JPH0342399B2

JPH0342399B2 -

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Publication number: JPH0342399B2
Application number: JP59027291A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1991-06-27
Also published as: JPS60173298A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、セグメントによるトンネル覆工のた
めのセグメントエレクタに関する。

（従来技術）シールド掘進機やトンネルボーリングマシンの
ようなトンネル掘削機によつて掘削された円形断
面のトンネルに、鋼製、コンクリート製等の円弧
状の板体から成る複数のセグメントを巻立てるた
め、従来、第１図および２図に示すようなセグメ
ントエレクタ（以下、単にエレクタという。）１
０が用いられている。

このエレクタ１０は、シールド掘進機のスキン
プレート１２に回転可能に支持されたリング１４
と、該リングに固定された一対のビーム１６と、
両端が該一対のビームに支持された、セグメント
Ｓを吊持するための門形の吊持部材１８とを備え
る。

このエレクタによれば、吊持部材１８に連結さ
れたセグメントＳは、スキンプレート１２に固定
されたモータ２０を介してリング１４を回転駆動
することにより、リング１４の軸線の周りにトン
ネルの下方位置から所定の高さ位置に回転移動さ
れる。所定の高さ位置に移動されたセグメントＳ
は、さらに、ビーム１６と吊持部材１８とに連結
された一対のジヤツキ２２を伸長させて吊持部材
１８をリング１４の直径方向へ直線移動させるこ
とによりトンネル壁面に当接される。このように
して、複数のセグメントＳがトンネル壁面に沿つ
て順次に底部から頂部に向けて環状に巻立てら
れ、互いに連結されてトンネルに１セクシヨンの
覆工が施される。

ところで、セグメントがその周方向端部におい
て外周面および内周面の両接線に直角な端面を有
しかつ覆工がこのような端面を有するセグメント
のみで円筒状に組み立てられれば、覆工は各セグ
メントがこれに隣接するセグメントによつて相互
に直径方向内方への抜け出しを阻止される構造的
に安定したものとなる。

しかし、前記従来のエレクタを使用して施工さ
れる覆工においては、第３図に示すように、最後
に配置される頂部のセグメントS₁をその周方向の
両端面が横断面でみてハの字状、すなわち外周面
から内周面に向けて末広がりのものとし、かつ、
セグメントS₂，S₃の一方の端面をセグメントS₁の
前記端面と接合可能としなければ、セグメントS₁
を所定の位置に配置することができない。このた
め、種々の形状のセグメントを用意する必要があ
るばかりでなく、構造的に不安定な覆工となり、
これに土水圧、裏込め材の注入圧等が作用すると
き、前記セグメントS₁，S₂，S₃が脱落する恐れが
ある。

これを回避するために、吊持部材１８とセグメ
ントＳとの連結のために吊持部材１８の中央部に
配置されかつジヤツキ２４を介して前記軸線方向
に移動されるブラケツト２６により、セグメント
S₁を前記直径方向にではなく前記軸線方向へ移動
させて、隣接のセグメントS₂，S₃間に挿入するこ
とが考えられる。しかし、ブラケツト２６の移動
によるセグメントの前記挿入を可能とするために
は、ブラケツト２６の移動ストロークを大きく設
定しなければならず、このようにすると、吊持部
材１８の前記中央部の前記軸線方向長さが長くな
つてブラケツト２６の位置を目で確かめることが
著しく困難となり、セグメントに対するブラケツ
ト２６の位置決めおよびトンネル壁面に対するセ
グメントの位置決めに支障をきたすこととなる。

また、セグメントＳは、一対のビーム１６間お
よびリング１４を経てトンネルの軸線方向へ伸長
するレール（図示せず）にその長手方向へ移動可
能に懸架されたホイスト装置（図示せず）により
搬入される。ところが、吊持部材１８は前記軸線
方向へ移動しないため、セグメントＳを吊持部材
１８に連結するためにその下方位置に据えるには
リング１４を回転させて吊持部材１８をトンネル
の最上方位置に移動させなければならず、動力お
よび時間の浪費が強いられる。

さらに、前記従来のエレクタにおいては、既に
配置されたセグメントS₂，S₃を押し広げてその位
置を調整することにより、最後に配置されるセグ
メントS₁の挿入のためのスペースが確保される。
このため、吊持部材１８の両端部近傍には既設セ
グメントS₂，S₃の内周面に当接可能の一対のシリ
ンダ２８が取り付けられている。セグメントS₁の
前記スペースへの挿入は、一対のシリンダ２８に
よつて既設セグメントS₂，S₃を押圧する間に吊持
部材を前記直径方向へ移動させることによりなさ
れるが、一対のシリンダ２８は吊持部材１８とと
もに移動するため、その制御が困難であつた。

（目的）本発明の目的は、セグメントに対する吊持部材
の位置決めおよびトンネル壁面に対するセグメン
トの位置決めを阻害することがなくかつセグメン
トの配置のためにこれをトンネルの軸線方向へ移
動可能なセグメントエレクタを提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、既設セグメントを拡開す
るためのシリンダの制御を容易にすることにあ
る。

（構成）本発明に係るセグメントエレクタは、トンネル
掘削機に回転可能に取り付けられたリングおよび
該リングに支持された一対のビームを備え、該ビ
ームに支持される吊持部材をその全体が前記リン
グの軸線方向へ移動可能であるようにしたことを
特徴とする。

また、本発明は、最後に組み立てられるセグメ
ントの挿入のためのスペースを確保するためのシ
リンダを、前記一対のビームに連結したことを特
徴とする。

（効果）本発明によれば、吊持部材全体を前記軸線方向
へ移動可能としたことから、セグメントを前記軸
線方向へ移動させて組み立てるに要する移動スト
ロークを確保することができ、しかもこれによつ
て吊持部材とセグメントとの連結時における位置
決めおよびセグメントの巻立て時における位置決
めに支障をきたすことはない。このことから、使
用されるセグメントの全てを両端面が内外両周面
の接線に直角なものとすることができ、これによ
り、巻立てられたセグメントがトンネルの径方向
内方へ移動することを阻止することができ、その
結果、構造的に安定した覆工とすることができ
る。吊持部材を前記軸線方向に移動可能としたこ
とは、また、吊持部材を回転させることなしにセ
グメントを吊持部材の下方に搬入することを可能
とし、これによつて吊持部材へのセグメントの連
結作業に要する時間を短縮しかつこれに要する動
力を小さくすることができる。

また、本発明によれば、１つのセクシヨンにお
ける最後のセグメントの配置に際し、該セグメン
トの隣接する既設セグメントの拡開のためのシリ
ンダを、吊持部材にではなく一対のビームに連結
したことから、吊持部材の運動とは無関係に前記
シリンダを制御することができる。

（実施例）本発明が特徴とするところは、第４図ないし第
８図に示す実施例についての以下の説明により、
さらに明らかとなろう。

第４図および５図を参照すると、シールド掘進
機、トンネルボーリングマシンのようなトンネル
掘削機により掘削されたトンネル内に、本発明に
係るセグメントエレクタ５０が配置され、また、
セグメントエレクタ５０の後方にはこれを用いる
ことによつて施工され、互いに連結された複数セ
クシヨンから成る覆工Ｌが配置されている。

図示のトンネル掘削機はシールド掘進機から成
り、その後部に設けられた環状のスキンプレート
５２内に、セグメントエレクタ５０を構成するリ
ング５４が配置されている。なお、前記シールド
掘削機は、いわゆる機械掘り式および手掘り式の
いずれであつてもよい。リング５４は、スキンプ
レート５２の内周面上にその周方向へ間隔をおい
てかつリング５４の軸線と平行な軸線の周りに回
転可能に配置された複数のローラ５６に支持され
ており、スキンプレート５２に固定されたモータ
５８を含む回転手段によりその軸線の回りに回転
駆動される。リング５４は切羽側の内周面に、モ
ータ５８の回転軸に取り付けられたピニオン６０
と噛合する歯５４ａを有する。リング５４の軸線
は、通常、トンネルの軸線と一致する。

リング５４の坑口側には、その後方へリング５
４の軸線と平行に伸びる一対のビーム６２が片持
ち支持されており、該一対のビームは、リング５
４の直径方向に間隔をおいて配置されている。し
たがつて、一対のビーム６２は、リング５４を回
転させたとき、該リングとともに回転する。

前記一対のビームには、覆工のための鋼製、コ
ンクリート製等のセグメントＳを吊持する部材６
４が、リング５４の直径方向およびリング５４の
軸線方向すなわちビーム６２の長手方向へ移動可
能に支持されている。セグメントＳは、円弧状の
外周面および内周面と、両端面が前記内外両周面
の接線に直交する周方向端面とを有する。吊持部
材６４は、第６図に示すように、トンネルの径方
向外方へ突出する門形の形状を有し、その外周側
における中央部に、相互に間隔をおいた一対のブ
ラケツト６４ａが設けられている。このブラケツ
ト６４ａとセグメントＳの内周面の中央に配置さ
れたブラケツトＢとをピン６８を介して連結する
ことにより、吊持部材６４がセグメントＳを吊持
することができる。また、吊持部材６４の各屈曲
部に、連結されたセグメントＳの内周面に対して
伸縮可能の保持シリンダ７０が配置されており、
両保持シリンダを伸長動作させることにより、吊
持時におけるセグメントＳがトンネルと同心に維
持される。

吊持部材６４は、第１移動手段７２および第２
移動手段７４を介して、その全体をリング５４の
前記直径方向および前記軸線方向へ直線的に移動
させることができる。

第１移動手段７２は、第７図に示すように、一
端部がビーム６２に枢着され他端部が該ビームを
前記直径方向に貫通して伸びる一対の第１ジヤツ
キ７６を有する。各第１ジヤツキの他端部は対応
する後記フレーム７８に枢着されており、両第１
ジヤツキ７６を伸縮動作させることにより、両フ
レーム７８を前記直径方向すなわち第４図におい
て上下方向に直線運動させることができる。

他方、第２移動手段７４は、ビーム６２の長手
方向へ伸びかつ前記直径方向外方に開放する面を
有する一対のフレーム７８と、各フレームにその
長手方向に配置された第２ジヤツキ８０とを有す
る。フレーム７８と第２ジヤツキ８０とは、それ
ぞれ、セグメントの軸線方向長さ以上の長さおよ
びストロークを有する。各第２ジヤツキ８０の一
端部は関連するフレーム７８の前端部に固定され
他端部が該フレームの後端部を該フレームに対し
て移動可能に貫通している。一対の第２ジヤツキ
８０の各他端部には前記吊持部材６４の端部が板
状の連結部材を介して枢着されており、両第２ジ
ヤツキ８０の伸縮動作により、吊持部材６４を第
２ジヤツキの他端部とともに前記軸線方向すなわ
ち第４図において左右方向に直線運動させること
ができる。

吊持部材６４の前記直径方向への直線運動およ
び吊持部材６４の前記軸線方向への直線運動をよ
り円滑にするため、第１移動手段７２は、各ビー
ム６２に関して、一対の脚部がビーム６２を貫通
しかつフレーム７８に固定された門形のガイドフ
レーム８２を有し、また、第２移動手段７４は、
各フレーム７８に関して、吊持部材６４の前記端
部を貫通して伸びかつ前記フレームに支承された
ガイドロツド８４を有する。

セグメントＳは、トンネルの軸線のわずかに上
方を通つて該軸線と平行に掛け渡されたレール
（図示せず）に沿つて移動可能なホイスト装置
（図示せず）のような運搬手段により坑口側から
切羽側に運び込まれ、第２ジヤツキ８０を縮小動
作させることにより吊持部材６４を切羽側に移動
させ（第４図に鎖線で示す）、ここに留めておく
間に、トンネル壁面の底部上または既に配置され
たセグメント上に据えられる。したがつて、セグ
メントの搬入のために、吊持部材６４をトンネル
の頂部位置まで回転させることは必要でない。

次に、リング５４を僅かに回転させた後、第２
移動手段７４により吊持部材６４を後方へ移動さ
せて、ブラケツト６４ａをセグメントのブラケツ
トＢの側方に位置させ、次いでリング５４を逆方
向へ僅かに回転させて両ブラケツト６４ａ，Ｂを
整合させ、ピン６８で相互連結する。吊持部材６
４およびセグメントＳに関するこの一連の位置決
め操作に際し、吊持部材６４の先端に位置するブ
ラケツト６４ａを常に目視することができ、これ
により前記位置決めを的確にかつ短時間で行なう
ことができる。

吊持部材６４に連結されたセグメントＳは、保
持シリンダ７０によりその姿勢を制御された後、
リング５４を角度的に回転させ、次いで第２移動
手段７４により吊持部材６４をセグメントＳの軸
線方向長さ以上の距離を前進させ、さらに第１移
動手段７２によりセグメントＳをトンネル壁面に
近接させ、次に第２移動手段により吊持部材６４
を後方へ移動させてセグメントを所定の位置に配
置する。このセグメントの配置に際しても、前記
吊持部材とセグメントとの連結時におけると同
様、ブラケツト６４ａを常に監視することがで
き、トンネル壁面に対するセグメントの位置決め
が容易である。このようにして、トンネルの底部
から頂部へ順次に複数のセグメントＳを巻立てか
つセグメント相互を連結した後、最後にセグメン
トS₁がトンネルの頂部近傍に配置される（第８図
に鎖線で示す）。

ところで、セグメントS₁の配置前においてはこ
れに隣接する２つのセグメントS₂，S₃は、第６図
に示すように、重力により上方の部分がわずかに
垂れ下がつたような状態となる。そこで、これを
押し広げ、拡開してセグメントS₁の配置スペース
を確保しなければならない。このために、セグメ
ントエレクタ１０には、吊持部材６４と反対の側
にあつて両端部近傍でビーム６２の自由端に固定
された門形のアーム８６と該アームの両端部に一
端が枢着された一対のシリンダ８８とが配置され
ている。一対のシリンダ８８の各他端には前記軸
線と平行な回転軸線の周りに回転可能のローラ、
球体等の回転体９０であつて既設の前記セグメン
トＳ，S₂，S₃の内周面を転動可能の回転体を取り
付けることが望ましく、これによりシリンダ８８
および既設セグメント間の摩擦を小さくすること
ができる。また、アーム８６はビーム６２の自由
端相互を連結してこれを補強する。

セグメントS₁の配置のためにリング５４を介し
て吊持部材６４を角度的に回転させるとき、予め
一対のシリンダ８８の伸縮位置を回転体９０が適
度の押圧力をもつて既設セグメントに当接するよ
うに調整しておくことにより、セグメントS₂，S₃
が拡開される。一対のシリンダ８８は、ビーム６
２に固定されたアーム８６に取り付けられている
ため、吊持部材６４と連動しない。したがつて、
一対のシリンダ８８の制御は吊持部材の運動と無
関係となり、該制御を容易にする。なお、一対の
シリンダ８８は、前記アームを介することなく、
ビーム６２に直接に取り付けることもできる。

前記のようにして、既設の覆工Ｌの前方にこれ
と連結された１つのセクシヨンの覆工が形成され
た後、該覆工とトンネル壁面との間にモルタルの
ような裏込め材が充填される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセグメントエレクタの縦断面
図、第２図は第１図の線２−２に沿つて得た横断
面図、第３図は従来のセグメントエレクタによる
セグメントの組み立て状態図、第４図は本発明に
係るセグメントエレクタの縦断面図、第５図は第
４図の線５−５に沿つて得た横断面図、第６図は
第４図の線６−６に沿つて得た横断面図、第７図
は第４図の線７−７に沿つて得た横断面図、第８
図は第４図の線８−８に沿つて得た横断面図であ
る。５０：セグメントエレクタ、５４：リング、６
２：ビーム、６４：吊持部材、７２：第１移動手
段、７４：第２移動手段、７６：第１ジヤツキ、
７８：フレーム、８０：第２ジヤツキ、８２：ガ
イドフレーム、８４：ガイドロツド、８６：アー
ム、８８：シリンダ、９０：回転体、Ｓ，S₁，
S₂，S₃：セグメント。

Claims

【特許請求の範囲】１トンネル掘削機に回転可能に取り付けられた
リングと、該リングに間隔をおいて配置されかつ
前記リングの軸線方向後方へ伸長する一対のビー
ムと、前記一対のビームに支持されたセグメント
吊持部材であつて該吊持部材全体が前記リングの
直径方向および前記軸線方向へ移動可能である吊
持部材と、前記リングを回転させる手段と、前記
吊持部材を前記直径方向へ移動させるための第１
移動手段および前記軸線方向へ移動させるための
第２移動手段とを含む、セグメントエレクタ。２前記吊持部材は前記セグメントの軸線方向長
さ以上の距離を移動可能である、特許請求の範囲
第１項に記載のセグメントエレクタ。３前記第１移動手段は、一端部が前記ビームに
連結され前記直径方向へ伸びる第１ジヤツキを有
し、また、前記第２移動手段は、前記第１ジヤツ
キの他端部に連結されたフレームと、該フレーム
に前記軸線と平行に支承されたジヤツキであつて
一端部が前記フレームに連結され、他端部が前記
吊持部材に連結された第２ジヤツキとを有する、
特許請求の範囲第１項に記載のセグメントエレク
タ。４トンネル掘削機に回転可能に取り付けられた
リングと、該リングに間隔をおいて配置されかつ
前記リングの軸線方向後方へ伸長する一対のビー
ムと、前記一対のビームに支持されたセグメント
吊持部材であつて該吊持部材全体が前記リングの
直径方向および前記軸線方向へ移動可能である吊
持部材と、前記一対のビームのそれぞれに連結さ
れたシリンダであつて既設セグメントの内周面に
当接可能な端部を有する一対のシリンダと、前記
リングを回転させる手段と、前記吊持部材を前記
直径方向へ移動させるための第１移動手段および
前記軸線方向へ移動させるための第２移動手段と
を含む、セグメントエレクタ。