(57)【要約】【課題】シールドトンネル、特に小口径のシールドトンネルにおいて、セグメント台車がシールドトンネルの中心線よりも平面的に側方にずれて配置される場合であっても、セグメント台車からエレクターの近傍までのセグメントの搬送を安全に行えるようにする。【解決手段】シールドトンネルＴを構築する際に、セグメント３を積載するセグメント台車５がシールドトンネルＴの中心線より平面的に側方にずれて配置されている。セグメント搬送装置は、前記セグメント台車５から前記エレクター２の近傍まで延びるホイストレール６と、セグメント３を吊り下げて前記ホイストレール６に沿って走行可能なホイスト７とを備える。前記ホイストレール６は、平面的に、前端部がシールドトンネルＴの中心線上に位置し、中間部がＳ字状に曲がって、後端部が前記セグメント台車の中心線上に位置する。【選択図】図１
2007231560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルを構築する際に、セグメントを積載するセグメント台車がシールドトンネルの中心線より平面的に側方にずれて配置されている状態で、このセグメント台車上からその前方でセグメントを組み立てるエレクターの近傍までセグメントを搬送するセグメント搬送装置であって、
前記セグメント台車から前記エレクターの近傍まで延びるホイストレールと、セグメントを吊り下げて前記ホイストレールに沿って走行可能なホイストとを備え、
前記ホイストレールは、平面的に、前端部がシールドトンネルの中心線上に位置し、中間部がＳ字状に曲がって、後端部が前記セグメント台車の中心線上に位置することを特徴とするセグメント搬送装置。
【請求項２】
前記ホイストレールの前端部が、前記エレクターの近傍においてシールド掘進機に連結され、
前記ホイストレールの後端部が、シールド掘進機に牽引され前記セグメント台車と並行して走行する後方台車から前記セグメント台車側へ張り出した支持部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のセグメント搬送装置。
【請求項３】
シールドトンネルを構築する際に、セグメントを積載するセグメント台車がシールドトンネルの中心線より平面的に側方にずれて配置されている状態で、このセグメント台車上からその前方でセグメントを組み立てるエレクターの近傍までセグメントを搬送するセグメント搬送方法であって、
前記シールドトンネル内に、前記セグメント台車から前記エレクターの近傍まで延びるホイストレールと、セグメントを吊り下げて前記ホイストレールに沿って走行可能なホイストとを設け、
前記ホイストレールの中間部が平面的にＳ字状に曲がって形成され、前記ホイストレールの前端部をシールドトンネルの中心線上に位置させ、後端部を前記セグメント台車の中心線上に位置させて、
前記ホイストレールに沿って前記ホイストが前記セグメント台車の中心線上からシールドトンネルの中心線上へ移動してセグメントを搬送することを特徴とするセグメント搬送方法。
【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、特に小口径のシールドトンネルの構築において、セグメント台車上のセグメントをエレクターの近傍まで搬送するセグメント搬送装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルの構築は、シールド掘進機により地山を掘削して、掘削したトンネル内周面に沿って、シールド掘進機の後部に設けられたエレクターによって複数のセグメントを順次リング状に組み立てて行っている。これらのセグメントは、シールドトンネル内を走行するセグメント台車によってシールド掘進機の後方に設けられたホイスト等の位置まで搬入され、そこからホイスト等によって吊り上がられホイストレールに沿ってエレクターの近傍まで搬送されている。
【０００３】
ここで、エレクターがセグメントを把持する位置は、トンネルの中心線上に位置している。そのため、平面的にみて、ホイストレールはシールドトンネルの中心線に沿って真っ直ぐに延び、ホイスト等はシールドトンネルの中心線上を走行し、セグメントがトンネルの中心線上を移動して搬送されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、シールドトンネル内には、セグメント台車の他に、油圧機器、電気機器などを搭載するための後方台車が、シールド掘進機に牽引されて走行している。そして、セグメント台車と後方台車は、シールドトンネル内を並行して配置されている。
【０００５】
ところで、近年のシールドトンネル工事の傾向として、大口径（地下鉄等）のものが減少し、小口径（雨水幹線、汚水幹線、上水道ケーブルトンネル等）のものが増加している。そして、小口径のシールドトンネル工事においては、工期の短縮を目的として、従来のスチールセグメントと二次覆工との組合せに代えて、二次覆工省略型の鉄筋コンクリートセグメントを利用する例が増えてきている。
【特許文献１】特開平９−２５６７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような小口径シールドトンネルでは、その断面が小さく内部空間が狭くなるため、
セグメント台車と後方台車をそれぞれ片側に寄せて配置せざるをえない。そのため、セグメント台車は、シールドトンネルの中心線よりも平面的に側方にずれて配置されることになる。
【０００７】
しかし、従来のホイスト等の吊り位置は、前述したようにシールドトンネルの中心線上にあり、セグメント台車の中心線の位置とずれている。このような状態では、セグメントをホイスト等で斜め方向から吊り上げることになり、セグメントが振れて既に組み立てられたセグメント内壁面、シールドトンネル内の機器などに接触し、セグメントが欠けたり、機器を破損したりする恐れがあった。さらに、ホイスト等で斜め吊りした状態でセグメントを移動する際にも、機器等との接触に細心の注意を払わなければならなかった。
【０００８】
また、セグメントとしてスチールセグメントを用いる場合には軽いのでぶつけても欠ける恐れは少ないが、鉄筋コンクリートセグメントを用いる場合には重量が重く（１ピース１．０ｔ弱）、欠けやすいため取扱いが難しかった。
【０００９】
本発明の課題は、シールドトンネル、特に小口径のシールドトンネルにおいて、セグメント台車がシールドトンネルの中心線よりも平面的に側方にずれて配置される場合であっても、セグメント台車からエレクターの近傍までのセグメントの搬送を安全に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、シールドトンネルＴを構築する際に、セグメント３を積載するセグメント台車５がシールドトンネルＴの中心線より平面的に側方にずれて配置されている状態で、このセグメント台車５上からその前方でセグメント３を組み立てるエレクター２の近傍までセグメント３を搬送するセグメント搬送装置であって、前記セグメント台車５から前記エレクター２の近傍まで延びるホイストレール６と、セグメント３を吊り下げて前記ホイストレール６に沿って走行可能なホイスト７とを備え、前記ホイストレール６は、平面的に、前端部がシールドトンネルＴの中心線上に位置し、中間部がＳ字状に曲がって、後端部が前記セグメント台車の中心線上に位置することを特徴とする。
【００１１】
このように、ホイストレール６の後端部を平面的にセグメント台車５の中心線上に位置させることにより、ホイスト７の吊上げ位置がセグメント台車５の中心線に平面的に一致し、セグメント３の吊上げが、斜め方向からではなく真上からとなり、セグメント３を振れさせることなく安全に行うことができる。そして、ホイストレール６の中間部を平面的にＳ字状に曲げることにより、セグメント３の移動を、セグメント３を斜め吊りした状態でなく真下に吊り下げた状態で安全に行うことができる。また、ホイストレール６の前端部を平面的にシールドトンネルＴの中心線上に位置させることにより、従来と同様に、エレクター２によるセグメント３の組立てが容易に行われる。したがって、セグメント３をセグメント台車５上からエレクター２の近傍まで安全に搬送することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセグメント搬送装置において、例えば図１に示すように、前記ホイストレール６の前端部が、前記エレクター２の近傍においてシールド掘進機１に連結され、前記ホイストレール６の後端部が、シールド掘進機１に牽引され前記セグメント台車５と並行して走行する後方台車８から前記セグメント台車５側へ張り出した支持部材１３に連結されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、ホイストレール６の前端をエレクター２の近傍においてシールド掘進機１に連結し、ホイストレール６の後端をシールド掘進機１に牽引され前記セグメント台車５と並行して走行する後方台車８からセグメント台車５側へ張り出した支持部材１３に連結することにより、セグメントとしてボルトレスセグメントを採用して、セグメントに対して吊りピースの設置が不可能となる場合であっても、シールドトンネルＴ内にホイストレール６を設置することができ、セグメントを安全に搬送することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のセグメント搬送方法において、例えば図１に示すように、シールドトンネルＴを構築する際に、セグメント３を積載するセグメント台車５がシールドトンネルＴの中心線より平面的に側方にずれて配置されている状態で、このセグメント台車５上からその前方でセグメント３を組み立てるエレクター２の近傍までセグメント３を搬送するセグメント搬送方法であって、前記シールドトンネルＴ内に、前記セグメント台車５から前記エレクター２の近傍まで延びるホイストレール６と、セグメント３を吊り下げて前記ホイストレール６に沿って走行可能なホイスト７とを設け、前記ホイストレール６の中間部が平面的にＳ字状に曲がって形成され、前記ホイストレール６の前端部をシールドトンネルＴの中心線上に位置させ、後端部を前記セグメント台車５の中心線上に位置させて、前記ホイストレール６に沿って前記ホイスト７が前記セグメント台車５の中心線上からシールドトンネルＴの中心線上へ移動してセグメント３を搬送することを特徴とする。
【００１５】
ここで、セグメントとしては、鉄筋コンクリートセグメント、スチールセグメント、ダクタイルセグメントなどが挙げられるが、接触により破損しやすい鉄筋コンクリートセグメントに対して好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シールドトンネルを構築する際に、セグメントを積載するセグメント台車がシールドトンネルの中心線より側方にずれて配置されている状態であっても、シールドトンネル内に、平面的に、前端部がシールドトンネルの中心線上に位置し、中間部がＳ字状に曲がって、後端部がセグメント台車の中心線上に位置するホイストレールを設けているので、セグメントを、セグメント台車からホイストにより真上に吊り上げ、ホイストレールに沿ってセグメント台車の中心線上からシールドトンネルの中心線上へセグメントを移動することができ、エレクターの近傍まで安全に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１から６に示すように、本実施の形態のセグメント搬送装置及びその方法は、鉄筋コンクリートセグメント３（以下、「セグメント３」という。）を組み立てる、小口径のシールドトンネルＴ（以下、「トンネルＴ」という。）の構築に適用したものである。
【００１８】
トンネルＴの構築は、図１、２に示すように、シールド掘進機１により地山を掘削して、掘削したトンネルＴの内周面に沿って、シールド掘進機１の後部に設けられたエレクター２によって複数のセグメント３を順次リング状に組み立てて行われる。
【００１９】
エレクター２は、その中心部の下方まで搬送されてきたセグメント３を把持して回転し、このセグメント３を掘削したトンネルＴの内周面の所定位置に取り付けるものである。そして、エレクター２によるセグメント３の把持位置は、平面的にみてトンネルＴの中心線上に位置している。さらに、エレクター２の下方から後方に向かって、トンネルＴ内の下部にローラコンベヤ４が配設されている。
【００２０】
セグメント３は、トンネルＴ内を走行するセグメント台車５によってシールド掘進機１の後方に設けられたホイストレール６の後端部付近まで搬入され、そこからホイスト７によって吊り上げられホイストレール６に沿ってエレクター２近傍のローラコンベヤ４まで搬送され、ローラコンベヤ４によってエレクター２の下方まで押し出される。
【００２１】
また、トンネルＴ内には、セグメント台車５の他に、油圧機器、電気機器などを搭載する後方台車８が走行している。トンネルＴ断面が小口径であるため、セグメント台車５と後方台車８とは、それぞれ片側に寄せて配置され、それぞれトンネルＴの中心線よりも平面的にみて側方にずれて配置されている。
【００２２】
なお、セグメント台車５及び後方台車８は、それぞれ複数編成で連結され、トンネルＴの横断方向に掛け渡された枕木９上に並行に敷設された２条のレール１０、１１上をそれぞれ走行するようになっている。これらのレール１０、１１は、掘進が進みトンネルＴ内壁の完成に伴って延長される。また、後方台車８は、シールド掘進機１に接続されて牽引され、その掘進に伴ってレール１１上を走行し前進する。セグメント台車５は、トンネルＴの入口側との間を往復してセグメント３を運び込むものであり、最後尾に連結されているバッテリー機関車１２に牽引されて走行する。
【００２３】
まず、本実施の形態のセグメント搬送装置について説明する。セグメント搬送装置は、図２に示すように、シールド掘進機１の後方に設けられ、トンネルＴ内の上部に架け渡されセグメント台車５からエレクター２の近傍まで延びるホイストレール６と、セグメント３を吊り下げてホイストレール６に沿って走行可能なホイスト７とを備えている。
【００２４】
ホイストレール６は、図１に示すように、平面的に、前端部がトンネルＴの中心線上に位置し、中間部がＳ字状に曲がって、後端部が前記セグメント台車５の中心線上に位置するように配置されている。具体的には、後方台車８よりも前方にあるセグメント台車５の中心線上の点とトンネルＴの中心線上の点をＳ字状の曲線で結ぶ曲線部と、この曲線部よりも前方及び後方でそれぞれトンネルＴの中心線上及びセグメント台車５の中心線上を延びる直線部とから構成されている。なお、曲線部は、それぞれの中心線から角度をもって斜め方向に延びる直線部を有していてもよい。
【００２５】
このように、ホイストレール６の後端部を平面的にセグメント台車５の中心線上に位置させているので、ホイスト７の吊上げ位置がセグメント台車５の中心線に平面的に一致し、セグメント３の吊上げが、斜め方向からではなく真上からとなり、セグメント３を振れさせることなく安全に行うことができる。そして、ホイストレール６の中間部を平面的にＳ字状に曲げているので、セグメント３の移動を、セグメント３を斜め吊りした状態でなく真下に吊り下げた状態で安全に行うことができる。また、ホイストレール６の前端部を平面的にトンネルＴの中心線上に位置させているので、従来と同様に、エレクター２によるセグメント３の組立てが容易に行われる。したがって、セグメント３をセグメント台車５上からエレクター２の近傍まで安全に搬送することができる。
【００２６】
ここで、ホイストレール６の前端部はエレクター２の近傍においてシールド掘進機１に連結され、ホイストレール６の後端部はシールド掘進機１に後方台車８からセグメント台車５側へ張り出した支持部材１３に連結されている。また、この支持部材１３は、セグメント３を積載した状態のセグメント台車５の走行に支障のない位置に配置され、この支持部材１３の端部は、トンネルＴ内面に所定間隔で取り付けられた複数のブラケット１４に掛け渡された補助レール１５によって支持されている。
【００２７】
このように、ホイストレール６の前端部及び後端部をそれぞれシールド掘進機１及び後方台車８からセグメント台車５側へ張り出した支持部材１３に連結するので、セグメント３としてボルトレスセグメント３を採用してセグメント３に対して吊りピースの設置が不可能となる場合であっても、トンネルＴ内にホイストレール６を設置することができ、セグメント３を安全に搬送することができる。
【００２８】
また、ホイストレール６は断面Ｈ形の鋼材から構成されており、その下側フランジにホイストレール６に沿って自走するホイスト７が係合されている。ホイスト７には、セグメント３を吊下するフックが巻上下自在に吊り下げられている。
【００２９】
次に、以上のように構成したセグメント搬送装置により、セグメント３をエレクター２の近傍まで搬送する方法を説明する。図１、２に示すように、セグメント３を積載したセグメント台車５は、ホイストレール６の後部の直線部に移動したホイスト７のフックの下方で停車させる。このとき、セグメント３は、図１、３及び４に示すように、長手方向をトンネルＴの中心線に平行にした状態で載せられている。
【００３０】
その状態で、図４に示すように、ホイスト７のフックを下降させ、セグメント３を把持して吊り上げる。吊り下げられたセグメント３を、図１、５に示すように、ホイストレール６に沿って、ローラコンベヤ４の上方まで移動させる。このとき、Ｓ字状に曲げられた中間部において、ホイスト７がセグメント台車５の中心線上からトンネルＴの中心線上へ移動してセグメント３を搬送することになる。
【００３１】
そして、ローラコンベヤ４の上方で、図１、６に示すように、セグメント３を９０度回転させて長手方向をトンネルＴの中心線と直角方向に向ける。その後、セグメント３を下降させてローラコンベヤ４上に載せる。ホイスト７は、ホイストレール６に沿って往復して作業を繰り返し行う。
【００３２】
以上のように、トンネルＴを構築する際に、セグメント３を積載するセグメント台車５がトンネルＴの中心線より側方にずれて配置されている状態であっても、セグメント３を、セグメント台車５からホイスト７により真上に吊り上げ、ホイストレール６に沿ってセグメント台車５の中心線上からトンネルＴの中心線上へセグメント３を移動することができ、エレクター２の近傍まで安全に搬送することができる。
【００３３】
なお、以上の実施の形態においては、セグメントを鉄筋コンクリートセグメントとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スチールセグメント、ダクタイルセグメントなどであっても良い。また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を適用した一実施の形態のセグメント搬送装置及びその方法を説明するためのシールドトンネルの平断面図である。
【図２】本発明を適用した一実施の形態のセグメント搬送装置及びその方法を説明するためのシールドトンネルの側断面図である。
【図３】図１、２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１、２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１、２におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図１、２におけるＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シールド掘進機
２  エレクター
３  セグメント
４  ローラコンベヤ
５  セグメント台車
６  ホイストレール
７  ホイスト
８  後方台車
９  枕木
１０、１１  レール
１２  バッテリー機関車
１３  支持部材
１４  ブラケット
Ｔ  シールドトンネル
【図１】
2007231560.tif 000003
【図２】
2007231560.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007231560.tif 000007
【図６】
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