(57)【要約】【課題】搬入されたセグメントピースを効率的にトレーラからセグメント台車に積み替えることを可能としたセグメント積替え方法およびセグメント積替え装置を提案する。【解決手段】複数台のトレーラ２により搬入されたセグメントピース１を、セグメント台車３に積み替えるセグメント積替え方法である。積み降ろしレーンＬ１に縦列停車した複数台のトレーラ２の側方からリフト装置５を前進させ、当該リフト装置５のフォーク部５３をトレーラ２に上載されたセグメントピース１の下側に挿入した後、フォーク部５３を上昇させる。トレーラ２を移動させた後、積み降ろしレーンＬ１に複数台のセグメント台車３を縦列配置させ、セグメント台車３の側方からリフト装置５を前進させるとともにフォーク部５３を下降させてセグメントピース１をセグメント台車３に上載させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のトレーラにより搬入されたセグメントピースを、前記トレーラと同数のセグメント台車に積み替えるセグメント積替え方法であって、
積み降ろしレーンに縦列停車した複数台の前記トレーラの側方にそれぞれリフト装置を配置する装置配置工程と、
前記リフト装置を前進させ、当該リフト装置のフォーク部を前記トレーラに上載された前記セグメントピースの下側に挿入した後、前記フォーク部を上昇させる荷取り工程と、
前記トレーラを移動させるトレーラ退避工程と、
前記積み降ろしレーンに複数台の前記セグメント台車を縦列配置する台車配置工程と、
前記リフト装置を横移動させて前記セグメント台車の側方に当該リフト装置を配置する装置再配置工程と、
前記リフト装置を前進させるとともに前記フォーク部を下降させて前記セグメントピースを前記セグメント台車に上載させる荷積み工程と、
前記リフト装置を後退させる装置退避工程と、を備えていることを特徴とする、セグメント積替え方法。
【請求項２】
前記リフト装置を横移動させる工程において、中央の前記リフト装置に他の前記リフト装置を近づけることを特徴とする、請求項１に記載のセグメント積替え方法。
【請求項３】
複数のリフト装置が並設されてなるセグメント積替え装置であって、
前記リフト装置は、前後左右に水平移動する本体部と、
前記本体部に上下動可能に設けられたフォーク部と、を備えており、
複数の前記本体部は、同期して前後移動することを特徴とするセグメント積替え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント積替え方法およびセグメント積替え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルは、地山の掘進とともに、シールドマシン内で組み立てられたセグメントリングを連続して配置することにより形成する。セグメントリングを構成するセグメントピースは、シールドマシンの掘進に伴い、坑口側から切羽へと搬入される。
セグメントピースは、セグメント製作工場等から搬入したものをストックヤードなどに保管しておき、トンネルの掘進に伴い、リング毎にトンネル坑内へ搬入するのが一般的である。しかしながら、都市部のトンネルや、１リング毎に多数のセグメントピースを使用する大断面トンネル等では、ストックヤードを坑口近傍に確保できない場合がある。また、搬入されたセグメントピースの荷卸しや、坑内でセグメントピースを輸送するセグメント台車への積み込みには、門型クレーンを使用するのが一般的であるが、ストックヤードの確保とともにクレーンを設置する用地を確保する必要があった。
特許文献１には、トレーラ等により搬入されたセグメントピースを、一時的に保管した後、セグメント吊上げ装置を利用して出庫口に配設されたセグメント台車に積み込む立体自動倉庫が開示されている。立体自動倉庫は、立坑の深さ方向にセグメントピースを保管することで、ストックヤードの小スペース化を可能としている。また、セグメント吊上げ装置は、トロリーガータに沿って走行することで、複数台連結編成されたセグメント台車にセグメントピースを順次積み込むことを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セグメントリングを構成するセグメントピースには、形状の異なるＡセグメント、Ｂセグメント、Ｋセグメント等があるため、各セグメントピースを区別して積み降ろしや、保管する必要があり、管理に手間がかかる。また、特許文献１の立体自動倉庫では、製造工場等から搬入したセグメントピースについて、トレーラからの積み降ろしとセグメント台車への積み込みを個別に行うため、積み替え作業に手間がかかっていた。また、複数のセグメント台車に対して、順次セグメントピースを積み込むため、積み込み作業にも時間がかかっていた。一方、トレーラにより搬入されたセグメントピースを直接セグメント台車に積み替えることができれば、ストックヤードの用地を省略するとともに、セグメントピースの保管に要する手間を省略することができ、効率的である。そのため、本発明は、搬入されたセグメントピースを効率的にトレーラからセグメント台車に積み替えることを可能としたセグメント積替え方法およびセグメント積替え装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明は、複数台のトレーラにより搬入されたセグメントピースを、前記トレーラと同数のセグメント台車に積み替えるセグメント積替え方法と、これに使用するセグメント積替え装置である。
前記セグメント付替え方法は、積み降ろしレーンに縦列停車した複数台の前記トレーラの側方にリフト装置を配置する装置配置工程と、前記リフト装置を前進させ、当該リフト装置のフォーク部を前記トレーラに上載された前記セグメントピースの下側に挿入した後、前記フォーク部を上昇させる荷取り工程と、前記トレーラを移動させるトレーラ退避工程と、前記積み降ろしレーンに複数台の前記セグメント台車を縦列配置する台車配置工程と、前記リフト装置を横移動させて前記セグメント台車の側方に当該リフト装置を配置する装置再配置工程と、前記リフト装置を前進させるとともに前記フォーク部を下降させて前記セグメントピースを前記セグメント台車に上載させる荷積み工程と、前記リフト装置を後退させる装置退避工程とを備えている。
また、本発明のセグメント積替え装置は、複数のリフト装置が並設されてなり、前記リフト装置は、前後左右に水平移動する本体部と、前記本体部に上下動可能に設けられたフォーク部とを備えている。複数の前記本体部は、同期して前後移動する。
【０００６】
かかるセグメント付替え方法およびセグメント積替え装置によれば、トレーラからのセグメントピースの積み降ろしと、セグメント台車へのセグメントピースの積み込みを、同一の装置を用いて連続的に行うため、効率的である。すなわち、トレーラからのセグメントピースの積み降ろしと、セグメント台車へのセグメントピースの積み込みを、それぞれ異なる場所で、異なる装置を利用する従来のセグメント積替え方法に比べて、時間と手間を大幅に削減することができる。また、複数台のトレーラにより搬送された複数のセグメントピースを同時にセグメント台車に積み替えることができるため、積み込みに要する時間を大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセグメント積替え方法およびセグメント積替え装置によれば、トレーラからのセグメントピースの積み降ろしと、セグメント台車へのセグメントピースの積み込みを、同一の装置を用いて連続的に行うため、トレーラからセグメント台車へのセグメントピースの積み替えに要する手間と時間を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るセグメント積替え装置を示す平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】セグメント積替え装置のリフト装置を示す斜視図である。
【図３】装置配置工程を示す側面図である。
【図４】荷取り工程を示す側面図である。
【図５】装置後退工程を示す側面図である。
【図６】台車配置工程を示す側面図である。
【図７】装置再配置工程を示す正面図である。
【図８】荷積み工程を示す側面図である。
【図９】セグメント台車を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態では、シールド工法によりトンネルを構築する場合において、セグメントリングを構成するセグメントピース１を、トンネル坑口部ＴＥでトレーラ２からセグメント台車３に直接積み替えることで、セグメントピース１の仮置きヤード（ストックヤード）を省略あるいは縮小するとともに、工期短縮化を図る場合について説明する。
本実施形態では、複数台のトレーラ２によりトンネル坑外からトンネル坑口部ＴＥに搬入されたセグメントピース１を、セグメント積替え装置４を利用して、トレーラ２と同数のセグメント台車３に積み替える。なお、本明細書において前後左右は、セグメント積替え装置４の移動方向を基準とする。本実施形態において、前後はトンネル軸方向と直交する方向（トンネル横断方向）、左右はトンネル軸方向に沿った方向とする。
【００１０】
本実施形態では、１リング分のセグメントピース１を、複数台のトレーラ２を利用してトンネル坑外からトンネル坑口部ＴＥまで搬入する。本実施形態では、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、１リング分のセグメントピース１として、３台のトレーラ２によりセグメントピース１を２ピースずつ（合計６ピース）搬入する。２ピースのセグメントピース１は、上下に重ねた状態で、トレーラ２に積載する。なお、１リング分のセグメントピース１を搬入するために使用するトレーラ２の台数は限定されるものではなく、トンネルの断面形状等に応じて設定されるセグメントピース１の数、形状、重量等に応じて適宜決定すればよい。また、１台のトレーラ２に積載するセグメントピース１の数も限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
【００１１】
セグメント積替え装置４は、トレーラ２の台数と同数（３台）のリフト装置５を有している。リフト装置５は、図２に示すように、トンネル軸方向に移動（横移動）する移動架台５１と、移動架台５１上においてトンネル軸方向と交差する方向に移動（前後移動）する本体部５２と、本体部５２に上下動可能に設けられたフォーク部５３とを備えている。すなわち、本体部５２は、移動架台５１により左右に移動するとともに、移動架台５１上で前後に移動する。
移動架台５１は、トンネル軸方向に沿って直進可能である。このような移動架台５１の走行手段は限定されるものではないが、例えば、床版に敷設されたレールＲ１上を走行する構成とすればよい。また、移動架台５１には、本体部５２およびフォーク部５３の動力源（図示せず）と、移動方向や移動量などを制御する制御盤（図示せず）とが搭載されている。なお、リフト装置５の構成は限定されるものではなく、例えば、動力源および制御盤は、必ずしも移動架台５１に搭載されている必要はない。
【００１２】
本体部５２は、移動架台５１上において、トンネル軸方向と交差する方向に直進可能である。移動架台５１上での本体部５２の移動手段は限定されるものではないが、例えば、移動架台５１上に敷設されたレールＲ２を走行する構成とすればよい。本実施形態の本体部５２は、鋼材を組み合わせることにより正面視矩形状で、かつ、側面視三角形状を呈している。なお、本体部５２の形状は限定されるものではなく、例えば、直方体状であってもよい。
フォーク部５３は、本体部５２の前面に上下動可能に設けられている。本実施形態では、二つのフォーク部５３が左右に並設されている。フォーク部５３は、縦材と横材とを組み合わせることにより側面視Ｌ字状を呈している。一対のフォーク部５３は、縦材が本体部５２の前面に沿って摺動することで同期して上下動する。なお、フォーク部５３の構成は限定されるものではなく、必ずしもＬ字状である必要はない。
【００１３】
セグメントピース１の積み替えを行う場合には、まず、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、セグメントピース１を上載した３台のトレーラ２を、トンネル坑口部ＴＥに設定された積み降ろしレーンＬ１に縦列停車させる。このとき、中央のトレーラ２は、積み降ろしレーンＬ１中央に位置するように停車する。積み降ろしレーンＬ１の一方の側方には、セグメント積替え装置４が配設されている。セグメント積替え装置４の３台のリフト装置５は、図１（ａ）に示すように、積み降ろしレーンＬ１に沿って並設されている。
トレーラ２を積み降ろしレーンＬ１に停止させたら、リフト装置５を必要に応じて横移動させて、図３に示すように、各トレーラ２の側方に配置する（装置配置工程）。なお、予めリフト装置５を所定の位置に配置しておき、トレーラ２をリフト装置５の前に停車させてもよい。
ここで、積み降ろしレーンＬ１を挟んでセグメント積替え装置４の反対側には、坑内への資材・機材供給用の車両や、ミキサー車等が通行するための走行レーンＬ２が確保されている。積み降ろしレーンＬ１と走行レーンＬ２は、必ずしも分離されている必要はない。例えば、トンネル断面寸法により積み降ろしレーンＬ１を確保することが困難な場合には、走行レーンＬ２を一時的に積み降ろしレーンＬ１として使用すればよい。
【００１４】
次に、図４に示すように、各リフト装置５を前進させる。このとき、フォーク部５３は、トレーラ２の荷台とセグメントピース１の下面との隙間に対応する高さに位置している。なお、セグメントピース１は、弧状であるため、トレーラ２の荷台に載置すると、セグメントピース１下面両端部と荷台の上面との間に隙間が形成されている。そのため、リフト装置５を前進させると、フォーク部５３がトレーラ２に上載されたセグメントピース１の下側の隙間に挿入される。なお、３台のリフト装置５（本体部５２）は、同期して前進する。このとき、セグメント積替え装置４の操作は、作業者がコントローラにより手動で行う。作業者は、セグメント積替え装置４の近傍において目視しながらセグメント積替え装置４の操作を行うことが好ましい。リフト装置５には、非接触式の距離センサー（図示せず）が搭載されており、トレーラ２またはトレーラ２に積載されたセグメントピース１との位置関係を測定可能である。距離センサーは、制御盤に接続されている。制御盤は、距離センサーの計測結果に応じて、リフト装置５の前進移動を制御する。すなわち、トレーラ２またはセグメントピース１がリフト装置５に対して傾斜している（トンネル軸方向と平行ではない）と判定された場合には、リフト装置５の前進移動が不能になるように制御することで、セグメントピース１を斜めの状態で持ち上げることを防止する。また、距離センサーの計測結果によりフォーク部５３とセグメントピース１とが接触する可能性があると判定された場合においても、制御盤によってリフト装置５の前進移動が停止される。この場合には、作業者がコントローラを操作することで本体部５２の横移動あるいはフォーク部５３の上下移動を行い位置調整を行う。なお、リフト装置５は、距離センサーの計測結果に応じて本体部５２の横移動およびフォーク部５３を上下動して、自動的に位置調整を行うようにしてもよい。
【００１５】
フォーク部５３をセグメントピース１の下側に挿入させたら、フォーク部５３を上昇させることで、セグメントピース１をトレーラ２の荷台から持ち上げる（荷取り工程）。３台のリフト装置５は同期して作動するため、３台のトレーラ２からのセグメントピース１の荷取りを同時に行なわれる。
フォーク部５３によりセグメントピース１を持ち上げたら、図５に示すように、リフト装置５を後退させる（装置後退工程）。このとき、３台のリフト装置５（本体部５２）は、同期して後退する。
なお、本実施形態では、フォーク部５３をセグメントピース１の下側に挿入した状態で、自動制御を行うものとする。コントローラにおいて、自動制御スイッチを操作すると、フォーク部５３によるセグメントピース１の荷取りおよびリフト装置５の後退が自動的に行われる。
リフト装置５の後退を確認したら、積み降ろしレーンＬ１からトレーラ２を移動させる（トレーラ退避工程）。
【００１６】
トレーラ２を移動させたら、図６および図７に示すように、積み降ろしレーンＬ１にセグメント台車３を定位置に縦列配置する（台車配置工程）。セグメント台車３の台数は、トレーラ２と同数（本実施形態では３台）とする。なお、セグメント台車３には、他の資材を運搬する運搬台車が連結されていてもよい。このとき、中央のセグメント台車３は、積み降ろしレーンＬ１中央に位置するように配置される。３台のセグメント台車３は、互いに連結されており、牽引車（バッテリーロコ等）３１の動力により移動する。
セグメント台車３が所定の位置に配置されたことが確認したら、図７に示すように、リフト装置５を横移動させてセグメント台車３の側方にリフト装置５を配置する（装置再配置工程）。セグメント台車３は、トレーラ２に比べて車長が小さいため、左右のリフト装置５を中央のリフト装置５に近づけることで、リフト装置５を各セグメント台車３の側方に配置する。このとき、リフト装置５は、距離センサーによりセグメント台車３との距離を確認し、距離センサーの計測結果に応じて、自動的に位置調整を行う。なお、リフト装置５の位置調整は、作業者がコントローラを操作することにより手動で行ってもよい。
【００１７】
リフト装置５をセグメント台車３の側方に配置したら、図８に示すように、リフト装置５を前進させて、セグメントピース１を支持するフォーク部５３をセグメント台車３の上方に配置させる。このとき、３台のリフト装置５（本体部５２）は、同期して前進する。続いて、フォーク部５３を下降させることでセグメントピース１をセグメント台車３に上載させる（荷積み工程）。すなわち、３台のセグメント台車３に対して、セグメントピース１を同時に積み込む。
セグメントピース１をセグメント台車３に載置させてたら、フォーク部５３をさらに下降させて、フォーク部５３とセグメントピース１との接触を解除し、リフト装置５を後退させる（装置退避工程）。このとき、３台のリフト装置５（本体部５２）は、同期して後退する。ここで、セグメント台車３は、図９に示すように、中央部に凹部３２が形成されていて、側面視凹字状を呈している。セグメントピース１をセグメント台車３に上載する際には、セグメントピース１の中央部をセグメント台車３の凹部３２に挿入する。セグメント台車３の上面と凹部３２との角部には緩衝材３３が配設されていて、セグメントピース１の損傷が防止されている。また、凹部３２には、セグメント１を上載するための受台３４が設けられている。セグメント台車３にセグメントピース１を上載すると、セグメントピース１の下面両端部とセグメント台車３の上面との間に隙間が形成される。
本実施形態では、荷積み工程および装置退避工程を自動的に行う。リフト装置５を所定の位置に配置した段階で、自動制御スイッチを操作すると、リフト装置５の前進、フォーク部５３の下降およびリフト装置５の後退が連続して自動的に行われる。なお、荷積み工程および装置退避工程は、コントローラを操作することにより手動で行ってもよい。
【００１８】
本実施形態のセグメント積替え装置４を利用したセグメント付替え方法では、トレーラ２からのセグメントピース１の積み降ろしと、セグメント台車３へのセグメントピース１の積み込みを連続的に行うため効率的である。すなわち、トレーラ２からのセグメントピース１の積み降ろしと、セグメント台車３へのセグメントピース１の積み込みを、それぞれ異なる場所で、異なる装置を利用する従来のセグメント積替え方法に比べて、時間と手間を大幅に削減することができる。また、複数台のトレーラ２により搬送された複数のセグメントピース１を同時にセグメント台車３に積み替えることができるため、積み込みに要する時間を大幅に短縮することができる。
また、リフト装置５は、同期して駆動するため、１人の作業者により操作することができる。クレーン等を利用した従来を積替え方法では、玉掛けを行う作業員と、クレーンを操作するオペレータとをトレーラ２毎に配置する必要があるが、本実施形態のセグメント積替え方法によれば、作業員（オペレータ）の人数を減らすことができる。そのため、人件費を減らすことで、工事費の低減化を図ることができる。
【００１９】
また、リフト装置５のフォーク部５３により直接セグメントピース１を持ち上げるため、玉掛け作業が不要である。そのため、玉掛けに要する手間を省略することができるとともに、安全性も高まる。
さらに、リフト装置５を自動的に制御することが可能なため、作業者の負担を軽減することができる。
リフト装置５は、前後方向および左右方向に移動可能なため、車両毎にサイズが異なるトレーラ２を使用する場合や、サイズの異なるトレーラ２とセグメント台車３との間でのセグメントピース１の積み替えであっても、作業を行うことができる。
【００２０】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、リフト装置５が移動架台５１により横移動する場合について説明したが、移動架台５１は必要に応じて設置すればよい。例えば、トレーラ２の荷台およびセグメント台車３をそれぞれ予め設定された位置に停車させるようにすれば、床版に敷設されたレール上を本体部５２が走行するようにして、移動架台５１を省略してもよい。
前記実施形態では、装置後退工程を備えている場合について説明したが、リフト装置５がフォーク部５３の下側をトレーラ２の走行が可能な程度の十分な高さを有しているには、装置後退工程を省略してもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１    セグメントピース
２    トレーラ
３    セグメント台車
４    セグメント積替え装置
５    リフト装置
５１  移動架台
５２  本体部
５３  フォーク部
Ｌ１    積み降ろしレーン
【図１】
2020139317.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020139317.tif 000009
【図８】
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【図９】
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