JP3221664B2 - 多連型シールド掘進機のウイングセグメントの組付け方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は多連型シールド掘
進機のウイングセグメントの組付け方法及びその装置に
関し、特に、エレクタ装置で所定の組付け姿勢にして受
渡し位置に供給した上部ウイングセグメントを、昇降
（組付け）装置で受取って上昇させトンネルの上部境界
部に組付ける技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、一般的なシールド掘進機は、筒
状の胴部材、カッターヘッド、複数のシールドジャッ
キ、エレクタ装置等を備え、カッターヘッドでトンネル
を掘削しながら複数のシールドジャッキで前進し、掘削
したトンネルの内面にエレクタ装置でセグメントを組付
ける。通常、１リング分掘進する毎に１リング分のセグ
メントを組付け、これを繰返し行うことで、内面をセグ
メントで覆工したトンネルを構築していく（シールド工
法）。

【０００３】従来のシールド掘進機では、胴部材、カッ
ターヘッド、エレクタ装置等の構造を変更することによ
り、断面が円形や楕円や矩形等の種々のトンネルを掘進
し、その内面に断面形状に応じたセグメントを組付け可
能であるが、最近では、例えば、円形断面の複数のトン
ネルを左右に部分的にラップさせて接合したような左右
幅広の異形断面のトンネルを掘進し、そのトンネルの内
面にセグメントを組付ける多連型シールド掘進機が実用
に供されている。

【０００４】この種の多連型シールド掘進機は、基本的
に、異形断面の共通の胴部材と、複数のカーターヘッド
及びエレクタ装置を備え、複数のカッターヘッドで掘削
したトンネルの複数の円弧部の内面に、複数のエレクタ
装置で円弧セグメントを夫々組付けるとともに、トンネ
ルの上部と下部の隣合う円弧部の境界部に、エレクタ装
置で翼状のウイングセグメントを組付ける。

【０００５】ところで、２連型シールド掘進機のエレク
タ装置として、特許第２７１４１３６号公報や実公平６
一３０９５９号公報には、図２３〜図２５に示すよう
に、回転自在に支持されたリング部材101 、リング部材
101 を旋回させる旋回機構、リング部材101 の後部に固
定されたアーム部材102 、アーム部材102 にトンネル軸
心と直交する鉛直面内において旋回中心方向から所定角
度（例えば、４５度）傾けた方向へガイド支持されたガ
イドロッド103 、ガイドロッド103 の先端部に固定され
た押付部材104 、押付部材104 を伸縮駆動する油圧ジャ
ッキ105 を含む伸縮機構106 、押付部材104 にトンネル
軸心回りにピン結合されセグメント115 〜117 を把持可
能なスライダ107 、スライダ107 を回動駆動する油圧ジ
ャッキ108を含む回動機構109 等を夫々備えた左右２組
の片アーム型のエレクタ装置100A,100B が記載されてい
る。

【０００６】この２連型シールド掘進機で掘削したトン
ネル110 に１リング分のセグメント115 〜117 を組付け
る場合、先ず、エレクタ装置100Bによりトンネル110 の
下部境界部113 に下部ウイングセグメント117 を組付け
てから、エレクタ装置100A,100B によりトンネル110 の
左右の円弧部111 の内面に複数の円弧セグメント115を
夫々下側から組付け、最後に、エレクタ装置100Aにより
トンネル110 の上部境界部112 に上部ウイングセグメン
ト116 を組付ける。

【０００７】エレクタ装置100Aにより上部境界部112 に
上部ウイングセグメント116 を組付ける場合、エレクタ
装置100Aの下側で上部ウイングセグメント116 をスライ
ダ107 で把持した後、図２３に示すように、旋回機構に
より上部ウイングセグメント116 を上部境界部112 側へ
旋回させる。次に、伸縮機構106 を伸長駆動して、図２
４に示すように、上部ウイングセグメント116 を上部境
界部112 付近へ移動させた後、旋回機構、伸縮機構106
、揺動機構109 を駆動操作し、上部ウイングセグメン
ト116 を所定の組付け姿勢にしながら、図２５に示すよ
うに、左右の円弧セグメント115 の間に挿入して上部境
界部112 に組付ける。

【０００８】尚、円形断面のトンネルに円弧セグメント
だけを組付けるエレクタ装置は、リング部材に対称に固
定された１対のアーム部材を有し、それらアーム部材の
結合部分に、スライダがリング部材の径方向へ伸縮可能
に連結されているが、前記公報のエレクタ装置と同様
に、スライダをトンネル軸心回りにピン結合して揺動機
構を設けることで、多連型シールド掘進機のエレクタ装
置として適用し、異形断面トンネルの境界部にウイング
セグメントを組付けることは可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】 前記公報のエレクタ
装置により、トンネルの上部境界部に上部ウイングセグ
メントを組付ける場合、旋回機構、伸縮機構、揺動機構
の各々の微妙な駆動操作を行いつつ、上部ウイングセグ
メントを所定の組付け姿勢にしながら左右の円弧セグメ
ント間に挿入しなければならないため、上部ウイングセ
グメントの組付けが非常に難しく多大な時間を要する。
つまり、上部ウイングセグメントを上部境界部に組付け
る作業負荷が非常に大きくなり、作業能率が著しく低く
なる。

【００１０】また、上部ウイングセグメントを上部境界
部に組付ける際、旋回機構、伸縮機構、揺動機構の各々
の微妙な駆動操作が必要になる他、アーム部材に片持ち
状に支持された上部ウイングセグメンに振れが生じ易い
ということもあり、上部ウイングセグメントと円弧セグ
メントとが接触する虞があり、こうなると、上部ウイン
グセグメントがスライダに把持されていることから、接
触したセグメント間に大きな力が作用し易く、セグメン
トが破損する可能性もある。

【００１１】本発明の目的は、トンネルの上部境界部に
上部ウイングセグメントを簡単・確実に組付けることが
でき、上部ウイングセグメントを組付ける作業負荷を格
段に低減し作業能率を著しく高めることができる多連型
シールド掘進機のウイングセグメントの組付け方法及び
その装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 請求項１の多連型シー
ルド掘進機のウイングセグメントの組付け方法は、多連
型シールド掘進機で掘削したトンネルの上部の境界部に
上部ウイングセグメントを組付ける方法において、前記
上部ウイングセグメントをエレクタ装置で把持し、上部
境界部の下側の受渡し位置に所定の組付け姿勢にして供
給する第１工程と、前記受渡し位置に供給した上部ウイ
ングセグメントをエレクタ装置から昇降装置に受渡す第
２工程と、前記昇降装置により上部ウイングセグメント
を上昇させて上部境界部に組付ける第３工程とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１３】この組付け方法では、第１工程において、
上部ウイングセグメントをエレクタ装置で把持し、上部
境界部の下側の受渡し位置に所定の組付け姿勢にして供
給する。次に、第２工程において、受渡し位置に供給し
た上部ウイングセグメントをエレクタ装置から昇降装置
に受渡す。その後、第３工程において、昇降装置により
上部ウイングセグメントを上昇させて上部境界部に組付
ける。ここで、第２工程においては、上部ウイングセグ
メントを昇降装置に載置支持して受渡してもよいし、昇
降装置に把持させて受渡してもよい。

【００１４】つまり、この多連型シールド掘進機のウイ
ングセグメントの組付け方法によれば、エレクタ装置で
所定の組付け姿勢にして受渡し位置に供給した上部ウイ
ングセグメントを、昇降装置で受取って上昇させること
で、トンネルの上部境界部の両側の組付け済みのセグメ
ントの間に簡単・確実に挿入して上部境界部に組付ける
ことができる。その結果、トンネルの上部境界部に上部
ウイングセグメントを組付ける作業負荷を格段に低減
し、作業能率を著しく高めることが可能になる。

【００１５】請求項２の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け方法は、請求項１の発明におい
て、前記第２工程において、受渡し位置の下側に位置す
る昇降装置の昇降台を上昇させることで、上部ウイング
セグメントを昇降台に載置支持して受取ることを特徴と
するものである。

【００１６】受渡し位置の下側に位置する昇降装置の昇
降台を上昇させることで、上部ウイングセグメントを昇
降台に載置支持して受取るので、受渡し位置に供給した
上部ウイングセグメントをエレクタ装置から昇降装置に
簡単・確実に受渡すことができる。更に、第３工程にお
いて、昇降台を上昇させることで、上部ウイングセグメ
ントの端部を上部境界部の両側の組付け済みのセグメン
トの端部で案内し、昇降台上で滑らせ位置決めしつつ、
それらセグメントの間にセグメントを破損させずに確実
に挿入し上部境界部に組付けることができる。

【００１７】請求項３の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け方法は、請求項２の発明におい
て、前記第１工程において、昇降台を受渡し位置の下方
付近の作動開始位置よりもトンネル掘進方向側に退避さ
せた状態で、エレクタ装置で上部ウイングセグメントを
受渡し位置に供給し、その後昇降台を前記作動開始位置
に後方移動させることを特徴とするものである。

【００１８】昇降台を受渡し位置の下方付近の作動開始
位置よりもトンネル掘進方向側に退避させた状態で、エ
レクタ装置で上部ウイングセグメントを受渡し位置に供
給し、その後昇降台を前記作動開始位置に後方移動させ
るので、エレクタ装置でウイングセグメントを受渡し位
置に供給する際、エレクタ装置又は上部ウイングセグメ
ントと昇降台とが相互干渉するのを確実に防止すること
ができる。

【００１９】請求項４の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置は、多連型シールド掘進機で
掘削したトンネルの上部の境界部に上部ウイングセグメ
ントを組付ける装置において、前記上部ウイングセグメ
ントを把持し、上部境界部の下側の受渡し位置に所定の
組付け姿勢にして供給可能なエレクタ装置と、前記受渡
し位置に供給された上部ウイングセグメントを、エレク
タ装置から受取るとともに上昇させて上部境界部に組付
ける昇降組付け装置とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００２０】この組付け装置では、エレクタ装置で所定
の組付け姿勢にして受渡し位置に供給した上部ウイング
セグメントを、昇降組付け装置で受取って上昇させるこ
とで、上部境界部の両側の組付け済みのセグメントの間
に簡単・確実に挿入して上部境界部に組付けることがで
きる。つまり、トンネルの上部境界部に上部ウイングセ
グメントを組付ける作業負荷を格段に低減し作業能率を
著しく高めることが可能になる。尚、上部ウイングセグ
メントを昇降組付け装置に載置支持して受取るようにし
てもよいし、昇降組付け装置で把持して受取るようにし
てもよい。

【００２１】請求項５の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置は、請求項４の発明におい
て、前記昇降組付け装置は、前記所定の組付け姿勢の上
部ウイングセグメントを載置支持可能な昇降台と、この
昇降台を昇降駆動する昇降駆動機構とを有することを特
徴とするものである。

【００２２】昇降組付け装置が昇降台と昇降駆動機構と
を有するので、昇降台を受渡し位置の下側から上昇させ
て、受渡し位置の上部ウイングを昇降台に載置支持しエ
レクタ装置から簡単・確実に受取ることができる。更
に、その後昇降台を上昇させ、上部ウイングセグメント
を上部境界部の両側の組付け済みのセグメントの端部で
案内し、昇降台上で滑らせ位置決めしつつ、それらセグ
メントの間にセグメントを破損させずに確実に挿入し上
部境界部に組付けることができる。

【００２３】請求項６の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置は、請求項５の発明におい
て、前記昇降組付け装置は、昇降台を受渡し位置の下方
付近の作動開始位置とこの作動開始位置よりもトンネル
掘進方向側に退避させた退避位置とにわたって前後に案
内する案内機構と、昇降台を前後に移動駆動する前後駆
動機構とを有することを特徴とするものである。

【００２４】案内機構と前後駆動機構により、昇降台を
前記退避位置に退避させた状態で、エレクタ装置で上部
ウイングセグメントを受渡し位置に供給し、その後昇降
台を前記作動開始位置に後方移動させることができる。
つまり、エレクタ装置でウイングセグメントを受渡し位
置に供給する際、エレクタ装置又は上部ウイングセグメ
ントと昇降台とが相互干渉するのを確実に防止できる。

【００２５】請求項７の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置は、請求項４〜６の何れか１
項の発明において、前記昇降台にウイングセグメントの
転倒を防止する転倒防止機構を設けたことを特徴とする
ものである。それ故、昇降台に載置支持された上部ウイ
ングセグメントの転倒を確実に防止し安全性を高めるこ
とができる。

【００２６】請求項８の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置は、請求項４〜６の何れか１
項の発明において、前記昇降台にウイングセグメントの
左右方向位置を位置決め可能な左右位置決め機構を設け
たことを特徴とするものである。それ故、上部ウイング
セグメントを上部境界部の両側のセグメントの間に一層
確実に挿入して上部境界部に組付けることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、円形断
面の２つのトンネルを左右に部分的にラップさせて接合
したような左右幅広の異形断面のトンネルを掘進し、そ
のトンネルの内面にセグメントを組付ける２連型シール
ド掘進機に本発明を適用した場合の一例である。尚、掘
進方向に向かって前後左右を前後左右として説明する。

【００２８】先ず、２連型シールド掘進機１について説
明する。図１〜図３に示すように、２連型シールド掘進
機１は、異形断面の筒状の胴部材２と、胴部材２の前側
に設けられた左右１対のカッターヘッド３と、これらカ
ッターヘッド３を夫々回転自在に支持する左右１対の回
転支持機構４と、１対のカッターヘッド３を夫々回転駆
動する左右１対の回転駆動機構５と、掘進の為の複数の
シールドジャッキ６及び複数の中折れジャッキ７と、チ
ャンバー２４内の掘削土を外部へ排出する為の左右１対
のスクリューコンベア８等を備えている。

【００２９】また、この２連型シールド掘進機１は、掘
削したトンネルＴの左右の円弧部Ｔａに円弧セグメント
Ｓａを夫々組付け可能な左右２つのエレクタ装置１０
ａ，１０ｂと、左側のエレクタ装置１０ａと昇降組付け
装置１５とからなりトンネルＴの上部境界部Ｔｂに上部
ウイングセグメントＳｂを組付ける本願特有のウイング
セグメント組付け装置１１と、左右１対の後部作業台１
２と、組付けた円弧セグメントＳａを真円状に保持する
左右１対の真円保持装置１３を備えている。尚、右側の
エレクタ装置１０ｂは、トンネルＴの下部境界部Ｔｃに
下部ウイングセグメントＳｃを組付け可能に構成されて
いる。

【００３０】胴部材２は、前胴２０と、後胴２１と、前
胴２０と後胴２１とを中折れ可能に連結する中折れ部２
２とを有する。前胴２０の内部前端部分に隔壁２３が固
着され、この隔壁２３の前側において前胴２０に囲まれ
た部分が、カッターヘッド３で掘削された掘削土を回収
可能なチャンバー２４になっている。後胴２１の後端部
にはテールシール２８が設けられている。尚、隔壁２３
には注入口２６が形成され、その注入口２６に注入管２
５が接続されている。また、隔壁２３の前端部にはチャ
ンバー２４側へ突出する固定攪拌翼２７が固着されてい
る。

【００３１】各カッターヘッド３は、図１、図２に示す
ように、中央支持部３０、中央支持部３０の前側に固着
されたカッタープレート３１、中央支持部３０から径方
向外側へ延びる４本のスポーク３２，３３、隣合う２本
のスポーク３２，３３の径方向中央部を連結する連結フ
レーム３５、連結フレーム３５の周方向中央部から径方
向外側へ延びる短尺のスポーク３４、３本のスポーク３
２〜３４の外周部を連結する円弧フレーム３６、カッタ
ープレート３１とスポーク３２〜３４の前面部に取付け
られた多数のカッタービット３７ａ〜３７ｃ、スポーク
３２の外周部分に設けられたコピーカッター３８、スポ
ーク３２，３３の背面部に固着された攪拌翼３９等で構
成されている。

【００３２】図２に示すように、１対のカッターヘッド
３の中間部分のラップ領域において、一方のカッターヘ
ッド３の間隔の広い２本のスポーク３２，３３の間に、
他方のカッターヘッド３の１組の３本のスポーク３２〜
３４が入込むように、１対のカッターヘッド３は左右１
対の回転駆動機構５により同期回動されて、左右に幅広
の異形断面のトンネルＴが掘削される。尚、スポーク３
３には、前方の地山へ加泥剤を注入する為の注入口３３
ａが設けられている。

【００３３】各回転支持機構４は、図１に示すように、
カッターヘッド３の中央支持部３０から後方へ延びる軸
部材４０と、この軸部材４０を回転自在に内嵌支持する
前後２つの回転支持体４１，４２等を有する。回転支持
体４１は隔壁２３に内嵌固定され、回転支持体４２は隔
壁２３の後部に固着の箱型フレーム４３に内嵌固定され
ている。軸部材４０の後端部にはスイベルジョイント４
４が設けられ、このスイベルジョイント４４を介して、
軸部材４０とカッターヘッド３内の通路を通って、コピ
ーカッター３８の油圧シリンダに油圧が供給され、注入
口３３ａに加泥剤が供給される。

【００３４】各回転駆動機構５は、１又は複数の電動機
４５を有し、この電動機４５により、軸部材４０ととも
にカッターヘッド３を回転駆動するように構成してあ
る。電動機４５の駆動力を軸部材４０に伝達する為に、
隔壁２３と箱型フレーム４３の間において、軸部材４０
のうち回転支持体４１，４２の間にギヤ部材４７が固着
されている。そして、電動機４５は前向きにして箱型フ
レーム４３に挿通状に固定され、その出力部にギヤ部材
４７と噛合する駆動ギヤ４６が固着されている。

【００３５】複数のシールドジャッキ６は、図１、図３
に示すように、胴部材２の内面に沿って後方向きにして
配設され、後胴２１の前端部内面に固着され中折れ部２
２を含む環状フレーム５０に挿通状に固着されている。
各シールドジャッキ６の出力部６ａの後端にスプレッダ
ー６ｂが固着され、複数のシールドジャッキ６が駆動さ
れると、組付け済みのセグメントＳａ〜Ｓｃが押され、
その反力により推力が得られる。尚、図３にスプレッダ
ー６ｂが斜線のシールドジャッキ６はローリング修正用
のシールドジャッキとして使用される。

【００３６】複数の中折れジャッキ７は、前胴２０の後
部内に左右両側に対称に配設され、各中折れジャッキ７
の両端部が、環状フレーム５０と前胴２０に固着の取付
け部材５１とに夫々回動可能に連結されている。右側の
中折れジャッキ７を収縮或いは左側の中折れジャッキ７
を伸長することで右側へ首振りして右曲がりのトンネル
Ｔを掘削でき、また、左側の中折れジャッキ７を収縮或
いは右側の中折れジャッキ７を伸長することで左側へ首
振りして左曲がりのトンネルＴを掘削できる。

【００３７】各スクリューコンベア８の先端部は、回転
支持機構４の回転支持体４１の下側において隔壁２３に
接続されてチャンバー２４に臨み、そこから環状フレー
ム５０に固着された柱部材５３のサイドを通り、エレク
タ装置１０ａ（１０ｂ）のリング部材６０を挿通して上
斜め後方へ延び、その後端部が後部作業台１２に配置さ
れている。

【００３８】エレクタ装置１０ａ，１０ｂについて説明
する。但し、左右２つのエレクタ装置１０ａ，１０ｂは
同じ構造であるため、左側のエレクタ装置１０ａについ
て説明し、右側のエレクタ装置１０ｂにつては、左側の
エレクタ装置１０ａと同一符号を付して説明を省略す
る。

【００３９】図３〜図６に示すように、エレクタ装置１
０ａは、リング部材６０、リング部材６０を旋回させる
旋回機構６１、リング部材６０に固定されたアーム部材
６２、アーム部材６２にトンネル軸心と直交する鉛直面
内において旋回中心方向から所定角度（例えば、４５
度）傾けた方向へ１対のガイド部材６３ａを介して夫々
ガイド支持された前後１対ガイドロッド６３、ガイドロ
ッド６３の先端部に固定された押付部材６４、押付部材
６４を伸縮駆動する伸縮機構６５、押付部材６４にトン
ネル軸心方向（前後方向）回りにピン結合されセグメン
トＳａ，Ｓｂを把持可能なスライダ６７、スライダ６７
を回動駆動する回動機構６８等で構成されている。

【００４０】旋回機構６１においては、環状フレーム５
０に複数のローラ７０がブラケット７０ａを介して回転
自在に取付けられ、これらローラ７０にリング部材６０
のドラム６０ａが回転自在に支持されるとともに、油圧
モータを有する回転駆動機構（図示略）により回転駆動
される。伸縮機構６５は油圧ジャッキ６６を有し、その
油圧ジャッキ６６の本体部がアーム部材６２に固定さ
れ、油圧ジャッキ６６の出力部の先端部が押付部材６４
に連結されている。回動機構６８は油圧ジャッキ６９を
有し、その油圧ジャッキ６９の両端部が、押付部材６４
とスライダ６７の連結部６４ａ，６７ａに夫々回動可能
に連結されている。

【００４１】スライダ６７は、押付部材６４にピン結合
されたスライダ本体７２と、スライダ本体７２にガイド
ロッド７２ａを介して前後方向へ移動可能に支持された
ピン結合部材７３、及びガイドロッド７２ａを挟んで相
対向状に延びる１対の押圧部材７４、ピン結合部材７３
と１対の押圧部材７４を前後方向へ一体的に移動駆動す
る摺動ジャッキ７５、ピン結合部材７３を伸縮駆動する
引込みジャッキ７６等を有する。セグメントＳａ，Ｓｂ
のブラケットをピン結合部材７３にピン結合するととも
に、引込みジャッキ７６を引込み駆動することで、１対
の押圧部材７４でセグメントＳａ，Ｓｂの内面を押圧
し、セグメントＳａ，Ｓｂを把持する。

【００４２】ここで、左側のエレクタ装置１０ａは、ト
ンネルＴの左部の円弧部Ｔａに円弧セグメントＳａを把
持して組付けるとともに、次に説明する昇降組付け装置
１５と協働して（ウイングセグメント組付け装置１１に
より）、上部境界部Ｔｂに上部ウイングセグメントＳｂ
を組付ける。一方、右側のエレクタ装置１０ｂは、トン
ネルＴの右部の円弧部Ｔａに円弧セグメントＳａを組付
けるとともに、下部境界部Ｔｃに下部ウイングセグメン
トＳｃを独自に組付け可能である。

【００４３】ウイングセグメント組付け装置１１につい
て説明する。図３、図７、図８に示すように、ウイング
セグメント組付け装置１１は、上部ウイングセグメント
Ｓｂを把持し、トンネルＴの上部境界部Ｔｂの下側の受
渡し位置に所定の組付け姿勢にして供給可能な前記左側
のエレクタ装置１０ａと、前記受渡し位置に供給された
上部ウイングセグメントＳｂを、エレクタ装置１０ａか
ら受取るとともに上昇させて上部境界部Ｔｂに組付ける
昇降組付け装置１５を有する。

【００４４】昇降組付け装置１５は、前記所定の組付け
姿勢の上部ウイングセグメントＳｂを載置支持可能な昇
降台８０と、この昇降台８０を昇降駆動する昇降駆動機
構８１と、昇降台８０を受渡し位置の下方付近の作動開
始位置（図８に鎖線で示す）とこの作動開始位置よりも
トンネル掘進方向側（前側）に退避させた退避位置（図
８に実線で示す）とにわたって前後に案内する案内機構
８２と、昇降台８０を前後に移動駆動する前後駆動機構
８３とを備えている。

【００４５】環状フレーム５０に下端部に垂設された柱
部材８５が、左右２つのエレクタ装置１０ａ，１０ｂの
リング部材６０の略間に設けられ、その頂部にガイド支
持部材８６が固着されるとともに、ガイド支持部材８６
は水平部材８８を介して左右の柱部材５３に連結されて
いる。昇降台８０は水平部材８８の後部上側に昇降駆動
機構８１を介して設けられている。昇降駆動機構８１
は、水平部材８８の後部に縦向き挿通状に取付けられた
前後１対の油圧シリンダ９０を有し、これら油圧シリン
ダ９０のピストンロッドの上端部に昇降台８０が取付け
られ、１対の油圧シリンダ９０を同期駆動することで、
昇降台８０が昇降駆動される。また、前後の油圧シリン
ダ９０のストロークに差をつけることでピッチングにも
対応可能である。

【００４６】ガイド支持部材８６の上下方向中央部分に
は案内孔８６ａが前後方向向きに形成され、案内機構８
２は、水平部材８８を案内孔８６ａに挿入して前後摺動
自在に案内することで、昇降台８０を前後に案内するよ
うに構成してある。前後駆動機構８３はガイド支持部材
８６に取付けられた前後方向向きの油圧シリンダ９１を
有し、そのピストンロッドが水平部材８８に連結されて
いる。尚、ガイド支持部材８６には、案内孔８６ａに連
通するとともに外部へ開放する上下２つの溝８６ｂが前
後方向向きに形成され、水平部材８８に取付けられた油
圧シリンダ８８は、これら溝８６ｂ内を前後移動可能で
ガイド支持部材８６とは干渉しない。案内機構部を上下
ピン接合にすると共に、水平方向（左右方向）に油圧シ
リンダを設けることにより、ヨーイング対応も可能であ
る。

【００４７】また、図１５、図１７に示すように、昇降
台８０には、上部ウイングセグメントＳｂの転倒を防止
するとともに、上部ウイングセグメントＳｂの左右方向
位置を位置決め可能な転倒防止位置決め機構９２（転倒
防止機構及び左右位置決め機構に相当する）が設けられ
ている。転倒防止位置決め機構９２は、例えば、昇降台
８０の左右両端部に左右方向向きの軸心回りに枢支さ
れ、油圧アクチユエータ（図示略）により回動駆動可能
な起倒型の１対の支持片９３と、１対の支持片９３の先
端部分に夫々取付けられた１対の小型の油圧シリンダ９
４を有する。

【００４８】この転倒防止位置決め機構９２では、一方
の支持片９３を起立させてその油圧シリンダ９４のピス
トンロッド９４ａを伸長駆動することで、その先端部の
押動部９４ａで上部ウイングセグメントＳｂを押して左
右方向位置を位置決めでき、また、両支持片９３を起立
させて両油圧シリンダ９４の押動部９４ａで上部ウイン
グセグメントＳｂを押さえて転倒を防止できる。

【００４９】尚、各後部作業台１２は柱部材５３に固定
されて後方へ延び、この後部作業台１２に真円保持装置
１３が設けられている。この真円保持装置１３は、エレ
クタ装置１０ａ，１０ｂ及びウイングセグメント組付け
装置１１により組付けられた最新の１リング分のセグメ
ントＳａ〜Ｓｃのうち、上半部の円弧セグメントＳａを
真円状に保持する上半押上式真円保持装置である。尚、
真円保持装置１３は既存のものであるので詳細な説明を
省略する。

【００５０】次に、セグメントＳａ〜Ｓｄの組付け方法
について、図９〜図２１を参照しながら説明する。尚、
この組付け方法に、本願特有の上部ウイングセグメント
の組付け方法を含んでいる。

【００５１】左右１対のカッターヘッド３でトンネルＴ
を掘削しながら複数のシールドジャッキ６で前進し、１
リング分のトンネルＴを掘削した時点で掘進を中断し、
先ず、右側のエレクタ装置１０ｂにより、トンネルＴの
下部境界部Ｔｃに下部ウイングセグメントＳｃを組付け
てから、左右２つのエレクタ装置１０ａ，１０ｂによ
り、トンネルＴの左右の円弧部Ｔａの内面に複数の円弧
セグメントＳａを夫々下側から組付け、最後に、ウイン
グセグメント組付け装置１１により、トンネルＴの上部
境界部Ｔｂに上部ウイングセグメントＳｂの組付けを行
う。

【００５２】ウイングセグメント組付け装置１１により
上部境界部Ｔｂに上部ウイングセグメントＳｂを組付け
る場合、先ず、エレクタ装置１０ａを作動させ、図９に
示すように、エレクタ装置１０ａの下側に外部から搬送
されてきた上部ウイングセグメントＳｂをスライダ６７
で把持した後、図１０に示すように、旋回機構６１によ
り、上部ウイングセグメントＳｂを上部境界部Ｔｂ側へ
旋回させ、図１１に示す所定の位置で停止させる。

【００５３】ここで、上部ウイングセグメントＳｂを旋
回させる際、上部ウイングセグメントＳｂと昇降組付け
装置１５の昇降台８０及び水平部材８８とが干渉しない
ように、昇降台８０を前記退避位置に退避させた状態で
行う。次に、図１２に示すように、回動機構６８によ
り、スライダ６７とともに上部ウイングセグメントＳｂ
を回動させて所定の組付け姿勢にして、伸縮機構６５を
伸長駆動し、上部ウイングセグメントＳｂを上部境界部
Ｔｂの下側の図１３に示す受渡し位置に所定の組付け姿
勢にして供給する（第１工程）。

【００５４】次に、昇降組付け装置１５を作動させ、図
１４に示すように、前後駆動機構８３より、水平部材８
８とともに昇降台８０を退避位置から作動開始位置へ後
方移動させてから、昇降駆動機構８１により、作動開始
位置の昇降台８０を上昇させることで、図１４、図１５
に鎖線で示すように、上部ウイングセグメントＳｂを昇
降台８０に載置支持して受取る（第２工程）。その後、
エレクタ装置１０ａのスライダ６７と上部ウイングセグ
メントＳｂとの連結を解除してから、エレクタ装置１０
ａを例えば初期位置（図９に示す位置）に移動させる。

【００５５】次に、図１７に示すように、転倒防止位置
決め機構９２により、１対の支持片９３を起立させ、左
右１対の油圧シリンダ９４の少なくとも一方を駆動し
て、上部ウイングセグメントＳｂの左右方向位置を位置
決めするとともに、その後、両油圧シリンダ９４の押動
部９４ａで上部ウイングセグメントＳｂを押さえて転倒
を防止する。この状態で、図１６、図１７に示すよう
に、昇降駆動機構８１により、昇降台８０とともに上部
ウイングセグメントＳｂを上昇させて、上部境界部Ｔｂ
に組付ける（第３工程）。この際、油圧シリンダ９４を
開放しておくことで、上部ウイングセグメントＳｂの左
右方向位置が正確に位置決めされていない状態でも、上
部ウイングセグメントＳｂが上部境界部Ｔｂの両側の組
付け済みの円弧セグメントＳａの端面で案部され、昇降
台８０上を滑りながら左右方向位置が位置決めされる。

【００５６】尚、その後、引き続き左側のエレクタ装置
１０ａを作動させ、図１８に示すように、外部から搬送
されてきた横向きの柱セグメントＳｄをスライダ６７で
把持した後、図１９に示すように、旋回機構６１により
柱セグメントＳｄを旋回させ、図２０に示すように、柱
セグメントＳｄを縦向きにしてから、図２１に示すよう
に、伸縮機構６８を伸長駆動して、柱セグメントＳｄを
上部ウイングセグメントＳｂと下部ウイングセグメント
Ｓｃとの間に組付ける。尚、柱セグメントＳｄを組付け
る際、ウイングセグメントＳｂ，Ｓｃの間の間隔を拡張
する拡張機構９５も設けられている（図１参照）。

【００５７】このように、このウイングセグメント組付
け装置１１によれば、エレクタ装置１０ａで所定の組付
け姿勢にして受渡し位置に供給した上部ウイングセグメ
ントＳｂを、昇降組付け装置１５で受取って上昇させる
ことで、上部境界部Ｔｂの両側の組付け済みの円弧セグ
メントＳａの間に簡単・確実に挿入して上部境界部Ｔｂ
に組付けることができる。つまり、上部ウイングセグメ
ントＳｂを組付ける作業負荷を格段に低減し、作業能率
を著しく高めることが可能になる。

【００５８】受渡し位置の下側に位置する昇降組付け装
置１５の昇降台８０を上昇させることで、上部ウイング
セグメントＳｂを昇降台８０に載置支持して受取るの
で、受渡し位置に供給した上部ウイングセグメントＳｂ
をエレクタ装置１０ａから昇降組付け装置１５に簡単・
確実に受渡すことができ、しかも、昇降台８０を上昇さ
せることで、上部ウイングセグメントＳｂを上部境界部
Ｔｂの両側の組付け済みの円弧セグメントＳａの端部で
案内し、昇降台８０上で滑らせ位置決めしつつ、それら
円弧セグメントＳａの間に確実にセグメントＳａ，Ｓｂ
を破損させずに挿入し上部境界部Ｔｂに組付けることが
できる。

【００５９】昇降台８０を受渡し位置の下方付近の作動
開始位置よりもトンネル掘進方向側に退避させた状態
で、エレクタ装置１０ａで上部ウイングセグメントＳｂ
を受渡し位置に供給し、その後昇降台８０を前記作動開
始位置に後方移動させるので、エレクタ装置１０ａで上
部ウイングセグメントＳｂを受渡し位置に供給する際、
エレクタ装置１０ａ又は上部ウイングセグメントＳｂと
昇降台８０とが相互干渉するのを確実に防止することが
できる。

【００６０】昇降台８０に転倒防止位置決め機構９２を
設けることにより、昇降台８０に載置支持された上部ウ
イングセグメントＳｂの転倒を確実に防止し安全性を高
めることができるとともに、昇降台８０上の上部ウイン
グセグメントＳｂの左右方向位置を位置決めできるた
め、上部ウイングセグメントＳｂを上部境界部Ｔｂの両
側の円弧セグメントＳａの間に一層確実に挿入して上部
境界部Ｔｂに組付けることができる。

【００６１】次に、前記実施形態のウイングセグメント
組付け装置１１を部分的に変更した変更形態について説
明する。但し、前記実施形態と基本的に同じもには同一
符号を付して説明する。 １〕図２２に示すように、この昇降組付け装置１５Ａに
おいては、ガイド支持部材８６Ａを鉛直フレーム９６に
昇降自在にガイドするとともに、このガイド支持部材８
６Ａが、昇降駆動機構８１Ａの鉛直向きの大型の油圧シ
リンダ９７のピストンロッド９７ａの先端部に固着さ
れ、この油圧シリンダ９７を駆動することで、ガイド支
持部材８６Ａとともに昇降台８０Ａを昇降駆動してもよ
い。

【００６２】尚、この昇降組付け装置１５Ａには、昇降
台８０Ａを受渡し位置の下方付近の作動開始位置とこの
作動開始位置よりもトンネル掘進方向側に退避させた退
避位置とにわたって前後に案内する案内機構８２Ａ、昇
降台８０Ａを前後に移動駆動する前後駆動機構８３Ａも
勿論設けられている。但し、前記実施形態の油圧シリン
ダ９０は省略される。

【００６３】２〕前記転倒防止位置決め機構９２におい
ては、油圧シリンダ９４の代わりに、１対のネジ部材を
１対の支持片９３に夫々螺合させたネジ機構を設け、そ
のネジ機構によりネジ部材を伸縮させることで、上部ウ
イングセグメントＳｂの転倒を防止するとともに、上部
ウイングセグメントＳｂの左右方向位置を位置決め可能
に構成してもよい。また、転倒防止位置決め機構を省略
可能である。

【００６４】３〕昇降台８０の上面に低摩擦滑材（例え
ば、テフロン、超高分子樹脂等）を塗布してもよい。こ
れにより、昇降台８０を上昇させ、上部ウイングセグメ
ントＳｂが上部境界部Ｔｂの両側の組付け済みの円弧セ
グメントＳａの端部で案内され、昇降台８０上で滑り易
くなり左右方向位置の位置決めが容易になる。

【００６５】４〕エレクタ装置１０ａ，１０ｂ以外に種
々のエレクタ装置を適用可能である。 ５〕楕円断面の２つのトンネルを左右に部分的にラップ
させて接合したような左右幅広の異形断面のトンネルを
掘進し、そのトンネルの内面にセグメントを組付ける２
連型シールド掘進機に本発明を適用してもよい。但し、
エレクタ装置１０ａ，１０ｂのスライダの伸縮量を大き
くしたり、或いは、別のエレクタ装置の適用が必要とな
る。

【００６６】６〕２連型シールド掘進機に限らず、３連
以上の多連型シールド掘進機に本発明を適用可能であ
る。但し、ｎ連型のものであれば、ｎ組のエレクタ装置
と、隣合うエレクタ装置の間に昇降組付け装置（ｎ−
１）組が必要になる。 ７〕尚、前記実施形態に係るウイングセグメント組付け
装置は一例を示すものに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を付加した形態のウイング
セグメント組付け装置にすることもある。

【００６７】

【発明の効果】 請求項１の多連型シールド掘進機のウ
イングセグメントの組付け方法によれば、第１工程にお
いて、上部ウイングセグメントをエレクタ装置で把持
し、上部境界部の下側の受渡し位置に所定の組付け姿勢
にして供給し、第２工程において、受渡し位置に供給し
た上部ウイングセグメントをエレクタ装置から昇降装置
に受渡し、第３工程において、昇降装置により上部ウイ
ングセグメントを上昇させて上部境界部に組付ける。こ
のように、エレクタ装置で所定の組付け姿勢にして受渡
し位置に供給した上部ウイングセグメントを、昇降装置
で受取って上昇させることで、上部境界部の両側の組付
け済みのセグメントの間に簡単・確実に挿入して上部境
界部に組付けることができる。つまり、トンネルの上部
境界部に上部ウイングセグメントを組付ける作業負荷を
格段に低減し、作業能率を著しく高めることが可能にな
る。

【００６８】請求項２の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け方法によれば、前記第２工程にお
いて、受渡し位置の下側に位置する昇降装置の昇降台を
上昇させることで、上部ウイングセグメントを昇降台に
載置支持して受取るので、受渡し位置に供給した上部ウ
イングセグメントをエレクタ装置から昇降装置に簡単・
確実に受渡すことができ、更に、第３工程において、昇
降台を上昇させることで、上部ウイングセグメントを上
部境界部の両側の組付け済みのセグメントの端部で案内
し、昇降台上で滑らせ位置決めしつつ、それらセグメン
トの間にセグメントを破損させずに確実に挿入し上部境
界部に組付けることができる。その他請求項１と同様の
効果を奏する。

【００６９】請求項３の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け方法によれば、第１工程におい
て、昇降台を受渡し位置の下方付近の作動開始位置より
もトンネル掘進方向側に退避させた状態で、エレクタ装
置で上部ウイングセグメントを受渡し位置に供給し、そ
の後昇降台を前記作動開始位置に後方移動させるので、
エレクタ装置でウイングセグメントを受渡し位置に供給
する際、エレクタ装置又は上部ウイングセグメントと昇
降台とが相互干渉するのを確実に防止することができ
る。その他請求項２と同様の効果を奏する。

【００７０】請求項４の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置によれば、エレクタ装置によ
り、上部ウイングセグメントを把持し、上部境界部の下
側の受渡し位置に所定の組付け姿勢にして供給し、昇降
組付け装置により、受渡し位置に供給された上部ウイン
グセグメントを、エレクタ装置から受取るとともに上昇
させ、上部境界部の両側の組付け済みのセグメントの間
に簡単・確実に挿入して上部境界部に組付けることがで
きる。つまり、トンネルの上部境界部に上部ウイングセ
グメントを組付ける作業負荷を格段に低減し、作業能率
を著しく高めることが可能になる。

【００７１】請求項５の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置によれば、昇降組付け装置
は、前記所定の組付け姿勢の上部ウイングセグメントを
載置支持可能な昇降台と、この昇降台を昇降駆動する昇
降駆動機構とを有するので、昇降台を受渡し位置の下側
から上昇させて、受渡し位置の上部ウイングを昇降台に
載置支持しエレクタ装置から簡単・確実に受取ることが
でき、更に、その後昇降台を上昇させ、上部ウイングセ
グメントを上部境界部の両側の組付け済みのセグメント
の端部で案内し、昇降台上で滑らせ位置決めしつつ、そ
れらセグメントの間にセグメントを破損させずに確実に
挿入し上部境界部に組付けることができる。その他セグ
メント４と同様の効果を奏する。

【００７２】請求項６の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置によれば、前記昇降組付け装
置は、昇降台を受渡し位置の下方付近の作動開始位置と
この作動開始位置よりもトンネル掘進方向側に退避させ
た退避位置とにわたって前後に案内する案内機構と、昇
降台を前後に移動駆動する前後駆動機構とを有するの
で、昇降台を前記退避位置に退避させた状態で、エレク
タ装置で上部ウイングセグメントを受渡し位置に供給
し、その後昇降台を前記作動開始位置に後方移動させる
ことができる。つまり、エレクタ装置でウイングセグメ
ントを受渡し位置に供給する際、エレクタ装置又は上部
ウイングセグメントと昇降台とが相互干渉するのを確実
に防止できる。その他請求項５と同様の効果を奏する。

【００７３】請求項７の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置によれば、昇降台に転倒防止
機構を設けたので、昇降台に載置支持された上部ウイン
グセグメントの転倒を確実に防止し安全性を高めること
ができる。その他請求項４〜６の何れか１項と同様の効
果を奏する。

【００７４】請求項８の多連型シールド掘進機のウイン
グセグメントの組付け装置によれば、昇降台にウイング
セグメントの左右方向位置を位置決め可能な左右位置決
め機構を設けたので、上部ウイングセグメントを上部境
界部の両側のセグメントの間に一層確実に挿入して上部
境界部に組付けることができる。その他請求項４〜６の
何れか１項と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る２連型シールド掘進機
の縦断面図である。

【図２】２連型シールド掘進機の正面図である。

【図３】２連型シールド掘進機の背面図である。

【図４】２連型シールド掘進機のエレクタ装置を含む要
部背面図である。

【図５】２連型シールド掘進機のエレクタ装置を含む要
部縦断面図である。

【図６】図４のVI−VI線断面図である。

【図７】組付け装置の昇降装置の要部背面図である。

【図８】組付け装置の昇降装置の要部縦断面図である。

【図９】組付け装置（ウイングセグメント把持）の断面
図である。

【図１０】組付け装置（ウイングセグメント旋回）の断
面図である。

【図１１】組付け装置（ウイングセグメント旋回）の断
面図である。

【図１２】組付け装置（ウイングセグメント旋回停止）
の断面図である。

【図１３】組付け装置（ウイングセグメント受渡し）の
要部背面図である。

【図１４】組付け装置（ウイングセグメント受渡し）の
要部縦断面図である。

【図１５】組付け装置（ウイングセグメント組付け）の
要部背面図である。

【図１６】組付け装置（ウイングセグメント組付け）の
要部縦断面図である。

【図１７】図１５の要部拡大図である。

【図１８】組付け装置（柱セグメント把持）の背面図で
ある。

【図１９】組付け装置（柱セグメント旋回）の背面図で
ある。

【図２０】組付け装置（柱セグメント旋回停止）の背面
図である。

【図２１】組付け装置（柱セグメント組付け）の背面図
である。

【図２２】別実施形態に係る昇降組付け装置の縦断面図
である。

【図２３】従来技術に係る２連型シールド掘進機（ウイ
ングセグメント把持旋回）の背面図である。

【図２４】図２３の２連型シールド掘進機（ウイングセ
グメント旋回停止）の背面図である。

【図２５】図２３の２連型シールド掘進機（ウイングセ
グメント組付け）の背面図である。

【符号の説明】

Ｓａ 円弧セグメント Ｓｂ 上部ウイングセグメント Ｓｃ 下部ウイングセグメント Ｔ トンネル Ｔａ 円弧部 Ｔｂ 上部境界部 Ｔｃ 下部境界部 １ ２連型シールド掘進機 １０ａ，１０ｂ エレクタ装置 １１ ウイングセグメント組付け装置 １５，１５Ａ 昇降組付け装置 ８０，８０Ａ 昇降台 ８１，８１Ａ 昇降駆動機構 ８２，８２Ａ 案内機構 ８３，８３Ａ 前後駆動機構 ９２ 転倒防止位置決め機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−180098（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−2499（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−116599（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多連型シールド掘進機で掘削したトンネ
   ルの上部の境界部に上部ウイングセグメントを組付ける
   方法において、 前記上部ウイングセグメントをエレクタ装置で把持し、
   上部境界部の下側の受渡し位置に所定の組付け姿勢にし
   て供給する第１工程と、 前記受渡し位置に供給した上部ウイングセグメントをエ
   レクタ装置から昇降装置に受渡す第２工程と、 前記昇降装置により上部ウイングセグメントを上昇させ
   て上部境界部に組付ける第３工程と、 を備えたことを特徴とする多連型シールド掘進機のウイ
   ングセグメントの組付け方法。
2. 【請求項２】 前記第２工程において、受渡し位置の下
   側に位置する昇降装置の昇降台を上昇させることで、上
   部ウイングセグメントを昇降台に載置支持して受取るこ
   とを特徴とする請求項１に記載の多連型シールド掘進機
   のウイングセグメントの組付け方法。
3. 【請求項３】 前記第１工程において、昇降台を受渡し
   位置の下方付近の作動開始位置よりもトンネル掘進方向
   側に退避させた状態で、エレクタ装置で上部ウイングセ
   グメントを受渡し位置に供給し、その後昇降台を前記作
   動開始位置に後方移動させることを特徴とする請求項２
   に記載の多連型シールド掘進機のウイングセグメントの
   組付け方法。
4. 【請求項４】 多連型シールド掘進機で掘削したトンネ
   ルの上部の境界部に上部ウイングセグメントを組付ける
   装置において、 前記上部ウイングセグメントを把持し、上部境界部の下
   側の受渡し位置に所定の組付け姿勢にして供給可能なエ
   レクタ装置と、 前記受渡し位置に供給された上部ウイングセグメント
   を、エレクタ装置から受取るとともに上昇させて上部境
   界部に組付ける昇降組付け装置と、 を備えたことを特徴とする多連型シールド掘進機のウイ
   ングセグメントの組付け装置。
5. 【請求項５】 前記昇降組付け装置は、前記所定の組付
   け姿勢の上部ウイングセグメントを載置支持可能な昇降
   台と、この昇降台を昇降駆動する昇降駆動機構とを有す
   ることを特徴とする請求項４に記載の多連型シールド掘
   進機のウイングセグメントの組付け装置。
6. 【請求項６】 前記昇降組付け装置は、昇降台を受渡し
   位置の下方付近の作動開始位置とこの作動開始位置より
   もトンネル掘進方向側に退避させた退避位置とにわたっ
   て前後に案内する案内機構と、昇降台を前後に移動駆動
   する前後駆動機構とを有することを特徴とする請求項５
   に記載の多連型シールド掘進機のウイングセグメントの
   組付け装置。
7. 【請求項７】 前記昇降台にウイングセグメントの転倒
   を防止する転倒防止機構を設けたことを特徴とする請求
   項４〜６の何れか１項に記載の多連型シールド掘進機の
   ウイングセグメントの組付け装置。
8. 【請求項８】 前記昇降台にウイングセグメントの左右
   方向位置を位置決め可能な左右位置決め機構を設けたこ
   とを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の多連
   型シールド掘進機のウイングセグメントの組付け装置。