JPS60173299A - セグメントエレクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技１．トｆ分野） 本発明はセグメントによるトンネル覆１′のためのでグ
メントエレクタに関する。

（従来枝イ１ｔ１） シールド掘進機やトンネルボーリングマシンのようなト
ンネル掘削機番、−よって掘削された円形１折面のトン
ネ）１−Ｉこ、６１１製、コンクリ−１・製等の１−１
１弧状の板体から成る複数のセグメン）・を２＠☆ニで
るため、従来、第１１Δおよび２図に示すようなセグメ
ントエレクタ（以下、（）１１こエレクタとし＼う。）
１０か用いられている。

このエレクタｌＯは、シールド掘進機のスキ／ブレー１
・１２に回転１■能に支持された１〕ング１４と、該リ
ングに固定された−・対のビーム１６と、両端か該一対
のビームに支持された、セグメン）Ｓを吊持するだめの
門形の吊持部材１８とを備える。

このエレクタによれは、吊持部材１８に連結されたセグ
メントＳは、スキンプレーＩ・１２に固定されたモーフ
２０を介してリング１４を回転駆動することにより、リ
ンク１４の４ｑｂ線の周りにｌ・ンネルのｌ’　ｊ＋佼
装から所遁゛の高さく１′１置に回転移動される。所定
の高さ位置に移動されたセグメントｓは、さらに、ビー
ム１６と吊持部材１８とに連結された・対の・ノヤンキ
２２を伸にさ姐て吊持部材１８をリンク１４の直ｉ￥方
向へ直線移動させることにより１・、・子ル壁面に当接
される。このようにして、複数のセグメンｈｓかトンネ
ル壁面１こ沿って１１「１次に１戊部から頂部に向けて
環状に巻立てられ、互いに連結されてトンネルに１セク
ソゴンの；′Ｑ１か施される。

ところで、セグメントがその周方向端部において外周面
および内周面の内接線に直角な端面を有しかつ覆にがこ
のような端面を有するセグメントのみで円筒状に組み立
てられれば、覆ｔは各セグメントがこれに隣接するセグ
メントによって相！にに直径方向内力への抜は出しを訃
１１１）：される構造的に安ｅｊｌ　Ｌだものとなる。

しかし、１１１１記従来のエレクタを使用して施りされ
る苗１゛においては、第３図に示すように、ｈ４後に配
置されるｒＱ部のセグメントＳ、をその周方向の両端面
が横断面でみてノ＼の字状、すなわち外周面から内周面
に向けて末広がりのものとし、かつ、セグメントＳ２−
５：＊の−・力の端面をセグメントＳ１の前記端面と接
合１１能としなければ、セグメン＋Ｓ＋　を所Ｊｊ−の
位置←こ配置することができない。このため、種々の形
状のセグメントを用−頓する必要があるはかりでな（、
構造的に不安定な２’（Ｊ、　’：’、となり、これに
に水圧、裏込め材の注入圧等が作用するとき、前記セグ
メントＳ、、Ｓ２　。

Ｓ、（が脱落する恐れかある。

これを回避するために、吊持部材１８とセグメン１−　
ｓとのＩ！Ｉ！結のために吊持部材１８の中央部に配置
されかつジヤツキ２４を介して１１１記軸線方向に移動
されるブラダ−，１・２６により、セグメントＳｌを前
記直径ＪＪ向にではなく　ｔｉｉｉ記軸線実軸線方向さ
せて、隣接のセグメン１−３２，５３間に挿入すること
が考えられる。しかし、ブラダ７１−２６の移動による
セグメントの前記挿入を口■能とするためには、ブラケ
ット２６の移動ストロークを大きく設定しなけれはなら
ず、このようにすると。

吊持部材１８の前記中央部の前記軸線力自硬さが長くな
ってブラケット２６の位置を［Ｊで確かめることが訊し
く困難となり、セグメントに対するブラケッｆ・２６の
位置決めおよびトンネル壁面に夕・１するセグメントの
（Ｓｌ置決めに支障をきたすこととなる、 また、前記従来のエレクタにおいては、既に配置された
セグメ／）Ｓ７．Ｓ、、を押１．広げてその位置を調整
することにより、最後に配置されるセグメントＳＩの挿
入のためのスペースが確保される。このため、吊持部材
１８の両端部近傍には既設セグメンｌＳ２　、Ｊ　Ｓ　
：４の内周面に当接可能の−ｔ、Ｉのシリング２８が取
り付けられている。セグメントＳ１の前記スペースへの
挿入は、一対のシリング２８によって既設セグメンｔ・
ｓ？　、ｓ：＋を抑圧する間に吊持部材を１ｊＩ記直径
方向へ、移動させることによりなされるが、一対のシリ
ング２８は吊１＋部材１８とともに移動するため、その
制御が困難でめった。

さらに、前記リング１４の軸線は、直線的に伸υるトン
ネルの場合にはｌ・ンネルの軸線とほぼ一致する。しか
し、トンネルか湾曲している場合には、その湾曲した軸
線の接線とリング１４の軸線と１才角度的に交Ｘするこ
ととなり、交差角度はト／イ、ルの湾曲１悲に見１して
大きくなる。

したかって、セグメンＩ・をリング１４の＋ｌｌ線と面
角ｂカ向へ１１行移動させてＩ・ンネル壁面に配置する
従来のエレクタでは、セグメントをその外周面か１７ネ
ルｒｌＹ血に接するように配置することか不”Ｔ　ｆｅ
となる場合かある。このことは、セグメノ１を前記軸線
方向へ移動することによって配置する場合についても同
様である。

（［目的） 本発明の目的は、セグメ／［・に対する吊持部材の（☆
差挟めおよびトンネル壁＋ｆ＋ｉに対するセグメンＩ・
の位１６決めに支障をきたすことかなくかつセグメント
の配置のためにこれをト］矛ルの軸線方向へ移動可能な
セグメンＩ・エレクタを提供することにある。

４、発明の他の目的は、トンネルか湾曲している場合で
あっても、セグメントをトンネル１Ｖ面にｎ−鮪に配置
できるようにすることにある。

（構１＆） 本発明は、トンネル掘削機に回転１１［能に設けられた
駆動側の回転リングと、前記トンネル掘削機の抜力で巻
立てられた複数のセグメントから成る覆１内にあって前
記回転リングの軸線の周りに回転可能に支持された被駆
動側の回転リングと、内回転リンクを律結す・＼く該内
回転リングに固定された少なくとも一対のロントを有す
る連結手段と、該連結手段に、前記両リングの直径方向
および前記軸線の方向−＼移動可能に支持された、セグ
メントの吊持部材と、前記駆動側の回転リングの回転手
段と、ボＪ記吊持部材を前記直径方向および前記直線方
向へ移動させるための移動手段とを備えることを特徴と
する。

また、本発明は、前記両り／グを、それぞれ、内リング
部と、該内リング部を取り巻く中間リング部であってそ
の直径方向に向けられた一文・１のビンで連結された中
間リング部と、該中間リング部をＩＩｙり巻く外リング
部であって前記直径方向と直角なｌＩ′１径方向裔こ向
けらねた一対のピンで連結され１こ外リング部とで構成
したことを４１ｆ徴とする。

（効果） 本発明によれば、セグメントの吊持部Ｊイ自体をリング
の軸線方向パ−移動０１能としたことから、吊持部材と
セグメントとの油結時１こおける位置決めおよびセグメ
ン１の巻立て時における位置決めに支障をきたすことな
しに、セグメントを前記軸線方向へ移動１．てこれを組
み☆てるに費する移動ス１０−夕を礒保することかでき
る。このため、使用されるセグメントの全てを両端面が
内外内周面の接線に直角なものとすることができ。これ
により、巻立てられたセグメントかトンネルの径方向内
カヘ移動することを１１１１市することかできる構造的
に安定した覆１−とすることができる。

また、本発明によれば、前記両リングの内リング部を、
外リング部に対して、７１．いに直交する２つの回転軸
線のそれぞれに関して回転可能としたことから、トンネ
ルがに下あるいは左右に湾曲している場合、湾曲したｌ
・ンネル軸線の接線に対する内リング部の軸線の交差角
度を茗しく小さくすることかできる。これにより、湾曲
したトンネル＋！？面にえ１し、セグメユ／トを前記リ
ングの直径方向およびその軸線方向のいずれの方向−５
もこれを移動し、配置することができる。

（美施例） 未発明が特徴とするところは、第４図ないし第１１図に
示す実施例についての以下の説明により、さらに明らか
となろう。

ｈｓ　４図ないし第６１図を参ｐＱ、すると、シールド
掘進機、トンネルポーリンクマシ／のようなトンネル掘
削機により掘削されたトンネル内に本発明に係るセグメ
ントエレクタ５０が配置されている。

この実施例では、セグメンＩ・エレクタ５０はシールド
掘進機に適用されており、該シール１ζ掘進機の後方に
は、セグメントエレクタ５０を用いて形成された複数の
セグメントから成る環状の覆工りか配置１（１されてい
る。

セグメントエレクタ５０は、シールド掘進機の後部の環
状のスキンプレー１・５２内に回転可能に設けられた駆
動側の回転リング５４と、ｆｌ　Ｉ　Ｌ内に配置された
被駆動側の回転リング５６とを備え、筒回転リングは連
結手段を介してり°いにその間隔を維持され、また、駆
動側の回転リング５４の回転に従って被駆動側の同転リ
ング５６か筒回転リングの共軸線すなわち筒回転リング
を構成する後記円内リング部５４ａ、５６ａの中心を通
るｌＩ′１線の周りに回転することができる。

セグメ／ｌ・エレクタ５０は、また、Ｉ’ｆｌ　ｌ二の
ための鋼製、コンクリート製のセグメントＳを吊持する
門形の部材５７を備え、該吊持部材５７は、前記連結手
段に、両リング５４．５６の直径方向および前記直線方
向へ移動ｒｉ丁能に支持され、後記移動ト段によって直
線的に移動される。セグメントＳは、円弧状の内周面お
よび外周面を有し、その周方向の両端面が前記内外内周
面の接線に直交している。トンネル内には、図示してい
ないが、トノネルの一仙線の［−力を通り、両リング５
４．５６を経て坑１１側から切羽側に懸架されたレール
に沿って移動可能のホイスト装置のような連撮手段か配
置されており、セグメントｓは該Ｎ搬手段を介して覆ｒ
、’　Ｌの面前に搬入される。

筒回転リング５４．５６は、それぞれ、回心的に配置゛
１された三つのリング部を有する。すなわち、駆動側の
回転リング５４については、内リング部５４ａと、該内
リング部を取り巻きかつその１１径方向に向けられた一
対のビン５８Ａを介して内リング部５４ａに連結された
中間リング部５４ｂと、該中間リング部を取り巻きかつ
前記直径方向と直角なめ径方向に向けられた一対のビン
５８Ｂを介して中間リンク部５４ｂに連結された外リン
グ部５４ｃとであり、また、被駆動側の回転リング５６
については、内リング部５６ａと、該内リング部を取り
巻きかつその直径方向に向けられた一対のビン５９Ａを
介して内リング部５６ａに連結された中間リング部５６
ｂと、該中間リング部を取り巻きかつ前記直径方向と直
角な直径方向に向けられた一対のビン５９Ｂを介して中
間リング部５６ｂに連結された外リング部５６ｃとであ
る（第４図、５図および７図番！Ｉ（＋、）。

これにより、各回転リング５４．５６に関し、前記内リ
ング部は前記中間リング部に対し、また、該中間り／り
部は前記外リング部に対して、それぞれ、前記各一対の
ビンの周りに回転可能である。すなわち、図示の例では
、前記内リング部は水平軸線の周りに、また、前記中間
リング部は車ｌｌ′１４１１１１１１の周りにそれぞれ
回転することかできる。これらの回転をより円滑にすべ
く、各内ＩＪンク部および各中間リング部の外周面を球
面に形成することが望ましい。

スキップＬ−−ト５２の内周面には、該スキンプレー１
・の軸線と平行な軸線の周りに回転Ｏｆ能な複数のロー
ラ６０がスキンプレート５２の周方向に間隔をおいて配
置されており、駆動側の回転リング５４は前記複数のロ
ーラ６０に支持されている。スキ／プレート５２の内周
面には、また、回転リング５４に動力を供給するための
モータ６１かブラケットを介して据えられている、モー
タ６１の回転軸にはビニオン６２か取り付けられており
、このピニオンは、外リング部５４ｃの切羽側に設けら
れた内は歯車６４と噛合している。

他力、被駆動側の回転リング５６は外リング部５６ｃの
外周面に周方向へ間隔をおいて配置されかつ前記ローラ
６０の回転軸線と平行な軸線の周りに回転可能な複数の
ローラ６６を崩し、該ローラを介して回転リンク５６か
ｍｌＬの内周面を周方向へ回転することができる。

両リング５４．５６の前記辻結手段は、万一いにｉｔｚ
行に配置された二対のロッＦ６８．７０と一対の梁部材
７２とを備え、前記二対のロッドは各端部かｌ’］周一
１．の矩形の四隅に位置するように前記両リンクの内リ
ング部５４ａ、５６ａに固定されている。

第４図および第８図に示すように、吊持部材５７の前記
移動手段は、各ロッド６８．７０に滑動可能に嵌合され
たｍ；対のスリーブ７４，７６ど、各１′内側に位置す
るスリーブ７４．７６に固゛メ■でされたカイドロンド
ア８とを備え、トンネル径力同外ノｊへ向けて突出する
門形の形状を看する吊持部材５７の各端部か各ガイドロ
ッド７８に渭動口丁能に連結されている。吊持部材５７
の各端部には，一端部がスリーブ７４に枢着された々）
１ンヤンキ８０の他端部が部重量されており、両ンヤ・
、キ８０を伸縮動作させることにより，吊持部材５７が
カイドロンドア８に沿って前記両リンクのめ径方向内力
および外力、すなわち前記直線と曲角な方向へ移動する
。

前記移動手段は、一端部が駆動側の回転リングの内リン
グ部５４ａに固定されたブラケフトに躯ｌされまた他端
部が被駆動側の回転リングの内リンク部５６ａを貫通し
て前記軸線方向へ伸びる一対の第２ジヤツキ８２を備え
（第７図参照）、該ソヤンキの他端部（シリンダ油）の
中Ｌｊ　（・ｉ近において半円側のスリーブ７４．７６
に固定された根状の連結部材８４かｉ！ｌｊ結されてい
る。

両温２７ヤンキ８２を伸縮動作させることにより一対の
スリーブ７４．７６か二゛．対のロッＩ、６８　、７０
に案内され、吊持部材５７が前記軸線方向を萌後に移動
する。前記ロントの長さしたかって吊持部材５７の移動
ストロークはセグメンｉ　Ｓの＋１１線方向長さ以１−
に設定されるか、このように設定しても、セグメント匝
結のための後記ブラケ，Ｉ・８６か吊持部材５７ととも
に白線移動するため、ブラヶ，　ｌ−　８　６の位：Ｉ
ｖｉ確認のために視界か姉けられることはない。

前記Ｉ！ｌ！結手段全手段する口・、トは、第４１ｇで
みて１−力の−・対のロット７４のみとすることができ
る。この場合、ロソＩ・６８に対するスリーブ７４の回
転を３１１　ｌｌ−するために、例えば、口・ンｌ”　
６　８とスリーブ７４とをスプライン連結にすることか
できる６また，カイトロンドア８の自由端には、吊持部
材５７の前記端部の抜は落ちを防１１−するためにスト
ッパ（図示せず）を設けることが好ましい。

ｒＱ　Ｉ　Ｌの重力におけるトンネル底部壁面または既
設のセグメンｌ−　ｉ：へのセグメントＳの搬入は、両
リング５４　、５６を介して僅かに回転させた吊持部材
５７を、第２シヤ・・２キ８２を縮小動作させて重力・
へ−移動させ、第４図に鎖線で示す位置に留めておく間
になされる。

吊持部材５７の外周側における中央部およびセグメント
Ｓの内周側における中央部には，それぞれ、ブラケフト
８６およびブラケフトＢが，没：すられており、吊持部
材５７を前記鎖線位置から後方へ移動させ、逆方向へ回
転させて両ブラケ，ト８６、Ｂを整合させた後、両者か
ビア結合される。連結後のセグメントＳは、吊持部材の
屈曲部近傍に取り付けられた一対の保持シリツタ８８の
端部を伸長動作させてセグメン）Ｓの内周面に当接させ
ることにより、トンネルと同心に維持される。

その後、内回転リング５４　、５６を角度的に回転させ
てセグメントＳを所定の高さ位置に回転移動させ、該高
さ位置においてセグメントＳをその＋ｌｌ線方向方向以
にの距離を重力に移動させ、次いで１ンネル壁面に近接
させ，さらに後方へ移動させることにより，セグメント
ＳがＩ・ンネル壁面に配置される。

このようにして、トンネルの底部から頂部へ一順次に複
数のセグメントＳを巻立てかつセグメノト相Ｉｌを連結
した後、最後にセグメントＳ　＋かトンネルの頂部近傍
に配置される（第９図およびｌＯ図ｊｊ　！ｊ（４　）
が、セグメンｌ’　Ｓ　＋に隣接する二つのセグメント
Ｓ２　、Ｓ：ｔは，第１０図に鎖線で小すように，重力
によりわずかに垂れ下かった状態となる。そこでこれら
を押し広げ，拡開してセ・ソメントＳ１の配置スペース
を確保しなければならない。このため、前記連結手段を
構成する−・対の梁部材７２のそれぞれに，既設のセグ
メントの内周面に当接ｂ１能な端部を看するシリング９
０が取り伺けられている。これらのシリング９０は、セ
グメントＳｌを配ｙ１すへ〈内回転リング５４．５６を
回転させたときセグメントＳ２．Ｓ、を抑圧して拡開す
る。このとき、吊持部材５７を前記直径方向へ移動させ
ても一対のシリング９０は吊持部材と変動しないため、
一対のシリングの制御が容易である。一対のシリング９
０の前記他端部にはセグメントに対する摩擦抵抗を軽減
するためにローラ、球体等の回転体（図示せず）を取り
付けることかできる。

ところで、ｔンネルが直線的に掘削される場合には１両
リング５４．５６の内リング部、中間リンク部および列
リング部は第４図に示すような状態を維持され、これら
の軸線はトン２、ルの軸線にほぼ一致するか、湾曲部を
含むトン２ル軸線あるいはＩ・ンネル掘削機の蛇行によ
ってトンネルか湾曲する場合には一致しないで交にする
。

例えは、第１１図に示すように、トンネルか水平面１−
を左も力面に同曲率で湾曲している場合を想定するにの
場合には、内回転リンク５４゜５６の中間リング部５４
ｂおよび５６ｂがそれぞれ一対のピン５８Ｂおよび５９
Ｂの周りに、内リング部５４ａおよび５６ａとともにト
ンネルの湾曲度に応じて角変的に回転することとなる。

したかって、外リング部５４ｃの軸線１１と湾曲したト
ン２ル軸線の接線１２とは大きな角度をもって交差する
ことになるか、内リング部５４ａ。

５６ａの中・しを通る中心線１３の接線１２に対する交
差角度は蕊しく小さい。このため、内リングｒ：Ｒ５４
ａ　、　５６　ａの前記中心線およびこれに直角な力面
ｔこ力線移動して行なわれるセグメントｓのＭ１ヤてか
、白線状に伸ひるトンネルにおけるそれに６い状１１−
でなされることになる。もちろん、１・／・ネルの湾曲
形ｆ、に紀、して、セグメントもその外１、’、１面の
湾曲の形態か変更されたものが用いられる。また、図示
しないが、トンネル軸線がヒ下刃向に湾曲する場合には
内リング部５４ａ　、　５６　ａかそれぞれピン５８Ａ
、５９Ａの周りに角度的に回転し、さらに、ノＬ石およ
びＬ下の双方に湾曲する場合には、内リング部および中
間リング部の双方かそれぞれに関するピンの周りに角度
的に回転して、内リング部とトンネル軸線の接線との交
差角ＩＷを小さくする。

前記のようにして一つのセクションのｌ’ＮＴ、が形成
された後、該ｒｐＥとトンネル壁面との間にモルタルの
ような裏込め材が充填される。

【図面の簡単な説明】

ＥＴＩ　ｌ　［Ｊは従来のセグメントエレクタの縦断面
図、第２図は第１図の線２−２に沿って得た横断面１に
、第３図は従来のセグメントエレクタによるセグメント
の組み立て状態図、第４図は本発明に係るセグメントエ
レクタの縦断面図、第５図は第４図の線５−５に沿って
得た横断面図、第６図は第４図の線６−６に沿って得た
横断面図、ｉ７図は第４図の線７−７に沿って得た横断
面図、第８図は第４図の線８−８に沿って得た横断面図
、第９図はトノネルの頂部近傍にセグメントを配置して
いる状態の第４図と同様な縦断面図、第１０図は第９図
の線１Ｏ−１ｏに沿って得た横断面図、第１１図は湾曲
したトンネルにおける各リング部の動作状態を示す概念
図である。 ５０：セグメントエレクタ、 ５４．５６：駆動側および被駆動側のリング。 ５７：吊持部材、 ５４ａ〜５４ｃ　、５６ａ〜５６ｃ：内リング部中間リ
ング部および外リング部、 ５８Ａ、５８Ｂ、５９Ａ、５９Ｂ：一対のピン、６８　
、７０　：ロッド、７２．梁部材。 ８０．８２：第１および第２シヤ、ギ、９０・シリング
。 代理人　力理１−　松　水　宣　行 第１　図 ２」 第２１’＜Ｉ 第３１用 第４図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｌ−ンネル掘削機に回転可能に設けられた駆動側
   の回転リングと、＋ｉｉｉ記トン本トンネル掘削機で巻
   立てられた複数のセグメントから成る￥Ｇ　’に内にあ
   って前記回転リングの軸線の周りに回転可能に支持され
   た被駆動側の回転リングと、内回転リングを連結すべく
   該内回転リングに固定された少なくとも一対のロッＩ・
   をイ（する連結手段と、該連結手段に、前記両リングの
   １１′Ｊ袢方向および前記＋１１線の方向へ移動可能に
   支持された、セグメントの吊持部材と、前記駆動側の回
   転リングの回転手段と、前記吊持部材を前記直径方向お
   よび前記軸線方向へ移動させるための移動手段とを含む
   、セグメントエレクタ。
2. （２）　前記移動手段は、前記−・対のロントのそれぞ
   れに滑動可能にかつ該ロッドの軸線の周りに回転しない
   ように嵌合されたスリーブと、各スリーブｔこ固定され
   たガイトロン１ζであって前記吊持部材か滑動可能に連
   結されたガイドロッドと、一端部が前記スリーブに連結
   され、他端部が前記吊持部材に連結された第１ジヤンキ
   と、前記両リングに連結された一端部および他端部を有
   し、該他端部が＋ｉｉｒ記スリーブに連結された第２ジ
   ヤツキとを備える、特許請求の範囲第１イ１に記載のセ
   グメントエレクタ。
3. （３）トンネル掘削機に回転口ｆ能に設けられたｌＩＪ
   、動側の回転リングと、前記トンネル掘削機の後方で巻
   ＼１てられた複数のセグメントから成る覆Ｕ内に配；古
   された被駆動側の回転リングであって該回転リングの中
   心と前記駆動側の回転リングの中心とを結ぶ直線の周り
   に回転可能の回転リングと、内回転リングの１結手段と
   、該連結手段に、前記ｌｌ′１線の方向およびこれと直
   角な方向へ移動７＋７能に支持された、セグメントの吊
   持部材とを含み、前記両リンクは、それぞれ、内リング
   部と、該内リング部を取り巻く中間リング部であってそ
   の直径方向に向けられた一対のビンで連結された中間リ
   ング部と、該中間リング部を取り巻く外り７・グ部であ
   って前記直径方向と直角な直径方向番ご向けられた一対
   のビンで連結された外リング部とを４１し、前記連結手
   段は山内リング部に固定された少なくとも一対のロッド
   を有する、セグメントエレクタ。