JPH11200768A - シールド工法用ホース台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 泥水加圧式シールド工法による配管の
途中に介設される可撓性ホースを搭載するホース台車の
全体を小型化し、構造を簡易にする。 【解決手段】 第１台車２０上のガイドレール２４に
第２台車２５を載せ、この第２台車２５に２枚以上のロ
ーラ支持板３１を並設し、隣合う２枚のローラ支持板３
１間に多数本の第１コンベヤローラ３７を半円状に配設
し、２枚のローラ支持板３１の対向面に多数本の第２コ
ンベヤローラ３９を放射状に配設し、多数本の第１コン
ベヤローラ３７を囲むように可撓性ホース９Ａ、９Ｂを
巻回してＵ字形に湾曲し、この可撓性ホースの一端を泥
水加圧式シールド工法で掘削中のシールドマシン側に延
びる切羽側配管１１Ａ、１１Ｂの後端に、他端を坑口側
に延びる坑口側配管１２の前端にそれぞれ接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、泥水加圧式シールド
工法で使用されるホース台車に関し、坑口から切羽に向
かって敷設される泥水管、清水管、バキューム管、エア
ホース等の各種配管の途中に介在される可撓性ホースを
掘削の進行に伴って伸縮させるために使用される。

【０００２】

【従来の技術】トンネルを掘削する方法として、泥水加
圧式シールド工法が知られている。この工法では、坑口
から切羽に向かって送泥用および排泥用の泥水管が平行
に敷設され、その各中間に、ホース台車に搭載された送
泥用および排泥用の可撓性ホースがそれぞれ接続され、
切羽側のシールドマシンには送泥用の泥水管およびホー
スを介して泥水が送られ、この泥水が掘削で生じた土砂
と共に排泥用のホースおよび泥水管を介して坑口側に戻
される。そして、上記の送泥用および排泥用の各ホース
は、当初は湾曲状態でホース台車に搭載され、掘削の進
行に伴って引出されて直線状に延ばされ、しかるのち可
撓性ホースの坑口側に接続されている既設の送泥用およ
び排泥用の各泥水管が中間で切離され、上記のホースが
当初の湾曲状態に巻込まれ、上記坑口側泥水管の切離し
部に新しく送泥用および排泥用の泥水管がそれぞれ増設
される。なお、上記の坑口側泥水管の切離し部には泥水
管の増設作業を円滑にするために切替え弁が介設され
る。

【０００３】上記ホース台車の一例が図１に示される。
図１において、１はトンネル内に敷設された台車用レー
ル、２はホース台車、３は台車２上に立設したフレーム
であり、このフレーム３に左右一対のドラム用レール４
およびラック５が平行に固定され、ドラム用レール４上
に車輪６ａを介してフランジ付きドラム８が乗り、車輪
６ａと同軸上のピニオン６ｂがラック５と噛合ってドラ
ム８が左右均一に進退できるようになっている。そし
て、ドラム８に巻き掛けた可撓性ホース９の一端がＵ字
管１０を介して切羽側の泥水管１１に接続され、他端が
坑口側泥水管１２に接続され、この坑口側泥水管１２に
切替えバルブが介設される。なお、上記の泥水管１１、
１２は長さ６ｍの単位泥水管を接続したものである。ま
た、ホース台車２の前端は連結具２ａおよび種々の台車
を介してシールドマシンに連結される。また、図示のド
ラム８および可撓性ホース９は、排泥系のものであり、
これらの紙背側に送泥系のドラムおよび可撓性ホースが
同様に配置され、この送泥系の可撓性ホースは送泥系の
切羽側泥水管と坑口側泥水管との間に接続される。

【０００４】掘削が進行すると、送泥系のホースおよび
泥水管で泥水が切羽に送られ、掘削された土砂が上記の
泥水と共に、図示された排泥系の切羽側泥水管１１、可
撓性ホース９および坑口側泥水管１２を通じて坑口側に
流され、同時にシールドマシンが前進し、それに伴って
ホース台車２が前進する一方、既設の泥水管１２が静止
しているため、ドラム８が回転しながらドラム用レール
４上をホース台車２の半分の速度で後退し、ホース台車
２の後方に可撓性ホース９が引出されて直線状に延ばさ
れる。そして、掘削の進行により、ホース台車２の移動
距離が単位泥水管の１本分の長さ（例えば６ｍ）にな
り、ドラム８が鎖線で示すようにホース台車２の後端に
達すると、掘削および送泥、排泥が停止され、坑口側泥
水管１２の途中の接続が断たれ、ドラム８がウインチそ
の他によりホース台車２上の実線位置まで引き戻されな
がら回転し、可撓性ホース９が図示のように巻戻され、
ホース台車２の後方に延ばされていた可撓性ホース９が
短くなり、そのため坑口側泥水管１２の切離し部に約６
ｍの隙間が形成され、この隙間に新たに坑口側泥水管１
２が増設され、しかるのち掘削および送泥、排泥が再開
される。

【０００５】この従来装置によれば、可撓性ホース９を
半周させたドラム８をホース台車２上で進退させるの
で、ホース台車２上におけるドラム８の移動距離をホー
ス台車２の移動距離の半分にすることができ、かつ可撓
性ホース９の移動および可撓性ホース９における泥水の
流れを円滑にすることができる。しかしながら、ホース
台車２上に敷設したドラム用レール４上でドラム軸の車
輪６ａを転動させてドラム８を進退させるので、ドラム
軸が前後に傾斜し易く、これを防ぐためにピニオン６ｂ
とラック５を必要とする等、その支持機構が複雑にな
り、またドラム８を用いるため、装置全体が大型になる
という問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、泥水用に
限らず、清水管、バキューム管、エアホース等の各種の
配管の途中に介設される可撓性ホースを従来と同様にＵ
字状に湾曲し、案内して可撓性ホースの移動および泥水
の流れを従来同様に円滑にすることができ、しかもホー
ス台車上で回転するドラムを廃して装置全体を更に小型
化し、従来のラック・ピニオン機構のような複雑な制御
機構を不要にするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るシールド
工法用ホース台車は、トンネル内のレール上で走行可能
な第１台車上に左右一対のガイドレールを前後方向に設
け、このガイドレール上に第２台車を載置し、この第２
台車に前後方向の水平線および鉛直線を含む平面からな
る２枚以上のローラ支持板を任意の間隔で並設し、隣合
う２枚のローラ支持板間に多数本の第１コンベヤローラ
を前向きまたは後向きに凸の半円に沿って配設し、２枚
のローラ支持板の対向面における上記半円の外側に多数
本の第２コンベヤローラを放射状に配設し、上記多数本
の第１コンベヤローラ上に可撓性ホースを巻回してＵ字
形に湾曲し、この可撓性ホースの一端を泥水加圧式シー
ルド工法で掘削中のシールドマシン側に延びる切羽側配
管の後端に、他端を坑口側に延びる坑口側配管の前端に
それぞれ接続するようにしたことを特徴とする。

【０００８】上記の装置において、第１台車の前端を従
来と同様に連結具および種々の台車を介してシールドマ
シンに連結し、ガイドレールの切羽側端部（前端）に第
２台車を位置させ、第１コンベヤローラの配列が作る半
円の凸部を前方に向け、ローラ支持板の下部から後方の
坑口側に延びる可撓性ホースの端部を坑口側配管に接続
し、ローラ支持板の上部から後方に延びる可撓性ホース
の他端をＵ字管を介して切羽側配管に接続すると、掘削
の進行に伴って第１台車が前進し、第２台車が第１台車
上をガイドレールに沿って第１台車の１／２の速度で後
方に移動し、可撓性ホースの湾曲部は半円形に並ぶ第１
コンベヤローラに沿って上から下に旋回し、第１コンベ
ヤローラを離れたのち、第１台車の後方に直線状に延ば
される。このとき、可撓性ホースと接する第１コンベヤ
ローラおよび第２コンベヤローラが回転するため、シー
ルドマシンの掘削速度が２０mm／分程度と遅いこととあ
いまち、可撓性ホースは何ら支障なく円滑に移動して繰
り出される。また、第１、第２のコンベヤローラがロー
ラ支持板を介して第２台車に固定され、この第２台車が
ガイドレール上に載置されるので、第２台車の左右が前
後にぶれることなく第２台車が円滑に移動する。

【０００９】そして、可撓性ホースが第１台車の後方に
直線状に延ばされ、第２台車がガイドレールの後端に達
し、坑口側配管を途中で切離した後、第２台車をガイド
レールに沿って前方に移動させると、可撓性ホースの湾
曲部が半円形に並ぶ第１コンベヤローラに沿って下から
上に旋回し、第１台車の後方に延びていた可撓性ホース
の長さが短くなり、坑口側配管の切離し部に配管増設用
の空間が形成される。このときも、可撓性ホースと接す
る第１コンベヤローラおよび第２コンベヤローラが回転
するため、可撓性ホースは何ら支障なく円滑に移動す
る。また、第２台車の移動も円滑に行われる。

【００１０】一方、ガイドレールの坑口側端部（後端）
に第２台車を位置させ、第１コンベヤローラの配列が作
る半円の凸部を後方に向けた場合は、ローラ支持板の下
部から前方の切羽側に延びる可撓性ホースの端部を切羽
側配管に接続し、ローラ支持板の上部から前方に延びる
可撓性ホースの他端をＵ字管を介して坑口側配管に接続
することにより、上記同様に掘削の進行に伴って可撓性
ホースを坑口側に延ばし、この延ばした可撓性ホースを
坑口側配管の増設後に元の長さに短縮することができ
る。

【００１１】この発明で用いる切羽側および坑口側の配
管は、泥水用、清水用、裏込め用またはバキューム用、
圧縮空気用等のいずれでもよく、これらのいずれを接続
するかによって適当な材質、口径の可撓性ホースが選択
して用いられる。泥水管の接続に用いる場合は、送泥用
および排泥用として２本の可撓性ホースが使用されるの
で、第１コンベヤローラの長さを２本の可撓性ホースを
並列させ得る程度に長くし、中間に可撓性ホース同士の
直接接触を防ぐためのフランジを設けることが好まし
い。また、請求項２に記載のごとく、ローラ支持板を３
枚等間隔に並設し、中央のローラ支持板の片側に送泥用
の可撓性ホース、反対側に排泥用の可撓性ホースをそれ
ぞれ巻回することができる。また、泥水用２本の可撓性
ホースに清水用、バキューム用、圧縮空気用の各１本の
可撓性ホースを加え、合計５本の可撓性ホース用として
６枚のローラ支持板を並設することができる。また、清
水用、バキューム用、圧縮空気用の可撓性ホースは泥水
用に比べて細いので、ローラ支持板および第２台車を小
型化し、泥水用とは別に設けることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２において、１はトンネル内に
敷設した前記同様の台車用レール、２０は第１台車であ
り、車輪２１を介して台車用レール１上に乗り、前端
（切羽側）が連結具２２および種々の台車（図示されて
いない）を介してシールドマシンに連結される。第１台
車２０上には、形鋼からなるフレーム２３が立設され、
このフレーム２３の左右両側（図の紙面手前側と紙背
側）に設けた前後方向のサイドビーム２３ａ上に断面Ｉ
字形のガイドレール２４が固定され、この左右のガイド
レール２４にまたがって第２台車２５が前後左右の車輪
２６を介して載置される。

【００１３】第２台車２５は、図３および図４に示すよ
うに、形鋼からなる前枠２５ａ、後枠２５ｂおよび左右
一対の縦枠２５ｃで方形の額縁状に作られ、左右の縦枠
２５ｃの下面前後につば付き車輪２６が設けられ、中間
下面にＩ字断面のガイドレール２４の上端縁部下面と係
合するフック２７（図５参照）が設けられ、更に左右の
縦枠２５ｃ上に補助枠２８が固定される。そして、前枠
２５ａ（図３および図４参照）の左右両側下面および後
枠２５ｂの左右両側下面にそれぞれブラケット２９を介
し、上記ガイドレール２４の上端縁部を挟む左右一対の
小ローラ３０が設けられる。

【００１４】図３および図４において、上記額縁状の第
２台車２５の内側空所に左、中、右の合計３枚の半円弧
形ローラ支持板３１とその内周縁部を接続する半円筒形
の連結板３２とが上記半円弧の頂部が前を向くように通
され、左右のローラ支持板３１の中間よりも若干上の部
分が第２台車２５上の補助枠２８の内面に固定される。
一方、上記第２台車２５の後部付近に左、中、右の合計
３本の縦ビーム３３が上下方向に挿通され、左右両側の
縦ビーム３３が上記の補助枠２８に固定され、これら３
本の縦ビーム３３の各中間部が互いに横ステー３３ａ
（図４参照）で連結され、上下両端部が連結板３２の上
下両端部内面と連結され、またこれらの縦ビーム３３の
中間部と上記半円筒形の連結板３２の内面とが前上がり
の傾斜ビーム３４（図３参照）、前向き水平ビーム３５
および前下がりの傾斜ビーム３６で連結される。

【００１５】中央の半円弧形ローラ支持板３１と左およ
び右の半円弧形ローラ支持板３１との間にそれぞれ半円
筒形の連結板３２を囲む半円筒に沿って多数本の第１コ
ンベヤローラ３７が等間隔に、かつ軸線を幅方向に向け
て配列され、その左右両端軸部が半円弧形ローラ支持板
３１に固定された支持具３８によって支持される。そし
て、中央の半円弧形ローラ支持板３１と左右の半円弧形
ローラ支持板３１との対向面に多数本の第２コンベヤロ
ーラ３９が放射状に配列され、その両端軸部が半円弧形
ローラ支持板３１に固定された支持具４０によって支持
される。なお、第１コンベヤローラ３７は、第２コンベ
ヤローラ３９よりも大径に作られる。

【００１６】図２おいて、フレーム２３の前方突出台２
３ｄ上にウインチ４１が設置され、そのワイヤーロープ
４２の先端が第２台車２５の前端に連結される。そし
て、図４に示すように中央の半円弧形ローラ支持板３１
の右側および左側にそれぞれ送泥用の可撓性ホース９Ａ
および排泥用の可撓性ホース９Ｂが巻回されてＵ字形に
曲げられ（図２参照）、各両端部が後方に延ばされ、可
撓性ホース９Ａ、９Ｂの各上側直線部がＵ字管１０Ａ、
１０Ｂを介して切羽側泥水管１１Ａ、１１Ｂに接続さ
れ、可撓性ホース９Ａ、９Ｂの各下側直線部が送泥用お
よび排泥用の坑口側泥水管１２に接続され、この坑口側
泥水管１２に切替えバルブが介設される。なお、可撓性
ホース９Ａ、９Ｂの各下側直線部は、第１台車２０の床
面に配設した多数個の第３コンベヤローラ４３によって
支持される。

【００１７】上記の構造において、シールドマシンによ
る掘削が開始されると、掘削の進行に伴って第１台車２
０（図２参照）が前進し、第２台車２５が第１台車２０
上をガイドレール２４に沿って後方に移動し、可撓性ホ
ース９Ａ、９Ｂの湾曲部が第１コンベヤローラ３７およ
び第２コンベヤローラ３９に案内されて上から下に円滑
に旋回し、第１コンベヤローラ３７、第２コンベヤロー
ラ３９を離れたのち第３コンベヤローラ４３上に乗せら
れ、更に第１台車２０の後方に直線状に延ばされる。そ
して、第２台車２５が、鎖線に示すようにガイドレール
２４の後端に達し、坑口側配管（送泥用および排泥用の
泥水管）が途中で切離された後、第２台車２５をウイン
チ４１の駆動で前方に引き寄せると、可撓性ホース９
Ａ、９Ｂの湾曲部が第１コンベヤローラ３７、第２コン
ベヤローラ３９の配列に沿って下から上に旋回し、可撓
性ホース９Ａ、９Ｂの下側直線部が第３コンベヤローラ
４３上を滑らかに前進し、第１台車２０の後方に延びて
いた可撓性ホース９Ａ、９Ｂが短くなり、坑口側配管
（送泥用および排泥用の泥水管）の切離し部に配管増設
用の空間が形成される。

【００１８】この実施形態では、第２台車２５にウイン
チ４１のワイヤーロープ４２が接続されるので、掘削に
伴って第２台車２５が第１台車２０の後方へ進む際にブ
レーキを加えて第２台車２５のふらつきを防ぐことがで
きる。また、第２台車２５にガイドレール２４を挟む小
ローラ３０およびガイドレール２４と係合するフック２
７を設けたので、第２台車２５の走行が一層円滑にな
り、かつ第２台車２５がガイドレール２４から外れるこ
とがない。

【００１９】

【発明の効果】上記のとおり、この発明によれば、掘削
の進行に伴って第１台車をシールドマシンと等しい速度
で前進させ、第２台車を第１台車上のガイドレールに沿
って第１台車の１／２の速度で後方に移動させ、第１台
車の後方に延びる可撓性ホースを長く延ばすことがで
き、また坑口側配管の増設時には、第２台車を第１台車
上のガイドレールに沿って前進させることにより、第１
台車の後方に延びる可撓性ホースを短縮することができ
る。しかも、ローラ支持板自体は回転しないので、その
大きさを従来の可撓性ホース巻回用ドラムの半分にする
ことができ、構造が簡単になり、製作コストが低下し、
さらにローラ支持板を第２台車上に固定したので、ガイ
ドレール上の進退が円滑になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来装置の側面図である。

【図２】この発明の実施の形態を示す側面図である。

【図３】図１の要部の縦断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１：台車用レール ９：９Ａ、９Ｂ：可撓性ホース １０：１０Ａ、１０Ｂ：Ｕ字管 １１、１１Ａ、１１Ｂ：切羽側泥水管（切羽側配管） １２：坑口側泥水管（坑口側配管） ２０：第１台車 ２１：車輪 ２２：連結具 ２３：フレーム ２４：ガイドレール ２５：第２台車 ２６：車輪 ２７：フック ３０：小ローラ ３１：ローラ支持板 ３２：連結板 ３７：第１コンベヤローラ ３９：第２コンベヤローラ ４１：ウインチ ４２：ワイヤーロープ ４３：第３コンベヤローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 寛 大阪府大阪市西区新町１−27−８ ワクヤ 四ツ橋ビル株式会社アクティオ内 (72)発明者 上田 良司 兵庫県姫路市東延末４丁目73番地 株式会 社日本技術センター内 (72)発明者 漣 昭詞 兵庫県姫路市東延末４丁目73番地 株式会 社日本技術センター内 (72)発明者 ▲富▼岡 照也 兵庫県姫路市東延末４丁目73番地 株式会 社日本技術センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル内のレール上で走行可能な第１
   台車上に左右一対のガイドレールを前後方向に設け、こ
   のガイドレール上に第２台車を載置し、この第２台車に
   前後方向の水平線および鉛直線を含む平面からなる２枚
   以上のローラ支持板を任意の間隔で並設し、隣合う２枚
   のローラ支持板間に多数本の第１コンベヤローラを前向
   きまたは後向きに凸の半円に沿って配設し、２枚のロー
   ラ支持板の対向面における上記半円の外側に多数本の第
   ２コンベヤローラを放射状に配設し、上記多数本の第１
   コンベヤローラ上に可撓性ホースを巻回してＵ字形に湾
   曲し、この可撓性ホースの一端を泥水加圧式シールド工
   法で掘削中のシールドマシン側に延びる切羽側配管の後
   端に、他端を坑口側に延びる坑口側配管の前端にそれぞ
   れ接続するようにしたことを特徴とするシールド工法用
   ホース台車。
2. 【請求項２】 ローラ支持板が３枚等間隔に並設され、
   中央のローラ支持板の片側に泥水送り用可撓性ホース
   が、反対側に泥水排出用可撓性ホースがそれぞれ巻回さ
   れる請求項１記載のシールド工法用ホース台車。