JP3884825B2 - 隧道構築用覆工セグメントの搬入システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、隧道の掘削構築作業に使用される覆工用のセグメントを能率よく坑内に供給できるようにするための隧道構築用覆工セグメントの搬入システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、地中に掘削される隧道内の切羽まで地上部から覆工材を搬入するには、隧道の掘削開始位置に構築される竪坑に設置される昇降装置、またはクレーンによって地上部から竪坑内底部まで順次運び込まれ、隧道内に敷設された軌道に沿ってトロッコ等の運搬手段で掘削機の後部まで輸送されている。そして、前記覆工材の搬入手段としての昇降装置やクレーンにては、通常複数個の覆工用セグメント(以下単にセグメントという)を昇降機の搬器に積んで地上部から竪坑内底部の移載位置まで降ろすか、複数個のセグメントをクレーンで吊り降ろすかして、隧道内への運搬手段であるトロッコ等の走行台車に積み込んで目的位置に運ばれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では、隧道の掘削に掘削能力の高いシールドマシンが採用されるようになり、掘削地盤の土質によって一様ではないが掘削推進速度が高まり、これに伴い掘削後の覆工作業も早まりつつある。当然、シールドマシンの掘進速度に比例して掘削された隧道の地山壁を覆うのに用いられる覆工材(セグメント)の組立速度も速くなる。そのために、覆工材の組立個所へのセグメントの供給も速く行うことが要求されることになる。しかも、シールドマシンによる掘削作業は昼夜を問わず連続して行われるので、覆工材の供給をとぎれることなく行う必要がある。
【0004】
このようなことから、従来のような昇降装置もしくはクレーンによる吊り込み操作でのセグメントの供給では、作業手順に沿った供給作業が円滑に行えない欠点がある。特に、セグメントをその製造工場から掘削作業現場への輸送と、輸送されてきたセグメントを工事現場での受け取り作業並びに竪坑内への搬入操作に際して、隧道内での覆工作業の手順に合わせて供給できるように手配りするには、非常に手順良く行わねばならず、隧道内での掘進作業の速度が高まる程に困難である。
【0005】
本発明では、このような問題点を解決するために、竪坑内に多段の収納棚を設置するとともに、地上部に作業現場へ運び込まれてくる覆工材の受け入れヤードを設けて、この受け入れヤードにて順次仕訳して前記収納棚に予め収容保管し、隧道内での覆工作業の手順に対応して順次収納棚から取り出して昇降装置により隧道内への搬送手段に送り出すようにする隧道構築用覆工リングセグメントの搬入システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために構成される本発明の隧道構築用覆工セグメントの搬入システムは、
竪坑を通じて掘削隧道内に覆工用のセグメントを搬入する設備において、その竪坑には覆工用のセグメントを一時的に収容保管する多段の収納棚が所要間隔をもって二列配置され、この両収納棚に沿って地上部から地下部まで前記セグメントを直接受支して前記収納棚との間で収納・搬出できる機能を有する搬器を備えた昇降装置が、前記両収納棚間に設置され、前記昇降装置の地上部作業位置と竪坑外で所要距離離れて設置される覆工用のセグメント受け入れヤードにおける荷受け設備の荷送り出し位置との間に所要高さでビーム構造のセグメント搬送路が架設され、このセグメント搬送路上を輸送台車にて前記セグメント受け入れヤードで受け取られるセグメントを所要量ずつ前記昇降装置の積込み箇所まで輸送して、その昇降装置の搬器に積み替え、前記収納棚の所要番地の収納保管位置まで運び込むようにされ、制御部から掘削隧道構内への供給指令によって前記収納棚の所要番地からセグメントを前記搬器に積んで地下部の搬送位置へ降ろし、前記セグメントを構内運搬台車に移載するように構成されていることを特徴とするものである。
【0007】
本発明によれば、作業現場に運び込まれるセグメントをその受け入れヤードから高架のセグメント搬送路を通じて、竪坑内に設置される多段の収納棚に一旦収納保管させ、その後に隧道掘削部での必要に応じて昇降装置によって順次構内運搬台車に移載して掘削部へ供給するように制御できるので、前記セグメントの受け入れヤードに搬送されて来たセグメントを掘削部への供給時以外の時間で収納棚に収容して待機できることになる。したがって、セグメントは必要に応じて順次供給できることから、セグメントの供給搬入作業の機能性を高め得るという効果を奏する。また、前記セグメント搬送路を高架にしたことで、セグメントの受け入れヤードと竪坑との間の地上部を有効に利用できる。
【0008】
前記発明において、前記竪坑内に立設される昇降装置は、所要の間隔で二本の鉄塔を配設され、これら両鉄塔に付設されるガイドレールに案内されて昇降自在な搬器に、この搬器の荷台上で前記両側の収納棚に対して搬送するセグメントを支えて進退自在に移動できる荷受け渡しフォークを備えた移載装置が搭載されており、この昇降装置の昇降路の両側に設置される前記多段の収納棚の各保管棚に対して、前記搬器が選択された位置で停止して前記移載装置によりセグメントの積み下ろしが行えるようにされているのが好ましい。このようにすることで、竪坑内を有効に利用して、セグメントの保管とその保管されたセグメントを速やかに取り出して供給する操作を容易にすることができる。
【0009】
また、前記セグメント受け入れヤードにおける荷受設備として設けられる橋形クレーンには、被搬送セグメントをその長手方向両端部から掬うようにして保持するセグメント吊り装置がホイストを介して吊設されている構成であるのが好ましい。このようにすれば、車両によって運び込まれるセグメントの受け取り・払い出しの操作が無理なく行える利点がある。
【0010】
前記セグメント吊り装置は、ホイストにより吊り下げられる吊下げ支持枠の下側に、内側にセグメントを受け入れ得る角形に枠組みされて下部上面に受け座を備えるセグメント保持枠が、上端部を前記吊下げ支持枠に枢支されて所要の間隔で一対吊り下げられ、これらセグメント保持枠は基端を前記吊下げ支持枠に支持されて可動端を連結される直線作動機にて回動させることにより、被搬送セグメントを両端部から枠内に受け入れて掬い上げ、または払い出すように作動する構成であるのがよい。こうすれば、円弧状のセグメントを両側から吊下げ支持枠に取り込んで吊り上げる操作を確実にして、効率よく安全に運搬することができるという効果を奏する。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の隧道構築用覆工セグメントの搬入システムについて、その一実施例を図面を参照しつつ説明する。
【0012】
図1に示されるのは、本発明に係る隧道構築用覆工セグメントの搬入システム全体を表す概要図である。図2は覆工セグメントの坑内への搬入用昇降装置と覆工セグメントの収納棚との全体図である。図3は図2のIII−III視側面図である。図4はセグメント受け入れヤードにおけるセグメント吊り装置の正面図である。図5は図4の左側面図である。図6はセグメント吊り装置におけるセグメント支持機構の作動態様を表す図である。図7はセグメント移送台車の正面図である。図8は図7の側面図である。図9はセグメントの昇降装置における搬器の正面図である。図10は図9における搬器のX−X視図である。
【0013】
本発明に係る隧道構築用覆工セグメントの搬入システムは、図1で示されるように、隧道掘削工事現場の竪坑1の近傍にセグメント受け入れヤード2が設置され、その竪坑1内に掘削隧道3内への資材搬入用の昇降装置4と、この昇降装置4の両側に沿わせてセグメントAを一時的に収容保管するためのセグメント収納棚5が立設されている。そして、前記セグメント受け入れヤード2に設置の荷受け設備と前記昇降装置4との間をセグメント搬送路6によって接続されている。
【0014】
前記セグメント受け入れヤード2に設置の荷受け設備としては、橋形クレーン10がセグメントA等を運搬するトレーラーが脚柱間に進入できるように設けられる。この橋形クレーン10は、横梁11の下面に沿って付設されるトロリービーム12が前記セグメント搬送路6側に突き出されて設けられ、このトロリービーム12に横行トロリー13を介してセグメント吊り装置15が横行自在に付設されている。
【0015】
この橋形クレーン10における前記セグメント吊り装置15は、図4及び図5によって示されるように、トロリービーム12にモータ駆動のキャリア2台によって電動ホイスト16が吊り下げられ、このようにされる2基の電動ホイスト16,16の各吊りフック16′、16′によって吊下げ支持枠17が吊設されている。この吊下げ支持枠17には、内側に搬送するセグメントAを受け入れられる広さの角形に枠組み形成されるセグメント保持枠18が、所要範囲に搖動可能な状態で左右対称に一対配設されている。
【0016】
前記セグメント保持枠18は、前記吊下げ支持枠17を挟んで両側に配される吊下げ腕桿18aが基端をその吊下げ支持枠17に軸18bにより支持され、これら両吊下げ腕桿18aの上部を繋ぐ横部材18cに、前記吊下げ支持枠17に基端を枢支される直線作動機19の可動桿端が連結されて、この直線作動機19によって当該セグメント保持枠18が所要角度外側から内に向かって回動するように構成されている。また、このセグメント保持枠18は、両側に配される吊下げ腕桿18aの下端を繋ぐ支持部材18dの上面にセグメントAの受け片18eが取り付けられて、吊り上げ支持するセグメントAが安定するようになされている。なお、前記直線作動機19には、電動式のスクリューシリンダのような構造のものが使用される。ただし、必要に応じて、油圧シリンダであってもよい。
【0017】
前記セグメント搬送路6は、所要高さで前記橋形クレーン10のトロリービーム12突き出し部の下から前記竪坑1の内部に立設される昇降装置4の前側面位置までの間に、一端部を橋形クレーン10の脚柱11aに支持されて他端部を前記昇降装置4の前側面にて支持脚体6′により支持されるビーム6aによって構成され、このビーム6aの上面に軌道6bを敷設して走行台車7(本発明における「輸送台車」に相当する。以下、同様)が走行できるようにされている。
【0018】
この走行台車7は、図7及び図8によって示されるように、電動機7bにより走行車輪7dを駆動されて自走できるようにされ、前述の橋形クレーン10のセグメント吊り装置15によって吊り込まれるセグメントAを搭載して、セグメント受け入れヤード2から昇降装置4まで順次搬送できるようにされている。なお、この走行台車7の上部には、セグメントAを受支して次の昇降装置4の搬器23に移載するときに受け渡しが容易なように下部を透かせるべく2個の支持台7a,7aが直立して設けられている。図中符号7cはケーブルリールである。
【0019】
前記昇降装置4は、ワイヤーロープ駆動式のリフトであって、図2及び図3で示されるように、竪坑1の底部に基部を支持されて前述のセグメント搬送路6と連絡するように地上部に上部を突き出して2本の支持タワー20,20(本発明における「鉄塔」に相当)が所定の間隔で設置され、竪坑1の側壁から複数の支持部材35,36によって支持され、これら支持タワー20,20の対向する側面に付設されるガイドレール21,21に沿って搬器23が、前記支持タワー20,20の上頂部を繋ぐ連台22を介して吊り索26,26で昇降自在に吊設されている。
【0020】
昇降装置4の搬器23は、図9および図10によって示されるように、ガイドレール21,21にガイドローラ24a,24bを介して案内される左右の昇降フレーム24,24と、これら昇降フレーム24,24間に架設される荷台27とで構成される。これら昇降フレーム24,24は、それらの上部に取り付く各吊り滑車28をそれぞれ連台22上に設置の定滑車25を巡る吊り索26により吊り下げられ、各吊り索26,26が竪坑1の適所にそれぞれ設置される二台の巻き上げ機29,29(図2参照)により駆動されて、左右同調してそれら吊り索26,26の作動により昇降するようにされている。
【0021】
この搬器23の荷台27上には、周知の多段伸縮構造で伸縮自在にされる荷受け渡しフォーク30が、その荷台27の中央部にて荷台27の軸線に直交する方向に左右いずれの方向にも出入りできる状態に取り付けられ、この荷受け渡しフォーク30にて搭載するセグメントAを受け払いできるようにされている。なお、前記左右両昇降フレーム24,24には、それぞれ吊り滑車28に関連させて公知の構成の安全装置28aが付設されている。
【0022】
このように構成される昇降装置4の前記搬器23の昇降路の両側に設置されるセグメント収納棚5は、その昇降装置4の搬器23に載せられて昇降搬送されるセグメントAを一時的に受け入れて保管できる高さの受け入れ保管棚51が多数段設けられている。これらの保管棚51には、いずれも昇降装置4の搬器23に搭載される前記荷受け渡しフォーク30が伸長したとき収納保管しているセグメントAを掬い上げて受け取り、あるいは収納できるようにフォークの差込空間が形成されるようにセグメント受け台52が所要の間隔で設けられる。
【0023】
前記セグメント収納棚5は、前記セグメント搬送路6の配置側を低くして、その反対の側を昇降装置4の搬器23が最上昇できる範囲まで上方に延長して可能な限り多くの収納スペースがとれるようにされている。そして、これらセグメント収納棚5の各保管棚51にはそれぞれアドレス番号が付され、かつそれら各保管棚51に対するセグメントAの受け入れ払出が確認できるセンサを設けて別途設置の制御部に信号が送られるようにされる。このセグメント収納棚5におけるセグメントAの受け入れ・払出は昇降装置4の搬器23の昇降移動と関連させて制御されるように、前記制御部におけるコンピュータによって選択操作されるように関連させて制御される。
【0024】
このように構成される本発明に係る実施形態にあっては、トレーラーなどの輸送車両によって運ばれたセグメントAを、セグメント受け入れヤード2において橋形クレーン10の直下に車両を導いて、セグメント吊り装置15を作動させてその車両の荷台から運搬に適する数(例えば2個)のセグメントAを1単位として吊り上げる。
【0025】
このセグメント吊り装置15によるセグメントAの吊り上げ操作は、図6で示されるように、各直線作動機19,19を作動させてピストンロッドを突き出して吊下げ腕桿18aをそれぞれ外側に変位させる(二点鎖線で示す)。この状態でトレーラーの荷台上にあるセグメントAを例えば2個重ね合わされた状態の上に移動させて開いた状態にある左右の吊下げ腕桿18a,18aを直線作動機19による引き戻し動作によって内向きに回動させると、これら両吊下げ腕桿18a,18aの各下端の支持部材18d,18dがそれぞれセグメントAの彎曲して浮き上がっている両端部の下側に移行して掬い上げるようになり、実線で示されるように、それら各下端の支持部材18d,18dに設けられる受け片18e,18eによってセグメントAが安定状態で受止められる。したがって、電動ホイスト16,16を同調して巻上げ操作することにより吊下げ支持枠17,17によってセグメントAが吊り上げられる。
【0026】
このようにして吊り上げられたセグメントAは、トロリービーム12に沿って電動ホイスト16,16を横行させ、セグメント吊り装置15によりセグメント搬送路6上の位置まで移動させる。その動作に合わせて搬送用の走行台車7を橋形クレーン10からの積み込み位置に移動待機させる。前記セグメント吊り装置15により吊り上げられたセグメントAは、待機する走行台車7上に吊り降ろして、支持台7a上に図7で示されるように搭載する。この際、セグメント吊り装置15の左右の吊下げ腕桿18a,18aによって吊られているセグメントAを走行台車7の支持台7a,7a上に移載するには、セグメント吊り装置15によって吊られているセグメントAを正しく走行台車7の支持台7a,7a上に預けた後、吊下げ腕桿18a,18a下部の各支持部材18dの受け片18eにかかる負荷を除いてから直線作動機19,19を同時に作動させて、それら左右の吊下げ腕桿18a,18aを外側に回動させてセグメントAとの関わりを外し、吊下げ支持枠17を上昇させることにより迅速に移載操作が行える。
【0027】
セグメントAを搭載された走行台車7は、積み込まれた位置からセグメント搬送路6上を昇降装置4への積み込み位置まで走行させ、その昇降装置4への積み込み位置において待機している昇降装置4の搬器23上に、搬器23の荷台27に付設される荷受け渡しフォーク30を作動させて搬器23の荷台27上に移し替える。
【0028】
昇降装置4の搬器23上に積み込まれたセグメントAは、運転制御部において受け入れ時に予め決めておかれた収納棚5における所定番地の保管棚51まで搬器23を移動させ、当該位置でその保管棚51内に搬送したセグメントAを移載収容させる。以後この要領でセグメント受け入れヤード2から順次収納棚5の所要番地の保管棚51内に積み込んでおく。なお、収納棚5における各保管棚51内に収容のセグメントAについては、その搬送収容に際して予め制御部で設定データを記憶させておき、次に搬出供給する際にそのデータに基づき供給の手順を指示できるようにされる。これらの制御は、運転制御部に設けられる演算処理装置によって処理される。
【0029】
上述のような収納棚5に対するセグメントAの受け入れ保管操作は、昇降装置4が掘削隧道3内へのセグメント供給作業を行わない作業時間帯に実施される。そして、一旦収納棚5に保管されたセグメントAは、シールド掘進機の推進に伴うセグメント組立(一時覆工作業)の進捗状況に応じて供給指示が与えられると、運転制御部からの指令によって昇降装置4の搬器23を取り出し指示のある番地まで昇降させて保管棚51内から所要のセグメントAを搬器23に積み込み竪坑底部の払い出し位置まで下降させ、荷受け渡しフォーク30上に搭載するセグメントを坑内運搬台車40に移載させて供給する。
【0030】
【発明の効果】
上述のように、本発明にかかる隧道構築用覆工セグメントの搬入システムによれば、セグメント受け入れヤードで工場から運ばれるセグメントを順次運転制御部で整理して多段の収納棚に一旦保管して、掘削坑内での覆工作業位置への供給要求時に順次収納棚から取り出して搬入させるようにすることで、作業手順を予め設定して実施でき、坑内での覆工作業に追従させることが容易になる。また、竪坑のスペースを有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に係る隧道構築用覆工セグメントの搬入システム全体を表す概要図である。
【図2】 図2は、覆工セグメントの坑内への搬入用昇降装置と覆工セグメントの収納棚との全体図である。
【図3】 図3は、図2のIII−III視側面図である。
【図4】 図4は、セグメント受け入れヤードにおけるセグメント吊り装置の正面図である。
【図5】 図5は、図4の左側面図である。
【図6】 図6は、セグメント吊り装置におけるセグメント支持機構の作動態様を表す図である。
【図7】 図7は、セグメント移送台車の正面図である。
【図8】 図8は、図7の側面図である。
【図9】 図9は、セグメントの昇降装置における搬器の正面図である。
【図10】 図10は、図9における搬器のX−X視図である。
【符号の説明】
1 竪坑
2 セグメント受け入れヤード
3 掘削隧道
4 昇降装置
5 セグメント収納棚
6 セグメント搬送路
7 走行台車
10 橋形クレーン
12 トロリービーム
15 セグメント吊り装置
16 電動ホイスト
17 吊下げ支持枠
18 セグメント保持枠
18a 吊下げ腕桿
18b 軸
18d 支持部材
18e 受け片
19 直線作動機
20 支持タワー
21 ガイドレール
22 連台
23 搬器
24 昇降フレーム
26 吊り索
29 巻上げ機
30 搬器に搭載の荷受け渡しフォーク
51 収納棚における保管棚
52 セグメント受け台
A セグメント
Claims (4)
- 竪坑を通じて掘削隧道内に覆工用のセグメントを搬入する設備において、その竪坑には覆工用のセグメントを一時的に収容保管する多段の収納棚が所要間隔をもって二列配置され、この両収納棚に沿って地上部から地下部まで前記セグメントを直接受支して前記収納棚との間で収納・搬出できる機能を有する搬器を備えた昇降装置が、前記両収納棚間に設置され、前記昇降装置の地上部作業位置と竪坑外で所要距離離れて設置される覆工用のセグメント受け入れヤードにおける荷受け設備の荷送り出し位置との間に所要高さでビーム構造のセグメント搬送路が架設され、このセグメント搬送路上を輸送台車にて前記セグメント受け入れヤードで受け取られるセグメントを所要量ずつ前記昇降装置の積込み箇所まで輸送して、その昇降装置の搬器に積み替え、前記収納棚の所要番地の収納保管位置まで運び込むようにされ、制御部から掘削隧道構内への供給指令によって前記収納棚の所要番地からセグメントを前記搬器に積んで地下部の搬送位置へ降ろし、前記セグメントを構内運搬台車に移載するように構成されていることを特徴とする隧道構築用覆工セグメントの搬入システム。
- 前記竪坑内に立設される昇降装置は、所要の間隔で二本の鉄塔を配設され、これら両鉄塔に付設されるガイドレールに案内されて昇降自在な搬器に、この搬器の荷台上で前記両側の収納棚に対して搬送するセグメントを支えて進退自在に移動できる荷受け渡しフォークを備えた移載装置が搭載されており、この昇降装置の昇降路の両側に設置される前記多段の収納棚の各保管棚に対して、前記搬器が選択された位置で停止して前記移載装置によりセグメントの積み下ろしが行えるようにされている請求項1に記載の隧道構築用覆工セグメントの搬入システム。
- セグメント受け入れヤードにおける荷受け設備として設けられる橋形クレーンには、被搬送セグメントをその長手方向両端部から掬うようにして保持するセグメント吊り装置がホイストを介して吊設されている構成である請求項1に記載の隧道構築用覆工セグメントの搬入システム。
- 前記セグメント吊り装置は、ホイストにより吊り下げられる支持枠の下側に、内側にセグメントを受け入れ得る角形に枠組みされて下部上面に受け座を備えるセグメント保持枠が、上端部を前記吊下げ支持枠に枢支されて所要の間隔で一対吊り下げられ、これらセグメント保持枠は基端を前記吊下げ支持枠に支持されて可動端を連結される直線作動機にて回動させることにより、被搬送セグメントを両端部から枠内に受け入れて掬い上げ、または払い出すように作動する構成である請求項3に記載の隧道構築用覆工セグメントの搬入システム。
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