JP2000145396A - シールドセグメントのリングケーブル挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネル覆工用プレキャストコンクリートセグ
メントの円周方向にプレストレスを導入するためのＰＣ
ケーブルを挿入する、コンパクトで自動連続挿入可能な
装置を提供する。 【解決手段】リングケーブル挿入装置１０は、構築済み
トンネルの内壁に沿って設けたスライド架台と、スライ
ド架台に取付けられ緊張線材を挿通して長手方向に送る
中空油圧ジャッキと、緊張線材４０を挿通しセグメント
１００の緊張線材挿入孔３３にのぞむガイド管３０とか
ら構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル覆工用プ
レキャストコンクリートセグメントの円周方向にプレス
トレスを導入するためのＰＣケーブルを挿入する場合に
使用するシールドセグメントのリングケーブル挿入装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路・鉄道などの山岳トンネルで
は、トンネル覆工として掘削トンネルの内部に支保工を
組み場所打ちコンクリートで巻き立てる方法が取られて
きたが、近年、トンネル軸方向に輪切りし、更に円周方
向に分割した曲面パネル状のセグメントを、トンネル掘
削に引き続いて組み立て、円形断面を形成し、パネル外
側と掘削地山との間に裏込めのコンクリートを充填し
て、トンネルを掘進する方法が行われている。この方法
は支保工を必要としないことや、高度な機械化による全
断面掘削が可能となることなど利点が多く一般的な方法
となっている。この利点を生かして、山岳に限らず、都
市の上下水道、地下鉄、地下道、電気、ガス、またはそ
れらの複合トンネルの構築にこのような工法が採用され
ている。

【０００３】この技術は、長手方向に１．０〜３．０ｍ
に輪切りにし、更に円周方向に複数分割したセグメント
を用い、シールド掘削機後方で自動組立機（エレクタ）
を使用してセグメントをリング状に組立て、接続前進す
る技術である。このセグメントの自動組立機は完全自動
化されており、非常に効率的にトンネルを構築すること
が可能となった。

【０００４】ここに用いられるセグメントには、鋼製、
鋼殻コンクリート製、プレキャストコンクリート製など
があり、またその形状も単に矩形の曲面パネルから、変
形多角形の曲面パネルなど種々工夫されたものが用いら
れている。

【０００５】このセグメントで形成したリングは単に円
筒状空間を確保するだけでなく、トンネルに作用する外
力、例えば土圧や、不同沈下による曲げモーメント、ま
た用途によっては内圧などに対して抵抗することや止水
性を確保することが要求される。

【０００６】従来、セグメント同士の接続は、隣接接合
面をボルトで縫い付けたり、接続用金具、ＰＣ鋼棒、ま
たはそれらの組み合わせなどによって行われている。ボ
ルトや金具で接続したものは、トンネル軸方向及び円周
方向の力の伝達の連続性が弱いなどの問題がある。特に
水管トンネルのように内圧による周張力が発生する場合
には、円周方向にＰＣケーブルを挿入し、プレストレス
を付与して周張力に抵抗させることも行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この円周方向ケーブル
の挿入は、トンネルの半径が小さいことと、ＰＣ鋼材の
剛性が大きいことなどから挿入時の摩擦抵抗が大きく、
挿入に困難性があるという問題があった。

【０００８】本発明はトンネルの掘削及び排土、セグメ
ントの搬入・組立などの作業に支障を生ずることなく、
これらの作業空間を十分に確保することができるよう
に、装置がコンパクトで、比較的太径のＰＣストランド
でも短時間で円滑に挿入可能で且つ自動化と省力化を図
ることが可能な装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、構築済みトン
ネルの内壁に沿って設けたスライド架台と、スライド架
台に取付けられ緊張線材を挿通して長手方向に送る中空
形油圧ジャッキと、緊張線材を挿通しセグメントの緊張
線材挿入孔にのぞむガイド管とから成ることを特徴とす
るシールドセグメントのリングケーブル挿入装置であ
る。

【００１０】本発明の装置は、構築済みトンネル内の側
壁に複数の固定金具をトンネル軸方向に並べて取付け、
固定金具間に亘ってスライド架台を装架し、このスライ
ド架台上に中空形油圧ジャッキを装着している。中空形
油圧ジャッキ内を貫通して緊張線材を挿通し、ラムを伸
縮して中空ジャッキで緊張線材を長手方向に送りガイド
管と通して緊張線材をセグメントの円周方向緊張線材挿
通孔に挿入する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。

【００１２】図２は、本発明のリングケーブル挿入装置
１０を使用するシールドセグメント１００を用いたシー
ルドトンネルの説明概念図である。

【００１３】地上から縦坑５０を開削し、地上５１から
その縦坑５０内に掘削機やエレクタを装入し、トンネル
掘進とセグメントを組立を繰り返しながら地山５２を掘
削しトンネルを掘進方向５３の方向に延伸する。ここで
は、トンネル掘削機、排土手段、セグメントエレクタな
どは公知のものを使用すればよいので、図示、説明は省
略する。

【００１４】本発明のリングケーブル挿入装置１０は、
トンネル断面内のセグメント１００の側壁に工程の進行
にあわせ移動可能に取付け、地上においた線材コイル架
台６０から緊張線材４０を供給し、セグメント１００の
円周方向装通孔１１０に挿入する。

【００１５】図１はトンネルの断面図で、本発明のリン
グケーブル挿入装置１０は、コンパクトにトンネル内壁
に沿って構成されているので、トンネルの掘削、廃土及
びセグメントの搬入などの並行作業に支障を及ぼすこと
は少ない。

【００１６】緊張線材４０の挿入はリング一周分づつと
し、ガイド管３０を通ってガイド管接続部３１からセグ
メントの挿入孔３３に矢印３２で示すように推進挿入さ
れる。例えばトンネルの底部に設けた挿入孔３３から円
周方向挿通孔１１０内に挿入し、対向する反対側３４か
ら緊張線材４０の先端がでてきたら所定の緊張作業余長
を確保し切断して公知の方法でプレストレスを導入す
る。

【００１７】図３はリングケーブル挿入装置１０の側面
図で、セグメント壁面に取り付けたブラケット（固定金
具）１８、ブラケット間に装架したスライドビーム１７
からなるスライド架台１６、スライドビーム１７に装着
した中空形油圧ジャッキ（シリンダ）１１、ラム１３の
先端に固着した線材を掴持するチャック１４、セグメン
トの線材挿通孔に線材をガイドするガイド管３０から構
成される。１２は油圧ホースである。矢印１５は進行方
向である。

【００１８】緊張線材４０はチャック１４によって掴持
され、中空形油圧シリンダ１１内の中空孔、ガイド管３
０内を貫通してセグメントの線材挿通孔３３（図１参
照）までガイドされるので、可撓性のある線材の座屈や
あばれを拘束することができ、円滑に円周方向挿通孔１
１０内に挿入することができる。

【００１９】一円周分の緊張線材の挿入には、数回のジ
ャッキストロークの盛替えが必要となるので、図示省略
してあるが電動油圧ポンプに公知のシーケンサを組み込
むことによって、自動的にかつ連続的に挿入が可能とな
っている。

【００２０】図４〜図６は本発明装置で図４は使用する
中空形油圧ジャッキ１１の断面図で、油圧ジャッキ１１
は緊張線材の引込みに先立ちラム１３を最大ストローク
まで伸張し、緊張線材４０をチャックで掴持し、ラム１
３を引込む（短縮する）ことによって緊張線材４０を前
方に送る構造となっている。

【００２１】図５はチャック１４の緊張線材引込み時
（ラム短縮時）の詳細図で、ラム１３の先端にチャック
ケース１４１が取り付けられ、その内部にスリーブ１４
２がコマ１４５で前後に動かないように内装され、更に
スリーブ１４２内には緊張線材４０を囲んでウエッジ
（くさび）１４３が内装されている。ウエッジ１４３の
頭部はスプリング１４４によって付勢され、緊張線材４
０を掴時している。この時チャック１４は緊張線材４０
と同じ方向（矢印１４６）に移動する。

【００２２】これは、ウエッジ１４３が文字通り楔形を
していることによる作用で、ウエッジ１４３の内面と緊
張線材４０の表面の摩擦をスプリング１４４の付勢力で
介助することで得られる。

【００２３】図６は緊張線材４０をリリースし、ラム１
３を最大ストロークまで伸張するときの詳細図である。
図６では、盛替えのためにラム１３を伸張する場合で、
ウエッジ１４３の付勢が解かれウエッジ１４３は緊張線
材４０を掴時することはなく緊張線材４０の表面を滑り
ながらラム１３の伸張にあわせチャック１４が矢印１４
７の方向に移動する。

【００２４】図７は、図２のＡ−Ａ矢視図でスライド架
台１６の正面図である。セグメントの側壁に取付ボルト
２１によって取り付けられたブラケット１８にスライド
ビーム１７がトンネル軸方向にコロ台２０を介して走行
可能に載置され、セグメント組立に進行に伴い前進可能
となっている。当該セグメントの緊張線材引込み時は反
力ボルト１９によってスライドビーム１７を固定する。

【００２５】図８は、図２のＢ−Ｂ矢視図でコイル架台
から繰り出される緊張線材４０をガイドするガイドロー
ラ４１の断面図である。ガイドローラ４１はセグメント
１００にボルト４３で取付けられた取付台４２、取付板
４４にボルト４６により回転自在に取付けられている。
４５は線材外れ防止板である。

【００２６】図９、図１０は２本の円周方向挿通孔１１
０を備えたセグメント１００に緊張線材４０を挿通する
ため、手前側の第１の挿通孔１１０ａに挿通する時（図
９）と、第２の挿通孔１１０ｂに挿通する時（図１０）
に時油圧シリンダ１１の位置を移動しないでも済むよう
に、ガイド管３０をテレスコーピック構造にして対応し
ていることを示している。これは１セグメントあたりの
円周ケーブルの本数が増減しても、その都度油圧シリン
ダ１１の段取替えの必要がなく、手数を省き短時間で挿
通することを可能にしている。

【００２７】本発明のリングケーブル挿入装置１０で
は、中空形油圧ジャッキ１１を通常の使用方法と逆にラ
ム１３の短縮時に荷重を作用させラム１３には主として
引張荷重を負担させる構造としたことによって、細長な
ジャッキとすることができる。また、可撓性のある緊張
線材４０を押込む時の線材４０の座屈やあばれを油圧ジ
ャッキ１１の中空孔とガイド管３０によって拘束し、円
滑にセグメントの円周ケーブル孔に挿通することができ
るものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の挿入装置によれば、セグメント
の円周方向にプレストレスを導入する緊張線材の挿入
が、油圧ジャッキを使用した構成によって、装置がコン
パクトで自動的に連続挿入が可能となり、トンネルの掘
削やセグメントの搬入と並行作業が可能となり、トンネ
ル構築の工程的にも効果が多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すトンネルの断面図であ
る。

【図２】シールドトンネルを説明する縦断面図である。

【図３】実施例の側面図である。

【図４】中空形油圧シリンダの断面図である。

【図５】チャックの作動説明図である。

【図６】チャックの作動説明図である。

【図７】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図８】図２のＢ−Ｂ矢視図である。

【図９】緊張線材挿入工程の説明図である。

【図１０】緊張線材挿入工程の説明図である。

【符号の説明】

１０ リングケーブル挿入装置 １１ 中空形油圧ジャッキ １２ 油圧ホース １３ ラム １４ チャック １５ 矢印 １６ スライド架台 １７ スライドビーム １８ ブラケット １９ 反力ボルト ２０ コロ台 ２１ 取付ボルト ３０ ガイド管 ３１ ガイド管接続部 ３２ 矢印 ３３ 挿入孔 ３４ 対向する反対側 ４０ 緊張線材 ４１ ガイドローラ ４２ 取付台 ４３ ボルト ４４ 取付板 ４５ 外れ防止板 ４６ ボルト ５０ 縦坑 ５１ 地上 ５２ 地山 ５３ 掘進方向 ６０ 線材コイル架台 １００ シールドセグメント １１０ 円周方向挿通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築済みトンネルの内壁に沿って設けた
   スライド架台と、該スライド架台に取付けられ緊張線材
   を挿通して長手方向に送る中空形油圧ジャッキと、緊張
   線材を挿通しセグメントの緊張線材挿入孔にのぞむガイ
   ド管とから成ることを特徴とするシールドセグメントの
   リングケーブル挿入装置。