JP2005240401A - シールド掘削機の移動装置およびその移動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド掘削機を簡単に移動することができる、シールド掘削機の移動装置およびその移動方法を提供すること。
【解決手段】 シールド掘削機２０の移動に使用する移動装置１０であって、前記シールド掘削機２０の下方に固定する架台４０と、前記シールド掘削機２０に固定して、伸縮作用により前記架台４０と前記シールド掘削機２０を上下移動させるジャッキアップ装置５０と、を具備したことを特徴とする、シールド掘削機の移動装置１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールド掘削機の移動装置およびその移動方法に関するものである。

従来、シールドトンネル工法を用いてトンネルを構築する場合、シールド掘削機は一つのトンネルで使いきり、到達部で解体していた。しかし２本のシールドトンネルを１台のシールド掘削機で掘削した方が、明らかにシールド掘削機の製作費を削減できる。そこで小口径のシールド掘削機を、立坑内で回転および移動させて、次のトンネル掘削に再び使用する方法が採用されている。この方法としては、たとえば作業床にグリスを塗布しジャッキで移動させる方法、シールド掘削機の受け架台の下にボールベアリング又はチルタンク或いはコロなどを配し、ジャッキで移動させる方法、下部にターンテーブルをおいて旋回、移動させる方法、エアキャスターを使用し、旋回・移動させる方法、または摩擦係数の小さい平滑板を利用して移動させる方法等が実施されている（たとえば、特許文献１）。
特開２００２−２３９６８１号公報

前記した従来のシールド掘削機の移動装置およびその移動方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞作業床にグリスを塗布すると、床が滑り易く危険である。またグリス、ボールベアリング、チルタンク、コロなどを使用する場合、床に異物や凹凸があると移動の障害となる。
＜２＞従来の移動方法では、移動方向および移動距離の制御が難しいため、わずかな移動が困難である。このため、余分な場所を設けた広い作業スペースが必要となる。
＜３＞移動装置の設置、撤去作業が大掛かりであり、またジャッキの盛り替えが多いなど移動作業が困難である。

上記のような課題を解決するために、本発明のシールド掘削機の移動装置は、シールド掘削機の移動に使用する移動装置であって、前記シールド掘削機の下方に固定する架台と、前記シールド掘削機に固定して、伸縮作用により前記架台と前記シールド掘削機を上下移動させるジャッキアップ装置と、を具備したことを特徴とするものである。

また、本発明のシールド掘削機の移動装置は、シールド掘削機の移動に使用する移動装置であって、前記シールド掘削機の下方に固定する架台と、前記シールド掘削機に固定して、伸縮作用により前記架台と前記シールド掘削機を上下移動させるジャッキアップ装置と、前記架台の下に設置して、スライド機構により前記架台と前記シールド掘削機を水平方向に移動させる水平移動装置と、を具備しており、前記ジャッキアップ装置を伸長することにより前記水平移動装置を所定の位置に移動させ、水平移動装置のスライド機構により前記シールド掘削機の水平移動を行うことを特徴としたものである。

また、本発明のシールド掘削機の移動装置は、前記したシールド掘削機の移動装置において、前記水平移動装置を、前記架台を載置するスライディングシップと、前記スライディングシップの走行路であるレールと、前記スライディングシップの移動手段であるジャッキと、から構成し、前記スライディングシップと前記レールとの摩擦抵抗を、前記レールとレールの支持面との摩擦抵抗より小さく設定したことを特徴とするものである。

また、本発明のシールド掘削機の移動装置は、前記スライディングシップの上部に回転式のターンテーブルを設置して、前記ターンテーブルの上に前記架台を載置することを特徴としたものである。

また、本発明のシールド掘削機の移動方法は、前記したシールド掘削機の移動装置を用いて、シールド掘削機を移動する方法において、前記水平移動装置を、回転移動の中心点から一定の距離をおいた円周上の２点間をスライドするように配置して、前記水平移動装置のスライド機構により、前記ターンテーブルを回転させながら前記シールド掘削機および前記架台を水平移動する第一工程と、前記ジャッキアップ装置を伸長して、前記水平移動装置を前記円周上の移動方向に移動する第二工程とからなり、前記第一工程と前記第二工程とを所要の回数だけ繰り返し行って、前記シールド掘削機を回転移動することを特徴としたものである。

本発明のシールド掘削機の移動装置およびその移動方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞本発明は、シールド掘削機を水平移動装置の上に載置して移動させる構成であるため、床が滑るなどの危険は伴わず、また支持面の上に異物や凹凸があっても移動の障害となることは少ない。
＜２＞シールド掘削機の移動は、水平移動装置によって距離および方向を任意に決定できるので、わずかな距離でも確実に移動させることができる。このため、狭い作業スペースでも安全かつ正確に移動が行える。
＜３＞水平移動装置のスライド機構の摩擦抵抗は、支持面との摩擦抵抗より小さいため、スライドに伴って水平移動装置が動くことはない。そのため、水平移動装置を支持面にアンカー等で固定する必要がなく、設置や撤去を簡単に行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞全体の構成
本発明に係るシールド掘削機の移動装置１０は、図１に示すように、シールド掘削機２０を載置して、水平方向および上下方向の少なくとも何れかに移動を行う装置である。
シールド掘削機の移動装置１０は、シールド掘削機２０の下に固定する架台４０と、シールド掘削機２０に設置して伸縮作用により架台４０とシールド掘削機２０を上下移動させるジャッキアップ装置５０と、架台４０の下に配置してスライド機構によりシールド掘削機２０を水平方向に移動させる水平移動装置６０とより構成している。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。

＜２＞架台
架台４０は、横置きに配置したシールド掘削機２０を載置する台で、シールド掘削機２０の下に固定する。架台４０は、たとえばシールド掘削機２０の軸に対して略垂直な方向に、一定間隔で配置した複数の部材からなる台４１と、台４１の上部に掛け渡して敷設した二本の支持部４２とから構成できる（図１）。この二本の支持部４２の間にシールド掘削機２０を配置して固定する。
架台４０は、シールド掘削機２０の転動および上下左右への移動に伴う慣性力に耐え得る構造とし、たとえばＨ型鋼で構成したものが使用できる。

＜３＞ジャッキアップ装置
ジャッキアップ装置５０は、上下方向に伸縮して架台４０およびシールド掘削機２０を上下移動する装置である（図１）。ジャッキアップ装置５０は、シールド掘削機２０に固定する支持部５１と、伸縮可能なジャッキ５２とより構成し、横置きにしたシールド掘削機２０下面の前後左右に固定して、ジャッキ５２の伸縮作用によりシールド掘削機２０を平行に上下移動する。ジャッキ５２の伸長によって先端が支持面３０に当接し、シールド掘削機２０を押し上げる構成になっている。
ジャッキアップ装置５０の配置は任意であって、たとえば図１のように重量の大きいシールド掘削機２０の中胴部には、二基並設しても良い。

ジャッキアップ装置５０の支持部５１は、継ぎ足し可能な構成としても良い。これによって、シールド掘削機２０の位置が上方へ移動した場合でも、ジャッキ５２を同じ位置に保てるので、シールド掘削機２０を常に上下移動させることができる。

＜４＞水平移動装置
水平移動装置６０は、架台４０を介して上部に載置したシールド掘削機２０を水平移動する装置である。水平移動装置６０は、同一平面上（水平方向）での移動であれば、シールド掘削機２０を横スライド若しくは回転スライドさせることができる。
水平移動装置６０は、図２に示すように、たとえば架台４０を載置するスライディングシップ６１と、スライディングシップ６１の滑走面であるレール６２と、スライディングシップ６１の移動手段であるジャッキ６３とより構成し、スライディングシップ６１をジャッキ６３でスライドする構成である。

スライディングシップ６１とレール６２との間の摩擦抵抗は、レール６２とレール６２を載せる支持面３０との摩擦抵抗より小さく設定する。たとえば、スライディングシップ６１の下面に四フッ化エチレン板を貼着し、レール６２の上面にステンレス板を配置して構成する。これによって、摩擦係数を約０．０５とでき、小さな摩擦抵抗すなわち小さな力で移動させることができる。

ジャッキ６３には、たとえばセンターホールジャッキが使用でき、センターホールジャッキの一端をレール６２に固定して用いる。レール６２には、たとえばチャンネル鋼材を使用することができ、断面コの字の開放部分を上方に向けて配置して、その内部にスライディングシップ６１を走行させる。

ジャッキ６３は、短縮機構或いは伸長機構のいずれの形態でも使用することができる。
短縮機構の場合、ジャッキ６３の短縮作用により、スライディングシップ６１がジャッキ６３側に引き寄せられる構成となる。そのため、スライディングシップ６１とジャッキ６３との離隔した間は、たとえばＰＣ鋼線６４で連結する。
一方、伸長機構の場合、スライディングシップ６１がジャッキ６３から離れるように移動するため、特に両者の間に連結部材を設ける必要はない。

スライディングシップ６１の上部には、回転式のターンテーブル６５を設置することもできる。かかる形態では、ターンテーブル６５の上に架台４０を載置し、架台４０に回転を伴いつつ移動することができる。このターンテーブル６５は、たとえば円柱型の支持部材に、その支持部材の外径より内径が大きい一端を閉塞した有底の円筒部材を被せて、回転可能に構成すれば良い。

＜５＞移動装置の設置
次に、シールド掘削機の移動装置１０を用いてシールド掘削機２０を移動する方法について、図面を参照しながら説明する。

シールド掘削機２０が掘削を終えて到達する立坑内に、本発明の移動装置１０を設置する。移動装置１０は、最初にシールド掘削機２０が突出してくるトンネルＡ付近に配置する（図３）。まず、立坑内の床版上に平面かつ平滑な鋼板を敷き、支持面３０とする。この支持面３０は、シールド掘削機２０が突出してくるトンネルＡの出口から、新たに掘削し始めるトンネルＢの入口にかけて敷設する。そして、トンネルａの出口付近の支持面３０に架台４０を設置する。

＜６＞シールド掘削機の設置
トンネルＡから抜け出てきたシールド掘削機２０をそのまま前進させて、架台４０の上に積載し、両者を固定する。シールド掘削機２０の積載途中で架台４０が動き出さないように、立坑の壁などを利用して架台４０を固定しておく。シールド掘削機２０を積載した後、シールド掘削機２０のテール部より後方のスクリューコンベア及び機内デッキを撤去し、シールド掘削機２０の外面にジャッキアップ装置５０を設置する。本例では、シールド掘削機２０の中胴部付近に左右それぞれ二基づつのジャッキアップ装置５０、５０を設置し、さらに前胴部付近に左右一基づつのジャッキアップ装置５０を固定する。

次に、架台４０の下部に水平移動装置６０を配置する。ジャッキアップ装置５０を伸長して、架台４０とシールド掘削機２０を上昇させる。やがて、架台４０と支持面３０の間に間隙が生じると、この間に水平移動装置６０を挿入して、所定の数（本例では４台）だけ配置する。本例では、引張タイプの水平移動装置６０を使用する。そのため、水平移動装置６０はあらかじめ伸長した状態、すなわちスライディングシップ６１とジャッキ６３とを離隔させた状態にしておき、移動方向（トンネルＡ⇒トンネルＢ方向）に向けて配置する。配置後、ジャッキアップ装置５０をジャッキダウンして、ターンテーブル６５の上に架台４０を載せる。

＜７＞シールド掘削機の水平移動
架台４０の固定を解放した後、シールド掘削機２０を横方向へスライドさせる。水平移動装置６０のジャッキ６３を同時に短縮し、スライディングシップ６１をレール６２に沿って移動させる。ジャッキ６３が短縮すると、架台４０と共にシールド掘削機２０は横方向（トンネルＡ⇒トンネルＢ）に移動し、ジャッキ６３が短縮した分だけ移動する。移動には、デジタル荷重・変位計を使用し、ジャッキ６３の荷重とストローク及び移動量とを同時に比較計測しながらジャッキ６３操作を行うと良い。

水平移動装置６０の一回の移動で、シールド掘削機２０が次に予定する移動位置Ｃに到達しない場合、各水平移動装置６０を移動させる。まずジャッキアップ装置５０を伸長し、架台４０およびシールド掘削機２０を上昇させる。架台４０がターンテーブル６５から浮きあがったら、各水平移動装置６０をＢ側へ移動する。縮んだ状態にある水平移動装置６０を伸長状態に戻して配置する。その後、ジャッキダウンして架台４０をターンテーブル６５の上に載せ、先述と同じ要領でスライドを行う。上記作業を繰り返し行い、シールド掘削機２０を所定の場所Ｃまで横移動させる。

＜８＞シールド掘削機の回転移動
トンネルＡから出てきたシールド掘削機２０を用いて、並行するトンネルＢを新たに構築するには、シールド掘削機２０の向きを１８０度回転させる必要がある。そこで、次に架台４０を回転して、シールド掘削機２０の向きを変更する（図４）。

回転移動するには、水平移動装置６０の配置を変更する必要がある。全ての水平移動装置６０を、回転の中心点７０から一定の距離をおいた円周上に、移動前の始点７１と、その始点７１からスライディングシップ６１が移動（スライド）可能な範囲内に終点７２を設定し、その両点を結んだ弦の上にレール６２の中心が通るように配置する。ジャッキ６３を短縮すると、ターンテーブル６５は回転しながらレール６２上を移動し、そのスライド量に応じてシールド掘削機２０は中心点７０を中心にして回転する。移動後、シールド掘削機２０の回転量が足りない場合には、横スライドと同じ要領で水平移動装置６０の位置移動を行い、回転移動を行う。これを所要の回数だけ繰り返し、シールド掘削機２０を１８０°回転させる。

＜９＞シールド掘削機の上方移動
回転させた後、シールド掘削機２０を発進トンネルＢの予定位置まで横移動する（図３）。横移動は、先述した横スライドの方法でおこなう。

次にシールド掘削機２０を上方へ向けて移動する。まずジャッキアップ装置５０を伸長して、シールド掘削機２０を上方へ移動させる。シールド掘削機２０が上昇し、ターンテーブル６５から架台４０が浮きあがったら、水平移動装置６０を撤去する。さらに、架台４０と支持面３０の間に嵩上げ材８０が挿入できるくらいにシールド掘削機２０を上昇させ、この間隙に嵩上げ材８０を挿入、配置する。ここで、嵩上げ材８０とは架台４０の下に配置して、架台４０を上方へ移動する部材をいう。この嵩上げ材８０には、たとえばジャッキアップ装置５０のストローク長より断面が小さいＨ形鋼などが使用できる。

嵩上げ材８０を架台４０の下に並行に並べ、ジャッキダウンして嵩上げ材８０の上に架台４０を載置する。これによって、嵩上げ材８０の分だけ架台４０すなわちシールド掘削機２０が上方へ移動したことになる。嵩上げ材８０と架台４０との当接箇所は、溶接若しくはボルトによって固定する。

シールド掘削機２０が上昇すると、その移動量に応じてジャッキアップ装置５０も上方へ移動する。シールド掘削機２０をさらに上方へ移動させる必要があり、かつジャッキ５２に新たな嵩上げ材８０を挿入するだけストローク長が残っていない場合、ジャッキアップ装置５０を伸長させる。これは、支持部５１を継ぎ足す方法によって行う。継ぎ足す部材は、たとえば支持部５１と同じ断面形状を有する、嵩上げ材８０の断面と同じ程度の高さ（長さ）を有する部材を用い、これを支持部５１にボルトなどで継ぎ足しながら連結してゆけば良い。
嵩上げ材８０をさらに積上げる場合、新たに配置する嵩上げ材８０は、先に配置した嵩上げ材８０に対して９０°回転させた状態、つまり井桁状に配置してゆき、安定性を保持しつつ上方へ移動させる。
以上の方法を所要の回数だけ繰り返し行う。

＜１０＞移動の完了
シールド掘削機２０がトンネルＢの入口付近まで移動したら、架台４０を再び立坑の壁などに固定して、架台４０の上からシールド掘削機２０を発進させる。掘進の際には、ジャッキアップ装置５０や架台４０はシールド掘削機２０から取り外して行う。

＜１１＞水平移動の原理
本発明では、従来のように摩擦係数の小さいグリス、若しくはコロなどを利用して移動させるのではなく、水平移動装置６０を用いてシールド掘削機２０の移動を行うものである。この移動原理は、水平移動装置６０を構成するレール６２の底面と支持面３０との摩擦抵抗より、レール６２とスライディングシップ６１との摩擦抵抗すなわち摩擦係数を小さく設定してあるため、スライディングシップ６１の移動時に、その作用反力によってレール６２を動かすことなくスライディングシップ６１を移動できるものである。そのため、特に水平移動装置６０を支持面３０に固定する必要がないから、設置、移動、撤去を簡単に行うことができという効果と、また支持面３０全面が常に綺麗な状態になくても、水平移動装置６０と支持面３０との接触面のみが汚れのない状態で当接していれば、問題なく移動することができるものである。

本発明のシールド掘削機の移動装置の実施例の説明図。 水平移動装置の一部を省略した斜視説明図。 シールド掘削機の移動経路を示した図。 シールド掘削機の回転工程の説明図。 シールド掘削機の上方移動の説明図。

符号の説明

１０・・・シールド掘削機の移動装置
２０・・・シールド掘削機
３０・・・支持面
４０・・・架台
５０・・・ジャッキアップ装置
６０・・・水平移動装置
６１・・・スライディングシップ
６２・・・レール
６３・・・ジャッキ
６５・・・ターンテーブル

Claims (5)

1. シールド掘削機の移動に使用する移動装置であって、
   前記シールド掘削機の下方に固定する架台と、
   前記シールド掘削機に固定して、伸縮作用により前記架台と前記シールド掘削機を上下移動させるジャッキアップ装置と、を具備したことを特徴とする、
   シールド掘削機の移動装置。
   
2. シールド掘削機の移動に使用する移動装置であって、
   前記シールド掘削機の下方に固定する架台と、
   前記シールド掘削機に固定して、伸縮作用により前記架台と前記シールド掘削機を上下移動させるジャッキアップ装置と、
   前記架台の下に設置して、スライド機構により前記架台と前記シールド掘削機を水平方向に移動させる水平移動装置と、を具備しており、
   前記ジャッキアップ装置を伸長することにより前記水平移動装置を所定の位置に移動させ、水平移動装置のスライド機構により前記シールド掘削機の水平移動を行うことを特徴とした、
   シールド掘削機の移動装置。
   
3. 請求項２に記載のシールド掘削機の移動装置において、
   前記水平移動装置を、前記架台を載置するスライディングシップと、前記スライディングシップの走行路であるレールと、前記スライディングシップの移動手段であるジャッキと、から構成し、
   前記スライディングシップと前記レールとの摩擦抵抗を、前記レールとレールの支持面との摩擦抵抗より小さく設定したことを特徴とする、
   シールド掘削機の移動装置。
   
4. 請求項３に記載のシールド掘削機の移動装置において、
   前記スライディングシップの上部に回転式のターンテーブルを設置して、
   前記ターンテーブルの上に前記架台を載置することを特徴とした、
   シールド掘削機の移動装置。
   
5. 請求項４に記載したシールド掘削機の移動装置を用いて、シールド掘削機を回転移動する方法において、
   前記水平移動装置を、回転移動の中心点から一定の距離をおいた円周上の２点間をスライドするように配置して、
   前記水平移動装置のスライド機構により、前記ターンテーブルを回転させながら前記架台および前記シールド掘削機を水平移動する第一工程と、
   前記ジャッキアップ装置を伸長して、前記水平移動装置を前記円周上の移動方向に移動する第二工程とからなり、
   前記第一工程と前記第二工程とを所要の回数だけ繰り返し行って、前記シールド掘削機を回転移動することを特徴とした、
   シールド掘削機の移動方法。

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