JP2809371B2 - シールド掘削機の搬送据付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、掘削されたトンネル内
にセグメントや走行台車の枕木、レール等を搬入した
り、据え付けたりするシールド掘削機の搬送据付装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルを構築する場合には、シールド
掘削機を用いて掘削作業を行い、発生した掘削土砂をコ
ンベアや台車を用いて抗外に搬出する一方、掘削壁面の
崩壊を防止するセグメントを台車によって抗内に搬入
し、セグメントエレクタ装置を用いて組み立てを行って
いる。また、掘削土砂を搬出する台車やセグメントを搬
入する台車はトンネルを移動自在であり、シールド掘削
機の掘進に伴ってトンネル坑内にレールを布設してい
く。

【０００３】図１０に従来のシールド掘削機の搬送据装
置の概略、図１１に図１０のXI−XI断面、図１２に図１
０のXII−XII断面を示す。

【０００４】図１０乃至図１２に示すように、シールド
掘削機１０１において、円筒形状のシールド掘削機本体
１０２の前端部にはカッタ装置１０３が回転自在に装着
され、駆動モータ１０４によって駆動回転できるように
なっている。また、シールド掘削機本体１０２の後端部
には円周方向に複数のシールドジャッキ１０５が装着さ
れており、このシールドジャッキ１０５はシールド掘削
機の掘進方向後方に伸長することで、掘削したトンネル
内周面に構築された既設のセグメント１０６に押しつけ
ながらシールド掘削機本体１０２を前進させるものであ
る。そして、このセグメント１０６は図示しないセグメ
ントエレクタ装置によって取付けられる。また、カッタ
装置１０３の後方にはチャンバ１０７が形成されてお
り、このチャンバ１０７にはスクリューコンベア１０８
が連結されている。

【０００５】掘削してセグメント１０６を組み立てて構
築したトンネル坑内には枕木１０９が敷設され、この枕
木１０９上にはトンネルの一側に後続台車用の２本のレ
ール１１０と他側に１本のレール１１１が敷設されてい
る。また、この後続台車用のレール１１０と１１１との
間には運搬台車用の２本のレール１１２が敷設されてい
る。そして、レール１１０，１１１にはシールド掘削機
本体１０２に牽引される後続設備台車１１３が走行自在
となっており、この後続設備台車１１３にはベルトコン
ベア１１４が搭載されている。一方、レール１１２には
搬送台車１１５が走行自在となっており、この搬送台車
１１５にはセグメント１０６や枕木１０９、レール１１
０，１１１，１１２を搭載できるようになっている。ま
た、各レール１１０，１１１，１１２の前方にはセグメ
ント１０６を載せるコンベア１１６が配設されている。

【０００６】而して、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、複数のシールドジャッキ１０５を伸長方向に作動し
て既設のセグメント１０６の前部側に押しつけながらシ
ールド掘削機本体１０２を前進させる一方、駆動モータ
１０４によりカッタ装置１０３を回転させる。そして、
シールド掘削機本体１０２の前方の岩盤を掘削し、この
掘削土砂をチャンバ１０７内に落下させる。次に、複数
のシールドジャッキ１０５の何れか一つを縮み方向に作
動して既設のセグメント１０６との間に空所を形成し、
セグメントエレクタ装置によって新しいセグメント１０
６をこの空所に装着する。一方、チャンバ２０内の掘削
土砂はスクリューコンベア１０８により後方に搬送さ
れ、ベルトコンベア１１４を介して図示しない排土排出
用台車によって坑外に排出される。

【０００７】この作業中、セグメント１０６を搭載した
搬送台車１１５はレール１１２に沿って前方に移動して
セグメント１０６を供給し、後続設備台車１１３の前部
に配置された図示しないホイストによってコンベア１１
６に載せ換えて使用する。また、トンネル掘削に伴って
各レール１１０，１１１，１１２を延長する必要があ
り、この搬送台車１１５は新しく敷設する枕木１０９や
レール１１０，１１１，１１２を搭載して前方に移動
し、随時、これらを供給する。そして、掘削作業中のシ
ールド掘削機本体１０２の前進と共にこの枕木１０９や
レール１１０，１１１，１１２を敷設していく。この作
業の繰り返しによって所定長さのトンネルが掘削形成さ
れていく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシール
ド掘削機の搬送据装置にあっては、トンネルの掘削作業
において、組立てるセグメント１０６は弧状に湾曲して
おり、幅が狭いものの湾曲した方向の長さは十分に長い
ため、セグメント１０６を搭載した搬送台車１１５が後
続設備台車１１３の内側を通過できるように、セグメン
ト１０６はその長手方向が搬送台車１１５上に走行方向
に沿って搭載されることとなる。ところが、セグメント
１０６をトンネルの内壁面に組み付けるときにはセグメ
ント１０６の長手方向がトンネルの周方向に沿って装着
されるため、セグメント１０６を搬送台車１１５からコ
ンベア１１６に載せ換えるときにはホイストによって９
０度回転させなければならない。また、トンネル掘削に
伴って必要となる枕木１０９やレール１１０，１１１，
１１２も同様の理由により、敷設前にホイストによって
９０度回転させなければならない。

【０００９】ところが、構築したトンネルは狭い空間で
あり、ホイストを用い、セグメント１０６や枕木１０
９、レール１１０，１１１，１１２等を吊り上げて回転
させることは困難であると共に作業が長時間となり、こ
のような作業には作業者にとっても大変な危険性を伴う
ものである。また、作業を行う空間にはスクリューコン
ベア１０８やベルトコンベア１１４が配置されており、
レール１１０，１１１，１１２等の長尺物にあっては、
ホイストが届かないこともあり、この場合、作業者は手
作業によって行わなければならず、運ぶレールの本数が
大変多く、且つ、足元も滑りやすいため、作業者にかか
る肉体的負担が大きく、作業安全上においても好ましく
なかった。

【００１０】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、作業性及び安全性の向上を図ったシールド掘削
機の搬送据付装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のシールド掘削機の搬送据付装置は、トンネ
ルの掘削に伴って移動自在な装置本体と、該装置本体か
ら掘進方向に伸縮自在な支持アームと、該支持アームの
先端部に水平旋回自在に装着された旋回台と、該旋回台
に上下揺動自在で且つ伸縮自在に装着された揺動アーム
と、該揺動アームの先端部に吊着された吊台と、該吊台
に水平旋回自在に装着された把持装置とを具えたことを
特徴とするものである。

【００１２】

【作用】トンネルの掘削に伴って移動自在な装置本体に
伸縮自在な支持アーム及び水平旋回自在な旋回台、上下
揺動自在で且つ伸縮自在な揺動アームを介して吊台を設
けこの吊台に水平旋回自在な把持装置を装着したこと
で、トンネル坑内に搬入されたセグメントやレールなど
をこの把持装置によって把持すると共に所定の位置に移
動することができ、狭い空間内でも簡単に作業を行うこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１に本発明の一実施例に係るシールド掘
削機の搬送据付装置の概略、図２に図１のII−II断面、
図３に図１のIII−III断面、図４にセグメントの要部断
面、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に枕木の吊下げ状態
を表す正面視、図７に図６のVII−VII断面、図８にレー
ルの吊下げ状態を表す正面視、図９に図８のIX−IX断面
を示す。

【００１５】図１乃至図３に示すように、シールド掘削
機１１において、円筒形状のシールド掘削機本体１２の
前端部にはカッタ装置１３が回転自在に装着され、駆動
モータ１４によって駆動回転できるようになっている。
また、シールド掘削機本体１２の後端部には円周方向に
複数のシールドジャッキ１５が装着されており、このシ
ールドジャッキ１５はシールド掘削機の掘進方向後方に
伸長することで、掘削したトンネル内周面に構築された
既設のセグメント１６に押しつけながらシールド掘削機
本体１２を前進させるものである。そして、このセグメ
ント１６は図示しないセグメントエレクタ装置によって
取付けられる。なお、カッタ装置１３の後方には掘削土
砂を排出するスクリューコンベアが配置されている。

【００１６】シールド掘削機１１の後方には後続設備台
車２１と搬送台車２２とが移動自在に設けられている。
即ち、掘削してセグメント１６によって構築されたトン
ネル坑内には枕木２３が並んで敷設され、この枕木２３
上にはトンネルの一側に後続台車用の２本のレール２４
と他側に１本のレール２５が敷設されている。また、こ
の後続台車用のレール２４と２５との間には運搬台車用
の２本のレール２６が敷設されている。そして、３本の
レール２４，２５には門型の後続設備台車２１が車輪２
７を介して走行自在となっており、一方、２本のレール
２６には搬送台車２２が車輪２８を介して走行自在とな
っている。この後続設備台車２１はシールド掘削機本体
１２に牽引されるようになっており、上部に排土のベル
トコンベア２９と搬送据付装置３１が搭載されると共
に、後部にカウンターウエイト３０が搭載されている。
また、搬送台車２２はセグメント１６や枕木２３、レー
ル２４，２５，２６を搭載できるようになっている。

【００１７】この搬送据付装置３１において、支持筒３
２は後続設備台車２１の上部に固定されており、この支
持筒３２にはシールド掘削機１１の掘進方向前方（図１
にて左方）に伸縮自在な支持アーム３３が装着されてい
る。この支持アーム３３の先端部には垂直軸受３４をも
って旋回台３５が水平旋回自在に装着されており、支持
アーム３３の先端部側にはギア３６が固定される一方、
旋回台３５にはピニオン３７を有する駆動モータ３８が
取付けられ、このピニオン３７がギア３６と噛み合って
いる。従って、駆動モータ３８を駆動すると、ピニオン
３７がギア３６の周りを転動することで旋回台３５が水
平旋回できるようになっている。

【００１８】旋回台３５には水平軸３９によって揺動筒
４０が上下揺動自在に装着されており、駆動ジャッキ４
１によって作動することができるようになっている。そ
して、この揺動筒４０には揺動アーム４２が伸縮自在に
装着されており、その揺動アーム４２の先端部には連結
軸４３によって吊台４４が吊り下げられている。この吊
台４４には図示しない内部の軸受によって回転軸４５が
吊り下げられた状態で回転自在に支持されている。吊台
４４側にはピニオン４６を有する駆動モータ４７が取付
けられる一方、回転軸４５にはギア４８が固定され、こ
のピニオン４６がギア４８と噛み合っている。そして、
回転軸４５には把持金具４９が装着されている。従っ
て、駆動モータ４７を駆動すると、ピニオン４６の駆動
力がギア４８に伝達されることで回転軸４５を介して把
持金具４９が水平旋回できるようになっている。なお、
支持アーム３３及び揺動アーム４２は内蔵されたアクチ
ュエータによって伸縮できるようになっている。

【００１９】本実施例にあっては、把持金具４９は吊り
下げる部材に応じて交換可能となっており、セグメント
１６を把持するためのものは、図４及び図５に示すよう
に、二又の把持金具４９の上端部に連結孔４９ａを形成
すると共に下端部に連結ボルト４９ｂを着脱自在に取付
けて構成されている。また、枕木２３を把持するための
ものは、図６及び図７に示すように、二又の把持金具５
０の上端部に連結孔５０ａを形成すると共に、下端部に
鉤部５０ｂと２本の連結ボルト５０ｃを着脱自在に取付
けて構成されている。更に、レール２４を把持するため
のものは、図８及び図９に示すように、二又の把持金具
５１の上端部に連結孔５１ａを形成すると共に、下端部
に鉤部５１ｂと２本の連結ボルト５１ｃを着脱自在に取
付けて構成されている。

【００２０】而して、トンネルを掘削形成するには、複
数のシールドジャッキ１５を伸長方向に作動して既設の
セグメント１６の前部側に押しつけながらシールド掘削
機本体１２を前進させる一方、駆動モータ１４によりカ
ッタ装置１３を回転し、岩盤を掘削する。そして、複数
のシールドジャッキ１５の何れか一つを縮み方向に作動
して既設のセグメント１６との間に空所を形成し、セグ
メントエレクタ装置によって新しいセグメント１６をこ
の空所に装着する。一方、掘削土砂はスクリューコンベ
アにより後方に搬送され、ベルトコンベア２９を介して
坑外に排出される。

【００２１】この作業中、セグメント１６及び枕木２
３、レール２４，２５，２６は搬送台車２２がレール２
６に沿って前方に移動することで供給し、後続設備台車
２１に搭載された搬送据付装置３１によって所定の位置
に移動される。即ち、セグメント１６を移動する場合、
図１及び図２にに示すように、搬送据付装置３１の回転
軸４５に把持金具４９を装着し、この搬送据付装置３１
を作動して把持金具４９を搬送台車２２に接近させる。
そして、図４及び図５に示すように、搬送台車２２上の
セグメント１６に対して一体に形成されたブラケット１
６ａを把持金具４９によって挾持し、連結ボルト４９ｂ
を連結孔１６ｂに挿入して把持する。そして、再び、搬
送据付装置３１を作動して把持金具４９で把持したセグ
メント１６を所定の位置に移動すると共に９０度回転し
て吊り降ろす。

【００２２】このとき、搬送据付装置３１の各作動部に
設けられた図示しないストロークセンサ及び回転角度検
出センサによって検出結果をフィードバックさせて制御
を行うことで、この搬送据付装置３１を自動的に遠隔操
作することを可能である。

【００２３】また、枕木２３を移動する場合、図６及び
図７に示すように、搬送据付装置３１の回転軸４５に把
持金具５０を装着し、この搬送据付装置３１を作動して
把持金具５０を搬送台車２２に接近させる。そして、搬
送台車２２上の枕木２３に対して鉤部５０ｂをもって係
合し、連結ボルト５０ｃをもって把持する。そして、再
び、搬送据付装置３１を作動して把持金具５０で把持し
た枕木２３を所定の位置に移動すると共に９０度回転し
て吊り降ろす。更に、レール２４を移動する場合、図８
及び図９に示すように、搬送据付装置３１の回転軸４５
に把持金具５１を装着し、この搬送据付装置３１を作動
して把持金具５１を搬送台車２２に接近させる。そし
て、搬送台車２２上のレール２４に対して鉤部５１ｂを
もって係合し、連結ボルト５１ｃをもって把持する。そ
して、再び、搬送据付装置３１を作動して把持金具５１
で把持したレール２４を所定の位置に移動すると共に９
０度回転して吊り降ろす。

【００２４】このようにして掘削作業中のシールド掘削
機本体１０２の前進に伴ってセグメント１６や枕木２
３、レール２４，２５，２６を搬送据付装置３１を適用
して所定の位置に移動すると共に所定の角度回転し、そ
の後、セグメント１６をセグメントエレクタ装置等によ
って組付け、また、この枕木２３やレール２４，２５，
２６を敷設していく。この作業の繰り返しによって所定
長さのトンネルが掘削形成されていく。

【００２５】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のシールド掘削機の搬送据付装置によれば、
トンネルの掘削に伴って移動自在な装置本体にその掘進
方向に伸縮自在な支持アームを装着し、その支持アーム
の先端部に旋回台を水平旋回自在に装着して旋回台に揺
動アームを上下揺動自在で且つ伸縮自在に装着して揺動
アームの先端部に吊台を吊着して吊台に把持装置を水平
旋回自在に装着したので、台車で搬入されたセグメント
やレールの移送や回動、吊上げ、吊降ろし等を自動的に
行うことで、作業を容易に、且つ、安全に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシールド掘削機の搬送
据付装置の概略図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】セグメントの要部断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】枕木の吊下げ状態を表す正面図である。

【図７】図６のVII−VII断面図である。

【図８】レールの吊下げ状態を表す正面図である。

【図９】図８のIX−IX断面図である。

【図１０】従来のシールド掘削機の搬送据装置の概略図
である。

【図１１】図１０のXI−XI断面図である。

【図１２】図１０のXII−XII断面図である。

【符号の説明】

１１ シールド掘削機 １３ カッタ装置 １６ セグメント ２１ 後続設備台車 ２２ 搬送台車 ２３ 枕木 ２４，２５，２６ レール ３１ 搬送据装置 ３２ 支持筒（装置本体） ３３ 支持アーム ３５ 旋回台 ３８，４７ 駆動モータ ４１ 駆動ジャッキ ４２ 揺動アーム ４４ 吊台 ４５ 回転軸 ４９，５０，５１ 把持金具

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの掘削に伴って移動自在な装置
   本体と、該装置本体から掘進方向に伸縮自在な支持アー
   ムと、該支持アームの先端部に水平旋回自在に装着され
   た旋回台と、該旋回台に上下揺動自在で且つ伸縮自在に
   装着された揺動アームと、該揺動アームの先端部に吊着
   された吊台と、該吊台に水平旋回自在に装着された把持
   装置とを具えたことを特徴とするシールド掘削機の搬送
   据付装置。