(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦穴（５）の周方向へ移動して、縦穴（５）内に組み立てられた既設セグメント（６）の上に新しいセグメント（１３）を積上げ可能なセグメント積上装置（１４）と、セグメント積上装置（１４）へセグメント（１３）を供給可能なセグメント供給装置（３５）と、セグメント供給装置（３５）からセグメント積上装置（１４）へセグメント（１３）を受渡し可能なセグメント受渡装置（４１）とを備え、
前記セグメント積上装置（１４）が、縦穴（５）と同心のリング状をしたガイドレール（１６）と、ガイドレール（１６）に沿って走行可能に取付けられた走行台車（１９）と、径方向移動機構（２２）によってガイドレール（１６）の径方向へ移動可能な径方向移動フレーム（２３）と、昇降移動機構（２６）によって昇降可能な昇降移動フレーム（２７）と、セグメント（１３）に形成された係止用鍵穴部（２８）へ挿入可能な鍵状のセグメント係止具（２９）及びセグメント係止具（２９）を回転可能な係止具回転用駆動装置（３０）から成るセグメント保持機構（３１）とを備えたことを特徴とする立坑セグメント組立設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立坑セグメント組立設備に関するものである。より詳しくは、自動的且つ迅速に立坑を構築し得るようにした立坑セグメント組立設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下鉄のトンネルなどの横坑の掘削を行う場合、シールド掘進機や資材などを横坑へ搬入するために立坑を掘削する必要がある。
【０００３】
該立坑は、油圧シャベルや、クラムシェルを装備させたクレーンなどの穴掘り用機械を用いて縦穴を掘削し、縦穴の内壁を土止めのためにコンクリートで覆うようにしたものである。
【０００４】
そして、土止めのためのコンクリートは、型枠にコンクリートを流して固める工法によって作るものから、予め外部で製造された円弧状のセグメントを縦穴の内部で筒状に組み立てて行くものへと移行しつつある。
【０００５】
尚、セグメントを組み立てる場合、従来、クレーンを用いた手組方式で行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クレーンを用いた手組方式でセグメントを組み立てて行く場合、作業能率が悪いため、迅速に立坑を作ることが困難であるという問題があり、特に、近年の地下利用の進展に伴い、掘削深度が深くなる傾向にあるので、手組方式で作ることは今後一層困難になって行くものと予想される。
【０００７】
又、クレーンを用いた手組方式は、作業員にとってかなりの重労働となっている。
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑み、自動的且つ迅速に立坑を構築し得るようにした立坑セグメント組立設備を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、縦穴５の周方向へ移動して、縦穴５内に組み立てられた既設セグメント６の上に新しいセグメント１３を積上げ可能なセグメント積上装置１４と、セグメント積上装置１４へセグメント１３を供給可能なセグメント供給装置３５と、セグメント供給装置３５からセグメント積上装置１４へセグメント１３を受渡し可能なセグメント受渡装置４１とを備え、
前記セグメント積上装置１４が、縦穴５と同心のリング状をしたガイドレール１６と、ガイドレール１６に沿って走行可能に取付けられた走行台車１９と、径方向移動機構２２によってガイドレール１６の径方向へ移動可能な径方向移動フレーム２３と、昇降移動機構２６によって昇降可能な昇降移動フレーム２７と、セグメント１３に形成された係止用鍵穴部２８へ挿入可能な鍵状のセグメント係止具２９及びセグメント係止具２９を回転可能な係止具回転用駆動装置３０から成るセグメント保持機構３１とを備えたことを特徴とする立坑セグメント組立設備にかかるものである。
【００１０】
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
セグメント供給装置３５によって供給されるセグメント１３を、セグメント受渡装置４１を用いてセグメント積上装置１４へ受渡し、セグメント積上装置１４が、受取ったセグメント１３を縦穴５の周方向へ移動して、縦穴５内に組み立てられた既設セグメント６の上に積上げるようにする。
【００１３】
この際、セグメント積上装置１４は、セグメント保持機構３１の係止具回転用駆動装置３０を用いてセグメント１３に形成された係止用鍵穴部２８へ挿入させた鍵状のセグメント係止具２９を回転させることによりセグメント１３をつかみ、縦穴５と同心のリング状をしたガイドレール１６に沿って縦穴５の回りに走行台車１９を走らせ、径方向移動機構２２によって径方向移動フレーム２３をガイドレール１６の径方向へ移動させ、昇降移動機構２６によって昇降移動フレーム２７を昇降させることにより、既設セグメント６の上の任意の位置にセグメント１３を積上げるようにすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００１５】
図１〜図９は、本発明の実施の形態の一例である。
【００１６】
図中、１は下端にカッタ３を回転可能で且つ上下方向へ出入可能に備え、側面に半径方向へ出入可能な支持脚部２を複数備え、且つ、軸心部に掘削した泥水を外部へ排出可能な排土用ポンプ部４を備えた縦穴掘削装置である。５は縦穴掘削装置１で掘削された縦穴、６は縦穴５の中に構築された既設セグメントであり、縦穴５内に既設セグメント６を構築して土止めを行わせることによって立坑が構成される。７は断面が三角形状をして、既設セグメント６の下端部に配設され、既設セグメント６を土中へ推進させる時に、土中へ突き進みやすくするための、リング状をしたセグメント受けである。
【００１７】
又、８は縦穴５の入口の周囲に立設された４組の支持架構、９は各支持架構８どうしを連結する連結梁、１０は支持架構８を地面に固定するためのアースアンカ、１１はアースアンカ１０を手繰り寄せるためのアンカ用ジャッキ、１２は支持架構８の下面に取付けられた、既設セグメント６の上端部を押圧して、既設セグメント６を土中へ推進させるための推進ジャッキである。
【００１８】
そして、本発明では、支持架構８に、既設セグメント６の上部へ新たなセグメント１３を積上げるためのセグメント積上装置１４を取付ける。
【００１９】
該セグメント積上装置１４は、支持架構８の下面に、支持部材１５を介して取付けられた、縦穴５と同心のリング状をしたガイドレール１６と、ガイドレール１６の上下面及び左右の側面を係止するようにした複数の走行ローラ１７及びモータなどの走行駆動装置１８を介して懸垂状態で走行可能に取付けられた、ほぼ凹状の走行台車１９とを備えている。
【００２０】
又、セグメント積上装置１４は、図３〜図６に示すように、走行台車１９の下面に、径方向移動用リニアガイド２０及びシリンダなどの径方向移動用駆動装置２１から成る径方向移動機構２２を介して取付けられた、ガイドレール１６の径方向へ移動可能な径方向移動フレーム２３と、径方向移動フレーム２３の外周側の面に、昇降用リニアガイド２４及びシリンダなどの昇降駆動装置２５から成る昇降移動機構２６を介して昇降可能に取付けられた昇降移動フレーム２７とを備えている。
【００２１】
更に、セグメント積上装置１４は、昇降移動フレーム２７の外周側の面の中央部に、セグメント１３に形成された係止用鍵穴部２８へ挿入可能な鍵状のセグメント係止具２９を公知の係止具回転用駆動装置３０を介して回転及び出入可能に取付けられたセグメント保持機構３１を備え、且つ、昇降移動フレーム２７の外周側の面の各コーナー部に、セグメント１３を支持するセグメント支持部材３２を備えている。
【００２２】
そして、地上部に、外部の門型クレーンなどのクレーン３３で運んできたセグメント１３を、前記セグメント積上装置１４に対するセグメント受渡場所３４まで供給するセグメント供給装置３５を設ける。
【００２３】
該セグメント供給装置３５は、図７に示すように、フレーム３８の上面に沿って取付けられたセグメント１３を摺動自在に支持するナイロン製などの滑りやすい樹脂製のセグメント支持部材４０と、セグメント支持部材４０の上に寝かせた状態で乗せられたセグメント１３の後部を押すセグメント送出用爪３６を一定の間隔で備えた無端状のチェーン３７によって構成されている。
【００２４】
尚、３９はチェーン３７を駆動する駆動モータである。又、セグメント支持部材４０は、ナイロンなどの樹脂製に限らず、ローラを多数並べたものとしても良い。
【００２５】
更に、セグメント受渡場所３４に、セグメント供給装置３５によって寝かせた状態で供給されてきたセグメント１３を起こして、セグメント積上装置１４へ受け渡すセグメント受渡装置４１を設ける。
【００２６】
該セグメント受渡装置４１は、図８・図９に示すように、セグメント供給装置３５のセグメント受渡場所３４側の端部の下へ入り込んだ位置に固設された基台４２と、該基台４２に取付けられたブラケット４３に回動可能に挿通された軸４４に下端部を固定され、中間部にセグメント係止用爪４５を形成され、上部の一側面にセグメント支持面４６を形成され、セグメント支持面４６が上を向いてセグメント供給装置３５の下部で待機している水平状態から、セグメント支持面４６がセグメント積上装置１４に正対した垂直状態へと起伏可能に取付けられた左右一対の起伏アーム４７と、基台４２と前記軸４４に固定された補助アーム４８との間に介装されて起伏アーム４７を起伏可能としたシリンダなどの起伏用駆動装置４９と、起伏アーム４７の上端部間に挿通されたピン５０に中間部を枢着された、セグメント１３を係止することにより前記セグメント係止用爪４５との間でセグメント１３を挾持するためのセグメント係止用レバー５１と、セグメント係止用レバー５１の後端部と前記起伏アーム４７との間に介装されてセグメント係止用レバー５１を起伏可能なシリンダなどの係止用駆動装置５２とによって構成されている。
【００２７】
次に、作動について説明する。
【００２８】
縦穴掘削装置１の下端に取付けられたカッタ３を回転させて縦穴５を掘削し、掘削した泥水を排土用ポンプ部４を用いて外部へ排出させるようにする。
【００２９】
この際、後述のようにして縦穴５の中に構築された既設セグメント６の下端部に支持脚部２を用いて縦穴掘削装置１を支持固定させ、この状態でカッタ３を下方へ突き出しつつ回転させることにより、縦穴５を所要量掘削する。縦穴５が所要量掘削されたら、支持脚部２による縦穴掘削装置１の支持状態を解除して、支持架構８の下面に取付けられた推進ジャッキ１２を用い、既設セグメント６の上端部を押圧して、既設セグメント６を土中へ推進させる。こうして、既設セグメント６が土中へ推進されたら、再び既設セグメント６の下端部に支持脚部２を用いて縦穴掘削装置１を支持固定させ、カッタ３を突出動させつつ回転させるという動作を繰返して、土中深くまで縦穴５の掘削を進行させて行く。
【００３０】
そして、縦穴５内へのセグメント１３の組み立ては以下のようにして行う。
【００３１】
即ち、先ず、外部の門型クレーンなどのクレーン３３で運んできたセグメント１３を、セグメント供給装置３５のセグメント支持部材４０の上へ、内面側が上を向くように寝かせた状態で乗せ、セグメント供給装置３５のチェーン３７を移動させて、チェーン３７に取付けられたセグメント送出用爪３６でセグメント１３の後部を押すことにより、セグメント支持部材４０に沿ってセグメント受渡場所３４へセグメント１３を供給する。
【００３２】
尚、セグメント１３は、セグメント供給装置３５のフレーム３８に取付けられたナイロンなどの樹脂製のセグメント支持部材４０の上を滑らせるようにして送られる。或いは、セグメント１３は、多数のローラなどで構成されるセグメント支持部材４０の上を搬送される。
【００３３】
次に、セグメント供給装置３５によって寝かせた状態でセグメント受渡場所３４へ送られてきたセグメント１３はセグメント受渡装置４１で起こされる。
【００３４】
即ち、左右一対の起伏アーム４７を、セグメント支持面４６が上を向いて、セグメント供給装置３５の下部で待機している水平状態にしておき、セグメント供給装置３５によって寝かせた状態でセグメント受渡場所３４へ送られてきたセグメント１３が、上部の一側面に形成されたセグメント支持面４６の上に乗り、且つ、起伏アーム４７の中間部に形成されたセグメント係止用爪４５に引っ掛かったら、シリンダなどの係止用駆動装置５２を伸長動させて、セグメント係止用レバー５１をピン５０を中心として起こし、セグメント係止用爪４５との間でセグメント１３をつかませるようにする。
【００３５】
次に、シリンダなどの起伏用駆動装置４９を伸長動して、起伏アーム４７を、セグメント支持面４６がセグメント積上装置１４に正対した垂直状態へと起伏させる。
【００３６】
この状態で、以下のようにして、セグメント受渡装置４１からセグメント積上装置１４がセグメント１３を受け取り、セグメント積上装置１４が既設セグメント６の上部へ新たなセグメント１３を積上げる。
【００３７】
即ち、セグメント積上装置１４におけるモータなどの走行駆動装置１８を駆動して、ガイドレール１６の上下面及び左右の側面を係止するようにした複数の走行ローラ１７を転動させ、支持架構８の下面に、支持部材１５を介して取付けられた、縦穴５と同心のリング状をしたガイドレール１６に沿って、ほぼ凹状の走行台車１９を、セグメント受渡場所３４まで走行させる。
【００３８】
次に、昇降移動機構２６におけるシリンダなどの昇降駆動装置２５を伸縮動させて、昇降用リニアガイド２４に沿い、昇降移動フレーム２７をセグメント１３の受け渡しに必要な高さまで移動させる。
【００３９】
その後、径方向移動機構２２におけるシリンダなどの径方向移動用駆動装置２１を伸縮動させて、径方向移動用リニアガイド２０に沿い、ガイドレール１６の径方向外方へ、径方向移動フレーム２３を移動させ、セグメント１３に形成された係止用鍵穴部２８へ、セグメント保持機構３１の鍵状のセグメント係止具２９を挿入させるようにする。
【００４０】
更に、公知の係止具回転用駆動装置３０を駆動してセグメント係止具２９を回転動すると共にセグメント係止具２９を係止具回転用駆動装置３０側へ引付けさせ、セグメント係止具２９が係止用鍵穴部２８にロックされるようにする。
【００４１】
これにより、昇降移動フレーム２７の外周側の面の各コーナー部に備えたセグメント支持部材３２でセグメント１３を支持し、且つ、セグメント係止具２９でセグメント１３の係止用鍵穴部２８を係止しているので、セグメント積上装置１４は、セグメント受渡装置４１からセグメント１３を受取り得る状態となる。
【００４２】
次いで、セグメント受渡装置４１のセグメント係止用レバー５１によるセグメント１３に対する係止状態を開放し、セグメント積上装置１４の昇降移動機構２６を作動させてセグメント１３を僅かに上昇させると共に、径方向移動機構２２を作動させてセグメント１３をガイドレール１６の径方向内方へ僅かに移動させて、セグメント１３がセグメント受渡装置４１と干渉しないようにセグメント１３を退避させる。
【００４３】
この状態で、走行台車１９をガイドレール１６の周方向へ走行させて既設セグメント６の積上げるべき位置へ新たなセグメント１３を運び、昇降移動フレーム２７を下げることにより、新たなセグメント１３を既設セグメント６の積上げるべき位置の上へ下ろし、新たなセグメント１３を既設セグメント６に連結した後、セグメント係止具２９による係止用鍵穴部２８へのロック状態を解除し、径方向移動フレーム２３を径方向内方へ移動させることにより、新たなセグメント１３から離脱させ、対応する推進ジャッキ１２で新たなセグメント１３を押えさせることにより、既設セグメント６の上へ新たなセグメント１３が積上げられる。
【００４４】
以後、同様の作業を繰返すことにより、自動的且つ短時間のうちに、立坑が構築されて行く。
【００４５】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の立坑セグメント組立設備によれば、自動的且つ迅速に立坑を構築することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例の全体概略側面図である。
【図２】  図１の概略平面図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】  図３のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】  図４のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】  図２のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】  図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】  図８のＩＸ−ＩＸ矢視図である。
【符号の説明】
５ 縦穴
６ 既設セグメント
１３ セグメント
１４ セグメント積上装置
１６ ガイドレール
１９ 走行台車
２２ 径方向移動機構
２３ 径方向移動フレーム
２６ 昇降移動機構
２７ 昇降移動フレーム
２８ 係止用鍵穴部
２９ セグメント係止具
３０ 係止具回転用駆動装置
３１ セグメント保持機構
３５ セグメント供給装置
４１ セグメント起伏装置
【図１】
0003825516.tif 000002
【図２】
0003825516.tif 000003
【図３】
0003825516.tif 000004
【図４】
0003825516.tif 000005
【図５】
0003825516.tif 000006
【図６】
0003825516.tif 000007
【図７】
0003825516.tif 000008
【図８】
0003825516.tif 000009
【図９】
0003825516.tif 000010