(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブから常時突出している非摺動部をジャッキロッドに設けた推進用ジャッキで推進しながら地中を掘進する地中掘進機に設置され、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の後部の内周面に沿って巻き、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部を接合する防水シートの敷設装置において、巻かれた新設防水シートを沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレームと、この防水シート受けフレームの内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレームを支持する支持フレームと、新設防水シートを防水シート受けフレームに固定するための新設防水シート固定装置とを設け、この新設防水シート固定装置を支持フレームに設置するとともに、推進用ジャッキのジャッキロッドの非摺動部に支持フレームを着脱可能に固定できるようにしたことを特徴とする防水シートの敷設装置。
【請求項２】
推進用ジャッキで推進しながら地中を掘進する地中掘進機に設置され、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の後部の内周面に沿って巻き、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部を接合する防水シートの敷設装置において、巻かれた新設防水シートを沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレームと、この防水シート受けフレームの内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレームを支持する支持フレームと、この支持フレームを防水シート受けフレームの軸方向に移動させる移動装置と、新設防水シートを防水シート受けフレームに固定するための新設防水シート固定装置とを設け、この新設防水シート固定装置を支持フレームに設置するとともに、移動装置による支持フレームの移動量を制御する制御装置を設けて、地中掘進機の推進距離に相当する距離だけ地中掘進機の推進方向と反対方向に支持フレームを移動させるよう移動装置の移動量を制御するようにしたことを特徴とする防水シートの敷設装置。
【請求項３】
支持フレームに、既設防水シートを防水シート受けフレームに固定するための既設防水シート固定装置を付設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防水シートの敷設装置。
【請求項４】
支持フレームに、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部を接合するための接合装置を設置したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の防水シートの敷設装置。
【請求項５】
支持フレームに、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の内周面に沿って巻くための防水シートの巻立て装置を設置したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の防水シートの敷設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、シールド掘進機等の地中掘進機で掘削した地下坑内への漏水を防止するため、防水シートを地下坑周壁に沿って敷設する作業を行うための防水シートの敷設装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法では、掘削した地下坑の周壁内側に沿ってセグメントを組み立てるが、この組み立てられたセグメントには、多数の継ぎ目があり、年月がたつとクラックも発生するため、地下坑内に漏水が起こる恐れがある。こうしたことから、掘削した地下坑の周辺地山とセグメントとの間に、セグメントの外周を包囲するように防水シートを筒状に設置して、地下坑内への漏水を防止する方法が採られている。防水シートをこうした態様で設置する技術は、従来から各種技術が提案されているが、有力な技術として、例えば、特開平７ー２１７３８９号公報や特開平１０ー６８２９９号公報に記載の技術を挙げることができる。
【０００３】
これらの公開特許公報に係る従来の技術は、新しく布設しようとする新設防水シートを、すでに筒状に布設されている既設防水シートに対し、隣接する縁部同士を、シールド掘進機胴体の後部をなすテールプレート内でラップさせながら巻き、その結果形成された環状の防水シートのラップ部を接合して、順次継ぎ足して行くことにより、地下坑の周辺地山とセグメントとの間に防水シートを筒状に設置するようにしたものである。このように新設防水シートを既設防水シートとラップするように巻き立てて（筒状に巻き）そのラップ部を接合する作業を、ここでは防水シートの敷設と称し、その作業を行うための装置を、ここでは防水シートの敷設装置と称する。
【０００４】
この防水シートの敷設装置は、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の内周面に沿って巻くための防水シートの巻立て装置と、この防水シートの巻立て装置により形成された新設防水シートと既設防水シートのラップ部を接合するための接合装置とを備えている。このうち、防水シートの巻立て装置は、通常、シールド掘進機内に備え付けられており、シールド掘進機側に固定された状態で使用する。一方、接合装置には、シールド掘進機側に固定して使用するものと、自走式溶着機のように防水シートのラップ部を挟持しながら自走させてシールド掘進機には拘束されない状態で使用するものとがある。この種の自走式溶着機は、前記特開平１０ー６８２９９号公報に係る従来の技術でも用いられており、周知技術に属する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうした防水シートの敷設装置が設置されるシールド掘進機では、セグメント１リング分の長さ掘進する際に、通常、シールド掘進機の掘進工程とセグメントの組立工程の二工程が実施される。そのため、防水シートの敷設作業は、これらの工程の何れかを実施する際に行われる。このうち、セグメントの組立工程を実施する際に防水シートの敷設作業を行う方法は、セグメントの組立作業と防水シートを敷設する作業とを近接区域で同時に行うため、作業の安全性に十分に注意する必要がある。こうしたことから、防水シートの敷設作業は、できれば、シールド掘進機の掘進工程を実施する際に行うことが望ましい。
【０００６】
ところが、掘進工程を実施する際に防水シートの敷設作業を行う場合には、既設防水シートは、位置が不変の地下坑側に固定されいるのに対して、新設防水シートは、シールド掘進機の掘進時に前進するテールプレート側に置かれているため、掘進中に、従来の技術に係る防水シートの敷設装置により防水シートの敷設作業を行うと、新設防水シートがテールプレートに随伴して前進して既設防水シートから離れるように移動する。そのため、接合部となる新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅が掘進中に次第に減少するように変動して、特に作業に長時間を要する防水シートの接合作業では、こうした事態が生じると、防水シートを適正に接合することができなくなる。
【０００７】
以上、防水シートの接合作業を実施する場合における従来の技術の問題点について、シールド掘進機で実施する場合を例にして述べたが、従来の技術を、推進用ジャッキで推進する他の地中掘進機に適用して実施する場合にも、当然同様の問題が生じる。
【０００８】
この出願の発明は、こうした従来の技術にみられる問題を解決するために創作されたものであって、その技術課題は、地中掘進機の掘進中に防水シートの敷設作業を行っても、新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅が変動しない防水シートの敷設装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明のこうした技術課題は、次に示す二通りの手段により解決することができる。
【００１０】
１）シリンダチューブから常時突出している非摺動部をジャッキロッドに設けた推進用ジャッキで推進しながら地中を掘進する地中掘進機に設置され、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の後部の内周面に沿って巻き、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部を接合する防水シートの敷設装置において、
巻かれた新設防水シートを沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレームと、この防水シート受けフレームの内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレームを支持する支持フレームと、新設防水シートを防水シート受けフレームに固定するための新設防水シート固定装置とを設け、この新設防水シート固定装置を支持フレームに設置するとともに、推進用ジャッキのジャッキロッドの非摺動部に支持フレームを着脱可能に固定できるようにする。
【００１１】
２）推進用ジャッキで推進しながら地中を掘進する地中掘進機に設置され、新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるように地中掘進機胴体の後部の内周面に沿って巻き、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部を接合する防水シートの敷設装置において、
巻かれた新設防水シートを沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレームと、この防水シート受けフレームの内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレームを支持する支持フレームと、この支持フレームを防水シート受けフレームの軸方向に移動させる移動装置と、新設防水シートを防水シート受けフレームに固定するための新設防水シート固定装置とを設け、この新設防水シート固定装置を支持フレームに設置するとともに、移動装置による支持フレームの移動量を制御する制御装置を設けて、地中掘進機の推進距離に相当する距離だけ地中掘進機の推進方向と反対方向に支持フレームを移動させるよう移動装置の移動量を制御するようにする。
【００１２】
前記１）の手段を採用したこの出願の第１番目の発明においては、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部の接合作業を地中掘進機の掘進中に行おうとする場合、支持フレームを推進用ジャッキのジャッキロッドの非摺動部に固定するとともに新設防水シートを新設防水シート固定装置で防水シート受けフレームに固定した後、推進用ジャッキを伸ばして地中掘進機を推進ながらそのラップ部の接合作業を行う。そうすると、地中掘進機は、推進されて前進するが、支持フレームは、地中掘進機の推進時でも摺動しない推進用ジャッキのジャッキロッドの非摺動部に固定されていて、既設防水シートに対して防水シート受けフレームの軸方向に移動しないため、この支持フレームに支持されている防水シート受けフレームもその軸方向に移動せず、静止したままの状態を保つ。
【００１３】
その結果、防水シート受けフレームに固定されている新設防水シートも静止状態を保持するため、接合部となる新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅が従来の技術のように掘進中に変動するようなことはない。本発明によれば、このように地中掘進機の掘進中でも防水シートの接合部の幅が変動しないため、新設防水シートと既設防水シートとを、両防水シートのラップ部の全周にわたって均一に接合することができて良好な状態で接合することができる。
【００１４】
こうして防水シートの接合作業を終了した後には、防水シート受けフレームへの新設防水シートの固定を解除した後、推進用ジャッキを縮めることにより、支持フレームを推進用ジャッキのジャッキロッドに固定したまま前進させる。そうすると、この支持フレームと共に防水シート受けフレームや新設防水シート固定装置も前方に移動して新たな新設防水シートを敷設できる態勢が準備されるとともに、セグメントを組み立てる必要がある場合には、支持フレーム等の後方にセグメントの組立空間も確保される。
【００１５】
この組立空間でセグメントを組み立てるときには、セグメントピースの連結作業の邪魔になる一部の推進ジャッキを縮めて引っ込めるとともに、地中掘進機本体が切羽の土圧又は水圧により後退しないように他の推進ジャッキを伸ばして既設セグメントに押し当てた状態にし、こうした推進ジャッキの伸縮操作を周方向に向けて順次交替しながら繰り返す必要がある。本発明では、支持フレームを推進用ジャッキのジャッキロッドの非摺動部に着脱可能に固定することができるようにしているので、その推進用ジャッキの非摺動部への支持フレームの固定を解除することにより、支持フレームを固定するための推進用ジャッキについても、前記の伸縮操作を、防水シートの敷設装置とは切り離して自由に行うことができて、セグメントの組立作業を円滑に行うことができる。
【００１６】
前記２）の手段を採用したこの出願の第２番目の発明においては、新設防水シートと筒状の既設防水シートのラップ部の接合作業を地中掘進機の掘進中に行おうとする場合、新設防水シートを新設防水シート固定装置で防水シート受けフレームに固定した後、推進用ジャッキを伸ばして地中掘進機を推進ながらそのラップ部の接合作業を行う。そうすると、地中掘進機は、推進用ジャッキで推進されて前進し、新設防水シートは、地中掘進機に随伴して前進して既設防水シートから離れるように移動する。そのとき、制御装置は、支持フレームを移動させるための移動装置の移動量を制御して、支持フレームを地中掘進機の推進距離に相当する距離だけ地中掘進機の推進方向と反対方向に移動させるため、支持フレームは、防水シート受けフレームの軸方向に実質上移動せず、防水シート受けフレームも軸方向に移動しないで当初の位置を保持する。
【００１７】
その結果、防水シート受けフレームに固定されている新設防水シートも当初の位置を保持するため、この第２番目の発明でも、第１番目の発明と同様、接合部となる新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅が従来の技術のように掘進中に変動するようなことはない。このように地中掘進機の掘進中でも防水シートの接合部の幅が変動しないため、新設防水シートと既設防水シートとを、両防水シートのラップ部の全周にわたって均一に接合することができて良好な状態で接合することができる。
【００１８】
こうして防水シートの接合作業を終了した後には、移動装置を駆動することにより支持フレームを前進させると、この支持フレームと共に防水シート受けフレームや新設防水シート固定装置も前方に移動して新たな新設防水シートを敷設できる態勢が準備される。また、セグメントを組み立てる必要がある場合には、支持フレーム等の後方にセグメントの組立空間も確保される。この組立空間でセグメントを組み立てる場合、本発明では、支持フレームを推進用ジャッキとは無関係に移動装置により移動させるようにしているので、そのまま所望の推進用ジャッキを伸縮操作してセグメントを円滑に組み立てることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この出願の各発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図１２に基づいて説明することにより、各発明の実施の形態を明らかにする。まず、この出願の第１番目の発明を具体化した防水シートの敷設装置の例を図１乃至図７に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、この出願の第１番目の発明の具体化例に係る防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の縦断面図、図２は、図１における防水シートの敷設装置の周辺部の拡大縦断面図、図３は、図１における溶着装置の周辺部の拡大縦断面図に相当する図で防水シートの接合作業を行っているときの状態を示す図、図４は、図１の要部の拡大縦断面図、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図に相当するシールド掘進機の横断面図でシールド掘進機の全横断面を示す図、図６は、図５の要部の拡大縦断面図、図７は、シールドジャッキロッドに支持フレームを固定した状態を示す図６と同様の図である。
【００２１】
これらの図に基づいて、まず、後の防水シートの敷設装置の説明に関係するシールド掘進機の技術内容について概説する。
【００２２】
これらの図において、１は地中掘進機としてのシールド掘進機の胴体をなすシールド本体、１ａはシールド本体１の後部をなすテールプレート、１ｂはシールド本体１の前方に設置され切羽を掘削するカッタ、８は既設セグメント１２で反力を取りつつシールド本体１を推進するシールドジャッキ、１１はシールド本体１の内周面にリング状に設けられシールド本体１を補強するリングガーダとも言われる補強フレーム、１２はシールド掘進機で掘削した地下坑を覆工するためにすでに組み立てられている既設セグメントである。
【００２３】
シールド掘進機は、シールドジャッキ８でシールド本体１を推進しながらカッタ１ｂで切羽を掘削して地下坑を形成する。こうして形成された地下坑には、その周壁内側に沿ってセグメントを組み立てて地下坑を覆工する。そのため、シールド本体１の後部をなすテールプレート１ａの内側では、その内周面に沿うように若干の間隙を置いてセグメントピースを円筒状に連結して、図１に示すように既設セグメント１２を組み立てる。この既設セグメント１２を組み立てるため、テールプレート１ａの内側には、覆工作業機としての図示しないエレクターが設置されている。後に詳述する防水シートの敷設装置もこのテールプレート１ａ内に設置される。シールド本体１内の前部には、カッタ１ｂを回転駆動するための図示しないカッタ駆動装置が設置されている。
【００２４】
シールドジャッキ８は、図４によく表されているように、シリンダチューブ８ｂと、このシリンダチューブ８ｂ内を摺動するシールドジャッキロッド８ａと、シールドジャッキロッド８ａの後端部を既設セグメント１２に当接させるためのスプレッダ８ｃとで構成される。補強フレーム１１は、シールド本体１に連結するための連結部材としてのテールリングフレーム１１ａを備えている。シールドジャッキ８は、シリンダチューブ８ｂを、このテールリングフレーム１１ａに取り付けてシールド本体１に固定するとともに、シールドジャッキロッド８ａを、後述するリングフレーム１０の孔に挿通している。
【００２５】
このシールド掘進機で使用されるシールドジャッキ８は、限界まで縮めたときでも、シリンダチューブ８ｂから突出する部分が残る長いシールドジャッキロッド８ａを備えている。このシールドジャッキロッド８ａの突出部は、シールドジャッキ８を伸縮してもシリンダチューブ８ｂ内を摺動しないので、この突出部を本明細書では非摺動部と称する。この非摺動部は、セグメント１２の幅に略等しい長さを有し、これにより、新設防水シート１４を掘進直後から巻き立てるスペースを確保することができる。このシールド掘進機では、こうしたシールドジャッキロッド８ａの長いシールドジャッキ８を、図５に示すようにシールド本体１内に周方向に間隔を置いて多数設置している。
【００２６】
次に、この出願の第１番目の発明に係る防水シートの敷設装置に関する技術内容について説明する。
【００２７】
２は防水シートの巻立て装置７により巻かれた新設防水シート１４を沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレーム、３はこの防水シート受けフレーム２の内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレーム２を支持する支持フレーム、４は新設防水シート１４を防水シート受けフレーム２に固定するための新設防水シート固定装置、５は既設防水シート１３を防水シート受けフレーム２に固定するための既設防水シート固定装置、６は筒状の既設防水シート１３と新設防水シート１４のラップ部である接合部１５を接合するための接合装置としての溶着装置、７は新設防水シートを筒状の既設防水シートに対して隣接する縁部同士をラップさせるようにテールプレート１ａの内周面に沿って巻くための防水シートの巻立て装置、１０は防水シート受けフレーム２を支持フレーム３で支持するように両フレーム２，３を連結するリング状のリングフレーム、１３は筒状をなして地下坑にすでに敷設されている既設防水シート、１４は既設防水シート１３の内周面にラップした状態で巻かれている新設防水シート、１４ａは防水シートを予めロール状に巻いて形成した防水シートロールである。
【００２８】
防水シート受けフレーム２は、テールプレート１ａの内周面と若干の間隙を置いて同内周面に沿うように配置され、既設セグメント１２の外周側に既設防水シート１３を設置できるように、同セグメント１２の外径よりも若干大径の円筒をなすように形成されている。また、防水シート１３，１４の接合部１５を受けることができるように、軸方向（前後方向）の長さを新設防水シート１４の幅よりも若干長く形成している。この防水シート受けフレーム２は、次に述べる支持フレーム３に随伴して軸方向に移動することができる。
【００２９】
支持フレーム３は、防水シート受けフレーム２の内周面よりも小径の円筒状をなし、リングフレーム１０を介して防水シート受けフレーム２を支持するようにリングガーダとしての補強フレーム１１の内周面に前後に摺動可能に設置する。そのため、ここに示す例では、支持フレーム３及び補強フレーム１１に、図示しない凸状滑動部材及びこの滑動部材を嵌合させてガイドする凹状部材をそれぞれ軸方向に設けて、支持フレーム３を補強フレーム１１に対して摺動させ得るように設置しており、図１及び図２に示すように、支持フレーム３をその摺動時に補強フレーム１１の外周面に直接接触させないようにしている。
【００３０】
新設防水シート固定装置４は、防水シート受けフレーム２に沿うように巻き立てられた新設防水シート１４を同フレーム２に押し付けるための押圧部材４ａとこの押圧部材４ａを防水シート受けフレーム２の径方向（図１及び図２でいえば上下方向）に移動させるための押圧ジャッキ４ｂとで構成されており、押圧ジャッキ４ｂを支持フレーム３に取り付けている。したがって、この新設防水シート固定装置４によれば、押圧ジャッキ４ｂを伸ばせすことにより、押圧部材４ａを介して新設防水シート１４を防水シート受けフレーム２に固定することができ、押圧ジャッキ４ｂを縮めることにより、防水シート受けフレーム２への新設防水シート１４の固定を解除することができる。図示はされていないが、こうした新設防水シート固定装置４を、支持フレーム３に、その周方向に所定間隔を置いて多数設置している。
【００３１】
ここに示す例では、こうした新設防水シート固定装置４に加えて既設防水シート固定装置５を支持フレーム３に付設している。この既設防水シート固定装置５は、防水シート１３，１４の接合時に、接合部１５付近の既設防水シート１３を固定する働きをする。既設防水シート固定装置５は、概略的にしか図示されていないが、新設防水シート固定装置４と同様、押圧部材と押圧ジャッキとで構成されており、新設防水シート固定装置４と同様の動作を行って防水シート受けフレーム２への既設防水シート１３の固定やその固定の解除を行うことができる。こうした既設防水シート固定装置５を、新設防水シート固定装置４と同様に支持フレーム３の周方向に所定間隔で多数設置している。これら新設防水シート固定装置４及び既設防水シート固定装置５で新設防水シート１４及び既設防水シート１３を固定することにより、防水シート１３，１４の接合時に、しわ、垂れ、伸び等の防水シート１３，１４の変形を防いで接合部１５を良好な状態で接合することができる。
【００３２】
溶着装置６は、図３に拡大して示すように、外径が防水シート受けフレーム２の内径より若干小径のリング状をなして内歯歯車を有する旋回リング１６と、この旋回リング１６の側面に取り付けられ防水シート１３，１４の間に挿入して防水シート１３，１４の内面を熱で溶融させる電熱ごてのような加熱装置１７と、加熱装置１７で溶融させた防水シート１３，１４を防水シート受けフレーム２に押し付けるように転圧して防水シート１３，１４の接合部１５を接合する転圧ローラー１８と、旋回リング１６の内歯歯車と噛み合って回転し旋回リング１６を旋回させるピニオン１９と、このピニオン１９を回転駆動するモータ１９ａとを設けて構成している。図からは明らかでないが、転圧ローラ１８は、加熱装置１７の旋回時に加熱装置１７を後方から追い掛けるよう旋回リング１６の側面に転動自在に取り付けられている。
【００３３】
この溶着装置６で防水シート１３，１４の接合部１５を接合するときには、図３に示すように防水シート１３，１４の間に加熱装置１７を挿入した後、モータ１９ａによりピニオン１９を回転駆動する。そうすると、旋回リング１６は、このピニオン１９の回転が伝達されて、外径テールプレート１ａと同心的に、減速された状態で旋回し、これに伴って加熱装置１７も旋回する。加熱装置１７が旋回すると、防水シート１３，１４の接合部１５をその熱で溶融させ、次いで、加熱装置１７に追随するように旋回する転圧ローラ１８が、その溶融した接合部１５を圧着するように転圧して接合する。こうして加熱装置１７を接合部１５の全周にわたって旋回させることにより接合部１５を接合するが、その接合を終了した後は、防水シート１３，１４の端部をラップさせ、そのラップ部を、図示しない適宜の接合手段により接合する。
【００３４】
防水シートの巻立て装置７について述べると、防水シートの巻立て装置７は、内歯歯車を有してリング状をなし防水シート受けフレーム２の内側にその内周面に沿って旋回するように設置された旋回リング７ａと、この旋回リング７ａの内歯歯車と噛み合って回転し旋回リング７ａを旋回させるピニオン７ｂと、このピニオン７ｂを回転駆動する図示しないモータと、旋回リング７ａの側面に取り付けられて防水シート受けフレーム２の内面に沿ってその軸方向に延びる図示しないアームとを設けて構成している。このアームは、防水シートロール１４ａから引き出された防水シート１４を着脱可能に取り付け得るようにするためのクランプ装置を備えている。防水シートロール１４ａは、中心部に装着孔が形成され、リングフレーム１０に取り付けられた丸棒状の防水シートロール受けに装着孔を嵌めることにより装着される。こうした防水シートの巻立て装置７やその関連装置は、従来の技術も備えているものである。
【００３５】
以上述べた防水シートの敷設装置で採用している特徴的な手段を図４乃至図７に基づいて説明する。
【００３６】
この手段は、防水シートの敷設装置の支持フレーム３をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に着脱可能に固定できるようにしたものであり、ここに示す例では、図６に示すように、支持フレーム３に径方向に穿設したピン挿通孔３ａと、このピン挿通孔３ａに出没可能に挿通できるピン２０と、このピン２０を差し込むことができるピン孔２１ｃが設けられシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に装着できるボス２１とで構成されている。このボス２１は、シールドジャッキロッド８ａの非摺動部を嵌めることができるロッド孔２１ｄを中央に有していて二分割して構成されており、ピン孔２１ｃを設けた第１の分割片２１ａとピン孔２１ｃを設けていない第２の分割片２１ｂとからなっている。
【００３７】
このボス２１をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に装着するときには、図６に示すように、第１の分割片２１ａのピン孔２１ｃを支持フレーム３側に向けた状態でその非摺動部をロッド孔２１ｄに嵌めるようにして第１の分割片２１ａと第２の分割片２１ｂとで挟んだ後、図示しないボルト等によって両分割片２１ａ，２１ｂを結合する。こうしてボス２１をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に装着した後、支持フレーム３のピン挿通孔３ａにピン２０を挿通して突出させれば、図７に示すように、ピン２０をボス２１のピン孔２１ｃに差し込んで支持フレーム３をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に固定することができる。また、図６に示すようにピン２０を支持フレーム３の側に引っ込めれば、その非摺動部への支持フレーム３の固定を解除することができる。
【００３８】
こうした手段を備えた防水シートの敷設装置により防水シートの敷設作業を地中掘進機の掘進中に行おうとする場合には、ボス２１をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に装着した後、ピン２０を支持フレーム３のピン挿通孔３ａに挿通してボス２１のピン孔２１ｃに差し込むことにより、支持フレーム３をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に固定する。また、既設セグメント１２の外周側に筒状に巻かれてすでに敷設されている既設防水シート１３を既設防水シート固定装置５により防水シート受けフレーム２に固定するとともに、防水シートロール１４ａの防水シート１４端部を、防水シートの巻立て装置７の図示しないアームにクランプする。
【００３９】
こうした準備作業を終了した後、シールドジャッキ８を伸ばして地中掘進機を推進ながら、まず、防水シートの巻立て作業を行う。そのため、防水シートの巻立て装置７の図示しない旋回モータを駆動してピニオン７ｂにより旋回リング７ａを回転させと、アームは、防水シート受けフレーム２の内面に沿うように旋回して新設防水シート１４を筒状の既設防水シート１３に対して隣接する縁部同士をラップさせるように巻き立てる。その結果、新設防水シート１４が既設防水シート１３の内周面にラップした状態で巻かれて、防水シート１３，１４の隣接する縁部に、溶着装置６で接合するためのループ状の接合部１５が形成される。こうして筒状に巻かれた新設防水シート１４は、新設防水シート固定装置４で防水シート受けフレーム２に固定する。
【００４０】
この間、シールド掘進機は、推進されて前進するが、支持フレーム３は、シールド掘進機の推進時でも摺動しないシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に固定されていて、既設防水シート１３に対して防水シート受けフレーム２の軸方向すなわち前後方向に移動しないため、この支持フレーム３に支持されている防水シート受けフレーム２もその軸方向に移動せず、静止したままの状態を保つ。その結果、防水シート受けフレーム２に設置されている防水シートの巻立て装置７が地中掘進機の掘進に伴って移動することは皆無であるため、接合部１５となる新設防水シート１４と既設防水シート１３のラップ部の幅を防水シートの巻立て装置７によりきわめて均一に形成することができる。ちなみに、防水シートの巻立て作業は、きわめて短時間で行えるため、防水シートの巻立て装置７を防水シート受けフレーム２に設置しなくても、防水シートの巻立て作業中に大きく移動することはなく、実用上支障は生じない。
【００４１】
防水シートの巻立て作業を終了した後は、防水シートの接合作業を行う。そのため、接合部１５の防水シート１３，１４間に加熱装置１７を挿入した後、溶着装置６の旋回モータ１９ａを駆動してピニオン１９により旋回リング１６を回転させる。そうすると、旋回リング１６の回転に伴って加熱装置１７も旋回して防水シート１３，１４の接合部１５を溶融させ、次いで、この加熱装置１７に後続して旋回する転圧ローラ１８が、溶融した接合部１５を転圧して接合する。この間、シールド掘進機は、推進されて前進するが、支持フレーム３は、シールドジャッキロッド８ａの非摺動部に固定されていて、既設防水シート１３に対して防水シート受けフレーム２の軸方向に移動しないため、この支持フレーム３に支持されている防水シート受けフレーム２もその軸方向に移動せず、静止したままの状態を保つ。
【００４２】
その結果、新設防水シート固定装置４で防水シート受けフレーム２に固定されている新設防水シート１４も静止状態を保持するため、接合部１５となる新設防水シート１４と既設防水シート１３のラップ部の幅が従来の技術のように掘進中に変動するようなことはない。この防水シートの敷設装置によれば、このようにシールド掘進機の掘進中でも防水シート１３，１４の接合部１５の幅が変動しないため、新設防水シート１４と既設防水シート１３とを、その接合部１５の全周にわたって均一に接合することができて良好な状態で接合することができる。
【００４３】
こうして防水シート１３，１４の接合作業を行い、シールド掘進機を１リング長（セグメントの１リング幅相当の長さ）相当分掘進させた後は、防水シート受けフレーム２への新設防水シート１４及び既設防水シート１３の固定を解除してシールドジャッキ８を縮める。そうすると、支持フレーム３と共にこれに設置されている防水シート固定装置４，５、溶着装置６及び防水シートの巻立て装置７や防水シート受けフレーム２も前方に移動して、新たな新設防水シート１４を敷設できる態勢が準備されるとともに、セグメントを組み立てる必要がある場合には、支持フレーム３等の後方にセグメントの組立空間も確保される。
【００４４】
この組立空間でセグメントを組み立てるときには、セグメントピースの連結作業の邪魔になる一部のシールドジャッキ８を縮めて引っ込めるとともに、シールド本体１が切羽の土圧又は水圧により後退しないように他のシールドジャッキ８を伸ばして既設セグメント１２に押し当てた状態にし、こうしたシールドジャッキ８の伸縮操作を周方向に向けて順次交替しながら繰り返す必要がある。この防水シートの敷設装置では、支持フレーム３をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部にボス２１及びピン２０により着脱可能に固定することができるようにしているので、ピン２０を引っ込めてシールドジャッキロッド８ａの非摺動部への支持フレーム３の固定を解除することにより、支持フレーム３を固定するシールドジャッキ８についても、前記の伸縮操作を、防水シートの敷設装置とは切り離して自由に行うことができて、セグメントの組立作業を円滑に行うことができる。
【００４５】
この出願の第２番目の発明を具体化した防水シートの敷設装置の例を図８及び図９に基づいて説明する。図８は、この出願の第２番目の発明の具体化例に係る防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図、図９は、図８の防水シートの敷設装置の作用を説明するための流れ図である。８図において図１乃至図７と同一符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００４６】
図８に図示の防水シートの敷設装置は、既述の防水シートの敷設装置と同様、巻かれた新設防水シート１４を沿わせることができる円筒状の防水シート受けフレーム２と、この防水シート受けフレーム２の内周側にその軸方向に移動可能に設置され防水シート受けフレーム２を支持する円筒状の支持フレーム３と、防水シート固定装置４，５、溶着装置６及び防水シートの巻立て装置７とを設けて、これらの防水シート固定装置４，５、溶着装置６及び防水シートの巻立て装置７を支持フレームに設置しており、基本的な構造は、既述の防水シートの敷設装置と変わらない。この図８の防水シートの敷設装置は、支持フレーム３をシールドジャッキロッド８ａの非摺動部に着脱可能に固定可能にするための既述の防水シートの敷設装置にみられるピン２０やボス２１を備えていない代わりに、支持フレーム３を防水シート受けフレーム２の軸方向に移動させる移動ジャッキ９を備えており、この点で既述の防水シートの敷設装置と異なる。
【００４７】
そこで、この図８の防水シートの敷設装置の特徴的な技術内容について述べると、９はこの支持フレームを防水シート受けフレームの軸方向に移動させる移動装置としての移動ジャッキ、２５-1はシールドジャッキ８の伸び量を計測するための第１のストローク計、２５-2は移動ジャッキ９の伸び量を計測するための第２のストローク計、２５ａは各ストローク計２５-1，２５-2にそれぞれ内蔵されているストローク計ワイヤである。
【００４８】
移動ジャッキ９は、シリンダチューブをブラケット２３により補強フレーム１１に固定しているとともに移動ジャッキロッドの端部をアイプレート２４により支持フレーム３に固定している。したがって、移動ジャッキ９は、伸ばすと支持フレーム３を後退させ、縮めると支持フレーム３を前進させることができる。第１のストローク計２５-1は、ブラケット２７-1を介して補強フレーム１１に固定し、ストローク計ワイヤ２５ａの端部をシールドジャッキロッド８ａの端部にブラケット２６-1を介して取り付けている。第２のストローク計２５-2は、ブラケット２３，２７-2を介して補強フレーム１１に固定し、ストローク計ワイヤ２５ａの端部を移動ジャッキロッドの端部にブラケット２６-2を介して取り付けている。したがって、第１のストローク計２５-1及び第２のストローク計２５-2は、シールドジャッキ８及び移動ジャッキ９が伸縮すると、各ストローク計２５-1，２５-2から引き出される各ストローク計ワイヤ２５ａの長さが変化してシールドジャッキ８及び移動ジャッキ９の伸び量をそれぞれ計測することができる。
【００４９】
この図８の防水シートの敷設装置は、これらの手段に加え、移動ジャッキ９による支持フレーム３の移動量を制御するための図示しない制御装置を設けて、シールド掘進機の推進距離に相当する距離だけシールド掘進機の推進方向と反対方向に支持フレーム３を移動させるよう移動ジャッキ９の移動量を制御するようにしたものである。そこで、その制御装置により移動ジャッキ９の移動量を制御する手順を図９に基づいて説明する。
【００５０】
まず、図示しない制御装置により移動ジャッキ９の移動量の制御をスタートする際、許容ストローク差ε及びシールドジャッキ伸び限Ｌを設定して制御装置に入力する。制御装置では、シールドジャッキ８の伸び量に等しい量だけ移動ジャッキ９を伸ばしてシールド掘進機の推進方向と反対方向に支持フレーム３を移動させるように制御するが、その場合、シールドジャッキ８の伸び量と移動ジャッキ９の伸び量の差を完全に無くす必要はなく、防水シートの敷設作業に実用上支障の生じない範囲でその伸び量の差に例えば数ミリオーダの許容値を設定する。許容ストローク差εは、こうした許容値に関する設定値を意味する。また、シールド掘進機を１リング長相当分掘進させるときには、シールドジャッキ８をストロークエンドまで伸ばして、シールドジャッキ８を伸ばす操作が全くできなくならないように、シールドジャッキ８を伸ばし得る量に限界値を設定する。シールドジャッキ伸び限Ｌは、こうした限界値に関する設定値を意味する。
【００５１】
許容ストローク差ε及びシールドジャッキ伸び限Ｌを設定して制御装置に入力した後は、シールドジャッキ８を伸ばしてシールド掘進機の掘進を開始する。そうすると、シールドジャッキストロークＡすなわちシールドジャッキ８の伸び量が第１のストローク計２５-1で検出される。一方、第２のストローク計２５-2では、移動ジャッキストロークＢすなわち移動ジャッキ９の伸び量が検出される。そうすると、両検出値は、制御装置に入力され、制御装置では、両検出値の差Ｃ（Ａ−Ｂ）を演算する。次いで、この両検出値の差Ｃが許容ストローク差εよりも大きいか否かが制御装置で判定され、大きいと判定されたときには、移動ジャッキ９の伸長操作を行い、小さいと判定されたときには、移動ジャッキ９の縮小操作を行う。こうして、両検出値の差Ｃがこれらの何れにも該当しないと判定されたときには、今度は、シールドジャッキストロークＡがシールドジャッキ伸び限Ｌに達しているか否かが制御装置で判定され、シールドジャッキストロークＡがシールドジャッキ伸び限Ｌに達するまで以上の制御を繰り返して、シールドジャッキストロークＡがシールドジャッキ伸び限Ｌに達したとくきにシールド掘進機の掘進をストップする。
【００５２】
このように、制御装置は、移動ジャッキ９の移動量を制御して、支持フレーム３をシールド掘進機の推進距離に相当する距離だけシールド掘進機の推進方向と反対方向に移動させるため、支持フレーム３は、防水シート受けフレーム２の軸方向に実質上移動せず、防水シート受けフレーム２も軸方向に移動しないで当初の位置を保持する。その結果、この防水シートの敷設装置も、既述の防水シートの敷設装置と同様、新設防水シート１４を当初の位置に保持するため、新設防水シート１４と既設防水シート１３のラップ部の幅が従来の技術のように掘進中に変動するようなことはない。この防水シートの敷設装置によれば、このようにシールド掘進機の掘進中でも防水シート１３，１４の接合部１５の幅が変動しないため、新設防水シート１４と既設防水シート１３とを、その接合部１５の全周にわたって均一に接合することができて良好な状態で接合することができる。
【００５３】
また、この防水シートの敷設装置及び既述の防水シートの敷設装置の何れも、支持フレーム３に既設防水シート固定装置５を付設しているため、新設防水シート固定装置４だけではなく、既設防水シート固定装置５の移設作業も能率的に行うことができる。さらに、支持フレーム３に溶着装置６を設置しているため、接合装置を溶着装置６のような地中掘進機内に常設するタイプのものにした場合であっても、接合装置が地中掘進機の掘進に伴って移動するのを防ぐことができて新設防水シート１４と既設防水シート１３のラップ部を適切に接合することができる。さらにまた、支持フレーム３に防水シートの巻立て装置７を設置しているため、防水シートの巻立て装置７が地中掘進機の掘進に伴って移動することは実質上なくなり、そのため、新設防水シート１４と既設防水シート１３のラップ部の幅を防水シートの巻立て装置７によりきわめて均一に形成することができる。
【００５４】
最後に、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明の具体化例に係る防水シートの敷設装置の変形例を図１０乃至図１２に基づいて説明する。図１０は、この出願の第１番目及び第２番目の発明の具体化例に係る第１の変形例の防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図、図１１は、図１０のＢ−Ｂ線断面図に相当するシールド掘進機の横断面図でシールド掘進機の全横断面を示す図、図１２は、この出願の第１番目及び第２番目の発明の具体化例に係る第２の変形例の防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図である。これらの図においてすでに述べた図と同一符号を付けた部分は、既述の図と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００５５】
第１の変形例及び第２の変形例の防水シートの敷設装置は、何れも、シールド掘進機の掘進時等にテールプレート１ａと防水シート受けフレーム２とが互いに接触しながら相対移動することにより、テールプレート１ａと防水シート受けフレーム２とが摩耗損傷するのを防止するようにしたものである。
【００５６】
そのため、第１の変形例では、図１０に示すように、ガイドロッド２８を補強部材１１にガイドロッド取付部材３０により取り付けるとともに、このガイドロッド２８に前後方向に摺動可能にガイドボス２９を装着し、このガイドボス２９を介して支持フレーム３をガイドロッド２８に前後方向に移動可能に支持することにより、テールプレート１ａと防水シート受けフレーム２との間に間隙を設けて両者を接触させないようにした。この状態を後方からみると、図１１のようになる。また、第２の変形例では、図１２に示すように防水シート受けフレーム２の外側に摺動部材３１を取り付けることにより、防水シート受けフレーム２を、この摺動部材３１を介してテールプレート１ａに接触させるようにして両者の摩擦抵抗を軽減するようにしたものである。摺動部材３１は、例えば、超高分子量ポリエチレンのような摩擦抵抗の小さい材質で形成する。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明は、それぞれ、課題を解決するための手段の項に示した前記の１）及び２）の手段を採用しているので、各発明によれば、地中掘進機の掘進中に防水シートの敷設作業を行っても、新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅が変動しない防水シートの敷設装置が得られる。その結果、新設防水シートと既設防水シートとを、両防水シートのラップ部の全周にわたって均一に接合することができて良好な状態で接合することができる。また、これら各発明の防水シートの敷設装置では、支持フレームを推進用ジャッキ又は移動ジャッキにより移動すれば、防水シートの敷設に有用な防水シート受けフレームや新設防水シート固定装置を機械的に移設することができるので、地中掘進機を１リング長相当分掘進させるごとに行う必要がある防水シート受けフレームや新設防水シート固定装置の移設作業を能率的に行うことができる。
【００５８】
この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、既設防水シート固定装置の移設作業も能率的に行うことができる。この出願の各発明を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項４に記載のように具体化すれば、接合装置を地中掘進機内に常設するタイプのものにした場合でも、接合装置が地中掘進機の掘進に伴って移動するのを防ぐことができて、新設防水シートと既設防水シートのラップ部を適切に接合することができる。この出願の各発明を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項５に記載のように具体化すれば、防水シートの巻立て装置が地中掘進機の掘進に伴って移動することは実質上なくなるため、新設防水シートと既設防水シートのラップ部の幅を防水シートの巻立て装置によりきわめて均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の第１番目の発明の具体化例に係る防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の縦断面図である。
【図２】図１における防水シートの敷設装置の周辺部の拡大縦断面図である。
【図３】図１における溶着装置の周辺部の拡大縦断面図に相当する図で防水シートの接合作業を行っているときの状態を示す図である。
【図４】図１の要部の拡大縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図に相当するシールド掘進機の横断面図でシールド掘進機の全横断面を示す図である。
【図６】図５の要部の拡大縦断面図である。
【図７】シールドジャッキロッドに支持フレームを固定した状態を示す図６と同様の図である。
【図８】この出願の第２番目の発明の具体化例に係る防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図である。
【図９】図８の防水シートの敷設装置の作用を説明するための流れ図である。
【図１０】この出願の第１番目及び第２番目の発明の具体化例に係る第１の変形例の防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図に相当するシールド掘進機の横断面図でシールド掘進機の全横断面を示す図である。
【図１２】この出願の第１番目及び第２番目の発明の具体化例に係る第２の変形例の防水シートの敷設装置を設置したシールド掘進機の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１    シールド本体
１ａ  テールプレート
２    防水シート受けフレーム
３    支持フレーム
４    新設防水シート固定装置
５    既設防水シート固定装置
６    溶着装置
７    防水シートの巻立て装置
８    シールドジャッキ
９    移動ジャッキ
１０    リングフレーム
１１    補強フレーム（リングガーダ）
１２    既設セグメント
１３    既設防水シート
１４    新設防水シート
１５    防水シートの接合部
１６    旋回リング
１７    加熱装置
１８    転圧ローラ
１９    ピニオン
１９ａ  モータ
２０    ピン
２１    ボス
２５-1  第１のストローク計
２５-2  第２のストローク計
２５ａ  ストローク計ワイヤ
２８    ガイドロッド
２９    ガイドボス
３０    ガイドロッド取付部材
３１    摺動部材
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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