JP3305376B2

JP3305376B2 - シールド掘進機の後続台車および後続設備

Info

Publication number: JP3305376B2
Application number: JP29772692A
Authority: JP
Inventors: 嘉司松本; 徹士園田; 文男車
Original assignee: Maeda Corp; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Maeda Corp; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH06117199A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルを掘削するシ
ールド掘進機の後方に配置されてそれへの電力等の供給
源となる後続台車と、それを含む後続設備とに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機によってトンネルを掘削
する場合、後続台車と呼ばれる車を同掘進機に後続させ
る。後続台車は、通常、同掘進機によって牽引されるよ
うに設けられ、同掘進機への電力の供給装置（トランス
や配電盤など）や油圧の供給装置（タンクやポンプな
ど）・排土装置、さらには掘削に必要な水や空気・溶剤
・薬剤等の供給装置などが搭載されている。

【０００３】シールド掘進機が掘削したトンネルの内側
には、コンクリート等からなるセグメントの壁を構築す
るので、同掘進機の後方（後続台車よりもさらに後方
で、トンネルの入口など）からは未施工のセグメントを
運び込む必要もある。この搬入は、上記の後続台車より
も小型の運搬台車を走行させたり、コンベヤ類を利用し
たりして行われる。

【０００４】図４(ａ)・(ｂ)は以上の点を例示したもの
で、前方（同(ａ)における左方）の符号１はシールド掘
進機であるが、その後ろには数台の後続台車１１０が配
置され、また運搬台車１２０によって未施工のセグメン
トＡａが搬入される。なお図中の符号２は、セグメント
Ａａによる壁（施工ずみセグメントＡｂ）を構築するた
めのエレクター、同５は、掘削した土砂を排出するスク
リューコンベヤ、同６はそれに続くチェーンコンベヤで
ある。

【０００５】図４の例と同じように、シールド掘進機の
後ろで後続台車とセグメントの運搬台車とを使用する例
は、特開平２−２９６９９８号公報にも開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４(ａ)・(ｂ)に例示
したように、シールド掘進機１の後ろに配置される従来
の後続台車１１０は、布設したレール１０１上を走行す
るのが常であり、それについての例外は、上記公報の記
載を含めて存在しなかった。また、未施工セグメントＡ
ａの運搬台車１２０についても、コンベヤ類にてセグメ
ントを搬入する場合を除き、必ずレール１０２上を走行
するものであった。

【０００７】後続台車等がレール上を走行するものであ
る場合、当然ながらそのためのレールを事前に布設する
必要があるが、これには下記のような不利益がともな
う。

【０００８】イ) レールを布設する作業は、狭いトンネ
ル内に各種の機材を搬入し、枕木（図４の符号１０３）
を設置したうえでレールを連結・固定するなど、かなり
の時間と労力とを要する。しかも、完成したトンネルに
地下鉄等の車両を走らせる場合には営業用のレールがあ
らためて布設されるので、後続台車等のためにこうして
布設された工事用のレールは撤去されてしまう。つま
り、後続台車等のレールを布設するには、時間的・労力
的な無駄が少なからずともなう。

【０００９】ロ) 上記のようにレールの布設にはかなり
の時間がかかるため、場合によってはシールド掘進機に
よるトンネルの掘進にレールの布設作業が追いつかず、
掘進速度を制限せざるを得ないことがある。とくに、技
術開発によってシールド掘進機の掘進能力が高くなって
いる今日では、このようなケースが発生しやすく、技術
開発の成果が工期の短縮に結びつかない結果となる。

【００１０】本発明の目的は、工事用レールの布設にと
もなう上述の無駄を排除し、かつ、シールド掘進機によ
る高速度の掘進に容易に対応することのできる後続台車
と、それを含む後続設備とを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるシールド掘
進機の後続台車（請求項１）は、シールド掘進機と一体
に後部にエレクター（トンネルの内側にセグメント壁を
築いていくもの）が設けられ、このエレクターの後に未
施工セグメントの供給装置（エレクターに未施行セグメ
ントを供給するもの）が設けられ、その供給装置の後に
設けられるものであり、かつ前記シールド掘進機の後方
に続いて移動するもので、布設されたレール上ではなく
施工ずみセグメントの内壁面上を転がるように、走行車
輪を備えつけたものである。

【００１２】また、上記の後続台車を含む本発明の後続
設備（請求項２）は、a)未施工のセグメント等を搬入す
る運搬台車に、布設されたレール上ではなく施工ずみセ
グメントの内壁面上を転がる走行車輪を設け、b)上記の
後続台車には、上記運搬台車の進入を可能ならしめると
ともに未施工セグメントのストックエリアを設け、かつ
上記運搬台車から上記ストックエリアへの未施工セグメ
ントの載せ換え手段を配備した−ものである。

【００１３】

【作用】本発明の後続台車（請求項１）は、施工ずみセ
グメントすなわちセグメント壁の内面にじかに接触する
走行車輪を有し、その車輪を壁面上で転がしながらシー
ルド掘進機に後続して移動することにより、同掘進機に
電力等の供給をなす。走行車輪は、セグメント壁を傷め
ることのないように、台車重量に応じてたとえば数多く
設けられたり、鉄製車輪の外周にゴム等のライニングが
付けられたり、あるいは樹脂製車輪やタイヤが用いられ
たりする。最近では内側の面に凹凸のないセグメントも
あるが、もしセグメント壁の内面に凹凸がある場合に
は、その凹凸の寸法に応じて車輪の径が大きくされ、ま
たはその数が多くされる。このような点によりこの後続
台車は、セグメント壁上を、シールド掘進機による牽引
などから駆動力を得て、スムーズに走行するのである。

【００１４】したがって本発明の後続台車には、その走
行のためのレールを布設する必要性がない。つまり、当
然ながら、枕木等の機材の搬入を含めてこのレールの布
設のための労力や時間が不要であることになり、トンネ
ル掘削の工事はその分だけ低コストで速やかに進行させ
られる。

【００１５】本発明の後続設備（請求項２）では、さら
に、未施工セグメント等の搬入を、やはりレールの布設
が不要な上記a)の運搬台車によって行うことができる。
上述の後続台車と同様、運搬台車も、施工ずみセグメン
トの内壁面上をじかに転がる走行車輪を有し、自走また
は牽引等されることにより後方（後続台車よりもさらに
後方）からのセグメント等の搬入を行うからである。こ
の運搬台車の走行車輪も、セグメント壁の損傷防止（必
要ならさらに凹凸面の走行）等に関して適宜処置されて
いる。この運搬台車を利用して、未施工のセグメント以
外の各種機材の搬入も可能であることは言うまでもな
い。したがってこの後続設備によれば、後方（トンネル
の入口等）より運搬用のコンベヤ類を延長設置すること
なく、しかも、工事用のレールを一さい布設しなくと
も、シールド掘進機に対する電力や油圧・水等のほかセ
グメントなどの機材類のすべての供給・搬入を行うこと
ができる。

【００１６】そしてこの後続設備は、上記の運搬台車が
搬入する未施工のセグメントをつぎのように取り扱う。
すなわち、後続台車には上記b)の構成も施されているの
で、セグメントを載せた運搬台車は、後方から走行して
きてまず後続台車内に進入する。進入した運搬台車上の
セグメントを、後続台車は、その載せ換え手段によって
自らのストックエリアに載せ換える。こうしてストック
エリアには幾つかの未施工セグメントが蓄えられ、シー
ルド掘進機またはそれへの供給手段に対していつでも送
り出すことができる状態になる。一方、空になった運搬
台車は、次のセグメントの搬入のために再び後方へ走行
する。

【００１７】

【実施例】本発明の第一実施例を図１(ａ)〜(ｄ)に示
す。同(ａ)は、シールド掘進機が掘削したトンネル内の
平面図、同(ｂ)は、そのトンネルの中心を通る縦（鉛
直）断面図、また同(ｃ)・同(ｄ)は同(ｂ)におけるｃ−
ｃ・ｄ−ｄの各断面図である。土砂の排出手段などにつ
いては図示を省略している。

【００１８】前方、すなわちこの図１(ｂ)において左方
にあるシールド掘進機１がトンネルを掘削していき、同
掘進機１と一体に後部に設けられたエレクター２が、そ
のトンネルの内側にセグメント壁（施工ずみセグメン
ト）Ａｂを築いていく。この例では、（未施工の）セグ
メントＡａとして内側面に大きな凹凸のないものを使用
したので、セグメント壁Ａｂの内側もほぼ平坦な曲面
（円筒面）である。

【００１９】エレクター２のすぐ後ろには、エレクター
２に未施工セグメントＡａを供給するため、チェーンコ
ンベヤ部分３ａや差出し部分３ｂなどを備えた供給装置
３が配置されており、その後ろに、掘進機１への電力等
の供給をなす後続台車１０が二台連結されて続いてい
る。また、トンネルのずっと後方の入口（図示せず）付
近から上記の供給装置３の手前（すなわち後続台車１０
内）まで、運搬台車２０が往復走行してセグメントＡａ
を搬入する。

【００２０】この実施例の大きな特徴は、上記した後続
台車１０と運搬台車２０、さらにはセグメントＡａの供
給装置３が、施工ずみのセグメント壁Ａｂの内面上をじ
かに走行して移動することである。つまり、後続台車１
０については図１(ｂ)〜(ｄ)に示すように多くの車輪１
１を設け、車幅方向には、セグメント壁Ａｂの内面に沿
う円弧上に車輪１１を６列に並べている。コンクリート
製のセグメント壁Ａｂの損傷を防止する目的で、各車輪
１１は外周にゴムライニングを有するものとした。さら
に横転の防止とカーブなどでの案内とを兼ねて、両サイ
ドに、伸縮アーム１２ａつきの案内車輪１２を設けた。
運搬台車２０についても、上記の車輪１１と同様の車輪
２１を複数配備している。従来なら後続台車や移動可能
な別の支持手段に取り付けられていた（前掲の公報参
照）供給装置３に関しても、コンベヤ部分３ａに同様の
車輪３ｃを複数設けるという簡単な構成によって移動可
能としている。そして後続台車１０と供給装置３とは、
牽引手段（図示せず）にてシールド掘進機１に接続する
ことにより掘進機１とともに前進するようにしたが、運
搬台車２０は、バッテリーおよびモータなどの駆動源
（図示せず）を搭載して前後へ自走可能（遠隔操作式）
とした。運搬台車２０の走行経路には適当な間隔で退避
路を設け、複数の運搬台車２０が往復走行できるように
していることはもちろんである。

【００２１】そのほかの特徴として、運搬台車２０を後
続台車１０上に乗り上げさせて進入させ、進入した運搬
台車２０から後続台車１０上の特定の置き場にまで、後
続台車１０が備える載せ換え手段によって未施工のセグ
メントＡａを載せ換えるものとした。図１(ａ)・(ｂ)に
おいて、符号１６は運搬台車２０の乗り上げのためのス
ロープ、符号１４は、電源装置等の搭載スペース１３の
間に設けられた進入スペースである。後続台車１０の先
頭車前端部には、供給装置３へ渡す前のセグメントＡａ
の置き場としてストックエリア１５を設け、進入スペー
ス１４からストックエリア１５にかけての上部にホイス
ト１８（つまり載せ換え手段）を配置した。進入スペー
ス１４へ来た運搬台車２０上のセグメントＡａを、ホイ
スト１８が吊り上げて運び、かつ９０°だけ向きを変え
てストックエリア１５に載せ換えるのである。なお、ホ
イスト１８用のレール（ホイストレール）１８ａは、ス
トックエリア１５の前方の供給手段３上にまで延ばして
いるため、セグメントＡａは、同じホイスト１８によっ
てストックエリア１５等から供給装置３へ差し渡すこと
ができる。なお、作業速度によっては、ホイスト１８を
複数にするのがよい場合がある。

【００２２】図２(ａ)〜(ｄ)には本発明の第二実施例を
示す。この実施例は、後続台車３０のうち一部の構成に
ついて前記の第一実施例と相違する。すなわち、後続台
車３０には、前記後続台車１０と同様に車輪３１と同３
２とを配備しているが、運搬台車２０用の進入スペース
３４などを二列に設けている。

【００２３】詳しく述べると、後続台車３０上の進入ス
ペース３４は、電源装置等の搭載スペース３３の間に、
運搬台車２０が二台並列に進入できるように形成し、そ
こまでの乗り上げ用スロープ３６には一列から二列への
分岐部分を設けた。そして進入スペース３４の各列の上
部にホイストレール３８ａを架け渡して各一台のホイス
ト３８を配置し、後続台車３０の前端部には、左右移動
式の移動台３５ａを有するストックエリア３５を設け
た。一方のホイスト３８が運搬台車２０上からセグメン
トＡａを吊り上げると、そのホイスト３８寄りに油圧シ
リンダ（図示せず）などでストックエリア３５の移動台
３５ａを動かし、移動台３５ａの中央にセグメントＡａ
を載せる。またこの後続台車３０には、ストックエリア
３５の上方から供給装置３の上方に届く別のホイスト３
９およびホイストレール３９ａを配置し、これによっ
て、ストックエリア３５の移動台３５ａ（エリア３５の
中央へ移動しておく）から供給装置３までセグメントＡ
ａを差し渡す。

【００２４】つづく図３(ａ)・(ｂ)には、本発明の第三
実施例を示す。この実施例は、底部内面に平坦部分を有
するやや特殊なセグメント壁Ｂｂが使用されていること
と、後続台車４０の車輪４１が空気入りのゴムタイヤで
あること、また、後続台車４０には乗り上げることなく
運搬台車２０が進入すること−などの点で先の二つの
実施例と相違する。

【００２５】まずセグメント壁Ｂｂについて述べると、
これは、未施工セグメントＢａとして、前記実施例と同
様の円弧状のピースとともに、平坦な内面部分を有する
ピースを図３(ｂ)のとおりトンネルの内側に施工したも
のである。道路や鉄道となるトンネルの場合、完成後に
トンネル内にコンクリート等を入れて底部内面を平らに
することを考慮し、あらかじめ平坦部を形成したセグメ
ントＢａを用いたのである。そのため、セグメントＢａ
としては、円弧状のピースと平坦部をもつピースとの双
方を運搬台車２０にて搬入する必要がある。

【００２６】後続台車４０の車輪４１としては、図３
(ｂ)のように、比較的大径のタイヤを複数（大径なので
前記実施例のものより数は少なくてよい）配備した。セ
グメント壁Ｂｂの底部が平坦であって車輪４１を円弧状
に配列する必要はないため、このタイヤや内輪（ホイー
ル）にはトラック用のものを普通の態様で流用すること
ができる。

【００２７】セグメントＢａを載せた運搬台車２０を進
入させるため、後続台車４０の左右中ほどには、後部か
ら中央部にかけて天井部分を除き、進入スペース４４を
設けている。このスペース４４には、車体のフレームや
車軸・荷台など、運搬台車２０の進入を妨げる一切の物
を設けていないので、運搬台車２０は、セグメント壁Ｂ
ｂ上を走行したまま図３(ａ)のように容易に進入するこ
とができる。なお、後続台車４０の先頭車の前端部には
やはりストックエリア４５を設け、進入スペース４４か
らこのエリア４５およびその前方にまで、第一実施例と
同様にホイストおよびホイストレール４８ａを配置して
いる。

【００２８】以上、三つの実施例を紹介したが、本発明
はたとえば下記のとおり、以上の実施例に限定されるも
のではない。すなわち、後続台車は以上の実施例におい
ていずれも二台であったが、それに限らないことは言う
までもない。また、第一・第二実施例（図１・図２）の
ようなセグメント壁（Ａｂ）の場合にも、第三実施例の
ように後続台車の車輪としてタイヤを使用したり、乗り
上げることなく後続台車に運搬台車を進入させたりする
ことは可能である。そのほか、後続台車や運搬台車等の
移動用の案内として、セグメント壁の底部に、案内ミゾ
を形成しておいたり、電気・磁気的な案内手段を配置し
たりするのもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の後続台車（請求項１）によれ
ば、その走行のためにレールを布設する必要性はないの
で、布設用機材の搬入を含めて必要な労力や時間が削減
され、コスト上有利である。また、レールの布設が遅れ
ることによって掘進速度が制限を受けることはないの
で、工期の面でも有利である。

【００３０】本発明の後続設備（請求項２）では、さら
に、未施工セグメント等の搬入のためにもレールを布設
する必要がないので、後方よりコンベヤ類を延長設置せ
ずとも、また工事用のレールを一さい布設せずとも、シ
ールド掘進機に必要な種々のエネルギーや機材等の供給
・搬入が行える。したがって、コストおよび工期に関し
て一層のメリットがある。なお、運搬台車が搬入する未
施工のセグメントの取り扱いも極めてスムーズで能率的
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す図で、図１(ａ)は、
シールド掘進機が掘削したトンネル内の平面図、同(ｂ)
は、そのトンネルの中心を通る縦（鉛直）断面図、また
同(ｃ)および同(ｄ)は、同(ｂ)におけるｃ−ｃ・ｄ−ｄ
の各断面図である。

【図２】本発明の第二実施例を示す図で、図２(ａ)はト
ンネル内の平面図、同(ｂ)はそのトンネルの中心を通る
縦断面図、同(ｃ)および同(ｄ)は、同(ｂ)におけるｃ−
ｃ・ｄ−ｄの各断面図である。

【図３】本発明の第三実施例を示す図で、図３(ａ)はト
ンネル内の平面図、同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ断面
図である。

【図４】シールド掘進機の後続設備について従来の例を
示す縦断面図（図４(ａ)）と、それのｂ−ｂ断面図（同
(ｂ)）である。

【符号の説明】

１シールド掘進機１０・３０・４０後続台車１１・３１・４１走行車輪１４・３４・４４進入スペース１５・３５・４５ストックエリア１８・３８・４８ホイスト（載せ換え手段）２０運搬台車２１走行車輪Ａａ・Ｂａ（未施工の）セグメントＡｂ・Ｂｂセグメント壁（施工ずみセグメント）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本嘉司東京都練馬区大泉学園町５丁目29番25号 (72)発明者園田徹士東京都港区北青山二丁目５番８号株式会社間組内 (72)発明者車文男兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献特開平２−194298（ＪＰ，Ａ) 特開平４−272399（ＪＰ，Ａ) 特開平５−248194（ＪＰ，Ａ) 特開平１−263397（ＪＰ，Ａ) 特開平４−333800（ＪＰ，Ａ) 実開平２−148100（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−18600（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−115200（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−123832（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−70399（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40 E21F 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド掘進機と一体に後部にエレクタ
ーが設けられ、このエレクターの後に未施工セグメント
の供給装置が設けられ、その供給装置の後に設けられる
ものであり、かつ前記シールド掘進機の後方に続いて移
動する後続台車であって、布設されたレール上ではなく施工ずみセグメントの内壁
面上を転がる走行車輪を有することを特徴とするシール
ド掘進機の後続台車。
【請求項２】未施工のセグメント等を搬入する運搬台
車が、布設されたレール上ではなく施工ずみセグメント
の内壁面上を転がる走行車輪を有し、請求項１に記載の後続台車が、上記運搬台車の進入が可
能であるとともに未施工セグメントのストックエリアを
有し、かつ上記運搬台車から上記ストックエリアへの未
施工セグメントの載せ換え手段を備えていることを特徴
とするシールド掘進機の後続設備。