シールドトンネルのセグメント積み替え搬送装置および搬送方法
【課題】 簡素な装置を用いて、多くのセグメントを一度で搬送することができるようにし、セグメントの搬送時間の短縮を図ったセグメントの積み替え搬送装置を提供する。
【解決手段】 シールドトンネルＴ内には、シールド掘進機１におけるホイスト３が設けられている位置まで、４台のセグメント搭載台車１１〜１４のそれぞれにセグメントを搭載して搬送するセグメント搬送装置２が設けられている。シールドトンネルＴ内におけるセグメント搬送装置２の搬送路の途中位置には、セッタ６が設けられている。セグメント搬送装置２は、先に第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントをホイスト３で降ろした後、一旦セッタ６の位置に引き返す。セッタ６で、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に積み替えて、ホイスト３の位置に搬送し、ホイスト３で降ろす。
【解決手段】 シールドトンネルＴ内には、シールド掘進機１におけるホイスト３が設けられている位置まで、４台のセグメント搭載台車１１〜１４のそれぞれにセグメントを搭載して搬送するセグメント搬送装置２が設けられている。シールドトンネルＴ内におけるセグメント搬送装置２の搬送路の途中位置には、セッタ６が設けられている。セグメント搬送装置２は、先に第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントをホイスト３で降ろした後、一旦セッタ６の位置に引き返す。セッタ６で、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に積み替えて、ホイスト３の位置に搬送し、ホイスト３で降ろす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルに取り付けられるセグメントの搬送方法に係り、特に、搬送の途中でセグメントを積み替えるシールドトンネルの積み替え搬送装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルを施工する際には、シールドトンネルの壁面を構成するセグメントを切羽方向に搬送する。このようなセグメントの搬送は、たとえばセグメントを積んだ台車を用いることによって行われる。セグメントを搬送する装置としては、たとえば特開平６−８８４９３号公報に開示されたセグメント供給装置がある。このセグメント供給装置は、シールド掘進機におけるエレクタの後方に設けられたコンベアと、セグメントを搭載する後続台車との間に設けられたホイストビームを備えるホイストを有している。このホイストを用いることにより、後続台車に搭載されたセグメントをシールド掘進機におけるエレクタに円滑に供給することができるようにしている。
【０００３】
また、他のセグメント供給装置として、特開平１０−２０５２９４号公報に開示されたものがある。このセグメント供給装置は、ベース台に載置した複数のセグメントを昇降装置によってベース台からロッドに受け取って載せる。その後、移動装置によってロッドを前後方向に移動させることによってセグメントを移動させるものである。
【特許文献１】特開平６−８８４９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載されたセグメント供給装置では、コンベアと後続台車との間にホイストビームが配置されている。ここで、後続台車に積載されるセグメントを搭載する後続台車に載置することができるセグメントの数は限られてしまうので、多数のセグメントを搬送しようとすると、台車の数を増やすことが必要となる。このように、台車の数を増やすと、後方の台車からセグメントを移送するためには、ホイストビームを長くする必要がある。
【０００５】
ところが、ホイストビームを長くすると、シールドトンネルの曲率が大きい部分では、ホイストビームを設けることができなくなる。したがって、結局は、台車を多数並べることができず、多くのセグメントを運ぶことができないため、セグメントの搬送に時間を要することになるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたセグメント供給装置を用いると、多数のセグメントを一気に搬送することができるので、セグメントの搬送に掛かる時間の短縮を図ることができる。ところが、特許文献２に開示されたセグメント供給装置では、装置の大型化が避けられないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡素な装置を用いて、多くのセグメントを一度で搬送することができるようにし、もってセグメントの搬送時間の短縮を図ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係るセグメントの積み替え搬送装置は、セグメントを搭載する複数のセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並べられ、シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段と、セグメント搬入口と切羽との間に配置され、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段と、を備え、セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段位置まで後退させ、セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを、セグメント積み替え手段によって持ち上げ、セグメント搬送手段を後退させ、セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えるものである。
【０００９】
本発明に係るセグメントの積み替え搬送装置においては、複数のセグメント搭載台車が、並設されたセグメント搬送手段と、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段とを有している。そして、前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段の位置まで後退させ、後方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを前方のセグメント搭載台車に積み替える。このため、切羽側セグメント準備位置では、常に前方のセグメント搭載台車からセグメントを積み降ろすことができる。したがって、切羽側セグメント準備位置にたとえばホイストビームを設ける場合に、ホイストビームを短くすることができるので、曲率の大きいトンネルであっても、多くの台車でセグメントを搬送することができる。その結果、多くのセグメントを１度で搬送することができ、もってセグメントの搬送時間を短縮することができる。
【００１０】
また、上記特許文献１に開示されたセグメント供給装置と比較して、セグメント積み替え手段を設けるのみでよい。このため、上記特許文献２に開示されたような大型の装置を要することがないので、装置が大型化しないようにすることができる。
【００１１】
ここで、セグメント積み替え手段は、セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台と、基台に取り付けられた上下動可能であるとともに、セグメントを把持可能である把持部材と、を備える態様とすることができる。
【００１２】
このような基台と把持部材を用いることにより、好適なセグメント積み替え手段とすることができる。セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台としては、セグメント搬送手段の通路を跨ぐ門型の基台を用いることができる。また、セグメント搬送手段の通路の上方に配置されたビームを一方の片側から支持し、他方の片側に脚部を設けたＬ字を寝かせた形状の基台を用いることもできる。
【００１３】
また、把持部材の下降距離を制限する下降距離制限手段が設けられている態様とすることができる。
【００１４】
このような下降距離制限手段が設けられていることにより、把持部材が下降した際に、地面にぶつかってしまったり、セグメントをうまく把持できなかったりするといった事態を防止することができる。
【００１５】
さらに、セグメント積み替え手段が、シールドトンネルの掘進方向に移動可能である態様とすることもできる。
【００１６】
このように、セグメント積み替え手段が移動可能とされていることにより、シールドトンネルの掘進に合わせて、セグメント積み替え手段も前進させることができる。したがって、シールド掘進機とセグメント積み替え手段との間の距離を短く保つことができるので、セグメントの積み替えを短時間で行うことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決した本発明に係るシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送方法は、セグメントを搭載するセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並設され、シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段によってセグメントを搬送するにあたり、セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段位置まで後退させ、セグメント搬入口と切羽との間に配置され、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段によって、セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ、セグメント搬送手段を後退させ、セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とする。
【００１８】
また、シールドトンネルの掘進に合わせて、積み替え手段を切羽方向に移動させる態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るシールドトンネルのセグメントの積み替え搬送装置によれば、簡素な装置を用いて、多くのセグメントを一度で搬送することができるようにし、もってセグメントの搬送時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置を備えるシールドトンネルの側断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係るシールドトンネルＴは、シールド掘進機１による掘進により施工される。シールドトンネルＴの壁面には、多数のセグメントＳが取り付けられており、これらのセグメントＳは、シールド掘進機１に設けられたエレクタによって取り付けられる。
【００２２】
シールド掘進機１によって掘り進められたシールドトンネルＴの内部には、セグメント搬送手段であるセグメント搬送装置２が設けられている。セグメント搬送装置２は、セグメントを搭載する複数、本実施形態では４台のセグメント搭載台車１１〜１４を備えている。本実施形態では、前方の２台の第一，第二セグメント搭載台車１１，１２が前方のセグメント搭載台車となり、後方の２台の第三，第四セグメント搭載台車１３，１４が後方のセグメント搭載台車となる。
【００２３】
また、シールド掘進機１の後部には、切羽側セグメント準備位置が形成されており、シールド掘進機１とセグメント準備位置との間には、セグメント準備位置に載置されたセグメントをシールド掘進機１のエレクタに受け渡す図示しないセグメント受け渡し装置が設けられている。
【００２４】
さらに、もっとも切羽側まで移動した最前方に位置する第一セグメント搭載台車１１とセグメント受け渡し装置との間には、ホイスト３が設けられている。ホイスト３は、シールドトンネルＴの掘進方向に延在するビーム４と、このビーム４に沿って移動するセグメント移動装置５とを備えている。セグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳが順次移動させられ、セグメント準備位置に載置される
セグメント搬送装置２におけるセグメント搭載台車１１〜１４は、シールドトンネルＴの掘進方向に並べられており、相互に連結されている。このうちの最後方に位置する第四セグメント搭載台車１４には、バッテリーを備える機関車１５が連結されている。また、機関車１５の後方には、作業員が乗車するための乗員用台車１６が連結されている。さらに、乗員用台車１６の後方には、配管、レールなどの資材を搬送する図示しない資材用台車が適宜連結される。
【００２５】
シールドトンネルＴにおける図示しないセグメント搬入口となる立坑と、シールド掘進機１が位置する切羽との間には、セグメント搭載台車１１〜１４および機関車１５が走行するレール１７が敷設されている。このレール１７上を走行することにより、機関車１５によって、セグメント搭載台車１１〜１４および乗員用台車１６が、図示しないセグメント搬入口となる立坑とシールド掘進機１が位置する切羽との間を移動する。
【００２６】
また、シールドトンネルＴにおけるセグメント搬入口と切羽との間に敷設されたレール１７の途中位置には、セグメント積み替え手段となるセッタ６が設けられている。セッタ６は、図２〜図４に示すように、本発明の門型基台である基台フレーム２１を備えている。基台フレーム２１は、門型をなしており、その脚部がレール１７の両側に立設されており、レール１７を含むセグメント搬送装置２を跨ぐようにして配置されている。なお、図２および図３には、セグメントを搭載しない台車が停車した状態が描かれており、図４では、セグメントＳを搭載した台車が描かれている。
【００２７】
基台フレーム２１には、本発明の把持部材である可動装置２２が設けられている。可動装置２２は、リフトサドル２３を備えている。リフトサドル２３の両端部には、それぞれリフトシリンダ２４が取り付けらており、リフトシリンダ２４を稼動することにより、リフトサドル２３が上下動する。
【００２８】
また、リフトサドル２３には、左吊アーム２５および右吊アーム２６取り付けられている。左吊アーム２５および右吊アーム２６は、いずれもシールドトンネルＴの掘進方向に離間する２本のアーム部材を備えており、各アーム部材の下端部にそれぞれ左吊フック２７および右吊フック２８が取り付けられている。
【００２９】
さらに、リフトサドル２３には、図示しないスライドシリンダが設けられている。このスライドシリンダを伸縮させることにより、左吊アーム２５と右吊アーム２６とが互いに近接し、あるいは逆に離間する。これらの左右吊アーム２５，２６は、レール１７上を走行するセグメント搭載台車１１〜１４の幅方向中央の線を中心として、左右対称に移動する。
【００３０】
また、図５に示すように、リフトシリンダ２４には、本発明の下降距離制限手段であるリミットスイッチＳＷが取り付けられている。リミットスイッチＳＷは、リフトシリンダ２４の上部に取り付けられた上部近接スイッチＳＷ１とリフトシリンダ２４の下部に取り付けられた下部近接スイッチＳＷ２とを備えている。また、リミットスイッチＳＷは、リフトシリンダ２４のシリンダロッドの下端部に取り付けられた検出子ＳＷ３を備えている。これらの近接スイッチＳＷ１，ＳＷ２間のみをリフトシリンダ２４のシリンダロッドが上下動することにより、吊アーム２５，２６の下降を抑制して、吊フック２７，２８が地面の衝突しないように制御している。
【００３１】
さらに、右吊アーム２６の内側には、セグメント用リミットスイッチが取り付けられており、左吊アーム２５におけるセグメント用リミットスイッチに対向する位置には、反射用のミラーが取り付けられている。セグメント用リミットスイッチは、受発光センサからなり、ミラーに向けて光を照射している。ミラーから反射光を検出して、出射してから反射光を受光することにより、左右吊アーム２５，２６間の幅がセグメントＳ１〜Ｓ５の幅程度となっていることを判断している。
【００３２】
また、基台フレーム２１の下フレームには、車輪２９が取り付けられており、車輪２９の下方位置には、車輪２９の走行を案内する外側レール３０が設けられている。外側レール３０は、シールドトンネルＴの掘進方向に延在して配置されており、車輪２９が外側レール３０上を走行することにより、基台フレーム２１がシールドトンネルＴの掘進方向に移動可能となるようにされている。また、セッタ６には、車輪２９を駆動するモータ３１が設けられている。
【００３３】
さらに、外側レール３０は、地面に対して容易に取り外すことができる複数のレールブロックからなり、シールド掘進機１の前進に伴い、順次後端のレールブロックを取り外して前端のレールブロックに継ぎ足している。こうして、車輪２９が走行可能となる位置を、シールド掘進機１の掘進に伴って、順次前進させている。
【００３４】
以上の構成を有する本実施形態に係るシールドトンネルのセグメント積み替え搬送方法について説明する。
【００３５】
本実施形態に係る積み替え搬送方法では、まず、立坑の近傍における地中の資材置き場に載置されたセグメントＳをセグメント搭載装置によってセグメント搭載台車１１〜１４に搭載する。なお、セグメントＳは、地中の資材置き場に載置されておらず、立坑の上側からクレーンで直接搭載する態様とすることもできる。このうち、第一，第三セグメント搭載台車１１，１３には、第一三セグメントＳ１〜第三セグメントＳ３が搭載され、第二，第四セグメント搭載台車１２，１４には、第四セグメントＳ４〜第六セグメントＳ６が搭載される。
【００３６】
このうち、第一セグメントＳ１〜第五セグメントＳ５は、同じ大きさのセグメントであり、第六セグメントＳ６は、他のセグメントよりも小さいセグメントである。これらの第一セグメントＳ１〜第六セグメントＳ６により、シールドトンネルＴに取り付けられた際の１リングが構成される。
【００３７】
こうして、セグメント搭載台車１１〜１４にそれぞれセグメントＳ１〜Ｓ６を搭載したら、機関車１５を駆動し、セグメント搭載台車１１〜１４を切羽の手前位置まで搬送する。このとき、必要に応じて乗員用台車に乗員が乗車する。
【００３８】
セグメントＳ１〜Ｓ６を切羽まで搬送したら、セグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６をセグメント準備位置に移動して積み降ろす。このとき、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６は、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載したままとしておく。
【００３９】
第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６を積み降ろした後も、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４にはセグメントＳ１〜Ｓ６を搭載したままとしておく。次に、機関車１５を駆動して、セグメント搭載台車１１〜１４を切羽方向に移動させ、セッタ６の位置で停止させる。セッタ６は、移動可能とされており、シールド掘進機１による掘進に合わせて前進し、シールド掘進機１の近傍に位置させておく。具体的には、シールド掘進機１から１００〜１５０ｍ程立坑側に移動した位置に位置させておく。
【００４０】
セッタ６では、セグメントの積み替えが行われる。以下、図面を参照して、セグメントの積み替えの手順について説明する。機関車１５によって搬送されるセグメント搭載台車１１〜１４は、
、図６（ａ）に示すように、機関車１５第三セグメント搭載台車１３がセッタ６の位置に配置される位置で機関車１５を停車させる。このとき、第三セグメント搭載台車１３の停車位置は、セッタ６における左右吊アーム２５，２６のそれぞれにおける前後のアームのほぼ中心位置に、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３の長手方向中心位置がくる位置とする。
【００４１】
第三セグメント搭載台車１３がセッタ６の位置に停止したら、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３を第一セグメント搭載台車１１に積み替える。この積み替えを行う際には、まず、図６（ｂ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３をセッタ６によって把持して持ち上げる。セグメントＳ１〜Ｓ３の持ち上げは、次のようにして行われる。
【００４２】
まず、図７（ａ）に示すように、リフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３が上昇した状態とする。このとき、左右吊アーム２５，２６は、それぞれ開いた状態とされている。この状態で、セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めをする。セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めは作業員の目視によって行われている。
【００４３】
いま、第三セグメント搭載台車１３には、図示しない立坑近傍におけるセグメント搬入口において、セグメントＳ１〜Ｓ３が正確に位置決めされた状態で搭載されている。このため、セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めを行うことにより、セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間の位置決めが完了する。セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間では、セグメントＳ１の長手方向中心位置が、左右吊アーム２５，２６のそれぞれにおける前後のアームのちょうど中心の位置となるように位置決めがなされる。
【００４４】
セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間の位置決めが済んだら、図７（ｂ）に示すように、リフトシリンダ２４を収縮させて、リフトサドル２３を下降させる。リフトサドル２３を下降させる際、リミットスイッチＳＷによって、左右吊アーム２５，２６の下降位置を調整し、吊フック２７，２８が第一セグメントＳ１のわずかに下側に位置するようにする。
【００４５】
それから、図８（ａ）に示すように、図示しないスライドシリンダを駆動して、左右吊アーム２５，２６をそれぞれ内側に移動させ、吊フック２７，２８が第一セグメントＳ１の下側に配置されるようにする。左右吊アーム２５，２６をスライドさせるにあたり、図示しないセグメント用リミットスイッチによって、左右吊アーム２５，２６の間の距離が、セグメントＳ１〜Ｓ３の幅とほぼ同じとなるように調整する。
【００４６】
こうして、適切な幅となるように左右吊アーム２５，２６をスライドさせたら、図８（ｂ）に示すように、リフトシリンダ２４を伸長させ、リフトサドル２３を上昇させる。リフトサドル２３の上昇に伴い、吊フック２７，２８に把持されたセグメントＳ１〜Ｓ３を上方に持ち上げる。
【００４７】
セグメントＳ１〜Ｓ３を持ち上げたら、図９（ａ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３に搭載されていたセグメントＳ１〜Ｓ３がなくなり、第三セグメント搭載台車１３は空の状態となる。第三セグメント搭載台車１３が空の状態になったら、機関車１５を立坑方向に後退させ、第一セグメント搭載台車１１をセッタ６の位置に停止させる。
【００４８】
第一セグメント搭載台車１１がセッタ６の位置に停止させたら、図９（ｂ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３とセッタ６とを位置決めしたときと同様の手順で、第一セグメント搭載台車１１とセッタ６とを位置決めする。その後、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を収縮させ、リフトサドル２３を下降させる。
【００４９】
このリフトサドル２３の下降に伴い、左右吊アーム２５，２６が下降し、セグメントＳ１〜Ｓ３が第一セグメント搭載台車１１に搭載される。セグメントＳ１〜Ｓ３が第一セグメント搭載台車１１に搭載されたら、スライドシリンダによって、左右吊アーム２５，２６をそれぞれ外側に移動させ、セグメントＳ１〜Ｓ３を吊フック２７，２８による把持状態から解放する。その後、リフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３を一旦上昇させておく。
【００５０】
続いて、図９（ｃ）に示すように、機関車１５によってセグメント搭載台車１１〜１４を切羽方向に前進させ、第四セグメント搭載台車１４をセッタ６の位置に停止させる。この第四セグメント搭載台車１４には、セグメントＳ４〜Ｓ６が搭載されている。このセグメントＳ４〜Ｓ６を、第二セグメント搭載台車１２に積み替える。
【００５１】
第四セグメント搭載台車１４に搭載されたセグメントＳ４〜Ｓ６を第二セグメント搭載台車１２に積み替える手順は、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３を第一セグメント搭載台車１１に積み替える手順と同様である。したがって、リフトシリンダ２４を収縮させることによりリフトサドル２３を下降させ、続いて図示しないスライドシリンダを駆動して、左右吊アーム２５，２６を互いに近接する方向に移動させ、吊フック２７，２８で第四セグメントＳ４を把持する。
【００５２】
この状態で、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３を上昇させる。リフトサドル２３を上昇させると、図１０（ａ）に示すように、第四セグメント搭載台車１４に搭載されたセグメントＳ４〜Ｓ６が上昇し、第四セグメント搭載台車１４は空の状態となる。第四セグメント搭載台車１４が空となったら、機関車１５を立坑方向に後退させ、セグメント搭載台車１１〜１４を移動させる。
【００５３】
それから、図１０（ｂ）に示すように、セッタ６の位置に第二セグメント搭載台車１２を位置させて両者の位置決めを行う。その後は、第一セグメント搭載台車１１にセグメントＳ１〜Ｓ３を搭載した場合と同様、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を収縮させ、リフトサドル２３を下降させる。リフトサドル２３を下降させることにより、セグメントＳ４〜Ｓ６が下降し、図１０（ｃ）に示すように、第二セグメント搭載台車１２に搭載される。その後、セグメントＳ４〜Ｓ６を吊フック２７，２８による把持状態から解放して、セグメントＳ４〜Ｓ６の積み替え作業が終了する。
【００５４】
このようにして、セグメントＳ１〜Ｓ３を第三セグメント搭載台車１３から第一セグメント搭載台車１１に積み替え、セグメントＳ４〜Ｓ６を第四セグメント搭載台車１４から第二セグメント搭載台車１２に積み替えたら、機関車１５により、セグメント搭載台車１１〜１４を、切羽方向に前進させる。その後、第一セグメント搭載台車１１が切羽手前位置に到達したらセグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６をセグメント準備位置に移動して積み降ろす。
【００５５】
そして、最終的に、セグメント搭載台車１１〜１４に搭載された２リング分のセグメントＳ１〜Ｓ６の切羽近傍におけるセグメント準備位置への搬送が完了し、セグメント搭載台車１１〜１４を、機関車１５によって立坑近傍の資材置き場まで搬送する。また、シールド掘進機１によるシールドトンネルＴの掘進の進行に伴い、シールド掘進機１は前進するが、シールド掘進機１の前進に合わせて、セッタ６を前進させることにより、セグメント搭載台車１１〜１４の移動量を少なくすることができる。
【００５６】
このように、本実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置では、ホイスト３によるセグメントＳ１〜Ｓ６の積み降ろしを行う際には、セグメントＳ１〜Ｓ６は、常に前方に位置する第一セグメント搭載台車１１および第二セグメント搭載台車１２に搭載された状態にある。このため、４台という複数の台車を連結して多数のセグメントを搬送した場合でも、ホイスト３におけるビーム４を短いもので済ませることができる。したがって、曲率の大きいシールドトンネルの施工の際にも、多数のセグメントを一度で搬送でき、セグメントの搬送時間の短縮を図ることができる。
【００５７】
また、セグメントＳ１〜Ｓ４の積み替えを行う際には、シールド掘進機１よりも立坑側に配置したセッタ６を用いている。このため、単にこのセッタ６を設ければよいので、簡素な装置で済ませることができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、４台のセグメント搭載台車を連結した構成としているが、２台、３台、または５台以上のセグメント搭載台車を連結した態様とすることができる。また、上記実施形態では、１台のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントの積み替えのみを行うことができるセッタを用いているが、２台以上の複数台のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを一気に積み替えることができるセッタを用いることもできる。
【００５９】
また、上記実施形態では、１リングで６枚のセグメントとしているが、１リングを形成するセグメントの数は、この数に限定されるものではない。さらに、セグメント搭載台車に搭載するセグメントの数も上記実施形態のように３枚に限定されるものではなく、適宜の数に設定することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、セグメント搭載台車には１列でセグメントを搭載しているが、セグメントとセグメント搭載台車との相対的な幅の関係によっては、セグメント搭載台車に２列以上のセグメントを搭載する態様とすることもできる。２列以上のセグメントを搭載する場合には、セッタでセグメントを直接持ち上げるのは困難となるが、２列以上のセグメントを１枚のパレットに載置した状態でセグメント搭載台車に搭載することにより、セッタでパレットを持ち上げることにより、セグメントを容易に持ち上げることができる。
【００６１】
他方、セッタにおいてセグメントを積み替える際、上記実施形態ではセグメント搭載台車を移動させているが、セッタを前後進させる態様とすることもできる。さらに、本実施形態に係るセグメント積み替え搬送装置は、曲率の大きいシールドトンネルを施工する場合に好適となるが、たとえば直線状のシールドトンネルを施工する場合であっても、たとえばセグメント搭載台車を１０台程度の多数連結する場合には、ホイストビームの長さを短いままとすることができる。したがって、直線状のシールドトンネルを施工する場合でも、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置を備えるシールドトンネルの側断面図である。
【図２】セッタの正面図である。
【図３】セッタの平面図である。
【図４】セッタの側面図である。
【図５】リフトシリンダの拡大側面図である。
【図６】セグメントの積み替え搬送装置の手順を示す工程図である。
【図７】セグメントの積み替え手順を示す工程図である。
【図８】図７に続く工程を示す工程図である。
【図９】図６に続く工程を示す工程図である。
【図１０】図９に続く工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…シールド掘進機
２…セグメント搬送装置
３…ホイスト
４…ビーム
５…セグメント移動装置
６…セッタ
１１〜１４…第一セグメント搭載台車
１５…機関車
１６…乗員用台車
１７…レール
２１…基台フレーム
２２…可動装置
２３…リフトサドル
２４…リフトシリンダ
２５…左吊アーム
２６…右吊アーム
２７…左吊フック
２８…右吊フック
２９…車輪
３０…外側レール
３１…モータ
Ｓ，Ｓ１〜Ｓ６…セグメント
Ｔ…シールドトンネル
ＳＷ…リミットスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルに取り付けられるセグメントの搬送方法に係り、特に、搬送の途中でセグメントを積み替えるシールドトンネルの積み替え搬送装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルを施工する際には、シールドトンネルの壁面を構成するセグメントを切羽方向に搬送する。このようなセグメントの搬送は、たとえばセグメントを積んだ台車を用いることによって行われる。セグメントを搬送する装置としては、たとえば特開平６−８８４９３号公報に開示されたセグメント供給装置がある。このセグメント供給装置は、シールド掘進機におけるエレクタの後方に設けられたコンベアと、セグメントを搭載する後続台車との間に設けられたホイストビームを備えるホイストを有している。このホイストを用いることにより、後続台車に搭載されたセグメントをシールド掘進機におけるエレクタに円滑に供給することができるようにしている。
【０００３】
また、他のセグメント供給装置として、特開平１０−２０５２９４号公報に開示されたものがある。このセグメント供給装置は、ベース台に載置した複数のセグメントを昇降装置によってベース台からロッドに受け取って載せる。その後、移動装置によってロッドを前後方向に移動させることによってセグメントを移動させるものである。
【特許文献１】特開平６−８８４９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載されたセグメント供給装置では、コンベアと後続台車との間にホイストビームが配置されている。ここで、後続台車に積載されるセグメントを搭載する後続台車に載置することができるセグメントの数は限られてしまうので、多数のセグメントを搬送しようとすると、台車の数を増やすことが必要となる。このように、台車の数を増やすと、後方の台車からセグメントを移送するためには、ホイストビームを長くする必要がある。
【０００５】
ところが、ホイストビームを長くすると、シールドトンネルの曲率が大きい部分では、ホイストビームを設けることができなくなる。したがって、結局は、台車を多数並べることができず、多くのセグメントを運ぶことができないため、セグメントの搬送に時間を要することになるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたセグメント供給装置を用いると、多数のセグメントを一気に搬送することができるので、セグメントの搬送に掛かる時間の短縮を図ることができる。ところが、特許文献２に開示されたセグメント供給装置では、装置の大型化が避けられないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡素な装置を用いて、多くのセグメントを一度で搬送することができるようにし、もってセグメントの搬送時間の短縮を図ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係るセグメントの積み替え搬送装置は、セグメントを搭載する複数のセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並べられ、シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段と、セグメント搬入口と切羽との間に配置され、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段と、を備え、セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段位置まで後退させ、セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを、セグメント積み替え手段によって持ち上げ、セグメント搬送手段を後退させ、セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えるものである。
【０００９】
本発明に係るセグメントの積み替え搬送装置においては、複数のセグメント搭載台車が、並設されたセグメント搬送手段と、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段とを有している。そして、前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段の位置まで後退させ、後方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを前方のセグメント搭載台車に積み替える。このため、切羽側セグメント準備位置では、常に前方のセグメント搭載台車からセグメントを積み降ろすことができる。したがって、切羽側セグメント準備位置にたとえばホイストビームを設ける場合に、ホイストビームを短くすることができるので、曲率の大きいトンネルであっても、多くの台車でセグメントを搬送することができる。その結果、多くのセグメントを１度で搬送することができ、もってセグメントの搬送時間を短縮することができる。
【００１０】
また、上記特許文献１に開示されたセグメント供給装置と比較して、セグメント積み替え手段を設けるのみでよい。このため、上記特許文献２に開示されたような大型の装置を要することがないので、装置が大型化しないようにすることができる。
【００１１】
ここで、セグメント積み替え手段は、セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台と、基台に取り付けられた上下動可能であるとともに、セグメントを把持可能である把持部材と、を備える態様とすることができる。
【００１２】
このような基台と把持部材を用いることにより、好適なセグメント積み替え手段とすることができる。セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台としては、セグメント搬送手段の通路を跨ぐ門型の基台を用いることができる。また、セグメント搬送手段の通路の上方に配置されたビームを一方の片側から支持し、他方の片側に脚部を設けたＬ字を寝かせた形状の基台を用いることもできる。
【００１３】
また、把持部材の下降距離を制限する下降距離制限手段が設けられている態様とすることができる。
【００１４】
このような下降距離制限手段が設けられていることにより、把持部材が下降した際に、地面にぶつかってしまったり、セグメントをうまく把持できなかったりするといった事態を防止することができる。
【００１５】
さらに、セグメント積み替え手段が、シールドトンネルの掘進方向に移動可能である態様とすることもできる。
【００１６】
このように、セグメント積み替え手段が移動可能とされていることにより、シールドトンネルの掘進に合わせて、セグメント積み替え手段も前進させることができる。したがって、シールド掘進機とセグメント積み替え手段との間の距離を短く保つことができるので、セグメントの積み替えを短時間で行うことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決した本発明に係るシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送方法は、セグメントを搭載するセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並設され、シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段によってセグメントを搬送するにあたり、セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、セグメント搬送手段をセグメント積み替え手段位置まで後退させ、セグメント搬入口と切羽との間に配置され、セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段によって、セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ、セグメント搬送手段を後退させ、セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とする。
【００１８】
また、シールドトンネルの掘進に合わせて、積み替え手段を切羽方向に移動させる態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るシールドトンネルのセグメントの積み替え搬送装置によれば、簡素な装置を用いて、多くのセグメントを一度で搬送することができるようにし、もってセグメントの搬送時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置を備えるシールドトンネルの側断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係るシールドトンネルＴは、シールド掘進機１による掘進により施工される。シールドトンネルＴの壁面には、多数のセグメントＳが取り付けられており、これらのセグメントＳは、シールド掘進機１に設けられたエレクタによって取り付けられる。
【００２２】
シールド掘進機１によって掘り進められたシールドトンネルＴの内部には、セグメント搬送手段であるセグメント搬送装置２が設けられている。セグメント搬送装置２は、セグメントを搭載する複数、本実施形態では４台のセグメント搭載台車１１〜１４を備えている。本実施形態では、前方の２台の第一，第二セグメント搭載台車１１，１２が前方のセグメント搭載台車となり、後方の２台の第三，第四セグメント搭載台車１３，１４が後方のセグメント搭載台車となる。
【００２３】
また、シールド掘進機１の後部には、切羽側セグメント準備位置が形成されており、シールド掘進機１とセグメント準備位置との間には、セグメント準備位置に載置されたセグメントをシールド掘進機１のエレクタに受け渡す図示しないセグメント受け渡し装置が設けられている。
【００２４】
さらに、もっとも切羽側まで移動した最前方に位置する第一セグメント搭載台車１１とセグメント受け渡し装置との間には、ホイスト３が設けられている。ホイスト３は、シールドトンネルＴの掘進方向に延在するビーム４と、このビーム４に沿って移動するセグメント移動装置５とを備えている。セグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳが順次移動させられ、セグメント準備位置に載置される
セグメント搬送装置２におけるセグメント搭載台車１１〜１４は、シールドトンネルＴの掘進方向に並べられており、相互に連結されている。このうちの最後方に位置する第四セグメント搭載台車１４には、バッテリーを備える機関車１５が連結されている。また、機関車１５の後方には、作業員が乗車するための乗員用台車１６が連結されている。さらに、乗員用台車１６の後方には、配管、レールなどの資材を搬送する図示しない資材用台車が適宜連結される。
【００２５】
シールドトンネルＴにおける図示しないセグメント搬入口となる立坑と、シールド掘進機１が位置する切羽との間には、セグメント搭載台車１１〜１４および機関車１５が走行するレール１７が敷設されている。このレール１７上を走行することにより、機関車１５によって、セグメント搭載台車１１〜１４および乗員用台車１６が、図示しないセグメント搬入口となる立坑とシールド掘進機１が位置する切羽との間を移動する。
【００２６】
また、シールドトンネルＴにおけるセグメント搬入口と切羽との間に敷設されたレール１７の途中位置には、セグメント積み替え手段となるセッタ６が設けられている。セッタ６は、図２〜図４に示すように、本発明の門型基台である基台フレーム２１を備えている。基台フレーム２１は、門型をなしており、その脚部がレール１７の両側に立設されており、レール１７を含むセグメント搬送装置２を跨ぐようにして配置されている。なお、図２および図３には、セグメントを搭載しない台車が停車した状態が描かれており、図４では、セグメントＳを搭載した台車が描かれている。
【００２７】
基台フレーム２１には、本発明の把持部材である可動装置２２が設けられている。可動装置２２は、リフトサドル２３を備えている。リフトサドル２３の両端部には、それぞれリフトシリンダ２４が取り付けらており、リフトシリンダ２４を稼動することにより、リフトサドル２３が上下動する。
【００２８】
また、リフトサドル２３には、左吊アーム２５および右吊アーム２６取り付けられている。左吊アーム２５および右吊アーム２６は、いずれもシールドトンネルＴの掘進方向に離間する２本のアーム部材を備えており、各アーム部材の下端部にそれぞれ左吊フック２７および右吊フック２８が取り付けられている。
【００２９】
さらに、リフトサドル２３には、図示しないスライドシリンダが設けられている。このスライドシリンダを伸縮させることにより、左吊アーム２５と右吊アーム２６とが互いに近接し、あるいは逆に離間する。これらの左右吊アーム２５，２６は、レール１７上を走行するセグメント搭載台車１１〜１４の幅方向中央の線を中心として、左右対称に移動する。
【００３０】
また、図５に示すように、リフトシリンダ２４には、本発明の下降距離制限手段であるリミットスイッチＳＷが取り付けられている。リミットスイッチＳＷは、リフトシリンダ２４の上部に取り付けられた上部近接スイッチＳＷ１とリフトシリンダ２４の下部に取り付けられた下部近接スイッチＳＷ２とを備えている。また、リミットスイッチＳＷは、リフトシリンダ２４のシリンダロッドの下端部に取り付けられた検出子ＳＷ３を備えている。これらの近接スイッチＳＷ１，ＳＷ２間のみをリフトシリンダ２４のシリンダロッドが上下動することにより、吊アーム２５，２６の下降を抑制して、吊フック２７，２８が地面の衝突しないように制御している。
【００３１】
さらに、右吊アーム２６の内側には、セグメント用リミットスイッチが取り付けられており、左吊アーム２５におけるセグメント用リミットスイッチに対向する位置には、反射用のミラーが取り付けられている。セグメント用リミットスイッチは、受発光センサからなり、ミラーに向けて光を照射している。ミラーから反射光を検出して、出射してから反射光を受光することにより、左右吊アーム２５，２６間の幅がセグメントＳ１〜Ｓ５の幅程度となっていることを判断している。
【００３２】
また、基台フレーム２１の下フレームには、車輪２９が取り付けられており、車輪２９の下方位置には、車輪２９の走行を案内する外側レール３０が設けられている。外側レール３０は、シールドトンネルＴの掘進方向に延在して配置されており、車輪２９が外側レール３０上を走行することにより、基台フレーム２１がシールドトンネルＴの掘進方向に移動可能となるようにされている。また、セッタ６には、車輪２９を駆動するモータ３１が設けられている。
【００３３】
さらに、外側レール３０は、地面に対して容易に取り外すことができる複数のレールブロックからなり、シールド掘進機１の前進に伴い、順次後端のレールブロックを取り外して前端のレールブロックに継ぎ足している。こうして、車輪２９が走行可能となる位置を、シールド掘進機１の掘進に伴って、順次前進させている。
【００３４】
以上の構成を有する本実施形態に係るシールドトンネルのセグメント積み替え搬送方法について説明する。
【００３５】
本実施形態に係る積み替え搬送方法では、まず、立坑の近傍における地中の資材置き場に載置されたセグメントＳをセグメント搭載装置によってセグメント搭載台車１１〜１４に搭載する。なお、セグメントＳは、地中の資材置き場に載置されておらず、立坑の上側からクレーンで直接搭載する態様とすることもできる。このうち、第一，第三セグメント搭載台車１１，１３には、第一三セグメントＳ１〜第三セグメントＳ３が搭載され、第二，第四セグメント搭載台車１２，１４には、第四セグメントＳ４〜第六セグメントＳ６が搭載される。
【００３６】
このうち、第一セグメントＳ１〜第五セグメントＳ５は、同じ大きさのセグメントであり、第六セグメントＳ６は、他のセグメントよりも小さいセグメントである。これらの第一セグメントＳ１〜第六セグメントＳ６により、シールドトンネルＴに取り付けられた際の１リングが構成される。
【００３７】
こうして、セグメント搭載台車１１〜１４にそれぞれセグメントＳ１〜Ｓ６を搭載したら、機関車１５を駆動し、セグメント搭載台車１１〜１４を切羽の手前位置まで搬送する。このとき、必要に応じて乗員用台車に乗員が乗車する。
【００３８】
セグメントＳ１〜Ｓ６を切羽まで搬送したら、セグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６をセグメント準備位置に移動して積み降ろす。このとき、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６は、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４に搭載したままとしておく。
【００３９】
第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６を積み降ろした後も、第三，第四セグメント搭載台車１３，１４にはセグメントＳ１〜Ｓ６を搭載したままとしておく。次に、機関車１５を駆動して、セグメント搭載台車１１〜１４を切羽方向に移動させ、セッタ６の位置で停止させる。セッタ６は、移動可能とされており、シールド掘進機１による掘進に合わせて前進し、シールド掘進機１の近傍に位置させておく。具体的には、シールド掘進機１から１００〜１５０ｍ程立坑側に移動した位置に位置させておく。
【００４０】
セッタ６では、セグメントの積み替えが行われる。以下、図面を参照して、セグメントの積み替えの手順について説明する。機関車１５によって搬送されるセグメント搭載台車１１〜１４は、
、図６（ａ）に示すように、機関車１５第三セグメント搭載台車１３がセッタ６の位置に配置される位置で機関車１５を停車させる。このとき、第三セグメント搭載台車１３の停車位置は、セッタ６における左右吊アーム２５，２６のそれぞれにおける前後のアームのほぼ中心位置に、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３の長手方向中心位置がくる位置とする。
【００４１】
第三セグメント搭載台車１３がセッタ６の位置に停止したら、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３を第一セグメント搭載台車１１に積み替える。この積み替えを行う際には、まず、図６（ｂ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３をセッタ６によって把持して持ち上げる。セグメントＳ１〜Ｓ３の持ち上げは、次のようにして行われる。
【００４２】
まず、図７（ａ）に示すように、リフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３が上昇した状態とする。このとき、左右吊アーム２５，２６は、それぞれ開いた状態とされている。この状態で、セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めをする。セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めは作業員の目視によって行われている。
【００４３】
いま、第三セグメント搭載台車１３には、図示しない立坑近傍におけるセグメント搬入口において、セグメントＳ１〜Ｓ３が正確に位置決めされた状態で搭載されている。このため、セッタ６と第三セグメント搭載台車１３との間の位置決めを行うことにより、セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間の位置決めが完了する。セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間では、セグメントＳ１の長手方向中心位置が、左右吊アーム２５，２６のそれぞれにおける前後のアームのちょうど中心の位置となるように位置決めがなされる。
【００４４】
セッタ６とセグメントＳ１〜Ｓ３との間の位置決めが済んだら、図７（ｂ）に示すように、リフトシリンダ２４を収縮させて、リフトサドル２３を下降させる。リフトサドル２３を下降させる際、リミットスイッチＳＷによって、左右吊アーム２５，２６の下降位置を調整し、吊フック２７，２８が第一セグメントＳ１のわずかに下側に位置するようにする。
【００４５】
それから、図８（ａ）に示すように、図示しないスライドシリンダを駆動して、左右吊アーム２５，２６をそれぞれ内側に移動させ、吊フック２７，２８が第一セグメントＳ１の下側に配置されるようにする。左右吊アーム２５，２６をスライドさせるにあたり、図示しないセグメント用リミットスイッチによって、左右吊アーム２５，２６の間の距離が、セグメントＳ１〜Ｓ３の幅とほぼ同じとなるように調整する。
【００４６】
こうして、適切な幅となるように左右吊アーム２５，２６をスライドさせたら、図８（ｂ）に示すように、リフトシリンダ２４を伸長させ、リフトサドル２３を上昇させる。リフトサドル２３の上昇に伴い、吊フック２７，２８に把持されたセグメントＳ１〜Ｓ３を上方に持ち上げる。
【００４７】
セグメントＳ１〜Ｓ３を持ち上げたら、図９（ａ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３に搭載されていたセグメントＳ１〜Ｓ３がなくなり、第三セグメント搭載台車１３は空の状態となる。第三セグメント搭載台車１３が空の状態になったら、機関車１５を立坑方向に後退させ、第一セグメント搭載台車１１をセッタ６の位置に停止させる。
【００４８】
第一セグメント搭載台車１１がセッタ６の位置に停止させたら、図９（ｂ）に示すように、第三セグメント搭載台車１３とセッタ６とを位置決めしたときと同様の手順で、第一セグメント搭載台車１１とセッタ６とを位置決めする。その後、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を収縮させ、リフトサドル２３を下降させる。
【００４９】
このリフトサドル２３の下降に伴い、左右吊アーム２５，２６が下降し、セグメントＳ１〜Ｓ３が第一セグメント搭載台車１１に搭載される。セグメントＳ１〜Ｓ３が第一セグメント搭載台車１１に搭載されたら、スライドシリンダによって、左右吊アーム２５，２６をそれぞれ外側に移動させ、セグメントＳ１〜Ｓ３を吊フック２７，２８による把持状態から解放する。その後、リフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３を一旦上昇させておく。
【００５０】
続いて、図９（ｃ）に示すように、機関車１５によってセグメント搭載台車１１〜１４を切羽方向に前進させ、第四セグメント搭載台車１４をセッタ６の位置に停止させる。この第四セグメント搭載台車１４には、セグメントＳ４〜Ｓ６が搭載されている。このセグメントＳ４〜Ｓ６を、第二セグメント搭載台車１２に積み替える。
【００５１】
第四セグメント搭載台車１４に搭載されたセグメントＳ４〜Ｓ６を第二セグメント搭載台車１２に積み替える手順は、第三セグメント搭載台車１３に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ３を第一セグメント搭載台車１１に積み替える手順と同様である。したがって、リフトシリンダ２４を収縮させることによりリフトサドル２３を下降させ、続いて図示しないスライドシリンダを駆動して、左右吊アーム２５，２６を互いに近接する方向に移動させ、吊フック２７，２８で第四セグメントＳ４を把持する。
【００５２】
この状態で、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を伸長させて、リフトサドル２３を上昇させる。リフトサドル２３を上昇させると、図１０（ａ）に示すように、第四セグメント搭載台車１４に搭載されたセグメントＳ４〜Ｓ６が上昇し、第四セグメント搭載台車１４は空の状態となる。第四セグメント搭載台車１４が空となったら、機関車１５を立坑方向に後退させ、セグメント搭載台車１１〜１４を移動させる。
【００５３】
それから、図１０（ｂ）に示すように、セッタ６の位置に第二セグメント搭載台車１２を位置させて両者の位置決めを行う。その後は、第一セグメント搭載台車１１にセグメントＳ１〜Ｓ３を搭載した場合と同様、セッタ６におけるリフトシリンダ２４を収縮させ、リフトサドル２３を下降させる。リフトサドル２３を下降させることにより、セグメントＳ４〜Ｓ６が下降し、図１０（ｃ）に示すように、第二セグメント搭載台車１２に搭載される。その後、セグメントＳ４〜Ｓ６を吊フック２７，２８による把持状態から解放して、セグメントＳ４〜Ｓ６の積み替え作業が終了する。
【００５４】
このようにして、セグメントＳ１〜Ｓ３を第三セグメント搭載台車１３から第一セグメント搭載台車１１に積み替え、セグメントＳ４〜Ｓ６を第四セグメント搭載台車１４から第二セグメント搭載台車１２に積み替えたら、機関車１５により、セグメント搭載台車１１〜１４を、切羽方向に前進させる。その後、第一セグメント搭載台車１１が切羽手前位置に到達したらセグメント移動装置５によって、第一，第二セグメント搭載台車１１，１２に搭載されたセグメントＳ１〜Ｓ６をセグメント準備位置に移動して積み降ろす。
【００５５】
そして、最終的に、セグメント搭載台車１１〜１４に搭載された２リング分のセグメントＳ１〜Ｓ６の切羽近傍におけるセグメント準備位置への搬送が完了し、セグメント搭載台車１１〜１４を、機関車１５によって立坑近傍の資材置き場まで搬送する。また、シールド掘進機１によるシールドトンネルＴの掘進の進行に伴い、シールド掘進機１は前進するが、シールド掘進機１の前進に合わせて、セッタ６を前進させることにより、セグメント搭載台車１１〜１４の移動量を少なくすることができる。
【００５６】
このように、本実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置では、ホイスト３によるセグメントＳ１〜Ｓ６の積み降ろしを行う際には、セグメントＳ１〜Ｓ６は、常に前方に位置する第一セグメント搭載台車１１および第二セグメント搭載台車１２に搭載された状態にある。このため、４台という複数の台車を連結して多数のセグメントを搬送した場合でも、ホイスト３におけるビーム４を短いもので済ませることができる。したがって、曲率の大きいシールドトンネルの施工の際にも、多数のセグメントを一度で搬送でき、セグメントの搬送時間の短縮を図ることができる。
【００５７】
また、セグメントＳ１〜Ｓ４の積み替えを行う際には、シールド掘進機１よりも立坑側に配置したセッタ６を用いている。このため、単にこのセッタ６を設ければよいので、簡素な装置で済ませることができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、４台のセグメント搭載台車を連結した構成としているが、２台、３台、または５台以上のセグメント搭載台車を連結した態様とすることができる。また、上記実施形態では、１台のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントの積み替えのみを行うことができるセッタを用いているが、２台以上の複数台のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを一気に積み替えることができるセッタを用いることもできる。
【００５９】
また、上記実施形態では、１リングで６枚のセグメントとしているが、１リングを形成するセグメントの数は、この数に限定されるものではない。さらに、セグメント搭載台車に搭載するセグメントの数も上記実施形態のように３枚に限定されるものではなく、適宜の数に設定することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、セグメント搭載台車には１列でセグメントを搭載しているが、セグメントとセグメント搭載台車との相対的な幅の関係によっては、セグメント搭載台車に２列以上のセグメントを搭載する態様とすることもできる。２列以上のセグメントを搭載する場合には、セッタでセグメントを直接持ち上げるのは困難となるが、２列以上のセグメントを１枚のパレットに載置した状態でセグメント搭載台車に搭載することにより、セッタでパレットを持ち上げることにより、セグメントを容易に持ち上げることができる。
【００６１】
他方、セッタにおいてセグメントを積み替える際、上記実施形態ではセグメント搭載台車を移動させているが、セッタを前後進させる態様とすることもできる。さらに、本実施形態に係るセグメント積み替え搬送装置は、曲率の大きいシールドトンネルを施工する場合に好適となるが、たとえば直線状のシールドトンネルを施工する場合であっても、たとえばセグメント搭載台車を１０台程度の多数連結する場合には、ホイストビームの長さを短いままとすることができる。したがって、直線状のシールドトンネルを施工する場合でも、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係るセグメントの積み替え搬送装置を備えるシールドトンネルの側断面図である。
【図２】セッタの正面図である。
【図３】セッタの平面図である。
【図４】セッタの側面図である。
【図５】リフトシリンダの拡大側面図である。
【図６】セグメントの積み替え搬送装置の手順を示す工程図である。
【図７】セグメントの積み替え手順を示す工程図である。
【図８】図７に続く工程を示す工程図である。
【図９】図６に続く工程を示す工程図である。
【図１０】図９に続く工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…シールド掘進機
２…セグメント搬送装置
３…ホイスト
４…ビーム
５…セグメント移動装置
６…セッタ
１１〜１４…第一セグメント搭載台車
１５…機関車
１６…乗員用台車
１７…レール
２１…基台フレーム
２２…可動装置
２３…リフトサドル
２４…リフトシリンダ
２５…左吊アーム
２６…右吊アーム
２７…左吊フック
２８…右吊フック
２９…車輪
３０…外側レール
３１…モータ
Ｓ，Ｓ１〜Ｓ６…セグメント
Ｔ…シールドトンネル
ＳＷ…リミットスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントを搭載する複数のセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並べられ、前記シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段と、
前記セグメント搬入口と前記切羽との間に配置され、前記セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段と、
を備え、
前記セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、前記セグメント搬送手段を前記セグメント積み替え手段位置まで後退させ、前記セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを、前記セグメント積み替え手段によって持ち上げ、前記セグメント搬送手段を後退させ、前記セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、前記セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項２】
前記セグメント積み替え手段は、前記セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台と、
前記基台に取り付けられた上下動可能であるとともに、前記セグメントを把持可能である把持部材と、
を備える請求項１に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項３】
前記把持部材の下降距離を制限する下降距離制限手段が設けられている請求項２に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項４】
前記セグメント積み替え手段が、前記シールドトンネルの掘進方向に移動可能である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項５】
セグメントを搭載するセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並設され、前記シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段によってセグメントを搬送するにあたり、
前記セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、前記セグメント搬送手段を前記セグメント積み替え手段位置まで後退させ、
前記セグメント搬入口と前記切羽との間に配置され、前記セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段によって、前記セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ、
前記セグメント搬送手段を後退させ、前記セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、前記セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送方法。
【請求項６】
前記シールドトンネルの掘進に合わせて、前記積み替え手段を前記切羽方向に移動させる請求項１に記載のシールドトンネルのセグメント積み替え搬送方法。
【請求項１】
セグメントを搭載する複数のセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並べられ、前記シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段と、
前記セグメント搬入口と前記切羽との間に配置され、前記セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段と、
を備え、
前記セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、前記セグメント搬送手段を前記セグメント積み替え手段位置まで後退させ、前記セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを、前記セグメント積み替え手段によって持ち上げ、前記セグメント搬送手段を後退させ、前記セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、前記セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項２】
前記セグメント積み替え手段は、前記セグメント搬送手段の通路の上方に配置された基台と、
前記基台に取り付けられた上下動可能であるとともに、前記セグメントを把持可能である把持部材と、
を備える請求項１に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項３】
前記把持部材の下降距離を制限する下降距離制限手段が設けられている請求項２に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項４】
前記セグメント積み替え手段が、前記シールドトンネルの掘進方向に移動可能である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送装置。
【請求項５】
セグメントを搭載するセグメント搭載台車が、施工中のシールドトンネルの掘進方向に並設され、前記シールドトンネルにおけるセグメント搬入口と切羽との間を移動するセグメント搬送手段によってセグメントを搬送するにあたり、
前記セグメント搬送手段における前方のセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを切羽側セグメント準備位置に降ろした後、前記セグメント搬送手段を前記セグメント積み替え手段位置まで後退させ、
前記セグメント搬入口と前記切羽との間に配置され、前記セグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ可能なセグメント積み替え手段によって、前記セグメント搬送手段の後部に配置されたセグメント搭載台車に搭載されたセグメントを持ち上げ、
前記セグメント搬送手段を後退させ、前記セグメント積み替え手段に持ち上げられたセグメントを、前記セグメント搬送手段の前部に配置されたセグメント搭載台車に積み替えることを特徴とするシールドトンネルにおけるセグメントの積み替え搬送方法。
【請求項６】
前記シールドトンネルの掘進に合わせて、前記積み替え手段を前記切羽方向に移動させる請求項１に記載のシールドトンネルのセグメント積み替え搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２４０９（Ｐ２００６−２４０９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７８８７０（Ｐ２００４−１７８８７０）
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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