JPS63189599A

JPS63189599A - シ−ルド機のエレクタ装置

Info

Publication number: JPS63189599A
Application number: JP62022189A
Authority: JP
Inventors: 山室　保夫; 井坂　和夫; 一雄菊池; 大三田中; 晋一西村; 本多　章浩; 森田　道明; 誠太田; 晃渡辺; 康夫田中
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1988-08-05

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】「産業上の利用分野」この発明は、地中にトンネルを築造するシールド機の後
部に設けられ、このシールド機内部でセグメントや現場
打ち覆工用の型枠を組み立てるためのエレクタ装置に係
わり、特に、掘削すべきトンネルの径が小さい場合や、
前記セグメント等の厚さが大なる場合等に用いて好適な
シールド機のエレクタ装置に関する。

「従来の技術」一般に、軟弱な地山内にトンネルを築造する際に適用さ
れるシールド工法とは、円筒状に形成されたシールド機
の外殻たるスキンプレートで地山の崩壊を防ぎつつ、シ
ールド機の前部に設けられたカッタ装置で地山を掘削し
てトンネルを形成し、さらに、このシールド、機内で、
環状体を所定厚さ及び所定角度に分割してなるセグメン
トと呼ばれる円弧体を、前記トンネルの壁面に組み立て
ることでトンネルの一次覆工を行いつつ、組み立てられ
たセグメントの先端に反力を取ってシールド機を前方に
推進し、これを繰り返して地山内にトンネルを築造ずろ
ような工法である。

第６図は、前記従来のシールド工法に用いられるシール
ド機の一例を示す図である。第４図において、符号Ｇは
トンネルが築造されるべき他山であり、この地山Ｇ内で
は、シールド［１が、その前部に設けられたカッタ装置
２により、図において左方向にトンネルＴを掘削してい
る。そして、このシールド機ｌの後方に形成されたトン
ネルＴの壁面は、このシールド機ｌの後部に設けられｒ
こエレクタ装置３により組み立てられたセグメント４．
４、・・・によって−次覆工されている。また、図中、
符号５はシールド機ｌの外殻たる円筒状のスキンプレー
ト、符号６はセグメント４．４、・・・の先端に反力を
取ってシールド機１全体を前方に推進させるシールドジ
ヤツキ、符号７はエレクタ装置３を貫通して設けられ、
カッタ装置２により掘削された土砂をシールド機１後方
に移送するスクリューコンベアである。

前記シールド機ｌ内部でセグメント４．４、・・・を組
み立てるエレクタ装置３について、さらに詳説すれば、
このエレクタ装置３は、シールド機Ｉの周方向に間隔を
置いて設置された反数側のローラ（図示例では１個のみ
図示しであるＮ０１１０、・・・に挾持されることで、
このシールド機ｌの周方向に回動自在に支持された環状
のエレクタリングｌ！と、このエレクタリング１１の内
周面に係合してその回動を成す駆動機構（図示略）と、
エレクタリング！・Ｉ背面からシールド機ｌ後方に向っ
て延出され、このエレクタリング１１の中心を挟んで相
対向して設けられた一対のアーム１２．１２と、これら
アーム１２．１２先端部に設けられ、前記セグメント４
を把持する把持部１３とから概略構成されている。この
把持部１３と１１η記アーム１２．１２との間には、シ
ールド機１の軸線に直交する方向に移動自在なエレクタ
ジヤツキ１４．１４、及びシールド機Ｉの軸線に沿って
移動自在な微調整用ジャツギ１５が介在されている。

そして、以上の構成により、前記エレクタ装置３の把持
部１３は、シールド機ｌの周方向、軸線方向、及びこれ
に直交ずろ方向にツ多動自在に構成されている。

このような構成のエレクタ装置３を用いて、セグメント
４．４、・・・によりトンネルＴ壁面の一次覆工を行う
には、まず、既に組み立てられたセグメント４．４、・
・・のうち、最先端に位置するセグメント４ａ、　４ａ
１・・・の萌端に、次に組み立てられるセグメントのう
ち、最下部に位置すべきセグメント４ｂを配置する。次
（こ、このセグメント４ｂの上に、組み立てようとする
セグメント４ｃを載置した後、このセグメント４ｃを前
記エレクタ装置３の把持部１３で把持し、さらに、エレ
クタジヤツキ１４を短縮させることで、セグメント４ｃ
を浮上させながら、エレクタリング１１を適宜回動させ
ることでセグメント４ｃを所定位置付近にまで移動させ
る。

そして、エレクタジヤツキ１４、微調整用ジヤツキ１５
により、このセグメント４ｃをトンネルＴ壁面に嵌め込
み、以上の工程を繰り返してセグメント４．４、・・・
によりトンネルＴ壁面の一次覆工を行うような手法が採
られる。

近年、高価な覆工材であるセグメント４．４、・・・を
用いずに、現場打ちコンクリートで覆工を行い、これに
より二次覆工をも省略することで、工程の簡略化、工期
の短縮化、大幅なコストダウンを実現しうる、現場打ち
覆工法と呼ばれる工法が提案、検討されている。この現
場打ち覆工法の一例としては、以下に示すような工法が
知られている。

すなわち、第４図・ないし第５図に示すように、従来の
鋼製セグメントの局面に貫通孔（図示路）が穿設された
ものを内型枠１６とし、また、この内型枠１６と同心円
状に形成され、かつ内型枠１６より大なる曲率を有する
！４仮１７の内周面に、略Ｕ字状に形成されたスペーサ
ー１８．１８、・・・と、前記内型枠１Ｇの貫通孔を臨
む位置にシーボルトＩ９．１９、・・・とが突設された
ような外型枠２０を構成する。次に、これらシーボルト
１９．１９、・・・を内型枠１６の貫通孔に挿通させ、
これにナツト２＋、２１．・・・を螺着させることで、
内型枠１６と外型枠２０とを一体化した型枠２３を形成
する。さらに、この型枠２３を前記エレクタ装置３を用
いてトンネルＴ壁面に組み立てた後、外型枠２０と内型
枠１６との間に形成された空間２２内にコンクリートを
打設する。そして、このコンクリートが固化した後に、
内型枠！６．１６、・・・を脱型して新たに掘削された
壁面に組み立てるべき内型枠１６として転用し、これを
繰り返してトンネルＴ壁面に覆工を行うのである。この
際、シールド機ｌの反力を取る位置は、組み立てられた
内型枠１６の先端部、あるいは打設されたコンクリート
のうち固化した部分である。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、前記従来のシールド機Ｉのエレクタ装置３に
よる組立作業においては、セグメント４、あるいは型枠
２１（以下、セグメント４等として総称する）の回動と
トンネルＴ壁面への嵌め込み作業とが、シールド機！内
の前後方向同一周上で行なわれているので、掘削すべき
トンネルＴの径が小さい場合、セグメント４等をシール
ド機ｌの軸線に直交する方向に移動させるエレクタジヤ
ツキ１４のストロークが確保しずらく、また、エレクタ
ジヤツキ１４が組み立て途中のセグメント４等の内部に
位置するために、スペースが嵩み、トンネルＴの径が小
さい場合、スクリューコンベア７の設置、あるいは材料
搬入用の作業員等の通行のための中空スペースが確保し
にくい、といった問題点を抱えていた。また、前述の場
所打ち覆工法のように、型枠２１の厚さが必然的に大な
る場合にも、トンネルＴの掘削径が小さい場合と同様の
問題点が発生するおそれがあった。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、トンネ
ルの掘削径が小さい場合、あるいはセグメント等の厚さ
が大なる場合においても、セグメント等をシールド機の
軸線に直交する方向に移動させる垂直移動機構のストロ
ーク及びシールド機内の中空スペースを確−保しうるシ
ールド機のエレクタ装置の提供を、その目的としている
。

「問題点を解決するための手段」前記問題点を解決するために、この発明のうち第１の発
明は、シールド機の後部に設けられ、このシールド機の
周方向に回動自在に設けられたエレクタリングと、この
エレクタリングを回動させる駆動機構と、前記エレクタ
リングからシールド機の後方に延出されて設けられたア
ームと、このアーム先端に設けられ、前記セグメント等
を把持する把持部とを備えたシールド機のエレクタ装置
において、前記把持部をシールド機の軸線に直交する方
向に移動させる垂直移動機構と、前記アームをシールド
機の軸線に沿って少なくとも前記セグメントの幅量上前
後に移動させる水平移動機構とを具備してなるシールド
機のエレクタ装置を構成している。

また、第２の発明は、前記シールド機の後部に設けられ
たシールド機のエレクタ装置において、その把持部とア
ームとの間に、シールド機の軸線に沿って延在する水平
アームを設けると共に、この水平アームの基端部に、こ
れをシールド機の軸線方向及びこれに直交する方向に移
動させる水平及び垂直移動機構をそれぞれ設けたような
シールド機のエレクタ装置を構成している。

「作用」この発明のエレクタ装置には、把持部が先端部に設けら
れたアームをセグメント等の幅量上前後に移動させる水
平移動機構が設けられ、あるいは、把持部とアームとの
間にシールド機の軸線方向に延在する水平アームが介在
されているので、エレクタリングによるセグメント等の
回動時に、セグメント等をシールド機の軸線に直交する
方向に移動さける垂直移動機構が、組立途中のセグメン
ト等の内部に位置することがない。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第２図は、この発明のうち第１の発明の一
実施例であるシールド機のエレクタ装置を示す図である
。このエレクタ装置は、前記従来のシールド機Ｉに適用
されたものであり、従って、前記従来のシールド機１と
同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明
を省略する。

この発明の一実施例であるエレクタ装置３には、そのエ
レクタリングＩＩ内周面に、シールド＋ａｌの軸線方向
に後述の把持部１３を移動さＵ・る一対のジヤツキ機構
（水平移動機構）３０．３０が、エレクタリング１１の
周方向に間隔を置いて取り付けられている。このジヤツ
キ機構３０は、その軸線がシールド機ｌの軸線に沿って
延在され、シールド機１前方に底部３１ａが形成された
有底な外筒３１と、この外筒３１に摺動自在に嵌合され
、シールド機ｌ後方に底部３２ａが形成された有底な内
筒（アーム）３２と、この内筒３２内部に収納され、外
筒３１及び内筒３２のそれぞれの底部３１ａ　、　３２
ａを連結してなるジヤツキ本体３３とから構成されてい
る。ここで、前記ジヤツキ機構３０、すなわちジヤツキ
本体３３のストロークは、後述するセグメント４等組立
作業の都合上、セグメント４等の幅量上必要である。

前記内筒３２．３２の先端部、すなわち底部３２ａ　、
　３２ａの間には連結部材３４が架設されていると共に
、この連結部材３４の中間には、前記セグメント４等を
把持する把持部１３が設けられている。また、この把持
部１３と連結部材３４との間には、把持部１３をシール
ド機ｌの軸線に直交する方向に移動させる垂直移動機構
３５が設けられている。この垂直移動機構３５は、前記
連結部材３４と把持部１３とを連結して、連結部材３４
の長手方向に平行な回転軸を中心に回動自在にピン接合
されたリンク３６．３６、・・・と、これら連結部材３
４及び把持部１３間に介在され、シールド機１の軸線に
対して傾斜されて取り付けられた伸縮ツヤツキ３７とか
ら構成されている。従って、この把持部１３は、前記ジ
ヤツキ本体３３の伸縮により、シールド機ｌの軸線方向
に移動自在に構成され、また、伸縮ジヤツキ３７の伸縮
により、シールド機ｌの軸線に直交する方向に移動自在
に構成されている。

次に、以上のような構成を有するエレクタ装置３を用い
て、セグメント４等をトンネルＴ壁面に組み立てる方法
について説明する。

まず、前記従来と同様に、既に組み上げられているセグ
メント４．４、・・・等のうち、最先端に位置するセグ
メント４ａ、　４ａ、・・・等の曲端に、次に組み立て
られるセグメント等のうち、最下部に位置すべきセグメ
ント等４ｂを配置する。次に、このセグメント等４ｂの
前方に、組み立てようとするセグメント等４ｃを配置し
た後、このセグメント４０等をエレクタ装置３の把持部
１３で把持し、伸縮ジヤツキ３７を短縮することで、セ
グメント４Ｃ等を上方に持ち上げて浮上さける。さらに
、エレクタリング１１の駆動機構（図示略）を駆動して
、このエレクタリング１１を適宜回動させることで、セ
グメント４Ｃ等を所定位置前方にまで移動させる。そし
て、ジヤツキ本体３３を伸長さ仕ることで、把持部１３
及びこれに把持されているセグメント４Ｃ等を後退させ
、さらに伸縮ジヤツキ３７を伸長させることで、セグメ
ント４０等をトンネルＴ壁面に嵌め込む。これ以後、以
上の工程を繰り返して、トンネルＴ壁面にセグメント４
等を組み立てるのである。

従って、このエレクタ装置３によれば、セグメント４等
の回動とトンネルＴ壁面への嵌め込み作業とが同一周上
で行なわれないため、伸縮ジヤツキ３７、すなわち垂直
移動機構３５のストロークの範囲が、従来に比して大き
く取ることが可能となり、かつ、垂直移動機構３５のス
トロークを大きく取った場合でも、シールド機１内の中
空スペースを大きく確保することができる。よって、こ
の実施例によれば、トンネルＴの掘削径が小さい場合、
あるいはセグメント４等の厚さが大なる場合においても
、垂直移動機構３５のストローク及びシールド機１内の
中空スペースを確保しうるエレクタ装置３を実現するこ
とができる。

次に、第３図は、第２の発明の一実施例であるシールド
機のエレクタ装置を示す図である。第３図において、こ
のエレクタ装置３には、そのエレクタリングＩＩ背面か
らシールド機１後方に向って延出された一対のアーム４
０．４０（一方のアーム４０は図示されていない）が、
エレクタリング１１の周方向に間隔を置いて取り付けら
れている。このアーム４０．４０の先端部には、垂′直
方向に移動自在なロッド４１．４１．及びこのロッド４
１１４１を垂直方向に移動させるエレクタジヤツキ（垂
直移動機構）４２．４２が取り付けられている。また、
これらロッド４１，４１の下端部の間には、連結部材４
３が架設されていると共に、この連結部材４３の中間に
は、シールド機ｌの軸線に沿って延在する水平アーム４
４が取り付けられ、これら連結部材４３及び水平アーム
４４の基端部の間には、水平アーム４４をシールド機ｌ
の軸線に沿う方向に移動させる微調整用ジヤツキ（水平
移動機構）４５が介在されている。そして、この水平ア
ーム４４の先端部には、セグメント４等を把持する把持
部１３が設けられている。従って、この水平アーム４４
は、その基端部に設けられた前記エレクタジヤツキ４２
．４２及び微調整用ジヤツキ４５の作用により、シール
ド機１の軸線方向及びこれに直交する方向に移動°自在
に構成されている。ここで、前記水平アーム４４の長さ
は、後述するセグメント４等組立作業の都合上、セグメ
ント４等の幅の１／２以上であることが望ましい。

以上のような構成を有するエレクタ装置３を用いて、セ
グメント４等を組み立てる方法は、前記従来の方法と同
様である。すなわち、既に組み上げられたセグメント４
ａ等の前端最下部にセグメント４ｂ等を配置し、この上
に、組み立てようとするセグメント４０等を載置した後
、このセグメント４Ｃをエレクタ装置３の把持部１３で
把持する。次に、エレクタジヤツキ４２を短縮させて、
水平アーム４４及びこの先端部に設けられた把持部１３
を上方に引き上げることで、セグメント４Ｃを浮上させ
、さらに、エレクタリング１１を適宜回動させることで
、セグメント４ｃを所定位置付近にまで移動させる。そ
して、微調整用ジヤツキ４５の駆動によりシールド機ｌ
の軸線方向の位置の微調整を行った後、エレクタジヤツ
キ４２を伸張させることで、セグメント４ｃをトンネル
Ｔ壁面に嵌め込み、これを繰り返してトンネルＴ壁面に
セグメント４等を組み立てるのである。

従って、第２の発明の一実施例であるエレクタ装置３に
おいては、微調整用ジヤツキ（水平移動機構）４５及び
エレクタジヤツキ（垂直移動機構）４２が組立途中のセ
グメント４等の内部に位置しないので、エレクタジヤツ
キ４２のストロークの範囲が、従来に比して大きく取る
ことが可能となり、かつ、エレクタジヤツキ４２のスト
ロークを大きく取った場合でも、シールド機ｌ内の中空
スペースを大きく確保することができる。よって、この
第２の発明の実施例によっても、トンネルＴの掘削径が
小さい場合、あるいはセグメント４等の厚さが大なる場
合においても、エレクタジヤツキ４２のストローク及び
シールド機ｌ内の中空スペースを確保しうるエレクタ装
置３を実現することができる。

なお、この発明のシールド機ｌのエレクタ装置３は、そ
の各構成部材の諸形状や寸法等が前記実施例に限定され
ることなく、設置条件や設計要求等に基づき種々変更可
能である。−例として、前記セグメント４等を把持する
把持部夏３の構造は、セグメント４等を把持して、これ
を浮上した状態で支持しうる構造であれば良く、周知の
チャック機構や、あるいは、セグメント４等が鋼製の場
合は電磁石であっても良い。また、把持部Ｉ３あるいは
ロッド４１および水平アーム４４を移動させる各移動機
構も、ジヤツキに限定されることなく、螺進機構等周知
の機構から適宜選択されれば良い。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、セグメ
ント等をシールド機の軸線に直交する方向に移動させる
垂直移動機構が、組立途中のセグメント等の内部に位置
しないので、セグメント等の回動とトンネル壁面への嵌
め込み作業とが同一周上で行なわれず、従って、垂直移
動機構のストロークの範囲が、従来に比して大きく取る
ことが可、能となり、かつ、垂直移動機構のストローク
を大きく取った場合でも、シールド機内の中空スペース
を大きく確保することができる。よって、この発明によ
れば、トンネルの掘削径が小さい場合、あるいはセグメ
ント等の厚さか大なる場合においても、垂直移動機構の
ストローク及びシールド機内の中空スペースを確保しう
るエレクタ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のうち第１の発明の一実施例であるシ
ールド機のエレクタ装置を示す横断面図、第２図は同一
部を切欠して示した平面図、第３図は第２の発明の一実
施例であるシールド機のエレクタ装置を示す横断面図、
第４図は場所打ち覆工法に使用される型枠を示す断面図
、第５図は同型枠のうち内型枠のみを取り出して示した
斜視図、第６図は従来のエレクタ装置が適用されたシー
ルド機を示す横断面図である。Ｇ・・・・・・地山、１・・・・・・シールド機、２・
・・・・・カッタ装置、３・・・・・・エレクタ装置、
４・・・・・・セグメント、１１・・・・・・エレクタ
リング、１３・・・・・・把持部、２１・・・・・・型
枠（場所打ち覆工用型枠）、３０・・・・・・ジヤツキ
機構（水平移動機構）、３２・・・・・・内筒（アーム
）、３５・・・・・・垂直移動機構、４０・・・・・・
アーム、・１１・・・・・・ロッド、４２・・・・・・
エレクタジヤツキ（垂直移動機構）、４４・・・・・・
水平アーム、４５・・・・・・微調整用ジヤツキ（水平
移動機構）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前部に設けられたカッタ装置により地山を掘削し
つつ、内部でセグメントや現場打ち覆工用型枠を組み立
てながら地中を推進するシールド機の後部に設けられ、
このシールド機の周方向に回動自在に設けられたエレク
タリングと、このエレクタリングを回動させる駆動機構
と、前記エレクタリングからシールド機の後方に延出さ
れて設けられたアームと、このアーム先端部に設けられ
て、前記セグメント等を把持する把持部とを備えてなる
シールド機のエレクタ装置であって、このエレクタ装置
には、その把持部をシールド機の軸線に直交する方向に
移動させる垂直移動機構と、前記アームをシールド機の
軸線に沿って少なくとも前記セグメント等の幅以上前後
に移動させる水平移動機構が設けられていることを特徴
とするシールド機のエレクタ装置。
（２）前部に設けられたカッタ装置により地山を掘削し
つつ、内部でセグメントや現場打ち覆工用型枠を組み立
てながら地中を推進するシールド機の後部に設けられ、
このシールド機の周方向に回動自在に設けられたエレク
タリングと、このエレクタリングを回動させる駆動機構
と、前記エレクタリングからシールド機の後方に延出さ
れて設けられたアームと、このアーム先端部に設けられ
て、前記セグメント等を把持する把持部とを備えてなる
シールド機のエレクタ装置であって、このエレクタ装置
には、その把持部とアームとの間に、シールド機の軸線
に沿って延在する水平アームが介在されていると共に、
この水平アームの基端部には、これをシールド機の軸線
方向及びこれに直交する方向に移動させる水平及び垂直
移動機構がそれぞれ設けられていることを特徴とするシ
ールド機のエレクタ装置。