(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルを施工するシールド掘進機が前進することにより前記シールド掘進機に追従移動する架台と、
前記架台に搭載されて、前記シールドトンネルの掘進方向に沿って延在するレールと、
前記シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時に前記シールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する先行保形ジャッキを複数有する先行保形ジャッキ群と、
前記先行保形ジャッキに対して、前記シールドトンネルの掘進方向に離間して配置され、前記シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時に前記シールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する後行保形ジャッキを複数有する後行保形ジャッキ群と、を備え、
前記先行保形ジャッキ群および前記後行保形ジャッキ群は、前記レールに沿って前進移動可能とされており、
前記先行保形ジャッキ群と前記後行保形ジャッキ群とを前記シールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させる保形ジャッキ群移動手段を備えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項２】
シールドトンネルを施工するシールド掘進機が前進することにより前記シールド掘進機に追従移動する台車と、
前記台車に支持されて、前記シールドトンネルの掘進方向に沿って延在するレールと、
前記シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時に前記シールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する先行保形ジャッキを複数有する先行保形ジャッキ群と、
前記先行保形ジャッキに対して、前記シールドトンネルの掘進方向に離間して配置され、前記シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時に前記シールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する後行保形ジャッキを複数有する後行保形ジャッキ群と、を備え、
前記先行保形ジャッキ群および前記後行保形ジャッキ群は、前記レールに沿って前進移動可能とされており、
前記先行保形ジャッキ群と前記後行保形ジャッキ群とを前記シールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させる保形ジャッキ群移動手段を備えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項３】
前記架台は、単数または前記シールドトンネルの掘進方向に並べられた複数の台車によって支持されている請求項１に記載のシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項４】
前記先行保形ジャッキ群における複数の先行保形ジャッキおよび前記後行保形ジャッキ群における複数の後行保形ジャッキのうちの少なくとも一方が、共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられる請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項５】
前記シールド掘進機の後方位置に構造物が構築されており、
前記シールド掘進機と前記構造物との間に設けられる請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項６】
複数の前記先行保形ジャッキおよび複数の前記後行保形ジャッキは、それぞれ接続部材によって固定的に接続されており、
前記保形ジャッキ群移動手段は、前記先行保形ジャッキ群の一部と前記後行保形ジャッキの一部とを前記シールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させることにより、前記先行保形ジャッキ群と前記後行保形ジャッキとを全体的に移動させる請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【請求項７】
前記複数の先行保形ジャッキと前記複数の後行保形ジャッキとが、交互に配置されている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載のセグメント形状保持装置。
【請求項８】
前記レールは、複数の前記先行保形ジャッキおよび複数の前記後行保形ジャッキを案内する共通レールである請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置に係り、特に、シールドトンネルを施工中におけるシールド掘進機の後方位置で施工されたセグメントの形状を保持するシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルを施工する際においては、掘削したトンネルの内面側に沿ってセグメントを組み立てながら掘進が行われる。また、トンネルの内側面に組み立てられたセグメントと地山との間には裏込め注入が行われ、周辺地盤の変状防止やトンネルの止水性向上が図られている。
【０００３】
さらに、裏込め注入が行われる際には、裏込め注入の圧力やセグメントの自重に起因するセグメントの変形を防止することが求められる。このため、シールド掘進機の後方における既設セグメントを内側から押圧することにより、セグメント形状を保持するセグメント形状保持装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。このセグメント形状保持装置は、上側伸縮部材および下側伸縮部材を備えており、これらの上側伸縮部材および下側伸縮部材によってセグメント押圧部材に押圧力を付与し、セグメント押圧部材がセグメントを押圧することによってセグメント形状を保持するようにしている。
【０００４】
また、この種のセグメント形状保持装置を備えるシールド掘進機として、複数のセグメント押圧機構を備えるシールド掘進機も知られている（たとえば、特許文献２参照）。このシールド掘進機は、複数のセグメント押圧機構を備えており、このセグメント押圧機構に対して、セグメントの組み立てに用いられるエレクタが取り付けられている。ここで、エレクタによるセグメントの組み立ての際には、エレクタを保持するセグメント押圧機構を順次移動させるとともに、エレクタを解放しているセグメント押圧機構を順次前進させる。こうして、エレクタによるセグメントの組み立てながらセグメント押圧機構を前進させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−７３９９８号公報
【特許文献２】特開平４−１５３４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記特許文献１に開示されたセグメント形状保持装置では、シールド掘進機による掘進が進行すると、掘進の進行に伴ってセグメント形状保持装置も前進させることとなる。ところが、上記特許文献１に開示されたセグメント形状保持装置においては、セグメント押圧部材によってセグメント形状を保持している。このため、セグメント形状保持装置を前進させるためには、セグメント形状保持をいったん解除しなければならないので、安定して前進させることができない可能性があるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたシールド掘進機におけるセグメント押圧機構は、エレクタを保持しながら、エレクタによるセグメントの組み立て作業を行っている間にセグメント押圧機構を前進させることを目的としている。このため、より多くのセグメント押圧機構を設けてセグメント形状を広い範囲で保持しようとするものではなかった。また、セグメント押圧機構を前進させる際には、伸長したセグメント押圧機構で既設セグメントを押圧しながら前進させるようにしている。このため、セグメント押圧機構（保形ジャッキ）を安定して前進させることができない可能性があるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、セグメント形状を広い範囲で保持できるとともに、保形ジャッキを安定して前進させることができるシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決した本発明に係るシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置は、シールドトンネルを施工するシールド掘進機が前進することによりシールド掘進機に追従移動する架台と、架台に搭載されて、シールドトンネルの掘進方向に沿って延在するレールと、シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時にシールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する先行保形ジャッキを複数有する先行保形ジャッキ群と、先行保形ジャッキに対して、シールドトンネルの掘進方向に離間して配置され、シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時にシールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する後行保形ジャッキを複数有する後行保形ジャッキ群と、を備え、先行保形ジャッキ群および後行保形ジャッキ群は、レールに沿って前進移動可能とされており、先行保形ジャッキ群と後行保形ジャッキ群とをシールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させる保形ジャッキ群移動手段を備えることを特徴とする。
また、本発明に係るシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置は、シールドトンネルを施工するシールド掘進機が前進することによりシールド掘進機に追従移動する台車と、台車に支持されて、シールドトンネルの掘進方向に沿って延在するレールと、シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時にシールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する先行保形ジャッキを複数有する先行保形ジャッキ群と、先行保形ジャッキに対して、シールドトンネルの掘進方向に離間して配置され、シールドトンネルの径方向に伸縮可能であり、伸長時にシールドトンネルに施工されたセグメントの形状を保持する後行保形ジャッキを複数有する後行保形ジャッキ群と、を備え、先行保形ジャッキ群および後行保形ジャッキ群は、レールに沿って前進移動可能とされており、先行保形ジャッキ群と後行保形ジャッキ群とをシールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させる保形ジャッキ群移動手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセグメント形状保持装置においては、先行保形ジャッキを複数有する先行保形ジャッキ群と、後行保形ジャッキを複数有する後行保形ジャッキ群と、を備えている。このため、セグメント形状を保持するにあたって、広い範囲でセグメント形状を保持することができる。また、先行保形ジャッキ群および後行保形ジャッキ群は、レールに沿って前進移動可能とされている。このため、保形ジャッキ群を前進させる際に、保形ジャッキを安定して前進させることができる。
【００１１】
ここで、架台は、単数または前記シールドトンネルの掘進方向に並べられた複数の台車によって支持されている態様とすることができる。
【００１２】
このように、架台は、台車によって支持されていることにより、シールド掘進機に対する追従を容易に行うことができる。また、架台は、シールドトンネルの掘進方向に並べられた複数の台車によって支持されていることにより、シールドトンネルに凹凸が生じている場合でも、台車同士が互いに傾くことにより、レールを直線状に維持しやすくすることができる。
【００１３】
また、先行保形ジャッキ群における複数の先行保形ジャッキおよび後行保形ジャッキ群における複数の後行保形ジャッキのうちの少なくとも一方が、共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられる態様とすることができる。
【００１４】
このように、先行保形ジャッキ群または後行保形ジャッキ群が共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられることにより、先行保形ジャッキ群または後行保形ジャッキ群の伸縮を容易に同調させることができる。
【００１５】
さらに、シールド掘進機の後方位置に構造物が構築されており、シールド掘進機と構造物との間に設けられる態様とすることができる。
【００１６】
シールドトンネルでは、構造物が構築された後は、構築された構造物によってセグメント形状保持が行われる。本発明では、シールド掘進機と構造物との間にセグメント形状保持装置を配置することにより、いまだ構造物によってセグメント形状保持が行われないシールド掘進機と構造物との間におけるセグメント形状の保持を好適に図ることができる。
【００１７】
また、複数の先行保形ジャッキおよび複数の後行保形ジャッキは、それぞれ接続部材によって固定的に接続されており、保形ジャッキ群移動手段は、先行保形ジャッキ群の一部と後行保形ジャッキの一部とをシールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させることにより、先行保形ジャッキ群と後行保形ジャッキとを全体的に移動させる態様とすることができる。
【００１８】
本発明では、先行保形ジャッキ群の一部と後行保形ジャッキの一部とをシールドトンネルの掘進方向に対して相対的に移動させることにより、先行保形ジャッキ群と後行保形ジャッキとを全体的に移動させるのみによって、保形ジャッキ群を全体的に前進させることができる。
【００１９】
また、複数の先行保形ジャッキと複数の後行保形ジャッキとが、交互に配置されている態様とすることができる。
【００２０】
このように、複数の先行保形ジャッキと複数の後行保形ジャッキとが、交互に配置されていることにより、複数の既設セグメントを常に先行保形ジャッキまたは後行保形ジャッキによって押圧することができる。したがって、安定してセグメント形状の保持を行うことができる。
【００２１】
さらに、レールは、複数の先行保形ジャッキおよび複数の後行保形ジャッキを案内する共通レールである態様とすることができる。
【００２２】
このように、先行保形ジャッキおよび後行保形ジャッキの双方を案内する共通レールを設けることにより、それぞれのジャッキに対するレールを設ける必要がなくなる。したがって、その分省スペース化を図ることができる。
【００２３】
また、レールは、複数の先行保形ジャッキを案内する第１レールと、複数の後行保形ジャッキを案内する第２レールとを備えており、複数の先行保形ジャッキおよび第１レールと、複数の後行保形ジャッキおよび第２レールとは、シールドトンネルの掘進方向から見てずれた位置に配置されている態様とすることができる。
【００２４】
このように、複数の先行保形ジャッキおよび第１レールと、複数の後行保形ジャッキおよび第２レールとは、シールドトンネルの掘進方向から見てずれた位置に配置されていることより、各保形ジャッキ群の移動の自由度を高めることができる。特に、各保形ジャッキ群における保形ジャッキ同士の幅をセグメントの幅と対応させてたとえば同一とすることにより、セグメントを常に保形ジャッキで押圧した状態で保形ジャッキ群を前進させることができる。
【００２５】
さらに、シールドトンネルの掘進方向に交差する方向に対して先行保形ジャッキおよび後行保形ジャッキをスライドさせるスライド機構が設けられている態様とすることができる。
【００２６】
このように、保形ジャッキをスライドさせるスライド機構が設けられていることにより、シールドトンネルの幅に対する保形ジャッキの位置の調整を容易に行うことができる。また、保形ジャッキによってセグメントを押圧するにあたって、一方にのみジャッキを設ければ足りることになる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置によれば、セグメント形状を広い範囲で保持できるとともに、保形ジャッキを安定して前進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置を備えるシールド掘進機の側断面図である。
【図２】セグメント形状保持装置の平面図である。
【図３】セグメント形状保持装置の正面図である。
【図４】セグメント形状保持装置における台車の模式的側面図である。
【図５】セグメント形状保持装置における油圧回路の回路図である。
【図６】セグメント形状保持装置の動作工程を示す工程図である。
【図７】図６に続く工程図である。
【図８】凹凸のある面に載置された台車を模式的に示す側面図である。
【図９】セグメント形状保持装置の他の例の正面図である。
【図１０】セグメント形状保持装置の動作を説明する説明図である。
【図１１】セグメント形状保持装置のさらに他の例の正面図である。
【図１２】セグメント形状保持装置のさらに他の例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係るシールドトンネルにおけるセグメント形状保持装置を備えるシールド掘進機の側断面図、図２は、セグメント形状保持装置の平面図、図３は、セグメント形状保持装置の正面図である。なお、以下の説明においては、主に、トンネルの切羽側を前方、坑口側を後方として説明を進める。また、組み立て後の既設セグメントを単にセグメントといい、組み立て前のセグメントをセグメントピースと表す。
【００３１】
図１に示すように、シールド掘進機１は、シールドトンネルＴを施工するものであり、外筒部１１を備えている。外筒部１１の前方には、カッタヘッド１２が取り付けられている。カッタヘッド１２には、複数のカッタが取り付けられており、カッタヘッド１２を回転させることにより、カッタヘッド１２に取り付けられたカッタが地山を掘削する。
【００３２】
カッタヘッド１２の後方には、チャンバ１３が形成されており、カッタヘッド１２で掘削した土砂はチャンバ１３に集められる。チャンバ１３には、スクリューコンベア１４の先端部が配設されている。スクリューコンベア１４を作動させることにより、チャンバ１３に集められた土砂が後方に搬送される。
【００３３】
さらに、チャンバ１３の後方には、エレクタ１５が取り付けられている。エレクタ１５は、セグメントピースＰを把持する把持爪を備えており、エレクタ１５まで搬送されてきたセグメントピースＰを把持し、所定の位置に取り付ける。また、外筒部１１の後部には、シールドジャッキ１６が取り付けられている。
【００３４】
シールドジャッキ１６を伸長させることにより、シールドトンネルＴの外壁として設けられたセグメントＳに反力をとってシールド掘進機１を前進させる。さらに、外筒部１１の後端部には、テールシール１７が設けられている。外筒部１１の後端部からは、セグメントＳと地山との間に裏込め注入材が注入される。テールシール１７は、固化前の裏込め注入材のシールド掘進機１への浸入を阻止している。
【００３５】
シールド掘進機１における後方には、構造物である床版２が設けられている。床版２は、ボックスカルバート２１を複数並設することによって構築されている。床版２上には、掘進機後続台車２２が設けられている。床版２上には、シールドトンネルＴの掘進方向に延在する図示しないレールが敷設されており、掘進機後続台車２２は、このレール上を走行可能とされている。掘進機後続台車２２は、シールド掘進機１の前進に追従して前進する。
【００３６】
シールド掘進機１と床版２との間には、セグメント形状保持装置３が設けられている。セグメント形状保持装置３は、台車４を備えている。台車４は、シールド掘進機１に連結され、シールド掘進機１に追従移動する。また、図４に模式的に示すように、台車４は、複数の車両４１〜４５を備えて構成されている。複数の車両４１〜４５は、前後に隣接する車両同士と互いに連結されており、先頭車両４１の移動に伴って後続の車両４２〜４５も移動する。ただし、台車は１台であってもよい。
【００３７】
台車４における複数の車両４１〜４５のそれぞれの上方位置には、台車４に支持される架台が設けられており、この架台上にレール５が敷設されている。レール５は、シールドトンネルＴの掘進方向に沿って延在している。レール５の上には、先行保形ジャッキ群６および後行保形ジャッキ群７が設けられている。なお、レール５としては、通常のレールのほか、Ｉ型鋼、Ｈ型鋼、あるいはその他の異形断面型鋼などを用いることもできる。
【００３８】
また、図２にも示すように、先行保形ジャッキ群６および後行保形ジャッキ群７は、いずれも５本の保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５を備えている。図２では、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５はすべて収縮し、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５はすべて伸長した状態を示している。また、先行保形ジャッキ６１〜６５が伸長した状態となることもあり、後行保形ジャッキ７１〜７５が収縮した状態となることもある。
【００３９】
先行保形ジャッキ群６の先行保形ジャッキ６１〜６５と、後行保形ジャッキ群７の後行保形ジャッキ７１〜７５とは、交互に配置されている。具体的には、切羽側から、先行第１保形ジャッキ６１、後行第１保形ジャッキ７１、先行第２保形ジャッキ６２、後行第２保形ジャッキ７２、先行第３保形ジャッキ６３、後行第３保形ジャッキ７３、先行第４保形ジャッキ６４、後行第４保形ジャッキ７４、先行第５保形ジャッキ６５、後行第５保形ジャッキ７５の順で配置されている。
【００４０】
保形ジャッキ群６，７における保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５は、いずれもレール５に沿って前後進可能とされている。また、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５は、互いに本発明の接続部材である先行ジャッキ連結ロッド６６によって一体的に接続されている同様に、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５は、互いに後行ジャッキ連結ロッド７６によって一体的に接続されている。
【００４１】
さらに、先行第４保形ジャッキ６４と後行第３保形ジャッキ７３との間には、保形ジャッキ群移動手段および保形ジャッキ移動手段であるジャッキ群移動シリンダ６７が設けられている。ジャッキ群移動シリンダ６７は、伸縮することによって、先行第４保形ジャッキ６４と後行第３保形ジャッキ７３とを相対的に移動させる。このため、たとえば先行第４保形ジャッキ６４がセグメント形状保持を行っている場合には、後行第３保形ジャッキ７３が移動し、たとえば後行第３保形ジャッキ７３がセグメント形状保持を行っている場合には、先行第４保形ジャッキ６４が移動する。さらに、先行保形ジャッキ６１〜６５は、先行ジャッキ連結ロッド６６によって接続され、後行保形ジャッキ７１〜７５は、後行ジャッキ連結ロッド７６によって接続されている。このため、先行第４保形ジャッキ６４と後行第３保形ジャッキ７３とを相対的に移動させることにより、先行保形ジャッキ群６と後行保形ジャッキ群７とが相対的に移動させられる。
【００４２】
保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５は、いずれも同様の構成を有している。この構成について先行第１保形ジャッキ６１を例にとって説明する。図２および図３に示すように、先行第１保形ジャッキ６１は、シリンダ６１Ａおよび２本のロッド６１Ｂ，６１Ｃを備えており、シリンダ６１Ａがレール５に噛み合わされて、先行第１保形ジャッキ６１が移動可能とされている。
【００４３】
また、先行第１保形ジャッキ６１におけるロッド６１Ｂ，６１Ｃは、シリンダ６１Ａに対して、レール５の延在方向に交差する方向、さらにいえば直交する方向に対して伸縮可能とされている。このうち、右ロッド６１Ｂは、切羽側から見て右側に伸長可能とされ、左ロッド６１Ｃは、切羽側から見て左側に伸長可能とされている。
【００４４】
左右ロッド６１Ｂ，６１Ｃの先端には、それぞれ保持部材６１Ｄ，６１Ｅが取り付けられている。右ロッド６１Ｂと右保持部材６１Ｄとの間には関節が設けられており、右保持部材６１Ｄは右ロッド６１Ｂに対して揺動可能とされている。同様に、左ロッド６１Ｃと左保持部材６１Ｅとの間にも関節が設けられている。このため、左右保持部材６１Ｄ，６１Ｅの表面を、それぞれトンネル面に沿って配置することができるようになっている。
【００４５】
これらの左右ロッド６１Ｂ，６１Ｃが伸長した状態のときに、先行第１保形ジャッキ６１によってセグメント形状保持が行われる。また、左右ロッド６１Ｂ，６１Ｃが収縮した状態のときには、先行第１保形ジャッキ６１によるセグメント形状保持が解除され、先行第１保形ジャッキ６１のレール５に沿った移動が可能とされる。
【００４６】
また、図５に示すように、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５は、共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させることもできる構成となっている。このため、先行保形ジャッキ６１〜６５の伸縮は、いずれも同一の態様で行われる。同様に、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５も、共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられる構成となっている。他方、ジャッキ群移動シリンダ６７は、保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５に対して独立して作動する構成となっている。
【００４７】
さらに、台車４には、図３に示すセグメント搬送装置８が設けられている。セグメント搬送装置８は、複数のプッシュアップ装置８１を備えており、これらの複数のプッシュアップ装置８１は、シールドトンネルＴの掘進方向に沿って並設されている。このプッシュアップ装置８１を順次上下動させることにより、最後方に位置するプッシュアップ装置８１から最前方に位置するプッシュアップ装置８１までセグメントピースＰを搬送する。
【００４８】
また、図１に示すように、掘進機後続台車２２とシールド掘進機１との間には、セグメント移載装置９が設けられている。セグメント移載装置９は、移動案内部材９１およびセグメント把持部材９２を備えている。移動案内部材９１は、掘進機後続台車２２とシールド掘進機１との間に掛け渡されており、セグメント把持部材９２を移動させる。セグメント把持部材９２は、掘進機後続台車２２に搭載されたセグメントピースＰを把持可能とされており、移動案内部材９１に沿って移動し、掘進機後続台車２２に搭載されたセグメントピースＰをセグメント搬送装置８に移載する。
【００４９】
さらに、セグメント把持部材９２は、掘進機後続台車２２とセグメント搬送装置８における最後方のプッシュアップ装置８１との間を移動可能とされている。このセグメント移載装置９によって、掘進機後続台車２２に搭載されたセグメントピースＰをセグメント搬送装置８に移載可能とされている。
【００５０】
次に、本実施形態に係るセグメント形状保持装置の動作について説明する。セグメント形状保持装置３は、シールド掘進機１による掘進の際に、シールド掘進機１と床版２との間におけるセグメント形状保持を行っている。シールド掘進機１は、シールドトンネルの掘進を進めると同時に、セグメントＳの組み立てを行う。
【００５１】
セグメントの組み立てを行うにあたり、図示しない立坑から搬入されたセグメントピースが図示しないセグメント搬送台車によって掘進機後続台車２２まで搬送される。このセグメントピースＰは、セグメント移載装置９によって床版２の先端部に配置されている掘進機後続台車２２からセグメント搬送装置８に移載される。その後、セグメントは、セグメント搬送装置８によって、シールド掘進機１に設けられたエレクタ１５の可動範囲まで搬送される。
【００５２】
セグメントピースＰがエレクタ１５の可動範囲まで搬送されたら、図６（ａ）に示すように、エレクタ１５によってセグメントピースＰを所定の位置に組み立てる。このとき、保形ジャッキ群６，７における保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５はすべて伸長しており、セグメント形状保持を行っている。また、ジャッキ群移動シリンダ６７は収縮した状態となっている。
【００５３】
エレクタ１５によるセグメントピースＰの所定の位置への組み立てが完了すると、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５を収縮させて、後行保形ジャッキ群によるセグメント形状保持を解除する。このとき、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５では、先行保形ジャッキ６１〜６５を伸長させた状態としておき、セグメント形状保持を維持している。
【００５４】
続いて、ジャッキ群移動シリンダ６７を伸長させ、先行保形ジャッキ群６に対して後行保形ジャッキ群７を相対的に移動させる。このとき、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５が伸長してセグメント形状保持を行っている。このため、先行保形ジャッキ群６は、シールドトンネルに対して相対的に停止していることから、後行保形ジャッキ群７が前進移動することとなる。
【００５５】
こうして、ジャッキ群移動シリンダ６７を完全に伸長させたら、図６（ｂ）に示すように、各保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５が略等間隔に配置される。その後、シールド掘進機１におけるカッタヘッド１２を回転させながら、シールド掘進機１を、図６（ｃ）に示す位置まで前進させる。
【００５６】
このシールド掘進機１の前進に伴って、台車４、レール５、保形ジャッキ群６，７なども前進させる。さらに、シールド掘進機１の前進に伴って広がった床版２とセグメント形状保持装置３との間において、ボックスカルバートを組み立てる。このボックスカルバートの組み立てによって床版２を延長する。
【００５７】
その後、ボックスカルバートの組み立てが完了したら、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５を収縮させて、先行保形ジャッキ群６によるセグメント形状保持を解除する。このとき、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５では、後行保形ジャッキ７１〜７５を伸長させた状態としておき、セグメント形状保持を維持している。
【００５８】
続いて、図７（ａ）に示すように、ジャッキ群移動シリンダ６７を収縮させ、先行保形ジャッキ群６に対して後行保形ジャッキ群７を相対的に移動させる。このとき、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５が伸長してセグメント形状保持を行っている。このため、後行保形ジャッキ群７は、シールドトンネルに対して相対的に停止していることから、先行保形ジャッキ群６が前進移動することとなる。
【００５９】
こうして、ジャッキ群移動シリンダ６７を完全に収縮させたら、先行保形ジャッキ６１〜６５が、後行保形ジャッキ７１〜７５に対してそれぞれ近接した位置に配置される。その後、図７（ｂ）に示すように、セグメント移載装置９によって、セグメントピースＰを掘進機後続台車２２からセグメント搬送装置に移載する。それから、図６（ａ）に示す行程に戻り、セグメントピースＰを所定の位置に組み立てる。以後、同様の行程を繰り返すことにより、シールドトンネルの施工を行う。
【００６０】
このように、本実施形態に係るセグメント形状保持装置３を備えるシールド掘進機１においては、シールド掘進機１による掘進の際に、セグメント形状保持装置３によってセグメント形状保持を行っている。ここで、セグメント形状保持装置３においては、セグメント形状保持を行っている。このため、シールドトンネルに側方土圧がかかった場合などにおいても、セグメント形状保持を好適に行うことができる。
【００６１】
また、セグメント形状保持装置３は、複数の先行保形ジャッキ６１〜６５を備える先行保形ジャッキ群６および複数の後行保形ジャッキ７１〜７５を備える後行保形ジャッキ群７を有している。このため、セグメント形状を保持するにあたって、広い範囲でセグメント形状を保持することができる。
【００６２】
さらに、先行保形ジャッキ群６および後行保形ジャッキ群７は、いずれもシールドトンネルの掘進方向に沿って敷設されているレール５に沿って前進移動可能とされている。このため、保形ジャッキ群６，７をシールドトンネルの掘進方向に前進させる際に、安定して前進させることができる。
【００６３】
また、複数の先行保形ジャッキ６１〜６５および複数の後行保形ジャッキ７１〜７５が交互に配置されている。このため、先行保形ジャッキ６１〜６５を前進させる際には、後行保形ジャッキ７１〜７５によってセグメント形状保持を行い、後行保形ジャッキ７１〜７５を前進させる際には、先行保形ジャッキ６１〜６５によってセグメント形状保持を行うことができる。このため、常にセグメントＳを保形ジャッキによって押圧することができる。したがって、安定してセグメント形状の保持を行うことができる。
【００６４】
さらに、レール５は、シールドトンネルの掘進方向に並べられた台車４における複数の車両４１，４２，４３…上に敷設されている。このため、たとえば図８に示すように、シールドトンネルに凹凸が生じている場合でも、隣接する車両４２，４３同士が傾斜することによってシールドトンネルの凹凸を吸収することができるので、レール５を水平に維持することができる。
【００６５】
また、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５は、いずれも共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられる。同様に、後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５は、いずれも共通の油圧回路を通じて同調して伸縮させられる。このため、複数の先行保形ジャッキ６１〜６５、および複数の後行保形ジャッキ７１〜７５の伸縮を容易に同調させることができる。
【００６６】
また、セグメント形状保持装置３は、シールド掘進機１と床版２との間に配置されている。このため、シールド掘進機１と床版２との間におけるセグメント形状の保持を好適に図ることができる。また、先行保形ジャッキ群６および後行保形ジャッキ群７は、いずれも共通のレール５によって移動案内される。このため、それぞれのジャッキ群に対するレールを設ける必要がないので、その分省スペース化を図ることができる。
【００６７】
ところで、シールドトンネルＴにおいては、シールド掘進機１や構築後の床版２によってセグメント形状保持が行われるが、シールド掘進機１と床版２との間では、シールド掘進機１や床版２によるセグメント形状保持が行われない。この点、セグメント形状保持装置３がシールド掘進機１と床版２との間に設定されていることにより、シールド掘進機１と床版２との間におけるセグメント形状保持を好適に行うことができる。
【００６８】
さらに、複数の先行保形ジャッキ６１〜６５および複数の後行保形ジャッキ７１〜７５は、それぞれ先行ジャッキ連結ロッド６６および後行ジャッキ連結ロッド７６によって固定的に接続されている。また、ジャッキ群移動シリンダ６７は、先行第４保形ジャッキ６４と後行第３保形ジャッキ７３とに接続されており、先行第４保形ジャッキ６４と後行第３保形ジャッキ７３とをジャッキ群移動シリンダ６７によって移動させることによって、先行保形ジャッキ群６と後行保形ジャッキ群７とを移動させる。このため、１組の保形ジャッキを移動させることのみで保形ジャッキ群６，７を移動させることができる。
【００６９】
また、上記実施形態では、先行保形ジャッキ群６における先行保形ジャッキ６１〜６５と後行保形ジャッキ群７における後行保形ジャッキ７１〜７５は、共通のレール５に案内されて移動する。これに対して、図９に示すように、先行保形ジャッキ６１を案内する第１レール５１および後行保形ジャッキ７１を案内する第２レール５２を設ける態様とすることもできる。なお、図２に示す第２先行保形６２〜第５先行保形ジャッキ６５も第１レール５１に案内され、第２後行保形７２〜第５先行保形ジャッキ７５も第２レール５２に案内される。
【００７０】
ここで、先行保形ジャッキ６１〜６５および第１レール５１は、第２レール５２の上方に位置しており、シールドトンネルＴの掘進方向から見てずれた位置に配置されている。このため、先行保形ジャッキ６１〜６５が移動した場合に、後行保形ジャッキ７１〜７５および第２レール５２には不干渉となる位置関係となっている。同様に、後行保形ジャッキ７１〜７５が移動した場合に、先行保形ジャッキ６１〜６５および第１レール５１には不干渉となる位置関係となっている。
【００７１】
第１レール５１を支持する支持部材は、たとえば第２レール５２および後行保形ジャッキ群７の両側または前後における離れた位置に設けられており、先行保形ジャッキ群６とは、接触しない位置に配置されている。また、第１レール５１を上方から吊持し、または側方から支持することによって、第１レール５１が後行保形ジャッキ群７と接触しないようにすることもできる。
【００７２】
また、先行保形ジャッキ６１〜６５同士の離間距離は、セグメントＳの厚さ（既設時のシールドトンネルＴの掘進方向に沿った長さ）と対応し、同一とされている。同様に、後行保形ジャッキ７１〜７５同士の離間距離は、セグメントＳの厚さと対応し、同一とされている。
【００７３】
図９に示す態様では、先行保形ジャッキ６１〜６５と後行保形ジャッキ７１〜７５とが、互いに不干渉な状態で前進移動可能とされている。このため、先行保形ジャッキ６１〜６５および後行保形ジャッキ７１〜７５を移動させる際の自由度を高めることができる。特に、先行保形ジャッキ６１〜６５同士の離間距離および後行保形ジャッキ７１〜７５同士の離間距離が、セグメントＳの厚さと同一であることにより、セグメント形状保持を常に行ったまま保形ジャッキ群６，７を前進移動させることができる。
【００７４】
たとえば、床版２とシールド掘進機１との間に、図１０に示すように、６枚のセグメントＳ１〜Ｓ６が設けられており、これらの第１セグメントＳ１〜第８セグメントＳ８を保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５で押圧する場合について説明する。図１０では、伸長状態から収縮状態となる保形ジャッキを丸印で表し、伸長状態が維持される保形ジャッキを四角印で模式的に表している。
【００７５】
図１０（ａ）では、先行保形ジャッキ６１〜６５によって第１セグメントＳ１〜第５セグメントＳ５を押圧し、後行保形ジャッキ７１〜７５によって第２セグメントＳ２〜第６セグメントＳ６を押圧した状態を示している。この状態から、先行保形ジャッキ６１〜６５を前進させる際には、先行保形ジャッキ６１〜６５を収縮させてセグメント形状保持を解除する。このとき、第２セグメントＳ２〜第６セグメントＳ６までを後行保形ジャッキ７１〜７５で押圧してセグメント保形を行う。この状態で、先行保形ジャッキ６１〜６５を前進させる。このとき、シールド掘進機１によって第７セグメントＳ７が組み立てられる。
【００７６】
次に、図１０（ｂ）に示すように、先行保形ジャッキ６１〜６５によって、第３セグメントＳ３〜第７セグメントＳ７を押圧してセグメント形状保持を行う。押圧状態から解除される第１セグメントＳ１には、床版２が構築され、第１セグメントＳ１は床版２によって形状保持される。続いて、後行保形ジャッキ７１〜７５を収縮させてセグメント形状保持を解除する。この状態で、後行保形ジャッキ７１〜７５を前進させる。このとき、シールド掘進機１によって第８セグメントＳ８が組み立てられる。
【００７７】
さらに、図１０（ｃ）に示すように、後行保形ジャッキ７１〜７５によって、第４セグメントＳ４〜第８セグメントＳ８を押圧してセグメント形状保持を行う。押圧状態から解除される第２セグメントＳ２には、床版２が構築され、第１セグメントＳ１および第２セグメントＳ２は床版２によって形状保持される。
【００７８】
続いて、先行保形ジャッキ６１〜６５を収縮させてセグメント形状保持を解除する。この状態で、先行保形ジャッキ６１〜６５を前進させる。以後、この行程を繰り返すことによって、セグメント形状保持を行いながら、シールドトンネルの掘進を行う。このように、セグメントＳに対して、セグメント形状保持を常に行ったまま保形ジャッキ群６，７を前進移動させることができる。
【００７９】
さらには、上記実施形態では、先行保形ジャッキ６１の両側にロッド６１Ｂ，６１Ｃが設けられているが、図１１に示すように、一側にのみシリンダ６９Ａおよびロッド６９Ｂが設けられた先行保形ジャッキ６９とする態様とすることもできる。また、先行保形ジャッキ６９における他側には、保持部材６９Ｄが設けられている。この例でも、他の保形ジャッキについて、先行保形ジャッキ６９と同様の構成とすることができる。
【００８０】
さらに、先行保形ジャッキ６９には、スライド機構６９Ｃが設けられている。スライド機構６９Ｃは、先行保形ジャッキ６９を、シールド掘進機１の掘進方向に交差する方向にスライド可能に保持している。ここでのシールド掘進機１の掘進方向に交差する方向は、シールド掘進機１の掘進方向に直交する方向とされている。
【００８１】
また、スライド機構６９Ｃは、レール５に沿って移動可能に配設されている。このため、スライド機構６９Ｃがレール５に沿ってシールド掘進機１の掘進方向に移動することにより、先行保形ジャッキ６９がシールド掘進機１の掘進方向に移動する。
【００８２】
図１１に示す態様では、先行保形ジャッキ６９をシールド掘進機１の掘進方向に直交する方向にスライド可能とされている。このため、先行保形ジャッキ６９のシールドトンネルＴの幅方向に対する位置の調整が容易となる。したがって、一側にのみシリンダ６９Ａおよびロッド６９Ｂを設けることで、セグメントの押圧を容易に行うことができる。
【００８３】
さらに、上記実施形態では、台車４によって架台を支持するようにしているが、図１２に示すように、シールド掘進機１に設けられた門型の支持部材９５に対して、架台９６が支持される態様とすることもできる。この場合、支持部材９５は、シールド掘進機１における外筒部１１の後端部に立設されており、支持部材９５によって架台９６が片持ち支持されている。この架台９６上にレール５を敷設して、保形ジャッキ群６，７を設けることもできる。また、シールド掘進機１に設けられる作業用デッキを架台９６として利用することもできる。
【００８４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、保形ジャッキが水平方向に沿って伸縮する態様としているが、鉛直方向やシールドトンネルＴの他の半径方向に沿って伸縮する態様とすることもできる。また、ボックスカルバートを組み立てて床版２を構築しているが、他の態様によって床版を形成する態様とすることもできる。さらに、セグメント形状保持装置３をシールド掘進機１と床版２との間に配置しているが、他の位置に配置する態様とすることもできる。
【００８５】
また、上記実施形態では、１つの保形ジャッキを移動させることによって、保形ジャッキ群を全体的に移動させる態様としているが、保形ジャッキを個別に移動させる態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では、先行保形ジャッキ群と後行保形ジャッキ群とを１つのレールに沿って移動させるようにしているが、それぞれに対してレールを設け、それぞれのレールに沿って移動させる態様とすることもできる。また、保形ジャッキ群６，７における複数の保形ジャッキ６１〜６５，７１〜７５は、いずれも同調して作動するようにされているが、同調することなく作動する態様とすることもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１…シールド掘進機
２…床版
３…セグメント形状保持装置
４…台車
５…レール
６…先行保形ジャッキ群
７…後行保形ジャッキ群
８…セグメント搬送装置
９…セグメント移載装置
１１…外筒部
１２…カッタヘッド
１３…チャンバ
１４…スクリューコンベア
１５…エレクタ
１６…シールドジャッキ
１７…テールシール
２１…ボックスカルバート
２２…掘進機後続台車
４１，４２，４３…車両
５１…第１レール
５２…第２レール
６１…先行第１保形ジャッキ
６１Ａ…シリンダ
６１Ｂ…右ロッド
６１Ｃ…左ロッド
６１Ｄ…右保持部材
６１Ｅ…左保持部材
６２…先行第２保形ジャッキ
６３…先行第３保形ジャッキ
６４…先行第４保形ジャッキ
６５…先行第５保形ジャッキ
６６…先行ジャッキ連結ロッド
６７…ジャッキ群移動シリンダ
６９…先行保形ジャッキ
６９Ａ…シリンダ
６９Ｂ…ロッド
６９Ｃ…スライド機構
６９Ｄ…保持部材
７１…後行第１保形ジャッキ
７２…後行第２保形ジャッキ
７３…後行第３保形ジャッキ
７４…後行第４保形ジャッキ
７５…後行第５保形ジャッキ
７６…後行ジャッキ連結ロッド
８１…プッシュアップ装置
９１…セグメント把持部材
９２…走行部材
Ｐ…セグメントピース
Ｔ…シールドトンネル
Ｓ…セグメント
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
0005497585.tif 000010
【図１０】
0005497585.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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