JP2936864B2 - セグメントのボルト締結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進工法にお
けるトンネルのセグメントのボルト締結装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トンネルの構築にはシールド掘
進工法が採用されている。この工法は、シールド掘進機
を後方のジャッキ推力により推進させつつトンネル切羽
の掘削を行い、その推進に伴ってシールド掘進機内後部
でセグメントをボルト締結して組立て、覆工を完成する
ようにしている。

【０００３】そして、上記セグメントのボルト締結作業
を能率化するために、セグメントのボルト締結装置が提
案されるに至っている。一般に、このボルト締結装置
は、隣接配置された両セグメントのそれぞれのボルト箱
穴に対峙し、互いに接近離反可能なナットランナおよび
ナットホルダを有する構成になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
連結される両セグメントの連結面から所要の距離だけ内
側の位置にボルト箱穴を形成し、このボルト箱穴と連結
面との間に開口させたボルト孔にボルトを挿通し、両端
をナットで締付けるようにしたセグメントが多く採用さ
れるに至っている。

【０００５】この場合、連結のためのボルトが長くなる
ため、セグメントを配置してからではボルトを挿通させ
ることが困難となる。これはセグメントの強度上、ボル
ト箱穴を余り大きくできないことに関係している。この
ため、連結すべきセグメントの一方のボルト箱穴側に予
めボルトを収容しておく方法が採られる。

【０００６】しかしながら、従来のボルト締結装置にあ
っては、一方のボルト箱穴側にボルトが収容されたまま
ではボルト締結ができないため、作業員が一方のボルト
箱穴側に収容されているボルトを両端が両ボルト箱穴内
に突出するように他方のボルト箱穴側に押し動かす必要
があり、作業能率上および安全上問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、一方のボルト箱
穴側に収容されているボルトを自動機械的に他方のボル
ト箱穴側に押し動かすことができ、作業能率および安全
性の向上が図れるセグメントのボルト締結装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【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、セグメントを把持し、そのセグメントを既
設セグメントに隣接配置するためのセグメント把持部を
有し、そのセグメント把持部に、隣接配置された両セグ
メントのそれぞれのボルト箱穴に対峙し、且つ互いに接
近離反可能なナットランナおよびナットホルダを設けた
ボルト締結装置において、上記セグメント把持部に、ナ
ットランナおよびナットホルダをボルト箱穴に対してそ
れぞれ出入自在に設け、そのナットランナ側およびナッ
トホルダ側の少なくとも一方に位置して、予め一方のボ
ルト箱穴側に収容されたボルトを他方のボルト箱穴側に
押し動かす押し板をボルト箱穴に対してナットランナま
たはナットホルダと独立して出入自在に設けたことを特
徴としている。

【０００９】

【作用】ボルト締結を行うに際して、ナットランナおよ
びナットホルダの少なくとも一方に設けられている押し
板がその移動で動かされ、この押し板により一方のボル
ト箱穴側に収容されているボルトが他方のボルト箱穴側
に押し動かされる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１１】図１において、１はシールド掘進機の円筒
状シールドフレームで、その内部にはセグメントＳの組
立装置２が設けられている。このセグメント組立装置２
は、シールドフレーム１の内周に旋回自在に支持された
旋回輪３と、この旋回輪３の端面に突設された一対のア
ーム４からガイドロッド５および油圧シリンダを介して
半径方向に移動自在に設けられた吊りビーム６と、この
吊りビーム６に姿勢調整機構７を介して設けられたセグ
メント把持部８とから主に構成されている。

【００１２】セグメント把持部８は、図２に示すように
セグメントＳの係合孔に係合してセグメントＳを把持す
る把持金具９と、セグメントＳと既設セグメントとをボ
ルト締結するボルト締結装置とを備えている。このボル
ト締結装置はトンネル軸方向に隣接するセグメント同士
を締結するボルト締結装置１０と、トンネル周方向に隣
接するセグメント同士を締結するボルト締結装置１１と
から主に構成されているが、本実施例ではトンネル周方
向のボルト締結装置１１について詳述する。

【００１３】セグメントＳは、図５に示すように鉄筋コ
ンクリート等により円弧状に成形され、内面には連結面
１２，１３から所要の距離だけ内側に位置させて複数の
ボルト箱穴１４が形成され、これらボルト箱穴１４と連
結面１２，１３との間にはボルト孔１５，１６が開口形
成されている。図示例のセグメントＳでは、周方向の連
結面１３に３個で１組になったボルト孔１６が形成され
ている。また、セグメントＳの内面中央には把持金具９
が係合する係合孔１７が形成されている。

【００１４】上記ボルト締結装置１１は、図３に示すよ
うにボルト１８の一端に予め螺着されたナット１９を係
合保持するナットホルダ２０と、ボルト１８の他端にナ
ット２１を螺着するナットランナ２２とから主に構成さ
れている。ナットホルダ２０はナット１９と対応する係
合部２３を有し、上端部が図示しないガイドおよび昇降
機構であるねじ軸２４を介して支持腕２５に昇降自在に
取付けられている。支持腕２５の上端部はセグメント把
持部８の枠体２６の下部にガイドレール２７および図示
しない送り装置を介してボルト軸方向に摺動自在に取付
けられている。

【００１５】ボルト１８は、同図に仮想線で示すように
セグメントＳの連結面１３から突出しないよう予め一方
のボルト箱穴１４側に収容されているので、ボルト締結
を行うに際してボルト１８をナットランナ２２側に押し
動かす必要がある。このため、上記ナットホルダ２０の
後部にはボルト１８の端部に当接してこれを前方に押し
動かすための押し板２８が配置され、この押し板２８の
上端部は図示しないガイドおよび昇降機構であるねじ軸
２９を介して支持腕２５に昇降自在に取付けられてお
り、ボルト箱穴１４に対してナットランナ２２またはナ
ットホルダ２０と独立して出入自在になっている。

【００１６】上記押し板２８の下端部は、図４に示すよ
うに３本のボルト１８の端部に上方から係合する逆Ｕ字
状の３つの切欠部３０が形成され、切欠部３０の周縁部
３１がナット１９の端面に当るようになっている。ま
た、これらの周縁部３１の近傍にはナット１９を吸着す
るための磁石３２が取付けられている。

【００１７】ナットランナ２２は、ボルト１８に螺着す
べきナット２１が予め装着された回転部３３を備え、こ
れらの回転部３３がモータ３４および図示しない歯車機
構により回転駆動されるようになっている。このナット
ランナ２２は昇降枠３５にガイドロッド３６および図示
しない油圧シリンダを介してボルト軸方向に摺動自在に
取付けられている。昇降枠３５は枠体２６の下部に固定
された固定枠３７に図示しないガイドを介して昇降自在
に取付けられ、その昇降手段として固定枠３７にはラッ
ク３８およびこのラック３８上にピニオン３９を噛合転
動させる油圧シリンダ４０が取付けられ、昇降枠３５に
はそのピニオン３９と噛合するラック４１が取付けられ
ている。

【００１８】次に実施例の作用を述べる。セグメント把
持部８が把持金具９によりセグメントＳを把持したな
ら、吊りビーム６の移動と旋回輪３の旋回によりセグメ
ントＳを既設セグメントＳＡの端面の所定位置に搬送
し、既設セグメントＳＡとセグメントＳをボルト締結装
置１０，１１によりボルト締結する。この場合、先ず図
６の（ａ）のようにナットランナ２２およびナットホル
ダ２０が対応するボルト箱穴１４，１４の上方に位置決
めされ、次に同図の（ｂ）のようにナットランナ２２お
よび押し板２８をそれぞれボルト箱穴１４，１４内に下
降させて挿入し、押し板２８の切欠部３０をボルト１８
の端部に係合させると共に、周縁部３１をナット１９の
端面に当てる。このとき、押し板２８は、セグメント把
持部８に、ボルト箱穴１４に対して出入自在に設けられ
ているので、セグメントＳを把持したままの状態で、押
し板２８のボルト１８に対しての位置合わせを確実に且
つ容易に行える。また、ナットランナ２２、ナットホル
ダ２０および押し板２８を個々にボルト箱穴１４に対し
て出入れすることができるので、押し板２８でボルト１
８を押し動かす際には、ナットホルダ２０が押し板２８
と同一のボルト箱穴１４に挿入されることがなく、その
工程がスムーズに行われる。

【００１９】次いで、同図の（ｃ）のようにナットラン
ナ２２および押し板２８を互いに接近移動させることに
より、一方のボルト箱穴１４側に収容されているボルト
１８を他方のボルト箱穴１４側に押し動かす。この場
合、押し板２８の磁石３２でボルト１８の一端がナット
１９を介して吸着保持されているので、ボルト１８がふ
らつくことなくスムーズにボルト孔１６内を挿通される
ことになる。

【００２０】次いで、同図の（ｄ）のように押し板２８
を上昇させて引き出し、ナットホルダ２０をボルト箱穴
１４上に位置するよう後退させてからボルト箱穴１４内
に下降させて挿入した後、同図の（ｅ）のようにナット
ホルダ２０を前進させて係合部２３をナット１９に係合
させ、ナットランナ２２の駆動により予め回転部３３に
装着されているナット２１をボルト１８の他端に螺着し
て締付ける。こうしてボルト締結が終了したら、同図の
（ｆ）のようにナットランナ２２およびナットホルダ２
０を互いに離反させた後、同図（ｇ）のようにナットラ
ンナ２２およびナットホルダ２０をボルト箱穴１４，１
４内から上昇させて引き出せばよい。

【００２１】なお、前記実施例では、押し板２８をナッ
トホルダ２０側に設けた場合について説明したが、ナッ
トランナ２２側に設けるようにしてもよく、あるいはナ
ットホルダ２０およびナットランナ２２の両方に設ける
ようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ナットラ
ンナおよびナットホルダの少なくとも一方にその移動で
一方のボルト箱穴側に収容されているボルトを他方のボ
ルト箱穴側に押し動かす押し板をボルト箱穴に対してナ
ットランナまたはナットホルダと独立して出入自在に設
けたので、ボルト締結作業の完全自動化が図れ、作業能
率および安全性の向上が図れると共に、ナットランナ、
ナットホルダおよび押し板を独立してボルト箱穴に対し
て出入れすることができ、ボルトの位置に対しての位置
合わせを確実に且つ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシールド掘進機の背面
図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】ボルト締結装置の詳細を示す図である。

【図４】押し板を示す図である。

【図５】セグメントの斜視図である。

【図６】ボルト締結装置の作動を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１４ ボルト箱穴 １８ ボルト ２０ ナットホルダ ２２ ナットランナ ２８ 押し板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−224998（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52097（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントを把持し、そのセグメントを
   既設セグメントに隣接配置するためのセグメント把持部
   を有し、そのセグメント把持部に、隣接配置された両セ
   グメントのそれぞれのボルト箱穴に対峙し、且つ互いに
   接近離反可能なナットランナおよびナットホルダを設け
   たボルト締結装置において、上記セグメント把持部に、
   ナットランナおよびナットホルダをボルト箱穴に対して
   それぞれ出入自在に設け、そのナットランナ側およびナ
   ットホルダ側の少なくとも一方に位置して、予め一方の
   ボルト箱穴側に収容されたボルトを他方のボルト箱穴側
   に押し動かす押し板をボルト箱穴に対してナットランナ
   またはナットホルダと独立して出入自在に設けたことを
   特徴とするセグメントのボルト締結装置。