(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
馬蹄形断面形状のシールドフレーム内の中央部に、上下方向に延びる支柱を設け、該支柱に、これに沿って移動する中央セグメント把持機構を設け、他方、上記シールドフレーム内の両側部に、周方向に回転する一対のリング状の回転フレームを設け、各回転フレームに、それぞれ側部セグメント把持機構を設けたシールド掘進機のセグメント組立方法であって、
上記シールドフレーム内の下部又は上部にセグメントを組み立てるときには、予め両側部の回転フレームを回転して各側部セグメント把持機構を外方へ位置させておき、その状態で、セグメントを中央セグメント把持機構で把持し、中央セグメント把持機構を支柱に沿って昇降させて、把持したセグメントをシールドフレーム内の下部又は上部に移動させて組み立て、
上記シールドフレーム内の両側部にセグメントを組み立てるときには、予め中央セグメント把持機構を支柱に沿って上方に移動させておき、その状態で、セグメントを側部セグメント把持機構で把持し、回転フレームを回転させて、把持したセグメントをシールドフレーム内の側部に移動させて組み立てるようにした
ことを特徴とするシールド掘進機のセグメント組立方法。
【請求項２】
上記シールドフレーム内の両側部にセグメントを組み立てる場合、セグメントを一方の側部セグメント把持機構で把持して組み立て、その際、セグメントを把持しない他方の側部セグメント把持機構をその回転フレームを回転させて外方に位置させておく請求項１に記載のシールド掘進機のセグメント組立方法。
【請求項３】
１リング分のセグメントを組み立てた後、両側部の回転フレームを回転して各側部セグメント把持機構を外方へ位置させ、それら側部セグメント把持機構の内方にて、上下方向に延びる補強部材としての柱を幅方向に間隔を隔てて一対組み立てる請求項１又は２に記載のシールド掘進機のセグメント組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、馬蹄形断面形状のトンネルを掘削するためのシールド掘進機のセグメント組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シールド掘進機の技術の進歩により、馬蹄形や、カマボコ形といった横長断面形状のトンネルの掘削が可能となり、それに伴って、横長断面形状のトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組立てるためのエレクタが必要となってきている。
【０００３】
そこで、長方形状に掘削されたトンネルの内壁面にセグメントを組立てるためのエレクタを備えたシールド掘進機が、特開平７−１５８３９７号公報に開示されている。
【０００４】
このシールド掘進機は、図１３に示すように、シールドフレーム６０内の中央部に旋回可能な中央部セグメント組立装置６１を備えると共に、シールドフレーム６０内の両側部に昇降可能な側部セグメント組立装置６２を備えており、中央上下部のセグメントを中央部セグメント組立装置６１により組立て、側方上下部のセグメントを側部セグメント組立装置６２により組立てるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシールド掘進機を用いて、馬蹄形等の側部が湾曲した断面形状のトンネルの内壁面にセグメントを組立てようとする場合、側部セグメント組立装置６２の側方への伸縮量を大きくする必要がある。
【０００６】
側部セグメント組立装置６２に移動距離の大きい伸縮機構を設けると、装置全体が大きくなってしまい、その結果、側部セグメント組立装置６２と中央部セグメント組立装置６１とが互いに干渉してしまうため、実際に装置を設置することが困難となる問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、馬蹄形断面形状のシールドフレーム内にて、セグメントを適切に馬蹄形に組み立てることができるシールド掘進機のセグメント組立方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、馬蹄形断面形状のシールドフレーム内の中央部に、上下方向に延びる支柱を設け、該支柱に、これに沿って移動する中央セグメント把持機構を設け、他方、上記シールドフレーム内の両側部に、周方向に回転する一対のリング状の回転フレームを設け、各回転フレームに、それぞれ側部セグメント把持機構を設けたシールド掘進機のセグメント組立方法であって、上記シールドフレーム内の下部又は上部にセグメントを組み立てるときには、予め両側部の回転フレームを回転して各側部セグメント把持機構を外方へ位置させておき、その状態で、セグメントを中央セグメント把持機構で把持し、中央セグメント把持機構を支柱に沿って昇降させて、把持したセグメントをシールドフレーム内の下部又は上部に移動させて組み立て、上記シールドフレーム内の両側部にセグメントを組み立てるときには、予め中央セグメント把持機構を支柱に沿って上方に移動させておき、その状態で、セグメントを側部セグメント把持機構で把持し、回転フレームを回転させて、把持したセグメントをシールドフレーム内の側部に移動させて組み立てるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上述のようにシールドフレーム内の両側部にセグメントを組み立てる場合、セグメントを一方の側部セグメント把持機構で把持して組み立て、その際、セグメントを把持しない他方の側部セグメント把持機構をその回転フレームを回転させて外方に位置させておくようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上述のように１リング分のセグメントを組み立てた後、両側部の回転フレームを回転して各側部セグメント把持機構を外方へ位置させ、それら側部セグメント把持機構の内方にて、上下方向に延びる補強部材としての柱を幅方向に間隔を隔てて一対組み立てるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１は、シールド掘進機の側面断面図であり、図２は、シールド掘進機の正面図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るシールド掘進機１０は、断面形状が馬蹄形の筒体からなるシールドフレーム１１を備えており、そのシールドフレーム１１の前部にカッタ１２が設けられている。
【００１４】
カッタ１２は、馬蹄形を４分割した形状のフレーム１３に、それぞれ多数のカッタビット１４が取り付けられて形成され、各フレーム１３に設けられた多芯軸１５が、カッタ室１６内の回転体１７に偏芯して取り付けられている。
【００１５】
各回転体１７が駆動手段１９により回転駆動されて、カッタ１２が偏芯回転して馬蹄形のトンネルを掘削する。
【００１６】
シールドフレーム１１内には、カッタ室１６内の土砂を後方へ搬送するスクリューコンベア２１が設けられ、そのスクリューコンベア２１の後方には、排土管２２および排土ポンプ２３が接続される。
【００１７】
また、シールドフレーム１１内には、構築したセグメントＳに反力をとってシールドフレーム１１を前進させるシールドジャッキ２４が設けられる。
【００１８】
なお、図中２５は、後方作業台である。
【００１９】
そして、シールドフレーム１１内に、馬蹄形に掘削されたトンネルの内壁面に沿ってセグメントＳを組立てるためのエレクタ３０が設けられている。（図１におけるエレクタ３０は、後述する側部エレクタ４１を示している。）
図３を用いて、本実施形態のエレクタ３０を説明する。図３は、シールド掘進機１０の背面図である。
【００２０】
図３に示すように、エレクタ３０は、トンネルの中央上下部のセグメントＳ1 ，Ｓ8 を組立てるための中央エレクタ３１と、トンネルの両側部のセグメントＳ2 〜Ｓ7 を組立てるための一対の側部エレクタ４１とから構成されている。
【００２１】
中央エレクタ３１は、シールドフレーム１１内の中央部に上下方向に延びて設けられた支柱３２と、この支柱３２に沿って上下に移動可能な中央セグメント把持機構３３と、中央セグメント把持機構３３を支柱３２に沿って移動させるための昇降装置（図示せず）とで構成される。
【００２２】
中央セグメント把持機構３３は、支柱に沿って上下に移動する昇降台３４と、その昇降台３４に回動自在に設けられたセグメント把持部材３５と、このセグメント把持部材３５を回動させる回転駆動装置（図示せず）とからなる。
【００２３】
この中央エレクタ３１によれば、セグメント把持部材３５でセグメントを把持した後、昇降台３４を上下に移動させると共に、セグメント把持部材３５を回動させることで、セグメントを中央上部、或いは下部の所定位置に移動して組立てることができる。
【００２４】
また、側部エレクタ４１は、シールドフレーム１１内の両側部に、周方向に回転自在に設けられた回転フレーム４２と、その回転フレーム４２に設けられた側部セグメント把持機構４３と、回転フレーム４２を回転させる回転駆動装置（図示せず）とで構成される。
【００２５】
回転フレーム４２は、円環状に形成されたリング体４５とカウンタウエイト４６とで構成されている。
【００２６】
側部セグメント把持機構４３は、回転フレーム４２のリング体４５の周方向の一箇所に固設された支持部材４７と、その支持部材４７に設けられ、油圧シリンダ等の移動手段４８によりリング体４５の接線方向に移動される移動部材４９と、その移動部材４９の先端部にピン５０を介して回動自在に設けられたセグメント把持部材５１と、そのセグメント把持部材５１を回動させる回転駆動装置（図示せず）とで構成される。
【００２７】
また、図中一点鎖線で示した円Ｃは、側部セグメント把持機構４３が回転した時に通過する最小の円周を示したものであり、この円Ｃよりも内側に側部セグメント把持機構４３が位置することはない。
【００２８】
この側部エレクタ４１によれば、セグメント把持部材５１でセグメントを把持した後、回転フレーム４２を回転させると共に、移動部材４９を移動させることで、セグメントをトンネル側部の所定位置に移動して組立てることができる。
【００２９】
なお、中央セグメント把持機構３３および側部セグメント把持機構４３は、それぞれ支柱３２および回転フレーム４２よりもシールドフレーム１１内後方に突出して設けられており中央セグメント把持機構３３と回転フレーム４２、および側部セグメント把持機構４３と支柱３２は互いに干渉することはない。
【００３０】
次に本発明の作用を述べる。
【００３１】
まず、掘進時、駆動手段１９により回転体１７が回転駆動され、カッタ１２がそれぞれ偏芯回転して地山を掘削し、取り込まれた土砂がカッタ室１６からスクリューコンベア２１、排土管２２により後方へ搬送される。
【００３２】
この掘進中、推進ジャッキ２４がシールドフレーム１１を推進させ、所定長さ推進したならば、エレクタ３０によりセグメントＳを組立てて行く。
【００３３】
このエレクタ３０によるセグメントＳの組立手順を、図３〜図１０を用いて説明する。
【００３４】
セグメントＳは、図示しない搬送装置によりシールドフレーム１１の後方から前方へと搬送され、エレクタ３０は、所定の受取位置Ｐに移動してセグメントＳを受け取る。
【００３５】
まず、図３に示すように、回転フレーム４２を回転して両側の側部エレクタ４１の側部セグメント把持機構４３を外方へ位置させておき、中央エレクタ３１のセグメント把持部材３５により、受取位置ＰでセグメントＳ1 を受け取った後、中央セグメント把持機構３３を下方へ移動させて中央下部にセグメントＳ1 を組立てる。
【００３６】
次に、図４に示すように、中央セグメント把持機構３３を上方へ移動させた後、一方の側部エレクタ４１のセグメント把持部材５１により、受取位置ＰでセグメントＳ2 を受け取り、その後、回転フレーム４２を右方向へ回転させると共に、移動装置４９を下方へ移動させて側部のセグメントＳ2 を組立てる。
【００３７】
この時、中央セグメント把持機構３３は上方に位置しているため、側部エレクタ４１と干渉することはない。
【００３８】
以下同様に、図５〜図９に示すように、セグメントＳ3 〜Ｓ7 を、側部エレクタ４１により受取位置Ｐで受け取った後、セグメントを所定位置へ移動して側部のセグメントＳ3 〜Ｓ7 を順次組立てる。
【００３９】
図に示すように、セグメントを把持しない方の側部エレクタ４１は、外方へと位置させておく。
【００４０】
最後に、図１０に示すように、両側の側部エレクタ４１を外方へ位置させ、中央セグメント把持機構３３を下方へと移動させて受取位置ＰでセグメントＳ8 を受け取った後、中央セグメント把持機構３３を上方へ移動させると共に、セグメント把持部材３５を１８０°回動させて中央上部にセグメントＳ8 を移動して組立てる。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、馬蹄形のように側部が湾曲した断面形状のトンネルにおいて、各エレクタが互いに干渉することなく、セグメントを組立てることができる。
【００４２】
また、馬蹄形等の横長断面形状のトンネルは、その上部に対して下部の強度が弱くなるおそれがあるため、図１１に示すように、セグメントＳを組立てた後に、補強部材として柱５３を組立てることがあるが、図に示すように、両側の側部エレクタ４１の側部セグメント把持機構４３を外方へ位置させておけば、柱５３の組み立てを邪魔することはない。
【００４３】
更に、図１２に示すように、回転フレーム４２のリング体４５の中心穴４５ａにおいて、円Ｃより内周側の部分は空きスペースとなるので、例えば、中心穴４５ａにスクリューコンベア５５等の土砂搬送手段を貫通させて設置する等、スペースの有効利用ができる。
【００４５】
また、セグメントの搬送装置は、１ラインに限らず、複数ライン設けるようにしても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
【００４７】
（１）馬蹄形断面形状のシールドフレーム内にてセグメントをリング状に組み立てる際、中央セグメント把持機構と側部セグメント把持機構とが干渉することを回避できる。
【００４８】
（２）１リング分のセグメントを組み立てた後に補強部材としての柱を組み立てる際、側部セグメント把持機構が柱の組み立てを邪魔することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の正面図である。
【図３】本実施形態のシールド掘進機の背面図であり、セグメントＳ1 を組立てる状態を示す図である。
【図４】本実施形態において、セグメントＳ2 を組立てる状態を示す図である。
【図５】本実施形態において、セグメントＳ3 を組立てる状態を示す図である。
【図６】本実施形態において、セグメントＳ4 を組立てる状態を示す図である。
【図７】本実施形態において、セグメントＳ5 を組立てる状態を示す図である。
【図８】本実施形態において、セグメントＳ6 を組立てる状態を示す図である。
【図９】本実施形態において、セグメントＳ7 を組立てる状態を示す図である。
【図１０】本実施形態において、セグメントＳ8 を組立てる状態を示す図である。
【図１１】本実施形態において、トンネル内に補強部材として柱を組立てた状態を示す図である。
【図１２】回転フレームの中央穴に、土砂搬送手段を貫通させて配置した状態を示す図である。
【図１３】長方形状のトンネルにセグメントを組め立てるエレクタを備えた、従来のシールド掘進機を示す図である。
【符号の説明】
１１  シールドフレーム
３２  支柱
３３  中央セグメント把持機構
４２  回転フレーム
４３  側部セグメント把持機構
【図１】
0004330768.tif 000002
【図２】
0004330768.tif 000003
【図３】
0004330768.tif 000004
【図４】
0004330768.tif 000005
【図５】
0004330768.tif 000006
【図６】
0004330768.tif 000007
【図７】
0004330768.tif 000008
【図８】
0004330768.tif 000009
【図９】
0004330768.tif 000010
【図１０】
0004330768.tif 000011
【図１１】
0004330768.tif 000012
【図１２】
0004330768.tif 000013
【図１３】
0004330768.tif 000014