セグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機
【課題】長辺が一体になった長いセグメントの取扱いが可能なセグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機を提供する。
【解決手段】エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機の後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を設ける。
【解決手段】エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機の後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内壁を形成するセグメントのセグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大断面矩形トンネルは開削工法によって行われてきたが、開削工法では都市部における施工が困難であることから最近では非開削で施工できるいわゆるＭＭＳＴ（Multi-Micro Shield Tunnel ）工法が行われている。ＭＭＳＴ工法とは、トンネル外殻部を複数の小断面シールドにより先行掘削し、それらを相互に連結し、外殻部躯体を構築した後、内部土砂を掘削して大断面トンネルとする工法である。
【０００３】
図２９はＭＭＳＴ工法の施工手順の説明図である。以下、図２９に基づいてＭＭＳＴ工法を概説する。
立坑を構築後、単体シールド機を掘進し、トンネル躯体となる外殻部を構成する単体トンネル１００〜１０３を構築する（図２９（ａ））。隣接する単体トンネルの施工完了後、ＭＭＳＴ鋼殻の一部を撤去して単体トンネル間接続部１０５，１０６を施工する（図２９（ｂ））。鋼殻内にコンクリート１０７を打設して外殻部の躯体を構築する（図２９（ｃ））。通常の掘削機械により内部土砂を掘削する（図２９（ｄ））。内壁１１０、中床版１１１及び隔壁１１２などの内部部材を構築し、ＭＭＳＴトンネルを完成する（図２９（ｅ））。
【０００４】
上記のようなＭＭＳＴトンネルの単体トンネルの構築には、扁平な矩形断面のシールド掘進機が用いられる。また、単体トンネルの内壁を構築するセグメントとしては、例えば図３０に示すような、Ａ〜Ｆの６個の主桁とＧ，Ｈの２個の中柱からなるものが知られている。
【０００５】
単体トンネルを構築する際には、既設トンネル内にセグメントを搬入して、それを図３０に示すような矩形状に組み立てるという作業が必要である。そして、この組立装置として例えば、以下のセグメントエレクタ装置が開示されている。
すなわち、かかるセグメントエレクタ装置は、掘削機本体の後部に掘進方向に直交する垂直方向に沿って垂直移動体を移動自在に支持し、この垂直移動体に掘進方向に直交する水平方向に沿って水平移動体を移動自在に支持し、この水平移動体に掘進方向と平行な軸心をもって旋回体を旋回自在に支持し、この旋回体に掘進方向に直交する軸心をもって第１反転体を所定角度回動自在に支持し、この第１反転体に掘進方向に直交すると共に第１反転体の回動軸心に直交する軸心をもって第２反転体を所定角度回動自在に支持し、この第２反転体にセグメントを保持可能なグリップを装着したものである。
そして、これによって、グリップは既設トンネル内を垂直方向、水平方向に移動してセグメントを受け取り、この受け取ったセグメントを組付位置に合わせて旋回及び反転して既設トンネルの内壁面に対向させることができ、このセグメントを容易に組み付けることができ、その結果、作業者にかかる負組を軽減して安全性の向上を図ると共に作業性の向上を図ることができるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８７８８号公報（２〜３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３１はＭＭＳＴトンネルに作用する曲げモーメントの分布図である。この図３１に示すようにＭＭＳＴトンネルでは、各辺の中央部に最も大きな曲げモーメントが作用する。したがって、単体トンネルを構成するセグメントはその長辺を分割せずに一体としておくことがモーメントに対する抵抗力の点からは望ましい。
【０００８】
しかしながら、狭い空間での組立の都合から実際には図３０に示すように、長辺が分割されているのが現状である。そのため、長辺で分割されたセグメントを多数のボルトでしっかりと連結する必要があり、手間とコストがかかるという問題があった。
また、長辺で分割されたセグメントの組立装置として上記公報のものでは、エレクタにより搬入された状態から組立状態までにセグメントを旋回及び反転させるため、エレクタの機構が複雑になり、セグメントのハンドリングに時間がかかるという問題もある。
さらに、上記公報のものでは、長辺を一体とした長いセグメントを狭い空間内でハンドリングすることは困難であるという問題もある。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、長辺が一体になった長いセグメントの取扱いが可能なセグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係るセグメント組立方法は、セグメントを把持するセグメント把持機構と、該セグメント把持機構が回動可能に取り付けられたリング機構と、該リング機構をトンネル前後方向に移動可能にする移動台とを備え、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置と、該セグメント供給装置から供給されたセグメントを把持してトンネル内壁に組み付けるエレクタ装置とを用いて、トンネルの側壁を組み立てるセグメント組立方法であって、
セグメントをその長手方向がトンネル前後方向に沿うように搬入する工程と、
該搬入されたセグメントを前記セグメント供給装置で把持してそのセグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させ、直立状態にする工程と、
該直立状態のセグメントを把持してトンネル側壁の所定位置に設置する工程と、
前記セグメントの旋回の過程で前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
（２）本発明に係るセグメント組立装置は、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置を備えるセグメント組立装置であって、
前記セグメント供給装置は、セグメントを把持するセグメント把持部と、該セグメント把持部が回動可能に取り付けられたリンク機構と、該リンク機構をトンネル前後方向に移動可能に設置する移動台とを備え、
前記リンク機構の駆動による前記セグメントの旋回の際、前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）前記（２）において、前記移動台はトンネル幅方向に移動可能であることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）前記（２）または（３）において、前記セグメント把持部は、セグメントをそのトンネル幅方向の両側から把持できる構成であることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）本発明に係るセグメント供給装置は、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、シールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置であって、
フレームとジャッキとを備え、前記ジャッキにより前記フレームを既設セグメントの内周壁に押し付けることにより所定位置に固定されることを特徴とするものである。
【００１５】
（６）本発明に係るシールド掘進機は、エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機であって、
後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
（７）また、本発明に係るシールド掘進機は、エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、リングガーダと、を備えるシールド掘進機であって、
前記リングガーダが、前記セグメントの旋回時に前記セグメントの端部を逃がすための切り欠きを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
よって、本発明は、以下に示すような効果を奏する。
本発明のセグメント組立方法は、長辺セグメントの長辺を寝かして短辺を立てた状態で搬入するようにしたので、長辺セグメントの姿勢を起こす工程（反転させる工程）が不要になり、組立作業を円滑にできる。
また、搬入された長辺セグメントをセグメント供給装置で把持して長辺セグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させるようにしたので、トンネルの高さにほぼ等しい長さのセグメントを寝た状態から直立状態にすることが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明のセグメント組立装置においては、セグメント供給装置を、既設セグメントに設置されてトンネル前後方向及び幅方向に移動可能な移動台と、該移動台に設置された旋回アームと、該旋回アームに設置されてセグメントを把持するセグメント把持部とを有する構成としたことにより、トンネル内に搬入された長辺セグメントをセグメント供給装置で把持して長辺セグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させることができるので、トンネルの高さにほぼ等しい長さのセグメントを寝た状態から直立状態にすることが可能となる。
【００１９】
また、セグメント把持部を、両側でセグメントを把持できる構成としたことにより、セグメントを設置する側でセグメントを把持することができ、セグメント設置作業を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明に係るセグメントの組立状態の正面図、図２は図１の斜視図である。本実施の形態における１リング分のセグメントはＡ〜Ｆの６個から構成され、Ｇ〜Ｊの４個の中柱で補強されている。長辺側の長辺セグメントＢ〜Ｅは途中で分割されることなく一体になっている。そして、長辺セグメントＢ，Ｃ、Ｄ，Ｅを前後方向に２個ずつ並べた寸法と下部セグメントＡ及び上部セグメントＦの前後方向の寸法が一致している。
なお、長辺セグメントＢ〜Ｅの前後方向の寸法を短く設定したのは、セグメントを組み付ける際のハンドリングを少しでも容易にするためである。
【００２１】
図３は図２の長辺セグメントＢの内面側の拡大図、図４は同じく長辺セグメントＢの軸方向の断面図である。図２〜図４に示すように、セグメントは有底枠体からなり、内部に複数のリブＢ1 が設けられている。また、内面側にはセグメントの強度の向上と把持のためにフランジ部Ｂ2 が設けられている。
【００２２】
セグメントの組立の順序は、図２に示した下部セグメントＡを設置し、次に側壁となる長辺セグメントＢ，Ｃを設置し、さらに反対側の側壁となる長辺セグメントＤ，Ｅを設置し、次に上部セグメントＦを設置して、最後に中柱Ｇ〜Ｊを設置する。各セグメントの設置時にはボルトで仮止めをして、全ての設置が完了後に本止めを行う。
【００２３】
次に、図１，２に示したセグメントを組み立てる組立装置及び方法について説明する。
図５は本発明の一実施の形態に係るセグメント組立装置を設置したシールド掘進機の側断面図、図６は平断面図、図７は図５における矢視Ａ−Ａ断面図である。まず、図５〜図７に基づいて装置の構成を概説すると、シールド掘進機１は前胴部３と後胴部５からなり、これら前胴部３と後胴部５が屈曲可能に連結されたいわゆる中折れ構造となっている。
図において、７は前胴部３の前端に設けられたカッタ、９は前胴部の前端に泥水を供給する送泥管、１１は供給された泥水及び掘削土砂を排出する排泥管である。また、１３は前胴部３と後胴部５を屈曲させる複数の中折れジャッキ、１５はシールド掘進機１の掘進に使用するシールドジャッキ、１７は後胴部５に設置されてセグメントを組み立てるエレクタ装置、１９はエレクタ装置１７の後方に設置されてセグメントをエレクタ装置１７に受け渡すセグメント供給装置、２１は後胴部の内周面に設置されて既設セグメント２０と後胴部の内周との間をシールするテールシールである。
さらに、２２は既設セグメント２０の上部側の中柱にトンネルの軸方向に設置されたレール、２４はレール２２上をセグメントを搭載して移動する自走台車である。
【００２４】
図８は図５におけるエレクタ装置１７の近傍の拡大図、図９は図６におけるエレクタ装置１７の近傍の拡大図、図１０はエレクタ装置１７の近傍を後方側から見た拡大図、図１１は図１０において丸で囲んだＡ部の拡大図である。以下、図８〜図１１に基づいて、エレクタ装置１７の構成を説明する。
２３はシールド掘進機１の内周壁に設けられたリングガーダ、２５はリングガーダ２３の両側に該リングガーダ２３の上半分の位置に設置された一対の第１ガイドレール、２７は一対の第１ガイドレール２５に架設されて該第１ガイドレール２５に沿って上下移動可能に設置された上下移動体、２９は上下移動体２７の幅方向に設けられた第２ガイドレール、３１は上下移動体２７に設けられて第２ガイドレール２９に沿って幅方向移動可能に設置された左右移動体、３３は左右移動体３１に設置された旋回軸受け、３５は旋回軸受け３３を駆動する旋回モータ、３７は旋回軸受け３３に設置されて後述のセグメント把持装置４１を保持する保持部、３９は保持部３７を前後方向に移動させる前後移動ジャッキ、４１は保持部３７に前後方向移動可能に設置されたセグメント把持装置である。
【００２５】
セグメント把持装置４１の構成を図１１に基づいて説明する。セグメント把持装置４１は保持部３７が挿入されて保持部３７に対して移動可能に設置された本体部４１ａと、本体部４１ａに首振り用ピン４３を介して屈曲可能に設置された把持部４１ｂとを有しており、把持部４１ｂは首振り用シリンダ４５によって首振りできる構成である。
【００２６】
図１２は図１１における矢視Ａ−Ａ断面図である。図１１及び図１２に基づいて把持部４１ｂの構成を説明する。４７は一対の爪からなるクランプ部材、４９はクランプ部材４７を駆動する把持シリンダである。把持シリンダ４９を駆動することによってクランプ部材４７の爪を動かして、セグメントを把持する。
【００２７】
次に、セグメント供給装置１９の構成を説明する。
図１３はセグメント供給装置１９の設置状態の説明図であり、後方側から見た状態を示している。図１４は図５におけるセグメント供給装置１９近傍の拡大図、図１５は図６におけるセグメント供給装置１９近傍の拡大図、図１６は図１３の一部拡大図である。以下、図１３〜図１６に基づいてセグメント供給装置１９の構成を説明する。
５１はセグメント供給装置１９を既設セグメント２０に設置するフレーム、５３はフレーム５１を既設セグメント２０の内周壁に押し付ける押し付けジャッキである。フレーム５１は押し付けジャッキ５３によって既設セグメントの所定位置にしっかりと固定される。
【００２８】
５５はフレーム５１に前後方向移動可能に設置された第１移動台、５７は第１移動台５５を前後方向に駆動する前後移動ジャッキ、５９は第１移動第５５に幅方向移動可能に設置された第２移動台、６１は第２移動第５９を幅方向に移動させる幅移動ジャッキである。
６３は基端側が第２移動台５９に回動可能に取り付けられた第１リンク、６５は一端が第１リンク６３の先端に回動可能に取り付けられた第２リンク、６７は第２リンク６５の先端に回動可能に取り付けられてセグメントを把持するセグメント把持部、６９は一端が第２リンク６５に回動可能に連結され、他端が後述の第４リンク７１に回動可能に連結された第３リンク、７１は一端がセグメント把持部６７に回動可能に連結され、他端が第３リンクに回動可能に連結された第４リンクである。
【００２９】
７３は第２移動台５９と第１リング６３との間に設置されて第１リンク６３を駆動する第１シリンダ、７５は第１リンク６３と第２リンク６５との間に設置されて第２リンク６５を第１リンク６３に対して相対移動させる第２シリンダである。７７は一端が第２リンク６５に連結され、他端が第３リンク６９と第４リンク７１の連結部に連結されてセグメント把持部６７を傾動させる第３シリンダである。
【００３０】
図１７は図１４において丸で囲んだＡ部の拡大図、図１８は図１７の矢視Ａ−Ａ断面図である。図１７及び図１８に基づいてセグメント把持部６７の構成を説明する。
図において、８０は矩形箱からなるセグメント把持部６７の本体部、８１，８３は本体部８０の両側にそれぞれ設けられた一対の爪からなるクランプ部材、８５，８７はクランプ部材８１を駆動する第１把持シリンダ、８９，９１はクランプ部材８３を駆動する第２把持シリンダである。
【００３１】
上記のように構成されたセグメント把持部６７においては、第１把持シリンダ８５，８７によってクランプ部材８１を駆動し、第２把持シリンダ８９，９１によってクランプ部材８３を駆動して、セグメント把持部６７の両側でセグメントを把持することができる。
【００３２】
図１９〜図２３は本実施の形態の動作説明図である。以下、図１９〜図２３に基づいてセグメントの組み付け作業について説明する。
まず、下部セグメントＡを移動台車２４で搬入後に図示しないホイスト等によって、所定位置に設置する。
次に、長辺セグメントＢを長手方向に寝かすと共に、短辺が直角になる向きにして移動台車２４に搭載してセグメント供給装置１９の近傍まで搬入する。
【００３３】
長辺セグメントＢがセグメント供給装置１９の近傍まで搬入されると、図１９に示すように、セグメント供給装置１９のセグメント把持機構６５におけるセグメント設置側の側面のクランプによって長辺セグメントＢの内面側中央部を把持する。このとき、第１移動台５５は最も前進した状態にしておく。また、エレクタ装置１７の左右移動体３１は長辺セグメントＢが搬入された側と幅方向で反対側に退避させておく。
【００３４】
次に、図２０に示すように、第１リンク６３〜第４リンク７１からなるリンク機構を第１シリンダ７３〜第３シリンダ７７によって駆動させると共に、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を後退させながら長辺セグメントＢを連続的に旋回させる。このとき長辺セグメントＢは、図５に破線で示すように、長辺セグメントＢ後端の角部が既設セグメント２０の上部内壁に衝突することなく、上部内壁とほぼ平行になるように移動しつつ、全体として除々に回転してゆく。
【００３５】
次に、長辺セグメントＢの上端部が既設セグメント２０の最前列付近にきたときに、図２１に示すように、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を前進させる。これによって、図５に示すように、長辺セグメントＢの上端を既設セグメント２０の最前列の上壁を避けて、その前方に移動させることができる。
そして、最後に、図２２に示すように、第１リンク６３〜第４リンク７１からなるリンク機構を第１シリンダ７３〜第３シリンダ７７によって駆動させると共に、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を少し後退さて、一旦セグメントを上方に持ち上げて、直立状態にしてエレクタ装置１７に受け渡す。
【００３６】
エレクタ装置１７は、左右移動体３１の駆動により退避位置から長辺セグメントＢ側に移動して、セグメント把持装置４１によって直立状態の長辺セグメントＢを側方から把持する。そして、左右移動体３１を側壁近傍まで移動させて、さらに前後移動ジャッキ３９にて所定の位置に微調整して長辺セグメントＢを所定位置に設置する。
【００３７】
長辺セグメントＢの設置が完了すると、同様に長辺セグメントＣの設置を行い、さらに反対側の側壁である長辺セグメントＤ，Ｅの設置を行う。その後、上部セグメントＦを設置して、最後に中柱を設置して、１リング分のセグメントの組立を終了する。以後は、同様の動作を繰り返す。
なお、上部セグメントＦの設置の際には、図２３に示すように、旋回軸受け３３を回転させて、セグメント把持装置４１の向きを９０度変えることによって作業を行う。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、トンネルの側壁を形成する長辺セグメントが分割されずに一体となっているので、長辺の途中での連結作業が不要となり、またＭＭＳＴトンネルの完成した後のモーメントに対して抵抗力の強い構造となる。
また、長手方向の連結が不要となるので、コストと手間が少なくなる。
【００３９】
なお、上記の実施の形態においては、送・排泥管等がシールド掘進機のほぼ中央にある例を示し、セグメントの旋回をシールド掘進機の側壁寄りの位置で行う例を示したが、送・排泥管が中央部にない場合には、セグメントの旋回をシールド掘進機の中央部で行うようにしてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
図２４は本発明の実施の形態２に係るセグメントの組立状態の正面図である。このセグメントは長辺のセグメントが上下に分割されることなく一体となっており、さらに下部セグメントが長辺セグメントの間に配置されるものである。このようにすることで、ＭＭＳＴトンネルを完成した状態におけるモーメントに対する抵抗力をさらに増すことができる。
【００４１】
しかしながら、図２４のようにすると長辺セグメントＢの長手方向の長さが実施の形態１のものよりもさらに長くなるので、長辺セグメントＢの組立に工夫が必要となる。
そこで、このような長手方向の長さがさらに長くなった長辺セグメントＢの搬入を可能にしたのが、この実施の形態２に示すシールド掘進機である。図２５は本実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図、図２６は図２５の矢視Ａ−Ａ断面図である。図２５、図２６において実施の形態１を示した図５〜図７と同一部分には同一の符号を付している。
本実施の形態においては、シールド掘進機の後胴部の上部に長辺セグメントＢの旋回時に長辺セグメントＢの上端を逃がすための対退避空間９５を形成したものである。
【００４２】
上記のように構成された本実施の形態２においては、セグメント旋回動作において、図２５におけるＱの位置から一旦セグメントを上方に持ち上げる動作を行い、長辺セグメントＢの上端を退避空間９５に挿入することで、長辺セグメントＢを直立状態にして、再び下方に移動させて、エレクタ装置１７に受け渡す。
【００４３】
本実施の形態のセグメントによれば、ＭＭＳＴトンネルを完成した状態でのモーメントに対する抵抗力を増すことができる。また、長辺の長さが長いセグメントの組立が可能となる。
【００４４】
実施の形態３．
図２７は本実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図、図２８は図２７の矢視Ａ−Ａ断面図である。本実施の形態は、実施の形態２と同様に図２４に示した長辺の最も長いセグメントの組立を可能にしたシールド掘進機の例を示すものである。
本実施の形態においては、図に示すように、リングガーダに矩形の切欠き部９７を設けたものである。このような切欠き９７を設けることによって、実施の形態２のようにシールド掘進機の内壁上部に退避空間９５を設けなくて長辺の長さが最長のセグメントの組立が可能となる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態においては、セグメントをトンネルの上部空間から搬入する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、セグメントをトンネルの下部空間から搬入することもできる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、ＭＭＳＴトンネルの構築を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、扁平な矩形断面のシールドトンネルの構築の場合であれば適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように本発明によれば、長辺が一体になった長いセグメントの組立や供給が可能になるから、かかるセグメント組立方法及び装置、セグメント供給装置並びにシールド掘進機として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセグメントの正面図。
【図２】本発明の一実施の形態におけるセグメントの斜視図。
【図３】図２における一部を詳細に示す説明図である。
【図４】図３の縦断面図。
【図５】本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図６】本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図７】図５における矢視Ａ−Ａ断面図。
【図８】図５の一部拡大図。
【図９】図６の一部拡大図。
【図１０】本発明の一実施の形態におけるエレクタ装置を後方側から見た説明図。
【図１１】図１０におけるＡ部の拡大図。
【図１２】図１１の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図１３】本発明の一実施の形態におけるセグメント供給装置の設置状態の説明図。
【図１４】図５の一部拡大図。
【図１５】図６の一部拡大図。
【図１６】図１３の一部拡大図。
【図１７】図１４のＡ部の拡大図。
【図１８】図１７の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図１９】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２０】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２１】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２２】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２３】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２４】本発明の他の実施の形態に係るセグメントの正面図。
【図２５】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図２６】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図２７】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図２８】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図２９】ＭＭＳＴ工法の工程の説明図。
【図３０】従来のセグメントの説明図。
【図３１】ＭＭＳＴトンネルに作用するモーメント分布の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ 下部セグメント
Ｂ 長辺セグメント
Ｃ 長辺セグメント
Ｄ 長辺セグメント
Ｅ 長辺セグメント
Ｆ 上部セグメント
１７ エレクタ装置
１９ セグメント供給装置
５５ 第１移動台
５９ 第２移動台
６７ セグメント把持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内壁を形成するセグメントのセグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大断面矩形トンネルは開削工法によって行われてきたが、開削工法では都市部における施工が困難であることから最近では非開削で施工できるいわゆるＭＭＳＴ（Multi-Micro Shield Tunnel ）工法が行われている。ＭＭＳＴ工法とは、トンネル外殻部を複数の小断面シールドにより先行掘削し、それらを相互に連結し、外殻部躯体を構築した後、内部土砂を掘削して大断面トンネルとする工法である。
【０００３】
図２９はＭＭＳＴ工法の施工手順の説明図である。以下、図２９に基づいてＭＭＳＴ工法を概説する。
立坑を構築後、単体シールド機を掘進し、トンネル躯体となる外殻部を構成する単体トンネル１００〜１０３を構築する（図２９（ａ））。隣接する単体トンネルの施工完了後、ＭＭＳＴ鋼殻の一部を撤去して単体トンネル間接続部１０５，１０６を施工する（図２９（ｂ））。鋼殻内にコンクリート１０７を打設して外殻部の躯体を構築する（図２９（ｃ））。通常の掘削機械により内部土砂を掘削する（図２９（ｄ））。内壁１１０、中床版１１１及び隔壁１１２などの内部部材を構築し、ＭＭＳＴトンネルを完成する（図２９（ｅ））。
【０００４】
上記のようなＭＭＳＴトンネルの単体トンネルの構築には、扁平な矩形断面のシールド掘進機が用いられる。また、単体トンネルの内壁を構築するセグメントとしては、例えば図３０に示すような、Ａ〜Ｆの６個の主桁とＧ，Ｈの２個の中柱からなるものが知られている。
【０００５】
単体トンネルを構築する際には、既設トンネル内にセグメントを搬入して、それを図３０に示すような矩形状に組み立てるという作業が必要である。そして、この組立装置として例えば、以下のセグメントエレクタ装置が開示されている。
すなわち、かかるセグメントエレクタ装置は、掘削機本体の後部に掘進方向に直交する垂直方向に沿って垂直移動体を移動自在に支持し、この垂直移動体に掘進方向に直交する水平方向に沿って水平移動体を移動自在に支持し、この水平移動体に掘進方向と平行な軸心をもって旋回体を旋回自在に支持し、この旋回体に掘進方向に直交する軸心をもって第１反転体を所定角度回動自在に支持し、この第１反転体に掘進方向に直交すると共に第１反転体の回動軸心に直交する軸心をもって第２反転体を所定角度回動自在に支持し、この第２反転体にセグメントを保持可能なグリップを装着したものである。
そして、これによって、グリップは既設トンネル内を垂直方向、水平方向に移動してセグメントを受け取り、この受け取ったセグメントを組付位置に合わせて旋回及び反転して既設トンネルの内壁面に対向させることができ、このセグメントを容易に組み付けることができ、その結果、作業者にかかる負組を軽減して安全性の向上を図ると共に作業性の向上を図ることができるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８７８８号公報（２〜３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３１はＭＭＳＴトンネルに作用する曲げモーメントの分布図である。この図３１に示すようにＭＭＳＴトンネルでは、各辺の中央部に最も大きな曲げモーメントが作用する。したがって、単体トンネルを構成するセグメントはその長辺を分割せずに一体としておくことがモーメントに対する抵抗力の点からは望ましい。
【０００８】
しかしながら、狭い空間での組立の都合から実際には図３０に示すように、長辺が分割されているのが現状である。そのため、長辺で分割されたセグメントを多数のボルトでしっかりと連結する必要があり、手間とコストがかかるという問題があった。
また、長辺で分割されたセグメントの組立装置として上記公報のものでは、エレクタにより搬入された状態から組立状態までにセグメントを旋回及び反転させるため、エレクタの機構が複雑になり、セグメントのハンドリングに時間がかかるという問題もある。
さらに、上記公報のものでは、長辺を一体とした長いセグメントを狭い空間内でハンドリングすることは困難であるという問題もある。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、長辺が一体になった長いセグメントの取扱いが可能なセグメント組立方法、セグメント組立装置、セグメント供給装置及びシールド掘進機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係るセグメント組立方法は、セグメントを把持するセグメント把持機構と、該セグメント把持機構が回動可能に取り付けられたリング機構と、該リング機構をトンネル前後方向に移動可能にする移動台とを備え、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置と、該セグメント供給装置から供給されたセグメントを把持してトンネル内壁に組み付けるエレクタ装置とを用いて、トンネルの側壁を組み立てるセグメント組立方法であって、
セグメントをその長手方向がトンネル前後方向に沿うように搬入する工程と、
該搬入されたセグメントを前記セグメント供給装置で把持してそのセグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させ、直立状態にする工程と、
該直立状態のセグメントを把持してトンネル側壁の所定位置に設置する工程と、
前記セグメントの旋回の過程で前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
（２）本発明に係るセグメント組立装置は、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置を備えるセグメント組立装置であって、
前記セグメント供給装置は、セグメントを把持するセグメント把持部と、該セグメント把持部が回動可能に取り付けられたリンク機構と、該リンク機構をトンネル前後方向に移動可能に設置する移動台とを備え、
前記リンク機構の駆動による前記セグメントの旋回の際、前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）前記（２）において、前記移動台はトンネル幅方向に移動可能であることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）前記（２）または（３）において、前記セグメント把持部は、セグメントをそのトンネル幅方向の両側から把持できる構成であることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）本発明に係るセグメント供給装置は、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、シールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置であって、
フレームとジャッキとを備え、前記ジャッキにより前記フレームを既設セグメントの内周壁に押し付けることにより所定位置に固定されることを特徴とするものである。
【００１５】
（６）本発明に係るシールド掘進機は、エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機であって、
後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
（７）また、本発明に係るシールド掘進機は、エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、リングガーダと、を備えるシールド掘進機であって、
前記リングガーダが、前記セグメントの旋回時に前記セグメントの端部を逃がすための切り欠きを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
よって、本発明は、以下に示すような効果を奏する。
本発明のセグメント組立方法は、長辺セグメントの長辺を寝かして短辺を立てた状態で搬入するようにしたので、長辺セグメントの姿勢を起こす工程（反転させる工程）が不要になり、組立作業を円滑にできる。
また、搬入された長辺セグメントをセグメント供給装置で把持して長辺セグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させるようにしたので、トンネルの高さにほぼ等しい長さのセグメントを寝た状態から直立状態にすることが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明のセグメント組立装置においては、セグメント供給装置を、既設セグメントに設置されてトンネル前後方向及び幅方向に移動可能な移動台と、該移動台に設置された旋回アームと、該旋回アームに設置されてセグメントを把持するセグメント把持部とを有する構成としたことにより、トンネル内に搬入された長辺セグメントをセグメント供給装置で把持して長辺セグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させることができるので、トンネルの高さにほぼ等しい長さのセグメントを寝た状態から直立状態にすることが可能となる。
【００１９】
また、セグメント把持部を、両側でセグメントを把持できる構成としたことにより、セグメントを設置する側でセグメントを把持することができ、セグメント設置作業を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明に係るセグメントの組立状態の正面図、図２は図１の斜視図である。本実施の形態における１リング分のセグメントはＡ〜Ｆの６個から構成され、Ｇ〜Ｊの４個の中柱で補強されている。長辺側の長辺セグメントＢ〜Ｅは途中で分割されることなく一体になっている。そして、長辺セグメントＢ，Ｃ、Ｄ，Ｅを前後方向に２個ずつ並べた寸法と下部セグメントＡ及び上部セグメントＦの前後方向の寸法が一致している。
なお、長辺セグメントＢ〜Ｅの前後方向の寸法を短く設定したのは、セグメントを組み付ける際のハンドリングを少しでも容易にするためである。
【００２１】
図３は図２の長辺セグメントＢの内面側の拡大図、図４は同じく長辺セグメントＢの軸方向の断面図である。図２〜図４に示すように、セグメントは有底枠体からなり、内部に複数のリブＢ1 が設けられている。また、内面側にはセグメントの強度の向上と把持のためにフランジ部Ｂ2 が設けられている。
【００２２】
セグメントの組立の順序は、図２に示した下部セグメントＡを設置し、次に側壁となる長辺セグメントＢ，Ｃを設置し、さらに反対側の側壁となる長辺セグメントＤ，Ｅを設置し、次に上部セグメントＦを設置して、最後に中柱Ｇ〜Ｊを設置する。各セグメントの設置時にはボルトで仮止めをして、全ての設置が完了後に本止めを行う。
【００２３】
次に、図１，２に示したセグメントを組み立てる組立装置及び方法について説明する。
図５は本発明の一実施の形態に係るセグメント組立装置を設置したシールド掘進機の側断面図、図６は平断面図、図７は図５における矢視Ａ−Ａ断面図である。まず、図５〜図７に基づいて装置の構成を概説すると、シールド掘進機１は前胴部３と後胴部５からなり、これら前胴部３と後胴部５が屈曲可能に連結されたいわゆる中折れ構造となっている。
図において、７は前胴部３の前端に設けられたカッタ、９は前胴部の前端に泥水を供給する送泥管、１１は供給された泥水及び掘削土砂を排出する排泥管である。また、１３は前胴部３と後胴部５を屈曲させる複数の中折れジャッキ、１５はシールド掘進機１の掘進に使用するシールドジャッキ、１７は後胴部５に設置されてセグメントを組み立てるエレクタ装置、１９はエレクタ装置１７の後方に設置されてセグメントをエレクタ装置１７に受け渡すセグメント供給装置、２１は後胴部の内周面に設置されて既設セグメント２０と後胴部の内周との間をシールするテールシールである。
さらに、２２は既設セグメント２０の上部側の中柱にトンネルの軸方向に設置されたレール、２４はレール２２上をセグメントを搭載して移動する自走台車である。
【００２４】
図８は図５におけるエレクタ装置１７の近傍の拡大図、図９は図６におけるエレクタ装置１７の近傍の拡大図、図１０はエレクタ装置１７の近傍を後方側から見た拡大図、図１１は図１０において丸で囲んだＡ部の拡大図である。以下、図８〜図１１に基づいて、エレクタ装置１７の構成を説明する。
２３はシールド掘進機１の内周壁に設けられたリングガーダ、２５はリングガーダ２３の両側に該リングガーダ２３の上半分の位置に設置された一対の第１ガイドレール、２７は一対の第１ガイドレール２５に架設されて該第１ガイドレール２５に沿って上下移動可能に設置された上下移動体、２９は上下移動体２７の幅方向に設けられた第２ガイドレール、３１は上下移動体２７に設けられて第２ガイドレール２９に沿って幅方向移動可能に設置された左右移動体、３３は左右移動体３１に設置された旋回軸受け、３５は旋回軸受け３３を駆動する旋回モータ、３７は旋回軸受け３３に設置されて後述のセグメント把持装置４１を保持する保持部、３９は保持部３７を前後方向に移動させる前後移動ジャッキ、４１は保持部３７に前後方向移動可能に設置されたセグメント把持装置である。
【００２５】
セグメント把持装置４１の構成を図１１に基づいて説明する。セグメント把持装置４１は保持部３７が挿入されて保持部３７に対して移動可能に設置された本体部４１ａと、本体部４１ａに首振り用ピン４３を介して屈曲可能に設置された把持部４１ｂとを有しており、把持部４１ｂは首振り用シリンダ４５によって首振りできる構成である。
【００２６】
図１２は図１１における矢視Ａ−Ａ断面図である。図１１及び図１２に基づいて把持部４１ｂの構成を説明する。４７は一対の爪からなるクランプ部材、４９はクランプ部材４７を駆動する把持シリンダである。把持シリンダ４９を駆動することによってクランプ部材４７の爪を動かして、セグメントを把持する。
【００２７】
次に、セグメント供給装置１９の構成を説明する。
図１３はセグメント供給装置１９の設置状態の説明図であり、後方側から見た状態を示している。図１４は図５におけるセグメント供給装置１９近傍の拡大図、図１５は図６におけるセグメント供給装置１９近傍の拡大図、図１６は図１３の一部拡大図である。以下、図１３〜図１６に基づいてセグメント供給装置１９の構成を説明する。
５１はセグメント供給装置１９を既設セグメント２０に設置するフレーム、５３はフレーム５１を既設セグメント２０の内周壁に押し付ける押し付けジャッキである。フレーム５１は押し付けジャッキ５３によって既設セグメントの所定位置にしっかりと固定される。
【００２８】
５５はフレーム５１に前後方向移動可能に設置された第１移動台、５７は第１移動台５５を前後方向に駆動する前後移動ジャッキ、５９は第１移動第５５に幅方向移動可能に設置された第２移動台、６１は第２移動第５９を幅方向に移動させる幅移動ジャッキである。
６３は基端側が第２移動台５９に回動可能に取り付けられた第１リンク、６５は一端が第１リンク６３の先端に回動可能に取り付けられた第２リンク、６７は第２リンク６５の先端に回動可能に取り付けられてセグメントを把持するセグメント把持部、６９は一端が第２リンク６５に回動可能に連結され、他端が後述の第４リンク７１に回動可能に連結された第３リンク、７１は一端がセグメント把持部６７に回動可能に連結され、他端が第３リンクに回動可能に連結された第４リンクである。
【００２９】
７３は第２移動台５９と第１リング６３との間に設置されて第１リンク６３を駆動する第１シリンダ、７５は第１リンク６３と第２リンク６５との間に設置されて第２リンク６５を第１リンク６３に対して相対移動させる第２シリンダである。７７は一端が第２リンク６５に連結され、他端が第３リンク６９と第４リンク７１の連結部に連結されてセグメント把持部６７を傾動させる第３シリンダである。
【００３０】
図１７は図１４において丸で囲んだＡ部の拡大図、図１８は図１７の矢視Ａ−Ａ断面図である。図１７及び図１８に基づいてセグメント把持部６７の構成を説明する。
図において、８０は矩形箱からなるセグメント把持部６７の本体部、８１，８３は本体部８０の両側にそれぞれ設けられた一対の爪からなるクランプ部材、８５，８７はクランプ部材８１を駆動する第１把持シリンダ、８９，９１はクランプ部材８３を駆動する第２把持シリンダである。
【００３１】
上記のように構成されたセグメント把持部６７においては、第１把持シリンダ８５，８７によってクランプ部材８１を駆動し、第２把持シリンダ８９，９１によってクランプ部材８３を駆動して、セグメント把持部６７の両側でセグメントを把持することができる。
【００３２】
図１９〜図２３は本実施の形態の動作説明図である。以下、図１９〜図２３に基づいてセグメントの組み付け作業について説明する。
まず、下部セグメントＡを移動台車２４で搬入後に図示しないホイスト等によって、所定位置に設置する。
次に、長辺セグメントＢを長手方向に寝かすと共に、短辺が直角になる向きにして移動台車２４に搭載してセグメント供給装置１９の近傍まで搬入する。
【００３３】
長辺セグメントＢがセグメント供給装置１９の近傍まで搬入されると、図１９に示すように、セグメント供給装置１９のセグメント把持機構６５におけるセグメント設置側の側面のクランプによって長辺セグメントＢの内面側中央部を把持する。このとき、第１移動台５５は最も前進した状態にしておく。また、エレクタ装置１７の左右移動体３１は長辺セグメントＢが搬入された側と幅方向で反対側に退避させておく。
【００３４】
次に、図２０に示すように、第１リンク６３〜第４リンク７１からなるリンク機構を第１シリンダ７３〜第３シリンダ７７によって駆動させると共に、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を後退させながら長辺セグメントＢを連続的に旋回させる。このとき長辺セグメントＢは、図５に破線で示すように、長辺セグメントＢ後端の角部が既設セグメント２０の上部内壁に衝突することなく、上部内壁とほぼ平行になるように移動しつつ、全体として除々に回転してゆく。
【００３５】
次に、長辺セグメントＢの上端部が既設セグメント２０の最前列付近にきたときに、図２１に示すように、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を前進させる。これによって、図５に示すように、長辺セグメントＢの上端を既設セグメント２０の最前列の上壁を避けて、その前方に移動させることができる。
そして、最後に、図２２に示すように、第１リンク６３〜第４リンク７１からなるリンク機構を第１シリンダ７３〜第３シリンダ７７によって駆動させると共に、前後移動ジャッキ５７によって第１移動台５５を少し後退さて、一旦セグメントを上方に持ち上げて、直立状態にしてエレクタ装置１７に受け渡す。
【００３６】
エレクタ装置１７は、左右移動体３１の駆動により退避位置から長辺セグメントＢ側に移動して、セグメント把持装置４１によって直立状態の長辺セグメントＢを側方から把持する。そして、左右移動体３１を側壁近傍まで移動させて、さらに前後移動ジャッキ３９にて所定の位置に微調整して長辺セグメントＢを所定位置に設置する。
【００３７】
長辺セグメントＢの設置が完了すると、同様に長辺セグメントＣの設置を行い、さらに反対側の側壁である長辺セグメントＤ，Ｅの設置を行う。その後、上部セグメントＦを設置して、最後に中柱を設置して、１リング分のセグメントの組立を終了する。以後は、同様の動作を繰り返す。
なお、上部セグメントＦの設置の際には、図２３に示すように、旋回軸受け３３を回転させて、セグメント把持装置４１の向きを９０度変えることによって作業を行う。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、トンネルの側壁を形成する長辺セグメントが分割されずに一体となっているので、長辺の途中での連結作業が不要となり、またＭＭＳＴトンネルの完成した後のモーメントに対して抵抗力の強い構造となる。
また、長手方向の連結が不要となるので、コストと手間が少なくなる。
【００３９】
なお、上記の実施の形態においては、送・排泥管等がシールド掘進機のほぼ中央にある例を示し、セグメントの旋回をシールド掘進機の側壁寄りの位置で行う例を示したが、送・排泥管が中央部にない場合には、セグメントの旋回をシールド掘進機の中央部で行うようにしてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
図２４は本発明の実施の形態２に係るセグメントの組立状態の正面図である。このセグメントは長辺のセグメントが上下に分割されることなく一体となっており、さらに下部セグメントが長辺セグメントの間に配置されるものである。このようにすることで、ＭＭＳＴトンネルを完成した状態におけるモーメントに対する抵抗力をさらに増すことができる。
【００４１】
しかしながら、図２４のようにすると長辺セグメントＢの長手方向の長さが実施の形態１のものよりもさらに長くなるので、長辺セグメントＢの組立に工夫が必要となる。
そこで、このような長手方向の長さがさらに長くなった長辺セグメントＢの搬入を可能にしたのが、この実施の形態２に示すシールド掘進機である。図２５は本実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図、図２６は図２５の矢視Ａ−Ａ断面図である。図２５、図２６において実施の形態１を示した図５〜図７と同一部分には同一の符号を付している。
本実施の形態においては、シールド掘進機の後胴部の上部に長辺セグメントＢの旋回時に長辺セグメントＢの上端を逃がすための対退避空間９５を形成したものである。
【００４２】
上記のように構成された本実施の形態２においては、セグメント旋回動作において、図２５におけるＱの位置から一旦セグメントを上方に持ち上げる動作を行い、長辺セグメントＢの上端を退避空間９５に挿入することで、長辺セグメントＢを直立状態にして、再び下方に移動させて、エレクタ装置１７に受け渡す。
【００４３】
本実施の形態のセグメントによれば、ＭＭＳＴトンネルを完成した状態でのモーメントに対する抵抗力を増すことができる。また、長辺の長さが長いセグメントの組立が可能となる。
【００４４】
実施の形態３．
図２７は本実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図、図２８は図２７の矢視Ａ−Ａ断面図である。本実施の形態は、実施の形態２と同様に図２４に示した長辺の最も長いセグメントの組立を可能にしたシールド掘進機の例を示すものである。
本実施の形態においては、図に示すように、リングガーダに矩形の切欠き部９７を設けたものである。このような切欠き９７を設けることによって、実施の形態２のようにシールド掘進機の内壁上部に退避空間９５を設けなくて長辺の長さが最長のセグメントの組立が可能となる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態においては、セグメントをトンネルの上部空間から搬入する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、セグメントをトンネルの下部空間から搬入することもできる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、ＭＭＳＴトンネルの構築を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、扁平な矩形断面のシールドトンネルの構築の場合であれば適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように本発明によれば、長辺が一体になった長いセグメントの組立や供給が可能になるから、かかるセグメント組立方法及び装置、セグメント供給装置並びにシールド掘進機として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセグメントの正面図。
【図２】本発明の一実施の形態におけるセグメントの斜視図。
【図３】図２における一部を詳細に示す説明図である。
【図４】図３の縦断面図。
【図５】本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図６】本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図７】図５における矢視Ａ−Ａ断面図。
【図８】図５の一部拡大図。
【図９】図６の一部拡大図。
【図１０】本発明の一実施の形態におけるエレクタ装置を後方側から見た説明図。
【図１１】図１０におけるＡ部の拡大図。
【図１２】図１１の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図１３】本発明の一実施の形態におけるセグメント供給装置の設置状態の説明図。
【図１４】図５の一部拡大図。
【図１５】図６の一部拡大図。
【図１６】図１３の一部拡大図。
【図１７】図１４のＡ部の拡大図。
【図１８】図１７の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図１９】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２０】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２１】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２２】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２３】本発明の一実施の形態の動作説明図。
【図２４】本発明の他の実施の形態に係るセグメントの正面図。
【図２５】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図２６】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図２７】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の側断面図。
【図２８】本発明の他の実施の形態に係るシールド掘進機の平断面図。
【図２９】ＭＭＳＴ工法の工程の説明図。
【図３０】従来のセグメントの説明図。
【図３１】ＭＭＳＴトンネルに作用するモーメント分布の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ 下部セグメント
Ｂ 長辺セグメント
Ｃ 長辺セグメント
Ｄ 長辺セグメント
Ｅ 長辺セグメント
Ｆ 上部セグメント
１７ エレクタ装置
１９ セグメント供給装置
５５ 第１移動台
５９ 第２移動台
６７ セグメント把持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントを把持するセグメント把持機構と、該セグメント把持機構が回動可能に取り付けられたリング機構と、該リング機構をトンネル前後方向に移動可能にする移動台とを備え、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置と、該セグメント供給装置から供給されたセグメントを把持してトンネル内壁に組み付けるエレクタ装置とを用いて、トンネルの側壁を組み立てるセグメント組立方法であって、
セグメントをその長手方向がトンネル前後方向に沿うように搬入する工程と、
該搬入されたセグメントを前記セグメント供給装置で把持してそのセグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させ、直立状態にする工程と、
該直立状態のセグメントを把持してトンネル側壁の所定位置に設置する工程と、
前記セグメントの旋回の過程で前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動する工程とを有することを特徴とするセグメント組立方法。
【請求項２】
既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置を備えるセグメント組立装置であって、
前記セグメント供給装置は、セグメントを把持するセグメント把持部と、該セグメント把持部が回動可能に取り付けられたリンク機構と、該リンク機構をトンネル前後方向に移動可能に設置する移動台とを備え、
前記リンク機構の駆動による前記セグメントの旋回の際、前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動させることを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項３】
前記移動台はトンネル幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項２記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
前記セグメント把持部は、セグメントをそのトンネル幅方向の両側から把持できる構成であることを特徴とする請求項２又は３に記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、シールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置であって、
フレームとジャッキとを備え、前記ジャッキにより前記フレームを既設セグメントの内周壁に押し付けることにより所定位置に固定されることを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項６】
エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機であって、
後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を備えることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項７】
エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、リングガーダと、を備えるシールド掘進機であって、
前記リングガーダが、前記セグメントの旋回時に前記セグメントの端部を逃がすための切り欠きを備えることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項１】
セグメントを把持するセグメント把持機構と、該セグメント把持機構が回動可能に取り付けられたリング機構と、該リング機構をトンネル前後方向に移動可能にする移動台とを備え、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置と、該セグメント供給装置から供給されたセグメントを把持してトンネル内壁に組み付けるエレクタ装置とを用いて、トンネルの側壁を組み立てるセグメント組立方法であって、
セグメントをその長手方向がトンネル前後方向に沿うように搬入する工程と、
該搬入されたセグメントを前記セグメント供給装置で把持してそのセグメントの一端が既設トンネルの内壁に近接する状態で旋回させ、直立状態にする工程と、
該直立状態のセグメントを把持してトンネル側壁の所定位置に設置する工程と、
前記セグメントの旋回の過程で前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動する工程とを有することを特徴とするセグメント組立方法。
【請求項２】
既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持してシールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置を備えるセグメント組立装置であって、
前記セグメント供給装置は、セグメントを把持するセグメント把持部と、該セグメント把持部が回動可能に取り付けられたリンク機構と、該リンク機構をトンネル前後方向に移動可能に設置する移動台とを備え、
前記リンク機構の駆動による前記セグメントの旋回の際、前記移動台をトンネル前後方向に沿って移動させることを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項３】
前記移動台はトンネル幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項２記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
前記セグメント把持部は、セグメントをそのトンネル幅方向の両側から把持できる構成であることを特徴とする請求項２又は３に記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、シールド掘進機の後胴側に供給するセグメント供給装置であって、
フレームとジャッキとを備え、前記ジャッキにより前記フレームを既設セグメントの内周壁に押し付けることにより所定位置に固定されることを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項６】
エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、を備えるシールド掘進機であって、
後胴部の上部に前記セグメントの旋回時に前記セグメントの上端を逃がすための退避空間を備えることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項７】
エレクタ装置と、既設トンネル内に搬入されたセグメントを把持して旋回させ、前記エレクタ装置に供給するセグメント供給装置と、リングガーダと、を備えるシールド掘進機であって、
前記リングガーダが、前記セグメントの旋回時に前記セグメントの端部を逃がすための切り欠きを備えることを特徴とするシールド掘進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２００７−２３７７１（Ｐ２００７−２３７７１Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００２４６（Ｐ２００６−３００２４６）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願平１０−３１７９９４の分割
【原出願日】平成１０年１１月９日（１９９８．１１．９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願平１０−３１７９９４の分割
【原出願日】平成１０年１１月９日（１９９８．１１．９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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