JP2008248604A - シールド掘進機の掘進方法及びシールド掘進機 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用するレール付き架台の数を減らすことができ、トンネル外からレール付き架台を搬入し続ける必要がないシールド掘進機の掘進方法を提供する。
【解決手段】既設セグメント30から反力をとってシールド掘進機本体2を掘進させると共に、既設セグメント30上に複数のレール付き架台12を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台12上に、シールド掘進機本体2に牽引される後方台車3を走行させるシールド掘進機1の掘進方法において、後方台車3が通過したレール付き架台12を順次回収すると共に後方台車3の前方に移送し、このレール付き架台12を既設セグメント30上に仮設して順次循環させるようにした。
【選択図】図5
【解決手段】既設セグメント30から反力をとってシールド掘進機本体2を掘進させると共に、既設セグメント30上に複数のレール付き架台12を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台12上に、シールド掘進機本体2に牽引される後方台車3を走行させるシールド掘進機1の掘進方法において、後方台車3が通過したレール付き架台12を順次回収すると共に後方台車3の前方に移送し、このレール付き架台12を既設セグメント30上に仮設して順次循環させるようにした。
【選択図】図5
Description
本発明は、既設セグメント上に複数のレール付き架台を仮設し、これらレール付き架台上に後方台車を走行させるシールド掘進機の掘進方法及びそのシールド掘進機に関する。
後方台車をレール上で走行させる技術としては、特許文献1記載のものが知られている。
図9に示すように、特許文献1記載の技術は、二つ折りに屈曲自在に形成された枕木50に複数のレール材51を固定してなるレールユニット52をトンネル53外で予め組み立てて多数用意しておく一方、シールド掘進機本体(図示せず)と後方台車(図示せず)との間に、門型のレール延設台車54を設けておき、レール延設台車54にレールユニット52を搬送し、レール延設台車54で既設レールユニット55の前側にレールユニット52を順次連結して布設するものである。
この技術によれば、既設レールユニット55の前側にレールユニット52を連結するだけで複数本のレール材51を同時に布設することができ、レールの布設作業を簡略化して工期を短縮できると共に、レール布設作業の安全性を向上できる。
しかしながら、トンネル53の全長に渡ってレールユニット52を布設するものであるため、トンネル53の長さに相当する多数のレールユニット52が必要となるという課題があった。また、シールド掘進機の掘進に応じて順次組み立てるものであるため、セグメント56と共に順次トンネル53外からレールユニット52を搬入し続けなければならないという課題があった。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、使用するレール付き架台の数を減らすことができ、トンネル外からレール付き架台を搬入し続ける必要がないシールド掘進機の掘進方法及びシールド掘進機を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、既設セグメントから反力をとってシールド掘進機本体を掘進させると共に、上記既設セグメント上に複数のレール付き架台を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台上に、上記シールド掘進機本体に牽引される後方台車を走行させるシールド掘進機の掘進方法において、上記後方台車が通過したレール付き架台を順次回収すると共に後方台車の前方に移送し、このレール付き架台を既設セグメント上に仮設して順次循環させるようにするものである。
上記レール付き架台を回収するとき、上記後方台車の後部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置を用いるとよい。
上記レール付き架台を後方台車の前方に移送するとき、シールド掘進機本体のセグメント組立装置にセグメントを供給するためのセグメント供給装置を用いるとよい。
上記既設セグメント上にレール付き架台を仮設するとき、上記後方台車の前部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置を用いるとよい。
また、既設セグメントから反力をとってシールド掘進機本体を掘進させると共に、上記既設セグメント上に複数のレール付き架台を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台上に、上記シールド掘進機本体に牽引される後方台車を走行させるシールド掘進機おいて、上記後方台車が通過したレール付き架台を既設セグメント上から回収する架台回収手段と、該架台回収手段で回収したレール付き架台を後方台車の前方に移送する架台移送手段と、架台移送手段で移送したレール付き架台を既設セグメント上に仮設する架台仮設手段とを備えたものである。
上記架台回収手段が、上記後方台車の後部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置からなるとよい。
上記架台移送手段が、シールド掘進機本体のセグメント組立装置にセグメントを供給するためのセグメント供給装置からなるとよい。
上記架台仮設手段が、上記後方台車の前部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置からなるとよい。
本発明によれば、使用するレール付き架台の数を減らすことができ、トンネル外からレール付き架台を搬入し続ける必要がなくなる。
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
図1に示すように、シールド掘進機1は、シールド掘進機本体2と、シールド掘進機本体2に牽引される複数台の後方台車3、4とを備えて構成されている。
シールド掘進機本体2は、筒状に形成されたシールドフレーム5と、シールドフレーム5の前端に設けられた隔壁6と、隔壁6に回転自在に設けられ掘進方向前方の地山を掘削するカッタ7と、シールドフレーム5に設けられセグメントを組み立てるセグメント組立装置たるエレクタ8と、シールドフレーム5に設けられ既設セグメントから反力をとってシールド掘進機本体2を掘進させるシールドジャッキ9とを備えて構成されている。
後方台車3、4には、それぞれシールド掘進機本体2の各装置に油圧を供給するものや電気等を供給するもの、各装置を制御するためのもの等があり、具体的には、シールド掘進機本体2に連結フレーム10を介して連結される第1後方台車3と、第1後方台車3に後述するセグメント搬送装置11を介して連結される第2後方台車4と、第2後方台車4に連結される第3後方台車(図示せず)とからなる。
図1及び図2に示すように、第1後方台車3は、両側に後述するレール付き架台たるインバートレール12のレール13上を走行する車輪14を有する。第1後方台車3の下部には、後方から移送されるセグメント15を前方のエレクタ8に供給するためのセグメント供給装置16が牽引杆17を介して接続されている。セグメント供給装置16は、第1後方台車3の後方から前方に延びて形成されたコンベアからなり第1後方台車3に牽引されてインバートレール12上を走行するように形成されている。セグメント供給装置16は、同時に1リング分のセグメント15と、1つのインバートレール12を載置できるように形成されている。セグメント供給装置16の後端部には、セグメント15又はインバートレール12を載置するための載置エリア18が形成され、この載置エリア18の後方には、セグメント供給装置16が通過した後のインバートレール12を吊り上げて回収するためのインバートレール回収エリア19が形成されている。
また、第1後方台車3と第2後方台車4には、後述するセグメント搬送台車20からセグメント供給装置16にセグメント15を搬送するセグメント搬送装置11が掛け渡して設けられている。セグメント搬送装置11は、第2後方台車4の後端部から第1後方台車3の後部まで延びる第1走行レール21と、第1走行レール21に走行自在に設けられた第1走行部22と、第1走行部22に昇降自在に設けられセグメント15を複数枚重ねた状態で把持する把持部23とを備えて構成されている。
第1後方台車3の後部には、セグメント供給装置16上に複数枚重ねて載置されたセグメント15を1枚ずつ吊り上げてセグメント供給装置16上に載置し直すための吊上装置たる第2ホイスト24が設けられている。図5及び図6に示すように、第2ホイスト24は、第1後方台車3の上部両側に前後に延びて設けられた第2走行レール25と、第2走行レール25に前後走行自在に設けられた第2走行部26と、第2走行部26に設けられ車幅方向に延びる横行レール27と、横行レール27に横行自在に設けられた第2ホイスト本体部28とからなる。
図1、図7及び図8に示すように、第1後方台車3の前部には、セグメント供給装置16上のセグメント15を吊り上げて所定の位置に移載する吊上装置たる第1ホイスト29が設けられている。所定の位置とは、エレクタ8がセグメント15を把持する位置であり、最前端に位置する既設セグメント30上に設定される。第1ホイスト29は、第1後方台車3の両側に前方に延びて設けられた延出レール31と、これら延出レール31にそれぞれ走行自在に設けられた第1ホイスト本体部32とからなる。
第2後方台車4及び第3後方台車は、門型に形成されると共に両側に車輪33を有し、後述するプレキャスト34上のレール(図示せず)に沿って走行するように形成されている。プレキャスト34は、第2後方台車4に前方に延出して設けられるプレキャスト組立装置35によって順次組み立てられるようになっている。また、第2後方台車4は、トンネル48の起点からセグメント搬送装置11までセグメント15を搬送するためのセグメント搬送台車20を門型の中央に乗り入れさせるように形成されている。セグメント搬送台車20は、複数枚のセグメント15を上下に重ねて積載するように形成されると共に、プレキャスト34上を走行するように形成されている。また、第2後方台車4は、門型の上部中央にセグメント搬送装置11を有し、セグメント搬送台車20上のセグメント15をセグメント搬送装置11で直接吊り上げられるようになっている。
図2、図3及び図4に示すように、インバートレール12は、既設セグメント30の内周面に沿う円弧状に形成され、既設セグメント30上に載置される架台36と、架台36上に幅方向に離間して一対設けられた後方台車用レール材37と、これら後方台車用レール材37の内側の架台36上に幅方向に離間して一対設けられたセグメント供給装置用レール材38とを備えて構成されている。架台36は、後方台車用レール材37が設けられる周方向の両端部を厚く形成されると共に、周方向の両端部39を周方向の内側に折り畳み自在に形成されており、両端部39を折り畳んだときの寸法がセグメント15と略同じになるように形成されている。架台36の両端部には、それぞれフック40が設けられており、フック40を引き上げることで両端部39を周方向の内側に折り曲げられるようになっている。また、架台36は、前端面に前方に突出する凸部41を有すると共に、後端面に凸部を嵌合するように窪む凹部42を有する。凸部41は、突端側を幅方向に窄めるように三角板状に形成されており、凹部42は、凸部41と嵌合するように凸部41より若干大きな相似形に形成されている。これにより、既設のインバートレール12の前方に他のインバートレール12を継ぎ足すようにして仮設するとき、前側のインバートレール12の凹部42が後側の既設インバートレール12の凸部41に案内されて前側のインバートレール12が幅方向に位置決めされるようになっている。また、架台36の前後両端には前後に隣接する架台36同士をボルト締めするためのブラケット43が設けられている。
また、シールド掘進機1は、第1後方台車3が通過したインバートレール12を既設セグメント30上から回収する架台回収手段44と、架台回収手段44で回収したインバートレール12を第1後方台車3の前方に移送する架台移送手段45と、架台移送手段45で移送したインバートレール12を既設セグメント30上に仮設する架台仮設手段46とを備える。架台回収手段44は第2ホイスト24からなり、架台移送手段45はセグメント供給装置16からなり、架台仮設手段46は第1ホイスト29からなり、それぞれセグメント搬送設備と兼用となっている。また特に、第1ホイスト29の車幅方向の位置は、インバートレール12の両側に形成された折り曲げ部47よりも車幅方向外側に配置されており、フック40を引き上げて折り畳まれた状態の両端部39を開くことで、両端部39の重心Gを折り曲げ部47の外側まで移動できるようになっている。
次に、シールド掘進機1の掘進方法について述べる。
予め既設セグメント30上に複数のインバートレール12が仮設され、これらインバートレール12上に第1後方台車3が配置された状態からシールド掘進機1を掘進させる場合、シールド掘進機本体2のカッタ7を回転させつつシールドジャッキ9を伸長させて既設セグメント30から反力をとり、シールド掘進機本体2を掘進させると共に、セグメント供給装置16に1リング分のセグメント15を供給する。セグメント15の供給は、セグメント搬送台車20及びセグメント搬送装置11を用いて行う。具体的には、セグメント搬送台車20上に複数枚重ねて積載されたセグメント15を、セグメント搬送装置11の把持部23で複数枚重ねた状態のまま把持し、これらセグメント15を載置エリア18にてセグメント供給装置16上に載置したのち、積み重なったセグメント15を第2ホイスト24でセグメント供給装置16の空き位置に積み直すことで行う。このとき、空き位置は、平置きとなったセグメント15を順次前方へ送るようにセグメント供給装置16を作動させて形成する。
シールド掘進機本体2がセグメント1リング分掘進し、これに牽引される第1後方台車3が前進したら、シールド掘進機本体2の掘進を一旦停止し、セグメント供給装置16から供給される1リング分のセグメント15を順次既設セグメント30に組み付けると共に、図5及び図6に示すように、セグメント供給装置16の後方に位置される最後部のインバートレール12を第2ホイスト24で吊り上げて回収し、セグメント供給装置16上に載置する。インバートレール12を回収する場合、まず、インバートレール12の一端部39のフック40に第2ホイスト24を係合させ、第2ホイスト24でフック40を引き上げることでインバートレール12の一端部39を折り曲げ部47の車幅方向内側まで回動させ、第2ホイスト24の巻き上げ力を緩めることで一端部39を自重で回動させ、周方向の内側に折り畳む。また、インバートレール12の他端部39も同様の手順で折り畳み、しかるのち、インバートレール12の中心部を第2ホイスト24で吊り上げて回収する。このとき、セグメント供給装置16上には、1リング分のセグメント15が載置されており、順次エレクタ8で組み立て中であるため、セグメント供給装置16上に載置されたインバートレール12はセグメント15と共に順次前方へ送られることとなる。
1リング分のセグメント15を全て組み立てたら、シールド掘進機本体2の掘進を再開すると共に、セグメント供給装置16上のインバートレール12を既設セグメント30上に仮設する。この場合、図7に示すように、セグメント供給装置16上のインバートレール12を第1ホイスト29で既設セグメント30上に載置した後、インバートレール12を展開し、既設のインバートレール12に締結することにより行う。具体的には、インバートレール12を第1ホイスト29で吊り上げたのち、第1ホイスト29を前方に走行させて既設のインバートレール12の前方位置に移送し、インバートレール12を既設セグメント30上に降ろしつつ後方の既設インバートレール12に押し当てる。これにより、既設インバートレール12の凸部41が新設するインバートレール12の凹部42に嵌合され、凹部42が幅方向に案内されるため、インバートレール12の位置合わせを容易に行うことができる。この後、第1ホイスト29からインバートレール12を外し、図8に示すように、インバートレール12の両端部39に設けられたフック40にそれぞれ第1ホイスト29を係合させ、フック40を引き上げる。このとき、第1ホイスト29は、それぞれインバートレール12の折り曲げ部47よりも車幅方向外側に位置されているため、フック40を引き上げて両端部39を起立させることで両端部39の重心Gを折り曲げ部47の外側まで移動させることができる。両端部39の重心Gが折り曲げ部47の外側に移動されたら第1ホイスト29の巻き上げ力を緩めて両端部39をそれぞれ自重で回動させ、既設セグメント30上に載置する。これにより、第1後方台車3用のレール13とセグメント供給装置16用のレールを同時に延長することができ、第1後方台車3とセグメント供給装置16を安定して走行させることができる。なお、インバートレール12が展開されたら、インバートレール12の後端側のブラケット43と既設インバートレール12の前端側のブラケット43にボルト(図示せず)を挿通し、締結してもよい。
以降、シールド掘進機本体2の掘進に応じてインバートレール12を順次循環させるという上述と同様の作業を繰り返してシールド掘進機1を掘進させる。
このように、後方台車が通過したインバートレール12を順次回収すると共に後方台車の前方に移送し、このインバートレール12を既設セグメント30上に仮設して順次循環させるようにしたため、使用するインバートレール12の数を減らすことができ、トンネル48外からインバートレール12を搬入し続けなくともよいものにできる。
インバートレール12を回収するとき、第2ホイスト24を用いるものとしたため、インバートレール専用の回収装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
インバートレール12を第1後方台車3の前方に移送するとき、セグメント供給装置16を用いるものとしたため、インバートレール専用の移送装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
既設セグメント30上にインバートレール12を仮設するとき、第1ホイスト29を用いるものとしたため、インバートレール専用の仮設装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
また、シールド掘進機1が、第1後方台車3が通過したインバートレール12を既設セグメント30上から回収する架台回収手段44と、架台回収手段44で回収したインバートレール12を第1後方台車3の前方に移送する架台移送手段45と、架台移送手段45で移送したインバートレール12を既設セグメント30上に仮設する架台仮設手段46とを備えるものとしたため、インバートレール12を順次循環させて使用することができ、使用するインバートレール12の数を減らすことができ、トンネル48外からインバートレール12を搬入し続けなくともよいものにできる。
架台回収手段44が、第2ホイスト24からなるものとしたため、インバートレール専用の回収装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
架台移送手段45が、セグメント供給装置16からなるものとしたため、インバートレール専用の移送装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
架台仮設手段46が、第1ホイスト29からなるものとしたため、インバートレール専用の仮設装置を省くことができ、トンネル48内の空間を有効に利用できると共に、シールド掘進機1を安価にできる。
なお、インバートレール12は、両端部39を折り畳んだときセグメント15と略同じ寸法となるものとしたが、セグメント供給装置16で搬送可能な寸法であればよい。
また、架台回収手段44は第2ホイスト24からなり、架台移送手段45はセグメント供給装置16からなり、架台仮設手段46は第1ホイスト29からなるものとしたが、それぞれインバートレール専用の装置からなるものとしてもよいのは勿論である。架台回収手段44、架台移送手段45及び架台仮設手段46がそれぞれセグメント15より大きなものを扱える場合、インバートレール12は折り畳み式でなくともよい。
また、カッタ7は揺動式であってもよく、シールドフレーム5は断面非円形の筒状(例えば、断面矩形状の筒状、断面楕円形の筒状、断面異形状の筒状等)であってもよい。
1 シールド掘進機
2 シールド掘進機本体
3 第1後方台車(後方台車)
12 インバートレール(レール付き架台)
16 セグメント供給装置
24 第2ホイスト(吊上装置)
29 第1ホイスト(吊上装置)
30 既設セグメント
44 架台回収手段
45 架台移送手段
46 架台仮設手段
2 シールド掘進機本体
3 第1後方台車(後方台車)
12 インバートレール(レール付き架台)
16 セグメント供給装置
24 第2ホイスト(吊上装置)
29 第1ホイスト(吊上装置)
30 既設セグメント
44 架台回収手段
45 架台移送手段
46 架台仮設手段
Claims (8)
- 既設セグメントから反力をとってシールド掘進機本体を掘進させると共に、上記既設セグメント上に複数のレール付き架台を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台上に、上記シールド掘進機本体に牽引される後方台車を走行させるシールド掘進機の掘進方法において、上記後方台車が通過したレール付き架台を順次回収すると共に後方台車の前方に移送し、このレール付き架台を既設セグメント上に仮設して順次循環させるようにしたことを特徴とするシールド掘進機の掘進方法。
- 上記レール付き架台を回収するとき、上記後方台車の後部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置を用いる請求項1記載のシールド掘進機の掘進方法。
- 上記レール付き架台を後方台車の前方に移送するとき、シールド掘進機本体のセグメント組立装置にセグメントを供給するためのセグメント供給装置を用いる請求項1又は2記載のシールド掘進機の掘進方法。
- 上記既設セグメント上にレール付き架台を仮設するとき、上記後方台車の前部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置を用いる請求項1〜3のいずれかに記載のシールド掘進機の掘進方法。
- 既設セグメントから反力をとってシールド掘進機本体を掘進させると共に、上記既設セグメント上に複数のレール付き架台を掘進方向に並べて仮設し、これらレール付き架台上に、上記シールド掘進機本体に牽引される後方台車を走行させるシールド掘進機おいて、上記後方台車が通過したレール付き架台を既設セグメント上から回収する架台回収手段と、該架台回収手段で回収したレール付き架台を後方台車の前方に移送する架台移送手段と、架台移送手段で移送したレール付き架台を既設セグメント上に仮設する架台仮設手段とを備えたことを特徴とするシールド掘進機。
- 上記架台回収手段が、上記後方台車の後部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置からなる請求項5記載のシールド掘進機。
- 上記架台移送手段が、シールド掘進機本体のセグメント組立装置にセグメントを供給するためのセグメント供給装置からなる請求項5又は6記載のシールド掘進機。
- 上記架台仮設手段が、上記後方台車の前部に設けられたセグメント搬送用の吊上装置からなる請求項5〜7のいずれかに記載のシールド掘進機。
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2007
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