シールドトンネル用テルハクレーン
【課題】 長大な長さでもトンネルの湾曲部に設置できるようにする。
【解決手段】本発明に係る可撓性搬送レール５は、相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成してある。搬送レール湾曲機構２２は、離間させて平行配置した一対の吊持板６１，６１と、該吊持板の上縁を相互につなぐ一体化プレート６２と、各吊持板６１に形成された長孔状のガイド孔に挿通される複数の吊持用ロッド６６とから構成し、一対の吊持板６１，６１がスクリュー受け台車１２の移動軸線と平行になるように吊持部６３を用いてスクリュー受け台車１２に取り付けてあり、各吊持用ロッド６６を、シールド側搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び抗口側搬送レールの連結部の各頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通することによって、可撓性搬送レール５は、搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持される。
【解決手段】本発明に係る可撓性搬送レール５は、相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成してある。搬送レール湾曲機構２２は、離間させて平行配置した一対の吊持板６１，６１と、該吊持板の上縁を相互につなぐ一体化プレート６２と、各吊持板６１に形成された長孔状のガイド孔に挿通される複数の吊持用ロッド６６とから構成し、一対の吊持板６１，６１がスクリュー受け台車１２の移動軸線と平行になるように吊持部６３を用いてスクリュー受け台車１２に取り付けてあり、各吊持用ロッド６６を、シールド側搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び抗口側搬送レールの連結部の各頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通することによって、可撓性搬送レール５は、搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として土圧式シールド工法で地盤掘削を行う場合に用いられるシールドトンネル用テルハクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地下鉄や上下水道をはじめとする公共施設による地下空間の利用が急増してきており、都市地下ではこれら様々な地下構造物が複雑に交錯している。
【０００３】
このような地下トンネル工事では、従来から土圧式シールドや泥水式シールド等のシールド工法が主流となっている。
【０００４】
シールド工法は、シールドマシン（以下、単にシールド）の先端に設けられたカッタービットにより地盤を掘削していく工法であり、掘削されたトンネルの掘削壁面にはセグメントが覆工されていく。
【０００５】
このセグメントは、セグメント搬送台車によって立坑からトンネル先端近くまで搬送された後、テルハクレーンによってシールドのテール部へと搬送され、しかる後、エレクターによって掘削壁面に覆工される。
【０００６】
ここで、テルハクレーンは、セグメント搬送台車からセグメントをシールドのテール部近傍へ搬送するだけでなく、セグメント搬送台車の前方あるいは後方に位置する資材搬送台車からも資材をシールドのテール部へ搬送する役目も担っているため、テルハクレーンを構成する搬送レールは、シールドのテール部から最後尾の台車停車位置まで延びている必要がある。
【０００７】
一方、土圧式シールド工法においては、土圧制御の関係上、シールド先端のチャンバーから排出された掘削土を１次スクリューコンベア及びその後端に連結された２次スクリューコンベアを介して抗口側に搬出しなければならず、かかる２次スクリューコンベアとの干渉を避けるべく、セグメント搬送台車や資材搬送台車の停車位置は、シールドのテール部からかなり後方にならざるを得ない。
【０００８】
したがって、トンネルの規模によっては、搬送レールの長さが十数メートルに及ぶことも珍しくない。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１７３９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、地上道路との関係上あるいはその他の事情で、トンネルを一定の曲率で曲げなければならないことがある。
【００１１】
しかしながら、かかるトンネルの湾曲部に上述したような十数メートルもある搬送レールを設置することは困難であるという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、トンネルを曲げながら掘削する場合にも使用可能なシールドトンネル用テルハクレーンを提供することを目的とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは請求項１に記載したように、搬送レールと該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイストとからなるシールドトンネル用テルハクレーンにおいて、前記搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結したものである。
【００１４】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、前記各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定したものである。
【００１５】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記シールド側搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を前記資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、前記ジョイント部材の個数を前記トンネルの曲率及び前記折れ曲がり角度の上限値に応じて定めたものである。
【００１６】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記シールドを土圧式シールドとしたものである。
【００１７】
本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンにおいては、搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結してある。
【００１８】
このようにすると、トンネルがカーブを描いて湾曲している箇所では、可撓性搬送レールが湾曲することによって、シールド側搬送レールも抗口側搬送レールも湾曲したトンネル軸線に沿うことになる。
【００１９】
すなわち、シールドは、第１の牽引アームを介して第１の移動架台を牽引するとともに、さらに第１の移動架台に第２の牽引アームを介して連結された第２の移動架台を牽引しながら、その推進力で地盤を掘削していく。そして、トンネルが直線部でなく、湾曲部の場合には、それぞれ対で構成してある第１の牽引アーム及び第２の牽引アームを伸縮させることで、カーブ内側とカーブ外側の距離の差を吸収しながら、第１の移動架台及び第２の移動架台をシールドで牽引しつつ所定の曲率を持つカーブに沿って移動する。
【００２０】
ちなみに、トンネル直線部では、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、それらの材軸方向が同じでかつトンネル軸線に一致しているが、トンネル湾曲部においては、トンネル軸線自体が湾曲することになるため、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、当然ながら同じ方向を向かず、直線部のときとは相対位置関係が変動する。
【００２１】
ここで、搬送レールのうち、シールド側搬送レールは、シールド及び可撓性搬送レールに各端がピン接合してあるため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、シールドと第１の移動架台との相対位置の変動に追従するようにシールドと同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、シールド側搬送レールは、かかる状態が維持される。
【００２２】
同様に、抗口側搬送レールは、可撓性搬送レール及び第２の移動架台にピン接合ないし回動自在に連結されているため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、第１の移動架台と第２の移動架台との相対位置の変動に追従するように第１の移動架台と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、抗口側搬送レールは、かかる状態が維持される。
【００２３】
かくして、搬送レールが長大になっても、テルハクレーンをトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００２４】
ちなみに、第１の牽引アームは、例えば泥土圧シールドの場合、二次スクリューコンベアの吐出口を第１の移動架台から吊持している関係上、その箇所において直線状態と湾曲状態でシールドからの距離が変化しないように調整する必要があるが、カーブ断面である以上、同一断面の他の箇所では、直線状態のときと湾曲状態のときの距離は当然ながら変動する。第１の移動架台と第２の移動架台でも同様なことが言える。
【００２５】
しかし、本発明においては、トンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レールを第１の移動架台から吊持してあるとともに、抗口側搬送レールの後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるように第２の移動架台に連結してあるため、第１の牽引アーム及び第２の牽引アームの動作によって搬送レールがトンネル軸線方向に沿って強制変形を受ける懸念はない。
【００２６】
シールド側搬送レール及び抗口側搬送レールは例えばＩ型鋼（Ｉビーム）で構成することができる。資材搬送用ホイストは、市販のものから適宜選択すればよいが、Ｉ型鋼を搬送レールとする場合には、Ｉ形鋼のフランジ上面を走行するようなものを選択するのがよい。
【００２７】
抗口側搬送レールの後端近傍においては、トンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように第２の移動架台に連結してあり、その構成は任意であるが、例えば抗口側搬送レールの後端近傍を第２の移動架台の上に載せ、その両側に側方移動拘束部材を立設するようにすればよい。
【００２８】
側方移動拘束部材は、例えば抗口側搬送レールのウェブを一対のＬ型プレートで両側から挟み込むようにして第２の移動架台に立設することが考えられる。
【００２９】
一方、可撓性搬送レールをどのように構成するかは任意であり、例えばウェブ厚が薄くかつ靭性に富んだ鋼材で形成されたＩ型鋼を用いることができる。この場合、一定区間ごとにフランジにスリットを入れておき、レール全体がスムーズに湾曲するようにしておく。
【００３０】
ここで、可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定して構成することができる。
【００３１】
かかる可撓性搬送レールは、いわば関節型レールとでも呼ぶべきものであり、ジョイント部材の個数を増やすことで、湾曲できる程度を自在に設定することができる。
【００３２】
搬送レール湾曲機構は、上述したように長孔状のガイド孔が形成された一対の吊持板と、該吊持板のガイド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとから構成してあり、可撓性搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔には、一対の吊持板のガイド孔に挿通された状態で複数の吊持用ロッドがそれぞれ挿通される。また、各吊持用ロッドは、その両端に設けてある頭部と一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように長さを設定してある。
【００３３】
かかる構成において、ジョイント部材等の吊持部のロッド孔に挿通された吊持用ロッドは、長孔状のガイド孔を前後移動可能、換言すればトンネル軸線方向に移動自在となるとともに、吊持用ロッドの両端に設けてある頭部と一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように吊持用ロッドの長さを設定してあるため、複数の吊持用ロッドは、２つのガイド孔を含む面内において、トンネル軸線に直交しかつ互いに平行な状態（トンネルが直線状態のとき）をとりうることができるのみならず、互いに非平行な状態、特に平面で見れば、扇状の位置をとりうることが可能となり、かくして、搬送レール湾曲機構は、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レールを吊持することができる。
【００３４】
ちなみに、吊持用ロッドの頭部は、該吊持用ロッドが吊持板に形成されたガイド孔から抜けないように適宜構成しておく。
【００３５】
シールド側搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度は、資材搬送用ホイストの走行に支障がない限り、任意であるが、かかる折れ曲がり角度の上限値を資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、ジョイント部材の個数をトンネルの曲率及び折れ曲がり角度の上限値に応じて定めるようにしたならば、トンネルのカーブの曲率に合わせて可撓性搬送レールを自在に構成することが可能となり、ひいては、どのような曲率のトンネルであっても、テルハクレーンの搬送ビームを設置することが可能となる。
【００３６】
本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、泥水式シールドにも適用することができるが、これを土圧式シールドに適用したならば、二次スクリューコンベアと搬送レールとの干渉を未然に防止しながら、長大なテルハクレーンをトンネル内に設置することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンを泥土圧式シールドに適用した場合の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を図示した平面図、図２は同じくその側面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１は、搬送レール２と、該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイスト３とから構成してある。
【００３９】
ここで、搬送レール２は図１、図２でよくわかるように、シールド側搬送レール４、可撓性搬送レール５及び抗口側搬送レール６で構成してあり、シールド側搬送レール４の先端は、シールド７から後方に延びる片持ち梁８の先端にピン接合してある。ここで、シールド側搬送レール４は、二次スクリューコンベア９との干渉を避けるため、シールド７の方向に向けて下り勾配としてある。
【００４０】
可撓性搬送レール５は、その先端をシールド側搬送レール４の後端に設けられた連結部にピン接合してあり、抗口側搬送レール６は、その先端に設けられた連結部を可撓性搬送レール５の後端にピン接合してある。
【００４１】
シールド側搬送レール４及び抗口側搬送レール６は例えばＩ型鋼（Ｉビーム）で構成することができる。資材搬送用ホイスト３は、市販のものから適宜選択すればよいが、Ｉ型鋼を搬送レールとする場合には、Ｉ形鋼のフランジ上面を走行するようなものを選択するのがよい。
【００４２】
ここで、シールド７には、第１の牽引アーム１１，１１を介して第１の移動架台としてのスクリュー受け台車１２を連結してあり、可撓性搬送レール５は、該スクリュー受け台車からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持してある。
【００４３】
すなわち、スクリュー受け台車１２は図３でよくわかるように、概ね門形フレームで構成してあり、可撓性搬送レール５は、スクリュー受け台車１２の頂部に吊り下げられた搬送レール湾曲機構２２を介して吊持してある。また、スクリュー受け台車１２の名前でわかる通り、搬送レール湾曲機構２２の側方には、二次スクリューコンベア９の吐出口近傍を該台車の頂部から吊り下げてある。
【００４４】
一方、スクリュー受け台車１２には図１に示したように、第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂを介して第２の移動架台としての運転台車１４を連結してあり、抗口側搬送レール６は、その後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように運転台車１４に連結してある。
【００４５】
すなわち、抗口側搬送レール６は図４でよくわかるように、その後端近傍を運転台車１４を構成する門形フレームの上に載せ、その両側に側方移動拘束部材３１を立設することにより、トンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように構成してある。側方移動拘束部材３１は、抗口側搬送レール６のウェブを両側から挟み込む一対のＬ型プレートで構成してある。
【００４６】
可撓性搬送レール５は図５でわかるように、相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃで構成するとともに、搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持して構成してある。
【００４７】
すなわち、可撓性搬送レール５は、図面の便宜上、３つのジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃで構成してあり、かかるジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃのうち、先頭に位置するジョイント部材５２ａを、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、シールド側搬送レール４の後端に設けられた連結部５１に噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込み、中間に位置するジョイント部材５２ｂを、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、ジョイント部材５２ａに噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込み、同様にしてジョイント部材５２ｃをジョイント部材５２ｂに連結し、次いで、抗口側搬送レール６の先端に設けられた連結部５４を、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、ジョイント部材５２ｃに噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込んで構成してある。
【００４８】
かかる可撓性搬送レール５は、いわば関節型レールとでも呼ぶべきものであり、ジョイント部材の個数を増やすことで、湾曲できる程度を自在に設定することができる。ここで、ジョイント部材の個数やジョイント部材同士の折曲げ角度あるいは連結部５１あるいは連結部５４とジョイント部材との折曲げ角度は、資材搬送用ホイスト３の走行性を考慮して定める。
【００４９】
搬送レール湾曲機構２２は図６でわかるように、所定の幅だけ離間させて平行配置した一対の吊持板６１，６１と、該吊持板の上縁を相互につなぐ一体化プレート６２と、各吊持板６１に形成された長孔状のガイド孔６５に挿通される複数の吊持用ロッド６６とから構成してあり、一対の吊持板６１，６１がスクリュー受け台車１２の移動軸線と平行になるように吊持部６３を用いてスクリュー受け台車１２に取り付けてあり、各吊持用ロッド６６を、シールド側搬送レール４の連結部５１、複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び抗口側搬送レール６の連結部５４のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通することによって、可撓性搬送レール５は、かかる搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持されることとなる。
【００５０】
ここで、各吊持用ロッド６６は、その両端に設けてある頭部と一対の吊持板６１，６１の外面との間にクリアランスが形成されるように長さを設定してある。
【００５１】
本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１においては、図７に示すように、トンネル４１がカーブを描いて湾曲している箇所では、可撓性搬送レール５が湾曲することによって、シールド側搬送レール４も抗口側搬送レール６も湾曲したトンネル軸線に沿うことになる。
【００５２】
すなわち、シールド７は、第１の牽引アーム１１，１１を介してスクリュー受け台車１２を牽引するとともに、さらに該スクリュー受け台車１２に運転台車１４を牽引しながら、その推進力で地盤を掘削していく。そして、トンネルが直線部でなく、湾曲部の場合には、それぞれ対で構成してある第１の牽引アーム１１，１１及び第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂを伸縮させることで、カーブ内側とカーブ外側の距離の差を吸収しながら、スクリュー受け台車１２及び運転台車１４をシールド７で牽引しつつ所定の曲率を持つカーブに沿って移動する。
【００５３】
ちなみに、トンネル直線部では、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、それらの材軸方向が同じでかつトンネル軸線に一致しているが、トンネル湾曲部においては、トンネル軸線自体が湾曲することになるため、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、当然ながら同じ方向を向かず、直線部のときとは相対位置関係が変動する。
【００５４】
ここで、搬送レール２のうち、シールド側搬送レール４は、シールド７及び可撓性搬送レール５に各端がピン接合してあるため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、シールド７とスクリュー受け台車１２との相対位置の変動に追従するようにシールド７と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、シールド側搬送レール４は、かかる状態が維持される。
【００５５】
同様に、抗口側搬送レール６は、可撓性搬送レール５及び運転台車１４にピン接合ないし回動自在に連結されているため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、スクリュー受け台車１２と運転台車１４との相対位置の変動に追従するようにスクリュー受け台車１２と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、抗口側搬送レール６は、かかる状態が維持される。
【００５６】
かくして、搬送レール２が長大になっても、テルハクレーン１をトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、トンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５をスクリュー受け台車１２から吊持してあるとともに、抗口側搬送レール６の後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるように運転台車１４に連結してあるため、第１の牽引アーム１１，１１及び第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂの動作によって搬送レール２がトンネル軸線方向に沿って強制変形を受ける懸念はない。
【００５８】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１においては、可撓性搬送レール５を搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持してあるが、ジョイント部材等の吊持部のロッド孔に挿通された吊持用ロッド６６は、搬送レール湾曲機構２２を構成する一対の吊持板６１，６１に形成された長孔状のガイド孔６５，６５を前後移動可能、換言すればトンネル軸線方向に移動自在であるとともに、吊持用ロッド６６の両端に設けてある頭部と一対の吊持板６１，６１の外面との間にクリアランスが形成されるように吊持用ロッド６６の長さを設定してあるため、複数の吊持用ロッド６６は図８(a)に示すように、２つのガイド孔６５，６５を含む面内において、トンネル軸線に直交しかつ互いに平行な状態（トンネルが直線状態のとき）をとりうることができる。
【００５９】
加えて、複数の吊持用ロッド６６は同図(b)に示すように、互いに非平行な状態、特に平面で見れば、扇状の位置をとりうることが可能となり、かくして、搬送レール湾曲機構２２は、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５を吊持することができる。
【００６０】
ちなみに、吊持用ロッド６６の頭部は、該吊持用ロッドが吊持板６１，６１に形成されたガイド孔６５，６５から抜けないように適宜構成しておく。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、シールド側搬送レール４と抗口側搬送レール６との間に可撓性搬送レール５を介在させてあるため、トンネルの湾曲部では、シールド７とスクリュー受け台車１２との相対位置の変動に追従するようにシールド７と同じ方向にシールド側搬送レール４が回転するとともに、スクリュー受け台車１２と運転台車１４との相対位置の変動に追従するようにスクリュー受け台車１２と同じ方向に抗口側搬送レール６が回転する。
【００６２】
そのため、搬送レール２が長大になっても、テルハクレーン１をトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、搬送レール湾曲機構２２によって、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５を吊持することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、土圧式シールドに適用するようにしたので、二次スクリューコンベア９と搬送レール２との干渉を未然に防止しながら、長大なテルハクレーンをトンネル内に設置することが可能となる。
【００６５】
本実施形態では特に言及しなかったが、シールド側搬送レール４の連結部５１、複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び坑口側搬送レール６の連結部５４が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を資材搬送用ホイスト３が走行可能な角度以下、例えば３゜とするとともに、ジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃの個数を、本実施形態では便宜上３つであるが、これらの数をトンネルの曲率及び折れ曲がり角度の上限値に応じて定めるようにしたならば、トンネルのカーブの曲率に合わせて可撓性搬送レール５を自在に構成することが可能となり、ひいては、どのような曲率のトンネルであっても、テルハクレーン１の搬送ビーム２を設置することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では特に説明しなかったが、テルハクレーン１を用いてセグメントや資材をシールド７のテール部近傍に搬送する手順は従来と同様であり、例えばセグメント搬送台車がスクリュー受け台車１２の下方に停車しているときは、資材搬送用ホイスト３をその停車位置まで移動し、しかる後、資材搬送用ホイスト３を作動させてセグメントを把持上昇させ、かかる状態でシールド側搬送レール４に沿って資材搬送用ホイスト３を走行させてシールド７のテール部近傍まで搬送し、次いで、セグメントをいったん降ろした後、別のホイストで吊り直し、エレクターの把持部の直下まで送り込む。
【００６７】
一方、セグメント搬送台車や資材台車がスクリュー受け台車１２の下方に停車している場合に別のセグメント搬送台車が坑口から送られてきたときは、運転台車１４の位置でこれを停車させ、以下、同様にして資材搬送用ホイスト３でセグメントを搬送する。なお、このとき、資材搬送用ホイスト３は、可撓性湾曲レール５を通過することになるが、走行には支障はない。
【００６８】
搬送対象がセグメントではなく、資材である場合にも同様な手順で搬送することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を示した平面図。
【図２】本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を示した側面図。
【図３】Ａ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】Ｂ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】可撓性搬送レール５の分解斜視図。
【図６】搬送レール湾曲機構２２の斜視図。
【図７】シールド７が湾曲部を掘削している様子を示した図。
【図８】搬送レール湾曲機構２２の作用を説明した図。
【符号の説明】
【００７０】
１ シールドトンネル用テルハクレーン
２ 搬送レール
３ 資材搬送用ホイスト
４ シールド側搬送レール
５ 可撓性搬送レール
６ 抗口側搬送レール
７ シールド
１１，１１ 第１の牽引アーム
１２ スクリュー受け台車（第１の移動架台）
１３ａ，１３ｂ 第２の牽引アーム
１４ 運転台車（第２の移動架台）
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ ジョイント部材
２２ 搬送レール湾曲機構
５１，５４ 連結部
６１，６１ 吊持板
６５，６５ ガイド孔
６６ 吊持用ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として土圧式シールド工法で地盤掘削を行う場合に用いられるシールドトンネル用テルハクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地下鉄や上下水道をはじめとする公共施設による地下空間の利用が急増してきており、都市地下ではこれら様々な地下構造物が複雑に交錯している。
【０００３】
このような地下トンネル工事では、従来から土圧式シールドや泥水式シールド等のシールド工法が主流となっている。
【０００４】
シールド工法は、シールドマシン（以下、単にシールド）の先端に設けられたカッタービットにより地盤を掘削していく工法であり、掘削されたトンネルの掘削壁面にはセグメントが覆工されていく。
【０００５】
このセグメントは、セグメント搬送台車によって立坑からトンネル先端近くまで搬送された後、テルハクレーンによってシールドのテール部へと搬送され、しかる後、エレクターによって掘削壁面に覆工される。
【０００６】
ここで、テルハクレーンは、セグメント搬送台車からセグメントをシールドのテール部近傍へ搬送するだけでなく、セグメント搬送台車の前方あるいは後方に位置する資材搬送台車からも資材をシールドのテール部へ搬送する役目も担っているため、テルハクレーンを構成する搬送レールは、シールドのテール部から最後尾の台車停車位置まで延びている必要がある。
【０００７】
一方、土圧式シールド工法においては、土圧制御の関係上、シールド先端のチャンバーから排出された掘削土を１次スクリューコンベア及びその後端に連結された２次スクリューコンベアを介して抗口側に搬出しなければならず、かかる２次スクリューコンベアとの干渉を避けるべく、セグメント搬送台車や資材搬送台車の停車位置は、シールドのテール部からかなり後方にならざるを得ない。
【０００８】
したがって、トンネルの規模によっては、搬送レールの長さが十数メートルに及ぶことも珍しくない。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１７３９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、地上道路との関係上あるいはその他の事情で、トンネルを一定の曲率で曲げなければならないことがある。
【００１１】
しかしながら、かかるトンネルの湾曲部に上述したような十数メートルもある搬送レールを設置することは困難であるという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、トンネルを曲げながら掘削する場合にも使用可能なシールドトンネル用テルハクレーンを提供することを目的とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは請求項１に記載したように、搬送レールと該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイストとからなるシールドトンネル用テルハクレーンにおいて、前記搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結したものである。
【００１４】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、前記各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定したものである。
【００１５】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記シールド側搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を前記資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、前記ジョイント部材の個数を前記トンネルの曲率及び前記折れ曲がり角度の上限値に応じて定めたものである。
【００１６】
また、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、前記シールドを土圧式シールドとしたものである。
【００１７】
本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンにおいては、搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結してある。
【００１８】
このようにすると、トンネルがカーブを描いて湾曲している箇所では、可撓性搬送レールが湾曲することによって、シールド側搬送レールも抗口側搬送レールも湾曲したトンネル軸線に沿うことになる。
【００１９】
すなわち、シールドは、第１の牽引アームを介して第１の移動架台を牽引するとともに、さらに第１の移動架台に第２の牽引アームを介して連結された第２の移動架台を牽引しながら、その推進力で地盤を掘削していく。そして、トンネルが直線部でなく、湾曲部の場合には、それぞれ対で構成してある第１の牽引アーム及び第２の牽引アームを伸縮させることで、カーブ内側とカーブ外側の距離の差を吸収しながら、第１の移動架台及び第２の移動架台をシールドで牽引しつつ所定の曲率を持つカーブに沿って移動する。
【００２０】
ちなみに、トンネル直線部では、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、それらの材軸方向が同じでかつトンネル軸線に一致しているが、トンネル湾曲部においては、トンネル軸線自体が湾曲することになるため、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、当然ながら同じ方向を向かず、直線部のときとは相対位置関係が変動する。
【００２１】
ここで、搬送レールのうち、シールド側搬送レールは、シールド及び可撓性搬送レールに各端がピン接合してあるため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、シールドと第１の移動架台との相対位置の変動に追従するようにシールドと同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、シールド側搬送レールは、かかる状態が維持される。
【００２２】
同様に、抗口側搬送レールは、可撓性搬送レール及び第２の移動架台にピン接合ないし回動自在に連結されているため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、第１の移動架台と第２の移動架台との相対位置の変動に追従するように第１の移動架台と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、抗口側搬送レールは、かかる状態が維持される。
【００２３】
かくして、搬送レールが長大になっても、テルハクレーンをトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００２４】
ちなみに、第１の牽引アームは、例えば泥土圧シールドの場合、二次スクリューコンベアの吐出口を第１の移動架台から吊持している関係上、その箇所において直線状態と湾曲状態でシールドからの距離が変化しないように調整する必要があるが、カーブ断面である以上、同一断面の他の箇所では、直線状態のときと湾曲状態のときの距離は当然ながら変動する。第１の移動架台と第２の移動架台でも同様なことが言える。
【００２５】
しかし、本発明においては、トンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レールを第１の移動架台から吊持してあるとともに、抗口側搬送レールの後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるように第２の移動架台に連結してあるため、第１の牽引アーム及び第２の牽引アームの動作によって搬送レールがトンネル軸線方向に沿って強制変形を受ける懸念はない。
【００２６】
シールド側搬送レール及び抗口側搬送レールは例えばＩ型鋼（Ｉビーム）で構成することができる。資材搬送用ホイストは、市販のものから適宜選択すればよいが、Ｉ型鋼を搬送レールとする場合には、Ｉ形鋼のフランジ上面を走行するようなものを選択するのがよい。
【００２７】
抗口側搬送レールの後端近傍においては、トンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように第２の移動架台に連結してあり、その構成は任意であるが、例えば抗口側搬送レールの後端近傍を第２の移動架台の上に載せ、その両側に側方移動拘束部材を立設するようにすればよい。
【００２８】
側方移動拘束部材は、例えば抗口側搬送レールのウェブを一対のＬ型プレートで両側から挟み込むようにして第２の移動架台に立設することが考えられる。
【００２９】
一方、可撓性搬送レールをどのように構成するかは任意であり、例えばウェブ厚が薄くかつ靭性に富んだ鋼材で形成されたＩ型鋼を用いることができる。この場合、一定区間ごとにフランジにスリットを入れておき、レール全体がスムーズに湾曲するようにしておく。
【００３０】
ここで、可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定して構成することができる。
【００３１】
かかる可撓性搬送レールは、いわば関節型レールとでも呼ぶべきものであり、ジョイント部材の個数を増やすことで、湾曲できる程度を自在に設定することができる。
【００３２】
搬送レール湾曲機構は、上述したように長孔状のガイド孔が形成された一対の吊持板と、該吊持板のガイド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとから構成してあり、可撓性搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔には、一対の吊持板のガイド孔に挿通された状態で複数の吊持用ロッドがそれぞれ挿通される。また、各吊持用ロッドは、その両端に設けてある頭部と一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように長さを設定してある。
【００３３】
かかる構成において、ジョイント部材等の吊持部のロッド孔に挿通された吊持用ロッドは、長孔状のガイド孔を前後移動可能、換言すればトンネル軸線方向に移動自在となるとともに、吊持用ロッドの両端に設けてある頭部と一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように吊持用ロッドの長さを設定してあるため、複数の吊持用ロッドは、２つのガイド孔を含む面内において、トンネル軸線に直交しかつ互いに平行な状態（トンネルが直線状態のとき）をとりうることができるのみならず、互いに非平行な状態、特に平面で見れば、扇状の位置をとりうることが可能となり、かくして、搬送レール湾曲機構は、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レールを吊持することができる。
【００３４】
ちなみに、吊持用ロッドの頭部は、該吊持用ロッドが吊持板に形成されたガイド孔から抜けないように適宜構成しておく。
【００３５】
シールド側搬送レールの連結部、複数のジョイント部材及び坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度は、資材搬送用ホイストの走行に支障がない限り、任意であるが、かかる折れ曲がり角度の上限値を資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、ジョイント部材の個数をトンネルの曲率及び折れ曲がり角度の上限値に応じて定めるようにしたならば、トンネルのカーブの曲率に合わせて可撓性搬送レールを自在に構成することが可能となり、ひいては、どのような曲率のトンネルであっても、テルハクレーンの搬送ビームを設置することが可能となる。
【００３６】
本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンは、泥水式シールドにも適用することができるが、これを土圧式シールドに適用したならば、二次スクリューコンベアと搬送レールとの干渉を未然に防止しながら、長大なテルハクレーンをトンネル内に設置することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係るシールドトンネル用テルハクレーンを泥土圧式シールドに適用した場合の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を図示した平面図、図２は同じくその側面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１は、搬送レール２と、該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイスト３とから構成してある。
【００３９】
ここで、搬送レール２は図１、図２でよくわかるように、シールド側搬送レール４、可撓性搬送レール５及び抗口側搬送レール６で構成してあり、シールド側搬送レール４の先端は、シールド７から後方に延びる片持ち梁８の先端にピン接合してある。ここで、シールド側搬送レール４は、二次スクリューコンベア９との干渉を避けるため、シールド７の方向に向けて下り勾配としてある。
【００４０】
可撓性搬送レール５は、その先端をシールド側搬送レール４の後端に設けられた連結部にピン接合してあり、抗口側搬送レール６は、その先端に設けられた連結部を可撓性搬送レール５の後端にピン接合してある。
【００４１】
シールド側搬送レール４及び抗口側搬送レール６は例えばＩ型鋼（Ｉビーム）で構成することができる。資材搬送用ホイスト３は、市販のものから適宜選択すればよいが、Ｉ型鋼を搬送レールとする場合には、Ｉ形鋼のフランジ上面を走行するようなものを選択するのがよい。
【００４２】
ここで、シールド７には、第１の牽引アーム１１，１１を介して第１の移動架台としてのスクリュー受け台車１２を連結してあり、可撓性搬送レール５は、該スクリュー受け台車からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持してある。
【００４３】
すなわち、スクリュー受け台車１２は図３でよくわかるように、概ね門形フレームで構成してあり、可撓性搬送レール５は、スクリュー受け台車１２の頂部に吊り下げられた搬送レール湾曲機構２２を介して吊持してある。また、スクリュー受け台車１２の名前でわかる通り、搬送レール湾曲機構２２の側方には、二次スクリューコンベア９の吐出口近傍を該台車の頂部から吊り下げてある。
【００４４】
一方、スクリュー受け台車１２には図１に示したように、第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂを介して第２の移動架台としての運転台車１４を連結してあり、抗口側搬送レール６は、その後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように運転台車１４に連結してある。
【００４５】
すなわち、抗口側搬送レール６は図４でよくわかるように、その後端近傍を運転台車１４を構成する門形フレームの上に載せ、その両側に側方移動拘束部材３１を立設することにより、トンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように構成してある。側方移動拘束部材３１は、抗口側搬送レール６のウェブを両側から挟み込む一対のＬ型プレートで構成してある。
【００４６】
可撓性搬送レール５は図５でわかるように、相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃで構成するとともに、搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持して構成してある。
【００４７】
すなわち、可撓性搬送レール５は、図面の便宜上、３つのジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃで構成してあり、かかるジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃのうち、先頭に位置するジョイント部材５２ａを、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、シールド側搬送レール４の後端に設けられた連結部５１に噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込み、中間に位置するジョイント部材５２ｂを、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、ジョイント部材５２ａに噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込み、同様にしてジョイント部材５２ｃをジョイント部材５２ｂに連結し、次いで、抗口側搬送レール６の先端に設けられた連結部５４を、トンネル底面に垂直な軸線廻りに回動自在となるよう、ジョイント部材５２ｃに噛合させた上、それぞれに設けられたピン孔にジョイントピン５３を差し込んで構成してある。
【００４８】
かかる可撓性搬送レール５は、いわば関節型レールとでも呼ぶべきものであり、ジョイント部材の個数を増やすことで、湾曲できる程度を自在に設定することができる。ここで、ジョイント部材の個数やジョイント部材同士の折曲げ角度あるいは連結部５１あるいは連結部５４とジョイント部材との折曲げ角度は、資材搬送用ホイスト３の走行性を考慮して定める。
【００４９】
搬送レール湾曲機構２２は図６でわかるように、所定の幅だけ離間させて平行配置した一対の吊持板６１，６１と、該吊持板の上縁を相互につなぐ一体化プレート６２と、各吊持板６１に形成された長孔状のガイド孔６５に挿通される複数の吊持用ロッド６６とから構成してあり、一対の吊持板６１，６１がスクリュー受け台車１２の移動軸線と平行になるように吊持部６３を用いてスクリュー受け台車１２に取り付けてあり、各吊持用ロッド６６を、シールド側搬送レール４の連結部５１、複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び抗口側搬送レール６の連結部５４のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通することによって、可撓性搬送レール５は、かかる搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持されることとなる。
【００５０】
ここで、各吊持用ロッド６６は、その両端に設けてある頭部と一対の吊持板６１，６１の外面との間にクリアランスが形成されるように長さを設定してある。
【００５１】
本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１においては、図７に示すように、トンネル４１がカーブを描いて湾曲している箇所では、可撓性搬送レール５が湾曲することによって、シールド側搬送レール４も抗口側搬送レール６も湾曲したトンネル軸線に沿うことになる。
【００５２】
すなわち、シールド７は、第１の牽引アーム１１，１１を介してスクリュー受け台車１２を牽引するとともに、さらに該スクリュー受け台車１２に運転台車１４を牽引しながら、その推進力で地盤を掘削していく。そして、トンネルが直線部でなく、湾曲部の場合には、それぞれ対で構成してある第１の牽引アーム１１，１１及び第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂを伸縮させることで、カーブ内側とカーブ外側の距離の差を吸収しながら、スクリュー受け台車１２及び運転台車１４をシールド７で牽引しつつ所定の曲率を持つカーブに沿って移動する。
【００５３】
ちなみに、トンネル直線部では、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、それらの材軸方向が同じでかつトンネル軸線に一致しているが、トンネル湾曲部においては、トンネル軸線自体が湾曲することになるため、シールド、第１の移動架台及び第２の移動架台は、当然ながら同じ方向を向かず、直線部のときとは相対位置関係が変動する。
【００５４】
ここで、搬送レール２のうち、シールド側搬送レール４は、シールド７及び可撓性搬送レール５に各端がピン接合してあるため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、シールド７とスクリュー受け台車１２との相対位置の変動に追従するようにシールド７と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、シールド側搬送レール４は、かかる状態が維持される。
【００５５】
同様に、抗口側搬送レール６は、可撓性搬送レール５及び運転台車１４にピン接合ないし回動自在に連結されているため、直線部から湾曲部にさしかかる箇所では、スクリュー受け台車１２と運転台車１４との相対位置の変動に追従するようにスクリュー受け台車１２と同じ方向に回転し、湾曲部の掘削が継続している間は、抗口側搬送レール６は、かかる状態が維持される。
【００５６】
かくして、搬送レール２が長大になっても、テルハクレーン１をトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、トンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５をスクリュー受け台車１２から吊持してあるとともに、抗口側搬送レール６の後端近傍をトンネル軸線方向に移動自在となるように運転台車１４に連結してあるため、第１の牽引アーム１１，１１及び第２の牽引アーム１３ａ，１３ｂの動作によって搬送レール２がトンネル軸線方向に沿って強制変形を受ける懸念はない。
【００５８】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１においては、可撓性搬送レール５を搬送レール湾曲機構２２を介してスクリュー受け台車１２から吊持してあるが、ジョイント部材等の吊持部のロッド孔に挿通された吊持用ロッド６６は、搬送レール湾曲機構２２を構成する一対の吊持板６１，６１に形成された長孔状のガイド孔６５，６５を前後移動可能、換言すればトンネル軸線方向に移動自在であるとともに、吊持用ロッド６６の両端に設けてある頭部と一対の吊持板６１，６１の外面との間にクリアランスが形成されるように吊持用ロッド６６の長さを設定してあるため、複数の吊持用ロッド６６は図８(a)に示すように、２つのガイド孔６５，６５を含む面内において、トンネル軸線に直交しかつ互いに平行な状態（トンネルが直線状態のとき）をとりうることができる。
【００５９】
加えて、複数の吊持用ロッド６６は同図(b)に示すように、互いに非平行な状態、特に平面で見れば、扇状の位置をとりうることが可能となり、かくして、搬送レール湾曲機構２２は、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５を吊持することができる。
【００６０】
ちなみに、吊持用ロッド６６の頭部は、該吊持用ロッドが吊持板６１，６１に形成されたガイド孔６５，６５から抜けないように適宜構成しておく。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、シールド側搬送レール４と抗口側搬送レール６との間に可撓性搬送レール５を介在させてあるため、トンネルの湾曲部では、シールド７とスクリュー受け台車１２との相対位置の変動に追従するようにシールド７と同じ方向にシールド側搬送レール４が回転するとともに、スクリュー受け台車１２と運転台車１４との相対位置の変動に追従するようにスクリュー受け台車１２と同じ方向に抗口側搬送レール６が回転する。
【００６２】
そのため、搬送レール２が長大になっても、テルハクレーン１をトンネルの湾曲部に設置することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、搬送レール湾曲機構２２によって、ジョイント部材等の相互回転を拘束することなく、しかもトンネル軸線方向に移動自在となるように可撓性搬送レール５を吊持することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーン１によれば、土圧式シールドに適用するようにしたので、二次スクリューコンベア９と搬送レール２との干渉を未然に防止しながら、長大なテルハクレーンをトンネル内に設置することが可能となる。
【００６５】
本実施形態では特に言及しなかったが、シールド側搬送レール４の連結部５１、複数のジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び坑口側搬送レール６の連結部５４が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を資材搬送用ホイスト３が走行可能な角度以下、例えば３゜とするとともに、ジョイント部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃの個数を、本実施形態では便宜上３つであるが、これらの数をトンネルの曲率及び折れ曲がり角度の上限値に応じて定めるようにしたならば、トンネルのカーブの曲率に合わせて可撓性搬送レール５を自在に構成することが可能となり、ひいては、どのような曲率のトンネルであっても、テルハクレーン１の搬送ビーム２を設置することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では特に説明しなかったが、テルハクレーン１を用いてセグメントや資材をシールド７のテール部近傍に搬送する手順は従来と同様であり、例えばセグメント搬送台車がスクリュー受け台車１２の下方に停車しているときは、資材搬送用ホイスト３をその停車位置まで移動し、しかる後、資材搬送用ホイスト３を作動させてセグメントを把持上昇させ、かかる状態でシールド側搬送レール４に沿って資材搬送用ホイスト３を走行させてシールド７のテール部近傍まで搬送し、次いで、セグメントをいったん降ろした後、別のホイストで吊り直し、エレクターの把持部の直下まで送り込む。
【００６７】
一方、セグメント搬送台車や資材台車がスクリュー受け台車１２の下方に停車している場合に別のセグメント搬送台車が坑口から送られてきたときは、運転台車１４の位置でこれを停車させ、以下、同様にして資材搬送用ホイスト３でセグメントを搬送する。なお、このとき、資材搬送用ホイスト３は、可撓性湾曲レール５を通過することになるが、走行には支障はない。
【００６８】
搬送対象がセグメントではなく、資材である場合にも同様な手順で搬送することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を示した平面図。
【図２】本実施形態に係るシールドトンネル用テルハクレーンとその周辺を示した側面図。
【図３】Ａ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】Ｂ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】可撓性搬送レール５の分解斜視図。
【図６】搬送レール湾曲機構２２の斜視図。
【図７】シールド７が湾曲部を掘削している様子を示した図。
【図８】搬送レール湾曲機構２２の作用を説明した図。
【符号の説明】
【００７０】
１ シールドトンネル用テルハクレーン
２ 搬送レール
３ 資材搬送用ホイスト
４ シールド側搬送レール
５ 可撓性搬送レール
６ 抗口側搬送レール
７ シールド
１１，１１ 第１の牽引アーム
１２ スクリュー受け台車（第１の移動架台）
１３ａ，１３ｂ 第２の牽引アーム
１４ 運転台車（第２の移動架台）
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ ジョイント部材
２２ 搬送レール湾曲機構
５１，５４ 連結部
６１，６１ 吊持板
６５，６５ ガイド孔
６６ 吊持用ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送レールと該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイストとからなるシールドトンネル用テルハクレーンにおいて、
前記搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結したことを特徴とするシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項２】
前記可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、前記各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定した請求項１記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項３】
前記シールド側搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を前記資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、前記ジョイント部材の個数を前記トンネルの曲率及び前記折れ曲がり角度の上限値に応じて定めた請求項２記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項４】
前記シールドを土圧式シールドとした請求項１乃至請求項３のいずれか一記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項１】
搬送レールと該搬送レールに沿って走行自在となるように取り付けられた資材搬送用ホイストとからなるシールドトンネル用テルハクレーンにおいて、
前記搬送レールを、先端にてシールドにピン接合されたシールド側搬送レールと、該シールド側搬送レールの後端に設けられた連結部に先端がピン接合された可撓性搬送レールと、先端に設けられた連結部が前記可撓性搬送レールの後端にピン接合された抗口側搬送レールとから構成し、前記可撓性レールを第１の牽引アームを介して前記シールドに連結された第１の移動架台からトンネル軸線方向に移動自在となるように吊持するとともに、前記抗口側搬送レールの後端近傍を第２の牽引アームを介して前記第１の移動架台に連結された第２の移動架台にトンネル軸線方向に移動自在となるようにかつ回動自在となるように連結したことを特徴とするシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項２】
前記可撓性搬送レールを相互に回動自在に連結された複数のジョイント部材で構成するとともに搬送レール湾曲機構を介して前記第１の移動架台から吊持し、該搬送レール湾曲機構を、所定の幅だけ離間させるとともに前記第１の移動架台の移動軸線と平行に配置された一対の吊持板と、前記可撓性搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記抗口側搬送レールの連結部のそれぞれの頂部に突設された吊持部に形成されたロッド孔に挿通される複数の吊持用ロッドとで構成し、該各吊持用ロッドの各端を前記各一対の吊持板に形成された長孔状のガイド孔にそれぞれ挿通するとともに、前記各吊持用ロッドの長さを、それらの両端に設けてある頭部と前記一対の吊持板の外面との間にクリアランスが形成されるように設定した請求項１記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項３】
前記シールド側搬送レールの連結部、前記複数のジョイント部材及び前記坑口側搬送レールの連結部が相互に連結される箇所での折れ曲がり角度の上限値を前記資材搬送用ホイストが走行可能な角度以下とするとともに、前記ジョイント部材の個数を前記トンネルの曲率及び前記折れ曲がり角度の上限値に応じて定めた請求項２記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【請求項４】
前記シールドを土圧式シールドとした請求項１乃至請求項３のいずれか一記載のシールドトンネル用テルハクレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−９４０３（Ｐ２００６−９４０３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８７７８４（Ｐ２００４−１８７７８４）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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