JP2015155619A - セグメント搬送台車および非開削工法 - Google Patents

Abstract

【課題】管状体内の作業の手間や労力を軽減することが可能なセグメント搬送台車を提供する。【解決手段】シールド掘進機２を用いてトンネル３を掘削するとともに、トンネル３内に搬送された複数のセグメント４をシールド掘進機２のセグメント組立装置５で組み立てて管状体６を形成する非開削工法に用いられるセグメント搬送台車１であって、台車本体１１には、セグメント４を支持する支持部１５と、セグメント４を支持部１５からシールド掘進機２のセグメント組立装置５のセグメント組立位置７に供給するセグメント供給装置２０とが備えられている。【選択図】図１

Description

本発明は、セグメントを搬送する台車およびセグメント搬送台車を用いた非開削工法に関する。

従来、この種の非開削工法としては、例えば、図１１に示すように、シールド掘進機１０１を用いてトンネル１０２を掘削するとともに、トンネル１０２内に搬送された複数のセグメント１０３をシールド掘進機１０１のセグメント組立装置１０４で円環状に組み立てて鞘管１０５を形成する方法がある。

セグメント組立装置１０４はシールド掘進機１０１の進行方向Ｆの後側に設けられている。また、セグメント１０３はセグメント搬送台車１０６により搬送され、セグメント搬送台車１０６は鞘管１０５内に敷設されたレール１０７上を走行する。

セグメント組立装置１０４の下方は、セグメント１０３同士を接続して円環状に組み立てるためのセグメント組立位置１０８として設定されている。レール１０７の奥端部１０７ａ（終端部）とセグメント組立位置１０８との間には、セグメント１０３をセグメント搬送台車１０６からセグメント組立位置１０８に供給するセグメント供給装置１０９が設置されている。

これにより、シールド掘進機１０１を用いてトンネル１０２を掘削するとともに、セグメント１０３をセグメント搬送台車１０６に載せて鞘管１０５内の奥へ搬送する。セグメント搬送台車１０６がレール１０７の奥端部１０７ａまで走行すると、セグメント搬送台車１０６を停止させ、セグメント１０３をセグメント搬送台車１０６から吊上げて、セグメント１０３を９０°回転して向きを変えた後、仮想線で示すようにセグメント１０３をセグメント供給装置１０９上に降ろす。その後、セグメント１０３をセグメント供給装置１０９でセグメント組立位置１０８まで移送する。

尚、上記のような非開削工法については例えば下記特許文献１に記載されている。

特公平８−９９６０

しかしながら上記の従来形式では、シールド掘進機１０１が土砂を掘削して前進するのにともなって、順次、レール１０７を鞘管１０５内の奥へ延ばし、セグメント搬送台車１０６が鞘管１０５内の奥まで走行できるようにしている。この際、シールド掘進機１０１の前進に追随するように、セグメント供給装置１０９の設置位置を鞘管１０５内の奥へ移動させる必要があり、その都度、何回もセグメント供給装置１０９の設置位置を鞘管１０５（管状体）内の奥へ移動させる作業に大幅な手間と労力を要するといった問題がある。

本発明は、管状体内の作業の手間や労力を軽減することが可能なセグメント搬送台車および非開削工法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、シールド掘進機を用いてトンネルを掘削するとともに、トンネル内に搬送された複数のセグメントをシールド掘進機のセグメント組立装置で組み立てて管状体を形成する非開削工法に用いられるセグメント搬送台車であって、
台車本体に、セグメントを支持する支持部と、セグメントを支持部からシールド掘進機のセグメント組立装置のセグメント組立位置に供給するセグメント供給装置とが備えられているものである。

これによると、セグメントを台車本体の支持部で支持し、セグメント搬送台車を走行させて、セグメントをセグメント組立位置の手前側まで搬送し、セグメント搬送台車を停止させる。その後、セグメント搬送台車のセグメント供給装置を用いて、セグメントをセグメント搬送台車の支持部からセグメント組立位置に供給する。

このように、セグメント供給装置を台車本体に備えたため、セグメント搬送台車を走行させることで、セグメント搬送台車と共にセグメント供給装置も移動する。これにより、セグメント搬送台車の移動とは別にセグメント供給装置の設置位置を管状体内の奥へ順次移動させるといった面倒な作業が不要になり、管状体内の作業の手間や労力を軽減することができる。

本第２発明におけるセグメント搬送台車は、セグメント供給装置は台車本体に出退自在に備えられ、
セグメント供給装置が台車本体から引き出されて、セグメントがセグメント組立位置に供給されるものである。

これによると、セグメント搬送台車でセグメントをセグメント組立位置の手前側まで搬送した後、セグメント供給装置を台車本体から引き出し、セグメント供給装置を用いて、セグメントをセグメント搬送台車の支持部からセグメント組立位置に供給する。

本第３発明におけるセグメント搬送台車は、セグメント供給装置は、台車本体から引き出され、セグメント組立位置に向かって下向きに傾斜するものである。
これによると、セグメント供給装置を、台車本体から引き出して、下向きに傾斜させる。その後、セグメント供給装置を用いて、セグメントをセグメント搬送台車の支持部からセグメント組立位置に供給する。この際、セグメント供給装置が下向きに傾斜しているため、セグメントは自重によって容易にセグメント供給装置からセグメント組立位置に供給される。

本第４発明は、シールド掘進機を用いてトンネルを掘削するとともに、トンネル内に搬送された複数のセグメントをシールド掘進機のセグメント組立装置で組み立てて管状体を形成する非開削工法であって、
セグメントを、セグメント搬送台車に載せて、トンネル内のシールド掘進機のセグメント組立装置のセグメント組立位置の手前側まで搬送し、
セグメント搬送台車に備えられたセグメント供給装置を用いて、セグメントをセグメント搬送台車からセグメント組立位置に供給するものである。

これによると、セグメント供給装置を台車本体に備えたため、セグメント搬送台車を走行させることで、セグメント搬送台車と共にセグメント供給装置が移動する。これにより、セグメント搬送台車の移動とは別にセグメント供給装置の設置位置を管状体内の奥へ順次移動させるといった作業が不要になり、管状体内の作業の手間や労力を軽減することができる。

以上のように本発明によると、セグメント供給装置を台車本体に備えたため、セグメント搬送台車を走行させることで、セグメント搬送台車と共にセグメント供給装置が移動する。これにより、セグメント搬送台車の移動とは別にセグメント供給装置の設置位置を管状体内の奥へ順次移動させるといった面倒な作業が不要になり、管状体内の作業の手間や労力を軽減することができる。

本発明の実施の形態におけるセグメント搬送台車を用いて、セグメントをセグメント組立位置に供給している様子を示す図である。 同、セグメント搬送台車で搬送されるセグメントの斜視図である。 同、セグメント搬送台車の側面図であり、セグメント供給装置を退入させた状態を示す。 同、セグメント搬送台車の拡大側面図である。 図３におけるＷ−Ｗ矢視図である。 同、セグメント搬送台車の平面図であり、セグメント供給装置を退入させた状態を示す。 同、セグメント搬送台車の側面図であり、セグメント供給装置を突出させた状態を示す。 同、セグメント搬送台車の供給装置固定手段の拡大断面図である。 同、セグメント搬送台車のセグメント固定手段の側面図である。 同、セグメント搬送台車に積載された最前部のセグメントの固定を解除して、最前部のセグメントをセグメント組立位置に供給している様子を示す図である。 従来のセグメント搬送台車とセグメント供給装置との側面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、１は非開削工法に用いられるセグメント搬送台車である。非開削工法では、小型のシールド掘進機２を用いてトンネル３を掘削するとともに、トンネル３内に搬送された複数のセグメント４をシールド掘進機２のエレクター装置５（セグメント組立装置の一例）で組み立てて鞘管６（管状体の一例）を形成している。

エレクター装置５は、シールド掘進機２の後側に備えられており、複数のセグメント４を連結して円環状に組み立てるものである。尚、エレクター装置５の下方はセグメント組立位置７として設定されている。

図２に示すように、セグメント４は、円弧状に湾曲した外板部６１と、内フランジ形状の一対の主桁６２と、一対の継手板６３と、複数の補強部材６４とを有している。主桁６２には、複数のボルト孔６５が周方向Ｓにおいて所定間隔おきに形成されている。

図３〜図６に示すように、セグメント搬送台車１は、台車本体１１と、台車本体１１に設けられた複数の車輪１２とを有している。各車輪１２は鞘管６内に敷設された左右一対のレール１３上を転動する。尚、セグメント搬送台車１の走行方向を前後方向Ｘ（長さ方向）とし、走行方向に直交する方向を左右方向Ｙ（幅方向）とする。

台車本体１１は四角枠状の台車フレーム１４を有し、台車フレーム１４の左右両側部には、セグメント４を支持する支持部１５が設けられている。支持部１５は、台車フレーム１４に立設された左右一対の支持フレーム１６と、支持フレーム１６の上端に設けられた左右一対の支持ローラ１７とを有している。尚、支持ローラ１７は、前後方向Ｘにおいて所定間隔おきに複数個配列されており、セグメント４の曲率に応じて傾斜している。

また、台車本体１１には、セグメント４を支持ローラ１７上からエレクター装置５のセグメント組立位置７に供給するセグメント供給装置２０が前後方向Ｘへ出退自在に備えられている。すなわち、セグメント供給装置２０は、台車フレーム１４上に支持されており、図１，図７に示すように台車本体１１から前方に引き出されてセグメント組立位置７に向かって下向きに傾斜する突出位置Ａと、図３，図６に示すように台車本体１１上に退入する退入位置Ｂとにスライド可能である。

セグメント供給装置２０は、枠フレーム２１と、枠フレーム２１に設けられた複数の供給ローラ２２とを有している。枠フレーム２１は、左右一対のサイドフレーム２３と、両サイドフレーム２３間に設けられた前後一対の連結フレーム２４とを有している。

供給ローラ２２は、両サイドフレーム２３に、前後方向Ｘにおいて所定間隔おきに配列されており、セグメント４の曲率に応じて傾斜している。尚、セグメント供給装置２０を退入位置Ｂまで押し込んだ場合、図５に示すように、供給ローラ２２は、左右一対の支持ローラ１７間に位置するとともに、支持ローラ１７よりも下位に位置する。尚、図１，図７に示すように、枠フレーム２１の前端部には、セグメント供給装置２０を突出位置Ａまで引き出した際、トンネル３内に着地する脚部材２５が設けられている。

セグメント搬送台車１には、突出位置Ａまで引き出されたセグメント供給装置２０を台車本体１１に固定する供給装置固定手段２７が設けられている。図４，図６，図８に示すように、供給装置固定手段２７は、台車本体１１の前端部に設けられたブラケット２８に形成された左右一対の台車側固定孔２９と、セグメント供給装置２０の枠フレーム２１の後端部に形成された左右一対の供給装置側固定孔３１と、これら両固定孔２９，３１に挿脱自在な左右一対のボルト又はピン等の固定具３２とを有している。

尚、図７，図８に示すように、セグメント供給装置２０を突出位置Ａまで突出させた場合、セグメント供給装置２０の供給装置側固定孔３１が台車本体１１の台車側固定孔２９の真上に重なり合う。

図３に示すように、支持部１５上には、前後方向Ｘにおいて３個（複数個）のセグメント４が載置される。台車本体１１には、各セグメント４を固定するセグメント固定手段３７が設けられている。図３〜図６および図９に示すように、セグメント固定手段３７は、セグメント４を前後方向Ｘにおいて固定する前後複数の四角形の固定柱３８ａ〜３８ｅと、セグメント４を左右方向Ｙおよび上下方向において固定する複数の固定ピン３９とを有している。

このうち、図５，図６に示すように、最前部の固定柱３８ａ，３８ｂは、左右一対設けられており、セグメント供給装置２０に干渉しないように、セグメント供給装置２０よりも外側方に位置している。また、残りの固定柱３８ｃ〜３８ｅは台車本体１１の左右方向Ｙにおける中央部に位置している。尚、図９，図１０に示すように、各固定柱３８ａ〜３８ｅは、台車フレーム１４に設けられた複数の角筒４０に対して、挿脱自在である。図９の実線で示すように、固定柱３８ａ〜３８ｅを角筒４０に挿入することにより、固定柱３８ａ〜３８ｅが台車本体１１に取付けられ、図９の仮想線で示すように、固定柱３８ａ〜３８ｅを角筒４０から脱抜することにより、固定柱３８ａ〜３８ｅが台車本体１１から取り外される。

図６，図９に示すように、固定ピン３９は、最前部の左右一対の固定柱３８ａ，３８ｂ以外の残りの固定柱３８ｃ〜３８ｅに設けられており、前後方向Ｘにおいて、セグメント４のボルト孔６５に対し挿脱自在である。

尚、セグメント搬送台車１は、レール１３上を自走する自走車両（図示省略）に連結されて、自走車両と共に鞘管６内を走行する。
以下、上記構成における作用を説明する。

図３に示すように、シールド掘進機２を用いてトンネル３を掘削するとともに、複数のセグメント４をセグメント搬送台車１の支持ローラ１７上に載せ、自走車両と共にセグメント搬送台車１を走行させて、セグメント４を鞘管６内の奥へ搬送する。

この際、各固定柱３８ａ〜３８ｅが角筒４０に挿入されて台車本体１１に取付けられているため、各セグメント４が前後方向Ｘに固定される。また、図９に示すように、最前部の左右一対の固定柱３８ａ，３８ｂ以外の残りの各固定柱３８ｃ〜３８ｅの固定ピン３９が各セグメント４のボルト孔６５に挿入されているため、各セグメント４が左右方向Ｙおよび上下方向に固定される。これにより、支持ローラ１７上のセグメント４が固定されるため、セグメント４をセグメント搬送台車１で搬送している際、セグメント４がセグメント搬送台車１から脱落することはない。

尚、図５に示すように、セグメント４は、その周方向Ｓ（図２参照）が左右方向Ｙになる向きで、セグメント搬送台車１に載置されて搬送される。セグメント搬送台車１がレール１３の奥端部まで走行し、セグメント４がセグメント組立位置７の手前側まで搬送されると、セグメント搬送台車１を停止させる。

その後、図７に示すように、セグメント供給装置２０を、退入位置Ｂから突出位置Ａまで前方へ引き出して、下向きに傾斜させ、脚部材２５を鞘管６内の底面に着地させる。このようにセグメント供給装置２０を引き出した際、図８に示すように、セグメント供給装置２０の供給装置側固定孔３１を台車本体１１の台車側固定孔２９の真上に重ね合わせ、これら固定孔２９，３１に固定具３２を挿入することにより、セグメント供給装置２０の後端部が台車本体１１の前端部に固定される。これにより、セグメント供給装置２０の後端部が台車本体１１の前端部から外れて脱落するのを防止することができる。

次に、図１および図９の仮想線で示すように、最前部の左右一対の固定柱３８ａ，３８ｂを角筒４０から上方へ脱抜して台車本体１１から取り外す。これにより、最前部のセグメント４に対する前後方向Ｘの固定が解除される。

その後、最前部のセグメント４を前方へ押し出したり或いは引き出すことにより、支持ローラ１７が回転し、最前部のセグメント４が移送されて容易に台車本体１１の支持部１５からセグメント供給装置２０に受け渡され、さらに、供給ローラ２２が回転することにより、最前部のセグメント４が移送されて容易にセグメント供給装置２０からセグメント組立位置７に供給される。

この際、図１０に示すように、前から２番目の固定柱３８ｃの固定ピン３９が最前部のセグメント４のボルト孔６５から脱抜されるため、最前部のセグメント４に対する左右方向Ｙおよび上下方向の固定が解除される。また、図１に示すように、セグメント供給装置２０が下向きに傾斜しているため、最前部のセグメント４は、自重によって一段と容易にセグメント供給装置２０で移送され、セグメント組立位置７へ供給される。

その後、前から２番目の固定柱３８ｃを角筒４０から上方へ脱抜して台車本体１１から取り外すことにより、前後中間部のセグメント４に対する前後方向Ｘの固定が解除される。そして、最前部のセグメント４と同様に、前後中間部のセグメント４を、台車本体１１の支持部１５からセグメント供給装置２０に受け渡し、さらに、セグメント供給装置２０からセグメント組立位置７に供給する。

その後、前から３番目の固定柱３８ｄを台車本体１１から取り外し、同様に、最後部のセグメント４を、台車本体１１の支持部１５からセグメント供給装置２０に受け渡し、さらに、セグメント供給装置２０からセグメント組立位置７に供給する。

このようにしてセグメント組立位置７に供給された複数のセグメント４はエレクター装置５によって円環状に組み立てられ、シールド掘進機２の背後に、鞘管６が順次継ぎ足されていく。

この際、図１に示すように、シールド掘進機２が前進するのに追随して、レール１３をトンネル３の奥へ延ばしていく必要がある。セグメント供給装置２０を台車本体１１に備えたため、セグメント搬送台車１を走行させることで、セグメント搬送台車１と共にセグメント供給装置２０も移動する。これにより、従来のようにセグメント搬送台車の移動とは別にセグメント供給装置の設置位置を鞘管内の奥へ順次移動させるといった面倒な作業が不要になり、鞘管６内の作業の手間や労力を軽減することができる。

尚、台車本体１１上の全てのセグメント４をセグメント組立位置７に供給して台車本体１１が空になった後、図７に示すように、各固定柱３８ａ〜３８ｄをそれぞれ角筒４０に挿入して台車本体１１に取付け、図８の仮想線で示すように、固定具３２を台車側固定孔２９と供給装置側固定孔３１とから脱抜して、セグメント供給装置２０の固定を解除する。

次に、セグメント供給装置２０を突出位置Ａから退入位置Ｂまで後方へ押し込んで台車本体１１の両支持部１５間に退入させる。
その後、空のセグメント搬送台車１を自走車両と共に走行させて鞘管６内から立坑（図示省略）まで移動させ、立坑において新たに搬入された複数のセグメント４をセグメント搬送台車１に搭載し、これらセグメント４をセグメント搬送台車１で搬送する。このようにして鞘管６を形成した後、鞘管６内に複数の持込管（図示省略）を搬入し、これら持込管同士を接続して水道管等の本管路を鞘管６内に布設する。

上記実施の形態では、図３に示すように、セグメント搬送台車１に３個のセグメント４を搭載しているが、３個以外の複数或いは単数搭載してもよい。
上記実施の形態では、セグメント供給装置２０の引き出しおよび押し込みは作業者が手動で行っているが、台車本体１１にシリンダー装置やモーター等からなる出し入れ用駆動装置を設け、出し入れ用駆動装置によって自動的にセグメント供給装置２０の引き出しおよび押し込みを行ってもよい。

１ セグメント搬送台車
２ シールド掘進機
３ トンネル
４ セグメント
５ エレクター装置（セグメント組立装置）
６ 鞘管（管状体）
７ セグメント組立位置
１１ 台車本体
１５ 支持部
２０ セグメント供給装置

Claims (4)

1. シールド掘進機を用いてトンネルを掘削するとともに、トンネル内に搬送された複数のセグメントをシールド掘進機のセグメント組立装置で組み立てて管状体を形成する非開削工法に用いられるセグメント搬送台車であって、
   台車本体に、セグメントを支持する支持部と、セグメントを支持部からシールド掘進機のセグメント組立装置のセグメント組立位置に供給するセグメント供給装置とが備えられていることを特徴とするセグメント搬送台車。
2. セグメント供給装置は台車本体に出退自在に備えられ、
   セグメント供給装置が台車本体から引き出されて、セグメントがセグメント組立位置に供給されることを特徴とする請求項１記載のセグメント搬送台車。
3. セグメント供給装置は、台車本体から引き出され、セグメント組立位置に向かって下向きに傾斜することを特徴とする請求項２記載のセグメント搬送台車。
4. シールド掘進機を用いてトンネルを掘削するとともに、トンネル内に搬送された複数のセグメントをシールド掘進機のセグメント組立装置で組み立てて管状体を形成する非開削工法であって、
   セグメントを、セグメント搬送台車に載せて、トンネル内のシールド掘進機のセグメント組立装置のセグメント組立位置の手前側まで搬送し、
   セグメント搬送台車に備えられたセグメント供給装置を用いて、セグメントをセグメント搬送台車からセグメント組立位置に供給することを特徴とする非開削工法。

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