JP2005256435A

JP2005256435A - シールド機

Info

Publication number: JP2005256435A
Application number: JP2004069952A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kashima; 豊加島; Norio Kondo; 紀夫近藤; Hideyuki Takeuchi; 秀行武内; Takaharu Kobayashi; 隆治小林; Masahiro Fujiyoshi; 雅裕藤由
Original assignee: Daiho Construction Co Ltd
Current assignee: Daiho Construction Co Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】簡易な装置を取り付けることにより、押し込み形式で締結する継手の締結時にセグメントを支え、容易に組み立てることを可能とするシールド機を提供する。
【解決手段】セグメント２をシールドジャッキ７で押圧することで掘進するシールド機１において、前記シールドジャッキ７ａ…の前記セグメント２側にはスプレッダ１１が設けられ、該スプレッダ１１には前記セグメント２の前端面２０ａに当接可能な押板１３が設けられ、更に、テールプレート６に当接して該押板１３を所定の位置に保つ反力受ジャッキ１４ａ…が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、地中を掘削し、セグメントを組み立てることによりトンネルを構築するシールド機、特に、セグメントの組立時に、このセグメントを支える機能を有するシールド機に関するものである。

従来から、地下鉄、道路用トンネルや上下水道等を構築するために掘削し、その掘削したシールド筒よりやや小径にセグメントを順次組み立てて、これらを互いに締結してセグメントリングを形成する。

こうしてできた既設のセグメントリングをシールド機に設けられたシールドジャッキで押し、この反力によりシールド機を前進させて、トンネルを順次構築して行くものである。

上述の、互いに隣接する結合すべきセグメントには、その合せ面寄りにそれぞれ雌継手が固定されており、これら両雌継手に跨るように雄型金具を押し込んで、両セグメントを結合させる。

このセグメント間を継ぎ合わせる方法としては、コッター打込装置を用いていた。このコッター打込装置を用いる場合に、既設のセグメントと新設のセグメントとの境界部に形成された締結溝にはオーバーリング部が形成されていた。

そして、このコッター打込装置は、コッターを打込むためのピストンロッドを伸縮可能に備えた打込ジャッキのシリンダ先端部に対し、セグメント相互の継手方向に延びる前後一対のリンクの長手方向中央部が揺動自在に取り付けられ、このリンクの両端部には、オーバーリング部に掛止可能な掛止爪を先端部外側に形成したレバーの基端部が、各々枢着され、各レバーを相互の先端部が近接・離間するよう揺動操作する揺動手段がリンクに設けられていた（特許文献１）。
特開平１１−３２４５９３号公報

しかしながら、このような特許文献１に記載の装置にあっては、レバーを回動させて、掛止爪をオーバーリング部に引っ掛けることにより、コッターの打ち込み時の荷重を負担するようにしているため、レバーの回動機構や構造が複雑となり、又、セグメントにはオーバーリング部等を形成しなければならず、コスト高となる。

このような問題を解決するために、本発明は、簡易な装置を取り付けることにより、押し込み形式で締結する継手の締結時にセグメントを支え、容易に組み立てることを可能とするシールド機を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、セグメントをシールドジャッキで押圧することにより掘進するシールド機において、前記シールドジャッキの前記セグメント側にはスプレッダが設けられ、該スプレッダには、前記セグメントの前端面に当接可能な押し板が設けられると共に、テールプレートに当接して該押し板を所定の位置に保つ反力受ジャッキが設けられているシールド機としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、セグメントをシールドジャッキで押圧することにより掘進するシールド機において、前記シールドジャッキの前記セグメント側にはスプレッダが設けられ、該スプレッダには前記セグメントの前端面に当接可能な押し板が設けられると共に、前記セグメントの外周面を支えるサポータが設けられているシールド機としたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記サポータを可動させる可動手段が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記サポータは楔形状を呈し、サポータ用ジャッキによって進退動されることにより、前記セグメント外周面とテールプレートとの間隔に挿入可能に設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、セグメントの継手を押し込み形式で締結する際に、シールドジャッキを操作することによって、セグメントの前端面に押し板を当接させると同時に、反力受ジャッキをテールプレートに当接させて押板を所定の位置に保つようにしている。これにより、この押板にて、セグメントを支えることができ、押込み形式継ぎ手を押し込む際の荷重によるセグメントの割れやセグメントに発生する応力を抑えることができるとともに、シールドジャッキの損傷の原因となる曲げモーメントの発生を防止することができる。してみれば、シールドジャッキに反力受ジャッキを設けるという簡単な構成の改良により、上述のようなセグメントに対する押込み力を負担することができるため、従来のようにレバー等の回動機構や、継手に引掛り部を設ける必要がなくなり、セグメントを容易に組み立てることができる。

請求項２に記載の発明によれば、セグメントの継手を押し込み形式で締結する際に、スプレッダのサポータによってセグメントの外周面を支えることができるため、セグメントを確実に支持することができる。

請求項３に記載の発明によれば、サポータを可動させる可動手段が設けられているため、セグメントの位置に合せて適切にセグメントを支えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、サポータは楔形状を呈しており、サポータ用ジャッキによって進退動させることにより、セグメント外周面とテールプレートとの間隔に挿入可能に設けられているため、この楔形状のサポータでセグメントを支えるようにしているため、楔形状のサポータを前進させるだけで容易にセグメントを支えることができる。

以下に、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図３はこの発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、図中符号１は掘進機で、この掘進機１の後方には、セグメント２が継ぎ合わされた筒状のリングセグメント３が構築されている。

このシールド機１は、前部には地山を掘削可能なカッタ４が設けられ、その後方には、掘削された土を排土するためのスクリュコンベア５が設けられている。そして、このシールド機１の後部には、円筒形状のテールプレート６の内側に複数のシールドジャッキ７ａ…がシールドジャッキガータ８に支えられて配設されている。

このシールドジャッキ７ａ…は、進退動するロッド９が設けられ、このロッド９の先端部（セグメント２側の端部）には、支圧ピン１０を介してスプレッダ１１が枢支されている。

このスプレッダ１１は、支圧ピン１０によって回転可能にピン支持された配力材１２と、配力材１２に設けられて、リングセグメント３の周方向に沿うセグメント２の前端面２０ａに当接可能な押板１３とを有している。

この押板１３の両端には、一対の反力受ジャッキ１４ａ…が設けられており、この反力受ジャッキ１４ａ…としては、ここでは液圧ジャッキが設けられているが、空圧ジャッキ、電動ジャッキやねじを用いても良い。また、押板１３の中央部に１本だけ設置することもできる。

この圧力受ジャッキ１４ａ…は、図３に示すように、テールプレート６に対して垂直方向に配設され、この反力受ジャッキ１４ａ…の押圧ロッド１４ｆの頭部がテールプレート６に当接するように構成されている。従って、この反力受ジャッキ１４ａ…によって押板１３を所定の位置（テールプレート６内壁面から所定の距離）に保つことができるように構成されている。

一方、セグメント２は、前端面２０ａと後端面２０ｂとのそれぞれにリング溝３２が形成され、これらリング溝３２に、リングセグメント３０の周方向に沿う板状のリング継手３１がそれぞれ形成され、これらリング継手３１が重ね合わされてリングボルト３０により締め付けられることによって、隣り合うセグメント２同士の前端面２０ａと後端面２０ｂが当接されて固定されるようになっている。

また、リングセグメント３の軸方向に沿うセグメント２の接続端面２０ｃ、２０ｄには、押込み締結型雌継手１５が設けられ、この押込み締結型雌継手１５は、セグメント２同士を周方向に連結するために当接させた状態において、押し込み装置１７により押込み締結型雄継手１６が嵌合されるように構成されている。

また、シールド機１には、セグメント２を所定位置まで搬送するための手段としてエレクタ１８が設けられており、セグメント２にはこのエレクタ１８に把持される把持孔１９が設けられている。

次に、この実施の形態１のシールド機１を用いて、セグメント２を組み立てる工程を順を追って説明する。

予め組立てられたリングセグメント３を、シールドジャッキ７ａ…で押すことにより、この際の反力にてシールドジャッキ７ａ…のカッタ４を地山に押付けながら回転させて掘削し、次のセグメント２を組める位置までシールド機１を掘進させる。

所定の位置まで掘進したら、図１に示すように、シールドジャッキ７ｃ、７ｄのロッド９を縮め、セグメント２の把持孔１９にエレクタ１８を把持させてセグメント２を位置（Ａ）まで旋回・移動し、シールドジャッキ７ｃ、７ｄを伸ばし、セグメント２をリングセグメント３に押付け、リングボルト３０を締め付けることにより、リングセグメント３の前側にセグメント２を固定する。

次いで、シールドジャッキ７ａ、７ｂのロッド９を縮め、エレクタ１８により、セグメント２を位置（Ｂ）（位置（Ａ）の隣）まで旋回・移動し、シールドジャッキ７ａ、７ｂのロッド９を伸ばし、押板１３を、セグメント２に押し付け、既に組付けられているリングセグメント３に各リングボルト３０を締め付けて締結させる（図２参照）。

ここで、リングボルト３０は、押込み締結型雄継手１６と押込み締結型雌継手１５を締結後に固定しても良い。また、本実施の形態１においては、リングボルト３０に代えて押込み締結型雄・雌継手１６，１５を使用しても良い。

この押し当て固定する際のジャッキ推力は、押板１３とセグメント２に摩擦力が生じる程度で良く、掘進する場合の反力を得るための大きな力は必要ない。

次いで、接続される両セグメント２，２の継ぎ手近傍のシールドジャッキ７ｂ、７ｃの押板１３に設置されている反力受けジャッキ１４ｂ、１４ｃの押圧ロッド１４ｆを伸ばし、テールプレート６に当接させる。

この状態で、継手押し込み装置１７により、押込み締結型雄継手１６を、位置（Ａ）,（B）のセグメント２、２間の押込み締結型雌継手１５に挿入する（図３参照）。

これらセグメント２、２同士の組立後、反力受ジャッキ１４ｂ、１４ｃの押圧ロッド１４ｆを縮める。

同様にセグメント２の組立てを繰り返して新たなリングセグメント３組立後、シールド機１を掘進させる。

このような、実施の形態１のシールド機１によれば、セグメント２の押込締結型継手２４を押し込み形式で締結する際に、シールドジャッキ７ｂ、７ｃの押付力により、セグメント２の前端面２０を押板１３で押圧しているため、リングボルト３０のみで支える片持ち状態とは異なり、セグメント２の両端（一端がリングセグメント３で他端が押板１３）が支持された状態となるため、セグメント２を確実に支えることができる。

しかも、反力受ジャッキ１４ｂ、１４ｃをテールプレート６に押付けることによりセグメント２を支えることができるため、押込み力に対向することができる。

また、スプレッダ１１は、支圧ピン１０によってシールドジャッキ７に枢支されているため、シールド機１の掘進方向とリングセグメント３のトンネル方向との角度のずれがあっても、リングセグメント３の前端面２０ａに対して、押板１３を均等に押し当てることができる。

このようなシールド機１によれば、押板１３によりセグメント２を支えることができ、セグメント２の割れやセグメント２に発生する応力を抑えることができるとともに、シールドジャッキ７の損傷の原因となる曲げモーメントの発生を防止することができる。よって、シールドジャッキ７に反力受ジャッキ１４を設けるという簡単な構成の改良により、上述のようなセグメント２に対する押込み力を負担することができるため、従来のようにレバー等の回動機構や、継手に引掛り部を設ける必要がなくなり、セグメント２を容易に組み立てることができる。
［発明の実施の形態２］

図４乃至図７は、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２では、サポータ４０が設けられている点で、実施の形態１と異なっている。

すなわち、押板１３には、図７に示すように、セグメント２の両端近傍の外周面２０ｆにサポータ配設凹部４１が形成され、このサポータ配設凹部４１にはセグメント２を支持するサポータ４０が配置されている。このサポータ４０には、雌ねじ孔４２が形成され、この雌ねじ孔４２に、押板１３のボルト孔４３に挿入された、「可動手段」としてのボルト４４が螺合されている。そして、このボルト４４の先端には支持板４７が設けられ、この支持板４７がテールプレート６に当接している。

また、このサポータ４０と押板１３との間には、ボルト４４の軸部の周囲に設けられたコイルスプリング４９が介在しており、上方の施工時にサポータ４０が下がりセグメント２との衝突を防止できる。サポータ４０はサポータ配設凹部４１に回転不能状態で配設されているため、ボルト４４を回転させたときに、回転することなく、可動のみ可能となる。

ボルト４４を回転させて、サポータ４０を可動させると、支持板４７がテールプレート６を押し、サポータ４０がセグメント２を押すことで、セグメント２を支えることができる。

このようなものにあっては、シールドジャッキ７ａ、７ｂを伸ばし、セグメント２ｂに押板１３を当接させると共に、ボルト４４を回転させて、サポータ４０を上昇させて、セグメント２の外周面２０ｆを支える（図６参照）。

次に、継手押し込み装置１７により、押込み締結型雄継手１６を、セグメント２、２間の押込み締結型雌継手１５に挿入する。

この実施の形態２では、実施の形態１のように、押板１３をセグメント２に押付ける必要なく、サポータ４０のみでセグメント２を確実に支えることができる。

尚、本実施の形態２においては、サポータ４０を可動させる機構として、ボルト４４を用いているが、この代わりに、液圧ジャッキ、空圧ジャッキ、電動ジャッキ等のジャッキを用いても良い。また、サポータ４０は、セグメント２を支えるものであれば、材質を問わないが、鉄等の強度を有するものが望ましい。

さらに、ここではサポータ４０の形状を、セグメント２の外周面２０ｆに沿う形状としたが、セグメント２にほぞを設け、そのほぞを支える形状とするなど、セグメントの形状に応じた形状とすればよい。

このような実施の形態２のシールド機１によれば、セグメント２の継手を押込み形式で締結する際に、押板１３のサポータ４０によってセグメント２の外周面２０ｆを支えることができ、又、サポータ４０を可動させる「可動手段」が設けられているため、セグメント２の位置に合せて適切にセグメント２を支えることができる。

その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため重複した説明を省略する。
［発明の実施の形態３］

図８乃至図１１は、この発明の実施の形態３を示す。

この実施の形態３は、楔形状のサポータ４０を用いている点と、このサポータ４０を進退動させる点で、実施の形態１又は２と異なっている。

すなわち、押板１３には、図１１に示すように、テールポレート６面側に楔溝６１が形成されている。一方、スプレッダ１１の両隣には、楔ジャッキ６２が配置され、この楔ジャッキ６２はセグメント２側に向かって楔支圧ピン６３が設けられ、その先端部にはサポータ４０が配設されることにより、このサポータ４０が楔溝６１内に進退動自在に配置されている。このサポータ４０の表面は、緩衝材６５にて覆われている。

このようなものにあっては、シールドジャッキ７ａ、７ｂを伸ばし、押板１３をセグメント２ｂに当接させ、楔ジャッキ６２を作動させてサポータ４０を前進させることにより、テールプレート６とセグメント２との間に押し込むことで、セグメント２の外周面２０ｆを支える。

次に、継手押込み装置１７により、押込み締結型雄継手１６を、セグメント２ａ、セグメント２ｂ間の押込み締結型雌継手１５に挿入する。

そのサポータ４０の表面に取り付けられた緩衝材６５は、硬質ゴムや硬質プラスチック等の、多少変形でき元に戻る性質がある材質のものが望ましい。これによって応力集中を緩和でき、セグメント２隅角部の欠け等を防止できる。

このような実施の形態３のシールド機１によれば、サポータ４０が楔形状を呈しており、楔ジャッキ６２によって進退動させることにより、セグメント２とテールプレート６との間に挿入して、このサポータ４０でセグメント２を支えるようにしているため、サポータ４０を前進させるだけで容易にセグメント２を支えることができる。

その他の構成及び作用は実施の形態１又は２と同様であるため重複した説明を省略する。

この発明の実施の形態１に係るシールド機の要部正面図である。同実施の形態１に係るシールド機の要部正面図である。同実施の形態１に係る図２のＡ−Ａ断面図である。この発明の実施の形態２に係るサポータ等を示す底面図である。同実施の形態２に係るサポータをセグメントに当接させた状態における一部断面図である。同実施の形態２に係るサポータを可動させた状態を示す一部断面図である。同実施の形態２に係る図４のＢ−Ｂ線に相当する部分の一部断面図である。この発明の実施の形態３に係るシールド機の図４に相当する底面図である。同実施の形態３に係るサポータが後退した状態における一部断面図である。同実施の形態３に係るサポータをセグメントとテールプレートとの間に挿入した状態における一部断面図である。同実施の形態３に係る図７に相当する一部断面図である。

符号の説明

１シールド機
２セグメント
３リングセグメント
４カッタ
５スクリュコンベア
６テールプレート
７ａシールドジャッキ
８シールドジャッキガータ
９ロッド
１０支圧ピン
１１スプレッダ
１２配力材
１３押板
１４ａ圧力受ジャッキ
１４ｆ押圧ロッド
１５押込み締結型雌継手
１６押込み締結型雄継手
１７押し込み装置
１８エレクタ
１９把持孔
２０ａセグメント前端面
２０ｂセグメント後端面
２０ｃ、２０ｄセグメント接続端面
３０リングボルト
３１リング継手
３２リング溝
４０サポータ
４１サポータ配設凹部
４２雌ねじ孔
４３ボルト孔
４４ボルト
４７支持板
６１楔溝
６２楔ジャッキ（サポータ用ジャッキ）
６３楔支圧ピン
６５緩衝材

Claims

セグメントをシールドジャッキで押圧することにより掘進するシールド機において、
前記シールドジャッキの前記セグメント側にはスプレッダが設けられ、該スプレッダには、前記セグメントの前端面に当接可能な押し板が設けられると共に、テールプレートに当接して該押し板を所定の位置に保つ反力受ジャッキが設けられていることを特徴とするシールド機。
セグメントをシールドジャッキで押圧することにより掘進するシールド機において、
前記シールドジャッキの前記セグメント側にはスプレッダが設けられ、該スプレッダには前記セグメントの前端面に当接可能な押し板が設けられると共に、前記セグメントの外周面を支えるサポータが設けられていることを特徴とするシールド機。
前記サポータを可動させる可動手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシールド機。
前記サポータは楔形状を呈し、サポータ用ジャッキによって進退動されることにより、前記セグメント外周面とテールプレートとの間隔に挿入可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシールド機。