JP2001200700A - 小口径シールド用セグメント搬送方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小口径シールド工事において、セグメント搬
入時の人力作業の軽作業化と迅速化を図る。 【解決手段】 シールドトンネルの立坑側から切羽側に
敷設されたレールの上を走行自在に配置された下部台車
（23）と、下部台車上面に一体配備したローラコンベヤ
（24）と、該ローラコンベヤを介して台車走行方向に移
動可能で、かつ下部台車に固定分離可能なセグメント積
載台（40）とを有するセグメント搬送台車（22）と、シ
ールドマシンとセグメント搬送台車との間に設けたリフ
ト装置（30）であって、シールド底面に配置したリフト
架台（31）と、リフト架台上に設ける昇降台（32）と、
昇降台上面に一体配備したローラコンベヤ（33）と、前
記昇降台を水平状に保持したまま昇降動させる油圧シリ
ンダ付平行リンク機構（34）をリフト架台と昇降台との
間に設けたリフト装置（30）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド工法におけ
るセグメントの搬送方法と装置に関する。さらに詳しく
述べると、シールドの内径が直径２ｍ以下の狭隘な小口
径シールド工事において、セグメント搬送台車により搬
入されたセグメントを該搬送台車から施工箇所へ安全か
つスムーズに荷降ろしすることのできるセグメント搬送
方法と搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工事に使用されるセグメントや
その他の資材を地上からトンネル先端へ搬送するシステ
ムでは、門型クレーン等にて立坑底部に降ろされたセグ
メントや資材は、シールドトンネル内に敷設されたレー
ルの上をバッテリカー付きの搬送台車により、トンネル
内先端の施工部近くの所定位置まで搬送されている。シ
ールド工法においてはシールド機による掘進の進行に合
わせてセグメントの組み立てを行うことになるが、セグ
メントの組み立てに際しては、一般的に１リング当たり
６ピースに分割されている円弧状のセグメントピースを
一枚ごとにシールド機の後部に設置されたエレクター
（セグメント組立機）に供給し、当該エレクターを作動
させて、セグメントをトンネル周方向に組み立ていく。

【０００３】ところがシールドの内径が直径２ｍ以下の
小口径シールド工事においては、搬送台車から降ろした
セグメントや資材を施工部に搬入する作業は、機械化・
自動化しにくく、多くの場合人力作業で行なわれてい
た。すなわちシールドマシン後部はエレクターが取りつ
けられており、このエレクターは旋回、摺動、昇降など
の動作をしながら供給されたセグメントピースを取り込
んで、所定位置に組み立てる構成になっている。特に、
エレクターの周辺では人間が機械を操作しながらセグメ
ントピースを組み付けることから、エレクター周辺の作
業スペースを大きくとれるような構造にしなければなら
ず、その作業スペースとして、少なくとも４〜５ｍ以上
のスペースを確保しておかなければならないので、搬送
台車の乗り入はできない。

【０００４】最近において、台車に設置するフィーダ
（自動搬入装置）でセグメントを自動的にエレクターを
供給して、セグメントの組立まで自動化する方法が考え
られているが、装置自体が大規模になりやすく、また装
置が非常に高価なものになる。また、前述のような小断
面のシールド工事においては資材搬入装置の設置スペー
スに制限があり、エレクター近くに重機やセグメントフ
ィーダを設置することが困難なことが多い。すなわちシ
ールド機とセグメント搬送台車との間に土砂搬出用のコ
ンベヤ、電力プラント類、ダクトや油圧配管等の多数の
設備を設ける必要性があるため、トンネル内のセグメン
ト移送空間がそれだけ狭まるため、ホイスト等の重機や
セグメント自動フィーダを設置するための空間を確保で
きないことが多い。さらにエレクターは、常にセグメン
トピースが組み付けに都合の良い同じ位置に供給されな
いと、供給されたセグメントピースを探す動作が必要に
なり、自動組立システム本来の稼動効率をあげることが
できないことになる。そのため、前述したように搬送台
車からのセグメントを荷降ろしする作業とエレクターへ
セグメントを搬入する作業は、人力で行なうのが一般的
な方法であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、小口径シール
ド工事に使用される鋼製セグメントピースは１個でも８
０〜１００ｋｇもの重さがある。しかも前述のように小
断面のシールド内は十分なセグメントの移送スペースや
作業スペースが得られないこと、またこの高重量のセグ
メントピースを土砂搬出用のスクリュウコンベヤ、電力
プラント類、ダクトや油圧配管等の多数の障害物を避け
るようにして狭い坑内で荷降ろしを行い、数人掛かりで
持ち運びしなければならず、重労働となっていた。特
に、搬送台車の上から高重量のセグメントピースを坑内
底面に降ろすときは、台車と底面との間に斜めに角材や
鉄板を掛け、スロープを作って滑り下ろすことがあるが
狭いところでの作業であるうえに、少なくとも５００〜
７００ｍｍ以上の高い位置にある台車のうえからセグメ
ントをつり下ろす作業であるので、セグメントを落とし
たり、滑り降ろす際に勢いがつき、安定を欠きやすいの
で、作業者が危険であり、しかも労力がかかることか
ら、セグメント搬送方法の改善が望まれていた。

【０００６】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決するために、トンネル内のセグメント移送空間が狭隘
な場合において、セグメント搬送台車によって搬入され
たセグメントピースを該搬送台車から施工箇所へ移送す
る方法を改善してその軽作業化と迅速化を図り、かつ高
重量のセグメントピースを安全スムーズに荷降ろし搬送
させることのできるセグメント搬送方法と搬送装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１では、（ａ） シールドトンネルの立坑
側から切羽側に敷設されたレールの上を走行自在に配置
された下部台車上に、下部台車に固定分離可能なセグメ
ント積載台とセグメント積載台を台車走行方向に移動さ
せるローラ手段とを有したセグメント搬送台車と、
（ｂ） 切羽側に設けたシールドマシンと前記セグメン
ト搬送台車との間に設けた昇降台であって、前記下部台
車上のセグメント積載台を昇降台上に移動し、または昇
降台上から台車側に返戻するローラ手段を設けた昇降台
と、この昇降台を水平状に保持したまま昇降動させる平
行リンク機構付リフト装置とを用意し、（ｃ） セグメ
ント積載台を下部台車から切り離して昇降台へ移動し、
平行リンク機構によりセグメント積載台を水平状に保ち
ながら昇降台を前方にせり出すように下降させた後下降
させた昇降台からセグメントを、傾斜板を用いてシール
ド底に荷降ろしすること、を特徴とする小口径シールド
工事に用いるセグメントの搬送方法を提供する。

【０００８】また、請求項２では、小口径シールド工事
用セグメント搬送装置であって、シールドトンネルの立
坑側から切羽側に敷設されたレールの上を走行自在に配
置された下部台車（23）と、下部台車上面に一体配備し
たローラコンベヤ（24）と、該ローラコンベヤを介して
台車走行方向に移動可能で、かつ下部台車に固定分離可
能なセグメント積載台（40）とを有するセグメント搬送
台車（22）と、シールドマシンとセグメント搬送台車と
の間に設けたリフト装置（30）であって、シールド底面
に配置したリフト架台（31）と、リフト架台上に設ける
昇降台（32）と、昇降台上面に一体配備したローラコン
ベヤ（33）と、前記昇降台を水平状に保持したまま昇降
動させる油圧シリンダ付平行リンク機構（34）をリフト
架台と昇降台との間に設けたリフト装置（30）とからな
ることを特徴とする小口径シールド工事用セグメント搬
送装置を提供する。

【０００９】さらに請求項３では、リフト装置（30）の
シールドマシン寄り位置に設けた架台（61）上に、回動
軸（62）を介して片持ち構造の可動傾斜板（60）を昇降
台（32）の下降位置と同じレベル位置に配設し、かつ前
記架台（61）と可動傾斜板（60）との間に該傾斜板を回
動させるための起伏自在のリンク（63）と、該リンクに
連結された油圧シリンダ（64）を配備したことを特徴と
するセグメント搬送装置を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の一形態につい
て図面を参照して説明する。先ず、本発明のセグメント
搬送装置と搬送方法の概要を図に基づき説明する。図１
はセグメント搬送台車２２からトンネルの切羽側までセ
グメントを移送する状態を示した側面図である。図２は
門型クレーンなどで立坑１００の底部にある軌道式のセ
グメント搬送台車２２にセグメントＳを吊り降ろしする
状態を示す側面図である。図３はセグメント搬送台車２
２からセグメントを搭載した積載台４０をリフト装置３
０に移動させる状態を示した側面図である。図４はセグ
メント搬送台車２２とトンネルの位置関係を示すシール
ド断面図であり、図５はリフト装置３０の上昇時の状態
とトンネルの位置関係を示すシールド断面図である。ま
た、図６はリフト装置３０の下降時の状態とトンネルの
位置関係を示すシールド断面図である。

【００１１】図１から図６において、符号101はシール
ドトンネルを示し、102は切羽側に設けたシールドマシ
ン、103は土砂搬出用スクリュウコンベヤ、104はセグメ
ントエレクタ、105はズリ出しコンベヤ、106はシールド
マシン用電気プラントを示したものである。シールドト
ンネル101内には枕木１１の上に左右一対のレール１２
が切羽側に向かって敷設されている。レール１２上には
レール上を走行する台車と、切羽側のシールド底面に
は、台車上に搭載したセグメントを荷降ろしするための
リフト装置３０とから構成された搬送装置が設けられて
いる。台車はバッテリ駆動の自走台車２０とこの自走台
車に連結され、レール上を移動可能に構成したセグメン
ト搬送台車２２から構成されている。図1では、1台のセ
グメント搬送台車２２が、図２では2台のセグメント搬
送台車２２が自走台車２０に連結されている例が示され
ているが、セグメント搬送台車２２は任意台数連結する
ことができる。

【００１２】先ずセグメント搬送台車の構造を説明す
る。セグメント搬送台車２２は、図１及び図９に示すよ
うに、自走台車２０に連結されレール上を移動可能に配
置される下部台車２３と、下部台車上面に一体配備した
ローラコンベヤ２４と、該ローラコンベヤを介して台車
走行方向に移動可能で、かつ下部台車に固定分離可能な
セグメント積載台４０とから構成されている。下部台車
２３は、架台２１の両側に一対のレール１２上を走行す
る車輪２５，２５’が取り付けられ、また架台２１上に
はローラコンベヤ２４が一体かつに水平に配備されてい
る。ローラコンベヤ２４上にはセグメントホルダー有す
るセグメント積載台４０が台車の走行方向に移動可能に
配備されている。また、このローラコンベヤ２４の前後
に位置して、ローラコンベヤ２４と同じレベルに支持台
２６が形成されている。この支持台２６は下部台車２３
とセグメント積載台４０とを分離したり固定するための
固定ピン２７をセットするためのピン挿入穴２８が形成
されている。２９は台車相互を連結するための連結バー
である。

【００１３】セグメント積載台４０は、図１１に示すよ
うに、板状パレット４１の上面中央部に左右１対のセグ
メントホルダー４２を有している。このセグメントホル
ダー４２は、円弧状断面を持ったセグメントSをほぼ水
平に保持し、移動中のがたつきを防止する。またパレッ
ト４１の前後端部には、下部台車２３とセグメント積載
台４０とを分離したり固定するための固定ピン２７をセ
ットするためのピン挿入穴４３が形成されている。４４
はセグメントホルダー固定具であり、セグメントホルダ
ー４２と一体に形成され、パレット４１の切欠き４５
（図略）に固定冶具を嵌め込み固定すものである。４６
はガイドピンであり、セグメント積載台４０がローラ２
４上を真っ直ぐに移動するようにガイドとなる。図１２
は、セグメント搬送台車の構造をわかりやすくするため
に、下部台車２３とセグメント積載台４０とを上下方向
に分離して示したものである。

【００１４】次にリフト装置の構造を説明する。リフト
装置３０は、図５〜図６及び図１３〜図１５に示すよう
に、レール１２間のシールド底面に配置するリフト架台
３１と、リフト架台上に設ける昇降台３２と、前記昇降
台を水平状に保持したまま昇降動させる油圧シリンダ３
５を有する平行リンク機構３４をリフト架台３１と昇降
台３２との間に設けて構成されている。また昇降台３２
には、ローラコンベヤ３３が一体配備され、このローラ
コンベヤ上に前記のセグメントホルダー有するセグメン
ト積載台４０が移動可能に搭載できるようになってい
る。さらにこのローラコンベヤ３３の前後に位置して、
このローラコンベヤ３３と同じレベルにセグメント積載
台４０を固定するための支持台３６が設けられ、この支
持台３６にはセグメント積載台４０とを分離したり固定
するために、固定ピン２６をセットするためのピン挿入
穴３７が形成されている。図１６はリフト装置３０の上
昇時の断面略図、図１７はリフト装置３０の下降時の断
面略図である。

【００１５】次に、搬送台車によるセグメント搬送方法
と、その台車からセグメントを荷降ろしする方法を説明
する。図２に示したように、予めセグメント搬送台車２
２を立坑100下に配置し、該搬送台車２２上に固定した
セグメント積載台４０にセグメントＳを複数枚搭載す
る。次に自走台車２０により、セグメント搬送台車２２
を切羽側に発進させ、セグメントＳをシールドマシン後
部へ搬送する。セグメント搬送台車２２がシールドマシ
ン後部に到達したならば、図１に示すように、セグメン
ト積載台４０を下部台車２３より分離し、セグメント積
載台ごとローラコンベヤ２４、３３上を走行させて、図
３に示したように、リフトアップした状態のリフト装置
３０上へ移載する。次にリフト装置３０の油圧シリンダ
３５を縮小させて平行リンク機構によりセグメント積載
台を水平状に保ちながら、図6、図１３のように昇降台
３２を前方にせり出すように下降させる。しかる後、傾
斜板６０を補助的用いて昇降台３２からセグメントＳを
シールドトンネル底面に荷降ろしする。

【００１６】以上の手順でセグメントＳを搬送台車から
荷降ろして、シールドマシン後部のセグメントのエレク
ターに搬送するものであるが、セグメント積載台４０の
みを下部台車２３から分離できるため、セグメントを積
んだままセグメント積載台４０を下部台車２３からリフ
ト装置３０へ移動させることができ、また前記下部台車
とリフト装置のそれぞれにローラコンベヤ２４、３３が
設けられているので、ローラコンベヤ上を人力により楽
に移動させることができる。昇降台３２は、油圧シリン
ダ付平行リンク機構３４により、セグメントを積んだま
まセグメント積載台４０を水平状態に保ちながら前方に
せり出すようにリフトダウンさせることができるため、
高重量のセグメントピースを安全に荷降ろしすることの
できる。なおシールドマシンの進行に合わせ、セグメン
トを搭載したリフト装置３０を、図８のように、ワイヤ
51を介してウインチやチェーンブロックその他の巻上げ
牽引手段５０により牽引してシールドマシン後部のエレ
クターへ引き込むように運用するのである。

【００１７】

【その他の実施の形態】上記の実施態様では、下部台車
２３は自走台車２０に牽引されて移動するように構成さ
れているが、下部台車自体を自走タイプにすることがで
きる。その場合は自走台車を省くことができる。

【００１８】また、可動の傾斜板装置（図１８参照）を
リフト装置３０のシールドマシン寄り先端位置に設置し
て、昇降台３２からセグメントＳをシールドトンネル底
面に荷降ろしするのがよい。すなわち、図１９のように
リフト装置３０のシールドマシン寄りに設けた架台６１
上に、回動軸６２を介して片持ち構造の傾斜板６０を昇
降台３２の下降位置と同じレベルに配設する。そして前
記架台６１と傾斜板６０との間には前記回動軸を中心に
傾斜板を昇降動させるための起伏自在のリンク６３と、
該リンクに連結された油圧シリンダ６4を配備すればよ
い。油圧シリンダ６4を伸縮させると、傾斜板６０は前
記リンクにより回動軸６２を中心軸として回動して、傾
斜板全体が水平状態あるいは傾斜状態に昇降移動する。
なお前記の傾斜板６０にはフリーローラを配置すること
も可能である。

【００１９】上記の実施形態によれば、セグメントを傾
斜板６０を介して、坑内底面に安全かつスムーズに荷降
ろしすることができ、人力による荷降ろし作業の軽減化
および迅速化が達成できる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳しく述べたように、本発明によれ
ば、セグメント搬送台車は下部台車とセグメント積載台
が分離できるために、下部台車上のローラコンベヤによ
りセグメント積載台を容易に移動させることができ、ま
た、セグメント搬送台車からセグメントの荷下ろし作業
はリフト装置の平行リンク機構によりスムーズかつ安全
に荷降ろしでき、シールド機のエレクター部までの搬送
作業を容易に行うことができる。さらに、セグメントメ
ント搬送台車とリフト装置を併用することにより立孔か
らエレクターまでのセグメント搬入を一連に迅速に行う
ことができる。本発明の搬送方法によれば人力作業を軽
減できることから、作業上の安全性及び作業効率が大と
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】セグメント搬送台車からトンネルの切羽側まで
セグメントを移送する状態を示した側面図である。

【図２】立坑底部にある軌道式のセグメント搬送台車に
セグメントを吊り降ろす状態を示す側面図である。

【図３】セグメント積載台をリフト装置に移動させる状
態を示し側面図である。

【図４】セグメント搬送台車とトンネルの位置関係を示
す断面図である。

【図５】リフト装置の上昇時の状態とトンネルの位置関
係を示す断面図である。

【図６】リフト装置の下降時の状態とトンネルの位置関
係を示す断面図である。

【図７】リフト装置からセグメントを降ろす状態を示し
た側面図である。

【図８】リフト装置をウインチ等の牽引装置で切羽方向
に移動させる状態を示す側面図である。

【図９】セグメント搬送台車を中央部から破断して、一
方は下部台車のみを、他方にはセグメント積載台を併せ
示した側面図である。

【図１０】下部台車の斜視図である。

【図１１】セグメント積載台の斜視図である。

【図１２】下部台車とセグメント積載台とを上下方向に
分離して示した斜視図である。

【図１３】リフト装置の下降時の状態を示す側面図であ
る。

【図１４】リフト装置の上昇時の状態を示す側面図であ
る。

【図１５】リフト装置の平面図である。

【図１６】リフト装置の上昇時の断面略図である。

【図１７】リフト装置の下降時の断面略図である。

【図１８】本発明で使用する可動傾斜板装置の側面図で
ある。

【図１９】可動傾斜板装置を、下降状態のリフト装置の
端部に接続配置した状態を示す側面図である。

【符号の説明】

２０ 自走台車 ２１ 架台 ２２ セグメント搬送台車 ２３ 下部台車 ２４ ローラコンベヤ ２５ 車輪 ２６ 支持台 ２７ 固定ピン ２８ 挿入穴 ３０ リフト装置 ３１ 架台 ３２ 昇降台 ３３ ローラコンベヤ ３４ 平行リンク機構 ３５ 油圧シリンダ ３６ 支持台 ３７ 挿入穴 ４０ セグメント積載台 ４１ パレット ４２ セグメントホルダー ４３ 挿入穴 ５０ 牽引装置 ６０ 傾斜板 ６１ 架台 ６２ 回動軸 ６３ リンク ６３ 油圧シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） シールドトンネルの立坑側から
   切羽側に敷設されたレールの上を走行自在に配置された
   下部台車上に、下部台車に固定分離可能なセグメント積
   載台とセグメント積載台を台車走行方向に移動させるロ
   ーラ手段とを有したセグメント搬送台車と、 （ｂ） 切羽側に設けたシールドマシンと前記セグメン
   ト搬送台車との間に設けた昇降台であって、前記下部台
   車上のセグメント積載台を昇降台上に移動し、または昇
   降台上から台車側に返戻するローラ手段を設けた昇降台
   と、この昇降台を水平状に保持したまま昇降動させる平
   行リンク機構付リフト装置とを用意し、 （ｃ） セグメント積載台を下部台車から切り離して昇
   降台へ移動し、平行リンク機構によりセグメント積載台
   を水平状に保ちながら昇降台を前方にせり出すように下
   降させた後下降させた昇降台からセグメントを、傾斜板
   を用いてシールド底に荷降ろしすること、を特徴とする
   小口径シールド工事に用いるセグメントの搬送方法。
2. 【請求項２】 小口径シールド工事用セグメント搬送装
   置であって、シールドトンネルの立坑側から切羽側に敷
   設されたレールの上を走行自在に配置された下部台車
   （23）と、下部台車上面に一体配備したローラコンベヤ
   （24）と、該ローラコンベヤを介して台車走行方向に移
   動可能で、かつ下部台車に固定分離可能なセグメント積
   載台（40）とを有するセグメント搬送台車（22）と、 シールドマシンとセグメント搬送台車との間に設けたリ
   フト装置（30）であって、シールド底に配置したリフト
   架台（31）と、リフト架台上に設ける昇降台（32）と、
   昇降台上面に一体配備したローラコンベヤ（33）と、前
   記昇降台を水平状に保持したまま昇降動させる油圧シリ
   ンダ付平行リンク機構（34）をリフト架台と昇降台との
   間に設けたリフト装置（30）とからなることを特徴とす
   る小口径シールド工事用セグメント搬送装置。
3. 【請求項３】 リフト装置（30）のシールドマシン寄り
   位置に設けた架台（61）上に、回動軸（62）を介して片
   持ち構造の可動傾斜板（60）をリフト装置における昇降
   台（32）の下降位置と同じレベル位置に配設し、かつ前
   記架台（61）と可動傾斜板（60）との間に該傾斜板を回
   動させるための起伏自在のリンク（63）と、該リンクに
   連結された油圧シリンダ（64）を配備したことを特徴と
   する請求項2に記載のセグメント搬送装置。