JP2001090491A - 真円保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でしかも曲線施工のトンネル工事
における動作の円滑化を確保して覆工材を確実に真円保
持可能とした真円保持装置とする。 【解決手段】 移動台４１に対して軸方向に直交する面
内で移動が許容される外筒４２内に内筒４４を移動自在
に支持し、外筒４２の外側に昇降用油圧ジャッキ５１を
設け、昇降用油圧ジャッキ５１の駆動により外筒４２と
内筒４４を互いに反対側に移動させて第１支え梁４６及
び第２支え梁４８を既設のセグメントＳの内周面に圧接
させ、簡単な構造で少ない部品点数で構成して組み立て
及びメンテナンスを容易にし、また、曲線状のトンネル
を掘削する場合に移動台４１と外筒４２との間で位置が
変化しても、両者のずれを吸収し、簡単な構造でしかも
曲線施工のトンネル工事における動作の円滑化を確保し
て覆工材を確実に真円保持可能とした真円保持装置とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既設トンネルの内
壁面に組付けられた多数のセグメントなどの覆工材に圧
接して覆工材を真円状態に保持する真円保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４には一般的なシールド掘削機の概略
構成、図５には従来の真円保持装置の正面、図６には図
５中のVI-VI線矢視を示してある。

【０００３】一般的なシールド掘削機において、図４に
示すように、掘削機本体は円筒形状をなす前胴１と後胴
２とから構成され、前胴１の前部にはカッタヘッド３が
回転自在に装着されている。カッタヘッド３には前面部
にカッタビット４が多数取付けられている。そして、カ
ッタヘッド３の後部には内歯を有するリングギヤ５が一
体に固定されている。前胴１には電動式（あるいは油圧
式）のカッタ旋回モータ６が固定され、カッタ旋回モー
タ６の駆動ギヤ７がリングギヤ５に噛み合っている。従
って、カッタ旋回モータ６を駆動して駆動ギヤ７を回転
駆動すると、リングギヤ５を介してカッタヘッド３を回
転することができる。また、前胴１にはカッタヘッド３
の後方に位置してバルクヘッド８が取付けられ、カッタ
ヘッド３とバルクヘッド８との間にチャンバ室９が形成
されている。

【０００４】前胴１と後胴２とは屈曲自在に嵌合し、両
者の間には連結ジャッキ１０が架設されている。従っ
て、連結ジャッキ１０を伸縮することで、後胴２に対し
て前胴１の向きを変更し、曲線状のトンネルを掘削する
ことができる。また、後胴２の後部内周辺には円周方向
に複数のシールドジャッキ１１が並設され、シールドジ
ャッキ１１がシールド掘削機の掘進方向後方に伸長して
掘削したトンネル内周面に構築された既設のセグメント
Ｓに押し付けることで、その反力により前胴１と後胴２
からなる掘削機本体を前進することができる。

【０００５】後胴２の後部中央部には支持壁１２が形成
され、支持壁１２には架台１３が後方に延設されてい
る。また、後胴２の後部には旋回リング１４が図示しな
い駆動モータによって旋回自在に支持され、旋回リング
１４には支持アーム１５を介してセグメントエレクタ１
６が装着されている。セグメントエレクタ１６はシール
ドジャッキ１１によって前進した後胴２と既設のセグメ
ントＳとの間の空所に新しいセグメントＳを装着してト
ンネルを構築することができる。更に、架台１３には真
円保持装置２１が前後移動自在に設けられている。

【０００６】図５、図６に基づいて真円保持装置２１を
説明する。

【０００７】図５、図６に示すように、架台１３の上面
には左右一対のレール２２が取付けられ、各レール２２
には複数の車輪２３によって左右の移動台２４がそれぞ
れ移動自在に支持されている。架台１３には図示しない
移動用油圧ジャッキが装着され、移動用油圧ジャッキの
駆動により移動台２４が架台１３に沿って往復移動する
ようになっている。

【０００８】各移動台２４には上下方向に沿って外筒２
５が貫通してそれぞれ固定され、各外筒２５内にはそれ
ぞれ昇降用油圧ジャッキ２６が設けられると共に、上下
一対の内筒２７，２８が軸方向移動自在に嵌合してい
る。昇降用油圧ジャッキ２６のシリンダ部が内筒２７に
連結され、ロッド部が内筒２８に連結されている。各内
筒２７，２８の先端部には連結ピン２９，３０によって
支え梁３１，３２がそれぞれ連結されている。支え梁３
１，３２は中間部が既設のセグメントＳの内周面とほほ
同様に湾曲しており、上面部に既設のセグメントＳの内
周面に圧接する圧接部材３３，３４が固定されている。

【０００９】従って、カッタ旋回モータ１６によってカ
ッタヘッド１３を回転させながら、シールドジャッキ２
５を伸長して既設セグメントＳへの押し付け反力によっ
て前胴１１と後胴１２とで構成される掘削機本体が前進
することで、前方の地盤を掘削してトンネルを形成す
る。その後、セグメントエレクタ１６によって既設トン
ネルの内壁面にセグメントＳをリング状に組付ける。

【００１０】このとき、セグメントの真円保持装置２１
は所定の位置で昇降用油圧ジャッキ２６を伸長して外筒
２５に対して各内筒２７，２８を上昇・下降する。する
と、各支え梁３１，３２が既設トンネル内で拡径し、既
設のセグメントＳの内周面に圧接部材３３，３４を圧接
して既設のセグメントＳの真円度を保持しながら、各セ
グメントＳを連結固定する。掘削機本体が前進すると、
各支え梁３１，３２による保持を解除した後、図示しな
い移動用油圧ジャッキを伸長することで、移動台２４が
レール２２に沿って前進する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のセグメ
ントの真円保持装置２１は、外筒２５の内周に昇降用油
圧ジャッキ２６及び一対の内筒２７，２８を備えた構成
になっているため、構造が複雑で部品点数が多くなり、
組み立て及びメンテナンスが行い難い構造であった。

【００１２】シールド掘削機によるトンネル掘削作業で
は、近年、曲線施工のトンネル工事が増加の傾向にあ
り、その曲線の曲率も小さくなってきている。上述した
真円保持装置２１は、移動台２４に外筒２５が固定され
ているため、急曲線のトンネル掘削作業を行う場合、直
線状のレール２２に対して車輪２３が転動せずにすべっ
て側方へ相対的に移動してしまい、レール２２と車輪２
３との間にすべりによる摩耗が発生していた。

【００１３】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造でしかも曲線施工のトンネル工事におけ
る動作の円滑化を確保して覆工材を確実に真円保持可能
とした真円保持装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の構成は、既設トンネルの内壁面に組付けら
れた覆工材に圧接して真円状態に保持する真円保持装置
において、前記既設トンネル内にその長手方向に沿って
配設されたガイドレールと、該ガイドレールに沿って移
動自在に支持された移動台と、前記既設トンネルの径方
向に沿って移動自在に前記各移動台に遊嵌支持された第
１支持筒と、前記第１支持筒の移動方向と同方向に移動
自在に前記第１支持筒に支持された第２支持筒と、前記
第１支持筒に設けられ前記既設トンネルの内壁面に組付
けられた覆工材に対して圧接可能な第１支え梁と、前記
第２支持筒に設けられ前記既設トンネルの内壁面に組付
けられた覆工材に対して圧接可能な第２支え梁と、前記
第１支持筒と前記第２支持筒とにわたって設けられ前記
第１支持筒と前記第２支持筒とを互いに反対方向に移動
させることで前記第１支え梁と前記第２支え梁とを前記
既設トンネルの対向する内壁面の覆工材に圧接させる駆
動手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係る真円保持装置の正面、図２には図１中のII-II線矢
視、図３には図２中のIII-III線矢視を示してある。
尚、図４乃至図６に示した部材と同一部材には同一符号
を付して重複する説明は省略してある。

【００１６】図１乃至図３に示すように、シールド掘削
機本体の後部には架台１３が後方に延出されて設けら
れ、架台１３には真円保持装置４０が架台１３に沿って
移動自在に支持されている。架台１３の上面には左右一
対のレール２２が取付けられ、各レール２２には４つの
車輪２３によって左右の移動台４１がそれぞれ移動自在
に支持されている。移動台４１は枠型をなし、架台１３
には図示しない移動用油圧ジャッキが装着され、移動用
油圧ジャッキの駆動により移動台４１が架台１３に沿っ
て往復移動するようになっている。

【００１７】各移動台４１の枠内には上下方向に沿う第
１支持筒としての外筒４２が挿入され、各外筒４２の上
部には移動台４１の枠に係止して外筒４２の落下を防止
する鍔部４３がそれぞれ設けられ、外筒４２は移動台４
１に対して上下方向に移動自在で且つ軸方向に直交する
面内で移動が許容されている。つまり、外筒４２は、既
設トンネルの径方向に沿って移動自在に移動台４１に遊
嵌支持された状態になっている。

【００１８】各外筒４２内にはそれぞれ第２支持筒とし
ての内筒４４が軸方向移動自在に嵌合している（外筒４
２の移動方向と同方向）。各外筒４２の上部同士には連
結ピン４５を介してＵ字形状をなす第１支え梁４６の各
端部が支持され、各内筒４４の下部同士には連結ピン４
７を介してＵ字形状をなす第２支え梁４８の各端部が支
持されている。第１支え梁４６及び第２支え梁４８は、
中間部が覆工材としての既設のセグメントＳの内周面と
ほほ同様に湾曲し、表面部に既設のセグメントＳの内周
面に圧接する圧接部材４９，５０がそれぞれ固定されて
いる。

【００１９】各外筒４２の外周部には駆動手段としての
昇降用油圧ジャッキ５１のシリンダ部51aが固定され、
各内筒４４の外周部には昇降用油圧ジャッキ５１のロッ
ド部51bが固定されている。昇降用油圧ジャッキ５１が
伸長駆動することにより、外筒４２と内筒４４とが互い
に反対方向の上下方向に移動され、第１支え梁４６及び
第２支え梁４８の圧接部材４９，５０が対向する内壁面
の既設のセグメントＳの内周面に圧接する。

【００２０】掘削機本体を前進させて前方の地盤を掘削
してトンネルを形成し、セグメントエレクタ１６によっ
て既設トンネルの内壁面にセグメントＳをリング状に組
付ける。このとき、真円保持装置４０は所定の位置で昇
降用油圧ジャッキ５１を伸長して外筒４２と内筒４４と
を互いに反対方向の上下方向に移動させ、第１支え梁４
６及び第２支え梁４８を既設トンネル内で拡径する。リ
ング状の既設セグメントＳが規定の直径まで拡がると、
第１支え梁４６及び第２支え梁４８で真円度を保持した
状態で作業者が各セグメントＳを連結固定する。

【００２１】セグメントＳを連結固定している最中に、
図示しないトンネル掘削機はカッタヘッドが前方の地盤
を掘削することで前進するが、真円保持装置４０は第１
支え梁４６及び第２支え梁４８が圧接部材４９，５０を
介して既設のセグメントＳの内周面に圧接しているの
で、既設のセグメントＳと一体となって前進せず、掘削
機本体と一体の架台２７のみが前進する。

【００２２】掘削機本体が所定距離前進し、セグメント
エレクタによって既設のセグメントＳに連続して新しい
セグメントＳをリング状に組付ける。一方、真円保持装
置４０において、セグメントＳの固定が完了すると、昇
降用油圧ジャッキ５１を収縮させ、外筒４２内に内筒４
４を収納させることで、第１支え梁４６及び第２支え梁
４８による既設のセグメントＳの内周面への圧接を解除
する。この時、外筒４２の鍔部４３が移動台４１の枠に
係止し、外筒４２は移動台４１に対して軸方向に直交す
る面内で移動が許容された状態で保持されている。

【００２３】そして、移動台４１を前進させることで、
外筒４２と共に内筒４４、第１支え梁４６及び第２支え
梁４８、圧接部材４９，５０等を所定距離前進させる。
再びこの位置で前述したように、昇降用油圧ジャッキ５
１を伸長して第１支え梁４６及び第２支え梁４８を拡径
させ、圧接部材４９，５０を既設のセグメントＳの内周
面に圧接し、リング状の既設セグメントＳを規定の直径
まで拡げて真円度を保持する。この作業の繰り返しによ
ってトンネルを連続して構築する。

【００２４】ところで、トンネル掘削機が曲線状のトン
ネルを掘削する場合、第１支え梁４６及び第２支え梁４
８が既設のセグメントＳの内周面に圧接して既設トンネ
ルと一体化した真円保持装置４０に対して、掘削機本体
が側方に曲がると、架台１３やレール２２も側方に移動
することとなり、真円保持装置４０と架台１３との間に
ずれが生じる。

【００２５】上記構成の真円保持装置４０では、第２支
え梁４８が支持された内筒４４を支持し、第１支え梁４
６を支持した外筒４２が、移動台４１に対して軸方向に
直交する面内で移動が許容されている。このため、車輪
２３によってレール２２に支持された移動台４１は、架
台１３やレール２２と共に側方に移動し、第１支え梁４
６及び第２支え梁４８によって既設トンネルに保持され
た外筒４２及び内筒４４に対して、、移動台４１と外筒
３５とが相対的に移動して両者のずれが吸収される。従
って、レール２２に対して移動台４１の車輪２３が横す
べりすることはなく、レール２２や車輪２３の摩耗を防
止できる。

【００２６】上述した真円保持装置４０は、外筒４２内
に内筒４４を移動自在に支持し、外筒４２と内筒４４と
にわたり昇降用油圧ジャッキ５１を設け、昇降用油圧ジ
ャッキ５１の駆動により外筒４２と内筒４４を互いに反
対側に移動させて第１支え梁４６及び第２支え梁４８を
既設のセグメントＳの内周面に圧接するようにしている
ので、構造が簡単で少ない部品点数で構成できる。ま
た、外筒４２の外側に昇降用油圧ジャッキ５１が設けら
れているので、組み立てが容易でメンテナンスが簡単に
行える。また、移動台４１に対して軸方向に直交する面
内で外筒４２の移動が許容されているので、曲線状のト
ンネルを掘削する場合に移動台４１と外筒４２との間で
位置が変化しても、両者のずれが吸収される。

【００２７】

【発明の効果】本発明の真円保持装置は、既設トンネル
の内壁面に組付けられた覆工材に圧接して真円状態に保
持する真円保持装置において、前記既設トンネル内にそ
の長手方向に沿って配設されたガイドレールと、該ガイ
ドレールに沿って移動自在に支持された移動台と、前記
既設トンネルの径方向に沿って移動自在に前記各移動台
に遊嵌支持された第１支持筒と、前記第１支持筒の移動
方向と同方向に移動自在に前記第１支持筒に支持された
第２支持筒と、前記第１支持筒に設けられ前記既設トン
ネルの内壁面に組付けられた覆工材に対して圧接可能な
第１支え梁と、前記第２支持筒に設けられ前記既設トン
ネルの内壁面に組付けられた覆工材に対して圧接可能な
第２支え梁と、前記第１支持筒と前記第２支持筒とにわ
たって設けられ前記第１支持筒と前記第２支持筒とを互
いに反対方向に移動させることで前記第１支え梁と前記
第２支え梁とを前記既設トンネルの対向する内壁面の覆
工材に圧接させる駆動手段とを備えたので、構造が簡単
で少ない部品点数で構成できると共に、組み立てが容易
でメンテナンスが簡単に行えるようになり、しかも、曲
線状のトンネルを掘削する場合に移動台と第１支持筒の
ずれを吸収することができる。

【００２８】この結果、簡単な構造でしかも曲線施工の
トンネル工事における動作の円滑化を確保して覆工材を
確実に真円保持可能とした真円保持装置とすることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係る真円保持装置の正
面図。

【図２】図１中のII-II線矢視図。

【図３】図２中のIII-III線矢視図。

【図４】一般的なシールド掘削機の概略構成図。

【図５】従来の真円保持装置の正面図。

【図６】図５中のVI-VI線矢視図。

【符号の説明】

１３ 架台 ２２ レール ２３ 車輪 ４０ 真円保持装置 ４１ 移動台 ４２ 外筒 ４６ 第１支え梁 ４８ 第２支え梁 ４９，５０ 圧接部材 ５１ 昇降用油圧ジャッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設トンネルの内壁面に組付けられた覆
   工材に圧接して真円状態に保持する真円保持装置におい
   て、前記既設トンネル内にその長手方向に沿って配設さ
   れたガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動自在
   に支持された移動台と、前記既設トンネルの径方向に沿
   って移動自在に前記各移動台に遊嵌支持された第１支持
   筒と、前記第１支持筒の移動方向と同方向に移動自在に
   前記第１支持筒に支持された第２支持筒と、前記第１支
   持筒に設けられ前記既設トンネルの内壁面に組付けられ
   た覆工材に対して圧接可能な第１支え梁と、前記第２支
   持筒に設けられ前記既設トンネルの内壁面に組付けられ
   た覆工材に対して圧接可能な第２支え梁と、前記第１支
   持筒と前記第２支持筒とにわたって設けられ前記第１支
   持筒と前記第２支持筒とを互いに反対方向に移動させる
   ことで前記第１支え梁と前記第２支え梁とを前記既設ト
   ンネルの対向する内壁面の覆工材に圧接させる駆動手段
   とを備えたことを特徴とする真円保持装置。