JP3920038B2 - トンネル掘進機における防水シートの固定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘進機で組み立てられるセグメントの外周面に敷設すべくトンネル掘進機内で巻き立てられた防水シートの重合部を接合する際に新たに巻き立てられた新設防水シートを所定位置に固定するトンネル掘進機における防水シートの固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘進機は、トンネル内に組み立てられたセグメントにシールドジャッキを介して反力を得て、その先端に設けられたカッタで切羽を切削しながら掘進するようになっている。
【０００３】
一般に、セグメントは円筒状に組み立てられている。セグメントは、軸方向及び周方向に所定の寸法で分割されており、各セグメントを接合することによって円筒状となっている。
【０００４】
よって、組み立てられたセグメント間には、継目ができ、地下水が浸入することとなるため、セグメント間に止水シールを設けて止水するようになっている。しかしながら、実際のところは、施工精度によって、目開きや目違い等が発生し漏水が発生してしまうことがある。
【０００５】
そのため、セグメントの外周側に裏込材を設けて、シール効果を高めるようにしてはいるが、裏込材の劣化等により完全な密閉はできず、以後のメンテナンスが大変であった。
【０００６】
そこで、近年、セグメント外周面全体に防水シートを巻き立て、セグメントと地盤とを遮断することで、防水を図る方法が提案されている。
【０００７】
上述の防水シートの敷設は、以下に示すような手順で行われる。
【０００８】
まず、既設の防水シートの前端から接合代分あけた位置を既設防水シート固定装置で固定した後、新設する防水シートを、巻立装置によって既設防水シートに接合代分重ねて、テールフレーム等に沿って円筒状に展張して巻き立てる。そして、巻き立てた新設防水シートを新設防水シート固定装置によって、径方向外側へと押圧し所定の径に拡径して固定する。このとき、新設防水シートの巻立て長さを、既設防水シートの巻立て長さに合わせると共に、新設防水シートと既設防水シートのラップ代を所定の幅に調整する。そして、防水シートの接合部を溶着装置によって熱溶着する。
【０００９】
新設防水シート固定装置は、防水シートの巻立時には、径方向内側に待避しており、巻立装置と干渉するのを防止するようになっている。
【００１０】
以上の工程を繰り返し行うことによって、セグメント組立てとシールド掘進と共に、防水シートが順次継ぎ足されて、セグメントの外周面に敷設されることとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の新設防水シート固定装置では、防水シートが巻立時にその中間部が弛むので、固定装置の角部分等に引っ掛かったり、押え面との摩擦抵抗が発生したりして、巻立てが阻害されたり、防水シートが破損してしまう可能性があるといった問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、防水シートの巻立てを阻害せず、防水シートの破損を防止することができるトンネル掘進機における防水シートの固定装置を提供することにある。
【００１３】
【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、トンネル掘進機で組み立てられるセグメントの外周面に敷設すべくトンネル掘進機内で巻き立てられた防水シートの重合部を接合する際に新たに巻き立てられた新設防水シートを所定位置に固定するトンネル掘進機における防水シートの固定装置であって、上記新設防水シートをその外周から覆う防水シート受けフレームと、上記トンネル掘進機の径方向外側に移動して上記新設防水シートを上記防水シート受けフレーム側へ押圧する押圧手段と、上記押圧手段の周方向両側に設けられ押圧手段が径方向内側に移動したときに押圧手段の外側端よりも径方向外側に位置する防水シート保護ローラとを備えたものである。
【００１４】
上記構成によれば、巻立時には、押圧手段を径方向内側に移動させることによって、防水シート保護ローラが径方向外側となるので、弛んだ防水シートは防水シート保護ローラに接触し、押圧手段に接触することはない。従って、防水シートは、防水シート保護ローラの回転と共に円滑に展張され、巻立てが阻害されることはなく、その破損を防止することができる。
【００１５】
そして、上記防水シート保護ローラのトンネル掘進機の軸方向前方に、上記新設防水シートの巻立時にその軸方向位置を規制する位置規制部材を設けたものが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を示した正面図、図２は本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を示した側面図、図３は本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を径方向内側より示した平面図、図４は防水シートの敷設装置を示した概略断面図、図５は図４の一部拡大断面図、図６は図４のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
まず、セグメントの外周面に防水シートを敷設する敷設装置の全体構成を説明する。
【００１９】
図４から図６に示すように、防水シート１の敷設装置２はトンネル掘進機３の後部のテールフレーム４内に配置されており、セグメント５を組み立てる前に、防水シート１を円筒状に形成しておくものである。
【００２０】
敷設装置２は、筒状の防水シート受けフレーム６と、支持フレーム７と、新設防水シート固定装置８と、既設防水シート固定装置９と、巻立装置１０及び接合装置１１とによってその主要部が構成されている。
【００２１】
防水シート受けフレーム６は、テールフレーム４の内周面に沿って、その内周面から若干の間隔をあけて配置されると共に、既設防水シート１ａと新設防水シート１ｂが重なる重合部（接合部）１２付近から新設防水シート１ｂの切羽側端部まで延出されている。防水シート受けフレーム６の内径は、組み立てられたセグメント５の外径と略同一となっている。
【００２２】
支持フレーム７は、ドーナツ状のリングフレーム１４を介して、防水シート受けフレーム６を内側から支持するための架台である。この架台は、防水シート１を固定するための反力を受ける構成となっている。支持フレーム７は、円筒状の補強フレーム１５によって、軸方向にスライド自在に支持されている。この補強フレーム１５は、テールフレーム４の内周面から延びるテールリングフレーム１６に連結固定されている。
【００２３】
テールリングフレーム１６には、移動ジャッキ１７が連結されている。この移動ジャッキ１７の先端は、支持フレーム７に接続されており、移動ジャッキ１７の伸縮によって、支持フレーム７が、トンネル掘進機３の軸方向にスライドするようになっている。なお、補強フレーム１５はスライドガイドの役目を備えており、ロッド状のものであってもよい。
【００２４】
巻立装置１０は、リングフレーム１４に取り付けられた防水シートロール２５から新設防水シート１ｂを挟持して、防水シート受けフレーム６の内周に沿って回転して、防水シート１を筒状に展張、巻立するものである。巻立装置１０は、電動機等の駆動源にによりピニオンや内歯歯車を介して、回転駆動される旋回リング（図示せず）に取り付けられている。
【００２５】
接合装置１１は、周方向に円周状に形成される新設防水シート１ｂと既設防水シート１ａとの円周状重合部１２を接合する周方向接合装置１１ａと、新設防水シート１ｂの円周方向両端同士がラップする直線状重合部を接合する軸方向接合装置（図示せず）とから構成されている。
【００２６】
周方向接合装置１１ａは、モータ２７によりピニオン２８や内歯歯車（図示せず）を介して回転駆動される旋回リング２９を備えており、この旋回リング２９に、電熱ゴテ等の加熱手段３１とその加熱手段３１で加熱された防水シート１を押圧する押圧手段３２とを有する溶着装置３３が設けられて構成されている。
【００２７】
軸方向接合装置は、直線状重合部を加熱する加熱手段と、この加熱手段にて加熱された新設防水シート１ｂの重合部を押圧する押圧手段とを有する溶着装置を、直線状重合部に沿って、トンネル掘進機３の軸方向に移動自在に設けて構成されている。
【００２８】
既設防水シート固定装置９は、既設防水シート１ａの前端から新設防水シート１ｂとの接合代分あけた位置を防水シート受けフレーム６の内周面に押し付けて固定するものである。既設防水シート固定装置９は、支持フレーム７の外面に複数個の押えジャッキ２２が周方向に所定の間隔で設けられている。押えジャッキ２２の先端には、防水シート押え板２３が設けられている。押えジャッキ２２の両サイドには、押えジャッキ２２がローリングするのを防止するローリング防止ガイド２４が設けられている（図６中、右側に示したＢ−Ｂ線断面図参照）。防水シート押え板２３の押え面には、防水シート１を傷つけないように、高密度ナイロン等の素材が使用されている。
【００２９】
新設防水シート固定装置８は、防水シート受けフレーム６の内周面に沿って展張した新設防水シート１ｂを、防水シート受けフレーム６の内周面に向かって径方向外側へ押圧して拡径、固定するものである。新設防水シート固定装置８は、支持フレーム７の外周面に複数個の押えジャッキ１８が周方向に所定の間隔で設けられている。押えジャッキ１８の先端には、防水シート押え板１９が設けられている。これら押えジャッキ１８と防水シート押え板１９とで、新設防水シート１ｂを防水シート受けフレーム６側へ押圧する押圧手段３５を構成している。
【００３０】
防水シート押え板１９は、支持部１９ａと、押え部１９ｂとに分割されている。押え部１９ｂは、支持部１９ａにボルト５２とナット５３にて固定されており、取換可能となっている。また、支持部１９ａには、ボルト５２が挿通する長穴５４が形成されており、押え部１９ｂの位置の調整が可能となっている。
【００３１】
防水シート押え板１９の押え面には、防水シート１を傷つけないように、高密度ナイロン等の素材が使用されている。
【００３２】
防水シート押え板１９は、常に防水シート１の均一な巻き立てを確保すべく、新設防水シート１ｂのほぼ全範囲を押付け固定できるように、軸方向に長く延びて形成されている。
【００３３】
押えジャッキ１８の両サイドには、押えジャッキ１８がローリングするのを防止するローリング防止ガイド２１が設けられている（図１及び図６中、左側に示したＡ−Ａ線断面図参照）。
【００３４】
図１から図３に示すように、本発明に係る固定装置（新設防水シート固定装置）８には、上記押圧手段３５の周方向両側に、防水シート保護ローラ３７が設けられている。
【００３５】
防水シート保護ローラ３７は、支持フレーム７から径方向外側に延出した支持ブラケット４１の外側端に設けられたローラ支持フレーム４３に、径方向に延びる支持ロッド５６を介して軸支されている。防水シート保護ローラ３７とローラ支持フレーム４３は共に、トンネル掘進機３の軸方向に延出されて形成されている。支持ロッド５６は、径方向に移動可能に支持されており、防水シート保護ローラ３７の径方向位置の調整が可能となっている。
【００３６】
防水シート保護ローラ３７は、防水シート押え板１９の軸方向前端よりも前方から、防水シート押え板１９の軸方向後端よりも後方まで延出されており、周方向から見て、防水シート押え板１９の軸方向長さを全てカバーできるようになっている。
【００３７】
防水シート保護ローラ３７は、その外側端（図２中、下側端）５１が、押圧手段３５が径方向内側に移動したときの押圧手段３５の外側端（図１中二点鎖線にて示す）３６よりも径方向外側に位置するように配置されている。
【００３８】
防水シート保護ローラ３７の表面には、防水シート押え板１９の押え面と同様に、高密度ナイロン等の素材が使用されている。
【００３９】
防水シート押え板１９の外側端の周方向両端部は、面取りされており（図１参照）、新設防水シート１ｂの展張、巻立時にその通過部分近傍に尖った角部分が位置するのを防ぐように形成されている。
【００４０】
なお、本実施の形態では、面取り部分の表面が平面状に形成されているが、これに限られるものではなく、表面がＲ状に形成されたものであってよい。また、防水シート押え板１９の外側端の周方向両端部に回転ローラを設けるものであってもよい。
【００４１】
防水シート保護ローラ３７の軸方向前方には、新設防水シート１ｂの巻立時にその軸方向位置を規制する位置規制部材３８が設けられている。位置規制部材３８は、ローラ支持フレーム４３から径方向外側に延出して取り付けられた押えプレート３９にて構成されており、その後面４４が、新設防水シート１ｂの前端と当接して、その軸方向位置を規制するようになっている。
【００４２】
押えプレート３９は、その外側端（図２中、下側端）４９が、防水シート保護ローラ３７の外側端５１よりも、若干、径方向外側に位置するように形成されている。
【００４３】
押えプレート３９は、ローラ支持フレーム４３の径方向内側にボルト４５とナット４６によって取り付けられた取付プレート４７に固定されている。取付プレート４７には、ボルト４５が挿通する長穴４８が軸方向に延びて形成されており、押えプレート３９の軸方向位置を調整可能となっている。
【００４４】
次に、防水シート１の敷設工程に合わせて、上記構成によるトンネル掘進機における防水シートの固定装置９の作用を説明する。
【００４５】
トンネル掘進機３は、掘削開始状態で、シールドジャッキ５５をセグメント５に押し付けた状態としておく。既設防水シート１ａを既設防水シート固定装置９で防水シート受けフレーム６の内周面に押し付けて固定し、自重や外力によるしわ、垂れ或いは外力によって円周状の重合部１２に影響が及ばないようにしておく。
【００４６】
そして、新設防水シート固定装置８の押えジャッキ１８を縮退させて、防水シート押え板１９を径方向内側に待避させておく。
【００４７】
その後、巻立装置１０によって、新設防水シート１ｂを、防水シート受けフレーム６の内周面に沿って、既設防水シート１ａの縁部に重なるように展張、巻立を行う。
【００４８】
このとき、新設防水シート１ｂは、新設防水シート固定装置８を覆うようにその外周部に展張される。新設防水シート１ｂは、その中間部が弛むが、防水シート保護ローラ３７が防水シート押え板１９よりも径方向外側に位置しているので、弛んだ新設防水シート１ｂは防水シート保護ローラ３７に接触し、押圧手段３５に接触することはない。
【００４９】
従って、新設防水シート１ｂは、防水シート保護ローラ３７の回転と共に円滑に展張され、押圧手段３５に引っ掛かったり、押え面との摩擦抵抗が発生することがないので、巻立てが阻害されることはなく、その破損を防止することができる。
【００５０】
さらに、防水シート押え板１９の周方向端部が面取りされているため、万一、新設防水シート１ｂが、防水シート押え板１９よりも径方向内側に弛んだとしても、防水シート押え板１９に引っ掛かるのを防止でき、新設防水シート固定装置８の信頼性を高めることができる。
【００５１】
また、新設防水シート１ｂは、その前端部が、位置規制部材３８である押えプレート３９の後面４４に当接して、軸方向位置を正確に規制することができ、展張、巻立後に、新設防水シート１ｂの位置調整を行う必要がなく、作業の効率化及び時間短縮を図ることができる。
【００５２】
その後、各押えジャッキ１８を伸長させて、新設防水シート１ｂを防水シート受けフレーム６の内周面に押圧して、所定の径に拡径、固定する。これによって、防水シート１の垂れや延びを防止できる。また、新設される防水シート１ｂは、この防水シート受けフレーム６に沿って展張され、固定されるために、常に同一径（セグメント５の外周面と同等の径）で巻き立てることができる。
【００５３】
そして、接合装置１１によって、防水シート１の円周状重合部１２及び軸方向重合部の溶着を行う。このとき、トンネル掘進機３の掘進に伴って、シールドジャッキ５５が伸長するが、その伸長に同調させて移動ジャッキ１７を伸長させて、支持フレーム７を所定の接合位置に維持させておくので、溶着工程を中断することなく連続して行える。
【００５４】
軸方向重合部の接合が終了した後、新設防水シート固定装置８及び既設防水シート固定装置９の固定を解除して、移動ジャッキ１７を縮退させて、防水シート受けフレーム６及び支持フレーム７を前方にスライドさせる。
【００５５】
防水シート受けフレーム６及び支持フレーム７のスライドが終了した後、敷設した新設防水シート１ｂの自重等による垂れ下がりが発生しないように、新設防水シート１ｂの切羽側端部で、既設防水シート固定装置９を作動させて、新設防水シート１ｂの前端部分を固定する。そしてその状態のままでセグメント５の組立てを行う。
【００５６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、巻立時には、押圧手段を径方向内側に移動させることによって、防水シート保護ローラが径方向外側となるので、弛んだ防水シートは防水シート保護ローラに接触し、押圧手段に接触することはない。従って、防水シートは、防水シート保護ローラの回転と共に円滑に展張され、巻立てが阻害されることはなく、その破損を防止することができるといった優れた効果を発揮する。
【００５７】
さらに、防水シート押え板の周方向端部を面取りしたため、万一、防水シートが押圧装置に接触しても引っ掛かることはなく、新設防水シート固定装置の信頼性を高めることができる。また、位置規制部材を設けたことによって、展張、巻立後に、新設防水シートの位置調整を行う必要がなく、作業の効率化及び時間短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を示した正面図である。
【図２】本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を示した側面図である。
【図３】本発明に係るトンネル掘進機の防水シートの固定装置の好適な実施の形態を径方向内側より示した平面図である。
【図４】防水シートの敷設装置を示した概略断面図である。
【図５】図４の一部拡大断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 防水シート
１ｂ 新設防水シート
３ トンネル掘進機
６ 防水シート受けフレーム
８ 新設防水シート固定装置
１８ 押えジャッキ
１９ 防水シート押え板
３５ 押圧手段
３６ （押圧手段の）外側端
３７ 防水シート保護ローラ
３８ 位置規制部材

Claims (2)

1. トンネル掘進機で組み立てられるセグメントの外周面に敷設すべくトンネル掘進機内で巻き立てられた防水シートの重合部を接合する際に新たに巻き立てられた新設防水シートを所定位置に固定するトンネル掘進機における防水シートの固定装置であって、上記新設防水シートをその外周から覆う防水シート受けフレームと、上記トンネル掘進機の径方向外側に移動して上記新設防水シートを上記防水シート受けフレーム側へ押圧する押圧手段と、上記押圧手段の周方向両側に設けられ押圧手段が径方向内側に移動したときに押圧手段の外側端よりも径方向外側に位置する防水シート保護ローラとを備えたことを特徴とするトンネル掘進機における防水シートの固定装置。
2. 上記防水シート保護ローラのトンネル掘進機の軸方向前方に、上記新設防水シートの巻立時にその軸方向位置を規制する位置規制部材を設けた請求項１記載のトンネル掘進機における防水シートの固定装置。

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