JPH11336496A - 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、曲線施
工のトンネル工事に対応可能とする。 【解決手段】 掘削機本体１１の後部に延設された張り
出し台２７に水平レール４２を配設すると共に、この水
平レール４２の外側方にローラガイド４３を配設する一
方、既設セグメントＳの内周面に圧接自在なスプレッダ
３５，３６が連結された支持筒３１に水平レール４２上
を転動する支持ローラ３９を装着すると共に、曲線掘進
時にローラガイド４３にガイドされて水平レール４２上
からの支持ローラ３９の脱落を阻止するガイドローラ４
１を設ける。

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
壁面にリング状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
の真円保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６にトンネル掘削機に装備された従来
のセグメントの真円保持装置の側面視、図７に従来のセ
グメントの真円保持装置の正面視、図８に真円保持装置
の支持部を表す断面を示す。

【０００３】図６乃至図８に示すように、従来のセグメ
ントの真円保持装置101は図示しない掘削機本体102の後
部に搭載されており、セグメントＳの組付作業に応じて
前後移動可能となっている。即ち、この掘削機本体102
の後部には張り出し台103が固定されており、この張り
出し台103上には左右一対の水平レール104が取付けられ
ている。一方、左右一対の支持筒105は上部外筒106と下
部外筒107が相対移動自在に嵌合してなり、両者の間に
昇降ジャッキ108が介装されている。この各支持筒105の
上部外筒106には支持ブラケット109がそれぞれ固定さ
れ、この支持ブラケット109には両側に鍔110を有する支
持ローラ111が回転自在に取付けられており、水平レー
ル104上を転動自在となっている。

【０００４】そして、張り出し台103の後部には移動ジ
ャッキ112が装着され、この移動ジャッキ112の駆動ロッ
ド113が支持筒105に連結されている。また、左右の上部
外筒106の上部にはセグメントＳの内面に圧接自在な弧
状をなす上部スプレッダ114が連結される一方、左右の
下部外筒107の上部にはセグメントＳの内面に圧接自在
な弧状をなす下部スプレッダ115が連結されている。

【０００５】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、エレク
タ装置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、移動ジャッキ112を伸
長して支持筒105を前進させることで、図６の実線位置
にあるセグメントの真円保持装置101を二点鎖線位置ま
で移動し、この位置で昇降ジャッキ108を伸長して上部
外筒106を上昇すると共に下部内筒107を下降すること
で、各スプレッダ114，115を外方に移動して既設セグメ
ントＳの内周面に圧接し、既設セグメントＳの真円度を
保持する。

【０００６】

【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101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。

【０００７】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
102が掘進するため、掘削地点では掘削機本体102が既設
トンネルの中心軸線とほぼ平行となるが、この掘削機本
体102の後部の張り出し台103は掘削地点から後方にある
ため、この部分では既設トンネルの中心軸線とは平行に
ならない。すると、真円保持装置101の各支持筒105が前
進するとき、支持ローラ111の鍔110が水平レール104の
側面と擦れて移動に支障を生じたり、支持ローラ111が
水平レール104上から外れてしまうことがあり、急曲線
施工のトンネル工事に対応することができなくなるとい
う不具合を生じる。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、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を提供することを目的とする。

【０００９】

【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
ルの内壁面に対してリング状に組付けられた多数のセグ
メントの内周面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
長手方向に沿って水平レールを配設すると共に、該水平
レールの外側方にガイド部材を配設する一方、前記セグ
メントの内周面に圧接自在なスプレッダ及び該スプレッ
ダを移動する移動ジャッキを有する装置本体に前記水平
レール上を転動する支持ローラを装着すると共に、曲線
掘進時に前記ガイド部材にガイドされて前記水平レール
上からの前記支持ローラの脱落を阻止するガイド片を装
着したことを特徴とするものである。

【００１０】

【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。

【００１１】図１に本発明の一実施形態に係るセグメン
トの真円保持装置の正面視、図２に真円保持装置の支持
部を表す断面、図３に曲線施工時における真円保持装置
の支持部を表す断面、図４に曲線施工時における真円保
持装置の平面視、図５に本実施形態のセグメントの真円
保持装置が装着されたシールド掘削機の概略を示す。

【００１２】本実施形態のシールド掘削機において、図
５に示すように、掘削機本体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１
４が固定される一方、掘削機本体１１には駆動モータ１
５が取付けられ、この駆動モータ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、駆動モ
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１４を介してカッタヘッド１２を回転すること
ができる。

【００１３】また、掘削機本体１１にはカッタヘッド１
２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１８が形成されている。そして、このチャンバ
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２
０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、掘削機本体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、掘削機本体１１の外周部には薬
液注入管２４が設けられている。

【００１４】更に、掘削機本体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
より掘削機本体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、掘削機本体１１の後部中央部
には梁部材２６が形成され、この梁部材２６には張り出
し台２７が後方に延設されている。そして、この梁部材
２６にリングガータ２８を介してエレクタ装置２９が支
持されており、このエレクタ装置２９はシールドジャッ
キ２５によって前進した掘削機本体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。また、張り出し台２７
の後部にはセグメントＳの真円保持装置３０が設けられ
ている。

【００１５】このセグメントの真円保持装置３０におい
て、図１乃至図５に示すように、左右一対の支持筒３１
は上部外筒３２と下部外筒３３とが相対移動自在に嵌合
して構成されており、両者の間に昇降ジャッキ３４が介
装されている。そして、左右の上部外筒３２の上部には
セグメントＳの内面に圧接可能な弧状をなす上部スプレ
ッダ３５が連結される一方、左右の下部外筒３３の上部
にはセグメントＳの内面に圧接可能な弧状をなす下部ス
プレッダ３６が連結されている。

【００１６】この各支持筒３１の上部外筒３２の外側に
は支持ブラケット３７がそれぞれ固定され、この支持ブ
ラケット３７には水平な支持軸３８によって支持ローラ
３９がそれぞれ回転自在に取付けられている。また、こ
の各支持ブラケット３７には鉛直な支持軸４０によって
ガイド片としてのガイドローラ４１がそれぞれ回転自在
に取付けられている。一方、掘削機本体１１の後部に連
結された張り出し台２７上には左右一対の水平レール４
２が取付けられており、この水平レール４２上には支持
ローラ３９が転動自在となっている。また、張り出し台
２７の側部にはガイド部材としての左右一対のローラガ
イド４３が掘進方向に対して内方に傾斜した取付けられ
ており、このローラガイド４３に対してガイドローラ４
１が接触して転動可能となっている。そして、張り出し
台２７の後部には左右一対の移動ジャッキ４４が装着さ
れ、各移動ジャッキ４４の駆動ロッド４５が左右の支持
筒３１にそれぞれ連結されている。

【００１７】従って、シールド掘削機によってトンネル
を掘削形成するには、図５に示すように、まず、駆動モ
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２５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掘削機本体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、エレクタ装置２９によってこの空所に新しいセ
グメントＳを装着する。

【００１８】その後、真円保持装置３０において、移動
ジャッキ４４を伸長して支持筒３１を前進させること
で、図５の実線位置にあるセグメントの真円保持装置３
０を二点鎖線位置まで移動し、この位置で昇降ジャッキ
３４を伸長して上部外筒３２を上昇する共に下部内筒３
３を下降することで、各スプレッダ３５，３６を外方に
移動して既設セグメントＳの内周面に圧接し、既設セグ
メントＳの真円度を保持する。この状態で、リング状に
組付けられた各既設セグメントＳを固定ボルトによって
強固に連結する。そして、昇降ジャッキ３４を収縮して
上部外筒３２を下降する共に下部内筒３３を上昇するこ
とで、既設セグメントＳへの各スプレッダ３５，３６の
圧接を解除し、移動ジャッキ４４を収縮して支持筒３１
を後退させて元の位置に戻す。

【００１９】ところで、カッタヘッド１２によって掘削
する既設トンネルが右方または左方にカーブする曲線形
状になると、移動ジャッキ４４を収縮して支持筒３１を
後退させて元の位置に戻すことで、図２に示すように、
各支持ローラ３９を水平レール４２のほぼ中央部に位置
させる。このとき、シールド掘削機は所定距離掘進して
エレクタ装置２９は１リング分のセグメントＳを組み付
けており、張り出し台２７の水平レールは曲線形状のト
ンネル中心の接線に平行な位置に移動している。そのた
め、再び、移動ジャッキ４４を伸長して支持筒３１を前
進させると、支持ローラ３９が水平レール４２から外れ
ると共に、真円保持装置３０と既設セグメントＳとの中
心がずれてしまう。

【００２０】ところが、本実施形態では、支持ローラ３
９の外側にガイドローラ４１が装着され、張り出し台２
７にはガイドローラ４１に対応して内方に傾斜したロー
ラガイド４３が装着されている。そのため、移動ジャッ
キ４４を伸長して支持筒３１を前進させると、図３及び
図４に示すように、ガイドローラ４１がローラガイド４
３にガイドされながら支持筒３１が移動するため、支持
ローラ３９が水平レール４２から外れることなく、真円
保持装置３０と既設セグメントＳとの中心が一致する。
従って、所定の前進位置で昇降ジャッキ３４を伸長する
と、上下のスプレッダ３５，３６は適正な位置で急曲線
となった既設セグメントＳの内周面に圧接することとな
り、既設セグメントＳを真円状態に確実に保持できる。

【００２１】なお、上述の実施形態では、真円保持装置
３０のガイド片としてのガイドローラ４１を設ける一
方、ガイド部材としてローラガイド４３を設けたが、本
発明はこの構成に限定されるものではなく、滑り軸受や
接触抵抗の小さい部材を用いてもよいものである。

【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、既
設トンネル内にその長手方向に沿って水平レールを配設
すると共に、水平レールの外側方にガイド部材を配設す
る一方、セグメントの内周面に圧接自在なスプレッダ及
びスプレッダを移動する移動ジャッキを有する装置本体
に、水平レール上を転動する支持ローラを装着すると共
に、曲線掘進時にガイド部材にガイドされて水平レール
上からの支持ローラの脱落を阻止するガイド片を装着し
たので、曲線形状の既設トンネルの内壁面に組付けられ
た既設セグメントに対しても、装置本体はガイド片がガ
イド部材にガイドされながら移動するため、水平レール
上から支持ローラが脱落を阻止することはなく、且つ、
真円保持装置と既設セグメントとの中心が一致すること
となり、スプレッダによって既設セグメントを確実に圧
接して真円状態に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るセグメントの真円保
持装置の正面図である。

【図２】真円保持装置の支持部を表す断面図である。

【図３】曲線施工時における真円保持装置の支持部を表
す断面図である。

【図４】曲線施工時における真円保持装置の平面図であ
る。

【図５】本実施形態の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６】トンネル掘削機に装備された従来のセグメント
の真円保持装置の側面図である。

【図７】従来のセグメントの真円保持装置の正面図であ
る。

【図８】真円保持装置の支持部を表す断面図である。

【符号の説明】

１１ 掘削機本体 １２ カッタヘッド １５ 駆動モータ ２５ シールドジャッキ ２７ 張り出し台 ２９ エレクタ装置 ３０ 真円保持装置 ３１ 支持筒 ３２ 上部外筒 ３３ 下部内筒 ３４ 昇降ジャッキ ３５，３６ スプレッダ ３９ 支持ローラ ４１ ガイドローラ（ガイド片） ４２ 水平レール ４３ ローラガイド（ガイド部材） ４４ 移動ジャッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設トンネルの内壁面に対してリング
   状に組付けられた多数のセグメントの内周面に圧接して
   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水平レ
   ールを配設すると共に、該水平レールの外側方にガイド
   部材を配設する一方、前記セグメントの内周面に圧接自
   在なスプレッダ及び該スプレッダを移動する移動ジャッ
   キを有する装置本体に前記水平レール上を転動する支持
   ローラを装着すると共に、曲線掘進時に前記ガイド部材
   にガイドされて前記水平レール上からの前記支持ローラ
   の脱落を阻止するガイド片を装着したことを特徴とする
   セグメントの真円保持装置。