the partition wall 7. The excavation mechanism 5 includes a cylindrical cutter head 11, a plurality of cutter bits 12 provided on the front side of the cutter head 11, and a rotating shaft 8 extending from the rear side of the cutter head 11.
The cutter head 11 is a disc body that rotates when a driving source (not shown) connected to the rotary shaft 8 is driven. The The rotating shaft 8 is a shaft that extends from the rear side of the cutter head 11 at the center of the cutter head 11 and penetrates the partition wall 7, and is connected to a drive source (not shown) via a transmission mechanism.

また、カッターヘッド１１の後側には、スキンプレート３の前端部と隔壁７及びカッターヘッド１１の後面とにより囲まれる空間であるチャンバ１３が形成される。
チャンバ１３は、カッターヘッド１１の回転動作によって取り込まれる掘削土を貯留するための空間であり、チャンバ１３に貯留された掘削土はスクリューコンベア１４によって坑口Ｅ側に排出される。 Further, on the rear side of the cutter head 11, a chamber 13 that is a space surrounded by the front end portion of the skin plate 3, the partition wall 7, and the rear surface of the cutter head 11 is formed.
The chamber 13 is a space for storing excavated soil taken in by the rotation operation of the cutter head 11, and the excavated soil stored in the chamber 13 is discharged to the wellhead E side by the screw conveyor 14.

スクリューコンベア１４は、外筒、スクリューシャフト、スクリュー、モータ等により構成され、チャンバ１３の下端部からシールド掘進機１の後側に向かって、漸次上方へ立ち上がるように設けられる。スクリューコンベア１４は、チャンバ１３内に露出する一方の端部から掘削土を取り込み、取り込んだ掘削土を連結体１６を介して接続される排泥管１５に搬送する。
排泥管１５は、スクリューコンベア１４の後端部から後側に向かって水平に延長する配管であり、図外の水供給装置により泥土状となった掘削土を坑口Ｅ側に排出する。
なお、本例においては、いわゆる土圧式のシールド掘進機を例として説明するが、これに限られるものではなく、泥水式のシールド掘進機であってもよい。泥水式のシールド掘進機にあっては、スクリューコンベア１４に替えて排泥管が採用される。 The screw conveyor 14 includes an outer cylinder, a screw shaft, a screw, a motor, and the like, and is provided so as to gradually rise upward from the lower end portion of the chamber 13 toward the rear side of the shield machine 1. The screw conveyor 14 takes in excavated soil from one end exposed in the chamber 13, and conveys the excavated soil to the mud pipe 15 connected via the coupling body 16.
The mud drain pipe 15 is a pipe that extends horizontally from the rear end portion of the screw conveyor 14 toward the rear side, and discharges excavated soil that has become mud by a water supply device (not shown) to the wellhead E side.
In this example, a so-called earth pressure type shield machine is described as an example, but the present invention is not limited to this, and a muddy water type shield machine may be used. In the muddy water type shield machine, a mud pipe is employed instead of the screw conveyor 14.

胴体４を構成するスキンプレート３の後端部（テール）には、トンネルＴの延長方向に沿って複数の内型枠１０が配置される。
内型枠１０は、地山２の内周面に対して所定間隔離間して設けられる型部材であって、例えば掘削対象のトンネルＴの縦断面が真円状である場合には、トンネルＴの円周方向に沿って例えば８分割された弧状の内型枠１０が採用される。
内型枠１０は、地山２の表面及び内型枠１０の外周面によって形成される空間内に覆工コンクリート１７が打設されたときに加わるプレス圧を支持する機能、充填された充填材の養生期間中に地山２から加わる土圧，地下水圧を支持する機能、及び、後述のシールドジャッキ９が伸長することによるシールド掘進機１の推進力を伝達する機能を担う。 A plurality of inner molds 10 are arranged along the extending direction of the tunnel T at the rear end (tail) of the skin plate 3 constituting the body 4.
The inner mold 10 is a mold member that is provided at a predetermined interval from the inner peripheral surface of the natural ground 2. For example, when the longitudinal section of the tunnel T to be excavated is a perfect circle, the tunnel T For example, an arc-shaped inner mold 10 divided into eight parts along the circumferential direction is employed.
The inner mold 10 has a function of supporting the press pressure applied when the lining concrete 17 is placed in a space formed by the surface of the natural ground 2 and the outer peripheral surface of the inner mold 10, and a filled filler. It supports the function of supporting earth pressure and groundwater pressure applied from the natural ground 2 during the curing period, and the function of transmitting the propulsion force of the shield machine 1 by extension of a shield jack 9 described later.

シールド掘進機１の胴体４を構成するスキンプレート３の内周面には、推進機構としてのシールドジャッキ９が円周方向に沿って複数設けられる。シールドジャッキ９は、油圧シリンダーとピストンとからなり、油圧シリンダーの駆動によりピストンが移動し、シールドジャッキ９が伸長する。シールドジャッキ９の先端面９Ａは前述の内型枠１０の前端面と当接しており、シールドジャッキ９の伸長に伴って内型枠１０の前端面を押圧し、その反力によってシールド掘進機１が切羽方向へ前進する。
即ち、シールド掘進機１は、胴体の前側に設けられた掘削機構５を駆動させつつシールドジャッキ９を伸長させることにより、カッタービット１２を切羽面に押し当て、掘削土の量に応じた距離だけ前進する。また、シールドジャッキ９のストローク量は、ストローク計９Ｂによって計測され、ストローク計９Ｂからの出力信号が後述のシールド制御装置４１に対して逐次出力される。 A plurality of shield jacks 9 as a propulsion mechanism are provided along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the skin plate 3 constituting the body 4 of the shield machine 1. The shield jack 9 includes a hydraulic cylinder and a piston, and the piston moves by driving the hydraulic cylinder, and the shield jack 9 extends. The front end surface 9A of the shield jack 9 is in contact with the front end surface of the inner mold frame 10 described above, and the front end surface of the inner mold frame 10 is pressed as the shield jack 9 is extended. Advances in the direction of the face.
In other words, the shield machine 1 extends the shield jack 9 while driving the excavating mechanism 5 provided on the front side of the trunk, thereby pressing the cutter bit 12 against the face surface, and a distance corresponding to the amount of excavated soil. Advance. The stroke amount of the shield jack 9 is measured by the stroke meter 9B, and an output signal from the stroke meter 9B is sequentially output to a shield control device 41 described later.

複数の内型枠１０は、エレクター装置４２によって組み付けられる。エレクター装置４２は、当該エレクター装置４２の後方から図外の搬送手段によって搬送される内型枠１０を保持し、シールド掘進機１が進行するたびにスキンプレート３のテールにおいて複数の内型枠１０を円環状に組み付ける装置である。
組み付けられた内型枠１０は、既打設のコンクリート１７の養生期間経過後にエレクター装置４２よりも後方に設けられた図外の脱型装置により取り外され、搬送手段を介して再びエレクター装置４２側に搬送される。そして、エレクター装置４２によって円環状に組み付けられた内型枠１０の外周面と地山２の表面とにより形成される空間内には、打設機構６によってコンクリート１７が打設される。 The plurality of inner molds 10 are assembled by the erector device 42. The erector device 42 holds the inner mold frame 10 conveyed from the rear of the erector device 42 by a conveying means (not shown), and each time the shield machine 1 advances, a plurality of inner mold frames 10 are formed at the tail of the skin plate 3. Is a device for assembling the ring in an annular shape.
The assembled inner mold 10 is removed by an unillustrated demolding device provided behind the erector device 42 after the curing period of the already-placed concrete 17 has elapsed, and again through the conveying means on the erector device 42 side. It is conveyed to. The concrete 17 is placed by the placing mechanism 6 in the space formed by the outer peripheral surface of the inner mold 10 and the surface of the natural ground 2 assembled in an annular shape by the erector device 42.

打設機構６は、シールド掘進機１の後方において、バッチャープラント６０によって生成されたコンクリートを前側に圧送する複数のコンクリートポンプ１８と、コンクリートポンプ１８の駆動によりコンクリートを前側に供給する圧送管１９と、圧送管１９を経て供給されるコンクリートを内型枠１０の外周面と地山２の表面とにより形成される空間内に打設する妻枠装置２２とから構成される。 The placing mechanism 6 includes a plurality of concrete pumps 18 for pumping the concrete generated by the batcher plant 60 to the front side behind the shield machine 1, and a pumping pipe 19 for supplying the concrete to the front side by driving the concrete pump 18. And a concrete frame device 22 for placing concrete supplied through the pressure feed pipe 19 in a space formed by the outer peripheral surface of the inner mold 10 and the surface of the natural ground 2.

複数のコンクリートポンプ１８は、坑内に設けられたシールド制御装置４１からの出力信号により所定の圧力でコンクリートを圧送する装置である。コンクリートポンプ１８に対しては、地表面Ｇ上に建設されるバッチャープラント６０によって生成されたコンクリートが、アジテータートラック４４によって供給される。アジテータートラック４４は、コンクリートポンプ１８までトンネル内を移動可能であり、トンネル内を往復することによりバッチャープラント６０によって生成されたコンクリートを順次コンクリートポンプ１８まで搬送する。 The plurality of concrete pumps 18 are devices that pump concrete at a predetermined pressure by an output signal from a shield control device 41 provided in the mine. To the concrete pump 18, the concrete generated by the batcher plant 60 constructed on the ground surface G is supplied by the agitator truck 44. The agitator truck 44 is movable in the tunnel to the concrete pump 18, and transports concrete generated by the batcher plant 60 to the concrete pump 18 by reciprocating in the tunnel.

妻枠装置２２は、前述の圧送管１９を経て搬送されたコンクリートをスキンプレート３の円周方向に分岐して供給する打設配管２１と、当該打設配管２１と接続され、前後方向に延長する打設配管２３と、打設配管２３の流路中に設けられる三方バルブ２５と、打設配管２３と並行して設けられ、前後方向に伸縮自在な妻枠ジャッキ２２Ａと、妻枠ジャッキ２２Ａの先端部に設けられた妻枠２２Ｂとから構成される。
妻枠ジャッキ２２Ａは、内型枠１０の外周面と地山２の表面とにより形成される空間内に打設されるコンクリートの圧力に応じてバネの如く伸縮動作するジャッキであり、空間内のコンクリートの圧力が一定の圧力以上に高まることにより徐々に収縮する。 The end frame device 22 is connected to the placement pipe 21 for supplying the concrete transported through the aforementioned pressure feed pipe 19 by branching in the circumferential direction of the skin plate 3, and connected to the placement pipe 21, and extends in the front-rear direction. , A three-way valve 25 provided in the flow path of the casting pipe 23, a wife frame jack 22 </ b> A that is provided in parallel with the casting pipe 23 and is extendable in the front-rear direction, and a wife frame jack 22 </ b> A. It is comprised from the wife frame 22B provided in the front-end | tip part.
The end frame jack 22A is a jack that expands and contracts like a spring in response to the pressure of concrete placed in the space formed by the outer peripheral surface of the inner mold 10 and the surface of the natural ground 2. It shrinks gradually when the concrete pressure rises above a certain level.

図２は、妻枠装置２２の部分拡大図である。
打設配管２３は、打設配管２１と妻枠２２Ｂに内蔵された流路２３Ａとに連通し、打設配管２１から供給されるコンクリートが流路２３Ａを介して妻枠２２Ｂの打設口２３Ｂから吐出される。打設口２３Ｂは、前述のシールドジャッキ９の先端面９Ａよりも、内型枠１０二つ分（２リング分）後方に位置し、打設配管２１や打設配管２３或いは妻枠２２Ｂ内に設けられた打設圧力計の計測値が一定の圧力となるようにトンネルＴの延長方向にコンクリートを吐出する。
また、打設配管２３には、三方バルブ２５が設けられ、三方バルブ２５と接続される排出配管２６がコンクリート排出用配管２８と接続される。
三方バルブ２５は、後述のシールド制御装置４１からの出力信号により駆動するバルブであって、内部を通過するコンクリートの流出方向を打設口２３Ｂ側又は排出配管２６側へ切り替えることにより可使時間が経過したコンクリートを排出する。
コンクリート排出用配管２８は、排出配管２６を介して排出されるコンクリートを坑口Ｅ側に排出する配管であって、スキンプレート３の円周方向に沿って複数配置される妻枠装置２２から延長する各排出配管２６と接続される。コンクリート排出用配管２８は、シールド掘進機１の後方のコンクリートポンプ１８の位置まで延長し、アジテータートラック４４に積み替えられた後に坑外に搬送される。 FIG. 2 is a partially enlarged view of the wife frame device 22.
The placement pipe 23 communicates with the placement pipe 21 and the flow path 23A built in the end frame 22B, and the concrete supplied from the placement pipe 21 passes through the flow path 23A and the placement opening 23B of the end frame 22B. It is discharged from. The casting port 23B is positioned behind the inner mold 10 by two (two rings) from the front end surface 9A of the shield jack 9, and is placed in the casting pipe 21, the casting pipe 23, or the end frame 22B. Concrete is discharged in the extending direction of the tunnel T so that the measured value of the installed pressure gauge is a constant pressure.
The placing pipe 23 is provided with a three-way valve 25, and a discharge pipe 26 connected to the three-way valve 25 is connected to a concrete discharge pipe 28.
The three-way valve 25 is a valve that is driven by an output signal from a shield control device 41, which will be described later, and the pot life is changed by switching the flow direction of the concrete passing through the interior to the placement port 23B side or the discharge pipe 26 side. Drain the elapsed concrete.
The concrete discharge pipe 28 is a pipe that discharges the concrete discharged through the discharge pipe 26 to the wellhead E side, and extends from the end frame device 22 that is arranged along the circumferential direction of the skin plate 3. Connected to each discharge pipe 26. The concrete discharge pipe 28 extends to the position of the concrete pump 18 behind the shield machine 1 and is transferred to the agitator truck 44 and then transferred to the outside of the mine.

妻枠２２Ｂは、内型枠１０の外周面とスキンプレート３のテールの内周面との間に位置する型枠であって、妻枠ジャッキ２２Ａの伸長動作に伴って、前後方向に移動可能である。また、前述のとおり、内部には打設配管２３と接続される流路２３Ａを有し、打設配管２１、打設配管２３及び当該流路２３Ａを経たコンクリートが先端部に開設された打設口２３Ｂから地山２側に吐出される。
妻枠２２Ｂには、例えば積層されたステンレスの板バネからなるシール部２７が取り付けられ、打設口２３Ｂから吐出されたコンクリートが内型枠１０の外周面及びテール３Ａによって形成される空間から胴体４内部に侵入することを阻止する。 The wife frame 22B is a mold located between the outer peripheral surface of the inner mold frame 10 and the inner peripheral surface of the tail of the skin plate 3, and is movable in the front-rear direction in accordance with the extension operation of the wife frame jack 22A. It is. Further, as described above, the interior has a flow path 23A connected to the placement pipe 23, and the placement pipe 21, the placement pipe 23, and the concrete that has passed through the flow path 23A are opened at the tip. It is discharged from the mouth 23B to the ground 2 side.
A seal portion 27 made of, for example, laminated stainless steel leaf springs is attached to the end frame 22B, and the body discharged from the space formed by the outer peripheral surface of the inner form frame 10 and the tail 3A is discharged from the casting port 23B. 4 Prevents entry into the interior.

上記構成からなる妻枠装置２２は、地山２の表面及び内型枠１０の外周面によって形成される空間内にコンクリートを密実化した状態で打設する。
具体的には、コンクリートポンプ１８により打設圧力及び打設量を調整しながら、地山２の表面及び内型枠１０の外周面によって形成される空間に対してコンクリートを常に一定の圧力となるように吐出することにより密実化した状態で打設する。
つまり、本発明に係るシールド掘進機１は、掘進と覆工とを並行して行うことができる装置であって、シールド掘進機１が通過した地山２の表面には、その進行方向に沿って地山２の表面を覆う覆工コンクリート層が連続して形成される。 The wife frame device 22 having the above configuration is placed in a state where concrete is solidified in a space formed by the surface of the natural ground 2 and the outer peripheral surface of the inner mold 10.
Specifically, the concrete is always at a constant pressure with respect to the space formed by the surface of the natural ground 2 and the outer peripheral surface of the inner mold 10 while adjusting the placement pressure and the placement amount by the concrete pump 18. In this way, the ink is placed in a dense state by discharging.
That is, the shield machine 1 according to the present invention is an apparatus capable of performing excavation and lining in parallel, and the surface of the natural ground 2 through which the shield machine 1 has passed is along the traveling direction. Thus, a lining concrete layer covering the surface of the natural ground 2 is continuously formed.

図１に戻って、シールド掘進機１に対して供給されるコンクリートを生成する設備について説明する。シールド掘進機１の発進地点となる坑口Ｅの地表面Ｇには、コンクリートの管理、及び、シールド掘進機１のオペレーション管理を司る管理室５０と、管理室５０の近傍に位置するバッチャープラント６０とが併設される。
管理室５０内には、バッチャープラント６０内の制御装置１０１、及び、トンネルＴ内に設けられたシールド制御装置４１と通信手段を介して相互に接続される中央制御装置１００が設置される。ここで通信手段としては、有線，無線の種別を問わず、地表面Ｇ側に設置される中央制御装置１００及び制御装置１０１と、トンネルＴ内に設置されるシールド制御装置４１との相互通信が可能な形態であれば良く、坑内に図外の中継機器を設けてもよい。なお、管理室５０をトンネル坑内に設けてもよい。
中央制御装置１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成される記憶部１００Ａ，演算処理部１００Ｂとを有するいわゆるコンピュータであって、バッチャープラント６０に設けられる制御装置１０１、及び、トンネルＴ内のシールド制御装置４１から出力される情報に基づいて処理結果を表示画面１０２に出力，表示する。 Returning to FIG. 1, the facility for generating concrete supplied to the shield machine 1 will be described. The ground surface G of the wellhead E, which is the starting point of the shield machine 1, includes a management room 50 for managing the concrete and managing the operation of the shield machine 1, and a batcher plant 60 located in the vicinity of the management room 50. And annex.
In the management room 50, a central control device 100 connected to the control device 101 in the batcher plant 60 and the shield control device 41 provided in the tunnel T via communication means is installed. Here, as communication means, mutual communication between the central control device 100 and the control device 101 installed on the ground surface G side and the shield control device 41 installed in the tunnel T is possible regardless of the type of wired or wireless. Any form is possible, and a relay device outside the figure may be provided in the mine. In addition, you may provide the management room 50 in a tunnel mine.
The central control device 100 is a so-called computer having a storage unit 100A and an arithmetic processing unit 100B constituted by a CPU, a ROM, a RAM, etc., and a control device 101 provided in the batcher plant 60 and a tunnel T Based on the information output from the shield control device 41, the processing result is output and displayed on the display screen 102.

バッチャープラント６０は、コンクリートの材料となる骨材を貯蓄するサイロや、サイロ内の骨材を搬送するためのベルトコンベア、材料を混練するスクリューやコンクリートポンプ等を備えるコンクリート生成施設であって、中央制御装置１００からの出力に基づいてコンクリートを生成するとともに、練り上がったコンクリートの生成時間、各種の性状をコンクリートの所定単位ごとに記録し、中央制御装置１００に出力する制御装置１０１を備える。
バッチャープラント６０によって生成されたコンクリートは図外の搬送手段によって坑内へ搬送され、坑内に配備されたアジテータートラック４４によってシールド掘進機１のコンクリートポンプ１８に供給される。以下、コンクリートのトレーサビリティ管理方法について説明する。 The batcher plant 60 is a concrete generation facility equipped with a silo for storing aggregate as a concrete material, a belt conveyor for conveying the aggregate in the silo, a screw or a concrete pump for kneading the material, and the like. A control device 101 is provided that generates concrete based on the output from the central control device 100 and records the generation time and various properties of the kneaded concrete for each predetermined unit of concrete and outputs them to the central control device 100.
The concrete produced by the batcher plant 60 is conveyed into the mine by a conveying means (not shown), and is supplied to the concrete pump 18 of the shield machine 1 by an agitator truck 44 arranged in the mine. The concrete traceability management method will be described below.

図３は、トンネルＴの外に設置される中央制御装置１００及び制御装置１０１と、トンネル内に設置されるシールド制御装置４１との接続状態を示すブロック図である。
同図において制御装置１０１は、図外の記録領域にバッチャープラント６０によって順次生成されるコンクリートの生成時間及び性状情報を所定単位ごとに順次記録する。
ここで、性状情報とは、例えば、コンクリートの生成量、コンクリート配合割合、電流値等であり、所定単位のコンクリートごとにこれらの性状が対応付けて記録される。
また、本例において所定単位とは例えば１ｍ^３であって、バッチャープラント６０によって１ｍ^３のコンクリートが生成されるたびにコンクリートの生成時間及び性状情報を記録する。
制御装置１０１は、コンクリートの生成時間及び性状情報を記憶するとともに、順次、中央制御装置１００に対してコンクリートの生成時間及び性状情報が含まれるコンクリート生成データを送信する。 FIG. 3 is a block diagram showing a connection state between the central control device 100 and the control device 101 installed outside the tunnel T and the shield control device 41 installed in the tunnel.
In the figure, the control device 101 sequentially records the generation time and property information of the concrete sequentially generated by the batcher plant 60 for each predetermined unit in a recording area outside the drawing.
Here, the property information is, for example, the amount of concrete produced, the concrete blending ratio, the current value, and the like, and these properties are recorded in association with each other in a predetermined unit of concrete.
In addition, in this example, the predetermined unit is, for example, 1 m ³ , and every time 1 m ³ of concrete is generated by the batcher plant 60, the concrete generation time and property information are recorded.
The control device 101 stores the concrete generation time and property information and sequentially transmits concrete generation data including the concrete generation time and property information to the central control device 100.

中央制御装置１００は、記憶部１００Ａと演算処理部１００Ｂとを備え、制御装置１０１から順次送信される上述のコンクリート生成データ、及び、シールド制御装置４１から順次送信されるシールド掘進機１の位置データに基づいて、生成されたコンクリートの生成時間や性状、可使時間、或いは、生成されたコンクリートが将来的に打設されるであろう想定打設位置や想定作業時間等を表示画面１０２上に一覧表として表示する。 The central control device 100 includes a storage unit 100A and an arithmetic processing unit 100B, and the above-described concrete generation data sequentially transmitted from the control device 101 and the position data of the shield machine 1 sequentially transmitted from the shield control device 41. On the display screen 102, the generation time and properties of the generated concrete, the pot life, the estimated placement position where the generated concrete will be placed in the future, the estimated work time, etc. Display as a list.

シールド制御装置４１は、中央制御装置１００からの出力に基づいて、シールド掘進機１の動作全般を制御する装置であって、当該シールド制御装置４１には、シールド掘進機１の位置情報を得るためのストローク計９Ｂを始めとして、カッターヘッド１１の回転トルクを計測する図外のトルク計、打設配管２１内の打設圧力を計測する図外の打設圧力計等からの信号が出力され、出力された信号に基づいて、カッターヘッド１１の駆動機構、コンクリートの打設圧力や打設量を制御する。
また、各計測機から出力された情報は中央制御装置１００に対してデータとして送信され、シールド制御装置４１は、特にストローク計９Ｂの出力信号から生成されたシールド掘進機１の位置データを所定のストローク（例えば３００ストローク）ごとに中央制御装置１００に対して送信する。中央制御装置１００は、当該位置データが送信されるたびに、記憶手段１００Ａに格納されたコンクリート生成データを読み込み、コンクリートの生成時間及び性状情報と、シールド掘進機１の位置情報と対応させ、コンクリートの想定打設位置や想定作業時間を算出する。 The shield control device 41 is a device that controls the overall operation of the shield machine 1 based on the output from the central control device 100, and the shield control device 41 obtains position information of the shield machine 1. A signal from a torque gauge (not shown) for measuring the rotational torque of the cutter head 11, a placing pressure gauge (not shown) for measuring the placing pressure in the placing pipe 21, and the like is output. Based on the output signal, the driving mechanism of the cutter head 11, concrete placement pressure and placement amount are controlled.
The information output from each measuring machine is transmitted as data to the central controller 100, and the shield controller 41 uses the position data of the shield machine 1 generated from the output signal of the stroke meter 9B in particular as a predetermined value. It transmits with respect to the central control apparatus 100 for every stroke (for example, 300 strokes). The central control device 100 reads the concrete generation data stored in the storage means 100A each time the position data is transmitted, and associates the concrete generation time and property information with the position information of the shield machine 1 to provide concrete information. The assumed placement position and the assumed work time are calculated.

図４は、中央制御装置１００が制御装置１０１及びシールド制御装置４１から送信されたコンクリート生成データ及び位置データに基づいて表示画面１０２に出力した一覧表の一例を示す。なお、説明の簡略化のため一覧表に記載された数値は、トンネルＴの掘削工事において実際に表示された一覧とは異なる数値とする。
まず、「打設番号」とは制御装置１０１から出力されるコンクリート生成データの送信順序に対応して演算処理部１００Ｂによって順次決定される番号であって、作業者に対する視認性向上のために付される番号である。よって、必ずしも番号を付す必要はない。
「生成時間」とは、各コンクリートが練り上がった時刻であり、本例におけるバッチャープラント６０の制御装置１０１は、例えば１５分おきにコンクリートを生成し、生成が完了するたびに中央制御装置１００に対してコンクリートの生成時間及び性状情報が含まれるコンクリート生成データを送信する。
また、「生成量」とは、１ユニット当たりのコンクリートの量であり、前述のとおり本例においては１ｍ^３として設定してある。
また、「配合」とはコンクリートの配合パターンを示す数値であって、トンネルＴの掘削工事にあっては、地山の土質，地下水の量，気象条件等によって複数種類の配合パターンが設定される。
本例においては、打設番号１〜Ｎの全てが配合パターン「１」のコンクリートであることが看取できるが、配合パターンは任意である。
また、「電流値」とは、コンクリート生成時に測定されたコンクリートを練るためのミキサーの駆動に要した電流値であり、その電流の大小で間接的にコンクリートの粘性，堅さを把握することができる。
また、「可使時間」とは、コンクリートが使用可能な制限時刻を示し、演算処理部１００Ｂが各コンクリートの生成時間に対応する制限時刻を演算して「可使時間」として表示する。即ち、演算処理部１００Ｂが可使時間算出手段として機能する。
なお、本例において、「可使時間」は、「生成時間」から４時間経過後の時刻として予め設定されており、制御装置１０１から生成時間情報を含むコンクリート生成データが送信された時点で算出される。
なお、「生成時間」と「可使時間」とを必ずしも対応させる必要はなく、例えば打設番号１〜４までのコンクリートにおいて、１０：００から１０：３０までに生成されたコンクリート（打設番号１，２）の可使時間を同一の可使時間（例えば１４：００）として換算し、１０：３０以降、かつ、１１：００前までに生成されたコンクリート（打設番号３，４）の可使時間を同一の可使時間（例えば１４：３０）として換算してもよい。 FIG. 4 shows an example of a list output to the display screen 102 by the central control device 100 based on the concrete generation data and position data transmitted from the control device 101 and the shield control device 41. For simplification of explanation, the numerical values described in the list are different from those actually displayed in the tunnel T excavation work.
First, the “placement number” is a number that is sequentially determined by the arithmetic processing unit 100B corresponding to the transmission order of the concrete generation data output from the control device 101, and is assigned to improve the visibility for the worker. It is a number to be. Therefore, it is not always necessary to attach a number.
“Generation time” is the time at which each concrete is kneaded, and the control device 101 of the batcher plant 60 in this example generates concrete every 15 minutes, for example. The concrete generation data including the generation time and property information of the concrete is transmitted.
The “production amount” is the amount of concrete per unit and is set as 1 m ^{3 in} this example as described above.
In addition, “mixing” is a numerical value indicating the mixing pattern of concrete, and in the tunnel T excavation work, a plurality of types of mixing patterns are set depending on the soil quality of the natural ground, the amount of groundwater, weather conditions, and the like. .
In this example, it can be seen that all of the placement numbers 1 to N are concrete of the blending pattern “1”, but the blending pattern is arbitrary.
The “current value” is the current value required to drive the mixer for kneading the concrete measured at the time of concrete production, and it is possible to indirectly grasp the viscosity and hardness of the concrete by the magnitude of the current. it can.
“Usable time” indicates a time limit when the concrete can be used, and the arithmetic processing unit 100B calculates a time limit corresponding to the generation time of each concrete and displays it as “usable time”. That is, the arithmetic processing unit 100B functions as a usable time calculating unit.
In this example, the “pot life” is set in advance as a time after 4 hours from the “generation time”, and is calculated when concrete generation data including generation time information is transmitted from the control device 101. Is done.
In addition, it is not always necessary to make “generation time” and “pot life” correspond to each other. For example, in concrete having placement numbers 1 to 4, concrete generated from 10:00 to 10:30 (placement number) 1, 2) is converted into the same pot life (for example, 14:00), and the concrete (placement number 3, 4) generated after 10:30 and before 11:00 The pot life may be converted as the same pot life (for example, 14:30).

「打設時掘削リング」とは、シールドジャッキ９のストローク量を基準として、シールド掘進機１の現在の位置情報を示す値であり、シールドジャッキ９よりも後方に位置する妻枠２２Ｂからコンクリートが吐出される時点のシールドジャッキ９の先端面９Ａの位置を示す。
本例においては、例えば打設番号１のコンクリートが生成されたときにシールドジャッキ９の先端面９Ａは、１０１リング目の前端面に位置し、かつ、ストローク量が「０」であることが看取できる。また、本例においては、１リングの延長方向長さは、１２００ｍｍとして設定され、シールド掘進機１が１リング分進行するのに掛かる時間は１時間である。 The “drilling ring at the time of placing” is a value indicating the current position information of the shield machine 1 on the basis of the stroke amount of the shield jack 9, and the concrete is removed from the wife frame 22 </ b> B located behind the shield jack 9. The position of the front end surface 9A of the shield jack 9 at the time of discharge is shown.
In this example, for example, when the concrete of placement number 1 is generated, the tip surface 9A of the shield jack 9 is located at the front end surface of the 101st ring and the stroke amount is “0”. I can take it. In this example, the length in the extension direction of one ring is set to 1200 mm, and the time required for the shield machine 1 to travel for one ring is one hour.

「想定打設位置」とは、シールド掘進機１の掘進と並行して前述の掘削機構５によって打設されるコンクリートの想定位置を示す。
「想定打設位置」は、演算処理部１００Ｂによって、前述の「打設時掘削リング」即ち、シールドジャッキ９の先端面９Ａの位置情報（掘進情報）から算出される。即ち、演算処理部１００Ｂが、想定打設位置設定手段として機能する。
以下、「打設時掘削リング」と「想定打設位置」との関係を図２を用いて説明する。 The “assumed placement position” indicates an assumed position of concrete placed by the excavation mechanism 5 in parallel with the excavation of the shield machine 1.
The “assumed placement position” is calculated from the above-described “drilling ring during placement”, that is, position information (digging information) of the tip surface 9A of the shield jack 9 by the arithmetic processing unit 100B. That is, the arithmetic processing unit 100B functions as an assumed placement position setting unit.
Hereinafter, the relationship between the “drilling ring for placement” and the “assumed placement position” will be described with reference to FIG.

同図において、シールドジャッキ９の先端面９Ａは坑口Ｅから数えて１０１番目の内型枠１０（Ｒ１０１）の前端面と当接する。そして、当該状態におけるシールドジャッキ９のストローク量は０であり、この状態からシールドジャッキ９を徐々にストロークさせることにより１０２番目の内型枠１０（Ｒ１０２）を掘削する直前の状態である。
この状態において、妻枠２２Ｂの打設口２３Ｂは、シールドジャッキ９の先端面９Ａよりも２リング分後方に位置する。従って、演算処理部１００Ｂは、ストローク計９Ｂからの出力に基づいてシールド制御装置４１によって生成される「打設時掘削リング」の位置データに基づいて「想定打設位置」を算出する。
つまり、シールドジャッキ９の先端面９ＡがＲ１０１の前端面に当接する場合の「想定打設位置」は、先端面９Ａよりも２リング分後側のＲ１００の後端部、かつ、ストローク量０の位置として算出される。また、「想定打設位置」は、シールド掘進機１が掘進するごとに延長される圧送管１９の長さや、既に生成が完了し、圧送管１９や打設配管２１内に存在するコンクリートの量に応じて補正，調整される。
なお、「想定打設位置」のストローク量とは、シールド掘進機１の掘進に連動して収縮する妻枠ジャッキ２２Ａの収縮量であって、妻枠ジャッキ２２Ａの収縮はシールドジャッキ９の伸長と略連動するため、誤差を考慮しないことを条件としてシールドジャッキ９及び妻枠ジャッキ２２Ａのストローク量は同一の値となる。また、シールドジャッキ９と妻枠ジャッキ２２Ａのズレ量は、シールド掘進機１に固有の値であり、使用する掘進機に変更がない限りズレ量が変化することはない。 In the figure, the front end surface 9A of the shield jack 9 contacts the front end surface of the 101st inner mold 10 (R101) counted from the wellhead E. The stroke amount of the shield jack 9 in this state is 0, and is a state immediately before excavating the 102nd inner mold 10 (R102) by gradually stroke the shield jack 9 from this state.
In this state, the placement opening 23B of the end frame 22B is located behind the front end surface 9A of the shield jack 9 by two rings. Therefore, the arithmetic processing unit 100B calculates the “assumed placement position” based on the position data of the “excavation ring at the time of placement” generated by the shield control device 41 based on the output from the stroke meter 9B.
That is, the “assumed placement position” when the front end surface 9A of the shield jack 9 abuts on the front end surface of R101 is the rear end portion of R100 that is two rings behind the front end surface 9A and the stroke amount is 0. Calculated as a position. The “assumed placement position” refers to the length of the pressure feed pipe 19 that is extended each time the shield machine 1 excavates, and the amount of concrete that has already been generated and exists in the pressure feed pipe 19 and the placement pipe 21. It is corrected and adjusted according to
The stroke amount of the “assumed placement position” is the contraction amount of the wife frame jack 22A that contracts in conjunction with the excavation of the shield machine 1, and the contraction of the wife frame jack 22A corresponds to the expansion of the shield jack 9. Since they are substantially linked, the stroke amounts of the shield jack 9 and the end frame jack 22A have the same value on condition that the error is not taken into consideration. Moreover, the deviation | shift amount of the shield jack 9 and the wife frame jack 22A is a value intrinsic | native to the shield machine 1, and a deviation | shift amount does not change unless the excavator to be used is changed.

図４に戻り、「想定作業時間」とはバッチャープラント６０によって生成されたコンクリートが打設想定位置に打設されるまでの作業完了予定時間であり、演算処理部１００Ｂにより、予め規定されるシールド掘進機１の単位時間当たりの掘進距離（掘進性能）、及び、バッチャープラント６０からアジテータートラック４４への搬送時間、コンクリート１７がコンクリートポンプ１８から打設配管２１、打設配管２３を経て打設口２３Ｂから吐出されるまでの時間から算出される。即ち、演算処理部１００Ｂは、作業完了時間算出手段として機能する。
「余裕時間」とは、演算処理部１００Ｂにより、コンクリートの「可使時間」と「想定作業時間」とから算出される可使時間に達するまでの残り時間であって、「可使時間」から「想定作業時間」を減じることにより算出される。即ち、演算処理部１００Ｂは、余裕時間算出手段として機能する。 Returning to FIG. 4, the “assumed work time” is a work completion estimated time until the concrete generated by the batcher plant 60 is placed at the assumed placement position, and is defined in advance by the arithmetic processing unit 100B. The digging distance (digging performance) per unit time of the shield machine 1 and the conveyance time from the batcher plant 60 to the agitator truck 44, the concrete 17 is driven from the concrete pump 18 through the placement pipe 21 and the placement pipe 23. It is calculated from the time until ejection from the opening 23B. That is, the arithmetic processing unit 100B functions as a work completion time calculation unit.
The “margin time” is the remaining time until the usable time calculated from the “usable time” and “assumed work time” of the concrete by the arithmetic processing unit 100B. Calculated by subtracting “assumed work time”. That is, the arithmetic processing unit 100B functions as a margin time calculating unit.

図５は、中央制御装置１００による処理のフローチャートを示す。
中央制御装置１００は、Ｓ１００においてシールド掘進機１の掘進が開始されたかを判定する。当該判定は、中央制御装置１００に接続された図外の入力手段から作業者により掘進開始の操作が行われたか否かにより行われる。判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０１に移行し、ＮＯの場合Ｓ１００をループする。
中央制御装置１００は、Ｓ１０１においてシールド制御装置４１から位置データを受信したかを判定する。当該位置データは、前述のとおりシールドジャッキ９のストローク量が所定のストローク量に達するたびに逐次送信されるデータである。判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０２に移行し、ＮＯの場合、受信待ちの状態となりＳ１０１をループする。
中央制御装置１００は、Ｓ１０２において記憶部１００Ａにコンクリート生成データが格納されているかを判定する。判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０３に移行し、ＮＯの場合、受信待ちの状態となりＳ１０２をループする。
なお、Ｓ１０１において位置データを受信し、かつ、Ｓ１０２においてコンクリート生成データが存在しないという状態は、シールド掘進機１の進行に対応する十分な量のコンクリートが生成されていないという状態であるので、中央制御装置１００はバッチャープラント６０の制御装置１０１に対してコンクリートの生成指示信号を出力する。
中央制御装置１００は、Ｓ１０３において、Ｓ１０１において受信したシールド掘進機１の位置データと、記憶部１００Ａに格納されたコンクリート生成データのうち最も早く記憶されたコンクリート生成データを抽出し、生成されたコンクリートと想定打設位置及び余裕時間等を対応付け、Ｓ１０４に移行する。
中央制御装置１００は、Ｓ１０４において、Ｓ１０３にて算出された余裕時間と、予め設定された規定時間とを比較し、余裕時間が規定時間よりも長いときはＳ１０５に移行し、短いときはＳ１０６に移行する。
ここで、規定時間とは余裕時間の閾値であって、打設想定位置の誤差、打設想定位置から算出される想定作業時間の誤差を考慮して設定される。例えば規定時間を３０分として設定した場合、余裕時間が３０分よりも長ければ打設作業完了までに十分な時間が確保されているものとみなしてＳ１０５に移行し、余裕時間が３０分よりも短ければ打設作業完了までに十分な時間が確保されていないものとみなしてＳ１０６に移行する。
なお、閾値としての規定時間を設定せずに、余裕時間が「０」又は負の値となったときにＳ１０６に移行するものとしてもよい。 FIG. 5 shows a flowchart of processing by the central controller 100.
The central controller 100 determines whether or not the shield machine 1 has been started in S100. This determination is made based on whether or not the operator has started an excavation start operation from an input unit (not shown) connected to the central control device 100. When the determination is YES, the process proceeds to S101, and when the determination is NO, S100 is looped.
The central controller 100 determines whether position data has been received from the shield controller 41 in S101. The position data is data that is sequentially transmitted every time the stroke amount of the shield jack 9 reaches a predetermined stroke amount as described above. If the determination is YES, the process proceeds to S102. If the determination is NO, the process waits for reception and loops S101.
The central controller 100 determines whether concrete generation data is stored in the storage unit 100A in S102. If the determination is YES, the process proceeds to S103. If the determination is NO, the process waits for reception and loops S102.
It should be noted that the state in which the position data is received in S101 and the concrete generation data does not exist in S102 is a state in which a sufficient amount of concrete corresponding to the progress of the shield machine 1 has not been generated. The control device 100 outputs a concrete generation instruction signal to the control device 101 of the batcher plant 60.
In S103, the central controller 100 extracts the position data of the shield machine 1 received in S101 and the concrete generation data stored earliest among the concrete generation data stored in the storage unit 100A, and generates the generated concrete. And the assumed placement position and margin time are associated with each other, and the process proceeds to S104.
In S104, central controller 100 compares the allowance time calculated in S103 with a preset specified time, and proceeds to S105 if the allowance time is longer than the specified time, and to S106 if the allowance time is shorter. Transition.
Here, the specified time is a margin time threshold, and is set in consideration of an error in the assumed placement position and an error in the assumed work time calculated from the assumed placement position. For example, when the specified time is set as 30 minutes, if the allowance time is longer than 30 minutes, it is assumed that sufficient time is ensured until the placement operation is completed, and the process proceeds to S105, and the allowance time is longer than 30 minutes. If it is shorter, it is considered that sufficient time has not been secured until the placement operation is completed, and the process proceeds to S106.
Note that, instead of setting the specified time as the threshold value, the process may proceed to S106 when the margin time becomes “0” or a negative value.

中央制御装置１００は、Ｓ１０５において図４に示すように、一つのコンクリートに対する打設番号から余裕時間までの各項目を表示し、Ｓ１０１にループする。
以上、Ｓ１０１からＳ１０５までの処理が、シールド制御装置４１から位置データが送信されるたびに、即ち、シールド掘進機１が進行するたびに繰り返されることにより、コンクリートの生成時間、性状情報及び打設位置とを常に対応させることが可能となり、図４に示すように、例えば打設番号１番からＮ番にわたってトンネルＴ内に打設されるコンクリートの性状及び位置情報を容易に記録、確認することができる。つまり、コンクリートのトレーサビリティを確保できる。 As shown in FIG. 4 in S105, the central control apparatus 100 displays each item from a placement number to a margin time for one concrete and loops to S101.
As described above, the processing from S101 to S105 is repeated each time position data is transmitted from the shield control device 41, that is, every time the shield machine 1 travels, thereby generating concrete generation time, property information, and placing. It becomes possible to always correspond to the position, and as shown in FIG. 4, for example, the properties and position information of the concrete placed in the tunnel T from the placement number 1 to the number N can be easily recorded and confirmed. Can do. In other words, concrete traceability can be secured.

中央制御装置１００は、Ｓ１０６においてコンクリート排出処理を実行し、一回の処理を終了する。以下、コンクリート排出処理について説明する。コンクリートの排出処理は、前述のＳ１０４で説明したように、余裕時間が規定時間を下回った場合や、余裕時間が「０」又は負の値となった場合に実行される処理動作である。
当該処理動作が実行される場合としては、シールド掘進機１の進行が何らかの事情により中断し、中断が継続している間に既に生成されたコンクリートの可使時間が経過してしまうような場合が想定される。
上記のような場合において中央制御装置１００は、Ｓ１０６においてシールド制御装置４１に対して排出処理信号を出力する。シールド制御装置４１は、排出処理信号が入力されたことに基づいてシールド掘進機１の進行を停止するとともに、三方バルブ２５を排出配管２６側へ切り替え、可使時間が経過したコンクリートを排出するのに必要な時間コンクリートポンプ１８を駆動する。
コンクリートポンプ１８の駆動により、打設配管２１、打設配管２３を経て供給されるコンクリートは、排出配管２６及びコンクリート排出用配管２８を経由してシールド掘進機１の外へ排出される。
シールド制御装置４１は、可使時間が経過したコンクリートの排出動作終了後に、中央制御装置１００に対して排出終了信号を出力する。中央制御装置１００は、排出終了信号の入力に基づいてバッチャープラント６０の制御装置１０１に対してコンクリートの生成指示信号を出力しバッチャープラント６０によって新たなコンクリートが生成される。
そして、中央制御装置１００は、新たなコンクリートを生成するのに必要な時間が経過したときに、シールド制御装置４１に対して掘進再開信号を出力し、シールド掘進機１の掘進を再開させる。
以上説明したように、上記排出処理においては、シールド制御装置４１側から位置データが送信された時点で可使時間が経過したコンクリートが存在する場合に、当該コンクリートを排出する動作を実行するため、シールド掘進機１の進行が何らかの原因によって停止又は遅延したような場合であっても、停止又は遅延中に可使時間が経過して品質が劣化したコンクリートを打設するようなことがなく、トンネルＴ完成後の強度不足等の品質低下を確実に防止することができる。 The central controller 100 executes the concrete discharging process in S106 and ends one process. Hereinafter, the concrete discharge process will be described. As described in S104 above, the concrete discharging process is a processing operation executed when the margin time is less than the specified time, or when the margin time is “0” or a negative value.
As the case where the processing operation is executed, the progress of the shield machine 1 may be interrupted for some reason, and the pot life of the concrete already generated may elapse while the interruption continues. is assumed.
In such a case, the central controller 100 outputs a discharge processing signal to the shield controller 41 in S106. The shield control device 41 stops the progress of the shield machine 1 based on the input of the discharge processing signal, switches the three-way valve 25 to the discharge pipe 26 side, and discharges the concrete whose usable time has elapsed. The concrete pump 18 is driven for a time required for the operation.
By driving the concrete pump 18, the concrete supplied through the placement pipe 21 and the placement pipe 23 is discharged out of the shield machine 1 through the discharge pipe 26 and the concrete discharge pipe 28.
The shield control device 41 outputs a discharge end signal to the central control device 100 after completion of the concrete discharging operation after the pot life has elapsed. The central controller 100 outputs a concrete generation instruction signal to the controller 101 of the batcher plant 60 based on the input of the discharge end signal, and new concrete is generated by the batcher plant 60.
Then, when the time necessary for generating new concrete has elapsed, the central control device 100 outputs an excavation restart signal to the shield control device 41 and resumes the excavation of the shield machine 1.
As described above, in the above discharge process, in order to execute the operation of discharging the concrete when there is concrete whose usable time has elapsed at the time when the position data is transmitted from the shield control device 41 side, Even if the progress of the shield machine 1 is stopped or delayed due to some reason, the tunnel will not be cast with concrete whose quality has deteriorated due to the lapse of pot life during the stop or delay. Quality degradation such as insufficient strength after completion of T can be reliably prevented.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されるものではない。特に、上記実施形態においては、掘削と覆工とを並行して行うシールド掘進機１を例として説明したが、これに限られるものではなくコンクリートを打設して地山に覆工コンクリートを形成する掘進機であれば本発明を適用可能である。
また、上記実施の形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the said embodiment. In particular, in the above-described embodiment, the shield machine 1 that performs excavation and lining in parallel has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and concrete is placed to form lining concrete on a natural ground. The present invention can be applied to any excavator.
It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment, and it is possible to include such modifications and improvements in the technical scope of the present invention. It is clear from the description of the range.

１シールド掘進機、２地山、３スキンプレート、４胴体、５掘削機構、
６打設機構、７隔壁、８回転軸、９シールドジャッキ、１０内型枠、
１１カッターヘッド、１３チャンバ、１４スクリューコンベア、１５排泥管、
１７コンクリート、１８コンクリートポンプ、１９圧送管、２１打設配管、
２２妻枠装置、２２Ａ妻枠ジャッキ、２２Ｂ妻枠、２３打設配管、
２５三方バルブ、２６排出配管、２８コンクリート排出用配管、
４１シールド制御装置、６０バッチャープラント、
１００中央制御装置、１０１制御装置。 1 shield machine, 2 ground, 3 skin plate, 4 fuselage, 5 excavation mechanism,
6 Placing mechanism, 7 Bulkhead, 8 Rotating shaft, 9 Shield jack, 10 Inner formwork,
11 cutter head, 13 chamber, 14 screw conveyor, 15 drainage pipe,
17 concrete, 18 concrete pump, 19 pressure feed pipe, 21 casting pipe,
22 wife frame device, 22A wife frame jack, 22B wife frame, 23 placement piping,
25 Three-way valve, 26 discharge pipe, 28 concrete discharge pipe,
41 shield controller, 60 batcher plant,
100 Central control device, 101 Control device.

Claims

コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートをシールドジャッキの伸長によって漸進するトンネル掘進装置に供給し、
前記トンネル掘進後の地山の表面に前記コンクリートを覆工するトンネル掘進工法におけるコンクリートのトレーサビリティ管理方法であって、
前記コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートの生成時間及び性状情報をコンクリート生成のたびに順次記憶し、
前記コンクリートの生成時間及び性状情報を前記トンネル掘進装置側から前記シールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出される前記コンクリートの想定打設位置と対応させて記憶することを特徴とするトレーサビリティ管理方法。 Supply the concrete produced by the concrete production facility to the tunnel excavation equipment that advances by the extension of the shield jack ,
A traceability management method of the concrete in tunnel boring method of lining the concrete surface of the natural ground after the tunnel excavation,
The concrete generation time and property information generated by the concrete production facility are sequentially stored every time the concrete is generated,
The generation time and property information of the concrete are stored in association with the assumed placement position of the concrete calculated based on the position information output for each predetermined stroke of the shield jack from the tunnel digging device side. Traceability management method.

前記コンクリートの生成時間に基づいて算出されるコンクリートの可使時間と、
前記トンネル掘進装置側から前記シールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出される前記生成されたコンクリートが前記想定打設位置に打設されるまでの作業完了時間とに基づいて可使時間に達するまでの余裕時間を算出し、
前記余裕時間に基づいて、前記コンクリートを打設することなく前記トンネル掘進装置から排出することを特徴とする請求項１に記載のトレーサビリティ管理方法。 Concrete pot life calculated based on the concrete generation time;
Based on the work completion time until the generated concrete is placed at the assumed placement position, which is calculated based on the position information output for each predetermined stroke of the shield jack from the tunnel excavation device side. Calculate the time to reach the pot life,
2. The traceability management method according to claim 1 , wherein the concrete is discharged from the tunnel excavation apparatus based on the margin time without being placed.

コンクリート製造設備によって生成されたコンクリートをシールドジャッキの伸長によって漸進するトンネル掘進装置に供給し、
前記トンネル掘進後の地山の表面に前記コンクリートを覆工するトンネル掘進工法におけるコンクリートのトレーサビリティ管理装置であって、
生成されたコンクリートの生成時間及び性状情報をコンクリート生成のたびに順次記憶するコンクリート側制御装置と、
前記トンネル掘進装置の位置情報を中央制御装置に出力する掘進機側制御装置とを備え、
前記中央制御装置が、前記コンクリート側制御装置及び前記掘進機側制御装置と通信手段を介して相互に接続され、前記コンクリート側制御装置から順次出力されるコンクリートの生成時間及び性状情報と前記掘進機側制御装置から前記シールドジャッキの所定ストロークごとに出力される位置情報に基づいて算出される前記コンクリートの想定打設位置とを対応させて記憶することを特徴とするトレーサビリティ管理装置。 Supply the concrete produced by the concrete production facility to the tunnel excavation equipment that advances by the extension of the shield jack ,
A traceability management apparatus of the concrete in tunnel boring method of lining the concrete surface of the natural ground after the tunnel excavation,
A concrete-side control device for sequentially storing generation time and property information of the generated concrete every time the concrete is generated;
An excavator-side controller that outputs position information of the tunnel excavator to a central controller;
The central control device is connected to the concrete side control device and the excavator side control device through communication means, and the concrete generation time and property information sequentially output from the concrete side control device and the excavator The traceability management device according to claim 1, wherein the assumed placement position of the concrete calculated based on the position information output for each predetermined stroke of the shield jack is stored in association with the side control device.

前記中央制御装置は、前記コンクリートの生成時間に基づいてコンクリートの可使時間を算出する可使時間算出手段と、
前記掘進機側制御装置から前記シールドジャッキの所定ストロークごとに送信される位置情報に基づいて算出される前記生成されたコンクリートが前記想定打設位置に打設されるまでの作業完了時間を算出する作業完了時間算出手段と、
前記可使時間と作業完了時間とに基づいて可使時間に達するまでの余裕時間を算出する余裕時間算出手段とを備え、
前記余裕時間に基づいて前記コンクリートを打設することなくトンネル掘進装置から排出することを特徴とする請求項３に記載のトレーサビリティ管理装置。 The central control device is a pot life calculation means for calculating a pot life of concrete based on the generation time of the concrete;
Calculate a work completion time until the generated concrete is placed at the assumed placement position, which is calculated based on the position information transmitted from the excavator side control device for each predetermined stroke of the shield jack. Work completion time calculating means,
A margin time calculating means for calculating a margin time until reaching the pot life based on the pot life and the work completion time;
The traceability management device according to claim 3, wherein the concrete is discharged from the tunnel excavation device without being placed based on the margin time.