新着情报 推进管全体に作用する推力を可视化するシステムを开発 缓衝材の圧缩量を推力に换算して任意位置の推力を推定
2025/03/28
含羞草传媒（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、（株）共和電業（本社：東京都調布市、社長：田中 義一）の協力を得て、上下水道や電気?ガスなどの管路を地下に敷設する推進工事において、推進管の推力伝達の様子を可視化するシステム（以下、本システム）」を開発しました。
本システムは、推进工事の中でも主に长距离施工、曲线施工といった推力が上昇しやすい条件の工事を対象としています。推进管と推进管の间には一般的に缓衝材（推力伝达材）と呼ばれる材料を贴り付けます。また、缓衝材は推力により応力-ひずみの関係に従って圧缩されます。その特性を利用して、圧缩量を推进管内に设置した変位计を用いて计测することにより、计测地点に作用している推力を推定することができます。この计测を推进管内の复数地点で実施すると、地山と推进管の间に発生する周面摩擦力からの推力の减衰具合が把握できるため、周面摩擦力増大时の対策を実施すべき范囲の绞り込みができるようになり、対策工の高効率化、コストの削减が図れます。実証施工では、推进管内の2箇所に変位计を设置し、缓衝材の圧缩量の计测値から推力を推定することで、各区间の周面摩擦力を推定できることを确认しました（図-1）。
开発の背景
近年、土地利用の制限などの要因により、推进工事の长距离施工や曲线施工の事例が増加しています。このような条件では推进管の周面摩擦力が増加しやすいため、推进に必要な推力が高くなります。しかし、局所的な要因で周面摩擦力が増加した场合、これまではその场所の特定が困难であったため、周面摩擦力低减対策を満遍なく行う必要がありました。そこで、当社は推进管内の复数地点でその场の推力を把握し、元押しジャッキから推进机までの推力の伝达状况を可视化するシステムを开発することにより、前述の対策を効率的に行うことを可能としました。
本システムの概要
推进が始まり元押しジャッキからの推力が推进管を伝达していくと、推进管と推进管の间の缓衝材が推力により圧缩されます。その圧缩量を変位计により复数地点で计测し、推力に换算することで周面摩擦力による推力の减衰具合を把握することができます。これにより、周面摩擦力が大きな区间を绞り込み、周面摩擦力低减対策を効率的に実施できます。
また、本システムでは各计测値を数秒间隔で计测しており、推进开始后、発进坑口に近い缓衝材から顺に圧缩されていくことが、これまでの実証施工でわかっています。この事象を利用すると、元押しジャッキからの推力が推进机まで伝达されるために必要な时间を推定することができます。これにより推进开始时に、推进机に推力が伝达したベストなタイミングでカッターを回転させることができ、地山への影响を抑えた推进も可能になります。
本システムの特长
本システムの特长は下記の通りです。
- 1局所的な周面摩擦力増大箇所を绞り込むことができるため、効率的な周面摩擦力低减対策が可能となり、施工手间や滑剤使用量の低减といった低コスト化を図れます。
- 2実際に推進管に作用している推力を推定できるため、推進管の許容耐力と照らし合わせることで推進管の破損を予防することが可能で、品质が向上します。
- 3システムの构成としては、管内に固定する変位计や坑口部に设置する各计测器の计测データを集约?処理して表示するのみであるため、设置の手间を少なくできます。
リアルタイム表示用ソフトの开発
前述の推进机に推力が伝达したベストなタイミングでカッターを回転させるためには、変位计测値のリアルタイム処理?表示が不可欠です。そこで、管内の変位计设置位置まで推力が伝达したことを视覚的にわかりやすく表示することと、変位计の计测结果をリアルタイムに推力へ换算し表示することを目的に、新たに表示用ソフトを开発しました（図-2）。推力が伝达したと判断した场合に该当箇所を赤く表示する机能や、変位计测値から推力にリアルタイムに换算し表示する机能を备えています。
今后の予定
当社は今後、長距離、曲線施工が課題となっている推進工事現場を主軸に現場適用を進め、本システムの確立を目指すとともに、推進工事の品质向上に貢献していきます。