JP4358693B2 - セグメント搬入装置および搬入方法 - Google Patents

Description

本発明は、シールドトンネルに取り付けられるセグメントの搬入装置および搬入方法に係り、幅の異なるセグメントを容易に搬入することができるセグメントの搬入装置および搬入方法に関する。

シールドトンネルを施工する際には、シールドトンネルの壁面を構成するセグメントを発進立坑側から切羽方向に搬送する。このようなセグメントは、たとえばシールドトンネルの発進立坑からシールドトンネル内に搬入され、発進立坑の近傍に設けられたストックエリアに適宜ストックされる。その後、ストックエリアから切羽方面に搬送させる。

このように、セグメントをシールドトンネル内に搬入する技術として、たとえば特開平１０−３７６９８号公報に開示されたセグメント搬送装置がある。このセグメント搬送装置は、立坑内に設けられ、セグメント把持機を有する昇降ガイドを有している。また、地上における立坑の近傍にはクレーンが設けられており、立坑から形成されるシールドトンネルの立坑近傍には、セグメントを仮置きするセグメント仮置き台が設置されている。さらに、昇降ガイドの下端部位置では、セグメント把持機から受け取ったセグメントをセグメント仮置き台まで搬送するシャトルサーバが設けられている。クレーンで立坑内に搬入されたセグメントは、昇降ガイドに沿って昇降するセグメント把持機でシールドトンネルの入口まで搬送され、シャトルサーバによって仮置き台まで搬送される。こうして、セグメントをシールドトンネル内に容易に搬入することができる。
特開平１０−３７６９８号公報

ところで、近年におけるシールドトンネルでは、急なカーブを有するものも少なくない。シールドトンネルにおいて、急カーブとなる部位では、直線状の部位と同様のセグメントを用いると、セグメントの幅が広すぎてカーブのＲに合わないという事態が生じる。このため、急カーブとなる部位では、幅の狭いセグメントが用いられることがある。

ここで、上記特許文献１に開示されたセグメントの搬送装置では、通常の幅のセグメントを容易にシールドトンネル内に搬入することができるものの、幅の狭いセグメントについては、シールドトンネル内に容易に搬入することはできないという問題があった。

また、シールドトンネル内に搬入されたセグメントは、立坑またはセグメントの仮置き台などから切羽近傍まで、たとえば台車に搭載して搬送される。このように、セグメントを台車に搭載して搬送する際にも、幅の狭いセグメントを台車に搭載できないという問題が生じるものであった。

そこで、本発明の課題は、セグメントをシールドトンネル内に搬入する際、または切羽まで搬送する際に、サイズの異なるセグメントを容易に取り扱うことができるようにしたセグメントの搬入装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係るセグメントの搬入装置は、シールドトンネル内に、セグメントおよびセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを搭載して立坑側から切羽側に搬送可能なセグメント搭載台車が設けられるとともに、小幅セグメントをセグメント搭載台車に搭載する際に、小幅セグメントを載置するセグメント搭載用パレットを有し、セグメント搭載台車が進入可能であり、かつセグメントの幅よりも大きい幅を持って離間して配置された一対のセグメント支持部材と、セグメント支持部材を昇降する昇降部材とを有し、セグメント支持部材でセグメントおよび小幅セグメントを支持する仮受リフタが設けられており、セグメント搭載用パレットは、セグメント支持部材の離間幅よりも大きな幅を有しており、セグメント搭載用パレットがセグメント支持部材によって支持可能とされており、小幅セグメントをセグメント搭載台車に搭載する際、セグメント搭載用パレットに載置した状態の小幅セグメントを、セグメント搭載台車に搭載するものである。

本発明に係るセグメントの搬入装置においては、通常のセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを搬送する際、小幅セグメントを載置するセグメント搭載用パレットを用いている。このため、セグメント搭載用パレットに小幅セグメントを載置することにより、小幅セグメントについても、通常のセグメントと同様に取り扱うことができる。したがって、通常のセグメントを載置するために製造されたセグメント搭載台車であっても、小幅セグメントを容易に搭載して搬送することができる。

このように、セグメント搭載台車が進入可能であり、セグメント支持部材を昇降する昇降部材を有する仮受リフタを用いることにより、セグメントの移載を容易に行うことができる。この仮受リフタは、セグメントの幅よりも大きい幅を持って離間して配置されている。したがって、通常のセグメントを支持することができるものの、幅の狭い小幅セグメントを支持することができず、このままでは、仮受リフタを用いて小幅セグメントを容易に移載することができないことになる。この点、本発明に係るセグメント搬入装置では、小幅セグメントをセグメント搭載用パレットに載置している。このため、セグメント搭載用パレットを介して小幅セグメントを仮受リフタに載置することができるので、小幅セグメントについても、仮受リフタを用いて容易に移載することができる。

また、立坑から下降搬入されたセグメントおよび小幅セグメントを仮受リフタまで搬送する移載台車が設けられ、移載台車の幅は一対のセグメント支持部材の離間幅よりも狭くされ、移載台車は一対のセグメント支持部材の間に進入可能とされており、移載台車には、セグメント搭載用パレットを介して小幅セグメントが搭載されており、小幅セグメントは、セグメント搭載用パレットとともに移載台車から仮受リフタに移載される態様とすることもできる。

このように、立坑から搬入する際にも、セグメント搭載用パレットを用いることにより、小幅セグメントを通常のセグメントと同様に容易に搬入することができる。

さらに、仮受リフタにおける一対のセグメント支持部材にはセグメントを保持するセグメント保持部材が取付可能とされている態様とすることもできる。

セグメント支持部材にセグメントを載置する際、セグメントの曲面をセグメント支持部材に接触させた状態となるので、セグメントを載置する際の安定感が低くなる。この点、本発明に係るセグメントの搬入装置では、セグメント支持部材にセグメント保持部材を取付可能としている。このため、セグメント支持部材により、安定した状態でセグメントを保持することができる。

また、セグメント搭載台車が複数連結されており、セグメント搭載台車の走路には、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントおよび小幅セグメントを積み替えるセグメント積み替え手段が配置されており、小幅セグメントは、セグメント搭載用パレットに載置された状態で、セグメント積み替え手段により積み替えられる態様とすることもできる。

このように、セグメント搭載台車の走路にセグメント積み替え手段が配置されていることにより、セグメントを容易にセグメント搭載台車に積み替えることができる。また、このときにも、小幅セグメントをセグメント搭載用パレットに載置することにより、通常のセグメントと同様、容易にセグメント搭載台車に積み替えることができる。

他方、上記課題を解決した本発明に係るセグメント搭載用パレットは、シールドトンネル内に、セグメントおよびセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを搭載して立坑側から切羽側に搬送するセグメント搭載台車に搭載可能であるとともに、小幅セグメントをセグメント搭載台車に搭載する際、小幅セグメントを載置した状態で、セグメント搭載台車に搭載するものである。

また、上記課題を解決した本発明に係るセグメント搬入方法は、セグメントおよびセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを、シールドトンネル内に設けられたセグメント搭載用台車に搭載するにあたり、小幅セグメントを載置可能なセグメント搭載用パレットに小幅セグメントを載置し、セグメントは、セグメント搭載台車に搭載し、小幅セグメントは、セグメント搭載用パレットを介してセグメント搭載台車に搭載して、セグメントおよび小幅セグメントを、シールドトンネルにおける立坑側から切羽側の搬送することを特徴とする。

本発明に係るシールドトンネルのセグメントの搬入装置によれば、セグメントをシールドトンネル内に搬入する際、または切羽まで搬送する際に、サイズの異なるセグメントを容易に取り扱うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセグメント搬入装置が設けられたシールドトンネルの発進立坑近傍の側断面図、図２は、シールドトンネルの側断面図、図３は、シールドトンネルの平断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るセグメント搬入装置は、地上におけるシールドトンネルＴの発進立坑（以下「立坑」という）Ｈの近傍に配置された橋形クレーン１を有している。立坑Ｈにおける地上入口には、セグメントおよび小幅セグメントを搭載して搬送する移載台車２が配置されている。移載台車２は、通常のセグメントの幅よりも狭くされており、移載台車２の通常のセグメントを搭載した際、セグメントは、その両側は移載台車２の側方から少しはみ出すようにして搭載される。図１〜図５では、セグメントとして小幅セグメントＮを搬入する状態を描いている。

地上における立坑Ｈの近傍位置には、地上セグメントストックエリアＧＥが形成されており、地上セグメントストックエリアＧＥには、図示はしないが、多数のセグメントがストックされている。地上セグメントストックエリアＧＥにストックされたセグメントＳは、橋形クレーン１に吊持されて、立坑Ｈの地上入口に配置された移載台車２に載置される。

また、立坑Ｈには、その高さ方向に沿って、移載台車２および移載台車２に搭載されたセグメントを地上からシールドトンネルＴ内に搬入するリフト３が設けられている。移載台車２は自走式であり、橋形クレーン１によってセグメントを載置された後、移載台車２は自走してリフト３に進入する。リフト３は、セグメントを搭載した移載台車２を地上からシールドトンネルＴ内に搬入する。

さらに、シールドトンネルＴにおける立坑Ｈの近傍位置には、図２にも示すように、入口側仮受リフタ４が設けられている。入口側仮受リフタ４は、一対のベース部材を有しており、これらのベース部材の上に、それぞれ昇降アームが設けられている。これらのベース部材および昇降アームは、それぞれ一対設けられている。昇降アーム同士の離間幅は、それぞれベース部材同士の離間幅とほぼ同一とされている。

昇降アームが上昇した状態では、昇降アームの高さ位置が移載台車２におけるセグメント載置高さよりも高い高さ位置となる。また昇降アームが下降した状態では、昇降アームの高さ位置は、移載台車２におけるセグメント載置高さよりも低い高さ位置となる。

一対のベース部材の離間幅は、移載台車２の幅よりも広く設定されている。このため、一対のベース部材の間に移載台車２が進入可能とされている。また、昇降アームの離間幅は、通常のセグメントの幅よりも狭く設定されている。このため、昇降アーム上に、通常のセグメントを直接載置可能とされている。

したがって、昇降アームが下降した状態では、セグメントを搭載した移載台車２が、セグメントをぶつけることなく、入口側仮受リフタ４に進入することができる。また、移載台車２が進入した後、昇降アームを上昇させることにより、セグメントが移載台車２から昇降アームに移載される。

また、シールドトンネルＴ内における立坑Ｈの近傍位置には、トンネル内セグメントストックエリアＴＥが形成されており、トンネル内セグメントストックエリアＴＥには、ストックラック５が設けられている。

ストックラック５は、図３に示すように、シールドトンネルＴの掘削方向に沿って敷設されたストックエリアレール６に沿って形成されている。地上のヤードが狭いなどの理由から、シールドトンネル内にセグメントを仮置きする場合があるが、小断面トンネルでは、セグメントを横置きする（トンネルの掘削方向に対してセグメントの長尺側を直交する方向に載置する）ことが困難となる場合がある。この点、本実施形態のストックラックは、シールドトンネルの掘削方向の沿って形成されており、セグメントを縦置きできるので、小断面のトンネルであっても、セグメントを仮置きするスペースを容易に確保することができる。

ストックエリアレール６の側方には、資材搬送の本線レールＲが延在している。ストックエリアレール６は、Ｙ形の切り替えポイントＰで本線レールＲと合流している。切り替えポイントＰは、本線レールＲとストックエリアレール６との切り替えを可能としている。また、本実施形態では切り替えポイントＰを設けているが、切り替えポイントに代えて、いわゆるトラバーサを用いることもできる。

ストックラック５は、ストックエリアレール６の両側に沿った２本の支持レールを有しており、２本の支持レール間の幅は、通常のセグメントの幅よりも広く設定されている。したがって、通常のセグメントは、２本の支持レール上に載置して、トンネル内セグメントストックエリアＴＥにストックすることができる。ストックラック５における坑口側端部は、入口側仮受リフタ４の近傍位置に配置されている。支持レールの高さ位置は、入口側仮受リフタ４の昇降アームが上昇した際の昇降アームの高さ位置とほぼ同じ高さ位置となる。

また、ストックラック５の切羽側端部の近傍位置には、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８が設けられている。第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８は、互いに同一の構成を有しており、その構成を第一仮受リフタ７で説明する。

第一仮受リフタ７は、図４に示すように、ストックエリアレール６の両側に設けられた一対のベース部材１１を備えている。ベース部材１１の上には、第一昇降アーム１２が設けられ、第一昇降アーム１２の上には、第二昇降アーム１３が設けられている。したがって、ベース部材１１のほか、第一昇降アーム１２および第二昇降アーム１３も、ストックエリアレール６を介してそれぞれ一対設けられている。

ベース部材１１と第一昇降アーム１２との間には、油圧式の第一伸縮ロッド１４が設けられている。第一伸縮ロッド１４が伸長することにより、第一昇降アーム１２が上昇し、第一伸縮ロッド１４が収縮することにより、第一昇降アーム１２が下降する。第一昇降アーム１２および第二昇降アーム１３が上昇しているとき、第二昇降アーム１３の高さ位置は、ストックラック５の支持レールの高さ位置とほぼ同じ高さ位置となる。

また、第一昇降アーム１２と第二昇降アーム１３との間には、やはり油圧式の第二伸縮ロッド１５が設けられている。この第二伸縮ロッド１５が伸長することにより、第二昇降アーム１３が第一昇降アーム１２に対して相対的に上昇し、第二伸縮ロッド１５が収縮することにより、第二昇降アーム１３が第一昇降アーム１２に対して下降する。一対の第二昇降アーム１３の離間距離は、通常のセグメントの幅よりも大きくされている。このため、一対の第二昇降アーム１３上に、通常の幅のセグメントを直接載置可能とされている。

このように、入口側仮受リフタ４が、昇降アームを１組有する、いわば１段式のリフタであるのに対して、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８は、昇降アームを２組有する、いわば２段式のリフタである。リフタとしては、入口側仮受リフタ４のように、１段式のものの方が構造的に簡素であるため、コスト面等を考慮すると、可能であれば、１段式のものを用いるのが好ましい。ただし、本実施形態のように、小断面のシールドトンネルにおける坑内では、断面が小さいことから、小型のリフタを用いる必要が生じる。そこで、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８としては、ジャッキストロークが短くて済む２段式のリフタを用いている。このように、２段式のリフタは、小断面のトンネルにおけるリフタとして用いて好適である。

さらに、入口側仮受リフタ４と第一仮受リフタ７との間には、図２に示すように、ストックエリアレール６を走行可能なストック台車９が配置されている。ストック台車９には、昇降セグメント支持部材が設けられている。昇降セグメント支持部材は、昇降可能なセグメント支持部を備えており、セグメント支持部材が上昇すると、ストックラック５の支持レールの高さ位置よりも高い位置に到達する。

ストックラック５上に載置されたセグメントは、ストック台車９がこのセグメントの真下に入り込み、昇降セグメント支持部材を上昇させることにより、ストック台車９における昇降セグメント支持部材によって支持可能である。また、ストック台車９は、昇降セグメント支持部材を上昇させ、セグメントを支持した状態でストックエリアレール６を走行可能である。このストック台車９は、ストックラック５で支持したセグメントを第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８のうち、セグメントが搭載されていないものまで搬送する。その後、昇降セグメント支持部材を下降させることにより、セグメントを第一仮受リフタ７または第二仮受リフタ８に移載する。

さらに、本線レールＲには、図５に示すセグメント搭載台車２１〜２４が配置されている。セグメント搭載台車２１は、通常のセグメントを搭載可能であり、その幅は、通常のセグメントの幅よりも狭い幅とされている。セグメント搭載台車２１〜２４には、セグメントが搭載され、機関車２５によって立坑Ｈ付近から図示しない切羽まで搬送される。

他方、本実施形態に係るセグメント搬送装置が用いられるシールドトンネルでは、図示しない急カーブとなる領域がある。この急カーブ領域では、通常のセグメントを用いると、カーブのＲを保持しながらシールド掘進機による掘進を続けるのが困難となる。

そこで、急カーブとなる領域では、通常のセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントＮが用いられる。本実施形態に係るセグメント搬送装置では、通常のセグメントのほか、通常のセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントＮを搬送する。小幅セグメントを搬送する際には、図６に示すセグメント搭載用パレット（以下「パレット」という）３０を用いる。パレット３０は、たとえばアルミニウムによって製造されている。

図６に示すように、パレット３０は、前ロッド３１と後ロッド３２とを有するベース部材を備えている。これらの前ロッド３１および後ロッド３２の幅は、いずれも通常のセグメントの幅とほぼ同一とされており、セグメント支持部材の離間幅よりも大きな幅に設定されている。

前ロッド３１と後ロッド３２とは、接続ロッド３３，３４によって接続されており、前ロッド３１および後ロッド３２には、それぞれセグメント支持部３５，３６が設けられている。前セグメント支持部３５は、後方が下がる傾斜を有して設けられており、後セグメント支持部３６は、前方が下げる傾斜を有して設けられている。これらの前セグメント支持部３５と後セグメント支持部３６との間に掛け渡される形で、小幅セグメントＮが載置される（図５参照）。

接続ロッド３３，３４の側方からは、スイッチングロッド３７，３８が突出して設けられている。左スイッチングロッド３７の左端部は、前ロッド３１および後ロッド３２の左端部を繋いだ直線上に位置している。また、右スイッチングロッド３８の右端部は、前ロッド３１および後ロッド３２の右端部を繋いだ直線上に位置している。これらのスイッチングロッド３７，３８は、仮受リフタ４，７，８、ストックラック５、ストック台車９、および移載台車２にそれぞれ設けられた図示しないリミットスイッチの位置に対応して配置されている。これらのリミットスイッチをスイッチングロッド３７，３８がたたくことにより、仮受リフタ４，７，８、ストックラック５、ストック台車９、または移載台車２にパレット３０が搭載されたことを検出することができるようにされている。

以上の構成を有する本実施形態に係るセグメント搬入装置の動作手順について説明する。本実施形態に係るセグメント搬入装置では、通常のセグメントおよび通常より幅の狭い小幅セグメントが搬入される。小幅セグメントＮは、橋形クレーン１によって立坑から搬入される前に、図６に示すパレット３０に搭載され、このパレット３０に搭載された状態で立坑から搬入される。小幅セグメントＮがパレット３０に搭載された後は、通常のセグメントと小幅セグメントＮとでは、同様の手順によってシールドトンネル内への搬入が行われる。この搬入手順について、図７ないし図１０を参照して説明する。

図７は、本実施形態に係るセグメント搬入装置によるセグメントの搬入手順を示すフローチャート、図８は、セグメントの搬入手順を示す工程図、図９は、図７に続くセグメントの搬入手順を示すフローチャート、図１０は、図８に続く工程を示す工程図である。

図７および図８に示すように、セグメントを搬入するにあたり、地上セグメントストックエリアＧＥでは、セグメントＳを複数、たとえば３個を１組として移載台車２に搭載する（Ｓ１）。セグメントＳを移載台車２に搭載する際には、セグメントＳを橋形クレーン１で吊持し、そのまま移載台車２上に載置することによって搭載する。

移載台車２にセグメントを搭載したら、地上に設けられた操作盤を操作することにより、移載台車２の自動搬送が開始される（Ｓ２）。自動搬送が開始されると、まず、立坑Ｈに設けられたリフト３に移載台車２が進入し、格納される（Ｓ３）。移載台車２が進入するまでの間、地上では、移載台車２の走行を周知させるために、メロディーが流れる。

また、リフト３には、図示しない光電センサが設けられており、移載台車２がリフト３における所定の前後左右位置からはみ出したことを検出している。この光電センサによって移載台車２がはみ出したことを検出すると、自動搬送が停止し、その後は、移載台車２の位置を修正した後、手動運転によって後の工程が継続される。

それから、把持ブレーキを開放し、その後、リフト３に格納された移載台車２は、リフト３によってシールドトンネルＴの入口まで下降搬送される（Ｓ４）。リフト３が下降している間、リフト３の下降を周知させるためのメロディーが流れるとともに、別途設けられたパトライトが点灯回転する。

移載台車２がシールドトンネルＴまで下降搬送されたら、把持ブレーキが作動し、リフト３におけるゲートが開放する。その後、移載台車２が自動運転によって入口側仮受リフタ４の位置まで移動する（Ｓ５）。入口側仮受リフタ４は、移載台車２が到着する前は、昇降アームを下降させた状態で移載台車２を待ち受けている。このときの昇降アームの高さ位置は、移載台車２に搭載されたセグメントＳの高さ位置よりも低くなっている。

移載台車２が入口側仮受リフタ４の位置に到達したら、移載台車２から入口側仮受リフタ４にセグメントＳが移載される（Ｓ６）。移載台車２から入口側仮受リフタ４にセグメントＳを移載する際には、移載台車２は、入口側仮受リフタ４のほぼ中央位置に停止し、この状態で、入口側仮受リフタ４の昇降アームを上昇させる。

昇降アームを上昇させると、昇降アームの高さ位置が上昇し、移載台車２に搭載されたセグメントの高さ位置よりも高くなる。ここで、昇降アーム同士の離間幅は、セグメントの幅よりも狭くされているので、昇降アームの上昇に伴い、セグメントＳは、昇降アーム上に搭載された状態で持ち上げられる。昇降アームが上昇動作を行っている間、パトライトが点灯回転し、セグメントＳの持ち上げ動作を行っていることを周囲に周知している。やがて、昇降アームの上昇が完了すると、昇降アーム上にセグメントＳが載置された状態となる。こうして、移載台車２から入口側仮受リフタ４への移載が完了する。

入口側仮受リフタ４への移載が完了したら、移載台車２は、入口側仮受リフタ４の位置から移動し、立坑Ｈにおけるリフト３に再び格納され、ゲートが閉じる。それから、リフト３によって上昇させられることにより（Ｓ７）、地上セグメントストックエリアＧＥに戻る。リフト３が上昇している間は、メロディーが流れるとともに、パトライトが点灯回転する。こうして、次のセグメントＳの下降搬入作業に備える。

また、入口側仮受リフタ４には、移載台車２が移動した後、ストック台車９が進入する。ストック台車９が入口側仮受リフタ４に進入する際には、ストック台車９の昇降セグメント支持部材９Ａは下降した状態にある。ストック台車９が入口側仮受リフタ４に進入したら、ストック台車９は、入口側仮受リフタ４からストック台車９にセグメントＳを移載させる（Ｓ８）。この間、やはりメロディーが流れるとともに、パトライトが点灯回転する。

セグメントＳを移載させるにあたり、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させる。昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させると、昇降セグメント支持部材９Ａは、入口側仮受リフタ４における昇降アームを上昇させた際の昇降アームの高さ位置よりも高い位置に到達する。このため、昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させることにより、入口側仮受リフタ４における昇降アーム上に載置されたセグメントＳは、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａに移載される。

ストック台車９上にセグメントＳが移載されたら、そのままストック台車９を走行させる（Ｓ９）。こうして、ストック台車９をトンネル内セグメントストックエリアＴＥに移動させる。ストック台車９は、トンネル内セグメントストックエリアＴＥにおいて、移動させたセグメントＳをストックラック５上に移載する（Ｓ１０）。

ストック台車９からストックラック５上にセグメントＳを移載する際には、ストックラック５のうち、切羽に近い側の開いている場所にストック台車９を移動させる。この場所で、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａを下降させる。

昇降セグメント支持部材９Ａを最も下方に下降させた状態では、昇降セグメント支持部材９Ａは、ストックラック５の支持レールの高さよりも低くなる。また、２本の支持レール間の幅は、セグメントＳの幅よりも狭くされている。このため、昇降セグメント支持部材９Ａを下降させることにより、セグメントＳは、支持レール上に載置された状態となる。このようにして、セグメントをストックラック５の支持レール上に載置することにより、セグメントＳはストックラック５にストックされる。

このように、ストックラック５に対してセグメントＳをストックする作業を順次行う。こうして、ストックラック５には、複数組のセグメントＳがストックされた状態とする。また、セグメントＳをストックしている間、ストックラック５とセグメントＳとの間には、図示しないセグメント保持部材が介在されている。セグメントＳは、ストックラック５に載置された状態では、曲面がストックラック５に接触しており、安定感が低い状態となる。ここで、セグメント保持部材が設けられていることにより、セグメントを安定した状態で支持しておくことができる。セグメント保持部材としては、適宜のものを用いることができるが、たとえばセグメントＳとストックラックとの間にかませる楔などを用いることができる。また、セグメントＳの曲面の曲率に合わせた溝が形成された台座などを用いることもできる。

ここまで、セグメントＳが通常のセグメントである場合の搬入手順について説明したが、次に、搬入対象となるセグメントが通常のセグメントよりも幅の狭い小幅セグメントＮである場合について説明する。搬入対象となるセグメントが小幅セグメントＮである場合には、ステップＳ１に移載台車２にセグメントを搭載する前に小幅セグメントＮをパレット３０（図６）に載置しておく。小幅セグメントＮをパレット３０に載置する際には、橋形クレーン１で小幅セグメントＮを吊持し、パレット３０上に降ろして載置するようにする。また、小幅セグメントＮは幅が狭いことから、パレット３０上には、たとえば小幅セグメントＮを２列にして載置する。

この小幅セグメントＮが載置されたパレット３０を橋形クレーン１で吊持し、小幅セグメントＮが載置されたパレット３０を介して、小幅セグメントＮを移載台車２に搭載する。その後の小幅セグメントＮの搬入工程は、通常のセグメントの搬入工程と同様となる。

パレット３０に載置された小幅セグメントＮを移載台車２に搭載したら、移載台車２をリフト３に移動させ、その後、リフト３をシールドトンネルＴの入口まで下降移動させる。シールドトンネルＴの入口に下降移動させられた移載台車２は、その後、入口側仮受リフタ４まで自走し、入口側仮受リフタ４の位置で停止する。入口側仮受リフタ４は、昇降アームを上昇させることにより、昇降アーム上にパレット３０に載置された小幅セグメントＮを搭載する。このとき、昇降アームには、パレット３０における前後ロッド３１，３２が接触しており、昇降アームは、前後ロッド３１，３２を介してパレット３０および小幅セグメントＮを支持している。

こうして、パレット３０に載置された小幅セグメントＮを入口側仮受リフタ４に支持させたら、ストック台車９を入口側仮受リフタ４の位置まで移動させる。それから、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させ、パレット３０を介して小幅セグメントＮを昇降セグメント支持部材９Ａ上に搭載する。ここで、パレット３０の幅は、通常のセグメントの幅とほぼ同じに設定されている。このため、昇降セグメント支持部材９Ａによって、小幅セグメントＮを載置したパレット３０を支持することができる。

その後、ストックラック５の支持レールにおける最も切羽側の位置までストック台車９を走行させる。それから、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａを下降させて、ストックラック５の支持レール上にパレット３０に載置された小幅セグメントＮをストックする。このようにして、小幅セグメントＮは、パレット３０を介してストックラック５にストックされる。このように、搬入対象となるセグメントが小幅セグメントＮである場合でも、パレット３０を用いることにより、通常のセグメントと同様にしてシールドトンネル内に搬入することができる。

続いて、ストックラック５にストックされたセグメントＳを切羽近傍まで搬送する手順について説明する。ストックラック５にストックされたセグメントＳを切羽付近に搬送するにあたり、ストックラック５にストックされたセグメントＳを、ストックラック５から仮受リフタ７，８に移載する。

ストックラック５から仮受リフタ７，８にセグメントＳを移載するにあたり、まず、ストックラック５における最も切羽側にストックされているセグメントＳの組を第一仮受リフタ７に移載する。このため、ストック台車９は、昇降セグメント支持部材９Ａを下降させた状態で、ストックラック５の最も切羽側にストックされたセグメントＳの下方に移動させる。

それから、ストック台車９における昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させ、昇降セグメント支持部材９Ａによって一組のセグメントＳの組を支持する。この状態で、一組のセグメントＳを第一仮受リフタ７の位置まで搬送する。ストック台車９が第一仮受リフタ７の位置に到達したら、昇降セグメント支持部材９Ａを下降させる。昇降セグメント支持部材９Ａを最も低い位置まで下降させると、昇降セグメント支持部材９Ａに搭載されたセグメントＳの高さ位置は、仮受リフタ７，８の第二昇降アーム１３における上昇時の高さ位置よりも低い位置となる。したがって、第一仮受リフタ７の第二昇降アーム１３を上昇させておき、昇降セグメント支持部材９Ａを下降させることにより、第一仮受リフタ７に一組のセグメントＳを搭載することができる。こうして、ストックラック５にストックされていたセグメントＳを第一仮受リフタ７に移載することができる。

一組のセグメントＳを第一仮受リフタ７に移載したら、ストック台車９は、ストックラック５における次に切羽に近い位置にストックされた一組のセグメントＳの位置まで移動する。それから、ストック台車９は、昇降セグメント支持部材９Ａを上昇させて、一組のセグメントを搭載する。以後、同様にして、ストック台車９は、第二仮受リフタ８の位置まで移動し、昇降セグメント支持部材９Ａを下降させる。その際、第二仮受リフタ８の第二昇降アーム１３を上昇させておくことにより、ストックラック５にストックされていた一組のセグメントＳを第二仮受リフタ８に移載することができる。

仮受リフタ７，８にそれぞれ一組のセグメントＳを移載させた状態で、セグメント搭載台車２１〜２４に対して、それぞれセグメントの移載作業が行われる。

ストックラック５にストックされたセグメントＳは、図５に示すセグメント搭載台車２１〜２４に搭載されて、切羽近傍まで搬送される。セグメント搭載台車２１〜２４は、機関車２５によって切羽近傍まで搬送される。セグメントＳを切羽近傍まで搬送する際には、まず、切羽側から戻ってきたセグメント搭載台車２１〜２４が、切り替えポイントＰよりも切羽側の位置において、手動により機関車２５から切離される（Ｓ１１）。セグメント搭載台車２１〜２４と機関車２５との切離しは、両者を連結する連結ピンを外すことによって行われる。セグメント搭載台車２１〜２４が切離された機関車２５は、ストックエリアレール６の並設された本線レールＲに沿って移動させられ（Ｓ１２）、仮受リフタ７，８の先にある待機位置に停止させられる。

また、機関車２５からセグメント搭載台車２１〜２４を切離し、機関車２５を本線レールＲにおける待機位置に移動させた後、切り替えポイントＰをストックエリアレール６側に切り替える（Ｓ１３）。切り替えポイントＰの切り替え作業は、図示しない作業盤におけるボタン操作によって行う。また、切り替えポイントＰの切り替えとともに、ストックエリアレール６への進入を禁止する遮断機を開き、ストックエリアレール６に対して進入可能な状態とする。

切り替えポイントＰを切り替えたら、セグメント搭載台車２１〜２４に給電ケーブルとペンダントスイッチを取り付け、セグメント搭載台車２１〜２４に対して給電可能な状態とする。ペンダントスイッチを作動し、セグメント搭載台車２１〜２４に給電することにより、セグメント搭載台車２１〜２４が自走可能となる。なお、セグメント搭載台車２１〜２４としては、給電式のものではなく、バッテリ搭載型のものを用いることもできる。この場合には、給電ケーブルの取り付け作業は不要となる。また、ペンダントスイッチでなく、リモコンスイッチ（リモートコントロールスイッチ）を設けることもできる。この場合には、ペンダントスイッチの取り付け作業は不要となる。

それからペンダントスイッチを作動して、セグメント搭載台車２１〜２４に給電し、セグメント搭載台車２１〜２４を自走させて、ストックエリアレール６に沿って移動させる（Ｓ１４）。仮受リフタ７，８には、図示しない台車到達センサが設けられており、台車到達センサでセグメント搭載台車２１，２２が到達したことを検知したときに、表示ランプを点灯させる。こうして、第一セグメント搭載台車２１を第一仮受リフタ７の位置に、第二セグメント搭載台車２２を第二仮受リフタ８の位置に、それぞれ配置する。その後、図示しない操作盤におけるボタン操作によって、セグメント搭載台車の逸走防止作動を行う。逸脱防止装置が作動した際は、セグメント搭載台車が所定位置から±５０ｍｍの範囲を外れたときに、強制的に位置修正する機能を有している。

その後、第一セグメント搭載台車２１および第二セグメント搭載台車２２をそれぞれ第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８の位置に配置したら、図１０（ａ）に示すように、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８のそれぞれの第一昇降アーム１２および第二昇降アーム１３を下降させる。すると、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８に搭載されたセグメントＳは、それぞれ第一セグメント搭載台車２１および第二セグメント搭載台車２２に移載される。こうして、第一セグメント搭載台車２１および第二セグメント搭載台車２２に対して、セグメントの積込を行う（Ｓ１５）。第一昇降アーム１２および第二昇降アーム１３が下降している間、図示しないパトライトが点灯回転する。

第一セグメント搭載台車２１および第二セグメント搭載台車２２に対してセグメントを搭載したら、セグメント搭載台車２１〜２４を一旦切羽側に移動させ、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８から外れた位置に待機させる。この状態で、ストック台車９によって、ストックラック５にストックされた一組のセグメントＳを、それぞれ第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８に移載する。第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８に対する移載手順は、上記の場合と同様とすることができる。

こうして、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８に対して、セグメントＳをそれぞれ移載したら、第三セグメント搭載台車２３および第四セグメント搭載台車２４を、それぞれ第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８に位置に移動させる。この状態から、第一仮受リフタ７および第二仮受リフタ８における第一昇降アーム１２および第二昇降アーム１３をそれぞれ下降させ、第三セグメント搭載台車２３および第四セグメント搭載台車２４に対して、それぞれセグメントを移載する。なお、ここまでの移載作業をすべて自動運転させることもできる。

このようにして、各セグメント搭載台車２１〜２４にセグメントＳが搭載され、セグメント搭載台車２１〜２４に対するセグメントの積込作業が済んだら、図示しない作業盤のボタン操作により、逸走防止動作を解除する。その後、図１０（ｂ）に示すように、セグメント搭載台車２１〜２４を切羽方向に移動させる（Ｓ１６）。なお、図１０では、セグメント搭載台車を模式的に２台のみ描いているが、実際には、４台のセグメント搭載台車が連結されている。

セグメント搭載台車２１〜２４の移動が開始し、セグメント搭載台車２１〜２４が切り替えポイントＰを超えた時点で、一旦セグメント搭載台車２１〜２４を停止させる。それから、切り替えポイントＰをストックエリアレール６側から本線レールＲの待機位置側に切り替える（Ｓ１７）。

その後、機関車２５を発進させ、切り替えポイントＰを超えた位置に待機するセグメント搭載台車２１〜２４の位置まで移動させる（Ｓ１８）。そして、セグメント搭載台車２１〜２４に機関車２５を連結し（Ｓ１９）、機関車２５によって、セグメント搭載台車２１〜２４に搭載されたセグメントＳを切羽近傍位置まで搬送する。

ここまで、セグメントとして通常のセグメントＳを搬送する場合について説明したが、小幅セグメントＮを搬送する場合であっても、小幅セグメントＮがパレット３０に搭載されていることから、同様の手順によることができる。小幅セグメントＮをセグメント搭載台車２１〜２４に搭載するにあたり、小幅セグメントＮは、パレット３０の上に載置されている。このパレット３０の上に載置された状態で、ストックラック５上に載置され、ストック台車９によって仮受リフタ７，８に移載された後、仮受リフタ７，８からセグメント搭載台車２１〜２４に移載される。

このように、小幅セグメントＮは、ストックラック５からセグメント搭載台車２１〜２４に移載される間、パレット３０上に載置されていることから、その移載作業を通常のセグメントＳと同様、容易に行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、パレット上の６個の小幅セグメントを載置するようにしているが、さらに多い数あるいは少ない数の小幅セグメントを載置する態様とすることができる。

また、上記実施形態では、セグメントの幅が２種類のみの例について説明しているが、さらに多種類のサイズのセグメントであっても同様にして取り扱うことができる。また、サイズの異なるセグメントについて、それぞれのサイズに対応するパレットを用意することもできるし、数種類のサイズのセグメントを載置することができるパレットを用意する態様とすることもできる。

さらに、上記実施形態では、移載台車を用いて入口側仮受リフタにセグメントを移載しているが、リフトから入口側仮受リフタに直接セグメントを移載する態様とすることもできる。また、上記実施形態では４台のセグメント搭載台車を連結した態様としているが、単数のセグメント搭載台車としたり、４台を超え、あるいは４台未満の複数のセグメント搭載台車を連結したりする態様とすることもできる。

他方、たとえばセグメント搭載台車でセグメントを搬送している間、セグメント搭載台車同士の間で、セグメントを積み替える作業を行うことが考えられる。このようなセグメントの積み替え作業を行う際、たとえばセッタと呼ばれる装置を用いて、セグメントをセグメント搭載台車から持ち上げ、この状態で空のセグメント搭載台車を移動させることにより、セグメントの積み替えを行うことがある。このようなセグメントの積み替えを行う際にも、パレットを用いることにより、通常の幅のセグメントと同様に、小幅セグメントを取り扱うことができる。

本発明の実施形態に係るセグメント搬入装置が設けられたシールドトンネルの発進立坑近傍の側断面図である。 シールドトンネルの側断面図である。 シールドトンネルの平断面図である。 トンネル内セグメントストックエリアの斜視図である。 セグメント搭載台車の斜視図である。 セグメント搭載用パレットの斜視図である。 セグメント搬入装置によるセグメントの搬入手順を示すフローチャートである。 セグメントの搬入手順を示す工程図である。 図７に続くセグメントの搬入手順を示すフローチャートである。 図８に続く工程を示す工程図である。

符号の説明

１…橋形クレーン
２…移載台車
３…リフト
４…入口側仮受リフタ
５…ストックラック
６…ストックエリアレール
７…第一仮受リフタ
８…第二仮受リフタ
９…ストック台車
９Ａ…昇降セグメント支持部材
１１…ベース部材
１２…第一昇降アーム
１３…第二昇降アーム
１４…第一伸縮ロッド
１５…第二伸縮ロッド
２１〜２４…セグメント搭載台車
２５…機関車
３０…パレット
ＧＥ…地上セグメントストックエリア
Ｈ…立坑
Ｎ…小幅セグメント
Ｐ…切り替えポイント
Ｒ…本線レール
Ｓ…セグメント
Ｔ…シールドトンネル
ＴＥ…トンネル内セグメントストックエリア

Claims (5)

1. シールドトンネル内に、セグメントおよび前記セグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを搭載して立坑側から切羽側に搬送可能なセグメント搭載台車が設けられるとともに、
   前記小幅セグメントを前記セグメント搭載台車に搭載する際に、前記小幅セグメントを載置するセグメント搭載用パレットを有し、
   前記セグメント搭載台車が進入可能であり、かつ前記セグメントの幅よりも大きい幅を持って離間して配置された一対のセグメント支持部材と、前記セグメント支持部材を昇降する昇降部材とを有し、前記セグメント支持部材で前記セグメントおよび前記小幅セグメントを支持する仮受リフタが設けられており、
   前記セグメント搭載用パレットは、前記セグメント支持部材の離間幅よりも大きな幅を有しており、前記セグメント搭載用パレットが前記セグメント支持部材によって支持可能とされており、
   前記小幅セグメントを前記セグメント搭載台車に搭載する際、前記セグメント搭載用パレットに載置した状態の小幅セグメントを、前記セグメント搭載台車に搭載することを特徴とするセグメント搬入装置。
2. 立坑から下降搬入された前記セグメントおよび前記小幅セグメントを前記仮受リフタまで搬送する移載台車が設けられ、前記移載台車の幅は前記一対のセグメント支持部材の離間幅よりも狭くされ、前記移載台車は前記一対のセグメント支持部材の間に進入可能とされており、
   前記移載台車には、前記セグメント搭載用パレットを介して前記小幅セグメントが搭載されており、
   前記小幅セグメントは、前記セグメント搭載用パレットとともに前記移載台車から前記仮受リフタに移載される請求項１に記載のセグメント搬入装置。
3. 前記仮受リフタにおける一対のセグメント支持部材には、前記セグメントを保持するセグメント保持部材が取付可能とされている請求項１または請求項２に記載のセグメント搬入装置。
4. 前記セグメント搭載台車が複数連結されており、
   前記セグメント搭載台車の走路には、前記セグメント搭載台車に搭載された前記セグメントおよび前記小幅セグメントを積み替えるセグメント積み替え手段が配置されており、
   前記小幅セグメントは、前記セグメント搭載用パレットに載置された状態で、前記セグメント積み替え手段により積み替えられる請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のセグメント搬入装置。
5. セグメントおよび前記セグメントよりも幅の狭い小幅セグメントを、シールドトンネル内に設けられたセグメント搭載用台車に搭載するにあたり、
   前記小幅セグメントを載置可能なセグメント搭載用パレットに前記小幅セグメントを載置し、
   前記セグメントは、前記セグメント搭載台車に搭載し、
   前記小幅セグメントは、前記セグメント搭載用パレットを介して前記セグメント搭載台車に搭載して、
   前記セグメントおよび前記小幅セグメントを、前記シールドトンネルにおける立坑側から切羽側の搬送することを特徴とするセグメント搬入方法。

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