JPH0688493A - セグメント供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントをエレクタに供給する時間を短縮
化し、曲線区間等においても円滑にセグメント供給を行
う。 【構成】 シールド掘進機１に連結され1 リング分のセ
グメント３を載置すると共にセグメント３をエレクタ４
に順次渡すコンベア５１と、シールド掘進機１に先端部
２６ａが支持され略トンネル軸に沿って後方に伸びたホ
イストビーム２６と、ホイストビーム２６に従って往復
移動しコンベア５１の後端側にセグメント３を搬入する
ホイスト３２と、コンベア５１を左右方向に移動させて
ホイストビーム２６との左右相対位置を調節するセンタ
リング機構たるセンタリングジャッキ２５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法における
エレクタにセグメントを供給するためのセグメント供給
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に泥水加圧式等のシールド工法は、
図６に示すように、シールド掘進機ａにより掘削された
堀孔の内面に、エレクタｂによってセグメントｃを建て
込み、トンネル内壁を構築するものである。そしてエレ
クタｂへセグメントｃを供給するに際しては、掘進機ａ
がセグメントｃの１リング分掘進した後に、トンネル入
口部から台車ｄによって搬入されたセグメントｃを、ビ
ームｇに沿って移動するホイストｅによって掘進機ａの
後部まで移載して、エレクタｂの後方に設けられた供給
装置ｆによってエレクタｂに向けて押し出し、エレクタ
ｂに渡すようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のセグメント供給システムにあっては、台車ｄ上のセグ
メントｃをホイストｅで吊り下げて一個づつ供給装置ｆ
にセットするようになっているので、例えば1 リング6
ピースのセグメントｃの場合は、ホイストｅを台車ｄと
供給装置ｆとの間を六往復させなければならず、セグメ
ントｃをホイストｅに供給するための時間が長くかかっ
てしまうという問題があった。

【０００４】そこで本発明者らは、上記課題を解決すべ
く、1 リング分のセグメントを予め載置しておいて掘進
完了後にそのセグメントをエレクタに順次渡すコンベア
と、掘進中にこのコンベアにセグメントを搬入するホイ
ストとによって、セグメントを自動供給する新規なシス
テムを開発した。ただしこの新システムにおいては、ト
ンネルの曲線区間を掘進する際に、コンベアの長手方向
とホイストの走行軌道との間にズレが生じて、セグメン
トの積載が困難になるおそれがある。

【０００５】そこで本発明は、上記事情に鑑み、セグメ
ント供給時間を短縮し、且つ曲線区間においても円滑に
セグメントを供給できるセグメント供給装置を提供すべ
く創案されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、シールド掘進
機に連結され1 リング分のセグメントを載置すると共に
これらセグメントをエレクタに順次渡すコンベアと、シ
ールド掘進機に先端部が支持され略トンネル軸に沿って
後方に伸びたビームと、このビームに従って往復移動し
コンベアの後端側にセグメントを搬入するホイストと、
コンベアを左右方向に移動させてビームとの左右相対位
置を調節するセンタリング機構とを備えたものである。

【０００７】

【作用】上記構成によって、ホイストは、コンベアの後
端側にセグメントを搬入し、シールド掘進機の掘進中に
1 リング分のセグメントを積載させておく。コンベア
は、掘進機が1 リング分掘進した後、先端側のセグメン
トからエレクタに順次供給する。センタリング機構は、
曲線区間等の掘進において、コンベアのセグメント受け
入れの位置と、ビームによって決まるホイストのセグメ
ント搬入位置とがズレたときに、コンベアを左右方向に
移動させて積載できる位置に修正する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【０００９】図１及び図２は、本発明に係わるセグメン
ト供給装置の一実施例を示したものである。このセグメ
ント供給装置は、シールド掘進機１に連結されセグメン
ト３をエレクタ４に順次渡すコンベア５１と、シールド
掘進機１に先端部２６ａが支持されたビームたるホイス
トビーム２６と、ホイストビーム２６に従って往復移動
するホイスト３２と、コンベア５１を適宜左右方向に移
動させるためのセンタリング機構たるセンタリングジャ
ッキ２５とにより主として構成されている。

【００１０】シールド掘進機１は、円筒形の外殻５２
と、外殻５２の前端部にビット５３を備えて設けられた
カッター５４とで構成され、外殻５２内には後方に延出
された後部フレーム５５が設けられている。エレクタ４
は、この後部フレーム５５に取り付けられ、把持したセ
グメント３を所定の組立位置に移動させて組み立てるよ
うに形成されている。

【００１１】コンベア５１は、エレクタ４の後方に設け
られ、1 リング分のセグメント３を載置するラダーフレ
ーム状のセグメント載置台９と、セグメント載置台９上
のセグメント３を先端側へ適宜移動させるための移送台
車（シャトルサーバ）３５とで構成され、セグメント載
置台９は平面視でコ字状に形成された支持架台（コンベ
アガイドフレーム）１７によって保持されている。支持
架台１７は、図４に示すように左右部２３が上方に立ち
上げられて、シールド掘進機１の後方デッキ１ａにそれ
ぞれピン２４を介して連結されている。すなわち、掘進
機１に牽引されその掘進に伴って前方に移動するように
なっている。

【００１２】本実施例にあっては図３及び図４に示すよ
うに、1 リングが6 ピースのセグメント３から成ってい
るので、セグメント載置台９上には六個のセグメント３
が載置されることになる。これらセグメント３は、最初
に組み立てられる三個のＡセグメント３ａと、その両側
に組み立てられる二個のＢセグメント３ｂと、最後に組
み立てられる一個のＫセグメント３ｋとを含んでいる。
そしてセグメント載置台９には前方から順に第一ないし
第六載置部１０〜１５が設けられており、これらにそれ
ぞれＡセグメント３ａ，Ｂセグメント３ｂ，Ｋセグメン
ト３ｋと載置されるようになっている。

【００１３】またセグメント載置台９の底部にはローラ
２１が備えられ、このローラ２１によって、トンネル底
部のセグメント３上に敷かれたベース板１６の上を軸方
向に移動できるようになっている。ベース板１６は、セ
グメント載置台９より一回り大きな長方形状の板として
形成され、セグメント３の曲面に合わせてカーブ成形さ
れている。このベース板１６は、セグメント載置台９と
ともに支持架台１７によって支持されており、支持架台
１７とベース板１６との間には、ベース板１６を軸方向
にスライドさせるためのベース板スライドジャッキ１８
が設けられている。このスライドの際、ベース板１６の
両側は、支持架台１７の内側面に案内されるようになっ
ている。また支持架台１７とセグメント載置台９の後端
との間には、セグメント載置台９を軸方向にスライドさ
せるためのコンベアスライドジャッキ１９が設けられて
おり、セグメント載置台９の両側は、支持架台１７に取
り付けられたガイドローラ２０に案内されるようになっ
ている。

【００１４】またセグメント載置台９には、下方へ突出
することにより底部のセグメント３に当接してセグメン
ト載置台９を上昇させる昇降ジャッキ２２が設けられて
いる。この昇降ジャッキ２２は、セグメント載置台９の
前端と後端の両側に、それぞれベース板１６を避けた位
置で取り付けられている。従って昇降ジャッキ２２を伸
長させれば、セグメント載置台９がベース板１６から浮
くことになるので、ベース板１６には荷重が掛からなく
なり、ベース板スライドジャッキ１８の伸長によって容
易に前方へ移動できることになる。

【００１５】移送台車３５は、セグメント載置台９の中
央部に組み込まれ、軸方向に設けられた二本のレール３
６に沿って移動することで、セグメント載置台９上のセ
グメント３を適宜前方へ移送するようになっている。移
送台車３５にはモータ３８が取り付けられ、軸方向に沿
って固定されたチェーン３９に噛合してその回転力によ
り移送台車３５を走行させるようになっている。また移
送台車３５にはジャッキ（図示せず）が備えられ、その
伸長により載置部１０〜１５上のセグメント３を持ち上
げるようになっている。すなわち移送台車３５は、この
ジャッキの伸縮と、走行移動とにより、搬入されたセグ
メント３を順次セグメント載置台９の先端側へ移送でき
るようになっている。

【００１６】ホイストビーム２６は、先端部２６ａがシ
ールド掘進機１の後方デッキ１ａに枢支され、その後端
２６ｂは、コンベア５１の後方において追従する後続台
車２７に支持されている（図３参照）。後続台車２７
は、トンネルの底部に掛け渡された横架材２８上にトン
ネル軸に沿って順次延長されるレール２９の上を走行す
るようになっている。後続台車２７と掘進機１の後方デ
ッキ１ａとは、図示しないロープによって連結されてお
り、シールド掘進機１の掘進に従って牽引されるように
なっている。

【００１７】また後続台車用レール２９の内側には、セ
グメント台車３０のためのレール３１が並行に配置され
ており、このレール３１上をセグメント３が載置された
セグメント台車３０が走行するようになっている。セグ
メント台車３０は、セグメント３が組立順に重ねて載置
されるようになっており、本実施例にあっては二台の台
車３０で運搬するものとし、先頭の台車３０ａに最初に
組み立てられる三個のＡセグメント３ａが載せられ、次
の台車３０ｂには二個のＢセグメント３ｂが載せられ、
その上に最後に組み立てられるＫセグメント３ｋが載せ
られる。

【００１８】ホイスト３２は、ホイストビーム２６に係
合する車輪５６の回転によって走行するように構成さ
れ、セグメント台車３０上のセグメント３を吊り上げて
トンネル前方に移動し、セグメント載置台９の後端側の
載置部１４，１５に搬入するようになっている。このホ
イスト３２は、昇降のための巻上ドラム３３と、セグメ
ント３を把持して旋回モータ（図示せず）により鉛直軸
廻りに90度回転する把持部５７とを備えている。従って
ホイスト３２によりセグメント載置台９の上方の巻き下
げ位置（Ｐ）まで移動されてきたセグメント３は、把持
部５７の回転により90度向きが変えられ、セグメント載
置台９の後部に載置されることになる。セグメント３の
うち、Ｋセグメント３ｋはセグメント載置台９の最後部
の第六載置部１５に載置され、他のＡセグメント３ａお
よびＢセグメント３ｂはその前方の第五載置部１４に搬
入される。これら載置部１４，１５には、降ろされるセ
グメント３を案内するためのガイド３４が設けられてい
る。ガイド３４は、支持架台１７に形成されており、そ
の表面にはＭＣナイロンが貼り付けられている。

【００１９】センタリングジャッキ２５は、支持架台１
７の両側に設けられ、トンネル径方向に伸長してセグメ
ント３に当接するようになっている。本実施例にあって
は、軸方向に間隔を隔てて前後に一組づつ、合計四箇所
に設けられており、基端部が支持架台１７に枢支された
二本の平行なシリンダ（デジタルサーボシリンダ）５８
と、それらの伸縮ロッドの先端間に掛け渡された当接部
材５９とで構成され、伸縮ロッドの伸長により当接部材
５９をセグメント３に押し付けて、その反力により支持
架台１７を左右方向に適宜移動させ、センタリングを行
うようになっている。

【００２０】すなわち図５に示すように、コンベア５１
はその先端側において掘進機１に連結されており、後端
側はフリーであるが、そのセンター（幅方向中央）は掘
進機１の軸心（その延長線）６０にほぼ一致される。一
方ホイストビーム２６は、先端部２６ａが後方デッキ１
ａ上に固定され（図中支持点Ｒ）、後端部２６ｂはトン
ネル軸６１に沿って追従移動する後続台車２７に支持さ
れているので（支持点Ｑ）、おおむねトンネル軸６１に
沿って位置されることになる。従って、図示したような
トンネル曲線区間の施工時においては、掘進機軸（６
０）とトンネル軸６１とが一致せずに斜交するような形
になるので、コンベア５１のセグメント受入箇所である
第五載置部１４或いは第六載置部１５の位置と、ホイス
トビーム２６の先端部２６ａの位置（Ｒ）よりも手前で
あるホイストの巻き下げ位置（Ｐ）とが、左右方向に離
間してしまう。ここで生じたズレＳを調節するために、
センタリングジャッキ２５によってコンベア５１を移動
させるものである。このセンタリングジャッキ２５の作
動は、コンベア５１或いは後続台車２７に設けられたレ
ーザーセンサー（図示せず）の検出に基づいて制御され
る。

【００２１】次に本実施例の作用を説明する。

【００２２】本発明のセグメント供給装置を備えたシー
ルド掘進機１により掘進を行うに際して、まずセグメン
ト３が載せられたセグメント台車３０を、トンネル入口
部から後続台車２７内の所定地点まで走行させる。先頭
のセグメント台車３０ａには最初に組立てられる三個の
Ａセグメント３ａが載置され、次の台車３０ｂには二個
のＢセグメント３ｂ及びＫセグメント３ｋが載せられ
る。

【００２３】次に、ホイスト３２の把持部５７がセグメ
ント台車３０ａ上のＡセグメント３ａを把持し、ホイス
トビーム２６に沿って前方へ移動して、セグメント載置
台９の第五載置部１４の上方で停止する。そして、90度
旋回してから把持部５７が巻き下げられ、セグメント３
ａが積載される。搬入されたセグメント３ａは、移送台
車３５により前方へ移送され、第一載置部１０に積み換
えられる。この動作は、先頭のセグメント台車３０ａに
載せられた三個のＡセグメント３ａに対して同様に行わ
れ、セグメント載置台９の第一載置部１０ないし第三載
置部１２に、それぞれＡセグメント３ａが載置される。
その後、次のセグメント台車３０ｂに載せられたＫセグ
メント３ｋがホイスト３２によって把持・移送され、セ
グメント載置台９の第六載置部１５に載せられる。この
Ｋセグメント３ｋは、このまま第六載置部１５に載置さ
れる。次にセグメント台車３０ｂのＢセグメント３ｂが
ホイスト３２により移送されて、セグメント載置台９の
第五載置部１４に載せられ、移送台車３５によって順次
前方へ送られる。これで、セグメント載置台９の第一載
置部１０ないし第六載置部１５には、それぞれ３個のＡ
セグメント３ａ，２個のＢセグメント３ｂ，１個のＫセ
グメント３ｋが載置される。

【００２４】その後、シールド掘進機１が1 リング分の
掘進を完了すると、エレクタ４へのセグメント自動供給
がスタートされる。まずセグメント載置台９の昇降ジャ
ッキ２２を下方に伸長させて、セグメント載置台９をベ
ース板１６に対して浮いた状態にする。次にベース板ス
ライドジャッキ１８を伸長させてベース板１６を前方に
移動させ、1 リング分掘進した部分を覆う。次に昇降ジ
ャッキ２２を短縮させて、ベース板１６上にセグメント
載置台９を載せる。この状態で、コンベアスライドジャ
ッキ１９を伸長させて、セグメント載置台９をエレクタ
４側に移動させる。これでセグメント載置台９の先端で
ある第一載置部１０がエレクタ４の下方に入り込み、載
置されているセグメント３ａは、エレクタ４によって把
持される。ここでセグメント載置台９の昇降ジャッキ２
２によりセグメント載置台９がベース板１６から離間さ
れて、ベース板スライドジャッキ１８が縮退してベース
板１６が後退される。これにより、ベース板１６が覆っ
ていたトンネル底部の掘進完了部分が開放される。そし
てエレクタ４に把持されたセグメント３ａが、その開放
された掘進完了部分（トンネル底部）に建て込まれる。

【００２５】次にセグメント載置台９の昇降ジャッキ２
２およびベース板スライドジャッキ１８が同様に作動し
て、ベース板１６が再びエレクタ側に移動され、建て込
まれたトンネル底部のセグメント３ａ上を覆う。これ以
降ベース板１６は、セグメント３の1 リング分の組立
中、この状態で置かれたままとなる。そして、セグメン
ト載置台９の第二載置部１１に載せられたセグメント３
ａが、移送台車３５によって第一載置部１０に載せ換え
られる。続いてコンベアスライドジャッキ１９が伸長さ
れ、セグメント載置台９がベース板１６上を前方にスラ
イドして、載せ換えられた第一載置部１０のセグメント
３ａをエレクタ４に把持させる。

【００２６】以降、この動作が繰り返されて、先ず３個
のＡセグメント３ａがエレクタ４に供給され、次いで２
個のＢセグメント３ｂが供給され、最後にＫセグメント
３ｋが供給されて、順次エレクタ４による1 リング分の
セグメント組み立てが行われる。

【００２７】そして曲線区間を掘進する際など、シール
ド掘進機１の軸心６０とトンネル軸６１とが一致しない
場合は、コンベア５１とホイストビーム２６とに偏位が
生じ、ホイスト３２の巻き下げ位置（Ｐ）とセグメント
３を受け入れる載置部１４（１５）のセンターとの間に
径方向のズレＳが生じるが、各センタリングジャッキ２
５が適宜伸縮することにより、そのズレＳに相当する量
だけ支持架台１７を介してコンベア５１を移動させ、図
５に示したように載置部１４（１５）のセンターと巻き
下げ位置（Ｐ）とを一致させる。なおズレＳは０にする
必要はなく、できるだけ０に近づけるだけでよい。これ
はトンネルセンタとコンベアセンタとのズレ調整にも配
慮する必要があるためである。これで曲線区間の施工中
においても、支障なく自動的にセグメント３がコンベア
５１に搬入され、エレクタ４へと渡される。

【００２８】またトンネルの曲率によっては、セグメン
ト３の搬入のために修正した姿勢のままでは、コンベア
５１が前進したときにその先端（第一載置部１０）とエ
レクタ４との平面的な位置が大きく異なってしまうこと
も考えられるので、コンベア５１に全てのセグメント３
を積載した後に、センタリングジャッキ２５を再び作動
させて、コンベア５１を掘進機１の軸心６０に一致した
姿勢に戻すようにしてもよい。またセンタリングジャッ
キ２５は、コンベア５１の位置調節を行うとき以外は、
掘進に支障ないようにシリンダ５８を短縮させておくも
のとする。

【００２９】このように、シールド掘進機１の掘進中に
予めセグメント載置台９上に1 リング分のセグメント３
をその組立順に載せておき、掘進機１が1 リング分掘進
したならば、これらセグメント３をコンベアスライドジ
ャッキ１９および移送台車３５により順次前方へ移送し
てエレクタ４に供給するようにしたので、エレクタ４に
セグメント３を供給する時間を実質的に短くでき、エレ
クタ４の遊びがほとんど無い迅速なセグメント３の組み
立てが可能となって、トンネル覆工の大幅な施工時間短
縮が達成される。

【００３０】またコンベア５１にセンタリングジャッキ
２５を設けて、コンベア５１の後部側をホイストビーム
２６に合致させるようにしたので、曲線区間の施工にお
いてもホイスト４によってセグメント３を自動的に搬入
でき、セグメント台車３０からコンベア５１へのセグメ
ント積載を円滑に行うことができる。

【００３１】なお本実施例にあっては、コンベア５１と
してセグメント載置台９と移送台車３５とを組み合わせ
たものを示したが、このほか例えば循環移動する載置台
によりセグメントを前方へ移送する機構によって、セグ
メントの載置及び移送を行うようにしてもよい。またコ
ンベアのセンタリング機構としては、例示したシリンダ
ーに限るものではなく、その設置位置及び設置個数も施
工条件やコンベアの長さ等によって適宜選択されるもの
である。

【００３２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３３】セグメントを載置しエレクタに順次渡すコ
ンベアと、略トンネル軸に沿って後方に伸びたビーム
と、ビームに従って往復移動してコンベアにセグメント
を搬入するホイストと、コンベアを左右方向に移動させ
るセンタリング機構とを備えたので、セグメントをエレ
クタに供給する時間を短縮でき、しかも曲線区間等の施
工中においてもセグメント供給を円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるセグメント供給装置の一実施例
を示した側断面図である。

【図２】図１の平断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図５】本発明の作用を説明するための概略平面図であ
る。

【図６】従来のセグメント供給装置を示した側断面図で
ある。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ３ セグメント ４ エレクタ ２５ センタリングジャッキ（センタリング機構） ２６ ホイストビーム（ビーム） ３２ ホイスト ５１ コンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 英樹 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 輪違 隆志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 藤井 茂男 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機に連結され1 リング分の
   セグメントを載置すると共に該セグメントをエレクタに
   順次渡すコンベアと、上記シールド掘進機に先端部が支
   持され略トンネル軸に沿って後方に伸びたビームと、該
   ビームに従って往復移動し上記コンベアの後端側にセグ
   メントを搬入するホイストと、上記コンベアを左右方向
   に移動させて上記ビームとの左右相対位置を調節するセ
   ンタリング機構とを備えたことを特徴とするセグメント
   供給装置。