JPH10140997A - セグメントの真円保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントの真円保持装置において、急曲線
施工のトンネル工事に対応可能とする。 【解決手段】 左右一対の支持台３３を既設トンネル内
に配設された左右一対のレール３１上を鍔付き車輪３２
によって移動自在に支持し、この支持台３３に固定され
た外筒３４に内筒３５を昇降ジャッキ３６によって昇降
自在に支持し、この内筒３５に固定された支持ブラケッ
ト３８にスライド機構４１を介してセグメント支え梁３
９を既設トンネルの横方向に沿って所定量移動自在に支
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既設トンネルの内
壁面に組付けられた多数のセグメントに圧接してこのセ
グメントを真円状態に保持するセグメントの真円保持装
置及びこのセグメントの真円保持装置が搭載されたトン
ネル掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来のセグメントの真円保持装置
の概略を示す。

【０００３】図４に示すように、従来のセグメントの真
円保持装置100は図示しない掘削機本体の後部に搭載さ
れている。即ち、この掘削機本体の後部には梁101が固
定されており、この梁101には左右一対のレール102（図
４には一方のみ記載）が取付けられ、このレール102に
フラット型車輪103によって支持台104が移動自在に支持
されている。また、この支持台104はガイド部材105によ
って走行方向側方に所定量だけ移動することができる。
この支持台104上には外筒106が固定され、この外筒106
内には内筒107が軸方向移動自在に支持されており、こ
の内筒107は外筒106に取付けられた昇降ジャッキ108に
よって昇降することができる。そして、この内筒107の
上端部には連結ピン109によって支え梁110の下部が連結
されている。この支え梁110は中間部が既設セグメント
Ｓの内周面とほほ同様に湾曲しており、上面部に既設セ
グメントＳの内周面に圧接する圧接部材111が固定され
ている。

【０００４】従って、図示しないカッタヘッドを回転さ
せながらシールドジャッキを伸縮してセグメントＳへの
押し付け反力によって掘削機本体が前進することで、前
方の地盤を掘削してトンネルを形成し、その後、セグメ
ントエレクタによって既設トンネルの内壁面にセグメン
トＳをリング状に組付ける。このとき、セグメントの真
円保持装置100は掘削機本体の前進に伴ってレール102上
を車輪103が転動することで追従する。そして、所定の
位置で昇降ジャッキジャッキ108を伸長して外筒106 に
対して内筒107を上昇することで、内筒107 に固定され
た支え梁110を上昇し、既設セグメントＳの内周面に圧
接部材111を圧接して既設セグメントＳの真円度を保持
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シールド掘
削機によるトンネル掘削作業では、近年、急曲線施工の
トンネル工事が増加の傾向にある。このような急曲線の
トンネル掘削作業を行う場合、前述した従来のセグメン
トの真円保持装置100にあっては、トンネル掘削作業に
追従して既設トンネルの内壁面に組付けられたセグメン
トを真円状態に保持することが困難であった。

【０００６】即ち、シールド掘削機によって急曲線のト
ンネルを掘削するとき、その急曲線に沿って掘削機本体
が掘進することとなり、既設セグメントと一対のレール
102上を走行する支持台104に支持された支え梁110（圧
接部材111）との左右方向における位置がずれてしま
う。この場合、従来は、支持台104をガイド部材105によ
って走行方向側方に所定量だけ移動することで対応して
いた。ところが、このような方法では、車輪103がレー
ル102上を落下せずに走行できる範囲で支持台104をガイ
ド部材105によって側方に移動させており、その移動量
に限界があり、急曲線施工のトンネル工事に対応するこ
とができなかった。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、急曲線施工のトンネル工事に対応可能としたセ
グメントの真円保持装置及びトンネル掘削機を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のセグメントの真円保持装置は、既設トンネ
ルの内壁面に組付けられた多数のセグメントに圧接して
真円状態に保持するセグメントの真円保持装置におい
て、前記既設トンネル内にその長手方向に沿って配設さ
れた左右一対のレールと、該左右一対のレールに沿って
それぞれ移動自在に支持された左右一対の支持台と、該
左右一対の支持台にそれぞれ装着された左右一対の昇降
手段と、該左右一対の昇降装置によってそれぞれ昇降自
在に支持された左右一対の支持ブラケットと、該左右一
対の支持ブラケットに架設されて下部がそれぞれ該左右
一対の支持ブラケットにスライド機構を介して前記既設
トンネルの横方向に沿って所定量移動自在に支持された
セグメント支え梁とを具えたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】従って、既設トンネルの内壁面にセグメン
トを組み付けるのに伴って、既設トンネル内に配設され
たレールに沿って各支持台が走行し、所定の位置で昇降
手段によって支持ブラケットを介してセグメント支え梁
を移動して既設セグメントの内壁面に圧接することで、
この既設セグメントが真円状態で保持されることとな
り、既設トンネルが急曲線形状になると、各支持台に対
してセグメント支え梁が支持ブラケットを介してスライ
ド機構により既設トンネルの横方向に沿って移動するこ
とで、急曲線となった既設セグメントの内壁面にセグメ
ント支え梁を確実に圧接することができ、既設セグメン
トが真円状態で保持される。

【００１０】また、本発明のトンネル掘削機は、筒状を
なす掘削機本体と、該掘削機本体の前部に回転自在に装
着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転す
るカッタヘッド駆動手段と、前記掘削機本体に設けられ
た推進手段と、前記掘削機本体の後部に装着されて既設
トンネルの内部に搬入されたセグメントを該既設トンネ
ルの内壁面に組み付けるセグメント組付手段と、前記既
設トンネル内にその長手方向に沿って配設された左右一
対のレールと、該左右一対のレールに沿ってそれぞれ移
動自在に支持された左右一対の支持台と、該左右一対の
支持台にそれぞれ装着された左右一対の昇降手段と、該
左右一対の昇降装置によってそれぞれ昇降自在に支持さ
れた左右一対の支持ブラケットと、該左右一対の支持ブ
ラケットに架設されて下部がそれぞれ該左右一対の支持
ブラケットにスライド機構を介して前記既設トンネルの
横方向に沿って所定量移動自在に支持されたセグメント
支え梁とを具えたことを特徴とするものである。

【００１１】従って、カッタヘッド駆動手段によってカ
ッタヘッドを回転駆動しながら、推進手段によって掘削
機本体を前進させることで、このカッタヘッドによって
前方の地盤が掘削され、セグメント組付手段が外部から
搬入されたセグメントをこの既設トンネルの内壁面に組
み付けると共に、既設トンネル内に配設されたレールに
沿って各支持台が走行し、所定の位置で昇降手段によっ
て支持ブラケットを介してセグメント支え梁を移動して
既設セグメントの内壁面に圧接することで、この既設セ
グメントが真円状態で保持されることとなり、カッタヘ
ッドが急曲線のトンネルを掘削するときは、各支持台に
対してセグメント支え梁が支持ブラケットを介してスラ
イド機構により既設トンネルの横方向に沿って移動する
ことで、急曲線となった既設セグメントの内壁面にセグ
メント支え梁を確実に圧接することができ、既設セグメ
ントが真円状態で保持される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明の一実施例に係るセグメント
の真円保持装置の正面視、図２に本実施形態のセグメン
トの真円保持装置の側面視、図３にセグメントの真円保
持装置が装着されたシールド掘削機の概略を示す。

【００１４】図３に示すように、本実施形態のシールド
掘削機において、掘削機本体としての円筒形状をなすス
キンプレート１１の前部にはカッタヘッド１２が回転自
在に装着されており、このカッタヘッド１２の前面には
多数のカッタビット１３が固定されている。そして、カ
ッタヘッド１２の後部にはリングギア１４が固定される
一方、スキンプレート１１には油圧モータ１５が取付け
られ、この油圧モータ１５の駆動ギア１６がこのリング
ギア１４に噛み合っている。従って、油圧モータ１５を
駆動して駆動ギア１６を回転駆動すると、リングギア１
４を介してカッタヘッド１２を回転することができる。

【００１５】また、スキンプレート１１にはカッタヘッ
ド１２の後方に位置してバルクヘッド１７が取付けられ
ており、カッタヘッド１２とこのバルクヘッド１７との
間にチャンバ室１８が形成されている。そして、このチ
ャンバ室１８には一端がシールド掘削機の外部に延設さ
れた送泥管１９及び排泥管２０の他端が開口しており、
排泥管２０の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪
拌、混合するアジテータ２１が設置されている。なお、
カッタヘッド１２の外周部にはコピーカッタ２２が設け
られており、スキンプレート１１の前端部には機外に出
るためのマンロック２３が設けられ、スキンプレート１
１の外周部には薬液注入管２４が設けられている。

【００１６】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２５が並設されて
おり、このシールドジャッキ２５がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた既設のセグメントＳに押し付けることで、その反力
によりスキンプレート１１、即ち、シールド掘削機全体
を前進することができる。一方、スキンプレート１１の
後部中央部には縦梁２６が形成され、この縦梁２６には
架台２７が後方に延設されている。また、スキンプレー
ト１１の後部にはリングガータ２８によってセグメント
エレクタ２９が支持されており、このセグメントエレク
タ２９はシールドジャッキ２５によって前進したスキン
プレート１１と既設のセグメントＳとの間の空所に新し
いセグメントＳを装着してトンネルを構築することがで
きる。更に、シールドジャッキ２５の後方にはセグメン
トの真円保持装置３０が設けられている。

【００１７】このセグメントの真円保持装置３０におい
て、図１及び図２に示すように、スキンプレート１１の
後部に固定された架台２７には左右一対のレール３１が
取付けられており、この各レール３１にはそれぞれ鍔付
の車輪３２によって支持台３３が移動自在に支持されて
いる。この各支持台３３上には外筒３４がそれぞれ固定
され、この外筒３４内には内筒３５が軸方向移動自在に
支持されている。また、各外筒３４の側部には昇降ジャ
ッキ３６が取付けられ、この昇降ジャッキ３６の駆動ロ
ッドの先端部が内筒３５の上部に連結されており、この
昇降ジャッキ３６の伸縮駆動によって外筒３４に対して
内筒３５が昇降することができる。

【００１８】この各内筒３６の上端部には連結ピン３７
によって支持ブラケット３８が連結されている。一方、
既設セグメントＳの内周面に沿って湾曲した支え梁３９
は中間の上面部に既設セグメントＳの内周面に圧接する
圧接部材４０が固定されている。そして、この支え梁３
９の両端部にはフランジ部３９ａが一体に形成され、各
フランジ部３９ａがスライド機構４１によって各支持ブ
ラケット３８上を既設トンネルの横方向に沿って所定量
移動自在に支持されている。即ち、支持ブラケット３８
上には高分子樹脂からなるスライド板４２及びガイド板
４３が張着されると共に、前後一対のストッパ４４が固
定される一方、支え梁３９のフランジ部３９ａがこのス
ライド板４２に密着してストッパ４４によって保持され
ている。従って、支え梁３９は支持ブラケット３８に対
して前後方向（既設トンネルの長手方向）が移動不能に
拘束される一方、左右方向（既設トンネルの径方向）を
所定量移動可能に拘束されることとなる。

【００１９】従って、トンネルを掘削形成するには、図
３に示すように、まず、油圧モータ１５によりカッタヘ
ッド１２を回転させながら、複数のシールドジャッキ２
５を伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によ
ってスキンプレート１１を前進させことで、カッタヘッ
ド１２の多数のカッタビット１３が前方の地盤を掘削す
る。そして、カッタビット１３によって掘削された土砂
はチャンバ室１８内に取り込まれ、送泥管１９から給水
されてアジテータ２１により掘削土砂と送水とが攪拌、
混合され、排泥管２０により外部に排出される。次に、
シールドジャッキ２５の何れか一つを縮み方向に作動し
て既設のセグメントＳとの間に空所を形成し、セグメン
トエレクタ２９によってこの空所に新しいセグメントＳ
を装着する。

【００２０】その後、真円保持装置３０において、図１
及び図２に示すように、スキンプレート１１の前進に伴
って車輪３２がレール３１に上を転動することで支持台
３３が前進し、所定の停止位置で昇降ジャッキ３６を伸
長することによって外筒３４に対して内筒３５及び支持
ブラケット３８を上昇させる。すると、この支持ブラケ
ット３８にスライド機構４１を介して支持された支え梁
３９が上昇し、圧接部材４０が既設セグメントＳの内周
面に圧接することで、この既設セグメントＳが真円状態
で保持されることとなる。

【００２１】そして、カッタヘッド１２によって掘削す
る既設トンネルが急曲線形状になると、既設セグメント
Ｓとレール３１上を走行する支持台３３に支持された支
え梁３９（圧接部材４０）との左右方向における位置が
ずれてしまう。この場合、本実施形態にあっては、支え
梁３９をスライド機構４１によって支持台３３に対して
左右方向に移動することで、既設セグメントＳと支え梁
３９（圧接部材４０）との左右方向における位置を適合
することができ、急曲線となった既設セグメントＳの内
周面に支え梁３９の圧接部材４０を確実に圧接して既設
セグメントＳを真円状態に保持することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のセグメントの真円保持装置によれば、左
右一対の支持台を既設トンネル内に配設された左右一対
のレール上を移動自在に支持し、この支持台に昇降手段
によって支持ブラケットを昇降自在に支持し、この支持
ブラケットにスライド機構を介してセグメント支え梁を
既設トンネルの横方向に沿って所定量移動自在に支持し
たので、急曲線形状の既設トンネルの内壁面に組付けら
れた既設セグメントと支え梁の圧接部材との位置を容易
に適合し、このセグメントＳの内周面に圧接部材４０を
確実に圧接することで既設セグメントを真円状態に保持
することができる。

【００２３】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
筒状をなす掘削機本体の前部に回転自在なカッタヘッド
を装着してカッタヘッド駆動手段によって駆動回転可能
とすると共に、掘削機本体を推進手段によって前進可能
とし、支持台を既設トンネル内のレール上を移動自在に
支持して昇降手段によって支持ブラケットを昇降自在に
支持し、この支持ブラケットにスライド機構を介してセ
グメント支え梁を既設トンネルの横方向に沿って所定量
移動自在に支持したので、急曲線形状の既設トンネルの
内壁面に組付けられた既設セグメントと支え梁の圧接部
材との位置を容易に適合してこのセグメントＳの内周面
に圧接部材４０を確実に圧接することで既設セグメント
を真円状態に保持することができ、トンネル工事の後期
の短縮及び工事費用の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るセグメントの真円保持
装置の正面図である。

【図２】本実施形態のセグメントの真円保持装置の側面
図である。

【図３】セグメントの真円保持装置が装着されたシール
ド掘削機の概略図である。

【図４】従来のセグメントの真円保持装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１１ スキンプレート（掘削機本体） １２ カッタヘッド １５ カッタ旋回モータ（カッタヘッド駆動手段） ２５ シールドジャッキ（推進手段） ２７ 架台 ２９ セグメントエレクタ（セグメント組付手段） ３０ 真円保持装置 ３１ レール ３２ 車輪 ３３ 支持台 ３４ 外筒 ３５ 内筒 ３６ 昇降ジャッキ（昇降手段） ３８ 支持ブラケット ３９ 支え梁 ４０ 圧接部材 ４１ スライド機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設トンネルの内壁面に組付けられた多
   数のセグメントに圧接して真円状態に保持するセグメン
   トの真円保持装置において、前記既設トンネル内にその
   長手方向に沿って配設された左右一対のレールと、該左
   右一対のレールに沿ってそれぞれ移動自在に支持された
   左右一対の支持台と、該左右一対の支持台にそれぞれ装
   着された左右一対の昇降手段と、該左右一対の昇降装置
   によってそれぞれ昇降自在に支持された左右一対の支持
   ブラケットと、該左右一対の支持ブラケットに架設され
   て下部がそれぞれ該左右一対の支持ブラケットにスライ
   ド機構を介して前記既設トンネルの横方向に沿って所定
   量移動自在に支持されたセグメント支え梁とを具えたこ
   とを特徴とするセグメントの真円保持装置。
2. 【請求項２】 筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体
   の前部に回転自在に装着されたカッタヘッドと、該カッ
   タヘッドを駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記
   掘削機本体に設けられた推進手段と、前記掘削機本体の
   後部に装着されて既設トンネルの内部に搬入されたセグ
   メントを該既設トンネルの内壁面に組み付けるセグメン
   ト組付手段と、前記既設トンネル内にその長手方向に沿
   って配設された左右一対のレールと、該左右一対のレー
   ルに沿ってそれぞれ移動自在に支持された左右一対の支
   持台と、該左右一対の支持台にそれぞれ装着された左右
   一対の昇降手段と、該左右一対の昇降装置によってそれ
   ぞれ昇降自在に支持された左右一対の支持ブラケット
   と、該左右一対の支持ブラケットに架設されて下部がそ
   れぞれ該左右一対の支持ブラケットにスライド機構を介
   して前記既設トンネルの横方向に沿って所定量移動自在
   に支持されたセグメント支え梁とを具えたことを特徴と
   するトンネル掘削機。