JP2001059400A - セグメントの組立位置検出方法及び組立位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削壁面に六角形セグメントによる
覆工を施す際に、既設六角形セグメントに対する新設六
角形セグメントの位置決めを簡単且つ正確に行って能率
よくセグメントの組立てが行えるようにする。 【解決手段】 エレクタのセグメント吊支台に掴持され
た新設六角形セグメントを既設六角形セグメントに組み
込む際に、新設六角形セグメントの両側の傾斜縁辺上と
これらの傾斜縁辺に対向する既設六角形セグメントの傾
斜縁辺上間にスリット光をそれぞれ照射し、既設六角形
セグメント側の直線照射部と新設六角形セグメント側の
直線照射部とをモニタ画面に写し出すと共に作業員がそ
のモニタ画面を見ながら新設六角形セグメントの両側に
おける上記直線照射部の対向端間の上下、左右方向の隙
間がそれぞれ等しくなるようにエレクタを操作して新設
六角形セグメントを組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド工法によっ
て掘削されたトンネル掘削壁面に六角形セグメントのよ
うに傾斜端面を有するセグメントによる覆工を施す際
に、既設セグメントに対して新設セグメントの組込位置
を検出して正確な姿勢でもって組立てを可能にするセグ
メントの組立位置検出方法とその組立位置検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、シールド工法によってトンネ
ルを掘進しながらその掘削壁面にセグメント覆工を施す
場合、一定長のトンネル部の掘削後にトンネル周方向に
湾曲した矩形状のセグメントを複数個、トンネル周方向
に連結して１リング分のセグメント覆工を組立てる工程
と、このセグメント覆工の前端面にシールド掘削機の推
進ジャッキの推進反力を受止させて再び一定長のトンネ
ル部を掘削する工程とを繰り返し行って掘削壁面を覆工
することが行われているが、このトンネル覆工方法で
は、セグメント同士の接続作業に著しい手間を要するば
がりでなく、シールド掘削機が一定長、掘進したのちに
停止させ、その停止中にセグメントの組立施工を行わな
けれならないために、施工能率が低下するという問題点
がある。

【０００３】このため、図２に示すように前後端面２、
３が互いに平行に形成され、且つトンネル周方向の両側
端面が互いにＶ字状をなす前後傾斜端面４、５に形成さ
れている六角形セグメント１を用いた覆工方法が開発さ
れた。この六角形セグメント１を使用すれば、トンネル
の長さ方向に隣接する六角形セグメント１、１同士は互
いにその前後端面２、３を接合させ、トンネル周方向に
隣接する六角形セグメント１、１同士は一方の六角形セ
グメント１の前側傾斜端面４に他方の六角形セグメント
１の後側傾斜端面５を接合させて順次、千鳥状に組み合
わされている。

【０００４】従って、このセグメント覆工の前端部は、
トンネル周方向に１つ置きの六角形セグメント１の前半
台形状部分が前方に突出し、且つこれらの六角形セグメ
ント１、１間には台形状の空間部６が形成された形状と
なり、任意の空間部６にエレクタを用いて新設六角形セ
グメント１の後半台形状部分を嵌合させるセグメント組
立作業と同時にその空間部６を除く全ての六角形セグメ
ント１の前端面２にシールド掘削機の推進ジャッキの推
進反力をとってシールド掘削機を掘進させることが可能
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エレク
タを用いて既設六角形セグメント１、１間の上記台形状
空間部６に新設六角形セグメント１を組み込む作業を行
うには、従来から２〜３名の作業員がその組立位置に近
づいて既設六角形セグメントに対する新設六角形セグメ
ントの位置関係を目視し、手動式のエレクタを操作する
作業員に位置決めを行うための方向指示を口頭で伝えな
がら行っているのが現状である。既設六角形セグメント
に対する新設六角形セグメントの位置決めを正確に行っ
てボルトによる六角形セグメント同士の連結を可能にす
るには図７に示すように、左右方向(a) 、前後方向(b)
、上下方向(c) 、ピッチング方向(d) 、ローリング方
向(e)、ヨーイング方向(f) の位置関係を修正する必要
があり、このような位置関係を作業員による目視では全
て正確に認識することが困難であるばかりでなく、エレ
クタを操作する作業員にどの方向にどの程度の位置調整
を行えばよいのかを正確に伝達することが困難であって
誤操作による六角形セグメント同士の衝突が生じる場合
があり、六角形セグメントが欠損する虞れがある。

【０００６】また、六角形セグメントの組立場所は極め
て狭隘であるために作業空間の確保が難しい上に、この
ような狭隘な作業環境では安全性の確保も困難であり、
その上、六角形セグメントの組立作業能率が低下すると
いう問題点がある。このような問題点は六角形セグメン
トに限らず、傾斜端面同士を接合させるセグメントにお
いて生じるものである。

【０００７】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、既設セグメント
に対する新設セグメントの位置調整が目視によることな
く簡単且つ正確に行え、セグメントの組立作業が精度よ
く且つ能率よく行えるセグメントの組立位置検出方法と
その方法を実施するための装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のセグメントの組立位置検出方法は、請求項
１に記載したように、トンネル周方向に隣接する既設セ
グメントの相対する傾斜端面に新設セグメントの両側傾
斜端面を接合させることによってセグメントをトンネル
の周方向に千鳥状に組立てる際に、新設セグメントの上
記両側傾斜端面におけるトンネル側の傾斜縁辺部とこの
両側傾斜縁辺部にそれぞれ対向する既設セグメントの傾
斜縁辺部間に亘ってこれらの傾斜縁辺に交差するスリッ
ト光を照射し、新設セグメントの傾斜縁辺部上に照射し
たスリット光の直線照射部とこの傾斜縁辺部に対向した
既設セグメントの傾斜縁辺部上に照射したスリット光の
直線照射部との対向端間におけるトンネル周方向及びト
ンネル径方向の間隔を検出することを特徴とするもので
ある。

【０００９】上記セグメントの組立位置検出方法におい
て、請求項２に係る発明は、新設セグメントの一側傾斜
縁辺部とこの傾斜縁辺部に対向する既設セグメントの傾
斜縁辺部間に前後方向に所定間隔を存して傾斜縁辺に交
差する２条のスリット光を照射し、前側のスリット光に
よる新設セグメントの傾斜縁辺部上の照射線部と既設セ
グメントの直線射線部との対向端間におけるトンネル周
方向及びトンネル径方向の間隔と、後側のスリット光に
よる新設セグメントの傾斜縁辺部上の直線照射部と既設
セグメントの直線照射部との対向端間におけるトンネル
周方向及びトンネル径方向の間隔とを検出することを特
徴としている。

【００１０】また、上記請求項１又は請求項２に記載の
セグメントの組立位置検出方法において、請求項２に係
る発明は、セグメントは六角形セグメントであって、ト
ンネル周方向に千鳥状に組立てられた既設六角形セグメ
ントにより形成されている台形状の空間部に新設六角形
セグメントを組み込む際に、新設六角形セグメントの両
側傾斜縁辺部とこの両側傾斜縁辺部にそれぞれ対向する
既設六角形セグメントの傾斜縁辺部間に亘ってこれらの
傾斜縁辺に交差するスリット光をそれぞれ照射すること
を特徴とするものである。

【００１１】請求項４に係る発明は上記セグメントの組
立位置検出方法を実施するための装置であって、トンネ
ル掘削機内にトンネル周方向に回転自在に配設されたエ
レクタの回転リングにセグメント吊支台を上下、左右、
前後方向に移動可能に支持させ、このセグメント吊支台
に新設セグメントと既設セグメントとの対向する傾斜縁
辺部上間に亘ってスリット光を照射する照射器を装着し
てなる構造を有している。

【００１２】

【作用】トンネル掘削機内のエレクタを用いて新設セグ
メントの後半部分を既設セグメントによる覆工前端面に
形成された台形状の空間部に嵌め込んで該新設セグメン
トを組み込む際に、この新設セグメントの後半部におけ
る両側傾斜縁辺部上とこの傾斜縁辺部に対向する両側既
設セグメントの傾斜縁辺部上間に亘ってエレクタ側から
スリット光を上記傾斜縁辺にそれぞれ同一傾斜角度でも
って交差するように照射すると、これらのスリット光は
その一端部側と他端部側を新設セグメントの傾斜縁辺部
上と既設セグメントの傾斜縁辺部上に直線照射部として
投射すると共にこれらの直線照射部間のスリット光の中
間部はセグメントに照射することなく対向する上記セグ
メントの傾斜端面間を通過する。従って、既設セグメン
ト上の直線照射部と新設セグメント上の直線照射部との
対向端がそれぞれのセグメントの傾斜縁辺部における端
面のトンネル側隅角部、即ち、稜線に位置し、両セグメ
ントの互いの位置関係が直線照射部の対向端の位置によ
って検出することができる。

【００１３】上記両セグメントの対向する傾斜縁辺部上
間に照射されるスリット光をカメラによって撮影して画
面に表示し、作業員がこの画面をみながら新設セグメン
トの両側における対向するセグメント上の直線照射部の
対向端間が等しくなるようにエレクタを操作して六角形
セグメントを正しい姿勢に制御しながら該新設セグメン
トの後半部分を既設セグメント間の空間部に挿入して組
み込むものである。

【００１４】このように、新設セグメントの一方の傾斜
縁辺部上の直線照射部とこの傾斜縁辺部に対向する既設
セグメントの傾斜縁辺部上の直線照射部との対向端間の
間隔と、新設セグメントの他方の傾斜縁辺部上の直線照
射部とこの傾斜縁辺部に対向する既設セグメントの傾斜
縁辺部上の直線照射部との対向端間の間隔とを表示する
と、新設セグメントの両側における直線照射部の対向端
間のトンネル周方向の間隔の差から両セグメントの左右
方向の位置関係を検出することができ、その間隔の和か
ら前後方向の位置関係を検出することができる。さら
に、両側の直線照射部の対向端部におけるトンネル径方
向の間隔の大きさから両セグメントの上下方向の位置関
係を検出することができると共にこの間隔の差から新設
セグメントのローリング方向、即ち、セグメントの前後
端面の長さ方向の中央間を結ぶ線回りの姿勢を検出する
ことができる。

【００１５】また、新設セグメントのヨーイング方向の
姿勢、即ち、セグメントの内外円弧面の中心間を結ぶ線
回りの姿勢（セグメントの前後端面の中央部間を結ぶ線
に対して垂直な線回りであればよい）と、ピッチング方
向、即ち、セグメントの前後端面間の高さ関係を検出し
たい場合には、請求項２に記載したように、新設セグメ
ントの一側傾斜縁辺部とこの傾斜縁辺部に対向する既設
セグメントの傾斜縁辺部間に前後方向に所定間隔を存し
て傾斜縁辺に交差する２条のスリット光を照射し、前側
のスリット光による新設セグメントの傾斜縁辺部上の照
射線部と既設セグメントの直線射線部との対向端間にお
けるトンネル周方向及びトンネル径方向の間隔と、後側
のスリット光による新設セグメントの傾斜縁辺部上の直
線照射部と既設セグメントの直線照射部との対向端間に
おけるトンネル周方向及びトンネル径方向の間隔とによ
ってそれぞれ検出することができる。

【００１６】なお、スリット光の照射による上記両セグ
メントの対向傾斜縁辺部上に投射された直線照射部の対
向端部間の間隔をセンサによって検出させ、作業員の操
作によることなく両方の間隔数値をコンピュータによっ
て演算してその差がなくなるようにエレクタを自動的に
作動させるように構成しておいてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の具体的な実施の形態
を図面について説明すると、図１は既設の六角形セグメ
ント1Aによって組立られているセグメント覆工（トンネ
ル覆工）の前端面に新設の六角形セグメント1Bを組み込
んでいる状態を示すもので、これらの六角形セグメント
1A、1Bの形状は周知のように、一定の厚みを有するコン
クリート製であって、トンネル長さ方向に一定の間隔を
存して形成されている一定長の前後端面２、３は互いに
平行な端面に形成されていると共にこれらの前後端面
２、３の両端間に連なる両側端面は前後端面２、３の両
端からそれぞれトンネル周方向に突出した前後傾斜端面
４、５からなるＶ字状端面に形成されてあり、さらに、
この両側のＶ字状端面間に亘ってトンネル周方向に湾曲
した形状を有している。また、これらの六角形セグメン
ト1A、1Bには対向する端面間に亘って貫通した斜辺ボル
ト装着孔７が設けられている。

【００１８】トンネル掘削機の掘進に従って組立てられ
た六角形セグメント1Aによる覆工構造は図２も示すよう
に、トンネル長さ方向に対しては前後に隣接する六角形
セグメント1A、1A同士は互いにその前後端面２、３を接
合させ、トンネル周方向に対しては一方の六角形セグメ
ント1Aの前側傾斜端面４に他方の六角形セグメント1Aの
後側傾斜端面５を接合させて順次、千鳥状に組み合わさ
れている。

【００１９】従って、セグメント覆工の前端部は、トン
ネル周方向に１つ置きの六角形セグメント1Aの前半台形
状部分が前方に突出し、且つ突出した六角形セグメント
1A、1Aの対向する前側傾斜縁辺部４、４とこれらの六角
形セグメント1A、1A間に配設している六角形セグメント
1Aの前端面２とによって台形状の空間部６が形成された
形状を有している。さらに、六角形セグメント1A、1A同
士が接合した前後傾斜端面４、５間は、一方の六角形セ
グメント1Aの上記斜辺ボルト装着孔７内に挿着されてい
るボルト（図示せず）を他方の六角形セグメント1Aに上
記斜辺ボルト装着孔７に対向して設けられた螺子孔（図
示せず）に螺合させることによって連結した構造となっ
ている。

【００２０】そして、上記台形状の空間部６に順次、新
設六角形セグメント1Bを組み込むことによって、上記セ
グメント覆工をトンネル掘削壁面に長さ方向に組立てゝ
いくものであるが、この組立作業はトンネル掘削機のテ
ールプレートの後端部内に配設したエレクターによって
行われる。

【００２１】エレクタはトンネル掘削機のテールプレー
トの内周面に回転自在に支持された円形回転リング（図
示せず）に、図３に示すように２本のロッド11、11をト
ンネルの径方向に伸縮自在に取付けてあり、これらのロ
ッド11、11に対してセグメント吊支台12を、六角形セグ
メント1Bの上下方向であるトンネルの径方向、六角形セ
グメントの前後方向であるトンネル長さ方向、六角形セ
グメントの左右方向であるトンネル周方向、六角形セグ
メントの前後端面の長さ方向の中央部間を結ぶ直線回り
方向であるローリング方向、六角形セグメントの内外円
弧面の中心間を結ぶトンネル径方向の直線回り方向であ
るヨーイング方向、六角形セグメント両側Ｖ字状傾斜端
面の先端間を結ぶ直線線回り方向であるピッチング方向
に移動自在に配設している。

【００２２】上記各方向にセグメント吊支台12を移動さ
せる機構を説明すると、上記２本のロッド11、11の先端
部に第１油圧ジャッキ13、13を装着してこれらの第１油
圧ジャッキ13、13のロッドによって吊りビーム14をトン
ネル径方向に移動自在に支持させ、この吊ビーム14の中
央部にトンネル長さ方向（後方）に向けてボールスタッ
ド15の球部を球面軸受を介して上下左右回動自在に支持
させると共にこのボールスタッド15に前後一対の支持板
16、16の中央部を一体に固着している。

【００２３】さらに、上記支持板16、16の両端部にトン
ネル長さ方向に向けて左右一対のガイド筒17、17の前端
部を固着してこれらのガイド筒17、17に挿通している一
定長さのガイドロッド18、18の前後端間に前後支持フレ
ーム19、19を固着し、この前後支持フレーム19、19の下
端に上記セグメント吊支台12の前後上端を取付けてい
る。このセグメント吊支台12の取付構造は、該セグメン
ト吊支台12の前後上端面に一体に固着したブラケット部
12a 、12a の両側端部に設けた横長孔20、20を上記前後
支持フレーム19、19の両側端部に突設しているピン21、
21に支持させてなり、上記ピン21とこのブラケット部12
a 間を連結している横向きの第２油圧ジャッキ22を伸縮
させることによりセグメント吊支台12を左右方向（周方
向）に移動させるように構成している。なお、セグメン
ト吊支台12の左右方向の移動調整は、上記円形回転リン
グの旋回移動によって行ってもよく、この場合は前後支
持フレーム19、19にセグメント吊支台12を一体に固着し
ておけばよい。

【００２４】また、上記左右一対のガイド筒17、17の後
端部間には中間フレーム23が一体に固定されていてこの
中間フレーム23の両側端と上記吊りビーム14間を左右一
対の第３油圧ジャッキ24、24により連結し、この第３油
圧ジャッキ24、24を伸縮させることによってセグメント
吊支台12のローリング方向及びピッチング方向の位置調
整を行うように構成していると共に、中間フレーム23と
上記支持板16、16との両側部間に左右一対の第４油圧ジ
ャッキ25、25を前後方向に向けて配設してこの第４油圧
ジャッキ25、25のロッド先端を前側の支持フレーム19に
一体に連結し、該第４油圧ジャッキ25の伸縮によってセ
グメント吊支台12を前後方向に位置調整可能に構成して
いる。

【００２５】さらに、上記中間フレーム23の一側端部と
吊りビーム14と間をトンネル長さ方向に向けた第５油圧
ジャッキ26により連結してこの第５油圧ジャッキ26の伸
縮によってセグメント吊支台12のヨーイング方向の位置
調整を行うように構成している。

【００２６】上記のように吊ビーム14に対して上下、左
右、前後、ピッチング、ローリング、ヨーイング方向に
位置調整可能に支持されたセグメント吊支台12の両側端
面にはスリット光Ｌを照射するレーザ光照射器８、８と
これらのレーザ光照射器８、８から六角形セグメント1
A、1Bに照射されたスリット光Ｌをそれぞれ検出するカ
メラ９、９とを装着していると共に両側端部下面にはボ
ルト締付機27、27を取り付けている。レーザ光照射器８
はその光照射方向をトンネル径方向に向けて設置されて
あり、新設六角形セグメント1Bの組込時において対向す
る既設六角形セグメント1Aの前側傾斜縁辺部4aと新設六
角形セグメント1Bの後側傾斜縁辺部5aとのトンネル内側
の内面間に亘って図４にも示すように、交差方向にスリ
ット光Ｌを照射し、これらの傾斜縁辺部4a、5aの内面上
に直線照射部L₁、L₂をそれぞれ投射するように配設され
ている。

【００２７】なお、このスリット光Ｌは、六角形セグメ
ントの斜辺ボルト装着孔７の近傍部において対向する六
角形セグメントの傾斜端面に直交するように両六角形セ
グメント1A、1Bの傾斜縁辺部4a、5a上に照射するように
配設しておくことが好ましい。また、カメラ９はスリッ
ト光Ｌの長さ方向に直交する線上の上方にスリット光照
射部に向けて配設してあり、撮影した映像を図５に示す
ようにモニター画面10上に写し出すようにしている。こ
のモニター画面10は両側のカメラ９、９に対してそれぞ
れ設けておいてもよく、１つのモニタ画面10の両側部に
両カメラ９、９の映像を写し出すようにしておいてもよ
い。

【００２８】以上のように構成した六角形セグメントの
組立位置検出装置によって、既設六角形セグメント1Aに
対する新設六角形セグメント1Bの組立位置を検出しなが
ら該新設六角形セグメント1Bを台形状の空間部６に組み
込む方法について説明すると、まず、エレクタの円形回
転リングを回動させて吊りビーム14をトンネル掘削機の
テールプレートの下周部に旋回移動させ、該吊りビーム
14に配設している上記セグメント吊支台12の外面を下方
に向け、トンネル掘削機の後方側からテールプレート内
に搬入された新設六角形セグメント1B上に対向させたの
ち、吊りビーム14を支持している油圧ジャッキ13、13を
伸長させることによりセグメント吊支台12を降下させて
該セグメント吊支台12の外面中心部に突設している把持
金物（図示せず）のロッドを新設六角形セグメント1Bの
内面中心部に穿設している中心孔０に挿入、係止させる
ことにより、セグメント吊支台12の外面に既設六角形セ
グメント1Aを把持、固定させる。

【００２９】次いで、上記油圧ジャッキ13、13を収縮さ
せて既設六角形セグメント1Aをトンネル内径方向に持ち
上げたのち、吊りビーム14を既に施工されているセグメ
ント覆工の前端面に沿って旋回移動させ、既設六角形セ
グメント1Aをその後半部が組立てるべき台形状の空間部
６上に対向する位置まで搬送してその位置で吊りビーム
14を停止させる。しかるのち、油圧ジャッキ13、13を伸
長させて既設六角形セグメント1Aの後半部を図１、図３
に示すように台形状空間部６の前部内に押し進める。こ
の状態においては、台形状空間部６の底辺を形成してい
る既設六角形セグメント1Aの前端面２と台形状空間部６
の両斜辺を形成している既設六角形セグメント1A、1Aの
前側傾斜端面４、４に対して、新設六角形セグメント1B
の後端面３と後側傾斜端面５、５との間にそれぞれ隙間
W₁、W₂、W₃が設けられている。

【００３０】セグメント吊支台12の両側に配設されてい
る上記レーザ光照射器８、８からは常時、又は既設六角
形セグメント1Aの組み込み時にスリット光Ｌが照射され
ており、これらの両スリット光Ｌ、Ｌが、既設六角形セ
グメント1Aと新設六角形セグメント1Bとの対向する傾斜
縁辺部4a、5aの内面間に亘って投射されると、スリット
光Ｌの一端部側と他端部側とがこれらの傾斜縁辺部4a、
5a上に一定長さの直線照射部L₁、L₂としてそれぞれ投影
し、スリット光Ｌの中央部は対向傾斜端面４、５間の隙
間W₂、W₃を投影されることなく通過する。

【００３１】このスリット光Ｌ、Ｌをそれぞれカメラ
９、９によって検出してモニタ画面10に写しだすと、既
設六角形セグメント1Aと新設六角形セグメント1Bとの対
向する傾斜端面４、５間の位置関係が隙間W₂、W₃を存し
て対向している直線照射部L₁、L₂の対向端、の位置
関係によって現される。

【００３２】そして、エレクタを操作する作業員が図５
に示すモニタ画面10を見ながら一方側の直線照射部L₁、
L₂の対向端、と他方側の直線照射部L₁、 L₂ の対向
端、とがトンネル径方向（Ｚ）にズレが生じている
場合には第１油圧ジャッキ13、13を伸縮させて吊りビー
ム14を介しセグメント吊支台12全体をトンネル径方向に
移動させることにより両方の対向端、のトンネル径
方向の位置が合致するように調整し、これらの対向端
、における既設六角形セグメント1Aの端面部に対し
て新設六角形セグメントの対向端面部の位置を合わせ
る。さらに、一方の対向端、と他方の対向端、
との間にトンネル周方向（Ｘ）にズレが生じている場合
には、第２油圧ジャッキ22を伸縮させてセグメント吊支
台12をその方向に移動させることにより新設六角形セグ
メント1Bの後側傾斜端面５、５とこれらの傾斜端面５、
５に対向する既設六角形セグメント1A、1Aの前側傾斜端
面４、４との間の上記隙間W₂、W₃におけるトンネル長さ
方向の間隔が同一となるように位置調整を行う。なお、
このトンネル周方向の位置調整は上述したように吊りビ
ーム14を支持した円形回転リングをトンネル周方向に回
動させることによって行ってもよい。

【００３３】同様に、既設六角形セグメント1Aに対して
新設六角形セグメント1Bがローリング方向及びピッチン
グ方向にズレが生じている場合には、吊りビーム14に対
してセグメント吊支台12を中間フレーム23を介して吊支
している第３油圧ジャッキ24、24を伸縮させることによ
って行う。即ち、これらの第３油圧ジャッキ24、24を伸
縮させると、セグメント吊支台12が吊ビーム14の中央部
に回動自在に支持されているボールスタッド15を中心と
して変位する。この際、両第３油圧ジャッキ24、24を同
一長さだけ伸縮させると、既設六角形セグメント1A全体
がボールスタッド15を支点として後端面３が前端面４に
対して上下方向、即ち、ピッチング方向に位置調整さ
れ、両第３ジャッキ24、24の伸縮量を変化させると、既
設六角形セグメント1A全体がボールスタッド15の軸線上
回り、即ち、ローリング方向に位置調整される。

【００３４】このローリング方向のズレの検出は、一方
側の直線照射部L₁、L₂の対向端、間における上下方
向の距離と他方側の直線照射部L₁、 L₂ の対向端、
間における上下方向の距離とを比較することによって行
われ、両距離が同一となればローリングが生じていない
状態となる。

【００３５】また、既設六角形セグメント1Aに対する新
設六角形セグメント1Bの前後方向の位置調整は、第４油
圧ジャッキ25、25を伸縮させることによって行う。即
ち、この第４油圧ジャッキ25、25を伸縮させると、吊り
ビーム14に対してセグメント吊支台12全体がトンネル長
さ方向に移動し、一方側の直線照射部L₁、L₂の対向端
、間の隙間W₂と他方側の直線照射部L₁、 L₂ の対向
端、間の隙間W₃が変化してこれらの隙間W₂、W₃の和
の大小を検出し、第４油圧ジャッキ25、25を伸長させる
ことにより該隙間W₂、W₃が減少させながら既設六角形セ
グメント1Aを台形状区間部６に組み込んでいくものであ
る。

【００３６】さらに、既設六角形セグメント1Aに対して
新設六角形セグメント1Bがヨーイング方向にズレが生じ
ている場合には、吊りビーム14とセグメント吊支台12の
中間フレーム23の一側端部間を連結している第５油圧ジ
ャッキ26を伸縮させ、セグメント吊支台12をボールスタ
ッド15を中心としてその一側半部と他側半部とをそれぞ
れ前後に相反する方向に移動させることによって位置調
整を行う。

【００３７】既設六角形セグメント1Aに対する新設六角
形セグメント1Bのヨーイング方向のズレは、左右方向
（周方向）のズレの場合とは異なって一方側の直線照射
部L₁、L₂の対向端、間の隙間W₂と他方側の直線照射
部L₁、 L₂ の対向端、間の隙間W₃はそれぞれトンネ
ル長さ方向によって変化し、また、同様に、上記ピッチ
ング方向のズレにおいては上下方向（トンネル径方向）
のズレとは異なって一方側の直線照射部L₁、L₂の対向端
、間の隙間W₂と他方側の直線照射部L₁、 L₂の対向
端、間の隙間W₃はそれぞれトンネル長さ方向によっ
て変化するので、上記レーザ光照射器８、８を新設六角
形セグメント1Bと既設六角形セグメント1Aとの対向傾斜
端面４、５間上、即ち、左右に配設してもその変位量を
検出することができない。

【００３８】このため、上記セグメント吊支台12の一側
端面に、前後方向に所定間隔を存してスリット光Ｌを照
射する２個のレーザ光照射器とこれらのレーザ光照射器
から六角形セグメント1A、1Bに照射されたスリット光Ｌ
をそれぞれ検出するカメラとを装着しておき、これらの
前後レーザ光照射器から新設六角形セグメント1Bの一側
傾斜縁辺部5a上とこの傾斜縁辺部5aに対向する既設六角
形セグメント1Aの傾斜縁辺部4a上とにおける前後２箇所
に図６に示すように傾斜縁辺部4a、5aに交差するスリッ
ト光Ｌ、Ｌを投射し、前側の直線照射部L₁、L₂の対向端
、間の上下左右方向の隙間と前側の直線照射部L₁、
L₂ の対向端、間の上下左右方向の隙間をそれぞれ
検出し、これらの隙間が同一となるように第３油圧ジャ
ッキ24、24と第５油圧ジャッキ26とをそれぞれ伸縮させ
ることにより位置調整するものである。

【００３９】このように、作業員がモニタ画面10を見な
がら新設六角形セグメント1Bの後半部両側傾斜端面５、
５と台形状空間部６を形成している両側の既設六角形セ
グメント1Aの前半部両側傾斜端面４、４との位置関係を
検出して新設六角形セグメント1Bを正しい姿勢に補正し
ながら新設六角形セグメント1Bを台形状空間部６に組み
込み、組み込んだ状態でボルト締付機27、27により新設
六角形セグメント1Bに設けている斜辺ボルト装着孔７内
のボルトを既設六角形セグメント1Aに設けられた螺子孔
（図示せず）に螺合させることにより連結したのち、セ
グメント吊支台12による該新設六角形セグメント1Bの把
持を解き、次の新設六角形セグメントの把持位置まで復
帰する。この六角形セグメント組み込み作業をトンネル
の掘進と共に台形状空間部６に順次行って六角形セグメ
ントによりトンネル覆工を組立てるものである。

【００４０】なお、上記スリット光Ｌをカメラ９により
撮影してモニタ画面10を見ながら作業員がエレクタの各
油圧ジャッキを操作しているが、この際、カメラ９と共
にセンサを取り付けておき、両センサによって対向する
六角形セグメントの傾斜端面における上記各方向の間
隔、ズレを検出させ、その両検出量の差が所定の位置決
め範囲内であれば青ランプを表示すると共に一方の量が
所定値よりも高い場合は赤ランプ、低い場合には黄ラン
プを表示させて作業員に的確に位置決め状態を伝え、作
業員がそのランプの色から上記油圧ジャッキを作動させ
るようにしているが、このような作業員の操作によるこ
となく既設六角形セグメント1Aと新設六角形セグメント
1Bとの対向傾斜縁辺部4a、5a上に照射さるスリット光Ｌ
の対向端間の上下左右方向の間隔をセンサによって検出
させ、両方の間隔数値をコンピュータによって演算して
その差がなくなるようにエレクタを自動的に作動させる
ように構成してもよい。又、六角形セグメントに限ら
ず、両側が傾斜端面に形成されているセグメントであれ
ば、本発明によってその組立位置の検出が可能となり、
本発明を満足させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トンネル
の周方向に千鳥状に組立てられた既設セグメントにより
形成されている空間部に新設セグメントを組み込む際
に、新設セグメントの両側傾斜縁辺部とこの両側傾斜縁
辺部にそれぞれ対向する既設セグメントの傾斜縁辺部間
に亘ってこれらの傾斜縁辺に交差するスリット光を照射
し、新設セグメントの傾斜縁辺部上に照射した直線照射
部とこの傾斜縁辺部に対向した既設セグメントの傾斜縁
辺部上に照射した直線照射部との対向端間におけるトン
ネル周方向及びトンネル径方向の間隔を検出することを
特徴とするものであるから、狭隘で且つ薄暗いセグメン
ト組立場所においてもスリット光が明確に照射して簡単
且つ正確な検出を可能にし得るものであり、このスリッ
ト光の照射によって新設セグメントの両側における直線
照射部の対向端間のトンネル周方向の間隔から両セグメ
ントの前後方向の位置関係を検出することができると共
にその間隔の差から両セグメントの左右方向（トンネル
周方向）の位置関係を検出することができ、さらに、両
側の直線照射部の対向端部におけるトンネル径方向の間
隔の大きさから両セグメントの上下方向の位置関係を検
出することができ、この間隔の差から新設セグメントの
ローリング方向、即ち、セグメントの前後端面の長さ方
向の中央間を結ぶ線回りの姿勢を検出することができ
る。

【００４２】従って、既設セグメントに対する新設セグ
メントの組立位置を容易に且つ正確に検出することがで
き、特に、中小口径のトンネル覆工のように作業空間の
確保が困難なトンネル掘削機内においても安全な場所か
らエレクタを遠隔操作して精度よく且つ能率よくセグメ
ントの組立てが行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】新設六角形セグメントを組み込んでいる状態の
簡略斜視図、

【図２】六角形セグメントによるトンネル覆工の一部の
簡略斜視図、

【図３】新設六角形セグメントを組み込んでいるエレク
タの一部切欠斜視図、

【図４】位置検出を行っている要部の簡略斜視図、

【図５】モニタ画面に表示される画像図、

【図６】ヨーイング方向とピッチング方向との位置調整
を行う方法を説明するための平面図、

【図７】六角形セグメントの各方向の位置のズレを説明
するための斜視図。

【符号の説明】

1A 既設六角形セグメント 1B 新設六角形セグメント 4a、5a 傾斜縁辺部 ６ 台形状空間部 ８ レーザ光照射器 ９ カメラ 10 モニタ画面 12 セグメント吊支台 Ｌ スリット光 L₁、L₂ 直線照射部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル周方向に隣接する既設セグメン
   トの相対する傾斜端面に新設セグメントの両側傾斜端面
   を接合させることによってセグメントをトンネルの周方
   向に千鳥状に組立てる際に、新設セグメントの上記両側
   傾斜端面におけるトンネル側の傾斜縁辺部とこの両側傾
   斜縁辺部にそれぞれ対向する既設セグメントの傾斜縁辺
   部間に亘ってこれらの傾斜縁辺に交差するスリット光を
   照射し、新設セグメントの傾斜縁辺部上に照射したスリ
   ット光の直線照射部とこの傾斜縁辺部に対向した既設セ
   グメントの傾斜縁辺部上に照射したスリット光の直線照
   射部との対向端間におけるトンネル周方向及びトンネル
   径方向の間隔を検出することを特徴とするセグメントの
   組立位置検出方法。
2. 【請求項２】 新設セグメントの一側傾斜縁辺部とこの
   傾斜縁辺部に対向する既設セグメントの傾斜縁辺部間に
   前後方向に所定間隔を存して傾斜縁辺に交差する２条の
   スリット光を照射し、前側のスリット光による新設セグ
   メントの傾斜縁辺部上の照射線部と既設セグメントの直
   線射線部との対向端間におけるトンネル周方向及びトン
   ネル径方向の間隔と、後側のスリット光による新設セグ
   メントの傾斜縁辺部上の直線照射部と既設セグメントの
   直線照射部との対向端間におけるトンネル周方向及びト
   ンネル径方向の間隔とを検出することを特徴とする請求
   項１に記載のセグメントの組立位置検出方法。
3. 【請求項３】 セグメントは六角形セグメントであっ
   て、トンネル周方向に千鳥状に組立てられた既設六角形
   セグメントにより形成されている台形状の空間部に新設
   六角形セグメントを組み込む際に、新設六角形セグメン
   トの両側傾斜縁辺部とこの両側傾斜縁辺部にそれぞれ対
   向する既設六角形セグメントの傾斜縁辺部間に亘ってこ
   れらの傾斜縁辺に交差するスリット光をそれぞれ照射す
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセグ
   メントの組立位置検出方法。
4. 【請求項４】 トンネル掘削機内にトンネル周方向に回
   転自在に配設されたエレクタの回転リングにセグメント
   吊支台を上下、左右、前後方向に移動可能に支持させ、
   このセグメント吊支台に新設セグメントと既設セグメン
   トとの対向する傾斜縁辺部上間に亘ってスリット光を照
   射する照射器を装着していることを特徴とするセグメン
   トの組立位置検出装置。