JP2561972B2 - セグメント組付け装置用架台 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、シールド掘進機のセグメント組付け装置に
関する。

《発明の背景》 周知のように、トンネルの構築方法としてシールド工
法があり、この種の工法の一種としてシールド掘進機で
地山を掘削しながらこれを前進させ、前進にともなって
シールド掘進機の後部側に順次掘進反力を取るためのセ
グメントを環状に組立る工法がある。

このようなシールド工法に用いられるシールド掘進機
には、その後部側にセグメントを組付けるエレクタ装置
が従来からシールド掘進機に内蔵されていた。

ところが、このようにシールド掘進機にエレクタ装置
を内蔵させた構造では、シールド掘進機が非常に大きな
外力を受けた場合、その外径が変形してセグメントを把
持して旋回させるエレクタ装置の旋回機構の作動が困難
になるという技術的問題があった。

このため、例えば、特開平１−263391号公報には、シ
ールド掘進機に設けられたリングガータよりも小さい中
間リングを介してエレクタ装置の旋回機構を支持させた
構造が提案されている。

この公開公報に開示されているセグメント組付け装置
によれば、リングガータが外力により変形しても、その
影響が中間リングまで及ばないので旋回機構の旋回障害
が回避されることになるが、同公報に示されている組付
け装置には以下に説明する技術的課題があった。

《発明が解決しようとする課題》 すなわち、上記公報に開示されているセグメント組付
け装置を含めて、これまでに提案ないしは提供されてい
るこの種の組付け装置は、シールド掘進機と一体になっ
ているため、シールド掘進機の前進に伴なって組付け装
置も移動する。

このため、一般的には、セグメントを組付ける際に
は、シールド掘進機の掘進を停止した状態で作業を行っ
ており、掘削能率の低下を来たしていた。

この場合、シールド掘進機の移動速度などを検出して
セグメント組付け装置を制御することにより、シールド
掘進機の掘進を停止することなくセグメントを組付ける
ことも可能であるが、このような解決手段ではセグメン
ト組付け装置の構造や制御が複雑になる。

このような問題に対して、組付け装置をシールド掘進
機とは分離させ、トンネル軸方向に沿って移動する架台
に搭載することが考えられる。

しかしながら、単に架台にセグメント組付け装置を搭
載しただけでは、構築されるトンネルは直線部分だけで
なく、曲線部分もあり、特に、曲線の部分で組付け装置
の姿勢制御が困難になる。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、構成や制御の
複雑化を伴なうことなく、シールド掘進機の掘削効率を
向上できるとともに、組付け装置の姿勢制御が簡単に行
えるセグメント組付け装置用架台を提供することにあ
る。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明は、シールド掘進
機の掘進に伴なってその後端部に隣接設置され、順次セ
グメントを環状に組付けるセグメント組付け装置用の架
台であって、構築されるトンネル軸方向に設置され、先
端側に姿勢制御フレームおよびセグメント把持旋回機構
が設けられた支持ビームと、構築されるトンネルの横断
面方向に配置され、かつ、前記横断面方向に伸縮自在に
構成された井桁状の一対の前後固定支持脚および反力支
持脚とを備え、前記支持ビームと前記前固定支持脚と間
に介装されたピン結合部と、前記支持ビームと前記反力
支持脚との間に介装されたローラと、前記支持ビームと
前記後支持脚との間に介装された自在継手部およびスラ
イド機構とを有することを特徴とする。

上記反力支持脚と上記支持ビームとの間には、この支
持ビームをトンネル軸方向に移動させる移動ジャッキを
設けてもよい。

《作用》 上記構成のセグメント組付け装置用架台によれば、先
端側に姿勢制御フレームおよびセグメント把持旋回機構
が設けられた支持ビームと、構築されるトンネルの横断
面方向に配置され、かつ、前記横断面方向に伸縮自在に
構成された井桁状の一対の前後固定支持脚および反力支
持脚とを備え、前記支持ビームと前記前固定支持脚と間
に介装されたピン結合部と、前記支持ビームと前記反力
支持脚との間に介装されたローラと、前記支持ビームと
前記後支持脚との間に介装された自在継手部およびスラ
イド機構とを有しているので、支持ビームは、トンネル
の上下方向にピン結合部を中心にして揺動し、かつ、ス
ライド機構によりトンネルの左右方向に移動できる。

《実施例》 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参
照にして詳細に説明する。

第１図から第６図は、この発明にかかるセグメント組
付け装置用架台の一実施例を示している。

同図に示す組付け装置用架台10は、第１図において左
前方に位置する図外のシールド掘進機の後部側にこれと
分離した状態で隣接設置されるものである。

第１図において符号11で示すものがセグメントであ
り、同図中実線で示しているセグメント11が既に設置さ
れた既設のもので、同図中左端に仮想線で示す部分にこ
れからセグメント11aが設置される。

上記架台10は、トンネル軸方向に所定の間隔をおいて
設置される一対の支持ビーム12と、この支持ビーム12の
中間位置に配置された反力支持脚14と、反力支持脚14の
前後に間隔をおいて配置された一対の前後固定支持脚1
6,18とを有しており、これらの支持脚14,16,18はそれぞ
れ井桁状に形成されている。

反力支持脚14は、第２図に示すように、支持ビーム12
の上下に配置されたローラ当接部材12aを支持する一対
ローラ14aと、このローラ14aを支持するブラケット14b
と、このブラケット14bが側面側に突設され、支持ビー
ム12を挟んでその両側に設置された両端が伸縮する一対
の支柱14cと、この支柱14cの上端側間に枢着されたアー
チ形サポート14dと、前記支柱14cの下端側にそれぞれに
枢着され、既設のセグメント11上に当接される一対の固
定シュー14eと、この固定シュー14e間を連結する連結フ
レーム14fとから構成されている。

このように構成された反力支持脚14と支持ビーム12と
の間には、第１図に示すように、移動ジャッキ20が支持
ビーム12の側面側に一対設けられている。

一方、前固定支持脚16は、第３図に示すように、支持
ビーム12にピン22で結合された一対の両端が伸縮可能な
支柱16aと、この支柱16aの上端側間に枢着されたアーチ
形サポート16bと、各支柱16aの下端側に枢着された固定
シュー16cと、固定シュー16c間を連結する連結フレーム
16dと、各支柱16aの側面に突設された伸縮可能なサイド
サポート16eとを備えている。

そして、前固定支持脚16の各固定シュー16cの前後に
は、第５図に示すローラ24がそれぞれ設置されている。

このローラ24は、各固定シュー16cが嵌着される筒部2
6aと、これを挟むようにしてその前後に設けられた一対
のガイド筒26bとを備えたローラ保持部材26に支持され
ており、各ガイド筒26b内には、ローラ24の上端側に固
設された支持筒24aが挿入され、ローラ24とガイド筒26b
との間にはローラ押付けジャッキ26cが枢着されてい
る。

また、後固定支持脚18は、第４図に示すように、前固
定支持脚16と同様に支柱18a,アーチ形サポート18b,固定
シュー18c,連結フレーム18d,サイドサポート18eとを備
えている。

また、後固定支持脚18の支柱18a間には、略台形のビ
ーム18fが渡設され、このビーム18fと支持ビーム12の後
部側に渡設された横ビーム12bとがスライド機構28およ
び自在継手30で結合されている。

このスライド機構28は、上記ビーム18fの中心部の周
面に固着された摩擦低減板28aと、この板28aの外周に設
けられたボックス28bと、ボックス28bとビーム18fとの
間に設けられた左右移動ジャッキ28cとから構成され、
このボックス28bの一側面と横ビーム12bとが球面軸受か
らなる自在継手30で結合されている。

他方、上記支持ビーム12の先端側には、第６図に示す
ように、上記ピッチングフレーム32とヨーイングフレー
ム34とからなる姿勢制御フレームが設けられている。

これらのフレーム32,34は、ほぼ６角形状に屈曲形成
されたものであって、ピッチングフレーム32は、トンネ
ルの水平面を軸として揺動されるものであり、支持ビー
ム12の両側面に突設された一対のピン36により支持され
ている。

また、ヨーイングフレーム34は、トンネルの垂直面を
軸として揺動されるものであり、ピッチングフレーム32
に対して対向する位置で揺動可能にヒンジ結合されてい
る。

この状態を示したのが第６図（Ｂ）であり、同図
（Ｃ）には、各フレーム32,34をそれぞれ個別に移動さ
せるためのピッチングおよびヨーイングジャッキ32a,34
aの設置状態を示している。

なお、同図に示すピッチングジャッキ32aは、支持ビ
ーム12に支持され、ヨーイングジャッキ34aは、ピッチ
ングフレーム32に支持されている。

上記ヨーイングフレーム34には、セグメント11を把持
する把持機構38を旋回さるための旋回機構40が取り付け
られている。

この旋回機構40は、ヨーイングフレーム34に軸受を介
して回転可能に支持された旋回リング40aと、ヨーイン
グフレーム34の上部側に支持され、旋回リング40aと噛
合する旋回モータ40bと、旋回リング40aの中心に突設さ
れた跳ねだしアーム40cとから構成されている。

そして、跳ねだしアーム40cの先端側に昇降ジャッキ4
2を介してセグメント把持機構38が取り付けられてい
る。

以上のように構成された装置では、セグメント11を組
付ける際に、まず、架台10が固定される。

架台10の固定では、前固定支持脚16の押付けジャッキ
26cが収縮されてローラ24が既設のセグメント11上から
離間されるとともに、これとほぼ同時に前後固定支持脚
16,18の各支柱16a,18aが伸長されて、アーチ形サポート
16b,18bと固定シュー16c,18cとがそれぞれ既設セグメン
ト11に当接され、かつ、サイドサポート16e,18eもそれ
ぞれセグメント11に当接される。

なお、上記操作と同時ないしはその後反力支持脚14の
支柱14cも伸ばされる。

そして、架台10の固定が終了すると、その下方から例
えば、走行台車44により所定の位置に供給されたセグメ
ント11aが把持機構38により把持され、この状態で旋回
機構40により所定の位置まで旋回させられ、所定の位置
に組付けられ、その後既設のセグメント11に固定され
る。

なお、この場合の既設のセグメント11への固定は、一
般的にボルトナットによる締付け結合が採用されてお
り、この締付け作業は人手ないしは自動締付けのいずれ
も採用することができる。

以上の組付け固定作業を繰り返して１リング分のセグ
メントが組付け固定され、この固定作業中も中断される
ことなく続行されているシールド掘進機による掘削が１
リング分行われ、その後端に空間が形成されると、反力
支持脚14の支柱14cを縮め、固定シュー14eおよびアーチ
サポート14dが既設セグメント11から離間させられ、こ
の状態で移動ジャッキ20を駆動して反力支持脚14が切羽
側に引き寄せられ、その後支柱14cを伸ばして固定され
る。

次いで、前後固定支持脚16,18の各支柱16a,18aを収縮
させてアーチ形サポート16b,18bおよび固定シュー16c,1
8cをセグメント11から離間させるとともに、押付けジャ
ッキ26cを伸長させて、ローラ24を既設セグメント11上
に当接させ、この状態で反力支持脚14を反力体として移
動ジャキ20を駆動することにより、架台10をトンネル軸
方向に移動させ再びセグメント11aの組付け固定作業が
行われることになる。

このとき、架台10は、先端側に姿勢制御フレーム32,3
4およびセグメント把持，旋回機構38,40が設けられた支
持ビーム12が、前固定支持脚16とピン22により結合され
るとともに、後支持脚18と自在継手30およびスライド機
構28とを介して結合されているので支持ビーム12は、ト
ンネルの上下方向にピン22を中心にして揺動し、かつ、
スライド機構28の左右移動ジャッキ28を駆動することに
よりトンネルの左右方向に移動できる。

従って、トンネルの曲線部分でもセグメント組付け装
置の姿勢制御が簡単に行える。

また、上記架台10では、セグメント11aを把持する機
構38や旋回機構40などがシールド掘進機とは別に設けら
れた支持ビーム12に支持されているので、シールド掘進
機の掘進作業と分離した状態でセグメント11aを組付け
ることができ、シールド掘進機の掘進作業の能率を大幅
に向上させることができる。

なお、架台10を前方に移動させる手段は上述して移動
ジャッキ20だけでなく、例えば、シールド掘進機に牽引
させることもできる。

また、各支持脚14,16,18の支柱14c,16a,18aの伸縮機
構としては、例えば、内部にジャッキを内蔵させたり、
あるいは、ジャッキを側部に付設する構造が採用され
る。

さらに、上記実施例では、装置全体の重心位置を考慮
してその近傍に前固定支持脚16を設け、この部分にのみ
ローラ24を設けたが、ローラ24は後固定支持脚18側にも
設けてもよい。

《発明の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかか
るセグメント組付け装置用架台によれば、シールド掘進
機の掘削能率を大きく向上できるとともに、トンネルの
曲線部分でも姿勢制御が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるセグメント組付け装置の全体構
成図、第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は第
１図のIII−III矢視断面図、第４図は第１図のIV−IV矢
視断面図、第５図は前固定支持脚の要部説明図、第６図
は第１図のVI−VI矢視断面図とピッチングおよびヨーイ
ングフレームの説明図、第７図は第１図のVII−VII矢視
断面図である。 10……架台 11……セグメント 12……支持ビーム 14……反力支持脚 14a……ローラ 16……前固定支持脚 18……後固定支持脚 22……ピン 28……スライド機構 30……自在継手

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機の掘進に伴なってその後端
   部に隣接設置され、順次セグメントを環状に組付けるセ
   グメント組付け装置用の架台であって、構築されるトン
   ネル軸方向に設置され、先端側に姿勢制御フレームおよ
   びセグメント把持旋回機構が設けられた支持ビームと、
   構築されるトンネルの横断面方向に配置され、かつ、前
   記横断面方向に伸縮自在に構成された井桁状の一対の前
   後固定支持脚および反力支持脚とを備え、前記支持ビー
   ムと前記前固定支持脚と間に介装されたピン結合部と、
   前記支持ビームと前記反力支持脚との間に介装されたロ
   ーラと、前記支持ビームと前記後支持脚との間に介装さ
   れた自在継手部およびスライド機構とを有することを特
   徴とするセグメント組付け装置用架台。
2. 【請求項２】上記反力支持脚と上記支持ビームとの間に
   は、この支持ビームをトンネル軸方向に移動させる移動
   ジャッキが設けられていることを特徴とする請求項１記
   載のセグメント組付け装置用架台。