(57)【要約】【課題】セグメントを確実に押し込むことができるシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法を提供する。【解決手段】既設セグメントＳ２に隣接する取付位置に配置された組立対象セグメントＳ１を既設セグメントＳ２に接合する。このとき、まず組立対象セグメントＳ１を押し込む４本のシールドジャッキ７Ａ〜７Ｄのうち、もっとも既設セグメントＳ２側に配置されるシールドジャッキ７Ａで組立対象セグメントＳ１を押し込む。シールドジャッキ７Ａでは、組立対象セグメントＳ１における接合位置が押し込まれる。続いて、他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄによって組立対象セグメントＳ２を押し込む。【選択図】  図１１
2004300751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設セグメントの側方における取付位置に配置された組立対象セグメントを、シールドトンネルの周方向に離間して配置されたシールドジャッキによって坑口側に押し込んで組み立てるシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法であって、
前記組立対象セグメントにおける前記既設セグメントとの接合位置を前記シールドジャッキで押し込み、
続いて、前記組立対象セグメントと他の位置を前記シールドジャッキで押し込む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の組立方法。
【請求項２】
既設セグメントの側方における取付位置に配置された組立対象セグメントを、シールドトンネルの周方向に離間して配置されたシールドジャッキによって押し込んで組み立てるシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法であって、
前記組立対象セグメントを把持する把持爪を備える把持装置を有するエレクタにおける前記把持爪によって、前記組立対象セグメントを把持し、前記既設セグメントの側方における取付位置まで搬送し、
その後、前記組立対象セグメントを坑口側に押し込んで組み立て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の組立方法。
【請求項３】
前記把持爪は、前記組立対象セグメントの坑口側に位置する坑口側把持爪と、切羽側に位置する切羽側把持爪とを備えており、
前記組立対象セグメントを把持する前記坑口側把持爪は、前記組立対象セグメントを解放する際、前記組立対象セグメントの厚み方向にスライドする請求項２に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法。
【請求項４】
前記組立対象セグメントにおける坑口側に、突出部が形成されており、
前記突出部を既に組み立てられた坑口側のセグメントに押し付け、前記組立対象セグメントの取付準備位置を調整する請求項２に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法。
【請求項５】
前記組立対象セグメントには、既に組み立てられた坑口側セグメントに形成された係合雌部と係合する係合雄部が形成されており、
前記係合雄部が前記突出部である請求項４に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法。
【請求項６】
前記既設セグメントと前記組立対象セグメントとの間に、くさび状の継ぎ手を介在させて前記組立対象セグメントを前記既設セグメントに組み付ける請求項１から請求項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の組立方法。
【請求項７】
前記既設セグメントに前記組立対象セグメントに組み付ける際に、潰れながら前記くさび状の継ぎ手に切羽側への押圧力を付与するバックアップ材が前記くさび状の継ぎ手における坑口側に設けられており、
前記バックアップ材が潰れる際にかかる荷重を監視しながら、前記組立対象セグメントを前記既設セグメントに結合させる請求項６に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルにおけるセグメントの組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルを掘進しながらセグメントを組み立てる際のセグメントの組立方法として、たとえば特許第２５４７１８３号公報に開示されているものがある。この方法は、シールド掘進機内に搬入されたセグメントを、エレクタにより把持して組立位置まで移動させ、セグメントをエレクタにより制御して所定位置に位置決めした後、シールドジャッキによって押し付けられて組み立てるというものである。
【０００３】
また、セグメントの組立に用いる装置として、実用新案登録第２５１２３７３号公報に開示されたセグメント把持装置がある。このセグメント把持装置は、シールド掘進機本体の軸線まわりに回転可能に装着されたエレクタに組み込まれて基端部が揺動自在に軸支されかつテーパ状の先端部を有するセグメント把持具を備えている。このセグメント把持部の先端部にはほぼ球面状の吊持面を有する吊持突部が突設されており、セグメントに形成された吊持用孔に吊持部材を挿入して、吊持突部の吊持面に吊持用孔の係合部をほぼ球面状の接触面をもって係止させる。そして、掘削されたトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるというものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５４７１８３号公報
【０００５】
【特許文献２】
実用新案登録第２５１２３７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に開示されたセグメントの組立方法は、セグメントを押し込む際に、シールドジャッキで単に押し込んでいるにすぎないものである。このため、セグメントを押し込む際の確実性が低くなる可能性があるものであった。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたセグメント把持装置では、セグメント把持具をセグメントに形成された吊持用孔に挿入することによってセグメントを把持している。このため、セグメントを搬送する際に、十分な力で把持しているとはいえない可能性があるものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、シールドトンネルのセグメントを組み立てる際に、セグメントを確実に押し込むことができ、しかもセグメントを確実に把持しながら搬送できるようにしたシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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の組立方法は、既設セグメントの側方における取付位置に配置された組立対象セグメントを、シールドトンネルの周方向に離間して配置されたシールドジャッキによって坑口側に押し込んで組み立てるシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法であって、組立対象セグメントにおける既設セグメントとの接合位置をシールドジャッキで押し込み、続いて、組立対象セグメントと他の位置をシールドジャッキで押し込むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセグメントの組立方法では、組立対象セグメントが坑口側に押し込まれることにより、隣接する既設セグメントに接合される。このとき、この既設セグメントとの接合の際、まずシールドジャッキによって組立対象セグメントの接合位置を押し込み、続いて、他の位置を押し込むようにしている。このため、最初に接合位置を安定した状態で押し込むことができるので、既設セグメントと組立対象セグメントとを確実に接合させることができる。
【００１１】
また、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の組立方法は、既設セグメントの側方における取付位置に配置された組立対象セグメントを、シールドトンネルの周方向に離間して配置されたシールドジャッキによって押し込んで組み立てるシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法であって、組立対象セグメントを把持する把持爪を備える把持装置を有するエレクタにおける把持爪によって、組立対象セグメントを把持し、既設セグメントの側方における取付位置まで搬送し、その後、組立対象セグメントを坑口側に押し込んで組み立てることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るセグメントの組立方法では、組立対象セグメントをエレクタで把持して、既設セグメントの側方における取付位置まで搬送する。ここで、エレクタは、組立対象セグメントを把持する把持爪を有しており、この把持爪を用いて組立対象セグメントを把持している。このため、組立対象セグメントを確実に把持することができるので、組立対象セグメントを確実に取付位置まで搬送することができる。
【００１３】
ここで、把持爪は、組立対象セグメントの坑口側に位置する坑口側把持爪と、切羽側に位置する切羽側把持爪とを備えており、組立対象セグメントを把持する坑口側把持爪は、組立対象セグメントを解放する際、組立対象セグメントの厚み方向にスライドする態様とするのが好適である。
【００１４】
このように、本発明に係るセグメントの組立方法に用いるエレクタの把持爪が組立対象セグメントの坑口側に位置する坑口側把持爪と、切羽側に位置する切羽側把持爪を有しており、それぞれ組立対象セグメントの坑口側側面と切羽側側面とを挟んで組立対象セグメントを把持する。そして、坑口側把持爪が組立対象セグメントの厚み方向にスライドして把持爪が組立対象セグメントを解放する。このため、組立対象セグメントの坑口側に設けられたセグメントと、組立対象セグメントとの間が狭いものであっても、把持していた組立対象セグメントを容易に開放することができる。
【００１５】
また、組立対象セグメントにおける坑口側に、突出部が形成されており、突出部を既に組み立てられた坑口側のセグメントに押し付け、組立対象セグメントの取付準備位置を調整する態様とするのが好適である。
【００１６】
このようにすることにより、坑口側把持爪と切羽側把持爪で組立対象セグメントを把持したまま取付準備位置の調整を行う際に既に組み立てられた坑口側セグメントには、突出部があたり、坑口側把持爪があたらないようにすることができる。したがって、エレクタで組立対象セグメントを把持したまま取付準備位置の調整を行うことができる。
【００１７】
さらに、組立対象セグメントには、既に組み立てられた坑口側セグメントに形成された係合雌部と係合する係合雄部が形成されており、係合雄部が突出部である態様とするのが好適である。
【００１８】
このように、組立対象セグメントと既に組み立てられた坑口側セグメントを係合させる係合雄部を突出部として利用することにより、突出部を他に別個に形成する必要がなくなる。
【００１９】
また、既設セグメントと組立対象セグメントとの間に、くさび状の継ぎ手を介在させて組立対象セグメントを既設セグメントに結合させる態様とするのが好適である。
【００２０】
このように、既設セグメントと組立対象セグメントとの間にくさび状の継ぎ手を介在させて両者を結合させることにより、組立対象セグメントを既設セグメントに強固に結合させることができる。
【００２１】
さらに、既設セグメントに組立対象セグメントに組み付ける際に、潰れながらくさび状の継ぎ手に切羽側への押圧力を付与するバックアップ材がくさび状の継ぎ手における坑口側に設けられており、バックアップ材が潰れる際にかかる荷重を監視しながら、組立対象セグメントを既設セグメントに結合させる態様とするのが好適である。
【００２２】
このように、バックアップ材が潰れる際にかかる荷重を監視しながら組立対象セグメントを既設セグメントに結合させることにより、結合が確実に行われているか否かを監視しながら組付対象セグメントの組み付けを行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２４】
図１は本実施形態に係るシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法に用いるセグメントの組立装置の平面図、図２はその正面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態におけるセグメントの組立装置に用いられるエレクタＥは、把持装置１を有している。把持装置１は、一対の坑口側把持爪１１および切羽側把持爪１２を左右に２組備えている。そのうちの一方における一対の把持爪１１，１２でセグメントＳの右側を把持し、他方における一対の把持爪１１，１２でセグメントＳの左側を把持する。
【００２５】
図３に示すように、坑口側把持爪１１は、揺動機構１３を介して第１シリンダ１４に接続されている。第１シリンダ１４は、第１シリンダ本体１４Ａおよび第１シリンダロッド１４Ｂを備えており、第１シリンダ本体１４Ａの先端を介して第１シリンダロッド１４Ｂが第１シリンダ本体１４Ａに出入りすることで、第１シリンダ１４が伸縮する。第１シリンダ本体１４Ａは、把持装置１におけるブラケット１５に枢着されており、ブラケット１５における第１枢軸１６まわりに揺動可能とされている。また、第１シリンダロッド１４Ｂの先端部は揺動機構１３にピン接続されており、揺動機構１３に坑口側把持爪１１が接続されている。そして、第１シリンダ１４が伸縮することにより、揺動機構１３を介して坑口側把持爪１１が揺動する。坑口側把持爪１１が揺動し、下降した際にはセグメントＳを把持し、上昇した際には把持しているセグメントＳを解放する。
【００２６】
また、切羽側把持爪１２は、揺動ブラケット１７を介して第２シリンダ１８に接続されている。第２シリンダ１８は、第２シリンダ本体１８Ａおよび第２シリンダロッド１８Ｂを備えており、第２シリンダ本体１８Ａの先端を介して第２シリンダロッド１８Ｂが第２シリンダ本体１８Ａに出入りすることで、第２シリンダ１８が伸縮する。第２シリンダ本体１８Ａは、ブラケット１５に枢着されており、ブラケット１５における第２枢軸１９まわりに揺動可能とされている。また、第２シリンダロッド１８Ｂの先端部は揺動ブラケット１７にピン接続されており、揺動ブラケット１７は切羽側把持爪１２に接続されている。そして、第２シリンダ１８が伸縮することにより、揺動ブラケット１７を介して切羽側把持爪１２が揺動し、下降した際にはセグメントＳを把持し、上昇した際には把持しているセグメントＳを解放する。
【００２７】
さらに、図２に示すように、エレクタＥには回転支持部材２が設けられている。回転支持部材２は、棒状の支持部材２１を備えている。支持部材２１は、一対の把持爪１１，１２を結ぶ線に対して直交する回動軸まわりに回動可能であり、支持部材２１の下端部には、係止具２２が取り付けられている。係止具２２は、楕円球状または卵型をなしており、セグメントＳの中央部には、係止具２２の形状に対応する楕円球状または卵型を一回り大きくした形状の孔部３２（図６）が形成されている。そして、係止具２２を孔部挿入した後、支持部材２１を回動軸まわりに９０度回転させることによって、係止具２２を介してエレクタＥにセグメントＳが係止される。
【００２８】
また、エレクタＥには、段差計測センサ３，３…が設けられている。段差計測センサ３，３…は、セグメントＳを組み込んだ際、既に組み立てられている既設セグメントとの間の段差を計測して、調整する。さらに、エレクタＥには、セグメント同士の接合状況を監視するためのジョイント監視カメラ５，５および接合位置等に光を照射するハロゲンランプ６，６が設けられている。
【００２９】
ここまで説明したエレクタＥによって組立対象となるセグメントＳを所定の図示しないストック位置または台車から、既設セグメントの側方における取付準備位置にセグメントＳを配置し、微調整を施して取付位置に配置する。微調整を施して取付位置にセグメントＳを配置したら、図５に示すシールドジャッキ７，７…で組立対象セグメントＳ１を押し込んで、取付位置に配置された組立対象セグメントＳ１に隣接する既設セグメントＳ２と接合する。シールドジャッキ７は、シールドトンネルの周方向に離間して複数設置されており、本実施形態では、４本のシールドジャッキ７，７…で１つのセグメントを押し込むようにしている。
【００３０】
組立対象セグメントＳ１および既設セグメントＳ２は互いに同一の性状をなしている。図６に示すように、組立対象セグメントＳ１および既設セグメントＳ２に用いられるセグメントＳの周方向両側部には、それぞれ切欠き部３１，３１が形成されている。切欠き部３１には、図７に示すくさび状のコッタ型継ぎ手４が配置される。このコッタ型継ぎ手４を介して、図６に示す組立対象セグメントＳ１および既設セグメントＳ２のそれぞれの切欠き部３１，３１が締結され、組立対象セグメントＳ１および既設セグメントＳ２が接合される。
【００３１】
図７（ａ）に示すコッタ型継ぎ手４は、本体部４１を備えている。本体部４１の両側には、円形形状をなす嵌入部４２，４３がそれぞれ形成されている。また、嵌入部４２，４３間の距離は、後方面から前方面にいくにしたがって広がっており、嵌入部４２，４３はくさび状に形成されている。また、このコッタ型継ぎ手４における後方面が坑口側に配置され、前方面が切羽側に配置される。さらに、一方の嵌入部４２の後方面には、バックアップ材４４が取り付けられている。バックアップ材４４は、図５に示す組立対象セグメントＳ１を押し込んで既設セグメントＳ２に接合する際、まずバックアップ材４４が既に組み立てられた坑口側セグメントＳ３に当接する。その後、組立対象セグメントＳ１の押し込みに伴って、バックアップ材４４が潰れながら、コッタ型継ぎ手４を前方に押し出す役割を果たしている。図７（ｂ）には、バックアップ材が潰れた状態が示されている。
【００３２】
また、コッタ型継ぎ手４は、既設セグメントＳ２における組立対象セグメントＳ１側の側面に形成された切欠き部３１にあらかじめ嵌め込まれている。
【００３３】
図６に戻り、セグメントＳの内側面中央部には、回転支持部材２における係止具２２が係止される孔部３２が形成されている。孔部３２は、断面楕円形状をなす開口部を有するとともに、その内部に形成されて球状をなしている。孔部３２を球の直径は、開口部をなす楕円の短軸の径と同一とされている。そして、孔部３２の開口部を介して回転支持部材２における係止具２２が孔部３２に挿入され、その後、回転支持部材２を回動軸まわりに回転させることにより、係止具２２が孔部３２に形成されて、セグメントＳが回転係止部材２に支持される。
【００３４】
さらに、図６に示すように、セグメントＳの後方面には、本発明の係合雄部となる雄型ジョイント部材３３，３３…が設けられており、セグメントＳの前方面には、図５に示すように、係合雌部となる雌型ジョイント部材３４，３４…が設けられている。そして、図５に示す坑口側セグメントＳ３における雌型ジョイント部材３４に組立対象セグメントＳ１における雄型ジョイント部材３３が嵌め込まれることにより、組立対象セグメントＳ１が坑口側セグメントＳ３に締結される。また、雄型ジョイント部材３３がセグメントＳの後方面より突出する突出量は、坑口側把持爪１１の厚みよりも大きくされている。
【００３５】
以上の構成を有するエレクタＥを用いて、組立対象セグメントＳ１を取付準備位置まで搬送し、微調整を施して取付位置に配置した後、組立対象セグメントＳ１を押し込んで既設セグメントＳ２に結合する手順について、主に図８を参照して説明する。
【００３６】
図８は、組立対象セグメントを取付位置に配置して押し込むまでの全体の流れを示すフローチャートである。まず、台車で運ばれたＡセグメントからＫセグメントまでの組立対象セグメントを、エレクタＥの近傍まで搬送し、組み立ての準備を行い、エレクタＥの把持装置１を組立対象セグメントの供給位置まで移動させる（Ｓ１）。続いて、把持装置１によって組立対象セグメントＳ１を把持する（Ｓ２）。それから、エレクタＥにより、組立対象セグメントＳ１を既設セグメントＳ２の側方における取付準備位置まで移動させる（Ｓ３）。この移動は、エレクタＥによる旋回移動およびシールドトンネルの断面半径方向への２段階の移動によって行われる。組立位置とは、取付位置に移動させられる前の段階として、粗い調整のもとで既設セグメントＳ２の近傍にまで移動させられた状態の位置であり、取付準備位置に相当する。組立対象セグメントＳ１を取付準備位置に移動させる際には、組立対象セグメントＳ１を押し込むシールドジャッキ７，７…はいずれも収縮させておき、既設セグメントＳ２を押さえるシールドジャッキ７，７…は、伸長させたままとして既設セグメントＳ２を押さえておく。
【００３７】
それから、組立対象セグメントＳ１の位置の微調整を行い、取付位置にセットする（Ｓ４）。この微調整の詳細については後に説明する。そうして微調整が済んだら、シールドジャッキ７によって組立対象セグメントＳ１を坑口方向に押し込むジャッキ押しを行い、既設セグメントＳ２に結合させる（Ｓ５）。このときのジャッキ押しの工程についても、後に説明する。それから、エレクタＥを待機位置に移動させる（Ｓ６）。そして、組み付けた組立対象セグメントＳ１がシールドトンネルの周方向の最後に組み付けるＫセグメントが完了したか否かを判断する（Ｓ７）。その結果、Ｋセグメントが完了していなければ、ステップＳ２に戻って次の組立対象セグメントの組み付けを行い、Ｋセグメントの組み付けが完了していれば、周方向のセグメントの組立が完了する。
【００３８】
次に、本実施形態に係る組立方法における特徴的な部分であるジャッキ押しの前工程である微調整の工程について説明する。図９は、本実施形態に係るセグメントの組立方法における微調整工程を示すフローチャート、図１０はその微調整工程における組立対象セグメントの動きを示す工程図である。
【００３９】
粗調整によって取付準備位置まで組立対象セグメントＳ１を搬送したら、微調整が開始される。微調整が開始されると、まず組立対象セグメントＳ１が最終セグメント（Ｋセグメント）であるか否かを判断する（Ｓ１１）。その結果、Ｋセグメントであると判断したら、把持ずれ工程へと進む（Ｓ１４）。一方、Ｋセグメントでないと判断したら、摺動軸第１押付工程へ移る（Ｓ１２）。ここでいう摺動軸とは、組立対象セグメントＳ１を坑口側セグメントＳ３方向へ押し付ける方向に沿った軸をいう。
【００４０】
摺動軸第１押付工程では、Ｎｏ１セグメントと他のセグメントで異なる。Ｎｏ１セグメントの場合には、所定角度の旋回を行う。またＮｏ１セグメントでない場合には、段差計測センサ３，３…によって既設セグメントＳ２との間におけるリング間段差を計測する。それから、ヨーイング軸倣い圧力、摺動軸倣い圧力をそれぞれ設定し、摺動軸押付を行う。摺動軸押付を行う際には、図１０（ａ）に示すように、把持装置１における把持爪１１，１２で組立対象セグメントＳ１を把持して、摺動軸方向に移動させる。そして、組立対象セグメントＳ１における雄型ジョイント部材３３，３３…を既に組み立てられている坑口側セグメントＳ３に当接させる。このように雄型ジョイント部材３３，３３…を坑口側セグメントＳ３に当接させることにより組立対象セグメントＳ１の摺動軸方向の位置合わせが行われる。ここで、把持爪１１，１２は、組立対象セグメントＳ１の前方面および後方面と接触して組立対象セグメントＳ１を把持しているので、坑口側把持爪１１が坑口側セグメントＳ３にあたってしまうことが懸念される。この点、本実施形態に係る把持装置１では、図６に示す雄型ジョイント部材３３が組立対象セグメントＳ１の後方面から突出する突出量よりも図３に示す坑口側把持爪１１の厚みの方が小さくされている。このため、雄型ジョイント部材３３を坑口側セグメントＳ３に当接させる際に、把持装置１における坑口側把持爪１１が雄型ジョイント部材３３に当たらないようにすることができる。その後、所定の検査を経て摺動軸押付第１工程が終了する。
【００４１】
摺動軸第１押付工程が済んだら、摺動軸第１離反工程へと進む（Ｓ１３）。摺動軸第１離反工程では、まず、摺動軸、ヨーイング軸の位置をリセットし、その後、図１０（ｂ）に示すように、摺動軸に沿って坑口側セグメントＳ３から離反する方向に組立対象セグメントＳ１を移動させる。その後、ローリング軸等の微修正を行って摺動軸第１離反工程が終了する。このように摺動軸第１離反を行うことにより、後の工程である旋回軸押し付けや段差修正等の際に、組立対象セグメントＳ１における雄型ジョイント部材３３，３３…と坑口側セグメントＳ３とが擦れないようにしている。また、摺動軸第１離反を行う際の組立対象セグメントＳ１の切羽側への離反移動量は、切欠き部３１の前後方向の幅よりも大きくする。
【００４２】
摺動軸第１押付工程および摺動軸第１離反工程を行う間、収縮していたシールドジャッキ７，７…を徐々に伸長させておき、摺動軸第１離反工程を終えた後には、組立対象セグメントＳ１の前方面からわずかに前方に離間した位置に位置させておく。
【００４３】
摺動軸第１離反工程が終了すると、把持ずれ補正を行う（Ｓ１４）。把持ずれ補正は、把持ずれ補正用の計測を行い、ローリング軸などの所定軸の位置を修正することにより行われる。
【００４４】
把持ずれ補正が済んだら、組立対象セグメントＳ１がＮｏ１セグメントまたはＫセグメントであるか、それとも他のセグメントであるかの判断を行い（Ｓ１５）、その結果によって処理が異なる。Ｎｏ１セグメントまたはＫセグメントである場合には、ステップＳ１８に進む。一方、Ｎｏ１セグメントおよびＫセグメントのいずれでもない場合には、旋回軸押付を行う（Ｓ１６）。旋回軸押付は、図１０（ｃ）に示すように、把持装置１で組立対象セグメントＳ１を把持したまま、エレクタＥをシールドトンネルの周方向に移動させ、既設セグメントＳ２側に移動させることにより行われる。旋回軸押付工程では、図１０（ｃ）に示すように、組立対象セグメントＳ１における既設セグメントＳ２側の側面が、既設セグメントＳ２における組立対象セグメントＳ１側の側面に接するまで組立対象セグメントＳ１を移動させる。このとき、組立対象セグメントＳ１は、摺動軸第１離反工程において、切欠き部３１よりも長い距離を切羽側に移動させられているので、既設セグメントＳ２の切欠き部３１に取り付けられたコッタ型継ぎ手４に組立対象セグメントＳ１の側面がぶつからないようにすることができる。
【００４５】
こうして旋回軸押付が済んだら、続いて旋回軸離反が行われる（Ｓ１７）。旋回軸離反は、組立対象セグメントＳ１をシールドトンネルの周方向に沿って既設セグメントＳ２から離反する方向に移動させることによって行われる。この旋回軸離反を行うことにより、組立対象セグメントＳ１を既設セグメントＳ２に結合させるために押し込む際に、組立対象セグメントＳ１の既設セグメントＳ２側の側面と既設セグメントＳ２における組立対象セグメントＳ１側の側面が擦れないようにすることができる。この旋回軸離反によって組立対象セグメントＳ１が既設セグメントＳ２から離反させられる距離はわずかであり、離反後の組立対象セグメントＳ１における既設セグメントＳ２側の側面と既設セグメントＳ２における組立対象セグメントＳ１側の側面との距離は、コッタ型継ぎ手４における嵌入部４２，４３の離間距離よりも短いものである。
【００４６】
続いて、旋回軸離反工程が済んだら、第１段差修正が行われる（Ｓ１８）。第１段差修正は、段差計測センサ３を用いて行われる。まず、段差計測センサ３によって組立対象セグメントＳ１と隣接する既設セグメントＳ２との間の段差を計測し、その計測結果に基づいて、適宜ローリング軸に沿った移動などの修正を行う。このような修正を複数回繰り返し、組立対象セグメントＳ１と既設セグメントＳ２との間の段差が許容範囲内に収まったら、第１段差修正を終了する。一方、所定回数の段差修正を行ったにもかかわらず段差が許容範囲内に収まらない場合には、次工程に進む前の警告を発するなどの処理を行う。
【００４７】
こうして、第１段差修正が済んだら、摺動軸第２押付を行う（Ｓ１９）。摺動軸第２押付を行う際には、まずヨーイング軸および摺動軸方向へのそれぞれ押付圧力を設定し、組立対象セグメントＳ１を、坑口側セグメントＳ３の方向に押し付けて移動させる。この移動の際には、把持装置１とともにシールドジャッキ７を用いる。そして、所定量押し込んだ後、坑口側把持爪１１を解放させる。坑口側把持爪１１を解放させる際には、第１シリンダ１４を収縮させて坑口側把持爪１１を上昇させる。このように、坑口側把持爪１１は、組立対象セグメントＳ１の解放する際、組立対象セグメントＳ１の厚み方向にスライドするように移動する。したがって、組立対象セグメントＳ１と坑口側セグメントＳ３との間が狭くても、容易に坑口側把持爪１１を解放させることができる。
【００４８】
それから、さらに把持装置１における切羽側把持爪１２およびシールドジャッキ７を用いて組立対象セグメントＳ１を所定量押し込んだ後、段差計測センサ３，３…を用いて第２段差修正を行う（Ｓ２０）。その後、切羽側把持爪１２を解放させる。こうして、摺動軸第２押付が終了する。
【００４９】
ここまでの工程によって、組立対象セグメントＳ１の位置の微調整（Ｓ４）が終了する。
【００５０】
続いて、微修正が済んだ後のジャッキ押しの工程について図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係るジャッキ押しの工程を説明する工程図である。
【００５１】
図９に示すフローにしたがって組立対象セグメントＳ１の位置の微調整が済んだら、図１１（ａ）に示すように、既設セグメントＳ２にもっとも近い側のシールドジャッキ７Ａを伸長させて、組立対象セグメントＳ１における既設セグメントＳ２側の端部を押し込む。こうして、シールドジャッキ７Ａによって組立対象セグメントＳ１の接合位置を押し込む。すると、組立対象セグメントＳ１における切欠き部３１にコッタ型継ぎ手４が挿入され、組立対象セグメントＳ１とともにシールドジャッキ７Ａの伸長方向に対する力が働く。このとき、バックアップ材４４が坑口側セグメントＳ３に当接しているので、その反力によってコッタ型継ぎ手４の移動が抑制され、組立対象セグメントＳ１に対して相対的に移動し、組立対象セグメントＳ１の切欠き部３１のさらに奥深くに挿入される。そして、コッタ型継ぎ手４が組立対象セグメントＳ１の切欠き部３１に挿入されることにより、組立対象セグメントＳ１が既設セグメントＳ２に結合される。
【００５２】
ここで、組立対象セグメントＳ１を押し付けるにあたり、既設セグメントＳ２にもっとも近い側のシールドジャッキ７Ａのみを伸長させて、他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄを伸長させることなく、組立対象セグメントＳ１における既設セグメントＳ２側の端部である接合位置を押し込んでいる。このため、コッタ型継ぎ手４にはシールドジャッキ７Ａによる押圧力が直接伝達される。したがって、コッタ型継ぎ手４には、その進み方向である摺動軸方向に沿って力がまっすぐに加わるので、バックアップ材４４はまっすぐに潰れる。
【００５３】
コッタ型継ぎ手４に対して、摺動軸方向に力が加わると、コッタ型継ぎ手４が組立対象セグメントＳ１における切欠き部３１に挿入されて、組立対象セグメントＳ１と既設セグメントＳ２とが結合される。このとき、コッタ型継ぎ手４に摺動軸方向に沿ってのみ押圧力が加わり、他の方向には押圧力が加わらないことから、組立対象セグメントＳ１における切欠き部３１にコッタ型継ぎ手４が確実に挿入される。こうして、組立対象セグメントＳ１および既設セグメントＳ２のそれぞれの切欠き部３１，３１がコッタ型継ぎ手４によって締結され、組立対象セグメントＳ１と既設セグメントＳ２とを確実に結合することができる。
【００５４】
こうして、まず、もっとも既設セグメントＳ２側に位置するシールドジャッキ７Ａによって組立対象セグメントＳ１の結合位置を押圧したら、図１１（ｂ）に示すように、シールドジャッキ７Ａに他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄを加えて、４本のシールドジャッキ７Ａ〜７Ｄで組立対象セグメントＳ１を摺動軸方向に押圧する。そして、組立対象セグメントＳ１を既設セグメントＳ２に結合させることができる。
【００５５】
このように、既設セグメントＳ２との結合位置に位置するシールドジャッキ７Ａで組立対象セグメントＳ１を押圧した後、その他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄも加えて組立対象セグメントＳ１を押圧することにより、組立対象セグメントＳ１と既設セグメントＳ２とを確実に結合させることができる。
【００５６】
また、シールドジャッキ７Ａ〜７Ｄによって組立対象セグメントＳ１を押し込むことにより、組立対象セグメントＳ１における雄型ジョイント部材３３，３３…が、坑口側セグメントＳ３における雌型ジョイント部材３４，３４…にそれぞれ挿入される。このとき、まず組立対象セグメントＳ１の結合位置をシールドジャッキ７Ａによって押し込み、続いて他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄも加えて押し込んでいる。このため、コッタ型継ぎ手４が組立対象セグメントＳ１の切欠き部３１に挿入される際の抵抗力にかかわらず、組立対象セグメントＳ１を摺動軸方向に沿った方向に確実に移動させることができる。したがって、組立対象セグメントＳ１における雄型ジョイント部材３３，３３…を坑口側セグメントＳ３の雌型ジョイント部材３４，３４…に確実に挿入することができる。
【００５７】
ところで、組立対象セグメントＳ１を押し込む際のシールドジャッキ７の押し込み力と組立対象セグメントＳ１の変位量との関係を図１２に示す。図１２から判るように、組立対象セグメントＳ１を押し込む際には、変位が浅い第１区間ａでは、ほぼ一定の押し込み力となる。この第１区間ａは、組立対象セグメントＳ１を押し込むための負荷がかかっていない、無負荷区間である。それから少し変位が進んだ第２区間ｂでは、押し込み力が増大する。この第２区間ｂは、コッタ型継ぎ手４やジョイント部材３３，３４が順次締結されている区間である。
【００５８】
さらに変位が進んだ第３区間ｃでは、再び押し込み力がほぼ一定となる。この第３区間は、コッタ型継ぎ手４の締結力がバックアップ材４４によって安定化させられている区間である。それからさらに変位が進んだ第４区間ｄでは押し込み力が増大する。この第４区間ｄは、コッタ型継ぎ手４やジョイント部材３３，３４の締結反力に加え、図示しないシール材の圧縮反力およびセグメントの押付反力が付加されている区間である。
【００５９】
このように、バックアップ材４４を用いると、第１区間ａ〜第４区間ｄの間で、押し込み力は略一定→上昇→略一定→上昇という工程で変化する。したがって、バックアップ材４４が潰される際に生じる押し込み力が略一定の区間を確認するような監視を行うことにより、コッタ型継ぎ手４が組立対象セグメントＳ１の切欠き部３１に挿入されていることを確認することができる。
【００６０】
このほか、実際の押し込み力と押し込み量（変位量）との関係を調べるための実験を行った際の結果を図１３に示す。
【００６１】
図１３に示すように、Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５，Ｂ７の例は、バックアップ材４４がきれいに潰れた例であり、図１２に示す第１区間ａ，第３区間ｃのような押し込み力が略一定の２つの区間が見られる。このように、組立対象セグメントＳ１の変位量とそのときの押し込み力を監視することにより、接合が確実に行われたことを監視することができる。
【００６２】
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、結合位置におけるシールドジャッキ７Ａを動かしてから、他のシールドジャッキ７Ｂ〜７Ｄを動かすようにしているが、たとえばコッタ型継ぎ手４が組立対象セグメントＳ１の切欠き部３１に挿入されるまで、すべてのシールドジャッキ７Ａ〜７Ｄで組立対象セグメントＳ１を押し込み、その後わずかにシールドジャッキ７Ａでの押し込みを行った後、さらにすべてのシールドジャッキ７Ａ〜７Ｄで押し込みを行う態様とすることができる。また、上記実施形態では、エレクタＥにおける回転支持部材２でセグメントＳを吊持しているが、これを用いず、把持装置１，１のみでセグメントＳを搬送する態様とすることもできる。さらに、把持装置１，１による把持を確実に行うことができるようにするために、セグメントＳにおける把持爪１１，１２が把持する位置に、切欠き等を形成しておく態様とすることもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、シールドトンネルのセグメントを組み立てる際に、セグメントを確実に押し込むことができ、しかもセグメントを確実に把持しながら搬送できるようにしたシールドトンネルにおけるセグメントの組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セグメントの組立方法に用いるセグメントの組立装置の平面図である。
【図２】セグメントの組立方法に用いるセグメントの組立装置の正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】シールドジャッキでセグメントを押し込む状態を示す斜視図である。
【図６】セグメントの斜視図である。
【図７】（ａ）はバックアップ材が潰れる前のコッタ型継ぎ手の平面図、（ｂ）はバックアップ材が潰れた後のコッタ型継ぎ手の平面図である。
【図８】組立対象セグメントを取付位置に配置して押し込むまでの全体の流れを示すフローチャートである。
【図９】セグメントの組立方法における微調整工程を示すフローチャートである。
【図１０】微調整工程における組立対象セグメントの動きを示す工程図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係るジャッキ押しの工程を説明する工程図である。
【図１２】セグメントを押し込む際のシールドジャッキの押し込み力とセグメントの変位量との関係を示すグラフである。
【図１３】実際の押し込み力と押し込み量との関係を調べるための実験を行った際の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…把持装置
２…回転係止部材
３…段差計測センサ
４…コッタ型継ぎ手
１１…坑口側把持爪
１２…切羽側把持爪
２１…支持部材
２２…係止具
３１…切欠き部
３２…孔部
３３…雄型ジョイント部材
３４…雌型ジョイント部材
４１…本体部
４２，４３…嵌入部
４４…バックアップ材
７（７Ａ〜７Ｄ）…シールドジャッキ
Ｅ…エレクタ
Ｓ…セグメント
Ｓ１…組立対象セグメント
Ｓ２…既設セグメント
Ｓ３…坑口側セグメント
【図１】
2004300751.tif 000003
【図２】
2004300751.tif 000004
【図３】
2004300751.tif 000005
【図４】
2004300751.tif 000006
【図５】
2004300751.tif 000007
【図６】
2004300751.tif 000008
【図７】
2004300751.tif 000009
【図８】
2004300751.tif 000010
【図９】
2004300751.tif 000011
【図１０】
2004300751.tif 000012
【図１１】
2004300751.tif 000013
【図１２】
2004300751.tif 000014
【図１３】
2004300751.tif 000015