JP2606959B2 - セグメント供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、シールドトンネルの掘削面に環状に組立て
られるセグメントをシールド掘進機のセグメント組立装
置の下方に供給する装置に関する。

≪従来の技術≫ 周知のように、シールド工法は地盤中にトンネルを構
築する工法であり、この種の工法の一種として、シール
ド掘進機の掘進に伴なって、その後方に予め形成された
鉄筋コンクリード製のセグメントを環状に組立、このセ
グメントにシールド掘進機の推進ジャッキの反力をとる
方法がある。

このような用途に用いられるセグメントは、シールド
掘進機の後部に設置されているセグメント組立装置に供
給されて環状に組立てられる。

ところが、近時のシールドトンネルは大口径化する傾
向にあって、その１ピースが数百kgになり、人出による
運搬，供給が困難な状態にあった。

そこで、例えば、特開昭64−10900号公報には、人手
によらずセグメントをセグメント組立装置の下方に供給
する搬送装置が提案されている。

同公報に示されている搬送装置は、シールド掘進機の
後部に固定されたフレームと、このフレームにトンネル
の軸線方向に往復移動可能に支承された第１の移動体
と、この第１の移動体に軸線方向に移動可能に支承され
た第２の移動体と、第１および第２の移動体をそれぞれ
移動させる２つの駆動機構とを備え、第２の移動体でセ
グメントをセグメント組立装置の下方まで移動させる。

しかしながら、このような構成のセグメント搬送装置
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、上記公報に示されている装置では、セグメ
ントを１つずつしか供給できないので能率が悪い上に、
搬送装置の近傍にセグメントの貯溜場所が必要になる。

ここで、仮に複数のセグメントの供給が可能になるよ
うに改良したとしても、搬送装置がシールド掘進機に固
定されているので、シールド掘進機を掘進させていると
きには、搬送装置もこれと一体に移動し、搬送装置にセ
グメントを載せる作業が困難になる。

また、上記搬送装置では、第１および第２の移動体を
それぞれ駆動する２つの駆動装置が必要なので、全体の
構造が複雑になるという問題もあった。

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、供給装置の近
傍に貯溜場所を必要とせず、複数、例えば、１リング分
のセグメントが供給できるとともに、駆動系の構造も簡
単なセグメント供給装置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
機の掘進に伴ってその後部側に環状に組立てられるセグ
メントを、セグメント組立装置の下方へ供給するセグメ
ントの供給装置において、前記シールド掘進機の後方に
設置される架台と、この架台から下方に支持される、複
数のセグメントが載置可能な長さを有するとともにトン
ネルの軸方向に延長する本体部と、この本体部の上方に
配置され、前記セグンメントを上側から係止して順に前
方に移動させるセグメント送り機構と、このセグメント
送り機構により移動させられた最先端のセグメントを前
記本体部から受承してシールド掘進機のセグメント組立
装置の下方まで突出する跳ねだし機構とからなることを
特徴とする。

上記跳ねだし機構には、この機構上に載置された上記
セグメントの載置位置の調整が可能なヨーイングジャッ
キを設けることができる。

≪発明の作用効果≫ 上記構成のセグメント供給装置によれば、本体部は複
数のセグメント、例えば、１リング分が載置可能な長さ
を有しているので、供給装置にセグメントの貯溜機能を
持たせることができるとともに、供給装置はシールド掘
進機とは切り離されて、架台に支持されているのでの
で、シールド掘進機の掘進時に並行して供給装置にセグ
メントの載置作業を行うことができる。

また、複数のセグメントは、セグメント送り機構によ
り、順次本体部から跳ねだし機構と移動させてシールド
掘進機のセグメント組立装置の下方に供給され、この作
動はセグメント送り機構と、跳ねだし機構との駆動だけ
で行われるので、構造および制御が簡単になる。

さらに、既設のセグメントと供給されるセグメントと
の間の隙間を最小限に留めてセグメント組立装置による
組立作業をスムースに行うことを可能にするとともに、
本体部の厚さを薄くして供給装置のコンパクト化を図る
ことを可能にする。

さらにまた、請求項２の構成によれば、セグメント組
立て装置の下方に供給されるセグメントの供給位置がヨ
ーイングジャッキで調整され、例えば、曲線個所に用い
られるテーパーセグメントでも正確に供給できる。

≪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12図は、この発明にかかるセグメント供
給装置の一実施例を示している。

同図に示すセグメント供給装置10は、シールド掘進機
の掘進、例えば、１リングの掘進にともなって掘進機の
後端に形成される掘削面に、複数のセグメント12a〜ｅ
を環状に組立装置14で組立てる時に、組立装置14の下方
の所定位置に、例えば、１リング分のセグメント12a〜
ｅを順次供給するためのものであり、供給装置は本体部
16と、セグメント送り機構18と、跳ねだし機構20とから
概略構成されている。

上記本体部16は、第１図にその平面形状を示すように
略凹形に形成された本体フレーム16aと、本体フレーム1
6aの上面側に設けられ、本体フレーム16a上に載置され
るセグメント12a〜ｅの下面に当接する複数のローラ16b
と、本体フレーム16aの後端に設けられたセグメントセ
ットジャッキ16cとを備えている。

上記ローラ16bは、本体フレーム16aの長手方向に沿っ
て、平行な複数の直線上に位置するように配置され、両
側のものが大径になっている。

なお、本体フレーム16aは、その側面に突設された複
数のステー16dにより、後述する架台の支持ビームに支
持されている。

上記跳ねだし機構20は、上記本体フレーム16aの凹部
に後部側が嵌着支持され、本体フレーム16aの長手方向
に沿って案内移動される略Ｔ字形平面の跳ねだしフレー
ム20aと、本体フレーム16aに設けられたローラ16bとほ
ぼ同じ直線上に設けられたローラ20bと、跳ねだしフレ
ーム20aの先端に立設され、鉛直軸を中心に回転可能な
ストッパー板20cと、跳ねだしフレーム20aと本体フレー
ム16aとの間に渡設された跳ねだしジャッキ20dと、跳ね
だしフレーム20aの両側面に取付けられた一対のヨーイ
ングジャッキ20eとを備えている。

このヨーイングジャッキ20eは、第２図にその詳細を
示すように、二重筒構造のガイド部20f内に設置されて
おり、ジャッキ20e駆動により前後方向に移動する内管
の先端にはロッド20gが固着されている。

そして、このロッド20gの先端には、上端側にセグメ
ント押し付けローラ20hが固着されるとともに、下端側
にカウンタウエイト20iが固着されたアーム20jの中心が
揺動可能に枢着されている。

ロッド20gとアーム20jの枢着部には、アーム20jの第
２図（Ａ）において点線矢印方向への回動を規制するス
トッパ20kが設けられている。

この構成により、アーム20jは、セグメント12a〜ｅを
前方に送り出すときには、セグメント12a〜ｅの前面に
当接したローラ20hが回動して、その通過を許容して、
通過後にカウンタウエイト20iの作用により元の状態に
復帰する一方、ジャッキ20eを駆動してセグメント12a〜
ｅの載置位置を調整するときには、ストッパ20kにより
アーム20jの回動が規制される。

上記セグメント送り機構18は、第３図および第４図に
示すように、本体フレーム16aおよび跳ねだしフレーム2
0aの中心軸上に設けられており、セグメント送りジャッ
キ18aと、ジャッキ18aの伸縮ロッドの先端に固設され
た、４枚の取付板18bと、各取付板18bに所定の間隔、例
えば、セグメント12a〜ｅの幅よりも若干大きな問題を
おいて揺動可能に枢着された複数の送り爪18cと、各送
り爪18cの後部側にそれぞれ設けられたストッパ18dと、
各取付板18bを案内するガイドレール18eとを備えてい
る。

なお、上記ジャッキ18aおよびガイドレール18eは、後
述する架台の足場に支持されている。

このように構成されたセグメント送り機構18では、ジ
ャッキ18aを伸縮駆動すると、上記本体部16のセットジ
ャッキ16cにより送り込まれたセグメント12a〜ｅは、ジ
ャッキ18aが伸びる場合には、ストッパ18dにより回動が
規制された送り爪18cによりローラ16b上を前方に移動す
るとともに、ジャッキ18aの収縮時には、送り爪18cが回
動してセグメント12a〜ｅに当接しながら通過するの
で、セグメント12a〜ｅは前方に移動された位置に止ど
まる。

したがって、このようなジャッキ18aの伸縮駆動を繰
り返すことにより、セグメント12a〜ｅは、順次前方に
送出され。本体フレーム16aから跳ねだしフレーム20aへ
と移動させることができる。

以上のように構成されたセグメント供給装置10は、第
５図から第12図に示す架台22に支持されており、同図に
示す例では架台22にセグメント組付装置24も取付けられ
ている。

上記架台22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26と、この支持ビーム26の
中間位置に配置された反力支持脚28と、反力支持脚286
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
30,32とを有しており、これらの支持脚28,30,32はそれ
ぞれ井桁状に形成されている。

反力支持脚28は、第６図に示すように、支持ビーム26
の上下に配置されたローラ当接部材26aを挟持する一対
ローラ28aと、このローラ28aを支持するブラケット28b
と、このブラケット28bが側面側に突設され、支持ビー
ム26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28cと、この支柱28cの上端側間に枢着されたアー
チ形サポート28dと、前記支柱28cの下端側にそれぞれに
枢着され、既設のセグメント13上に当接される一対の固
定シュー28eと、この固定シュー28e間を連結する連結フ
レーム28f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28と支持ビーム26と
の間には、第５図に示すように、移動ジャッキ34が支持
ビーム26の側面側に一対設けられている。

一方、前固定支持脚30は、第７図に示すように、支持
ビーム26にピン36で結合された一対の両端が伸縮可能な
支柱30aと、この支柱30aの上端側間に枢着されたアーチ
形サポート30bと、各支柱30aの下端側に枢着された固定
シュー30cと、固定シュー30c間を連結する連結フレーム
30dと、各支柱30aの側面に突設された伸縮可能なサイド
サポート30eとを備えている。

また、各固定シュー30cの前後には、第８図に示す一
対のローラ30gがそれぞれ設置されている。

このローラ30gは、固定シュー30cが嵌着される筒部30
h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30iとを備えたローラ保持部材30jに支持され
ており、各ガイド筒30i内には、ローラ30gの上端側に固
設された支持筒30kが挿入され、ローラ30gとガイド筒30
iとの間にはローラ押付けジャッキ30mが枢着されてい
る。

また、後固定支持脚32は、第９図に示すように、前固
定支持脚30と同様に支柱32a,アーチ形サポート32b,固定
シュー32c,連結フレーム32d,サイドサポート32eとを備
えている。

また、後固定支持脚32のアーチサポート32bの下方に
は、支柱32a間に略台形のビーム32fが渡設され、このビ
ーム32fと支持ビーム26の後部側に渡設された横ビーム2
6bとがスライド機構38および自在継手40で結合されてい
る。

このスライド機構38は、上記ビーム32fの中心部の周
面に固着された摩擦低減板38aと、この板38aの外周に設
けられたボックス38bと、ボックス38bとビーム32fとの
間に設けられた左右移動ジャッキ38cとから構成され、
このボックス38bの一側面と横ビーム26bとが球面軸受か
らなる自在継手40で結合されている。

一方、上記支持ビーム26には、第５図および第10図に
示すように、その側面に複数の支持フレーム26cが垂設
され、その下部側に足場26dが取付けられるともに、支
持フレーム26cの下端には、セグメント供給装置10の本
体フレーム16aに設けられたステー16dが連結されてお
り、支持ビーム26とセグメント供給装置10とが一体的に
移動するように構成されている。

なお、上記支持脚28,30,32の各支柱28c,30a,32aの伸
縮機構としては、例えば、ジャッキを支柱内に内蔵させ
るか、あるいは、ジャッキを側面に付設して支柱28c,30
a,32aの両端を伸縮させる構造が採用される。

他方、上記支持ビーム26の先端側には、セグメント組
付け装置24が設置され、組付け装置24は、第11図に示す
ように、上記ピッチングフレーム42とヨーイングフレー
ム44とからなる姿勢制御フレームを有している。

これらのフレーム42,44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42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26の両側面に突設された一対のピン46により支持され
ている。

また、ヨーイングフレーム44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42
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11図（Ｂ）であり、同図
（Ｃ）には、各フレーム42,44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42a,44
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42aは、支持ビ
ーム26に支持され、ヨーイングジャッキ44aはピッチン
グフレーム42に支持されている。

上記ヨーイングフレーム44には、セグメント12a〜ｅ
を把持する把持機構48を旋回さるための旋回機構50が取
り付けられている。

この旋回機構50は、ヨーイングフレーム44に軸受を介
して回転可能に支持された旋回リング50aと、ヨーイン
グフレーム44の上部側に支持され、旋回リング50aと噛
合する旋回モータ50bと、旋回リング50aの前面側に突設
された一対の支持アーム50cとから構成されている（第
５図および第12図参照）。

そして、支持アーム50cの先端側に昇降ジャッキ52を
介してセグメント把持機構48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12a〜
ｅを組付ける際に、まず、架台22が固定される。

架台22の固定では、前固定支持脚30の押付けジャッキ
30cが収縮されてローラ30gが既設のセグメント13上から
離間されるとともに、これとほぼ同時に反力支持脚28,
前後固定支持脚30,32の各支柱28c,30a,32aが伸長され
て、アーチ形サポート28d,30b,32bと固定シュー28e,30
c,32cとがそれぞれ既設セグメント13に当接され、か
つ、サイドサポート30e,32eもそれぞれセグメント13に
当接される。

そして、架台22の固定が終了すると、セグメント供給
装置10の本体フレーム16aの後部側に１つのセグメント1
2aが装置され、このセグメント12aは、セットジャッキ1
6cの駆動により、セグメント送り機構18の下方まで移動
される。

次いで、セグメント送り機構18のジャッキ18aが駆動
され、この駆動により送り爪18cに押されてセグメント1
2aは、本体フレーム16a上の前方に移動され、ジャッキ1
8aを収縮する。

そして、次のセグメント12bをセットジャッキ16cによ
り送り込み、ジャッキ18aの駆動が行われ、このような
操作を繰り返すことにより、セグメント12aは、順次ジ
ャッキ18aのストロークに対応した距離だけ前方に移動
させられ、先端部のセグメント12aが跳ねだしフレーム2
0aに受承されると、跳ねだしジャッキ20dが駆動され、
この駆動によりセグメント12aは、第１図および第３図
に仮想線で示す位置まで移動させられ、この位置で把持
機構48に把持され、旋回機構50により旋回させられて所
定の位置に組付けられる。

このとき、跳ねだしフレーム20aに受承されたセグメ
ント12aは、ヨーイングジャッキ20eを、例えば、同じ長
さだけ伸長させると、セグメント12aがストッパ板20cに
当接し、このストッパ板20cが回動可能に設けられてい
るので、セグメント12aが跳ねだしフレーム20aの中心軸
に対してズレている場合にその修正が行われる。

また、セグメント12aが曲線個所に設置されるテーパ
セグメントである場合にも、一対のヨーイングジャッキ
20eの伸長長さを変えることにより、同様に調整でき
る。

そして、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ると、シールド掘進機
が前進されられ、地山の掘削によりその後端に１リング
分の空間が形成される。

なお、シールド掘進機の掘削作業は、上記セグメント
の組み付け固定とは関係がないので、この作業中にも続
行される。

このとき、セグメント供給装置10の本体フレーム16a
上には、順次次のリング用のセグメントが載置される。

次いで、反力支持脚28の支柱28cを縮め、固定シュー2
8eおよびアーチサポート28dをセグメント13から離間さ
せた状態で、移動ジャッキ34を駆動して、反力支持脚28
を切羽側に引き寄せ、その後支柱28cを伸ばして、反力
支持脚28を固定する。

しかる後、前後固定支持脚30,32の各支柱30a,32aを収
縮させてアーチ形サポート30b,32bおよび固定シュー30
c,32cをセグメント13から離間させるとともに、押付け
ジャッキ30mを伸長させて、ローラ30gを既設セグメント
13上に当接させ、この状態で反力支持脚28を反力体とし
て移動ジャキ34を伸ばすことにより、架台22とともに、
セグメント供給装置10をトンネル軸方向に移動させ、再
びセグメントを供給組付け作業が行われることになる。

なお、上記実施例では、装置全体の重心位置を考慮し
て、前固定支持脚30を支持ビーム26の前方側に設け、こ
の支持脚30にだけローラ30gを設けたものを示したが、
ローラ30gは後固定支持脚32側にも設けても良い。

また、上記実施例ではセグメント組付け装置24を支持
ビーム26に設置したものを示しているが、本発明のセグ
メント供給装置10を用いる場合には、組付け装置がシー
ルド掘進機に設けられたものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるセグメント供給装置の平面図、
第２図は同装置のヨーイングジャッキの詳細図、第３図
は同装置の要部側面図、第４図は同装置のセグメント送
り機構の取付状態の断面図、第５図は同装置の全体配置
図、第６図は第５図のVI−VI矢視断面図、第７図は第５
図のVII−VII矢視断面図、第８図は前固定支持脚の要部
説明図、第９図は第５図のIX−IX矢視断面図、第10図は
第５図のＸ−Ｘ矢視断面図、第11図は第５図のXI−XI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12図は第５図のXII−XII矢視断面図である。 10……セグメント供給装置 12……セグメント 16……本体部 18……セグメント送り機構 20……跳ねだし機構 22……架台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊尾 義光 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 平２−296998（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−7497（ＪＰ，Ｕ)

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ってその後部側
   に環状に組立てられるセグメントを、セグメント組立装
   置の下方へ供給するセグメントの供給装置において、前
   記シールド掘進機の後方に設置される架台と、この架台
   から下方に支持される、複数のセグメントが載置可能な
   長さを有するとともにトンネルの軸方向に延長する本体
   部と、この本体部の上方に配置され、前記セグンメント
   を上側から係止して順に前方に移動させるセグメント送
   り機構と、このセグメント送り機構により移動させられ
   た最先端のセグメントを前記本体部から受承してシール
   ド掘進機のセグメント組立装置の下方まで突出する跳ね
   だし機構とからなることを特徴とするセグメント供給装
   置。
2. 【請求項２】上記跳ねだし機構は、この機構上に載置さ
   れた上記セグメントの載置位置の調整が可能なヨーイン
   グジャッキを有することを特徴とする請求項１記載のセ
   グメント供給装置。