JPH0826759B2 - シールド掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は亀甲形セグメント組立時
に既に組立てられた亀甲形セグメントを真円状態に保持
する装置を備えているシールド掘削機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】シールド機によって掘削されたトンネル
壁面にセグメント覆工を施すには、シールド機のテール
部内にエレクターを配設し、このエレクターによってセ
グメントを把持させたのち組立位置まで搬送させ、既に
組立てたセグメントに対して位置合わせをしながらボル
トにより締結しているが、この組立時において、既に組
立られたセグメント覆工を所定の形状に保持しないと、
次のセグメントの正確な組立てが困難となる。

【０００３】特に、トンネルの掘削と並行して覆工作業
が可能な亀甲形セグメントの場合には、その形状からト
ンネルの周方向にも長さ方向にも拘束するので、トンネ
ル掘進と共に新たな亀甲形セグメントを組立てる時、先
に組立てたセグメント覆工をリング形状に正確に保持し
ていないと、偏平状に歪んで次のセグメントの組立てが
できなくなる。そのため、従来から後続台車にセグメン
ト覆工の形状保持装置を配設している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後続台
車はシールド掘削機とは別体に移動するため、シールド
掘削機のテール部内に配設したエレクターとの動作に関
連性を持たせることができず、エレクターによるセグメ
ント組立作業の進行に同調して該形状保持装置によるセ
グメント覆工の保持位置変更に円滑性を欠いて作業性が
低下するばかりでなく、後続台車側に形状保持装置を配
設すると作業空間が狭くなってセグメントの搬入路や作
業員の通路等の確保に著しい制約を受けるという問題点
があった。本発明はこのような問題点を解消し得る形状
保持装置を備えたシールド掘削機の提供を目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のシールド掘削機は、そのテール部の軸心に後
方に向かって前部ビームと後部ビームとよりなるビーム
を突設し、このビームの後部ビームに支持枠部を摺動自
在に遊嵌すると共に該支持枠部の複数箇所に、組立てた
亀甲形セグメントの内周面に圧着、離間自在な保持部材
を装着してなる形状保持装置を配置する一方、前部ビー
ムにエレクターを摺動並びに回転自在に配設し、該エレ
クターと上記形状保持装置およびこの形状保持装置と後
部ビームとをそれぞれジャッキ等の伸縮機構で連結して
なる構造を有するものである。

【０００６】

【作用】エレクターによって亀甲形セグメントの組立作
業を行っている間、その後方に配設した形状保持装置の
保持部材を既に組立てた亀甲形セグメント覆工の内周面
に圧接させて該セグメント覆工を所定の形状に保持す
る。この状態で、次の亀甲形セグメントをその前に組立
てた亀甲形セグメントの前端側に組立てる際には、形状
保持装置とエレクターとを連結している伸縮機構を伸長
させて形状保持装置に対しエレクターを前進させ、組立
位置までビーム上を移動させる。

【０００７】さらに、エレクターによる組立作業中にお
いて、シールド掘削機が掘進してもビームのみがシール
ド掘削機と一体に移動し、該ビーム上に配設された形状
保持装置が一定位置で亀甲形セグメント覆工の形状保持
を行うと共に前記伸縮機構を介してエレクターもその組
立位置で固定した状態に維持され、シールド掘削機の推
進にも拘わらず、亀甲形セグメントの組立作業が可能と
なる。

【０００８】エレクターにより一リング分の亀甲形セグ
メント覆工が行われると、形状保持装置の保持部材によ
る亀甲形セグメント覆工の圧着を解いたのち、伸縮機構
を収縮させることにより組立中のエレクターに対して形
状保持装置を引き寄せ、一リング分前進させて既に組立
てられた亀甲形セグメント覆工の内周面に再び該保持部
材を圧接させる。又、形状保持装置の支持枠部と該支持
枠部を遊嵌させているビーム間には隙間が存在している
ので、形状保持装置による亀甲形セグメント覆工の形状
保持にも拘わらずシールド掘削機の掘削方向を自由に変
更することができる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、１はその前端開口部に隔壁に装着した駆動モータ
１２により回転するカッターヘッド１１を設けているシ
ールド掘削機で、そのスキンプレート１ａの後部内に複
数本のアーム部材２を放射状に配設し、その外周フラン
ジ部２ａをスキンプレート１ａの内周面に固着してあ
る。

【００１０】３はその前端部をアーム部材２の中心部に
一体に固着してシールド掘削機１の軸心上を後方に向か
って水平に突設してなるビームで、その前半長さ部分を
断面長円形ないしは楕円形状の前部ビーム３ａに形成し
ていると共に後半長さ部分を該前部ビーム３ａの後端面
中央から突設した断面門形形状の後部ビーム３ｂに形成
してある。

【００１１】４、４は後部ビーム３ｂ上に１リング分の
セグメント幅間隔を存して摺動自在に配設した前後形状
保持装置で、図３、図４に示すように、中央部に後部ビ
ーム３ｂの断面形状よりも大きい矩形状の中央孔５を貫
設している支持枠部６の上面と下面両側部との三方に、
組立てた亀甲形セグメントの内周面に圧着、離間自在な
保持部材７、８、８を装着してなるものであり、中央孔
５を後部ビーム３ｂに遊嵌させてその上端水平面両側に
回転自在に軸支しているローラ１３を後部ビーム３ｂの
水平上面に転動させながら後部ビーム３ｂ上を前後移動
するように構成してある。

【００１２】この形状保持装置４の上側保持部材７は、
支持枠部６の上面両側部に上下方向に収縮するジャッキ
１４、１４を装着し、これらのジャッキ１４、１４にセ
グメント９の彎曲内面と同一彎曲上面を有するセグメン
ト押圧フレーム７ａの両側脚部７ｂ、７ｂの下端を連結
してなるものである。又、両側保持部材８、８は、支持
部材６の下端両側部から径方向に突出した脚体６ａにジ
ャッキ１５を装着し、このジャッキ１５の先端にセグメ
ント９の内面押圧板８ａを取付けてなるものである。

【００１３】１０は前部ビーム３ａに前後摺動自在に配
設しているエレクターで、図５に示すように、前部ビー
ム３ａの外周面にその内周面を摺動自在で且つ回転不能
に被嵌している移動リング部１６と、この移動リング１
６の円形外周面上にベアリングを介して嵌合している回
転リング部１７と、該回転リング１７の外周面適所にジ
ャッキ台１８を固定し、このジャッキ台１８の四方隅部
上にジャッキ１９を立設、固定させていると共にこれら
のジャッキ１９のロッド先端面上に架設状態で固定され
たセグメント把持部材２０とからなる。

【００１４】さらに、移動リング部１６の前端部を回転
リング部１７の前端から突出させてその突出外周面に歯
車２１を形成し、回転リング部１７の外周面適所に装着
したモータ２２の回転軸に固着しているピニオン２３を
該歯車２１に噛合させてモータ２２の駆動により回転リ
ング部１７を移動リング部１６上で円周方向に所望角
度、回転させるように構成してある。

【００１５】このエレクター１０の移動リング部１６の
後端面と前記前側の形状保持装置４の支持枠部６間をジ
ャッキよりなる伸縮機構２４により連結していると共に
前後形状保持装置４、４間を間隔調節ジャッキ２５によ
り連結してあり、さらに、後側の形状保持装置４と後部
ビーム３ｂの先端部間をジャッキ２６により連結してあ
る。

【００１６】２７はシールド掘削機１内に設けた前記ア
ーム部材２のフランジ部２ａの後面に周方向に一定間隔
毎に取付けた推進ジャッキである。２８は形状保持装置
４の後方におけるセグメント覆工２９の下周面上に敷設
したレール３０上を走行する後続台車で、その下方空間
部に図３に示すようにセグメント搬送コンベア３１を配
設してあり、この搬送コンベア３１の前端部は形状保持
装置４、４の脚体６ａ、６ａ間の空間部を通じてエレク
ター１０側まで配設されていると共に該搬送コンベア３
１の下面に軸支したローラ３２によってトンネル長さ方
向に移動可能に構成してある。

【００１７】以上のように構成した形状保持装置４とエ
レクター１０とを具備しているシールド掘削機１の作用
を述べると、搬送コンベア３１によってエレクター１０
側までトンネル内を通じて亀甲形セグメント９を搬送
し、該搬送コンベア３１の搬送終端部上の亀甲形セグメ
ント９をエレクター１０の把持部材２０に支持させる。
即ち、該エレクター１０の回転リング部１７をモーター
２２の駆動により歯車２１、ピニオン２３を介して回転
させてそのセグメント把持部材２０を下方に向け、搬送
コンベア３１上のセグメント１０を支持させる。

【００１８】次いで、移動リング部１６に対して回転リ
ング１７を回転させて亀甲形セグメント９を組立位置ま
で持ち上げると共に、伸縮機構２４を適宜に伸長させて
亀甲形セグメント９の後端面が先に組立てた亀甲形セグ
メントの前端面を越える位置にまでエレクター１０を形
状保持装置４に対して前部ビーム３ａ上を前進移動さ
せ、その状態でジャッキ１９を伸長させて亀甲形セグメ
ント９をトンネルの半径 方向の所定位置まで持ち上げ、
しかるのち、上記伸縮機構２４を収縮させてエレクター
１０を後退させることにより把持している亀甲形セグメ
ントを図６に示すように、既に組立てたセグメント覆工
２９における台形状接合凹所３３にその後半部を嵌め込
んでボルトにより締結する。

【００１９】この亀甲形セグメント９の組立後、エレク
ター１０を搬送コンベア３１上に供給されている亀甲形
セグメント９の位置まで移動させ、その把持部材２０を
下方に向けて次のセグメント９を把持したのち再び前記
同様にして該セグメント９の組立を行う。

【００２０】こうして、エレクター１０によるトンネル
周方向の１リング分のセグメント組立作業が完了直前ま
で、その後方に配設した前後形状保持装置４の保持部材
７、８、８を既に組立てたセグメント覆工２９の内周面
にジャッキ１４、１５を伸長させることにより圧接させ
て該セグメント覆工２９を真円に保持し、先に組立てた
亀甲形セグメントに対する次のセグメントの接合を正確
に行わせるようにする。なお、亀甲形セグメントの組立
中は、形状保持装置４と後部ビーム３ｂとを連結してい
るジャッキ２６をフリーにしておく。

【００２１】このように形状保持装置４によりセグメン
ト覆工２９を真円に保持させながらエレクター１０によ
るセグメントの組立作業中においても、シールド掘削機
１は図７に示すように、複数本の推進ジャッキ２７を先
に組立てたセグメントの前端に押接させながらその伸長
により掘進するが、該シールド掘削機１に一体に設けて
いるビーム３のみが形状保持装置４の支持枠部６の中央
孔５内とエレクター１０の移動リング部１６内を前方に
移動してエレクター１０はセグメント覆工２９に固定し
た形状保持装置４によって伸縮機構２４を介し、所定の
組立位置に維持される。このときジャッキ２６はフリー
にしているからシールド掘削機１の前進によって収縮す
る。そして同図において、組立部分に対向するジャッキ
２７のみの収縮により生じた空間を通じてセグメントの
組立てを行う。

【００２２】又、セグメント覆工２９に保持部材７、８
が圧着している状態においては、図３に示すように支持
枠部６の中央孔５の上部に設けたローラ１３、１３が後
部ビーム３ｂの上面から離間して中央孔５と後部ビーム
３ｂ間には適宜の間隙が生じているので、シールド掘削
機１が曲線トンネルの掘削時に適宜角度、その方向を変
えても、ビーム３をその中央孔５内でその角度に応じて
傾斜させることができる。その際、前部ビーム３ａ上の
エレクター１０はシールド掘削機１の掘削方向に応じて
前部ビーム３ａと共に変位して曲線トンネルのセグメン
ト覆工に適した状態となる。

【００２３】次いで、エレクター１０による１リング分
のセグメント組立作業の完了直後において、前後形状保
持装置４、４の保持部材７、８、８をジャッキ１４、１
５で収縮させることによりセグメント覆工２９に対する
圧着を解き、伸縮機構２４を収縮させると共にジャッキ
２６を伸長させてこれらの形状保持装置４、４を一体的
にエレクター１０側に１リング分のセグメント幅に相当
する長さだけ後部ビーム３ｂ上を前進させる。この際、
セグメント覆工２９に対する保持部材７、８の圧着の解
除によって、図４に示すように支持枠部６がローラ１
３、１３を介して後部ビーム３ｂ上に載置され、形状保
持装置４、４が円滑に前進することになる。この前進に
同調して、後続台車２８並びにその下方空間部に配設し
ている搬送コンベア３１もその距離だけ前進移動させ
る。

【００２４】しかるのち、その位置で既に組立てられた
セグメント覆工２９の内周面に再び形状保持装置４、４
の保持部材７、８、８を圧接させ、エレクター１０によ
るセグメントの組立てを行い、以下同様にしてセグメン
ト９を順次組立てゝトンネル覆工を施工していくもので
ある。

【００２５】なお、エレクター１０の移動リング部１６
を摺動自在に被嵌させた前部ビーム３ａの断面形状は円
形状その他の断面形状に形成して軸方向にのみ移動可能
に構成しておけばよく、又、形状保持装置４は１台であ
っても、セグメント覆工２９の真円保持が充分に行える
ものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明のシールド機によれ
ば、シールド掘削機のテール部の軸心に後方に向かって
ビームを突設し、このビームに支持枠部を摺動自在に遊
嵌すると共に該支持枠部の複数個所に組立セグメントの
内周面に圧着、離間自在な保持部材を装着してなる形状
保持装置を配設しているので、トンネル内の作業空間を
広くすることができてセグメントの搬入路や作業員の通
路等を充分に確保することができ、作業性の向上を図り
得るばかりでなく、形状保持装置の支持枠部とビーム間
には両者の遊嵌によって隙間が設けられているので、形
状保持装置によるセグメント覆工の形状保持中にシール
ド掘削機がその進行方向を変化させても、支持枠内に挿
通しているビームが支持枠内で自由に傾動可能となり、
曲線トンネルの掘進が行えるものである。

【００２７】さらに、本発明においては、前記ビームを
前部ビームと後部ビームとより構成し、後部ビームに前
記形状保持装置を配設すると共に前部ビームにエレクタ
ーを摺動並びに回転自在に配設し、該エレクターと形状
保持装置とをジャッキ等の伸縮機構で連結しているの
で、エレクターによって亀甲形セグメントの組立作業を
行っている間に、その後方に配設した形状保持装置の保
持部材を既に組立てた亀甲形セグメント覆工の内周面に
圧接させて該セグメント覆工を所定の形状に保持させる
ことができるばかりでなく、この状態で、形状保持装置
とエレクターとを連結している伸縮機構を伸長させてビ
ーム上を形状保持装置に対しエレクターを前進させ、次
の亀甲形セグメント組立位置まで正確に移動させること
ができると共にエレクターにより亀甲形セグメントを持
ち上げ状態から後退させて既に組立てた亀甲形セグメン
トの前端面に円滑且つ確実に結合させることができる。

【００２８】さらに、エレクターによる亀甲形セグメン
トの組立作業中において、シールド掘削機が掘進しても
ビームのみがシールド掘削機と一体に移動し、該ビーム
上に配設された形状保持装置が一定位置でセグメント覆
工の形状保持を行うと共に前記伸縮機構を介してエレク
ターもその組立位置で固定した状態に維持され、シール
ド掘削機の推進にも拘わらず、亀甲形セグメントの組立
作業が可能となり、セグメント覆工を能率よく行えるも
のである。

【００２９】又、エレクターにより一リング分のセグメ
ント覆工が行われた後、形状保持装置の保持部材による
セグメント覆工の圧着を解いて伸縮機構を収縮させれ
ば、組立中のエレクターに対して形状保持装置を一リン
グ分前進させることができ、エレクターによる亀甲形セ
グメントの組立作業と形状保持装置との動作を互いに関
連させることができて作業性を一層向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エレクターと形状保持装置とを備えたシールド
掘削機の簡略縦断側面図、

【図２】エレクターと形状保持装置との前進移動状態を
示す簡略縦断側面図、

【図３】形状保持装置でセグメント覆工を真円に保持し
ている状態の拡大縦断正面図、

【図４】セグメント覆工から形状保持装置の圧着を解い
た状態を示す拡大縦断正面図、

【図５】エレクター部分の拡大縦断正面図、

【図６】セグメント覆工の斜視図、

【図７】その組立状態を示す簡略展開図。

【符号の説明】

１ シールド掘削機 ２ アーム部材 ３ ビーム ３ａ 前部ビーム ３ｂ 後部ビーム ４ 形状保持装置 ５ 中央孔 ６ 支持枠部 ７ 保持部材 ８ 保持部材 ９ セグメント １０ エレクター ２４ 伸縮機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−32100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−106319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−45137（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296998（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘削機のテール部の軸心に後方
   に向かって前部ビームと後部ビームとよりなるビームを
   突設し、このビームの後部ビームに支持枠部を摺動自在
   に遊嵌すると共に該支持枠部の複数箇所に、組立てた亀
   甲形セグメントの内周面に圧着、離間自在な保持部材を
   装着してなる形状保持装置を配置する一方、前部ビーム
   にエレクターを摺動並びに回転自在に配設し、該エレク
   ターと上記形状保持装置およびこの形状保持装置と後部
   ビームとをそれぞれジャッキ等の伸縮機構で連結してな
   ることを特徴とするシールド掘削機。