JP7765359B2 - セグメント把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、シールド工法によるトンネルの施工に使用可能なセグメント把持装置に関する。

下水道などのトンネルを施工する際に、シールド工法が汎用されている。シールド工法では、概して、シールドマシンを用いて地中を掘り進むともに、掘削した箇所にセグメントを組み立ててトンネル壁面を形成する、という方法が採用される。

シールド工法に用いられる装置は、地中の限られた空間において目的の作業を遂行することが必要とされる。たとえば特開平４－２６９３００号公報（特許文献１）には、あらかじめ用意された複数（当該文献では六つ）のセグメントを同時に組み立てることができるセグメント組立装置が開示されている。

特開平４－２６９３００号公報

特許文献１ではトンネル側のセグメントと切羽側のセグメントとを順次拡径して組み合わせればリングが完成するように記載されているが、実際にはセグメント間の嵌合部分にずれが生じるなどして、微調整を要する場合がある。しかし特許文献１では、このような微調整について考慮されていなかった。

そこで、セグメントを組み立てる際にセグメントの位置を微調整して、一つのセグメントが他のセグメントの設置を妨げないようにできるセグメント把持装置の実現が求められる。

本発明に係るセグメント組立装置は、シールド工法によるトンネルの施工に使用可能な、セグメント把持装置であって、セグメントに装着されるアタッチメントと、前記アタッチメントと着脱自在に係合可能な支持部材と、チルトレバーと、を備え、前記支持部材が、支持軸のまわりに回動可能に軸支されており、前記チルトレバーが、前記支持部材の前記セグメントを支持する面の反対側の面の側に配置され、かつ、前記支持部材の縁部を押圧するチルト姿勢と、当該縁部を押圧しない中立姿勢と、にわたって姿勢変更可能であり、前記チルトレバーが前記チルト姿勢に姿勢変更すると、前記支持部材が前記支持軸のまわりに回動することを特徴とする。

この構成によれば、一つのセグメントが他のセグメントの設置を妨げないように、セグメントの位置を微調整できる。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係るセグメント組立装置は、一態様として、前記チルトレバーが前記中立姿勢にあるときに、前記セグメントを支持する支持面が所定の姿勢を取るように付勢する付勢装置が、前記支持部材に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、チルトレバーを機能させないときの支持部材、およびこれに支持されるセグメントの姿勢を所定の範囲に規制できる。

本発明に係るセグメント組立装置は、一態様として、前記アタッチメントが装着された前記セグメントを前記支持部材に供給して、当該アタッチメントと当該支持部材とを係合させることができる供給装置をさらに備え、前記チルトレバーが、回転軸に軸支され、かつ、一端が前記支持部材の前記縁部に当接可能な位置に配置されるとともに、他端が前記供給装置と接触可能な位置に配置されており、前記供給装置が前記セグメントを前記支持部材に供給するときに、前記供給装置が前記チルトレバーの前記他端と接触し、前記チルトレバーが前記支持軸の周りに回動して、前記一端が前記支持部材に当接することによって、前記チルト姿勢が実現されることが好ましい。

この構成によれば、第一のセグメントを設置予定箇所に導入し、引き続き第二のセグメントを導入するタイミングで、当該第二のセグメントの導入と同期して、第一のセグメントの位置を微調整できる。

本発明に係るセグメント組立装置は、一態様として、前記支持部材が、前記アタッチメントを挿入可能な溝部分を有し、前記アタッチメントの、前記セグメントに装着されたときに当該セグメントに当接する面が、曲面として形成されており、前記溝部分の壁面が、前記アタッチメントの曲面に沿う曲面として形成されていることが好ましい。

この構成によれば、チルトレバーが機能して支持部材が傾斜するときに、支持部材とアタッチメントとが干渉しにくい。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

トンネル施工の状態を示す模式図である。 円弧状セグメントおよび壁面ユニットの断面図である。 円弧状セグメントの上面図である。 実施形態に係る施工装置の側面図である。 実施形態に係る持上装置および回転装置の側面図である。 実施形態に係る押上装置および回転装置の正面図である。 実施形態に係る支持部材の上面図である。 実施形態に係るチルトレバーと当接部材との位置関係を示す図である。 実施形態に係るチルトレバーと当接部材との位置関係を示す図である。 実施形態に係る供給装置の側面図である。 実施形態に係る供給装置の上面図である。 実施形態に係るアタッチメントの側面図である。 実施形態に係るアタッチメントの上面図である。 実施形態に係るアタッチメントの使用状態を示す正面図である。

本発明に係るセグメント把持装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るセグメント把持装置を、トンネル１００の施工に使用する施工装置１に適用した例について説明する。以下の例において、アタッチメント４０、ならびに、押上装置１０の支持部材１１およびチルトレバー１５が、本発明に係るセグメント把持装置の一実施形態であるセグメント把持装置Ｈを構成する。

〔三分割セグメントを用いるシールド工法の構成〕
まず、本実施形態に係る施工装置１を使用して施工するトンネル１００およびトンネル１００を施工するシールド工法の一般的な構成について説明する。本実施形態では、三分割セグメントを用いるシールド工法を採用しており、当該シールド工法では、シールドマシンＳにより掘り進めた横穴を、三枚の円弧状セグメント１０１（以下、単に「セグメント１０１」と称する。）を組み合わせて形成する円筒状の壁面ユニット１０２で固定してトンネル１００を形成する（図１）。

シールドマシンＳは地上に設けられた制御室Ｒと電気的に接続され、トンネル工事の線形の先頭で地山を円筒形に掘削する。シールドマシンＳの後方には、二台の台車Ｃ１、Ｃ２が配置されており、本実施形態に係る施工装置１が台車Ｃ１、Ｃ２に分散して搭載されている。また、シールドマシンＳで円筒形に掘削されたトンネルの内壁面には施工装置１によりセグメントが円筒リング状に組み立てられ、台車Ｃ１、Ｃ２は、トンネル１００の内部のセグメント上に敷設された軌道（不図示）の上を走行可能に構成されている。

（方向に関する用語の定義）
以下の説明において、「トンネル延長方向」という用語を用いて、トンネル１００の延長方向に沿う方向を表す場合がある。施工装置１およびセグメント１０１の「トンネル延長方向」は、施工装置１およびセグメント１０１の使用時または設置後にトンネル１００の延長方向に沿う方向を指すものとする。同様に、「トンネル内側」、「トンネル外側」、「トンネル径方向」、「トンネル周方向」の各用語は、いずれも、使用時または設置後におけるトンネル１００との位置関係に基づいて、内側、外側、径方向、および周方向を指すものとする。また、前後方向はシールドマシンＳの進行方向に従って定義されるものとする。加えて、トンネル周方向に関する回転方向について言及するときは、シールドマシンＳの進行方向前方から後方に向かう方向に見た場合の時計回りまたは反時計回りとして表現することとする。

（セグメントおよびトンネルの構成）
セグメント１０１は、１２０度の円弧状の断面を有する鉄筋コンクリート製のブロックである（図２、図３）。本実施形態では、トンネル１００の仕上り内径が１０００ｍｍであり、これに対応して、セグメント１０１のトンネル内側の面は直径１０００ｍｍの円弧状である。なお、セグメント１０１のトンネル径方向の厚さは７０ｍｍであり、トンネル外側の面は直径１１４０ｍｍの円弧状である。また、セグメント１０１のトンネル延長方向の長さは６００ｍｍである。

セグメント１０１のトンネル周方向の一端部には突起部１０３が設けられており、他端部には溝部１０４が設けられている。トンネル周方向に隣接する二つのセグメント１０１のうちの一方の突起部１０３と、他方の溝部１０４とを係合させることによって、二つのセグメント１０１を連結できる。この部分構造を利用して三枚のセグメント１０１を連結することによって、円筒状の壁面ユニット１０２を形成できる。

セグメント１０１のトンネル延長方向の一端部には突起部１０５が設けられており、他端部には溝部１０６が設けられている。先に完成している壁面の突起部１０５（または溝部１０６）と、隣接して完成させた壁面の溝部１０６（または突起部１０５）とを係合させることによって、トンネル延長方向に隣接する二つの壁面ユニット１０２を連結できる。

セグメント１０１間、壁面ユニット１０２間のいずれの連結部分（目地という。）にも、シール材が注入される。かかるシール材としては、たとえばエポキシ樹脂系コーキングなどの公知の材料を用いうる。

セグメント１０１の中央（トンネル周方向の中央かつトンネル延長方向の中央）に、貫通孔１０７が設けられている。貫通孔１０７は、セグメント１０１の設置後に、シールドマシンＳによって掘削された横穴の内面とセグメント１０１のトンネル外側の面との間に裏込め材を注入する際の注入口として使用される開口部である。なお、貫通孔１０７には雌ねじが設けられており、裏込め材が注入された後に貫通孔１０７にキャップを螺合して注入口を閉鎖できる。

〔施工装置の構成〕
本実施形態に係る施工装置１は、セグメント１０１を押し上げることができる三つの押上装置１０（第一押上装置１０Ａ、第二押上装置１０Ｂ、および第三押上装置１０Ｃ）と、三つの押上装置１０をトンネル周方向に回転移動させることができる回転装置２０、押上装置１０に対してセグメント１０１を供給可能な供給装置３０と、を備える（図４）。また、セグメント１０１には、押上装置１０および供給装置３０と連結可能なアタッチメント４０が装着される。

三つの押上装置１０は、周方向等間隔に、回転装置２０の胴体部分２１に装着されている。回転装置２０の動作により三つの押上装置１０を周方向に移動させることができる。以下では、押上装置１０（支持部材１１）のトンネル外側の面が水平になる姿勢を第一姿勢といい、第一姿勢から１２０°時計回りに移動した姿勢を第二姿勢といい、第二姿勢からさらに１２０°時計回りに移動した姿勢（第一姿勢から２４０°時計回りに移動した姿勢）を第三姿勢という。

（押上装置の構成）
押上装置１０は、セグメント１０１を支持する主体として機能する支持部材１１、支持部材１１をトンネル径方向に移動させる動力を供給可能な油圧シリンダ１２、支持部材１１と油圧シリンダ１２のロッド１２ａとを連結する第一接続部材１３、および、支持部材１１と回転装置２０の胴体部分２１とを連結する第二接続部材１４、を有する（図５～図７）。

支持部材１１は、セグメント１０１を支持する主体として機能する（セグメント１０１の重量を支える）略板状の部材である。支持部材１１のトンネル周方向の中央部分には、アタッチメント４０を嵌め込むことができる溝部分１１１が設けられている。溝部分１１１の後方側の端部１１１ａは開口しており、前方側の端部１１１ｂは閉鎖されている。溝部分１１１の端部１１１ａ、１１１ｂの上面（トンネル外側）には、収容したアタッチメント４０と係合する係合突起１１１ｃが設けられている。また、溝部分１１１の底部の幅（トンネル周方向）に比べて、溝部分１１１の開口部の幅が狭くなっており、当該底部から当該開口部に至る壁面が緩やかな曲面に形成されている。この曲面の形状は、アタッチメント４０の上面の曲面形状（詳細は後述する。）に沿う形状である。

回転装置２０を動作させて、三つの押上装置１０のうちのいずれか（第一押上装置１０Ａ、第二押上装置１０Ｂ、または第三押上装置１０Ｃ）を第一姿勢にすると、第一姿勢にある押上装置１０の支持部材１１の溝部分１１１と、供給装置３０の溝部分３２とが連続した溝を形成する。供給装置３０から押上装置１０（支持部材１１）に供給されたセグメント１０１は、装着されたアタッチメント４０が溝部分１１１の端部１１１ａから進入する形で、支持部材１１に受容される。端部１１１ｂには近接センサが設置されており、溝部分１１１の所定の位置にアタッチメント４０が嵌め込まれているか否かを検知できる。

支持部材１１のトンネル周方向の端部分には、ゴムローラ１１２が前後方向に回転自在に取り付けられている。ゴムローラ１１２は、アタッチメント４０が溝部分１１１に進入する際に、セグメント１０１のトンネル内側の面を回転支持して、セグメント１０１の前進を補助する役割を果たす。

油圧シリンダ１２は、押上装置１０の駆動部分であり、トンネル延長方向に沿って伸縮できるように設置されている。油圧シリンダ１２のロッド１２ａは、第一接続部材１３を介して支持部材１１と接続されている。第一接続部材１３は、ロッド１２ａに接続された第一リンク１３ａと、第一リンク１３ａと支持部材１１とを接続する第二リンク１３ｂとに区分される。第一リンク１３ａおよび第二リンク１３ｂは、相対移動しないように締結された上で、回転装置２０の胴体部分２１に、一体に軸支されている。また、第二リンク１３ｂの支持部材１１側の端部は、支持部材１１の下面に軸支されている。

油圧シリンダ１２が後退すると、第一リンク１３ａのロッド１２ａと接続されている部分が前方に引っ張られ、これに伴って第一リンク１３ａが軸Ｘ１の周りに時計回りに回転する。これに連動して、第二リンク１３ｂが軸Ｘ１の周りに時計回りに回転するので、支持部材１１がトンネル外側方向（上方）に移動する。この動作によって、支持部材１１に支持されたセグメント１０１がトンネル外側方向（上方）に押し上げられる。反対に、油圧シリンダ１２が前進すると、支持部材１１がトンネル内側方向（下方）に移動する。

第二接続部材１４は、支持部材１１と回転装置２０の胴体部分２１とを連結する部材である。両端の接続部分は軸支されており、回転自在である。第二接続部材１４は、油圧シリンダ１２の動作に追随して従属的に動作する。

三つの押上装置１０のうち、第一押上装置１０Ａおよび第二押上装置１０Ｂには、チルトレバー１５が設けられている。チルトレバー１５は、第二リンク１３ｂと軸Ｘ２を共通にして軸支されている。また、第一押上装置１０Ａにはトンネル周方向の両側に一つずつのチルトレバー１５（１５Ａ、１５Ｂ）が取り付けられており、第二押上装置１０Ｂにはトンネル周方向の片側にのみチルトレバー１５（１５Ｃ）が取り付けられている（図８、図９）。また、チルトレバー１５は、支持部材１１がセグメント１０１を支持する面の反対側の面の側に設けられている。

第一押上装置１０Ａの一方のチルトレバー１５Ａは、第一押上装置１０Ａが第二姿勢にあるときに、供給装置３０の当接部材３４（３４Ａ）と当接可能な位置に位置合わせされている（図８）。第一押上装置１０Ａの他方のチルトレバー１５Ｂは、第一押上装置１０Ａが第三姿勢にあるときに、供給装置３０の当接部材３４（３４Ｂ）と当接可能な位置に位置合わせされている（図９）。第二押上装置１０Ｂのチルトレバー１５Ｃは、第二押上装置１０Ｂが第二姿勢にあるときに、供給装置３０の当接部材３４（３４Ａ）と当接可能な位置に位置合わせされている（図９）。ただし、いずれのチルトレバー１５も、当接部材３４と当接していないときには、支持部材１１に干渉しない姿勢（中立姿勢の例である。）を取る。なお、第一押上装置１０Ａが第三姿勢にあるとき、第二押上装置１０Ｂは第二姿勢にあり、したがって、チルトレバー１５Ｂが当接部材３４Ｂと当接するとき、同時にチルトレバー１５Ｃが当接部材３４Ａと当接する。

チルトレバー１５と当接部材３４とが当接すると、チルトレバー１５が軸Ｘ２の周りに時計回りに回転する。このとき、チルトレバー１５の支持部材１１側の一端１５１が、支持部材１１をトンネル外側方向に押す姿勢（チルト姿勢の例である。）になる。この動作は、支持部材１１の左右方向のうちチルトレバーが設けられている側においてのみ生じるので、支持部材１１の左右片側のみがトンネル外側方向に押されることになる。これによって、支持部材１１がトンネル径方向に対して傾くことになる。より具体的には、セグメント１０１Ａの第二姿勢において上側に配置されている部分がトンネル外側方向に押されて退避することになり、セグメント１０１Ａの上方におけるトンネル内側方向の空地が広がって、供給装置３０から供給される他のセグメント１０１Ｂが通過する余地が生まれる（図８）。また、セグメント１０１Ａの上方におけるトンネル内側方向の空地が広がるため、他のセグメント１０１Ｂをトンネル外側方向（上方）に押し上げる際に、セグメント１０１Ａとセグメント１０１Ｂとが干渉しない。以上の一連の動作を、以下の説明において「チルト機構」と称する。なお、三つ目のセグメント１０１Ｃを挿入する際も同様にチルト機構を作動して、先に挿入されているセグメント１０１Ａ、１０１Ｂの片側を退避させて、三つ目のセグメント１０１Ｃが通過および上昇するための余地を作る（図９）。

なお、支持部材１１は、チルトレバー１５の一端１５１が当接していないときには、トンネル径方向と略直交する姿勢を取るように構成されている。具体的には、支持部材１１をトンネル周方向の両側からそれぞれ付勢する二つのバネ（不図示）（付勢装置の例である。）が設けられ、二つのバネの弾性力のつり合いによって、支持部材１１がトンネル径方向と略直交する姿勢に維持されている。チルトレバー１５が支持部材１１の片側を押すときは、この二つのバネのつり合いに逆らって応力を加えることになる。

また、三つの押上装置１０を連動して動作させることができる調整シリンダ１６が設けられており、調整シリンダ１６は三つの油圧シリンダ１２のシリンダヘッド１２ｂに接続されている。調整シリンダ１６が伸長すると、三つの油圧シリンダ１２が前方に移動する。油圧シリンダ１２が前方に移動することは、支持部材１１との関係では、油圧シリンダ１２が引退する動作と等しい意味を持つ。したがって、調整シリンダ１６が伸長すると、支持部材１１がトンネル外側方向に移動する。ただし、油圧シリンダ１２単独の動作と異なり、調整シリンダ１６が伸長すると、三つの油圧シリンダ１２が同時に移動するので、三つの支持部材１１が同時に動作する。すなわち、三つの押上装置１０の動作が同期されることになる。これによって、三つのセグメント１０１の位置を同時に微調整できる。

（回転装置の構成）
回転装置２０は、三つの押上装置１０を支持する胴体部分２１と、胴体部分２１をトンネル周方向に回転させることができる油圧モータと、を有する。油圧モータを動作させて胴体部分２１を回転させることによって、三つの押上装置１０の周方向の位置を変更でき、特に、三つの押上装置１０を、第一姿勢、第二姿勢、および第三姿勢のいずれかに配置できる。

（供給装置の構成）
供給装置３０は、本体部分３１と、本体部分３１の上面に設けられた溝部分３２と、本体部分３１から前方に延出可能に構成された左右一対のガイドアーム３３（３３Ａ、３３Ｂ）と、ガイドアーム３３に取り付けられた当接部材３４（３４Ａ、３４Ｂ）と、ガイドアーム３３に取り付けられたストッパ部材３５（３５Ａ、３５Ｂ）と、を有する。

本体部分３１のトンネル周方向の中央部分に、溝部分３２が設けられている。溝部分３２は、アタッチメント４０を嵌め込むことができる形状に構成されている。セグメント１０１は、装着されたアタッチメント４０が溝部分３２に収容される態様で、供給装置３０に支持される。

本体部分３１のトンネル周方向の端部分には、ゴムローラ３１１が前後方向に回転自在に取り付けられている。ゴムローラ３１１は、アタッチメント４０が溝部分３２を前後方向に移動する際に、セグメント１０１のトンネル内側の面を回転支持して、セグメント１０１の前後移動を補助する役割を果たす。

ガイドアーム３３は、本体部分３１の先端部分から、第一姿勢にある押上装置１０（支持部材１１）に、セグメント１０１を押し込む役割を果たす部材である。押上装置１０が第一姿勢にあるとき、当該押上装置１０の支持部材１１の溝部分１１１と、供給装置３０の溝部分３２とが連続した溝を形成するので、アタッチメント４０が溝部分３２から溝部分１１１に連続的に移動できる。ガイドアーム３３を本体部分３１から前方に延出させると、セグメント１０１にストッパ部材３５が当接して、セグメント１０１が前方に押し出される。このとき、セグメント１０１をガイドアーム３３によって押したときに、アタッチメント４０が溝部分１１１に収容されて、セグメント１０１が押上装置１０に支持される。このように、ガイドアーム３３の動作によって、供給装置３０から押上装置１０にセグメント１０１を供給できる。

当接部材３４は、ガイドアーム３３に固定された部材であり、ガイドアーム３３から外側（本体部分３１から離間する方向）に延出している。ガイドアーム３３を本体部分３１から前方に延出させると、当接部材３４がチルトレバー１５と当接し、これによってチルトレバー１５が軸Ｘ２の周りに回転する。チルトレバー１５が回転したときに支持部材１１が傾くことは、前述の通りである。したがって、本体部分３１から前方に延出するガイドアーム３３の動作に連動してチルト機構が動作する。これによって、たとえば、第二押上装置１０Ｂに対してセグメント１０１を供給する動作に連動して、第一押上装置１０Ａの支持部材１１を傾けて、セグメント１０１が進入および上昇するための余地を作ることができる。同様に、第三押上装置１０Ｃに対してセグメント１０１を供給する動作に連動して、第一押上装置１０Ａおよび第二押上装置１０Ｂの支持部材１１を傾けて、セグメント１０１が進入および上昇するための余地を作ることができる。

ストッパ部材３５は、ガイドアーム３３に固定された部材であり、応力を受けていないときはガイドアーム３３から斜め上方に伸びる姿勢を取っている。ストッパ部材３５は、前方から後方へ向かう応力を受けたときにはガイドアーム３３から斜め上方に伸びる姿勢（立姿勢）が維持される一方で、後方から前方へ向かう応力を受けたときには倒れた姿勢（倒姿勢）を取るように構成されている。

ガイドアーム３３を本体部分３１から前方に延出させると、セグメント１０１の後方部分にストッパ部材３５が当接する。このときストッパ部材３５は前方から後方へ向かう応力をセグメント１０１から受けるので、立姿勢が維持される。これによってセグメント１０１は、ストッパ部材３５に押されてガイドアーム３３とともに前進する。

一方、ストッパ部材３５より後方にあるセグメント１０１をストッパ部材３５の前方の位置に移動させようとすると、セグメント１０１の前方部分にストッパ部材３５が当接する。このときストッパ部材３５は後方から前方へ向かう応力をセグメント１０１から受けるので、倒姿勢に姿勢変更される。これによって、ストッパ部材３５は、セグメント１０１が前方に移動する動きを妨げない。

（アタッチメントの構成）
アタッチメント４０は、本体部分４１と、ねじ部分４２とを有する（図１２～１４）。ねじ部分４２には、セグメント１０１の貫通孔１０７に形成された雌ねじと螺合可能な雄ねじが形成されている。ねじ部分４２の雄ねじと貫通孔１０７の雌ねじとを螺合させることによって、セグメント１０１にアタッチメント４０を取り付けることができる。

本体部分４１は、その上面が湾曲した形状に形成されている（図１４）。本体部分４１の前後方向の両端部分には、トンネル周方向に突出している突出部４３が設けられており、本体部分４１の前後方向の中央部分には、突出部４３に比べて周方向に引退している引退部４４が設けられている。アタッチメント４０が押上装置１０の支持部材１１の溝部分１１１に収容されると、溝部分１１１の係合突起１１１ｃと突出部４３が位置合わせされ、これによってアタッチメント４０の溝部分１１１からの脱落が防止されている。

三枚のセグメント１０１を組み合わせて壁面ユニット１０２を形成した後に、シールドマシンＳに設けられているシールドジャッキ（不図示）を動作させて、壁面ユニット１０２を後方に押す。このとき、アタッチメント４０が支持部材１１に対して後方に相対移動するので、アタッチメント４０の突出部４３と支持部材１１の係合突起１１１ｃとの位置がずれる。係合突起１１１ｃが設けられていない部分における溝部分１１１の幅が、アタッチメント４０の突出部４３を有する部分の幅より広いため、この状態では、アタッチメント４０を支持部材１１（押上装置１０）から離脱させることができる。

〔施工方法の構成〕
次に、本実施形態に係る施工装置１を用いて実施されるトンネル１００の施工方法について説明する。施行に先立ち、供給装置３０に、三枚のセグメント１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）が支持された状態にしてあり、それぞれのセグメント１０１にはアタッチメント４０が装着されている。また、三つの押上装置１０は、第一押上装置１０Ａが第一姿勢にあり、第二押上装置１０Ｂが第三姿勢にあり、第三押上装置１０Ｃが第二姿勢にあるように、それぞれ位置合わせされている。

第一に、一枚目のセグメント１０１Ａを、第一押上装置１０Ａに供給する。その後、第一押上装置１０Ａの油圧シリンダ１２を引退させて、セグメント１０１Ａをトンネル外側方向に移動させる。続いて、回転装置２０を動作させて、第一押上装置１０Ａを第一姿勢から第二姿勢に姿勢変更して、第一押上装置１０Ａおよび一枚目のセグメント１０１Ａを退避させる。このとき、第二押上装置１０Ｂが第一姿勢に姿勢変更する。

第二に、二枚目のセグメント１０１Ｂを、第二押上装置１０Ｂに供給する。このとき、ガイドアーム３３が前進し、当接部材３４Ａがチルトレバー１５Ａに当接するので、チルト機構が作動する（図８）。これによって、セグメント１０１Ａの上方の部分がセグメント１０１Ｂの進路から退避して、供給装置３０から供給されるセグメント１０１Ｂが通過および上昇するための余地が生まれる。その後、第二押上装置１０Ｂの油圧シリンダ１２を引退させて、セグメント１０１Ｂをトンネル外側方向に移動させる。そして、調整シリンダ１６を伸長または引退させて、セグメント１０１Ａ、１０１Ｂを同時に動かして、相対位置を微調整する。続いて、回転装置２０を動作させて、第二押上装置１０Ｂを第一姿勢から第二姿勢に姿勢変更して、第二押上装置１０Ｂおよび二枚目のセグメント１０１Ｂを退避させる。このとき、第三押上装置１０Ｃが第一姿勢に姿勢変更し、第一押上装置１０Ａが第三姿勢に姿勢変更する。

第三に、三枚目のセグメント１０１Ｃを、第三押上装置１０Ｃに供給する。このとき、ガイドアーム３３が前進し、当接部材３４Ａ、３４Ｂがそれぞれチルトレバー１５Ｃ、１５Ｂに当接するので、チルト機構が作動する（図９）。これによって、セグメント１０１Ａおよびセグメント１０１Ｂの上方の部分がセグメント１０１Ｃの進路から退避して、供給装置３０から供給されるセグメント１０１Ｃが通過および上昇するための余地が生まれる。その後、第三押上装置１０Ｃの油圧シリンダ１２を引退させて、セグメント１０１Ｃをトンネル外側方向に移動させる。

第四に、調整シリンダ１６を伸長または引退させてセグメント１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを同時に動かして、これらを同時にトンネル径方向に進退させる。この進退動作を行うことで、突起部１０３と溝部１０４とを係合させて、セグメント１０１を連結する。この操作により、円筒状の壁面ユニット１０２が完成する。この壁面ユニット１０２は、既設の壁面ユニット１０２より前方の位置に完成し、完成直後の壁面ユニット１０２と既設の壁面ユニット１０２との間には隙間が存在する。

第五に、シールドマシンＳに設けられているシールドジャッキ（不図示）を動作させて完成直後の壁面ユニット１０２を後方に押し、完成直後の壁面ユニット１０２を既設の壁面ユニット１０２に当接させる。すなわち、完成直後の壁面ユニット１０２と既設の壁面ユニット１０２との間の隙間がなくなる。このとき、完成直後の壁面ユニット１０２が後方に移動することに伴って、アタッチメント４０が支持部材１１に対して後方に相対移動して、アタッチメント４０の突出部４３と支持部材１１の係合突起１１１ｃとの位置がずれる。

最後に、三つの押上装置１０の油圧シリンダ１２を全て伸長させて、三つの支持部材１１をトンネル内側方向に移動させる。油圧シリンダ１２を伸長させると、第二リンク１３ｂが軸Ｘ１の周りに回転することに対応して支持部材１１が円弧状の軌跡で移動するが、この時点で前述のように突出部４３と係合突起１１１ｃとの位置合わせが解除されているので、支持部材１１の係合突起１１１ｃがアタッチメント４０の引退部４４を通過できる。この動作によって、アタッチメント４０が支持部材１１から離脱し、トンネル１００側に壁面ユニット１０２および三つのアタッチメント４０が残った状態になる。その後、壁面ユニット１０２からアタッチメント４０を取り外し、貫通孔１０７から裏込め材を注入する。以降の手順は、従来のシールド工法と同様であるので、説明を省略する。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るセグメント把持装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、セグメント把持装置Ｈが施工装置１の一部として実装されている構成を例として説明した。しかし、本発明に係るセグメント把持装置の適用先は、上記の実施形態における施工装置１に限定されない。すなわち、セグメント自体の構成条件（質量、材質、形状、および寸法など）、ならびに、セグメントの施工条件（施工する必要があるセグメントの数量、リングの構成、および継手方式など）といった諸条件によらず、セグメントを把持する必要がある種々の装置に対して、本発明に係るセグメント把持装置を適用しうる。

上記の実施形態では、支持部材１１をトンネル周方向の両側からそれぞれ付勢する二つのバネが設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係るセグメント把持装置において、支持面の向きを規制する付勢装置の有無は任意である。

上記の実施形態では、供給装置３０が設けられている構成を例として説明したが、本発明に係るセグメント把持装置において、供給装置の有無は任意である。

上記の実施形態では、アタッチメントの上面が湾曲形状である構成を例として説明したが、本発明に係るセグメント把持装置におけるアタッチメントの形状は、支持部材と着脱自在に係合可能である限りで、任意である。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえばシールド工法によるトンネルの施工に利用できる。

１ ：施工装置
１０ ：押上装置
１１ ：支持部材
１１１ ：溝部分
１１１ａ ：溝部分の端部（後方側）
１１１ｂ ：溝部分の端部（前方側）
１１１ｃ ：係合突起
１１２ ：ゴムローラ
１２ ：油圧シリンダ
１２ａ ：ロッド
１２ｂ ：シリンダヘッド
１３ ：第一接続部材
１３ａ ：第一リンク
１３ｂ ：第二リンク
１４ ：第二接続部材
１５ ：チルトレバー
１５１ ：チルトレバーの一端
１６ ：調整シリンダ
Ｘ１ ：軸
Ｘ２ ：軸
２０ ：回転装置
２１ ：胴体部分
３０ ：供給装置
３１ ：本体部分
３１１ ：ゴムローラ
３３ ：ガイドアーム
３４ ：当接部材
３５ ：ストッパ部材
４０ ：アタッチメント
４１ ：本体部分
４２ ：ねじ部分
４３ ：突出部
４４ ：引退部
Ｈ ：セグメント把持装置
１００ ：トンネル
１０１ ：円弧状セグメント（セグメント）
１０２ ：壁面ユニット
１０３ ：突起部（トンネル周方向）
１０４ ：溝部（トンネル周方向）
１０５ ：突起部（トンネル延長方向）
１０６ ：溝部（トンネル延長方向）
１０７ ：貫通孔
Ｓ ：シールドマシン
Ｃ１ ：台車
Ｃ２ ：台車
Ｒ ：制御室

Claims (4)

1. シールド工法によるトンネルの施工に使用可能な、セグメント把持装置であって、
   セグメントに装着されるアタッチメントと、
   前記アタッチメントと着脱自在に係合可能な支持部材と、
   チルトレバーと、を備え、
   前記支持部材が、支持軸のまわりに回動可能に軸支されており、
   前記チルトレバーが、
   前記支持部材の前記セグメントを支持する面の反対側の面の側に配置され、かつ、
   前記支持部材の縁部を押圧するチルト姿勢と、当該縁部を押圧しない中立姿勢と、にわたって姿勢変更可能であり、
   前記チルトレバーが前記チルト姿勢に姿勢変更すると、前記支持部材が前記支持軸のまわりに回動するセグメント把持装置。
2. 前記チルトレバーが前記中立姿勢にあるときに、前記セグメントを支持する支持面が所定の姿勢を取るように付勢する付勢装置が、前記支持部材に設けられている請求項１に記載のセグメント把持装置。
3. 前記アタッチメントが装着された前記セグメントを前記支持部材に供給して、当該アタッチメントと当該支持部材とを係合させることができる供給装置をさらに備え、
   前記チルトレバーが、
   回転軸に軸支され、かつ、
   一端が前記支持部材の前記縁部に当接可能な位置に配置されるとともに、他端が前記供給装置と接触可能な位置に配置されており、
   前記供給装置が前記セグメントを前記支持部材に供給するときに、前記供給装置が前記チルトレバーの前記他端と接触し、前記チルトレバーが前記支持軸の周りに回動して、前記一端が前記支持部材に当接することによって、前記チルト姿勢が実現される請求項１または２に記載のセグメント把持装置。
4. 前記支持部材が、前記アタッチメントを挿入可能な溝部分を有し、
   前記アタッチメントの、前記セグメントに装着されたときに当該セグメントに当接する面が、曲面として形成されており、
   前記溝部分の壁面が、前記アタッチメントの曲面に沿う曲面として形成されている請求項１または２に記載のセグメント把持装置。