JP6125882B2

JP6125882B2 - エレクター装置及びこれを用いたセグメント組立装置

Info

Publication number: JP6125882B2
Application number: JP2013088620A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　篤; 篤斎藤; 和馬岩堀; 光輝美濃; 圭介芦澤; 康雅鈴木; 小高　宏幸; 宏幸小高; 渉松井
Original assignee: Kayaba System Machinery Co Ltd; Hazama Ando Corp
Current assignee: Kayaba System Machinery Co Ltd; Hazama Ando Corp
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: JP2014211054A

Description

本発明は、地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成する施工空間で、各トンネルの覆工間にセグメントピースを組み付けるのに使用するエレクター装置及びこれを用いたセグメント組立装置に関する。

一般に、都市部における地下の道路トンネルは、シールド工法あるいはＮＡＴＭ（New Austrian Tunneling Method）工法に補助的な工法を組み合わせた山岳トンネル工法によって施工される。
例えば、市街地の地中に道路トンネルをシールド工法によって施工する場合、道路トンネルの発進位置と到達位置にそれぞれ立坑を開削し、発進位置の立坑から到達位置の立坑に向けてシールドマシンで地山を掘進していく。一般に、シールドマシンは、円筒状の鋼製のスキンプレートの前端部内側に隔壁が設けられて、隔壁の前側にモータ駆動のカッターヘッドが装着され、また、隔壁の後方には、鋼製セグメントをリング状に組み立てて覆工させるためのエレクターが装備されており、カッターヘッドで前面を掘削しながら、エレクターで後方の内壁に沿ってリング状に鋼製セグメントを順次組み付けて、リング状の鋼殻を次々と形成していく（例えば、特許文献１参照）。
また、この種の道路トンネルの施工では、各別に形成したシールドトンネルを予め定められた地点で合流、分岐させるために、各シールドトンネルを一体的に接続する必要があり、かかる場合で、特に、シールドマシンを使用できない特殊な場所にあっては、各トンネルの覆工間の上部及び下部をそれぞれＮＡＴＭ工法により掘削して施工空間を形成し、この施工空間内で、各トンネルの覆工間にセグメントピースを組み付けることが行われている（例えば特許文献２）。このような合流部、分岐部では、断面を漸次変化させつつ双方のトンネルの覆工間に鋼殻を架け渡してトンネル同士を接合するため、鋼製セグメントの組み立てに緻密な精度が要求され、しかも、施工空間が大型の建設機械が入る余地のない制限された空間のため、チェーンブロックやジャッキなど小型の施工機械を使用し、主として人力施工で、セグメントピースの組み付けを行わなければならないのが現状である。

特開平６−１０８７９３公報特開２００８−１４０７６公報

しかしながら、このような合流部・分岐部の施工では、既述のとおり、チェーンブロックやジャッキなどの小型の施工機械を使用して、主として人力施工で、各トンネルの覆工間にセグメントピースの組み付けを行わなければならないため、作業員に重量鳶などの一定の技能を有する職種の者が必要で、また、手作業が多いために作業性が悪く、施工数量の多い場合は、非現実的な作業となり、さらに、施工中はセグメントピースの荷振れにより作業員が重量物のセグメントピースに挟まれたり激突したりする恐れがあるなど、さまざまな問題があり、とりわけ、施工性、生産性、安全性の点で改善が求められている。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種の道路トンネルの施工において、重量鳶などの特に一定の技能を有する職種の者でなくても、２つのトンネルの覆工間に鋼製セグメントの組み立てを容易かつ安全に行え、施工性、生産性及び安全性の向上を図ることのできるエレクター装置及びこれを用いたセグメント組立装置を提供すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明（１）は、地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成した施工空間に設置され、前記各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面にセグメントピースを組み付けるためのエレクター装置であって、前記施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のトンネル軸方向レールと、前記一対のトンネル軸方向レール上に移動可能に配置されるトンネル軸方向移動台車と、前記トンネル軸方向移動台車を前記一対のトンネル軸方向レール上で駆動する台車駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル軸方向に移動するためのトンネル軸方向移動装置と、前記トンネル軸方向移動装置の前記トンネル軸方向移動台車上に設置され、鋼製セグメント組み立て面の断面形状と略同じ断面形状を有し、当該組み立て面に対向配置されるガイドレールと、前記ガイドレール上に移動可能に配置されるガイド台車と、前記ガイド台車を前記ガイドレール上で駆動するガイド台車駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル幅方向に移動するためのトンネル幅方向移動装置と、前記トンネル幅方向移動装置の前記ガイド台車上でトンネル幅方向に向けて延び、前記ガイド台車上にスライドガイドを介してトンネル幅方向に向けてスライド可能にかつ進退ガイドを介してトンネル高さ方向に進退可能に設置されるアームと、前記アームを前記ガイド台車上で駆動するアーム駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル幅方向及び／又はトンネル高さ方向に向けて押し込むための押圧装置と、前記アームの両端にトンネル高さ方向に回動可能に取り付けられ、セグメントピースを把持可能な一対の把持部、及び前記各把持部を駆動するための把持部駆動部とを有し、セグメントピースを把持し、かつセグメントピースの鋼製セグメント組み立て面に対する支持角度を調整するための把持装置とを備え、セグメントピースを前記一対の把持部上に把持して、前記トンネル軸方向移動台車及び／又は前記ガイド台車の移動並びに前記アーム及び／又は前記把持部の動作の組み合わせにより、セグメントピースを鋼製セグメント組み立て面上の所定の位置に位置決めし押し当てるようにした、ことを要旨とする。

また、上記目的を達成するために、本発明（２）は、地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成した施工空間に設置され、前記施工空間内でセグメントピースを運搬するためのトラバーサと、前記施工空間内で前記トラバーサからセグメントピースを受け渡しされ、前記各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面付近まで揚重するためのリフトと、前記施工空間内で前記リフトからセグメントピースを受け渡しされ、前記鋼製セグメント組み立て面にセグメントピースを組み付けるためのエレクター装置と、前記鋼製セグメント組み立て面に組み付け後の鋼製セグメントを押圧し、前記鋼製セグメントの形状を保持するための形状保持装置とを備え、前記施工空間内で、セグメントピースの運搬から、前記鋼製セグメント組み立て面への組み付け、形状保持までを行うセグメント組立装置であって、前記エレクター装置に上記発明（１）に記載のエレクター装置を用いた、ことを要旨とする。
この場合、トラバーサは、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対の搬送レールと、前記一対の搬送レール上に走行可能に配置される搬送台車と、前記搬送台車を前記一対の搬送レール上で駆動する搬送台車駆動部とを備えることが好ましい。
リフトは、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のリフト用レールと、前記一対のリフト用レール上に走行可能に配置されるリフト用台車と、前記リフト用台車を前記一対のリフト用レール上で駆動するリフト用台車駆動部と、前記リフト用台車上に組み立てられる架台と、前記架台上に設置される複数のウインチと、前記各ウインチから繰り出され、前記架台の上部から前記リフト用台車の進行方向後方に延びるガイドアーム及び前記ガイドアーム上に設置される複数のシーブを介して配置される先端にフックを有する複数のワイヤとを備えることが好ましい。
形状保持装置は、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のレールと、前記一対のレール上に走行可能に配置される台車と、前記台車を前記一対のレール上で駆動する台車駆動部と、前記台車上にトンネル高さ方向に向けて進退可能に設置され、鋼製セグメント組み立て面に組み付けられた鋼製セグメントを前記鋼製セグメント組み立て面に向けて押圧可能な押圧部材と、前記押圧部材を進退駆動する駆動部とを備えることが好ましい。

本発明のエレクター装置及びこれを用いたセグメント組立装置によれば、地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成した施工空間で、各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面にセグメントピースを組み付ける道路トンネルの施工において、上記のとおり、施工空間内に、一対のトンネル軸方向レール、トンネル軸方向移動台車、台車駆動部からなるトンネル軸方向移動装置と、ガイドレール、ガイド台車、ガイド台車駆動部からなるトンネル幅方向移動装置と、アーム、スライドガイド、進退ガイド、アーム駆動部からなる押圧装置と、一対の把持部、把持部駆動部からなる把持装置とを備え、セグメントピースを一対の把持部上に把持して、トンネル軸方向移動台車及び／又はガイド台車の移動並びにアーム及び／又は把持部の動作の組み合わせにより、セグメントピースを鋼製セグメント組み立て面上の所定の位置に位置決めし押し当てるようにしたので、施工空間内で、重量鳶などの特に一定の技能を有する職種の者でなくても、２つのトンネルの覆工間にセグメントピースの組み立てを容易かつ安全に行うことができ、施工性、生産性及び安全性の向上を図ることができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

本発明の一実施の形態におけるセグメント組立装置の構成を示す側面図同セグメント組立装置に用いられる特にエレクター装置の構成を示す正面図同セグメント組立装置に用いられる特にエレクター装置の押圧装置、把持装置各部の動きを示す正面図同セグメント組立装置に用いられる特に形状保持装置の構成を示す正面図同セグメント組立装置によるセグメントの組み立て手順（セグメントピースのトラバーサによる運搬、トラバーサからリフトへの受け渡し、リフトによる吊り上げ）を示す図同セグメント組立装置によるセグメントの組み立て手順（セグメントピースのリフトからエレクターへの受け渡し）を示す図同セグメント組立装置のエレクターの把持部にセグメントピースが把持される状態を示す図同セグメント組立装置によるセグメントピース（端部ピース）のセグメント組み立て面への組み付け手順を示す図同セグメント組立装置によるセグメントピース（中間ピース）のセグメント組み立て面への組み付け手順を示す図同セグメント組立装置による組み立て後の鋼製セグメントの形状を保持する手順を示す図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１にセグメント組立装置の構成を示している。
図１に示すように、セグメント組立装置Ｍは、地中に並設される２つのトンネルの覆工間の上部及び下部にそれぞれ形成した施工空間Ｓに設置され、施工空間Ｓ内でセグメントピースＰを運搬するためのトラバーサ１と、施工空間Ｓ内でトラバーサ１からセグメントピースＰを受け渡しされ、各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面Ｓ１付近まで揚重するためのリフト２と、施工空間Ｓ内でリフト２からセグメントピースＰを受け渡しされ、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１にセグメントピースＰを組み付けるためのエレクター装置３と、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付け後の鋼製セグメントを押圧し、鋼製セグメントの形状を保持するための形状保持装置４とを備え、施工空間Ｓ内で、セグメントピースＰの運搬から、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１への組み付け、形状保持までを行うようになっている。
なお、このセグメント組立装置Ｍは、２つのトンネル覆工間の上部及び下部の各施工空間Ｓに概ね同様の構成で設置されて、このセグメント組立装置Ｍにより略同様の施工が行われるので、この実施の形態では、上部の施工空間Ｓについてのみ例示して説明し、下部の施工空間Ｓについての説明は省略する。

図２にこのセグメント組立装置Ｍに用いる特にエレクター装置３（以下、単にエレクター３という。）の構成を示している。
図２に示すように、エレクター３は、地中に並設される２つのトンネルＴ１，Ｔ２の覆工ｔ１，ｔ２間の上部に形成した施工空間Ｓに設置されて、各トンネルＴ１，Ｔ２の覆工ｔ１，ｔ２間の鋼製セグメント組み立て面Ｓ１にセグメントピースを組み付けるのに使用するもので、施工空間Ｓ内に、セグメントピースをトンネル軸方向に移動するためのトンネル軸方向移動装置３１と、セグメントピースをトンネル幅方向に移動するためのトンネル幅方向移動装置３２と、セグメントピースをトンネル幅方向及び／又はトンネル高さ方向に向けて押し込むための押圧装置３３と、セグメントピースを把持し、かつセグメントピースの鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に対する支持角度を調整するための把持装置３４とを備えて構成される。

トンネル軸方向移動装置３１は、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のトンネル軸方向レール３１１と、一対のトンネル軸方向レール３１１上に移動可能に配置されるトンネル軸方向移動台車３１２と、トンネル軸方向移動台車３１２を一対のトンネル軸方向レール３１１上で駆動する台車駆動部３１３とを有する。この場合、一対のトンネル軸方向レール３１１は、施工空間Ｓ内で底部に近接する底部両側の各トンネル覆工ｔ１，ｔ２の外周面上にトンネル軸方向に向けて設置される。トンネル軸方向移動台車３１２は略矩形状に組まれた台車フレーム３１２Ｆと台車フレーム３１２Ｆの略四隅の下部に軸支された車輪３１２Ｗとから構成される。このトンネル軸方向移動台車３１２の場合、各車輪３１２Ｗに一対のトンネル軸方向レール３１１に係合可能な走向ガイド３１２Ｇが併せて設けられて、トンネル軸方向レール３１１に沿って走行可能になっており、また、この場合、トンネル軸方向移動台車３１２が各トンネル軸方向レール３１１上で斜めに配置可能に、車輪３１２Ｗの幅をレール３１１の幅よりも大きく取って、各車輪３１２Ｗと各レール３１１との間に工学上の遊びが設けられる。なお、このトンネル軸方向移動台車３１２には、ロック装置としてトンネル軸方向レール３１１をクランプするためのレールクランプ３１４（図１参照）が取り付けられており、このレールクランプ３１４でレール３１１をクランプすることにより、トンネル軸方向移動台車３１２がトンネル軸方向レール３１１上に固定されるようになっている。また、台車駆動部３１３は一対の油圧シリンダが採用され、この場合、各油圧シリンダがこのトンネル軸方向移動台車３１２に後続される形状保持装置４の台車４２に固定されてトンネル軸方向移動台車３１２に作動連結され、形状保持装置４の前方でトンネル軸方向移動台車３１２を前後に駆動する。なお、この台車駆動部３１３はエレクター３の操作者により運転操作される。このようにしてトンネル軸方向移動台車３１２は一対のトンネル軸方向レール３１１上に配置されて、油圧シリンダの伸縮駆動により、一対のトンネル軸方向レール３１１上をトンネル軸方向に移動可能に構成される。

トンネル幅方向移動装置３２は、トンネル軸方向移動装置３１のトンネル軸方向移動台車３１２上に設置され、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１の断面形状と略同じ断面形状を有し、当該組み立て面Ｓ１に対向配置されるガイドレール３２１と、ガイドレール３２１上に移動可能に配置されるガイド台車３２２と、ガイド台車３２２をガイドレール３２１上で駆動するガイド台車駆動部３２３とを有する。この場合、ガイドレール３２１は一対のレールからなり、各レールが断面略コ字形のレールで鋼製セグメント組み立て面Ｓ１の断面円弧形状と略平行の断面円弧形状に鋼製セグメント組み立て面Ｓ１の幅方向の寸法よりも少し短い長さに形成され、また、下面には一方の端部から他方の端部に向けてラック３２４が付設される。このガイドレール３２１はトンネル軸方向移動台車３１２上に支持台３２５を介してトンネル幅方向に摺動可能に設置され、支持台３２５に作動連結された支持台駆動部３２６、ここでは油圧シリンダにより、トンネル軸方向に変位可能になっている。また、このガイドレール３２１の両端部にはそれぞれアウトリガー３２７が併せて設けられ、トンネル軸方向レール３１１の外側でガイドレール３２１を支持して、ガイドレール３２１の端部に受ける荷重負荷に抗するようにしてある。ガイド台車３２２はガイドレール３２１の各レールに係合可能な複数の車輪を有する台車からなり、各車輪の下方にガイド台車駆動部３２３として駆動モータが設置され、この駆動モータの回転軸に各レール下面のラック３２４に係合可能なピニオンギヤ３２８が取り付けられる。このようにしてガイド台車３２２はガイドレール３２１に係合配置されて、ガイドレール３２１に付設のラック３２４にピニオンギヤ３２８が係合されて、ピニオンギヤ３２８の回転駆動により、ガイドレール３２１上をトンネル幅方向に移動可能に構成される。

押圧装置３３は、トンネル幅方向移動装置３２のガイド台車３２２上でトンネル幅方向に向けて延び、ガイド台車３２２上にスライドガイド３３１を介してトンネル幅方向に向けてスライド可能にかつ進退ガイド３３２を介してトンネル高さ方向に進退可能に設置されるアーム３３３と、アーム３３３をガイド台車３２２上で駆動するアーム駆動部３３４とを有する。アーム３３３はガイド台車３２２の長さよりも少し長い一対のシャフトからなる。スライドガイド３３１はアーム３３３をトンネル幅方向に向けて挿通可能な筒形構造をなし、その周面にスライドガイド３３１の軸方向に対して直交する方向に複数のガイド軸が突出される。進退ガイド３３２はスライドガイド３３１の各ガイド軸をトンネル高さ方向に向けて挿通可能な筒形構造をなす。この進退ガイド３３２はガイド台車３２２上の中央に設置され、スライドガイド３３１は軸方向をトンネル幅方向に向けられて各ガイド軸が進退ガイド３３２に挿通され、進退ガイド３３２上に設置される。このようにしてアーム３３３はスライドガイド３３１に挿通される。アーム駆動部３３４は油圧シリンダが採用され、アーム３３３にこのアーム３３３をトンネル軸方向に駆動するための油圧シリンダが作動連結され、スライドガイド３３１にアーム３３３をスライドガイド３３１とともにトンネル高さ方向に駆動するための油圧シリンダが作動連結される。このようにしてアーム３３３はスライドガイド３３１及び進退ガイド３３２によりガイド台車３２２上に設置されて、アーム３３３は、図３（ａ）に示すように、油圧シリンダの進退駆動によりスライドガイド３３１に案内されてトンネル幅方向にスライド可能に、また、図３（ｂ）に示すように、油圧シリンダの進退駆動により進退ガイド３３２に案内されてスライドガイド３３１とともにトンネル高さ方向に昇降可能に構成される。

把持装置３４は、アーム３３３の両端にトンネル高さ方向に回動可能に取り付けられ、セグメントピースを把持可能な一対の把持部３４１、及び各把持部３４１を駆動するための把持部駆動部３４２を有する。この場合、把持部３４１はそれぞれ、全体がＬ字形に形成されて、セグメントピースを載せるための載置板と、セグメントピースの一側面を保持する保持板とからなり、各把持部３４１はアーム３３３の各端部に垂直方向に回動可能に軸支される支持部材３４３を介して取り付けられる。把持部駆動部３４２は油圧シリンダが採用され、各把持部３４１に油圧シリンダが作動連結される。このようにして各把持部３４１がアーム３３３に取り付けられて、図３（ｃ）に示すように、アーム３３３の両端で油圧シリンダの進退駆動によりトンネル高さ方向に回動可能に構成される。

このようにしてセグメント組立装置Ｍは構成され、施工空間Ｓ内で、セグメントピースを一対の把持部３４１上に把持して、トンネル軸方向移動台車３１２及び／又はガイド台車３２２の移動並びにアーム３３３及び／又は把持部３４１の動作の組み合わせにより、セグメントピースを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１上の所定の位置に位置決めし押し当てるようになっている。

また、このセグメント組立装置Ｍでは、トラバーサ１、リフト２、形状保持装置４がそれぞれ、次のような構成を有している。

トラバーサ１は、図１に示すように、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対の搬送レール１１と、一対の搬送レール１１上に走行可能に配置される搬送台車１２と、搬送台車１２を一対の搬送レール１１上で駆動する搬送台車駆動部１３とを有する。この場合、一対の搬送レール１１は、施工空間Ｓ内の底部の幅方向中央に所定のレベルゲージでトンネル軸方向に向けて敷設される。搬送台車１２は、４輪構成の台車本体１４と、台車本体１４上にベアリングを介して旋回可能に設置され、セグメントピースを載せるためのターンテーブル１５とからなる。搬送台車駆動部１３は駆動モータが採用され、台車本体１４の車輪に作動連結される。このようにして搬送台車１２は一対の搬送レール１１上に配置され、駆動モータにより往復駆動可能に構成され、また、ターンテーブル１５が台車本体１４上に手動により旋回可能に設置される。なお、施工空間Ｓ内にスペース上の余裕があればターンテーブル１５は駆動モータなどを用いて自動回転するようにしてもよい。

リフト２は、図１に示すように、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のリフト用レール２１と、一対のリフト用レール２１上を走行可能に配置されるリフト用台車２２と、リフト用台車２２を一対のリフト用レール２１上で駆動するリフト用台車駆動部２３と、リフト用台車２２上に組み立てられる架台２４と、架台２４上に設置される複数のウインチ２５と、各ウインチ２５から繰り出され、架台２４の上部からリフト用台車２２の進行方向後方に延びるガイドアーム２６及びガイドアーム２６上に設置される複数のシーブ２６０を介して張架配置される先端にフック２７１を有する複数のワイヤ２７とを有する。この場合、一対のリフト用レール２１は、施工空間Ｓ内の底部にトラバーサ１の一対の搬送レール１１の外側に所定のレベルゲージでトンネル軸方向に向けて敷設される。リフト用台車２２は、一対のリフト用レール２１の間隔と同じ間隔で平行に配列される一対の台車フレーム２２１を有する複数車輪構成の台車で、この台車２２上にリフト用台車駆動部２３として駆動モータが搭載されて、車輪に作動連結される。架台２４は、リフト用台車２２の進行方向前側に立ち上げられる複数の支柱と、これら支柱を連結する部材と、これら支柱の上部に固定され、リフト用台車２２の進行方向後方に向けて突出されるガイドアーム２６及びこのガイドアーム２６上に設置される複数のシーブ２６０とからなり、この架台２４上に複数のウインチ２５が設置固定されて、これらのウインチ２５から複数本のワイヤ２７が繰り出され、架台２４上部の各ガイドアーム２６上のシーブ２６０を介して、各ガイドアーム２６の後端から昇降可能に吊り下げられる。なお、各ワイヤ２７先端のフック２７１はセグメントピースの四隅近傍を支持可能に鉤形のフックが採用される。

形状保持装置４は、図１及び図４に示すように、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のレール４１（３１１）と、一対のレール４１上を走行可能に配置される台車４２と、台車４２を一対のレール４１上で駆動する台車駆動部３１３と、台車４２上にトンネル高さ方向に向けて進退可能に設置され、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付けられた鋼製セグメントを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて押圧可能な押圧部材４４と、押圧部材４４を進退駆動する駆動部４５とからなる。この場合、一対のレール４１はエレクター３の一対のトンネル軸方向レール３１１と共通である。台車４２は、略矩形状に組まれた台車フレーム４２１と、台車フレーム４２１の下部四隅に軸支された車輪４２２とからなり、台車本体４２１の各車輪４２２に一対のトンネル軸方向レール３１１に係合可能な走行ガイド４２３が併せて設けられて、トンネル軸方向レール３１１に沿って走行可能に構成される。なお、この台車４２は、トンネル軸方向移動台車３１２と同様に、各トンネル軸方向レール３１１上で斜めに配置可能に、車輪４２２の幅をレール３１１の幅よりも大きく取って、各車輪４２２と各レール３１１との間に工学上の遊びが設けられる。また、この台車４２には、ロック装置としてトンネル軸方向レール３１１をクランプするためのレールクランプ４７が取り付けられており、このレールクランプ４７でレール３１１をクランプすることにより、台車４２がトンネル軸方向レール３１１上に固定されるようになっている。また、この台車４２には、既述のとおり、台車駆動部３１３として一対の油圧シリンダが取り付けられて、それぞれ、台車４２の進行方向前方に向けて突出され、エレクター３のトンネル軸方向移動台車３１２に連結され、各油圧シリンダの作動軸の伸縮により、トンネル軸方向移動台車３１２を前後に移動可能に、また、トンネル軸方向移動台車４１２を固定にすることにより、台車４２が反力により前後に移動可能になっている。押圧部材４４は、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１のトンネル幅方向の中央から一方のトンネルＴ１側の端部付近まで延び、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１の断面円弧形状と略平行の断面円弧形状を有する第１の一対の押圧部４４１と、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１のトンネル幅方向の中央から他方のトンネルＴ２側の端部付近まで延び、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１の断面円弧形状と略平行の断面円弧形状を有する第２の一対の押圧部４４２とからなり、それぞれ、台車４２上にこれらの押圧部４４１，４４２を鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて進退駆動する駆動部４５、ここでは油圧シリンダを有する支持装置４６、及びジャッキからなるサイドサポート装置４８を介して設置される。ここで各支持装置４６は台車４２上にトンネル幅方向に摺動可能に設置され、各支持装置４６に作動連結された各支持装置駆動部４６Ｄ、ここでは油圧シリンダにより、トンネル軸方向に変位可能に取り付けられる。また、サイドサポート装置４８はそれぞれ、一対の押圧部４４１，４４２の両端部に取り付けられて、一対のレール４１（この場合、トンネル軸方向レール３１１）の外側で各押圧部４４１，４４２を支持するようにしてある。このようにして一対の押圧部４４１，４４２が台車４２上に各支持装置４６、各サイドサポート装置４８を介して設置され、各支持装置駆動部４６Ｄ（油圧シリンダ）の伸縮駆動により各支持装置４６がトンネル幅方向に変位されて、押圧部材４４が鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に沿って位置調整され、各支持装置４６の油圧シリンダの伸縮駆動により押圧部材４４が鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付け後の鋼製セグメントを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて押圧可能に構成される。

このようにしてセグメント組立装置Ｍは、施工空間Ｓ内で、セグメントピースＰの運搬からセグメント組み立て面Ｓ１への組み付け、形状保持までを行うようになっている。図５及び図６にこのセグメント組立装置によるセグメントピースの組み立て手順を示している。
なお、この組み立て手順では、各装置の初期の待機位置として、トラバーサ１は搬送台車１２が施工空間Ｓ内底部上の一対の搬送レール１１上で鋼製セグメントの積み込み位置に、エレクター３はトンネル軸方向移動台車３１２が施工空間Ｓ内の２つのトンネルの覆工の外周面上の一対のトンネル軸方向レール３１１上でセグメント組み立て面Ｓ１のセグメントピースの組み付け位置に、形状保持装置４は台車４２がエレクター３と同じ一対のトンネル軸方向レール３１１上でエレクター３（トンネル軸方向移動台車３１２）の直ぐ後方に、リフト２はリフト台車２２が施工空間Ｓ内の底部上に敷設された一対のリフト用レール２１上で、エレクター３（トンネル軸方向移動台車３１２）の少し前方にそれぞれ待機される。

１．トラバーサによるセグメントピースの搬送
まず、施工空間Ｓ内のセグメントピースの積み込み位置でセグメントピースＰが搬送台車１２に載せられ、搬送台車１２が一対の搬送レール１１上をリフト２の待機位置の直前まで搬送される。この場合、セグメントピースＰは長さ方向をトンネル軸方向レール３１１の延びる方向に向けて搬送台車１２のターンテーブル１５上に載せられ、搬送台車１２はトラバーサ１の操作者の運転操作によりリフト２の直前まで移動されて停止される。
２．セグメントピースの回転
このようにして搬送台車１２が一対の搬送レール１１上をリフト２の直前で停止されると、続いて、この停止位置で搬送台車１２上のセグメントピースＰがターンテーブル１５の回転により水平方向に９０度回転される。この場合、ターンテーブル１５を手動式にしているので、セグメントピースＰの回転は作業者の手押し作業により行われ、ターンテーブル１５の回転により、セグメントピースＰは容易に回転される。

３．セグメントピースの吊り上げ
次に、リフト２が駆動され、搬送台車１２からリフト２へセグメントピースＰが受け渡しされ、リフト２によりセグメントピースＰが鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて吊り上げられる。この場合、搬送台車１２上でセグメントピースＰが９０度回転された状態から、リフト台車操作者により、リフト２のリフト用台車２２が一対のリフト用レール２１上を搬送台車１２に向けて駆動され、リフト用台車２２の台車フレーム２２１間に搬送台車１２が入り込み、リフト２の各ワイヤ２７が搬送台車１２上のセグメントピースＰの両側面付近の直上に移動したところで駆動を停止される。続いて、リフト用台車２２上の架台２４に設置された各ウインチ２５が各ワイヤ２７の繰り出し方向に作動されて、各ワイヤ２７がセグメントピースＰの両側面の下部、下面付近まで降ろされ、ここで、作業者により各ワイヤ２７のフック２７１がセグメントピースＰの下面に係止される。そして、各ウィンチ２５が各ワイヤ２７の巻き取り方向に作動されて、各ワイヤ２７が引き上げられ、セグメントピースＰが各ワイヤ２７のフック２７１により支持されて引き上げられ、セグメントピースＰが鋼製セグメント組み立て面Ｓ１付近まで上昇されて作動停止される。

４．リフトからエレクターへのセグメントピースの受け渡し（エレクターの前進）
次いで、リフト２からエレクター３へセグメントピースＰが受け渡しされる。この場合、エレクター３はレールクランプ３１４がトンネル軸方向レール３１１にクランプしていない状態で、エレクター３後方の形状保持装置４はレールクランプ４６がトンネル軸方向レール３１１にクランプしている状態になっていて、形状保持装置４の各油圧シリンダーの作動軸がエレクター操作者の運転操作により前進駆動されて、エレクター３が一対のトンネル軸方向レール３１１上をセグメントピースの組み付け位置からリフト２に向けてリフト２に吊り下げられたセグメントピースＰの下部まで前進される。
５．リフトからエレクターへのセグメントピースの受け渡し（エレクターによるセグメントピースの把持）
続いて、リフト２からエレクター３へセグメントピースＰが受け渡しされ、このセグメントピースＰがエレクター３に把持される。この場合、セグメントピースＰはエレクター３の把持装置３４の把持部３４１上に載せられ、把持部３４１にボルトにより固定される。このセグメントピースＰが把持部３４１に把持された状態を図７に示している。図７に示すように、把持部３４１上におけるセグメントピースＰの把持位置はセグメントピースＰの鋼製セグメント組み立て面Ｓ１における組み付け位置及びセグメントピースＰの大きさ、形状に応じて決定される。
６．リフトからエレクターへのセグメントピースの受け渡し（エレクターの後退）
このようにしてエレクター３にセグメントピースＰが把持されると、エレクター３は後退される。この場合、エレクター３はレールクランプ３１４がトンネル軸方向レール３１１にクランプしていない状態で、形状保持装置４はレールクランプ４７がトンネル軸方向レール３１１にクランプしている状態になっていて、形状保持装置４の油圧シリンダーの作動軸がエレクター操作者の運転操作により後退駆動されて、エレクター３は一対のトンネル軸方向レール３１１上をセグメントピースＰの組み付け位置まで後退されて停止される。そして、エレクター３によりセグメントピースＰが鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付けられる。

図８及び図９にこのセグメント組立装置によるセグメントピースのセグメント組み立て面への組み付け手順を示している。
７．セグメント組み立て面の一方のトンネル側の端部へのセグメントピースの取り付け
図８に示すように、まず、セグメントピースＰをセグメント組み立て面Ｓ１の一方のトンネルＴ１側の端部に組み付ける。この場合、まず、端部のセグメントピースＰがエレクター３の把持部３４１上の適宜の位置に固定される。そして、必要により、トンネル軸方向移動台車３１２が一対の油圧シリンダの伸縮駆動により一対のトンネル軸方向レール３１１上で鋼製セグメント組み立て面Ｓ１のセグメントピース取り付け位置に合わせて移動し停止される。このとき、セグメントピースの取り付け位置が多少斜めになっている場合でも、トンネル軸方向移動台車３１２の各車輪３１２Ｗとトンネル軸方向レール３１１との間に工学上の遊びが設けられているので、各油圧シリンダの伸縮加減により、トンネル軸方向移動台車３１２を一対のトンネル軸方向レール３１１上でセグメントピースの取り付け位置に合わせて斜めに停止することができる。続いて、ガイド台車３２２がピニオンギヤ３２８の回転駆動によりガイドレール３２１上を一方のトンネルＴ１側端部まで移動し停止される。そして、アーム３３３が油圧シリンダの駆動によりスライドガイド３３１に案内されて一方のトンネルＴ１側の端部にスライドされ、続いて、油圧シリンダの駆動により進退ガイド３３２に案内されてスライドガイド３３１とともにトンネル高さ方向に上昇され、また、必要により、把持部３４１が油圧シリンダの伸縮駆動によりセグメントピースの取り付け位置に対する支持角度を調整されて、一方のトンネルＴ１側の端部に押し当てられる。この状態から、セグメントピースＰがボルトにより取り付けられる。
８．セグメント組み立て面の他方のトンネル側の端部へのセグメントピースの取り付け
続いて、セグメントピースＰをセグメント組み立て面Ｓ１の他方のトンネルＴ２側の端部に組み付ける。この場合のセグメントピースＰの取り付けは、基本的に、一方のトンネルＴ１側の端部へのセグメントピースＰの取り付けと同様である。
９．セグメント組み立て面の一方のトンネル側の中間部へのセグメントピースの取り付け
続いて、図９に示すように、セグメントピースＰをセグメント組み立て面Ｓ１の一方のトンネルＴ１側の中間部に組み付ける。この場合のセグメントピースＰの取り付けは、基本的に、一方のトンネルＴ１側の端部へのセグメントピースＰの取り付けと同様である。
１０．セグメント組み立て面の他方のトンネル側の中間部へのセグメントピースの取り付け
続いて、セグメントピースＰをセグメント組み立て面Ｓ１の他方のトンネルＴ２側の中間部に組み付ける。この場合のセグメントピースＰの取り付けは、基本的に、一方のトンネルＴ１側の端部へのセグメントピースＰの取り付けと同様である。
そして、セグメントピースＰをセグメント組み立て面Ｓ１の両トンネルＴ１，Ｔ２間の中央に組み付ける。この場合のセグメントピースＰの取り付けは、基本的に、一方のトンネルＴ１側の端部へのセグメントピースＰの取り付けと同様である。
このようにして複数のセグメントピースＰからなる円弧状の鋼製セグメントが組み立てられる。
そして、トンネル軸方向移動台車３１２が一対の油圧シリンダの駆動により一対のトンネル軸方向レール３１１上を次のセグメントピースの取り付け位置まで移動されて、セグメントピースの取り付け位置毎にこれらの工程が繰り返し行われる。

また、鋼製セグメント組み立て面での次のセグメントピースの取り付けに併せて、鋼製セグメント組み立て面に組み立てられた鋼製セグメントの形状が形状保持装置により保持される。図１０にこのセグメント組立装置による組み立て後の鋼製セグメントの形状を保持する手順を示している。
図１０に示すように、まず、形状保持装置４は台車４２が油圧シリンダの伸縮動作により一対のトンネル軸方向レール３１１上を組み立て後の鋼製セグメントの下方まで移動される。この場合、エレクター３のレールクランプ３１４がトンネル軸方向レール３１１にクランプしていない状態に、また、形状保持装置４のレールクランプ４７がトンネル軸方向レール３１１にクランプしている状態にして、形状保持装置４の油圧シリンダの作動軸が伸長駆動されて、エレクター３がトンネル軸方向レール３１１上を前進し、この状態から、エレクター３のレールクランプ３１４がトンネル軸方向レール３１１にクランプしている状態に、また、形状保持装置４のレールクランプ４７がトンネル軸方向レール３１１にクランプしていない状態にして、形状保持装置４の油圧シリンダの作動軸が短縮駆動されて、形状保持装置４は台車４２が反力により前進することにより移動される。なお、このとき、組み立て後の鋼製セグメントが多少斜めになっている場合でも、台車４２の各車輪４２２とトンネル軸方向レール３１１との間に工学上の遊びが設けられているので、各油圧シリンダの伸縮加減により、台車４２を一対のトンネル軸方向レール３１１上で鋼製セグメントに合わせて斜めに停止することもできる。そして、台車４２上で押圧部材４４の支持装置４６が支持装置４６移動用の油圧シリンダーの伸縮駆動によりトンネル幅方向に変位されて、押圧部材４４が鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に沿って位置調整され、支持装置４６の油圧シリンダの伸縮駆動により押圧部材４４が鋼製セグメントを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて押圧して、これにより鋼製セグメントの形状が保持される。
このようにして鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に円弧状の鋼殻が形成される。
そして、エレクター３に追随して形状保持装置４が油圧シリンダの伸縮駆動により一対のトンネル軸方向レール３１１上を次の組み立て後の鋼製セグメントの下方まで移動されて、組み立て後の鋼製セグメントに同様の工程が繰り返し行われる。

以上説明したように、このセグメント組立装置Ｍに用いたエレクター３は、地中に並設される２つのトンネルＴ１，Ｔ１の覆工ｔ１，ｔ２間の上部及び下部にそれぞれ形成した施工空間Ｓで、各トンネルＴ１，Ｔ２の覆工ｔ１，ｔ２間の鋼製セグメント組み立て面Ｓ１にセグメントピースＰを組み付ける道路トンネルの施工において、既述のとおり、施工空間Ｓ内に、一対のトンネル軸方向レール３１１、トンネル軸方向移動台車３１２、台車駆動部３１３からなるトンネル軸方向移動装置３１と、ガイドレール３２１、ガイド台車３２２、ガイド台車駆動部３２３からなるトンネル幅方向移動装置３２と、アーム３３３、スライドガイド３３１、進退ガイド３３２、アーム駆動部３３４からなる押圧装置３３と、一対の把持部３４１、把持部駆動部３４２からなる把持装置３４とを備え、セグメントピースＰを一対の把持部３４上に把持して、トンネル軸方向移動台車３１２及び／又はガイド台車３２２の移動並びにアーム３３３及び／又は把持部３４１の動作の組み合わせにより、セグメントピースＰを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１上の所定の位置に位置決めし押し当てるようにしたので、施工空間Ｓ内で、作業者が重量鳶などの特に一定の技能を有する職種の者でなくても、すなわち、通常の作業者でも、機械操作を行うだけで、２つのトンネルＴ１，Ｔ２の覆工ｔ１，ｔ２間にセグメントピースＰの組み立てを容易かつ安全に行うことができる。

また、このセグメント組立装置Ｍは、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対の搬送レール１１と、一対の搬送レール１１上に走行可能に配置される搬送台車１２と、搬送台車１２を一対の搬送レール１１上で駆動する搬送台車駆動部１３とからなるトラバーサ１を備えているので、このトラバーサ１を使って、重量物の鋼製セグメントをエレクター３付近まで容易かつ安全に運搬することができる。
さらに、このセグメント組立装置Ｍは、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のリフト用レール２１と、一対のリフト用レール２１上に走行可能に配置されるリフト用台車２２と、リフト用台車２２を一対のリフト用レール２１で駆動するリフト用台車駆動部２３と、リフト用台車２３上に組み立てられる架台２４と、架台２４上に設置される複数のウインチ２５と、各ウインチ２５から繰り出され、架台２４の上部からリフト用台車２２の進行方向後方に延びるガイドアーム２６及びガイドアーム２６上に設置される複数のシーブ２６０を介して配置される先端にフック２７１を有する複数のワイヤ２７とからなるリフト２を備えているので、このリフト２を使って、重量物の鋼製セグメントをトラバーサ１からエレクター３へ容易かつ安全に受け渡しすることができる。
またさらに、このセグメント組立装置Ｍは、施工空間Ｓ内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のレール４１と、一対のレール４１上に走行可能に配置される台車４２と、台車４２を一対のレール４１上で駆動する台車駆動部３１３と、台車４２上にトンネル高さ方向に向けて進退可能に設置され、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付け後の鋼製セグメントを鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に向けて押圧可能な押圧部材４４と、押圧部材４４を進退駆動する駆動部４５とからなる形状保持装置４を備えているので、この形状保持装置４を使って、鋼製セグメント組み立て面Ｓ１に組み付け後の鋼製セグメントの形状を容易かつ安全に保持することができる。

したがって、このセグメント組立装置Ｍによれば、大型の建設機械が入る余地のない制限された施工空間Ｓで、重量物のセグメントピースの運搬から組み付け、形状保持までの一連の作業を行うことができるので、従来の人力施工に比べて、大幅な省力化及び生産性の向上を実現することができ、また、作業者が危険な場所に近づいて作業する必要がないので、安全性も格段に向上させることができる。

なお、この実施の形態では、すべてのレールが一対のレールで構成されているが、各レール又は一部のレールは複数のローラが２列並列に各列に所定の間隔で設置されて構成されるものであってもよく、この場合、台車は車輪に代えて各列の各ローラ間に架け渡しされて走行可能な一対のレールを備えるものとすればよい。
また、各装置の各部の駆動部に油圧シリンダを用いているが、これらの駆動部は各種モータと各種の動力伝達手段の組み合わせからなるものであってもよい。
さらに、各台車はモータにより車輪を駆動するものとしたが、各台車は各種の送り機構により駆動されるものであってもよい。
このようにしても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

Ｔ１，Ｔ２トンネル
ｔ１，ｔ２覆工
Ｓ施工空間
Ｓ１鋼製セグメント組み立て面
Ｐセグメントピース
Ｍセグメント組立装置
１トラバーサ
１１搬送レール
１２搬送台車
１３搬送台車駆動部
１４台車本体
１５ターンテーブル
２リフト
２１リフト用レール
２２リフト用台車
２２１台車フレーム
２３リフト用台車駆動部
２４架台
２５ウィンチ
２６ガイドアーム
２６０シーブ
２７ワイヤ
２７１フック
３エレクター装置
３１トンネル軸方向移動装置
３１１トンネル軸方向レール
３１２トンネル軸方向移動台車
３１２Ｆ台車フレーム
３１２Ｗ車輪
３１２Ｇ走行ガイド
３１３台車駆動部
３１４レールクランプ
３２トンネル幅方向移動装置
３２１ガイドレール
３２２ガイド台車
３２３ガイド台車駆動部
３２４ラック
３２５支持台
３２６支持台駆動部
３２７アウトリガー
３２８ピニオンギヤ
３３押圧装置
３３１スライドガイド
３３２進退ガイド
３３３アーム
３３４アーム駆動部
３４把持装置
３４１把持部
３４２把持部駆動部
３４３支持部材
４形状保持装置
４１レール
４２台車
４２１台車フレーム
４２２車輪
４２３走行ガイド
４４押圧部材
４４１第１の一対の押圧部
４４２第２の一対の押圧部
４５駆動部
４６支持装置
４６Ｄ支持装置駆動部
４７レールクランプ
４８サイドサポート装置

Claims

地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成した施工空間に設置され、前記各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面にセグメントピースを組み付けるためのエレクター装置であって、
前記施工空間内に、
トンネル軸方向に向けて設置される一対のトンネル軸方向レールと、前記一対のトンネル軸方向レール上に移動可能に配置されるトンネル軸方向移動台車と、前記トンネル軸方向移動台車を前記一対のトンネル軸方向レール上で駆動する台車駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル軸方向に移動するためのトンネル軸方向移動装置と、
前記トンネル軸方向移動装置の前記トンネル軸方向移動台車上に設置され、鋼製セグメント組み立て面の断面形状と略同じ断面形状を有し、当該組み立て面に対向配置されるガイドレールと、前記ガイドレール上に移動可能に配置されるガイド台車と、前記ガイド台車を前記ガイドレール上で駆動するガイド台車駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル幅方向に移動するためのトンネル幅方向移動装置と、
前記トンネル幅方向移動装置の前記ガイド台車上でトンネル幅方向に向けて延び、前記ガイド台車上にスライドガイドを介してトンネル幅方向に向けてスライド可能にかつ進退ガイドを介してトンネル高さ方向に進退可能に設置されるアームと、前記アームを前記ガイド台車上で駆動するアーム駆動部とを有し、セグメントピースをトンネル幅方向及び／又はトンネル高さ方向に向けて押し込むための押圧装置と、
前記アームの両端にトンネル高さ方向に回動可能に取り付けられ、セグメントピースを把持可能な一対の把持部、及び前記各把持部を駆動するための把持部駆動部とを有し、セグメントピースを把持し、かつセグメントピースの鋼製セグメント組み立て面に対する支持角度を調整するための把持装置と、
を備え、
セグメントピースを前記一対の把持部上に把持して、前記トンネル軸方向移動台車及び／又は前記ガイド台車の移動並びに前記アーム及び／又は前記把持部の動作の組み合わせにより、セグメントピースを鋼製セグメント組み立て面上の所定の位置に位置決めし押し当てるようにした、
ことを特徴するエレクター装置。
地中に並設される２つのトンネルの覆工間に形成した施工空間に設置され、前記施工空間内でセグメントピースを運搬するためのトラバーサと、前記施工空間内で前記トラバーサからセグメントピースを受け渡しされ、前記各トンネルの覆工間の鋼製セグメント組み立て面付近まで揚重するためのリフトと、前記施工空間内で前記リフトからセグメントピースを受け渡しされ、前記鋼製セグメント組み立て面にセグメントピースを組み付けるためのエレクター装置と、前記鋼製セグメント組み立て面に組み付け後の鋼製セグメントを押圧し、前記鋼製セグメントの形状を保持するための形状保持装置とを備え、前記施工空間内で、セグメントピースの運搬から、前記鋼製セグメント組み立て面への組み付け、形状保持までを行うセグメント組立装置であって、
前記エレクター装置に請求項１に記載のエレクター装置を用いた、
ことを特徴とするセグメント組立装置。
トラバーサは、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対の搬送レールと、前記一対の搬送レール上に走行可能に配置される搬送台車と、前記搬送台車を前記一対の搬送レール上で駆動する搬送台車駆動部とを備える請求項２に記載のセグメント組立装置。
リフトは、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のリフト用レールと、前記一対のリフト用レール上に走行可能に配置されるリフト用台車と、前記リフト用台車を前記一対のリフト用レール上で駆動するリフト用台車駆動部と、前記リフト用台車上に組み立てられる架台と、前記架台上に設置される複数のウインチと、前記各ウインチから繰り出され、前記架台の上部から前記リフト用台車の進行方向後方に延びるガイドアーム及び前記ガイドアーム上に設置される複数のシーブを介して配置される先端にフックを有する複数のワイヤとを備える請求項２又は３に記載のセグメント組立装置。
形状保持装置は、施工空間内に、トンネル軸方向に向けて設置される一対のレールと、前記一対のレール上に走行可能に配置される台車と、前記台車を前記一対のレール上で駆動する台車駆動部と、前記台車上にトンネル高さ方向に向けて進退可能に設置され、鋼製セグメント組み立て面に組み付けられた鋼製セグメントを前記鋼製セグメント組み立て面に向けて押圧可能な押圧部材と、前記押圧部材を進退駆動する駆動部とを備える請求項２乃至４のいずれかに記載のセグメント組立装置。