JPH0821198A - 小口径シールド工法用分割セグメント組立機及び組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメント組立の施工時間を短縮すること。 【構成】 小口径シールド工法用分割セグメント組立機
１０において、セグメント１１をトンネル内の据付位置
に設定して組立てる組立装置２０を備えてなる組立車輛
１７と、セグメント１１をトンネル内に搬入する運搬専
用車輛１８とを有し、組立車輛１７と運搬専用車輛１８
とは連結器６１により着脱可能とされてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】本発明は、小口径シールド工法用分割セグ
メント組立機及び組立工法に関する。

【０００３】

【従来の技術】

【０００４】小口径シールド工法においては、特公昭54
-14859号公報に記載の如く、トンネル周方向にて１組を
なす複数個の分割セグメントを運搬台車にてトンネル内
に搬入し、シールドによる掘削領域が一定長進展する毎
に、上記分割セグメントを組立装置にてトンネル周方向
に組立てることにてトンネル壁面を画成する。そして、
分割セグメントの各組をトンネル軸方向に連続すること
にてトンネルを構築することとしている。

【０００５】然るに、従来の組立装置は、運搬台車の先
端に取付けられており、運搬台車から移載されるセグメ
ントを支持部材にて支持し、この支持部材をトンネルの
半径方向及び周方向に移動することにて、該セグメント
をトンネル内の所定位置に据付けることとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、組立装置が運搬台車に設置されている。このた
め、運搬台車は、(a) 組立装置によるセグメントの組立
終了後でなければ、新たなセグメントを運搬することが
できず、(b) 新たなセグメントの運搬作業中には、組立
装置によるセグメントの組立てを行なうことができな
い。即ち、セグメントの組立作業と、新たなセグメント
の搬入作業とを並行して行なうことができず、施工時間
が長くなる。

【０００７】本発明は、セグメント組立の施工時間を短
縮することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、シールドによる掘削領域が一定長進展する毎に、該
掘削領域のトンネル周方向にて１組をなす複数個の分割
セグメントを組立て、分割セグメントの各組をトンネル
軸方向に連続することにてトンネルを構築するための組
立機において、セグメントをトンネル内の据付位置に設
定して組立てる組立装置を備えてなる組立車輌と、セグ
メントをトンネル内に搬入する運搬専用車輌とを有し、
組立車輌と運搬専用車輌とは連結器により着脱可能とさ
れ、組立車輌と運搬専用車輌には、運搬専用車輌が搬入
したセグメントを組立装置の側に移動可能とするガイド
ローラが設けられてなるようにしたものである。

【０００９】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の組立機を用いる組立方法であって、組立車輌が備え
る組立装置によるセグメントの組立作業中に、運搬専用
車輌によるセグメントの搬入作業を行なうようにしたも
のである。

【００１０】

【作用】 組立車輌が備える組立装置によるセグメントの組立作
業中でも、組立車輌から切り離された運搬専用車輌によ
りセグメントを搬入できる。即ち、セグメントの組立作
業と、新たなセグメントとの搬入作業とを並行して行な
うことができる。

【００１１】組立車輌と運搬専用車輌とが着脱可能な
連結器により連結されるから、運搬専用車輌によるセグ
メントの搬入作業時には運搬専用車輌を組立車輌から直
ちに切り離し、運搬専用車輌から組立車輌へのセグメン
トの移載時には運搬専用車輌と組立車輌とを直ちに接続
できる。

【００１２】組立車輌と運搬専用車輌とがガイドロー
ラを備えているから、運搬専用車輌から組立車輌の組立
装置へのセグメントの移動を容易にできる。

【００１３】

【実施例】図１は組立機を示す側面図、図２は図１の正
面図、図３は組立装置を示す断面図、図４は連結器を示
す側面図である。

【００１４】本発明が用いられるシールド工法は、図
１、図２に示す如く、組立機１０を用い、トンネル周方
向にて１組をなす複数個（この実施例では３個）の分割
セグメント１１をトンネル内に搬入し、シールド１３に
よる掘削領域が一定長進展する毎に、上記分割セグメン
ト１１をトンネル周方向にて組立てることによりトンネ
ル壁面を画成する。そして、分割セグメント１１の各組
をトンネル軸方向に連続することにてトンネルを構築す
るものである。

【００１５】尚、シールド１３は、既設セグメント１１
の前端面に背面支持される不図示のシールドジャッキの
押付圧力により一定長ずつ進展する。そして、トンネル
内には、分割セグメント１１の搬入、及び残土排出のた
めの軌道１５が枕木１６上に設置されている。

【００１６】また、分割セグメント１１は、前述の如く
３個１組で所定長さの円周を形成する 120度の弧状断面
をなしており、内面中央部に貫通孔（もしくは凹部）の
係合部１１Ａを有している。

【００１７】然るに、組立機１０は、組立車輌１７と運
搬専用車輌１８とを有している。組立車輌１７は、セグ
メント１１をトンネル内の据付位置に設定して組立てる
組立装置２０を備える。運搬専用車輌１８は、セグメン
ト１１をトンネル内に搬入する。

【００１８】ここで、組立車輌１７は、セグメント１１
を載置状態で支持するガイドローラ２１を、車輌本体２
２の上面部に備えている。ガイドローラ２１は、セグメ
ント移動用モータ２１Ａにより駆動される。モータ２１
Ａは油圧モータにて構成できる。

【００１９】また、組立車輌１７は、ガイドローラ２１
によるセグメント載置領域に設定されているセグメント
１１の係合部１１Ａに係脱でき、該セグメント１１をガ
イドローラ２１に載置したままの状態で保持し、あるい
は保持解除し得るセグメント保持シリンダ２３（セグメ
ント保持装置）を、車輌本体２２の上面部に備えてい
る。セグメント保持シリンダ２３は油圧シリンダにて構
成できる。

【００２０】また、組立装置２０は、組立車輌１７にお
いてセグメント保持シリンダ２３により保持解除された
セグメント１１がガイドローラ２１上をトンネル軸方向
に滑り出されて来るとき、該セグメント１１を載置状態
で支持するガイドローラ２４を備えている。ガイドロー
ラ２４は、組立車輌１７のガイドローラ２１のセグメン
ト載置領域と同一円弧面上に設定される。そして、組立
装置２０は、ガイドローラ２４上に導入されたセグメン
ト１１を位置決めするセグメントストッパ２５を備えて
いる。ストッパ２５に位置決めされたセグメント１１
は、その係合部１１Ａを後述する支持ロッド３８の軸線
上に設定せしめられる。

【００２１】更に、組立装置２０は、図３に示す如く、
セグメント１１をトンネルの半径方向に昇降させる昇降
装置３１と、該セグメント１１をトンネルの周方向に旋
回させる旋回装置３２とを有している。

【００２２】即ち、組立装置２０の基礎部材３３には、
旋回モータ３４にてチェーン駆動されるウォーム３５が
支持され、このウォーム３５に噛合うウォームホイール
３６をトンネル軸回りに回動し得るように支持する。旋
回モータ３４は組立車輌１７に搭載され、油圧モータに
て構成できる。ウォームホイール３６には旋回ケース３
７がボルト結合され、旋回ケース３７にはセグメント１
１を支持する支持ロッド３８が軸方向にのみ移動し得る
ように支持される。３９は支持ロッド３８を軸方向にの
み移動可能とするための切り溝であり、切り溝３９に係
合する不図示のキーが旋回ケース３７の支持ロッド３８
貫通孔に設けられている。これにより、旋回モータ３４
の作動にて、セグメント１１の支持ロッド３８をトンネ
ルの周方向に旋回させる旋回装置３２が構成される。

【００２３】また、支持ロッド３８の外周部にはねじ部
４１が設けられ、このねじ部４１にはベベルギヤ４２が
噛合される。ベベルギヤ４２は、支持ロッド３８回りに
装着されるカラー、スラスト軸受にて支持ロッド３８の
軸回りに回転のみ可能に支持される。そして、ベベルギ
ヤ４２に直交して噛合うベベルギヤ４３を、前述ウォー
ムホイール３６の中心部を貫通する回転軸４４の一端に
固定する。他方、組立車輌１７には昇降モータ４５が搭
載され、昇降モータ４５の出力軸に上記回転軸４４の他
端が連結される。昇降モータ４５は油圧モータにて構成
できる。これにより、昇降モータ４５の作動にて、セグ
メント１１の支持ロッド３８をトンネルの半径方向に昇
降させる昇降装置３１が構成される。

【００２４】また、組立車輌１７には油圧発生装置４６
が搭載されている。油圧発生装置４６は、モータ４７、
ポンプ４８を備えた油圧ユニット４９から構成され、上
述したセグメント移動用モータ２１Ａ、セグメント保持
シリンダ２３、旋回モータ３４、昇降モータ４５に油圧
を供給可能とする。油圧発生装置４６の油圧回路には手
動指令弁を用いた。

【００２５】尚、セグメント１１の支持ロッド３８は、
その旋回時にセグメント１１を脱落せしめることなく保
持する機能（不図示）を有している。これにより、旋回
装置３２の作動によって支持ロッド３８が旋回され、セ
グメント１１が下方に吊り下げられる場合にも、セグメ
ント１１は脱落することなく保持される。

【００２６】また、運搬専用車輌１８は、セグメント１
１を待機状態で支持するガイドローラ５１を、車輌本体
５２の上面部に備えている。ガイドローラ５１は、セグ
メント移動用モータ５１Ａにより駆動される。モータ５
１Ａは油圧モータにて構成できる。

【００２７】即ち、組立車輌１７のセグメント移動用モ
ータ２１Ａと運搬専用車輌１８のセグメント移動用モー
タ５１Ａは、運搬専用車輌１８が搬入したセグメント１
１を組立装置２０の側に移動可能とする。

【００２８】また、運搬専用車輌１８は、ガイドローラ
５１によるセグメント載置領域に設定されているセグメ
ント１１の係合部１１Ａに係脱でき、該セグメント１１
をガイドローラ５１に配置したままの状態で保持し、あ
るいは保持解除し得るセグメント保持シリンダ５３（セ
グメント保持装置）を、車輌本体５２の上面部に備えて
いる。セグメント保持シリンダ５３は油圧シリンダにて
構成できる。

【００２９】運搬専用車輌１８のセグメント移動用モー
タ５１Ａ、セグメント保持シリンダ５３は、組立車輌１
７の油圧発生装置４６の油圧を供給されて駆動され得
る。但し、運搬専用車輌１８がモータ５１Ａ、シリンダ
５３のための油圧発生装置を搭載して備えるものであっ
ても良い。

【００３０】また、組立車輌１７と運搬専用車輌１８と
は連結器６１により着脱可能とされる。連結器６１は、
図１に示す如く、組立車輌１７の後尾に設けられる連結
ロッド６２と、運搬専用車輌１８の前面に設けられる連
結フック６３とから構成される。

【００３１】連結フック６３は、図４に示す如く、運搬
専用車輌１８の前面にて支軸６３Ａ回りにスイング可能
に枢着され、中間リンク６４を介して、着脱レバー６５
に連結されている。着脱レバー６５は運搬専用車輌１８
の後尾にて支軸６５Ａ回りにスイング可能に立設されて
いる。また、車輌本体５２の下面に設けたスプリングポ
スト６６と、中間リング６４の中間部に設けたスプリン
グ受金具６７との間には圧縮スプリング６８が介装さ
れ、スプリング６８は連結フック６３を連結ロッド６２
との連結位置に付勢している。これにより、運搬専用車
輌１８がセグメント１１を搬入して組立車輌１７の後尾
に接近すると、連結フック６３の先端斜面が連結ロッド
６２に乗り上げ、連結フック６３はスプリング６８のス
プリング力に抗して上方にスイングして連結ロッド６２
に係着して連結し、その後連結フック６３はスプリング
６８のスプリング力により連結ロッド６２との連結位置
に保持され、結果として運搬専用車輌１８を組立車輌１
７に接続する。他方、運搬専用車輌１８を組立車輌１７
から切り離す場合には、着脱レバー６５に加える手動操
作、もしくは機械的操作により、連結フック６３を連結
ロッド６２との連結位置から上方にスイングさせ、連結
フック６３が連結ロッド６２から係着解除される非連結
位置に設定され、結果として運搬専用車輌１８を組立車
輌１７から切り離す。

【００３２】また、組立車輌１７はセグメント引き寄せ
装置７１を搭載している。セグメント引き寄せ装置７１
は、組立車輌１７に搭載される引き寄せモータ７２と、
組立車輌１７上に支持されてモータ７２に歯車列を介し
て連結される引き寄せねじ７３と、組立車輌１７上にス
ライド可能に支持されて引き寄せねじ７３に螺合される
引き寄せ具７４とから構成され、引き寄せ具７４に前述
の連結ロッド６２を備えている。モータ７２は油圧モー
タにて構成でき、前述の油圧発生装置４６の油圧を供給
されて駆動され得る。

【００３３】これにより、セグメント引き寄せ装置７１
は、組立装置２０の支持ロッド３８にて支持されたセグ
メント１１がシールド１３上に設けた支持木材上の据付
領域に移載されるとき、セグメント１１の係合部１１Ａ
に支持ロッド３８を挿入したままの状態で、引き寄せモ
ータ７２の作動にて前方の組立車輌１７を運搬専用車輌
１８の側に牽引する。このとき、組立車輌１７が連結さ
れている運搬専用車輌１８は、ブレーキ装置にて制動さ
れており、牽引の固定点となる。これにより、上記支持
ロッド３８は、上記新設セグメント１１とトンネル軸方
向にて隣接することとなる既設セグメント１１の前端面
側に引き寄せられ、結果として新設セグメント１１の後
端面を既設セグメント１１の前端面に密着させ得ること
となる。

【００３４】尚、本実施例において、セグメント保持シ
リンダ２３、５３をエアシリンダにて構成し、セグメン
ト移動用モータ２１Ａ、５１Ａ、旋回モータ３４、昇降
モータ４５、引き寄せモータ７２をエアモータにて構成
してもよく、エア源は、シールド１３の駆動部が備える
エア源を利用できる。

【００３５】但し、本発明の実施においては、組立車輌
１７、運搬専用車輌１８に小型エアコンプレッサを搭載
し、これを上述のエアシリンダ、エアモータのエア源と
してもよい。

【００３６】以下、本実施例によるセグメント１１の搬
入、組立手順について説明する。 (1) 組立車輌１７、運搬専用車輌１８のそれぞれに各１
組のセグメント１１を載置してトンネル内に搬入する。
このとき、各セグメント１１は、車輌本体２２、５２の
上面部で、ガイドローラ２１、５１上に載置されたまま
の状態で、その係合部１１Ａをセグメント保持シリンダ
２３、５３にて保持され、トンネル軸方向にも周方向に
も滑り出すことがない。

【００３７】(2) 組立車輌１７に設けられている組立装
置２０が所定位置に達すると、組立車輌１７、運搬専用
車輌１８が停車し、制動状態となる。

【００３８】(3) 組立車輌１７のセグメント保持シリン
ダ２３によるセグメント１１の保持を解除し、トンネル
先端に控えているオペレータにて、該セグメント１１を
組立車輌１７のガイドローラ２１上に沿って、組立装置
２０のガイドローラ２４上に導入し、該セグメント１１
をセグメントストッパ２５にて位置決めする。

【００３９】(4) セグメントストッパ２５にて位置決め
されたセグメント１１の係合部１１Ａに対し、昇降装置
３１の作動によって支持ロッド３８の先端を挿入する。
そして、オペレータにて、セグメント１１を支持ロッド
３８の先端部に脱落不能に連結する。

【００４０】(5) 昇降装置３１、旋回装置３２の作動に
よって、支持ロッド３８にて支持したセグメント１１を
シールド１３の底部に設けた支持木材上の据付領域に移
載する。

【００４１】このとき、この底部に据付けられるセグメ
ント１１については、その係合部１１Ａに支持ロッド３
８を挿入したままの状態で、引き寄せモータ７２の作動
により、その後端面を前述の如くにてトンネル軸方向に
隣接することとなる既設セグメント１１の前端面に密着
設置する。

【００４２】(6) 以後、組立車輌１７に載置されている
他のセグメント１１について、順次、上記(3) 、(4) を
繰返し、それらのセグメント１１をシールド１３の左右
側壁に定めた据付領域に移載し、設置する。

【００４３】尚、本発明の実施においては、シールド１
３の左右側壁に設置されるセグメント１１についても、
上記(5) と同様に、引き寄せモータ７２の作動により、
それらの後端面をトンネル軸方向に隣接することとなる
既設セグメント１１の前端面に密着設置せしめるもので
あってもよい。但し、本実施例においては、トンネル周
方向にて１組をなす各セグメント１１が、それらの円弧
方向の両側合面部で互いに凹凸係合せしめられる結果、
左右側壁に設置されるセグメント１１は上記(5) にて適
正位置に据付けられた底部のセグメント１１に倣う如く
に据付けられるから、必ずしも引き寄せ装置６１の作動
を伴うことを必須としないものとした。

【００４４】(7) １組をなす全３個のセグメント１１を
円形に結合することにて、当該１組によるトンネル壁面
の画成を完了する。

【００４５】(8) 上記(3) 〜(7) のセグメント組立過程
で、組立車輌１７のガイドローラ２１上に配置されてい
たセグメント１１が組立装置２０の側に導入されるに従
い、運搬専用車輌１８のガイドローラ５１上に配置され
ているセグメント１１を順次組立車輌１７のガイドロー
ラ２１上に移動する。このセグメント１１の移動は、セ
グメント移動用モータ２１Ａ、５１Ａの駆動によりなさ
れる。

【００４６】そして、運搬専用車輌１８のガイドローラ
５１上に支持されていた全てのセグメント１１が組立車
輛１７の側に移動されたとき、運搬専用車輛１８は連結
器６１の部分で組立車輛１７から切り離され、新たなセ
グメント１１の搬入作業を行なう。この運搬専用車輛１
８の切り離しは、着脱レバー６５によりなされる。

【００４７】(9) 上記(8) にて、運搬専用車輛１８が新
たなセグメント１１の搬入作業を行なっている間、組立
車輛１７はトンネル内にて上記(3) 〜(7) のセグメント
組立作業を行なう。

【００４８】そして、新たなセグメント１１を搬入して
再びトンネル内に到着する運搬専用車輛１８は、連結器
６１により組立車輛１７の後尾に連結され、新たなセグ
メント１１を組立車輛１７のガイドローラ２１上に移動
する。

【００４９】以後、上記(3) 〜(9) の繰り返しである。
尚、セグメント１１の中央部の係合部１１Ａを形成して
いる貫通孔は、トンネルの形成に伴い、シールド１３に
て掘削された坑道内面との間に残る間隙充填用の砂利を
注入するための注入口として利用され、その後封印され
る。

【００５０】次に、上記実施例の作用について説明す
る。 組立車輌１７が備える組立装置２０によるセグメント
１１の組立作業中でも、組立車輌１７から切り離された
運搬専用車輌１８によりセグメント１１を搬入できる。
即ち、セグメント１１の組立作業と、新たなセグメント
１１との搬入作業とを並行して行なうことができる。

【００５１】組立車輌１７と運搬専用車輌１８とが着
脱可能な連結器６１により連結されるから、運搬専用車
輌１８によるセグメント１１の搬入作業時には運搬専用
車輌１８を組立車輌１７から直ちに切り離し、運搬専用
車輌１８から組立車輌１７へのセグメント１１の移載時
には運搬専用車輌１８と組立車輌１７とを直ちに接続で
きる。

【００５２】組立車輌１７と運搬専用車輌１８とがガ
イドローラ２１、５１を備えているから、運搬専用車輌
１８から組立車輌１７の組立装置２０へのセグメント１
１の移動を容易にできる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、セグメン
ト組立の施工時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は組立機を示す側面図である。

【図２】図２は図１の正面図である。

【図３】図３は組立装置を示す断面図である。

【図４】図４は連結器を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 組立機 １１ セグメント １７ 組立車輛 １８ 運搬専用車輛 ２０ 組立装置 ２１、５１ ガイドローラ ３８ 支持ロッド（支持部材） ６１ 連結器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドによる掘削領域が一定長進展す
   る毎に、該掘削領域のトンネル周方向にて１組をなす複
   数個の分割セグメントを組立て、分割セグメントの各組
   をトンネル軸方向に連続することにてトンネルを構築す
   るための組立機において、 セグメントをトンネル内の据付位置に設定して組立てる
   組立装置を備えてなる組立車輌と、セグメントをトンネ
   ル内に搬入する運搬専用車輌とを有し、 組立車輌と運搬専用車輌とは連結器により着脱可能とさ
   れ、 組立車輌と運搬専用車輌には、運搬専用車輌が搬入した
   セグメントを組立装置の側に移動可能とするガイドロー
   ラが設けられてなることを特徴とする小口径シールド工
   法用分割セグメント組立機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の組立機を用いる組立方
   法であって、組立車輌が備える組立装置によるセグメン
   トの組立作業中に、運搬専用車輌によるセグメントの搬
   入作業を行なうことを特徴とする小口径シールド工法用
   分割セグメント組立方法。