JP2019027102A

JP2019027102A - 形状保持装置およびシールド掘進機

Info

Publication number: JP2019027102A
Application number: JP2017146325A
Authority: JP
Inventors: 公輝岸本; Kimiteru Kishimoto; 折出　健一; Kenichi Oriide; 健一折出; 高原　健; Takeshi Takahara; 健高原; 藤本　明生; Akio Fujimoto; 明生藤本; 章生三木; Akio Miki; 欽也才川; Kinya Saikawa
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Hazama Ando Corp
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Hazama Ando Corp
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: JP6918615B2

Abstract

【課題】セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントが内向きに突出する突出部を有する場合に使用することができる形状保持装置を提供する。【解決手段】形状保持装置は、シールド掘進機に搭載される、複数のセグメントからなるセグメントリングの形状を保持するものであり、セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧部材と、押圧部材を、セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧位置と押圧位置よりも内側の待機位置との間で移動させる少なくとも１つのジャッキと、を備え、セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントは、内向きに突出する突出部を有し、押圧部材には、突出部との干渉を回避するための窪みが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シールド掘進機に搭載される形状保持装置およびその形状保持装置を含むシールド掘進機に関する。

従来から、トンネルを掘削するシールド掘進機には、エレクタ装置および形状保持装置が搭載されている。エレクタ装置は、トンネルの壁面に沿って複数のセグメントを組み立て、形状保持装置は、組み立てられたセグメントからなるセグメントリングの形状を保持する。トンネルの断面形状は、円形状の場合もあるし矩形状の場合もある。

例えば、特許文献１には、円形状のセグメントリングの天井部を押圧する円弧状の押圧部材と、この押圧部材を上下動させる一対のジャッキを含む形状保持装置が開示されている。

特許第３０１４２８３号公報

ところで、トンネルの種類によっては、セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントが内向きに突出する突出部を有することがある。このようなセグメントを含むセグメントリングに対しては、従来の形状保持装置は使用できない。

そこで、本発明は、セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントが内向きに突出する突出部を有する場合に使用することができる形状保持装置、およびその形状保持装置を含むシールド掘進機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の形状保持装置は、シールド掘進機に搭載される、複数のセグメントからなるセグメントリングの形状を保持する形状保持装置であって、前記セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を、前記セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧位置と前記押圧位置よりも内側の待機位置との間で移動させる少なくとも１つのジャッキと、を備え、前記セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントは、内向きに突出する突出部を有し、前記押圧部材には、前記突出部との干渉を回避するための窪みが形成されている、ことを特徴とする。

上記の構成によれば、セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントが内向きに突出する突出部を有しているが、押圧部材にはその突出部との干渉を回避するための窪みが形成されている。つまり、押圧部材が押圧位置に移動されてもセグメントの突出部と干渉することがない。従って、天井部または側部に突出部が形成されたセグメントリングに対して形状保持装置を使用することができる。

上記の形状保持装置は、前記押圧部材の窪みに着脱可能なアタッチメントであって、前記突出部を有しないセグメントの内面形状に対応する外面形状を有するアタッチメントをさらに備えてもよい。この構成によれば、セグメントリングを構成するセグメントに内向きに突出する突出部がない場合には、アタッチメントを押圧部材の窪みに取り付けることにより、窪みが存在する場所でもセグメントを押圧することができる。

上記の形状保持装置は、前記押圧部材における前記窪みに沿う部分に取り付けられた、当該押圧部材が前記押圧位置に位置したときに、前記セグメントの突出部を押圧するジャッキをさらに備えてもよい。この構成によれば、窪みが存在する場所でも突出部を押圧することができる。

また、本発明のシールド掘進機は、上記の形状保持装置を備える。

本発明によれば、セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントが内向きに突出する突出部を有する場合に使用することができる形状保持装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る形状保持装置を含むシールド掘進機の側面図である。シールド掘進機の後方から見た形状保持装置の正面図であり、押圧部材が待機位置にある状態を示す。シールド掘進機の後方から見た形状保持装置の正面図であり、押圧部材が押圧位置にある状態を示す。押圧部材の窪みにアタッチメントが取り付けられた状態を示す図である。変形例の押圧部材の一部を示す正面図である。

図１に、本発明の一実施形態に係る形状保持装置３を含むシールド掘進機１を示す。シールド掘進機１には、トンネルの壁面に沿って複数のセグメント２１を組み立てるエレクタ装置１５と、組み立てられたセグメント２１からなるセグメントリング２の形状を保持する形状保持装置３が搭載されている。

具体的に、シールド掘進機１は、カッターヘッド１１と、カッターヘッド１１を回転可能に支持する胴部１２を含む。胴部１２は、筒状のケーシング１３と、ケーシング１３内に配置された複数のシールドジャッキ１４を含む。シールドジャッキ１４は、セグメントリング２を押圧してシールド掘進機１を前進させるためのものである。

また、胴部１２の内側には、シールド掘進機１の中心軸に沿って後方へ延びる後部作業デッキ１６が設けられている。エレクタ装置１５は、後部作業デッキ１６の回りを旋回し、形状保持装置３は、後部作業デッキ１６に前後方向に摺動可能に支持されており、図略の摺動ジャッキにより、前方または後方へ移動される。

図２に示すように、本実施形態では、トンネルの断面形状が円形状である。ただし、トンネルの断面形状は矩形状であってもよい。また、本実施形態では、セグメントリング２の天井部および底部に位置するセグメント２１が内向きに突出する突出部２２を有する。

形状保持装置３は、セグメントリング２の天井部を押圧する押圧部材６と、セグメントリング２の底部に当接する反力部材７を含む。押圧部材６および反力部材７は、後部作業デッキ１６を挟んで互いに対向するように、左右方向に延びている。

押圧部材６は、セグメントリング２の内径と同一の曲率の押圧面６０を有する。また、押圧部材６には、セグメント２１の突出部２２との干渉を回避するための窪み６１が形成されている。つまり、窪み６１によって押圧面６０が分断されている。

窪み６１は、突出部２２に沿った形状であることが望ましい。本実施形態では、突出部２２が三角形状であり、窪み６１は突出部２２よりも少し大きな三角形状である。ただし、窪み６１は、必ずしも突出部２２に沿った形状である必要はなく、例えば、直角三角形状、矩形状または半円状などであってもよい。

反力部材７は、両端部に位置する円弧部７１，７３のみがセグメントリング２に当接するように、円弧部７１，７３の内側端部同士が直線部７２で連結されている。円弧部７１，７３は、セグメントリング２の内径と同一の曲率の当接面７０を有する。

さらに、形状保持装置３は、後部作業デッキ１６の両側に配置された左右一対のフレーム４１を含む。フレーム４１は、押圧部材６の両端部と反力部材７の両端部の間で上下方向に延びており、アーム４２，４３を介して後部作業デッキ１６と摺動可能に連結されている。また、上側のアーム４２には、左右方向において形状保持装置３の中心とセグメントリング２の中心とを一致させるためのセンタリングジャッキ４４が設けられている。

上述した押圧部材６は、少なくとも１つのジャッキにより、図３に示すようなセグメントリング２の天井部を押圧する押圧位置と、図２に示すような押圧位置よりも内側の待機位置との間で移動される。また、反力部材７は、少なくとも１つのジャッキにより、図３に示すようなセグメントリング２の底部と当接する当接位置と、図２に示すような当接位置よりも内側の待機位置との間で移動される。本実施形態では、押圧部材６と反力部材７とに共通のジャッキとして、２つの拡張ジャッキ５１が用いられている。拡張ジャッキ５１は、例えば油圧シリンダである（上述したセンタリングジャッキ４４も同様）。

各拡張ジャッキ５１は、軸方向が上下方向となる向きで、フレーム４１の中央部に取り付けられている。各拡張ジャッキ５１の上端は、上下方向に延びる上側ロッド５２の下端とピン連結されており、上側ロッド５２の上端は、押圧部材６の端部とピン連結されている。上側ロッド５２は、フレーム４１に上下方向に摺動可能に支持されている。

一方、各拡張ジャッキ５１の下端は、上下方向に延びる下側ロッド５３の上端とピン連結されており、下側ロッド５３の下端は、反力部材７の端部とピン連結されている。下側ロッド５３は、フレーム４１に上下方向に摺動可能に支持されている。

そして、拡張ジャッキ５１が短縮すれば、図２に示すように押圧部材６および反力部材７が共に待機位置に移動され、拡張ジャッキ５１が伸長すれば、図３に示すように押圧部材６が押圧位置に移動されるとともに反力部材７が当接位置に移動される。

ただし、押圧部材６の移動用のジャッキと反力部材７の移動用のジャッキは別々に設けられてもよい。

以上説明したように、本実施形態の形状保持装置３では、セグメントリング２の天井部に位置するセグメント２１が内向きに突出する突出部２２を有しているが、押圧部材６にはその突出部２２との干渉を回避するための窪み６１が形成されている。つまり、押圧部材６が押圧位置に移動されてもセグメント２１の突出部２２と干渉することがない。従って、天井部に突出部２２が形成されたセグメントリング２に対して形状保持装置３を使用することができる。

（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、図４に示すように、形状保持装置３は、押圧部材６の窪み６１に着脱可能なアタッチメント８を含んでもよい。アタッチメント８は、突出部２２を有しないセグメント２１の内面形状に対応する外面形状を有している。換言すれば、アタッチメント８は、押圧面６０と連続した押圧面を構成する。例えば、アタッチメント８は、ボルトおよびナットにより押圧部材６に締結される。

このようなアタッチメント８が設けられていれば、セグメントリング２を構成するセグメント２１に内向きに突出する突出部２２がない場合には、アタッチメント８を押圧部材６の窪み６１に取り付けることにより、窪み６１が存在する場所でもセグメント２１を押圧することができる。なお、窪み６１が比較的に小さい場合には、アタッチメント８がなくても押圧部材６のみで十分である。

また、図５に示すように、押圧部材６における窪み６１に沿う部分には、１つまたは複数の支持ジャッキ９が取り付けられてもよい。支持ジャッキ９は、例えば油圧シリンダである。支持ジャッキ９は、押圧部材６が押圧位置に位置したときに、セグメント２１の突出部２２を押圧する。このように支持ジャッキ９が設けられていれば、窪み６１が存在する場所でも突出部２２を押圧することができる。

また、トンネルの断面形状が矩形状である場合は、突出部２２を有するセグメント２１がセグメントリング２の側部に位置し、形状保持装置がセグメントリング２の側部を押圧する側部押圧部材を有し、この側部押圧部材に突出部２２との干渉を回避するための窪みが形成されてもよい。この構成であれば、側部に突出部２２が形成されたセグメントリング２に対して形状保持装置を使用することができる。

１シールド掘進機
２セグメントリング
２１セグメント
２２突出部
３形状保持装置
６押圧部材
６１窪み
５１拡張ジャッキ
８アタッチメント
９支持ジャッキ

Claims

シールド掘進機に搭載される、複数のセグメントからなるセグメントリングの形状を保持する形状保持装置であって、
前記セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を、前記セグメントリングの天井部または側部を押圧する押圧位置と前記押圧位置よりも内側の待機位置との間で移動させる少なくとも１つのジャッキと、を備え、
前記セグメントリングの天井部または側部に位置する少なくとも１つのセグメントは、内向きに突出する突出部を有し、
前記押圧部材には、前記突出部との干渉を回避するための窪みが形成されている、形状保持装置。
前記押圧部材の窪みに着脱可能なアタッチメントであって、前記突出部を有しないセグメントの内面形状に対応する外面形状を有するアタッチメントをさらに備える、請求項１に記載の形状保持装置。
前記押圧部材における前記窪みに沿う部分に取り付けられた、当該押圧部材が前記押圧位置に位置したときに、前記セグメントの突出部を押圧するジャッキをさらに備える、請求項１または２に記載の形状保持装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の形状保持装置を備えるシールド掘進機。