佐藤　弘弥

シールド蛇行修正アルゴリズムによるセグメント割付け結果と実績値の比較と検討

杉本　光隆

シールド機を用いて地下にトンネルを構築するシールド工法は，開削工法と比較して地表に与える影響が少なく，都市部に適した工法である．シールド機はトンネルの使用目的，立地条件，地盤条件などを考慮して事前に決められた計画線形に沿って掘進する．しかし，実際の現場ではシールド機が蛇行して計画線形を逸脱することがある．この場合，シールド機の蛇行を修正し，計画線形に復帰させなければならない．
従来の方法では，計画線形との水平，鉛直方向の偏差が小さくなるように，シールド機を押すジャッキを調整し，蛇行を修正していた．しかし，その方法は単位長さ当たり左右どちらの向きにどの位掘進するのか決めるだけの大雑把なもので，シールド機の位置は修正できるが，方向までは修正することができない．したがって，シールド機が計画線形に復帰したとしても，再び蛇行を繰り返すことになる．そこで開発されたのが「蛇行修正アルゴリズム」である．シールド機の位置と方向を基にした幾何学的条件から修正線形を設定し，それに沿って掘進することで蛇行を修正する．この方法ではマシンの位置と方向の両方を修正でき，より精度の高い施工が可能になる.
既往研究では、修正始点と修正終点間の修正線形を作成する蛇行修正アルゴリズムを作成し、それに伴うセグメントの割付方法を定義した。そこでこの方法を、実現場に適用して得られた、水平鉛直それぞれの計画線形に対する偏差から、本蛇行修正アルゴリズムが現場においても有効であることが確認された。しかし一方、セグメント割付けについては、偏差が許容値以下になっているが、シールドトンネルの距離が増加するほど偏差が蓄積することが確認された。そこで片テーパーセグメントの設置方向の検討とトンネル全体の累積偏差を考慮したセグメント種類の再配置を行うことにより、より偏差の少ない蛇行修正ができることを確認した。