JP4929360B2 - Segment excavator for tunnel excavator - Google Patents

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Description

本発明は、シールド掘削機等トンネル掘削機におけるモノレール(モノラック)式のセグメント組立装置に関する。   The present invention relates to a monorail (monorack) type segment assembling apparatus in a tunnel excavator such as a shield excavator.

従来から、シールド掘削機において、掘削されたトンネルの内周をセグメントリングにより一次覆工することが良く知られており、その際のセグメント組立装置としても、リング式、ラックアンドピニオン式や中空軸式等各種構造のものが提案されている。   Conventionally, in shield excavators, it is well known that the inner circumference of a tunnel that has been excavated is primarily lined with a segment ring. As a segment assembly device at that time, a ring type, a rack and pinion type, a hollow shaft, etc. Various structures such as formulas have been proposed.

そして、近年では、例えば片道3車線以上の幅を有するトンネル施工の要請が多いが、これらの広幅のトンネルを真円型のシールド掘削機で掘削すると、トンネルの上頂部及び下頂部等の不必要な部分の掘削容積が著しく増大してしまい効率が悪い。   In recent years, for example, there are many requests for tunnel construction having a width of 3 lanes or more for one way. However, when these wide tunnels are excavated with a circular shield excavator, the top and bottom tops of the tunnel are unnecessary. The excavation volume of such a part increases remarkably and the efficiency is poor.

そこで、掘削断面形状を楕円形、複合円形又は矩形等(何れも非円形)とすることが考えられ、その際のセグメント組立装置においても、掘削断面形状に沿ってセグメントを組み立てられるようにしたものが特許文献1〜特許文献3で開示されている。   Therefore, it is conceivable that the excavation cross-sectional shape is an ellipse, a composite circle or a rectangle (all are non-circular), and the segment assembling apparatus at that time can also assemble the segments along the excavation cross-sectional shape. Are disclosed in Patent Documents 1 to 3.

特開平1−318700号公報JP-A-1-318700 実公平6−9115号公報No. 6-9115 特許第2661833号公報Japanese Patent No. 2661833

しかしながら、特許文献1に開示されたセグメント組立装置にあっては、レール上を走行する旋回フレームエレクタは、レールに沿って敷設されたギアに噛み合うピニオンの回転により自走可能になっているので、接線力(駆動力)が小さいことから大荷重(10ton程度)のセグメントピースを搬送することは困難であると共に、セグメントピースを把持するフレームがサポートジャッキの他に伸縮ジャッキにより昇降するだけの機構を有するので、動作数が少ないことから各種の掘削断面形状に対応するには限界があり、汎用性に欠けると共に、旋回フレームエレクタの落下防止用の安全装置を備えていないことから信用性にも欠けるという問題点があった。   However, in the segment assembling apparatus disclosed in Patent Document 1, the turning frame erector that runs on the rail is capable of self-running by the rotation of the pinion that meshes with the gear laid along the rail. Since the tangential force (driving force) is small, it is difficult to transport a segment piece with a large load (about 10 tons), and a mechanism that only lifts and lowers the frame that holds the segment piece by a telescopic jack in addition to the support jack. Because it has a small number of operations, there are limits to adapting to various excavation cross-sectional shapes, lacking versatility, and lacking a safety device for preventing the fall of the swivel frame erector, it also lacks reliability. There was a problem.

また、特許文献2に開示されたセグメント組立装置にあっては、ガイドレール上を走行するエレクター装置本体は、ガイドレールに沿って敷設されたラックに噛み合うピニオンの回転により自走可能になっているので、接線力(駆動力)が小さいことから大荷重(10ton程度)のセグメントピースを搬送することは困難であると共に、セグメントピースを把持するセグメント把持機構が振れ止めジャッキの他に油圧シリンダにより伸縮するだけの機構を有するので、動作数が少ないことから各種の掘削断面形状に対応するには限界があり、汎用性に欠けると共に、エレクター装置本体の落下防止用の安全装置を備えていないことから信用性にも欠けるという問題点があった。   Further, in the segment assembling apparatus disclosed in Patent Document 2, the erector apparatus main body that travels on the guide rail is capable of self-propelled by the rotation of a pinion that meshes with a rack laid along the guide rail. Therefore, since the tangential force (driving force) is small, it is difficult to transport a segment piece with a large load (about 10 tons), and the segment gripping mechanism that grips the segment piece can be expanded and contracted by a hydraulic cylinder in addition to a steady-state jack. Because it has a mechanism to do so, the number of operations is small, so there is a limit to dealing with various excavation cross-sectional shapes, it lacks versatility, and it does not have a safety device for preventing the fall of the erector body There was a problem of lack of credibility.

また、特許文献3に開示されたセグメント組立装置にあっては、矩形ガイドレール上を走行する左右一対の走行フレームは、ガイドレールに沿って敷設されたチェーンラックに噛み合うスプロケットの回転により自走可能になっているので、接線力(駆動力)が小さいことから大荷重(10ton程度)のセグメントピースを搬送することは困難であると共に、左右一対の走行フレームに跨がって回動自在に支持されたエレクターフレームにシールド軸心方向に移動自在で、かつ矩形ガイドレールの法線方向および接線方向に移動自在な保持フレームを設けたので、構造が大型化し、かつ掘削断面形状が矩形に限定されて汎用性に欠けると共に、走行フレームの落下防止用の安全装置を備えていないことから信用性にも欠けるという問題点があった。   Further, in the segment assembling apparatus disclosed in Patent Document 3, the pair of left and right traveling frames traveling on the rectangular guide rail can be self-propelled by the rotation of a sprocket that meshes with a chain rack laid along the guide rail. Therefore, it is difficult to transport a segment piece with a large load (about 10 tons) because the tangential force (driving force) is small, and it is supported so that it can rotate across a pair of left and right traveling frames. The holding frame that is movable in the shield axial direction and movable in the normal direction and tangential direction of the rectangular guide rail is provided on the erector frame, so that the structure is enlarged and the excavation cross-sectional shape is limited to rectangular In addition to the lack of versatility, there is a problem of lack of reliability due to lack of a safety device for preventing the traveling frame from falling. .

そこで、本発明は、大型の掘削断面形状に十分対応することができると共に、種々の掘削断面形状のセグメントの組立が容易に行える、信用性の高いトンネル掘削機のセグメント組立装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a highly reliable segment assembling apparatus for a tunnel excavator that can sufficiently cope with a large excavation cross-sectional shape and can easily assemble segments having various excavation cross-sectional shapes. Objective.

斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機のセグメント組立装置は、任意の掘削断面を有するトンネル掘削機の掘削機本体内周に断面T字状のレールを環状に敷設し、該レールの断面視で上下面及び左右面にそれぞれ接するガイドローラを備えたエレクター装置本体を、前記レールの全長に亙って添設したピンローラ列にエレクター装置本体に内装したモータ駆動のスプロケットを噛み合わせて自走可能とすると共に、前記掘削機本体に前記エレクター装置本体の落下を防止する安全装置を設け、該安全装置として、掘削機本体におけるリングガーダー部の左右両側部に、所要時に内方へ突出してエレクター装置本体に係合可能なストッパーを、周方向に所定間隔離間して複数個設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tunnel excavator segment assembling apparatus according to the present invention includes a tunnel excavator body having an arbitrary excavation cross section, and a T-shaped rail is laid in an annular shape on the inner periphery of the excavator main body. The main body of the erector device equipped with guide rollers in contact with the upper and lower surfaces and the left and right surfaces in a cross-sectional view of the rail is meshed with a pin roller array attached along the entire length of the rail, and a motor-driven sprocket incorporated in the erector device body. The excavator body is provided with a safety device for preventing the erector apparatus body from falling, and as the safety device, the right and left sides of the ring girder part of the excavator body are inwardly as required. A plurality of stoppers that protrude and can be engaged with the erector apparatus main body are provided at a predetermined interval in the circumferential direction .

また、
前記各ストッパーは、制御手段により、エレクター装置本体の走行状態に応じて、エレクター装置本体の異常を検出した際に、当該エレクター装置本体の直後に位置するストッパーのみが突出するように制御されることを特徴とする。
Also,
Each of the stoppers is controlled by the control means so that, when an abnormality of the erector apparatus main body is detected according to the running state of the erector apparatus main body, only the stopper located immediately after the erector apparatus main body protrudes. It is characterized by.

また、
前記各ストッパーは、突出限界位置でエレクター装置本体の底部に付設した補強リブと係合可能になっていることを特徴とする。
Also,
Each of the stoppers can be engaged with a reinforcing rib attached to the bottom of the erector apparatus main body at the protruding limit position.

本発明に係るトンネル掘削機のセグメント組立装置によれば、ピンローラ列とスプロケットの噛み合いによる駆動機構により、搬送荷重の増大が図れ大型の掘削断面形状に十分対応することができると共に、円形に限らず楕円形、複合円形又は矩形等種々の掘削断面形状のセグメントの組立が容易に行える。一方、安全装置によりエレクター装置本体の落下が防止されるので、装置に対する信用性が高まる。   According to the segment assembling apparatus of the tunnel excavator according to the present invention, the drive mechanism by the engagement of the pin roller row and the sprocket can increase the conveyance load and can sufficiently cope with the large excavation cross-sectional shape, and is not limited to the circular shape. It is possible to easily assemble segments having various excavation cross-sectional shapes such as an ellipse, a composite circle, and a rectangle. On the other hand, since the safety device prevents the erector apparatus body from falling, the reliability of the apparatus is enhanced.

本発明の一実施例を示すシールド掘削機の要部側面図である。It is a principal part side view of the shield excavator which shows one Example of this invention. セグメントの正面図である。It is a front view of a segment. 掘削機本体の背面図である。It is a rear view of an excavator main body. セグメント組立装置の側断面図である。It is a sectional side view of a segment assembly apparatus. 図4のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図4のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 図4のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 2段式の昇降装置の作用状態を示す側面図である。It is a side view which shows the action state of a two-stage lifting apparatus. セグメント組立装置の作用状態を示す背面図である。It is a rear view which shows the operation state of a segment assembly apparatus. セグメント組立装置の異なった作用状態を示す背面図である。It is a rear view which shows the different operation state of a segment assembly apparatus. 安全装置の全体を示す掘削機本体の背面図である。It is a rear view of the excavator main body which shows the whole safety device. 図11の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. ストッパーの構造説明図である。It is structure explanatory drawing of a stopper.

以下、本発明に係るトンネル掘削機のセグメント組立装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a segment assembling apparatus for a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の一実施例を示すシールド掘削機の要部側面図、図2はセグメントの正面図、図3は掘削機本体の背面図、図4はセグメント組立装置の側断面図、図5は図4のA−A線断面図、図6は図4のB−B線断面図、図7は図4のC−C線断面図、図8は2段式の昇降装置の作用状態を示す側面図、図9はセグメント組立装置の作用状態を示す背面図、図10はセグメント組立装置の異なった作用状態を示す背面図、図11は安全装置の全体を示す掘削機本体の背面図、図12は図11の要部拡大図、図13はストッパーの構造説明図である。   1 is a side view of a main part of a shield excavator showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a segment, FIG. 3 is a rear view of an excavator body, and FIG. 4 is a side sectional view of a segment assembling apparatus. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 4, FIG. 7 is a sectional view taken along line CC in FIG. FIG. 9 is a rear view showing the operating state of the segment assembling apparatus, FIG. 10 is a rear view showing different operating states of the segment assembling apparatus, and FIG. 11 is a rear view of the excavator body showing the entire safety device. 12 is an enlarged view of the main part of FIG. 11, and FIG. 13 is an explanatory view of the structure of the stopper.

図1乃至図3に示すように、例えば矩形の掘削断面を有する手掘り式シールド掘削機(トンネル掘削機)の掘削機本体10を構成するリングガーダー部10aの内周にセグメント組立装置11が組み付けられ、このセグメント組立装置11により掘削機本体10のテール部(テールスキンプレート)10bの内周にセグメントSがリング状に組み立てられる。   As shown in FIGS. 1 to 3, for example, a segment assembling apparatus 11 is assembled on the inner periphery of a ring girder portion 10 a constituting an excavator body 10 of a hand-digged shield excavator (tunnel excavator) having a rectangular excavation section. The segment assembly device 11 assembles the segment S into a ring shape on the inner periphery of the tail portion (tail skin plate) 10b of the excavator body 10.

前記セグメントSは、長さや形がバラバラの8個のセグメントピースS1〜S8により、前記テール部(テールスキンプレート)10bの内周に沿って矩形状に組み立てられる(図2参照)。尚、図1中12は既設セグメントSに反力をとって掘削機本体10を前進(掘進)させるシールドジャッキ、13は掘削土砂を排出するベルトコンベヤ、14はリング状に組み立てられたセグメントSの形状保持装置である。   The segment S is assembled into a rectangular shape along the inner periphery of the tail portion (tail skin plate) 10b by eight segment pieces S1 to S8 having different lengths and shapes (see FIG. 2). In FIG. 1, 12 is a shield jack for advancing (digging) the excavator body 10 by applying a reaction force to the existing segment S, 13 is a belt conveyor for discharging excavated earth and sand, and 14 is a segment S assembled in a ring shape. It is a shape holding device.

前記セグメント組立装置11は、リングガーダー部10aの内周に断面T字状のレール15を環状に敷設し、該レール15上を断面視で上下、左右のガイドローラ16、17、18(図4参照)を介してエレクター装置本体20が走行可能に構成されてなる。   The segment assembling apparatus 11 has a ring 15 having a T-shaped cross section laid annularly on the inner periphery of the ring girder portion 10a, and the upper and lower and left and right guide rollers 16, 17, 18 on the rail 15 in a cross-sectional view (FIG. 4). The erector apparatus main body 20 is configured to be able to travel through (see).

前記レール15は、その縦板部15aの基端部においてリングガーダー部10aの内周に立設した前後一対の二重ブラケット21間にボルト22で結合される(図4参照)と共に、その横板部15bの上面(レール15の内周面)にピンローラ列23がレール15の全長に亙って添設される。ピンローラ列23は、横板部15bの上面において前後方向中間部に立設された前後一対の支持板23a間に多数のピンローラ23bが長手方向に所定間隔離間して回動自在にピン支持されてなる。   The rail 15 is coupled by a bolt 22 between a pair of front and rear double brackets 21 erected on the inner periphery of the ring girder portion 10a at the base end portion of the vertical plate portion 15a (see FIG. 4), A pin roller row 23 is provided along the entire length of the rail 15 on the upper surface of the plate portion 15b (the inner peripheral surface of the rail 15). In the pin roller row 23, a large number of pin rollers 23b are pivotally supported with a predetermined distance apart in the longitudinal direction between a pair of front and rear support plates 23a erected on the upper surface of the horizontal plate portion 15b. Become.

尚、横板部15bの正面視の形状は楕円形に形成される。従って、矩形状のリングガーダー部10aの内周と取り合う縦板部15aの高さはコーナー部において一般部より高い設定になる。また、横板部15bの円弧状部は複数の円弧の組み合わせで設計され、可及的に滑らかに連続する走行路(面)が得られるようになっている。即ち、横板部15bに添設されるピンローラ列23に対して後述するスプロケット25が円滑に噛み合うようになっているのである。   In addition, the shape of the front view of the horizontal plate portion 15b is formed in an elliptical shape. Accordingly, the height of the vertical plate portion 15a that meets the inner circumference of the rectangular ring girder portion 10a is set higher than that of the general portion at the corner portion. Further, the arc-shaped portion of the horizontal plate portion 15b is designed by a combination of a plurality of arcs so that a traveling path (surface) that is as smoothly continuous as possible can be obtained. That is, a sprocket 25 (described later) meshes smoothly with the pin roller row 23 attached to the horizontal plate portion 15b.

前記エレクター装置本体20は、図4乃至図7に示すように、その筺体部24に回動自在に支持されてレール15における横板部15bの断面視で上下面を転動する8個の走行用ガイドローラ16と、横板部15の断面視で左右面を転動する4個のスラスト用ガイドローラ17と、レール15における縦板部15aの左右面を転動する4個のスラスト用ガイドローラ18とにより走行可能に支持される。   As shown in FIGS. 4 to 7, the erector apparatus main body 20 is supported by the housing portion 24 so as to be rotatable, and the eight traveling bodies roll on the upper and lower surfaces in a cross-sectional view of the horizontal plate portion 15 b in the rail 15. Guide roller 16, four thrust guide rollers 17 that roll on the left and right sides in a cross-sectional view of the horizontal plate portion 15, and four thrust guides that roll on the left and right sides of the vertical plate portion 15 a in the rail 15. The roller 18 is supported so as to be able to run.

そして、前記筺体部24には、前述したピンローラ列23に噛み合う単一のスプロケット25が回動自在に支持されると共に、その回転軸26の一端が筺体部24の後面側において左右一対のギアトレイン27a,27bを介して左右一対の走行油圧モータ28a,28bにそれぞれ連結されている。尚、図中29はオイルタンクで、30a,30bはオイルタンク29内の作動油を走行油圧モータ28a,28bに供給するパワーユニットである。また、130a,130bは後述する昇降ジャッキの伸縮に伴うオイルの出入りを吸収する補助タンクである。   A single sprocket 25 that meshes with the above-described pin roller row 23 is rotatably supported by the housing portion 24, and one end of the rotating shaft 26 is a pair of left and right gear trains on the rear surface side of the housing portion 24. It is connected to a pair of left and right traveling hydraulic motors 28a and 28b via 27a and 27b, respectively. In the figure, 29 is an oil tank, and 30a and 30b are power units for supplying hydraulic oil in the oil tank 29 to the traveling hydraulic motors 28a and 28b. Reference numerals 130a and 130b denote auxiliary tanks that absorb oil in and out associated with expansion and contraction of a lifting jack, which will be described later.

前記筺体部24の後面側には、セグメントピース把持機構31を昇降させる2段式の昇降装置32が備えられると共に、該昇降装置32にセグメントピース把持機構31を掘削機本体軸心と直交する面内でスイングさせるスイング機構33(図5参照)が設けられる。   A two-stage lifting device 32 for moving the segment piece gripping mechanism 31 up and down is provided on the rear surface side of the housing portion 24, and the segment piece gripping mechanism 31 is perpendicular to the excavator body axis in the lifting device 32. A swing mechanism 33 (see FIG. 5) for swinging is provided.

前記昇降装置32は、基台34に複数のリニアガイド35を介して第1昇降台36が両者34,36間に介装された左右一対の第1昇降ジャッキ37a,37bの伸縮作動により昇降可能に支持されると共に、この第1昇降台36に複数のリニアガイド38を介して第2昇降台39が両者36,39間に介装された左右一対の第2昇降ジャッキ40a,40bの伸縮作動により昇降可能に支持される。   The lifting device 32 can be moved up and down by a telescopic operation of a pair of left and right first lifting jacks 37a and 37b in which a first lifting table 36 is interposed between the plurality of linear guides 35 on a base 34. And a pair of left and right second lifting jacks 40a, 40b that are supported by the first lifting table 36 with a plurality of linear guides 38 and a second lifting table 39 interposed therebetween. Is supported so as to be movable up and down.

前記第1昇降台36は、前後方向に2分割され、そのうちの前側昇降台部36aの後面側に付設された円形突部41に後側昇降台部36bの前面側に付設されたリング状部42が回動自在に嵌合され、両者36a,36b間に介装された左右一対のスイングジャッキ43a、43bの相反的な伸縮作動により、後側昇降台部36bが掘削機本体軸心と直交する面内でスイング可能になっている。すなわち、セグメントピース把持機構31のスイング機構33が構成されるのである(図5参照)。   The first elevator 36 is divided into two parts in the front-rear direction, and a ring-shaped part attached to the front side of the rear elevator 36b on a circular protrusion 41 attached to the rear side of the front elevator 36a. 42 is rotatably fitted, and the rear lifting platform 36b is orthogonal to the excavator body axis by reciprocal expansion and contraction of a pair of left and right swing jacks 43a, 43b interposed between the two 36a, 36b. It is possible to swing in the plane to do. That is, the swing mechanism 33 of the segment piece gripping mechanism 31 is configured (see FIG. 5).

そして、前記第2昇降台39の後面側にセグメントピース把持機構31が配設される。このセグメントピース把持機構31は、前記第2昇降台39に左右一対のガイドポスト44a,44bを介してグリッパー45が両者39,45に介装されたスライドジャッキ46の伸縮作動により前後方向へ摺動可能に支持されてなる。   A segment piece gripping mechanism 31 is disposed on the rear surface side of the second lifting platform 39. The segment piece gripping mechanism 31 is slid in the front-rear direction by the expansion / contraction operation of the slide jack 46 in which the gripper 45 is interposed between the left and right guide posts 44a and 44b on the second lift 39. Be supported as possible.

前記グリッパー45には、前後一対のピン支持ブラケット47の左右両側に位置して前後一対のサポートジャッキ48が配設される。尚、図3中49は前記ピン支持ブラケット47にピン結合される各セグメントピースS1〜S8の吊り金具である。   The gripper 45 is provided with a pair of front and rear support jacks 48 positioned on the left and right sides of the pair of front and rear pin support brackets 47. In FIG. 3, reference numeral 49 denotes a hanging bracket for each of the segment pieces S1 to S8 that is pin-coupled to the pin support bracket 47.

また、掘削機本体10には、図11乃至図13に示すように、エレクター装置本体20の落下を防止する安全装置として、リングガーダー部10aの左右両側部(短辺部)に周方向に所定間隔離間して複数個(図示例では5個)のストッパー50が配設される。   In addition, as shown in FIGS. 11 to 13, the excavator main body 10 has a predetermined circumferential direction on the left and right side portions (short side portions) of the ring girder portion 10 a as a safety device for preventing the erector device main body 20 from falling. A plurality of (five in the illustrated example) stoppers 50 are disposed at intervals.

前記ストッパー50は、リングガーダー部10aに所定の角度を有してボルト51で結合された鍔付き筒状のケーシング52に有頂二重筒状の可動体53が、その内筒部53aとケーシング52の底部との間に設けられたシリンダ部54に対する圧油の給排により、出没(伸縮)可能に収装されてなる。また、ケーシング52に穿設された長孔52aと可動体53の外筒部53bに突設したピン55とで可動体53の突出限界(伸限)位置が規制されている(図13参照)。   The stopper 50 has a crested cylindrical casing 52 having a predetermined angle with the ring girder portion 10a and a bolt 51, and a double-cylindrical movable body 53 having a top, and an inner cylindrical portion 53a and a casing. By being supplied and discharged with pressure oil to and from a cylinder portion 54 provided between the bottom portion 52 and the bottom portion 52, it is accommodated so as to be able to appear and extend (extend and contract). Further, the protrusion limit (extension) position of the movable body 53 is regulated by the long hole 52a drilled in the casing 52 and the pin 55 projecting from the outer cylinder portion 53b of the movable body 53 (see FIG. 13). .

前記各ストッパー50における可動体53の伸限位置では、エレクター装置本体20における筺体部24の底部に付設した複数の補強リブ24aのうちの最前部(エレクター装置本体20が落下しようとする方向における)のものと係合可能になっている(図12における可動体53の鎖線状態参照)。   At the extended position of the movable body 53 in each stopper 50, the foremost portion of the plurality of reinforcing ribs 24a attached to the bottom portion of the housing portion 24 in the erector apparatus main body 20 (in the direction in which the erector apparatus main body 20 is about to fall). (Refer to the chain line state of the movable body 53 in FIG. 12).

尚、ストッパー50の作動タイミングは、マイクロコンピュータ等の制御手段を用いて、エレクター装置本体20の走行状態に応じて、例えばエレクター装置本体20の駆動装置等の異常を検出した際に、当該エレクター装置本体20の直後に位置するストッパー50のみを作動(可動体53を突出)させても良いし、全てのストッパー50を一斉に作動(可動体53を突出)させても良い。   It should be noted that the operation timing of the stopper 50 is determined when the abnormality of the drive device of the erector apparatus main body 20 is detected according to the traveling state of the erector apparatus main body 20 using a control means such as a microcomputer. Only the stopper 50 located immediately after the main body 20 may be operated (movable body 53 protrudes), or all the stoppers 50 may be simultaneously operated (movable body 53 protrudes).

このように構成されるため、シールドジャッキ12を伸ばして掘削機本体10を、トンネルの長手方向に複数リングに亙って組み立てられたセグメントSに反力をとって、前進(掘進)させることで、前方の地盤が掘削され、この掘削された土砂はベルトコンベヤ13等によって外部に排出される。   Since it is configured in this way, the shield jack 12 is extended and the excavator body 10 is moved forward (excavated) by taking a reaction force on the segment S assembled across multiple rings in the longitudinal direction of the tunnel. The ground in front is excavated, and the excavated earth and sand are discharged to the outside by the belt conveyor 13 or the like.

この掘削機本体10の前進(掘進)に同期して、セグメント組立装置11及び形状保持装置14によりセグメントSをリング状に組み立てると共にその形状の保持を行なう。この繰り返しによって、掘削断面形状が矩形のトンネルが所定の長さに亙って掘削・形成されることになる。   In synchronism with the advancement (digging) of the excavator body 10, the segment assembly device 11 and the shape holding device 14 assemble the segment S into a ring shape and hold the shape thereof. By repeating this, a tunnel having a rectangular excavation cross-sectional shape is excavated and formed over a predetermined length.

そして、本実施例では、前述したセグメント組立装置11によりトンネルの掘削断面形状と相似形のセグメントSを組み立てる際には、矩形のリングガーダー部10の内周に沿う、断面T字状で楕円形のレール15上をエレクター装置本体20が走行することになる。   In the present embodiment, when assembling the segment S similar to the excavation cross-sectional shape of the tunnel by the segment assembling apparatus 11 described above, an elliptical shape with a T-shaped cross section along the inner periphery of the rectangular ring girder portion 10 is used. The main body 20 of the erector apparatus travels on the rail 15.

この際、エレクター装置本体20は、左右一対の走行油圧モータ28a,28bにより回転駆動されるスプロケット25がレール15上に添設されたピンローラ列23と噛み合うことで自走可能となるので、ラックアンドピニオン方式や走行スプロケット−チェーンラック方式等の駆動装置と比較してはるかに接線力が大きいことから、搬送荷重の増大が図れ、大型の掘削断面形状に十分対応することができる。   At this time, the erector apparatus main body 20 is capable of self-propelling because the sprocket 25 driven to rotate by the pair of left and right traveling hydraulic motors 28a and 28b meshes with the pin roller row 23 attached on the rail 15, so that the rack and Compared with a drive device such as a pinion system or a traveling sprocket-chain rack system, the tangential force is much larger, so that the conveyance load can be increased and a large excavation cross-sectional shape can be sufficiently accommodated.

また、楕円形のレール15の構成を複数の円弧の組み合わせとすると共に、レール15を断面T字状として上下、左右のガイドローラ16、17、18を配置し、重量の保持とモーメントの支持を可能としたので、円滑な搬送が保証されると共により一層の搬送荷重の増大が図れる。   The elliptical rail 15 has a combination of a plurality of arcs, and the rail 15 has a T-shaped cross section, and upper and lower, left and right guide rollers 16, 17, 18 are arranged to maintain weight and support moment. Since this is possible, smooth conveyance is ensured and the conveyance load can be further increased.

また、エレクター装置本体20は、前記レール15を挟んでセグメントピース把持機構31と反対側に、走行油圧モータ28a,28bやパワーユニット30a,30b等をオイルタンク29と共に搭載したので、セグメントピースS1〜S8を把持したセグメントピース把持機構31との重量バランスが図れ、より一層円滑な搬送が保証される。   In addition, since the erector apparatus main body 20 has the traveling hydraulic motors 28a, 28b, the power units 30a, 30b and the like mounted with the oil tank 29 on the opposite side of the segment piece gripping mechanism 31 across the rail 15, the segment pieces S1 to S8. The weight balance with the segment piece gripping mechanism 31 that grips the head is ensured, and smoother transport is guaranteed.

また、エレクター装置本体20は、セグメントピース把持機構31を昇降させる2段式の昇降装置32を備えると共に、該昇降装置32にセグメントピース把持機構31を掘削機本体軸心と直交する面内でスイングさせるスイング機構33を設けたので、図4、図8、図9及び図10に示すように、多くの複合動作が得られ、特に隅部におけるセグメントピースS1,S4,S5及びS8等の位置決めが容易になることから、矩形の掘削断面形状においてもセグメントSの組立が容易に行える。勿論、矩形に限らず楕円形、複合円形又は円型等種々の掘削断面形状においてもセグメントの組立が容易に行える。   In addition, the erector apparatus main body 20 includes a two-stage lifting device 32 that lifts and lowers the segment piece gripping mechanism 31 and swings the segment piece gripping mechanism 31 on the lifting device 32 in a plane perpendicular to the excavator body axis. Since the swing mechanism 33 is provided, as shown in FIGS. 4, 8, 9 and 10, many combined operations can be obtained, and the segment pieces S1, S4, S5 and S8, etc. can be positioned particularly at the corners. Since it becomes easy, the assembly of the segment S can be easily performed even in a rectangular excavation cross-sectional shape. Of course, the segments can be easily assembled not only in the rectangular shape but also in various excavation cross-sectional shapes such as an elliptical shape, a composite circular shape or a circular shape.

尚、図4はセグメントピース把持機構31の最高位状態で、図8はセグメントピース把持機構31の最低位状態を示す。また、図9はセグメントピースS5を組み立てる際のエレクター装置本体20の姿勢を示し、図10はセグメントピースS4を組み立てる際のエレクター装置本体20の姿勢を示す。   4 shows the highest position of the segment piece gripping mechanism 31, and FIG. 8 shows the lowest position of the segment piece gripping mechanism 31. Moreover, FIG. 9 shows the attitude | position of the erector apparatus main body 20 at the time of assembling the segment piece S5, and FIG. 10 shows the attitude | position of the erector apparatus main body 20 at the time of assembling the segment piece S4.

また、本実施例では、エレクター装置本体20を楕円形のレール15の左,右両側部に位置決めすることで、レール15内の中央部の有効空間を大きく確保することができ、掘削機本体10における機器搬出入等の作業空間の増大を図れる。   Further, in this embodiment, by positioning the erector apparatus main body 20 on both the left and right sides of the elliptical rail 15, a large effective space in the central portion in the rail 15 can be secured, and the excavator main body 10 The working space for equipment loading and unloading can be increased.

さらに、本実施例では、掘削機本体10には、エレクター装置本体20の落下を防止する安全装置としてストッパー50が設けられているので、安全性向上により装置の信頼性が高められる。   Further, in the present embodiment, the excavator body 10 is provided with the stopper 50 as a safety device for preventing the erector apparatus body 20 from falling, so that the reliability of the apparatus is enhanced by improving safety.

また、前記ストッパー50は、油圧駆動式であるので、構造が簡単で済むと共に、マイクロコンピュータ等の制御手段を用いてエレクター装置本体20の走行状態に簡単に連動させられる。   Further, since the stopper 50 is hydraulically driven, the structure is simple, and the stopper 50 can be easily linked to the traveling state of the erector apparatus main body 20 using a control means such as a microcomputer.

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲でストッパー50の駆動手段の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。また、本発明に係るセグメント組立装置を備えたトンネル掘削機は、手掘り式のシールド掘削機に限らす、泥土圧式シールド掘削機、泥水式シールド掘削機、機械式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン(TBM)等でも良い。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes such as a change of the driving means of the stopper 50 are possible without departing from the gist of the present invention. Further, the tunnel excavator provided with the segment assembling apparatus according to the present invention is limited to the manual excavation type shield excavator, the mud pressure shield excavator, the mud shield excavator, the mechanical shield excavator and the tunnel boring machine ( TBM) or the like.

10 掘削機本体
10a リングガーダー部
10b テール部(スキンプレート)
11 セグメント組立装置
12 シールドジャッキ
13 ベルトコンベヤ
14 形状保持装置
15 断面T字状のレール
15a 縦板部
15b 横板部
16 走行用ガイドローラ
17 スラスト用ガイドローラ
18 スラスト用ガイドローラ
20 エレクター装置本体
21 二重ブラケット
22 ボルト
23 ピンローラ列
23a 支持板
23b ピンローラ
24 筺体部
25 スプロケット
26 回転軸
27a,27b ギアトレイン
28a,28b 走行油圧モータ
29 オイルタンク
30a,30b パワーユニット
31 セグメント把持機構
32 昇降装置
33 スイング(旋回)機構
34 基台
35 リニアガイド
36 第1昇降台
36a 前側昇降台部
36b 後側昇降台部
37a,37b 第1昇降ジャッキ
38 リニアガイド
39 第2昇降台
40a,40b 第2昇降ジャッキ
41 円形突部
42 リング状部
43a,43b スイングジャッキ
44a,44b ガイドポスト
45 グリッパー
46 スライドジャッキ
47 ピン支持ブラケット
48 サポートジャッキ
49 吊り金具
50 ストッパー
51 ボルト
52 筒状のケーシング
52a 長孔
53 可動体
53a 内筒部
53b 外筒部
54 シリンダ部
55 ピン
S セグメント
S1〜S8 セグメントピース
10 Excavator body 10a Ring girder part 10b Tail part (skin plate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Segment assembly apparatus 12 Shield jack 13 Belt conveyor 14 Shape holding apparatus 15 Rail of T-shaped section 15a Vertical plate portion 15b Horizontal plate portion 16 Traveling guide roller 17 Thrust guide roller 18 Thrust guide roller 20 Elector device main body 21 Two Heavy bracket 22 Bolt 23 Pin roller array 23a Support plate 23b Pin roller 24 Housing part 25 Sprocket 26 Rotating shaft 27a, 27b Gear train 28a, 28b Travel hydraulic motor 29 Oil tank 30a, 30b Power unit 31 Segment gripping mechanism 32 Lifting device 33 Swing Mechanism 34 Base 35 Linear guide 36 First lifting platform 36a Front lifting platform 36b Rear lifting platform 37a, 37b First lifting jack 38 Linear guide 39 Second lifting platform 40 , 40b Second lifting jack 41 Circular protrusion 42 Ring-shaped part 43a, 43b Swing jack 44a, 44b Guide post 45 Gripper 46 Slide jack 47 Pin support bracket 48 Support jack 49 Lifting bracket 50 Stopper 51 Bolt 52 Cylindrical casing 52a Long Hole 53 Movable body 53a Inner cylinder part 53b Outer cylinder part 54 Cylinder part 55 Pin S segment S1 to S8 Segment piece

Claims (3)

任意の掘削断面を有するトンネル掘削機の掘削機本体内周に断面T字状のレールを環状に敷設し、該レールの断面視で上下面及び左右面にそれぞれ接するガイドローラを備えたエレクター装置本体を、前記レールの全長に亙って添設したピンローラ列にエレクター装置本体に内装したモータ駆動のスプロケットを噛み合わせて自走可能とすると共に、前記掘削機本体に前記エレクター装置本体の落下を防止する安全装置を設け、該安全装置として、掘削機本体におけるリングガーダー部の左右両側部に、所要時に内方へ突出してエレクター装置本体に係合可能なストッパーを、周方向に所定間隔離間して複数個設けたことを特徴とするトンネル掘削機のセグメント組立装置。 An erector main body provided with a T-shaped rail in an annular shape on the inner periphery of a tunnel excavator having an arbitrary excavation section, and provided with guide rollers respectively in contact with the upper and lower surfaces and the left and right surfaces in a cross-sectional view of the rail Can be driven by engaging a motor-driven sprocket built in the main body of the erection device with a pin roller row attached along the entire length of the rail, and preventing the erection device main body from falling on the excavator main body. A safety device is provided , and as the safety device, on both left and right sides of the ring girder portion of the excavator main body, a stopper that protrudes inward when necessary and engages with the erector device main body is spaced apart at a predetermined interval in the circumferential direction. A segment assembling apparatus for a tunnel excavator, characterized in that a plurality thereof are provided . 前記各ストッパーは、制御手段により、エレクター装置本体の走行状態に応じて、エレクター装置本体の異常を検出した際に、当該エレクター装置本体の直後に位置するストッパーのみが突出するように制御されることを特徴とする請求項に記載のトンネル掘削機のセグメント組立装置。 Each of the stoppers is controlled by the control means so that, when an abnormality of the erector apparatus main body is detected according to the running state of the erector apparatus main body, only the stopper located immediately after the erector apparatus main body protrudes. The segment assembling apparatus for a tunnel excavator according to claim 1 . 前記各ストッパーは、突出限界位置でエレクター装置本体の底部に付設した補強リブと係合可能になっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトンネル掘削機のセグメント組立装置。 The segment assembling apparatus for a tunnel excavator according to claim 1 or 2 , wherein each stopper is engageable with a reinforcing rib attached to the bottom of the erector apparatus main body at a projecting limit position.
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