(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドマシンユニットの最後尾台車をケーブル載置台車として、該ケーブル載置台車とその前方の台車の間に伸縮可能なケーブル伸縮装置を架け渡し、前方のシールドマシンに接続される電力供給ケーブルをケーブル伸縮装置上に位置せしめ、該電力供給ケーブルの一部を前記ケーブル載置台車上に束ねて繰出し可能に載置し、掘進時には、ケーブル載置台車を停車し、シールドマシンを前進させ、前記ケーブル伸縮装置を伸張しつつ、その上に位置しているケーブルを順次繰出し、所定距離掘進後には、ケーブル伸縮装置を収縮しつつケーブル載置台車を引き寄せ、該ケーブル載置台車の後方に電力供給ケーブルを引き出し、該引き出されたケーブルを順次ハンガーに懸架することを特徴とするシールドマシンへの電力供給方法。
【請求項２】
シールドマシンユニットの最後尾台車をケーブル載置台車として、該ケーブル載置台車とその前方の台車との間に伸縮可能なケーブル伸縮装置を架設し、該ケーブル伸縮装置の上に電力供給ケーブルが位置しており、該電力供給ケーブルの一部がケーブル載置台車上に繰出し可能に束ねて載置されており、シールドマシンの掘進時には、ケーブル載置台車が停車し且つケーブル伸縮装置が伸張し、該ケーブル伸縮装置上に位置している電力供給ケーブルを順次繰出し、所定距離掘進後には、ケーブル伸縮装置を収縮し、ケーブル載置台車を引き寄せ、該ケーブル載置台車の後方にケーブルを引き出す様に構成されていることを特徴とするシールドマシンへの電力供給装置。
【請求項３】
前記ケーブル伸縮装置は、前記ケーブル載置台車及び前方の台車に対してそれぞれ同一水平面において長手方向と直交する横方向に自由度を有する様に構成されており、且つ、両端の支持部にて鉛直面に回動可能である様に前記ケーブル載置台車及びその前方の台車上に支持されている請求項２のシールドマシンへの電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法において掘進するシールドマシンに対し、その後方或いは地上側から電力を供給するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールドマシンによる掘削工事では、坑内のシールドマシンその他の動力源として高電圧（例えば６０００Ｖ）の電力を、高圧ケーブルによって地上側から供給していた。
そして、シールドマシンの掘削による前進に追従するため、シールドマシンに後続する機械にケーブルリールを搭載し、そのリールから常時、前記高圧ケーブルと電気的に接続された電力供給ケーブルを引き出して対応していた。
【０００３】
ここで、高電圧を供給するケーブルに作業員が接触する等の事故を未然に防止するため、シールド工法における作業に際しては、作業員のマニュアル作業により、リールから（後方或いは地上側へ）引き出されたケーブルを、常時（例えば、１リング掘進毎に）、セグメントのボルトボックスに取り付けられたケーブルハンガーに引っ掛ける作業を行っている。
【０００４】
しかし、ケーブルハンガーにケーブルを引っ掛ける作業を常時行うことは、非常に大きな労力を必要とする。
【０００５】
また、当該作業に際して、ケーブルを引っ掛ける作業を行っている作業員が当該ケーブルへ接触することが無い様に、十分な安全対策が必要である
【０００６】
さらに、ケーブル用のリールは通常、シールドマシン及び後続機械から成るユニットの中央部分に位置されていることが一般的であるので、リールから引き出されたケーブルが後続機械と干渉する恐れも存在する。
【０００７】
これに加えて、例えば６０００Ｖの電力用の高圧ケーブルをリールに巻き付けることは不可能であるため、その様な高圧ケーブルをそのまま使用することが出来ない、という問題点もある。
【０００８】
この様に、従来のシールドマシンに対する電力供給方法および装置は、作業性及び安全性の点で、改善すべき余地が多々存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、シールドマシンに電力を供給する高圧ケーブルを、マシンの掘進に追従して常時引き出すことが出来、且つ、ケーブルをケーブルハンガーに懸架する労力を軽減する事が出来て、上記した作業性および安全性に対する問題点を解消することが出来る様なシールドマシンへの電力供給方法およびその装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のシールドマシンへの電力供給方法は、シールドマシンユニットの最後尾台車をケーブル載置台車として、該ケーブル載置台車とその前方の台車の間に伸縮可能なケーブル伸縮装置を架け渡し、前方のシールドマシンに接続される電力供給ケーブルをケーブル伸縮装置上に位置せしめ、該電力供給ケーブルの一部を前記ケーブル載置台車上に束ねて繰出し可能に載置し、掘進時には、ケーブル載置台車を停車し、シールドマシンを前進させ、前記ケーブル伸縮装置を伸張しつつ、その上に位置しているケーブルを（前方へ）順次繰出し、所定距離掘進後には、ケーブル伸縮装置を収縮しつつケーブル載置台車を引き寄せ、該ケーブル載置台車の後方に電力供給ケーブルを引き出し、該引き出されたケーブルを順次ハンガーに懸架することを特徴としている。
【００１１】
また本発明のシールドマシンへの電力供給装置は、シールドマシンユニットの最後尾台車をケーブル載置台車として、該ケーブル載置台車とその前方の台車との間に伸縮可能なケーブル伸縮装置を架設し、該ケーブル伸縮装置の上に電力供給ケーブルが位置しており、該電力供給ケーブルの一部がケーブル載置台車上に繰出し可能に束ねて載置されており、シールドマシンの掘進時には、ケーブル載置台車が停車し且つケーブル伸縮装置が伸張し、該ケーブル伸縮装置上に位置している電力供給ケーブルを（前方へ）順次繰出し、所定距離掘進後には、ケーブル伸縮装置を収縮し、ケーブル載置台車を引き寄せ、該ケーブル載置台車の後方にケーブルを引き出す様に構成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明のシールドマシンへの電力供給装置の実施に際して、前記ケーブル伸縮装置は、同一水平面において長手方向と直交する横方向に対して自由度を有する様に構成されており、且つ、両端の支持部にて鉛直面に回動可能である様に前記ケーブル載置台車及びその前方の台車上に支持されているのが好ましい。
【００１３】
上述した様な構成を具備する本発明によれば、掘進時にはケーブル載置台車を停車し、シールドマシンを前進させ、前記ケーブル伸縮装置を伸張しつつ、その上に位置しているケーブルを順次繰出し、所定距離掘進後には、ケーブル伸縮装置を収縮しつつケーブル載置台車を引き寄せ、該ケーブル載置台車の後方に電力供給ケーブルを引き出し、該引き出されたケーブルを順次ハンガーに懸架する様に構成されている。
従って、ケーブルをケーブルハンガーに懸架する作業は、所定距離掘進後、ケーブル伸縮装置を収縮してケーブル載置台車を引き寄せる際にのみ行えば良い。換言すれば、ケーブル伸縮装置が伸張し、電力供給ケーブルが前方へ順次繰り出されている間は、ケーブルは後方へ繰り出されることが無く、ケーブルをケーブルハンガーに懸架する作業を行う必要性は無い。
【００１４】
この様に本発明においては、ケーブルをケーブルハンガーに懸架する作業は、ケーブル伸縮装置を収縮してケーブル載置台車を引き寄せる際にのみ行えば良い。すなわち、当該作業は、シールドマシンによる掘削・進行に際して、従来技術の様に連続して常時行うべきものではなく、間欠的に（ケーブル伸縮装置を収縮する際にのみ）行えば良いのである。
【００１５】
さらに、シールドマシンの掘進時には、ケーブル伸縮装置の伸張に伴ってケーブルが前方へ繰出されて自動的に作業が行われ、後方にケーブルが繰り出されることが無いので、ケーブルハンガーに懸架する作業も行う必要が無く、当該作業に人手を要することも無くなる。
【００１６】
さらに、ケーブルハンガーに懸架する作業も行う必要が無い段階では、ケーブル伸縮装置の上に位置したケーブルは、当該ケーブル伸縮装置から外れること無く前方へ繰出されるので、ケーブルと作業員或いは各種機器との干渉も完全に防止されるので、安全である。
【００１７】
これに加えて本発明によれば、前記ケーブル伸縮装置は、前記ケーブル載置台車及び前方の台車に対してそれぞれ同一水平面において長手方向と直交する横方向に自由度を有する様に構成されており、且つ、両端の支持部にて鉛直面に回動可能である様に前記ケーブル載置台車及びその前方の台車上に支持されているので、我国の様に、地層が複雑で、複数箇所において屈曲したトンネルを掘削しなければならない場合に、当該トンネルの屈曲に対して容易に追随する事が出来るので、有利である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
シールド工法によってトンネルを掘削するシールドマシンユニットの全体を符号１０で示し、その最後尾部が図１に示されている。なお、符号Ｓはトンネルセグメント、Ｒは軌条、矢印Ａは掘進方向を示している。
【００１９】
シールドマシンユニット１０の最後尾台車（例えば休憩台車）は、後記するように、その上部に高圧ケーブルを載置したケーブル載置台車１である。そのケーブル載置台車１とその前方の台車（例えばトイレ台車）２との互いに対向する端部には、それぞれ、その上部に支持台５Ｂ、５Ａが設けられ、ケーブル伸縮装置３が、その端部を支持されて架け渡されいる。
【００２０】
そのケーブル伸縮装置３は、図２（側面図）、図３（平面図）および図４（後面図）に示すように、梯子状にローラコンベヤが形成された２本の構成部材（前方台車側）４Ａ、（後方台車側）４Ｂが、それぞれ、その一端が台車２および１上の支持台５Ａ、５Ｂに支持されて（図示例では前方台車２側の部材４Ａが上方に）上下に重ねられ、ローラーを介して伸縮可能に構成されている。
【００２１】
すなわち、下側の部材４Ｂは、その先端部はローラー４ｂで上側の部材４Ａに懸吊され、元の部分にはローラー４ａで部材４Ａを支持している。そして、（この例では２本の）支柱６のローラーにより、図４に示すように、矢印Ｈで示す水平方向（直角方向：同一水平面において長手方向と直交する横方向）に自由度を有した状態で支持されている。
【００２２】
前記支持台５Ａ、５Ｂは、図５に示すように、その上部に部材４Ａ、４Ｂを鉛直面に回動可能に支持している。すなわち部材４Ａ、４Ｂは、図５において矢印Ｒで示す方向に回動可能な状態で支持されている。
また部材４Ａ、４Ｂは、軸４５回りの方向（矢印Ｖで示す方向）にも回動可能（鉛直面に回動可能）である。
なお、部材４Ａ、４Ｂの側方には、それぞれ通路７Ａ、７Ｂが固設され、台車間を移動可能に形成されている。
【００２３】
高圧ケーブル１１は、図６に示すようにケーブル載置台車１上に繰出し可能に８字状に束ねられて載せられている。そして、ケーブル１１の一端は、ケーブル伸縮装置３のローラー上を通り前方の（図示しない）シールドマシンに接続され、他端は、台車１から引き出されて、枕木（Ｈ鋼）に取り付けられたケーブルラック（図示せず）に懸架されて、後方の電源に接続されている。
【００２４】
次に、掘進に追従する電力供給方法の実施形態を説明する。
まず、前記図１に示したケーブル伸縮装置３の一番収縮した状態から、ケーブル載置台車１を停止して掘削を開始する。掘削によってシールドマシンユニット１０の台車２までが前進し、ケーブル伸縮装置３は伸張され、載置台車１上に束ねられたケーブル１１はケーブル伸縮装置３上に繰り出される。
【００２５】
ここで、ケーブル１１は、シールドマシンユニット１０の掘削・前進に同期して伸長するケーブル伸縮装置３上に繰り出され、従来技術の様にシールドマシンユニットの後方に繰り出されるのではない。そのため、ケーブル１１がケーブル伸縮装置３上に繰り出されている間は、ケーブルをケーブルハンガに懸架する必要が無い。
【００２６】
図７に示すように所定距離または伸縮装置３の伸張し切った状態となったならば、ケーブル伸縮装置３を収縮しながら、ケーブル載置台車１を引き寄せる（図８）。
ここで、ケーブル載置台車１を引き寄せるに際して、シールドマシンユニットによる掘削を中止し、シールドマシンユニット１０を停止状態として引き寄せても良く、或いは、シールドマシンユニット１０が活動状態のまま、ケーブル載置台車１を前方（切羽側）へ引き寄せても良い。
【００２７】
ケーブル載置台車１を引き寄せる際に、該台車１の前進に伴って、ケーブル１１は後方に引き出される。そして、後方へ引き出されたケーブルは、順次セグメントＳに取り付けられたケーブルハンガーに懸架される。
【００２８】
なお、図中、符号１５は公知の配管延長装置を示し、シールドマシンおよびケーブル載置台車１の前進・停止に同期して配管の盛替作業を行う。
【００２９】
前記のように、ケーブル伸縮装置３は台車１、２間に、水平方向の横方向に自由度を有して架け渡されているので、図９に示すように、曲線での施工が可能である。
また、支持台５Ａ、５Ｂに鉛直面で回動可能に支持されており、垂直方向の変位にも対応可能に構成されているので、勾配の変化、すなわち鉛直面での曲線にも対応できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）  従来の人手によって常時行われるケーブルの延長に伴う敷設・懸架作業が、シールド機の掘進時には行う必要が無くなるので、それに必要な労力が軽減される。
（２）  シールドマシンユニットの最後尾からケーブルを引き出すので、従来技術の様にユニット途中にリールを設けた場合に比較して、ケーブルと台車との干渉、作業者との接触の恐れが飛躍的に減少する。
（３）  ケーブルを巻くリールが不要である。したがって、リールに巻回不能であったＣＶＴの６キロケーブル等が、そのまま使用可能となる。そして、前記の干渉の恐れがないことと相俟って、従来の大口径シールド工法では利用できなかった高圧ケーブルを利用することが可能になる。
（４）  曲線的な施工（複数箇所にわたって積極したトンネル）の掘削が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシールドマシンへの電力供給装置の実施形態を示す側面図。
【図２】図１のケーブル伸縮装置を示す側面図。
【図３】図２の上面図。
【図４】図２の後面図。
【図５】支持台を示す部分側面図。
【図６】図１の平面図。
【図７】図１の掘進状態を示す側面図。
【図８】図１の掘削終了状態を示す側面図。
【図９】曲線での施工状態を示す平面図。
【符号の説明】
１・・・ケーブル載置台車
２・・・前方台車
３・・・ケーブル伸縮装置
４Ａ、４Ｂ・・・ケーブル伸縮装置の構成部材
５Ａ、５Ｂ・・・支持台
１０・・・シールドマシンユニット
１１・・・高圧ケーブル
【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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