セグメント組立装置及びその移動方法
【課題】既設セグメントに、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わらないセグメント組立装置及びその移動方法を提供する。
【解決手段】地山を掘削して形成されたトンネル穴１の内面にセグメント５を組み立てるセグメント組立装置６であって、トンネル穴１の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール７と、レール７上に載置された台車８と、台車８に設けられセグメント５を把持してトンネル穴１の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構９と、台車８に設けられトンネル穴１の内面に向けて伸縮しその伸長時にトンネル穴１の内面を押圧して台車８を保持するグリッパ１０とを備えたもの。台車８及びセグメント組立機構９の重量を、既設セグメント５ではなく、レール７を介してトンネル穴１の底部で支持し、グリッパ１０の押圧力を、既設セグメント５ではなく、トンネル穴１の内面で受ける。
【解決手段】地山を掘削して形成されたトンネル穴１の内面にセグメント５を組み立てるセグメント組立装置６であって、トンネル穴１の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール７と、レール７上に載置された台車８と、台車８に設けられセグメント５を把持してトンネル穴１の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構９と、台車８に設けられトンネル穴１の内面に向けて伸縮しその伸長時にトンネル穴１の内面を押圧して台車８を保持するグリッパ１０とを備えたもの。台車８及びセグメント組立機構９の重量を、既設セグメント５ではなく、レール７を介してトンネル穴１の底部で支持し、グリッパ１０の押圧力を、既設セグメント５ではなく、トンネル穴１の内面で受ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置及びその移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩盤等の或る程度自立性のある地山にトンネルを構築する工法として、地山を掘削機等で掘削してトンネル穴を形成し、そのトンネル穴の内面を覆工用のセグメントで覆うようにしたものが知られている。この工法では、トンネル穴の内面に沿ってセグメントをリング状に組み立てるセグメント組立装置が必要となる。
【０００３】
かかるセグメント組立装置として、トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立てられたセグメント（以下、既設セグメントという）のトンネル底部の部分にトンネル長手方向に沿って敷設されたレールと、レール上に載置された台車と、台車に設けられたグリッパと、台車に設けられたセグメント組立機構とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
このセグメント組立装置によれば、台車に設けたグリッパを伸長させてグリッパの先端を既設セグメントの内面を押し付けることで台車を保持し、この保持状態で、台車に設けたセグメント組立機構が、セグメントを把持してトンネル穴の内面に沿って既設セグメントに連結してリング状に組み立てることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０８０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記セグメント組立装置においては、レールが既設セグメントに敷設されているので、レール上の台車の重量及び台車に設けたセグメント組立機構の重量が、レールを介して既設セグメントに加わってしまう。また、レールが既設セグメントに敷設されているので、レール上の台車に設けたグリッパを伸長させると、グリッパの先端が既設セグメントの内面を押圧することになり、グリッパの押圧力が既設セグメントに加わってしまう。
【０００７】
このように、既設セグメントには、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わっていたので、セグメントが破損しないようにするためには、セグメントの剛性を地山の土圧、水圧に耐える剛性を遙かに超え、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力に耐える剛性にまで高める必要が有り、セグメントのコストアップとなっていた。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、既設セグメントに、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わらないセグメント組立装置及びその移動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために第１の発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置であって、上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレールと、該レール上に載置され該レールに沿って移動する台車と、該台車に設けられセグメントを把持して上記トンネル穴の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構と、上記台車に設けられ上記トンネル穴の内面に向けて伸縮しその伸長時に上記トンネル穴の内面を押圧して上記台車を保持するグリッパとを備えたものである。
【００１０】
上記台車の下部に、上記台車を上記レールに沿って移動させるための移動ジャッキの一端を取り付け、該移動ジャッキの他端に、上記レールを把持又は解放するクランプ機構を設けてもよい。
【００１１】
第２の発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置の移動方法であって、上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール上に、該レールに沿って移動可能な台車を載置し、該台車に設けられたグリッパを上記トンネル穴の内面に向けて伸長させ、それらグリッパで上記内面を押圧することで上記台車を上記内面に保持し、この保持状態で、上記台車に設けられたセグメント組立機構が、セグメントを把持し所定位置に移動させて上記トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立て、この組み立て後、上記グリッパを収縮させて上記トンネル穴の内面から離間させることで上記台車の上記トンネル穴の内面への保持を解放し、この解放状態で、リング状に組み立てられたセグメントと上記台車との間に新たなセグメントを組み立てるためのスペースを形成すべく、上記台車を上記レールに沿って移動させ、上記台車及びセグメント組立機構の重量を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記レールを介して上記トンネル穴の底部で支持し、上記グリッパの押圧力を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記トンネル穴の内面で受けるようにしたものである。
【００１２】
上記台車を上記レールに沿って移動させる際、上記台車の下部に取り付けた移動ジャッキを収縮させてその移動ジャッキの先端に設けたクランプ機構で上記レールを把持し、その状態で上記移動ジャッキを伸長させて上記レールに反力を取って上記台車を押し出し、その後、上記クランプ機構による上記レールの把持を解放し、上記移動ジャッキを収縮させて上記クランプ機構を上記台車の移動方向前方に移動させ、以降、同様の手順を繰り返して上記台車を上記レールに沿って移動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るセグメント組立装置及びその移動方法によれば、既設セグメントに、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わらない。よって、セグメントのコストダウンを推進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係るセグメント組立装置の側面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII−III線断面図である。
【００１６】
このセグメント組立装置は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるものである。
【００１７】
トンネル穴１は、本実施形態においては、図１の左方に配置された掘削機等（図示せず）によって岩盤等の或る程度自立性のある地山を掘削して掘削穴２を形成し、その掘削穴２の内面にトンネル長手方向に間隔を隔てて支保工３を配置し、その状態で掘削穴２の内面にモルタル等のコンクリート４を吹き付けて構成されている。但し、地山の自立性が高ければ支保工３は省略でき、地山の自立性が更に高ければコンクリート４の吹き付けも省略して掘削穴２をそのままトンネル穴１としてもよい。
【００１８】
このようなトンネル穴１の内面に沿って覆工用のセグメント５を組み立てるセグメント組立装置６は、トンネル穴１の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール７と、レール７上に載置されレール７に沿って移動する台車８と、台車８に設けられセグメント５を把持してトンネル穴１の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構９と、台車８に設けられトンネル穴１の内面に向けて伸縮しその伸長時にトンネル穴１の内面を押圧して台車８を保持するグリッパ１０とを備えている。
【００１９】
レール７は、トンネル穴１の底部にトンネル幅方向に間隔を隔てて一対平行に敷設されている。レール７には、台車８が載置されている。
【００２０】
台車８は、レール７上を走行する車輪１１を有する走行フレーム１２と、走行フレーム１２に姿勢制御ジャッキ１３を介して載置された本体フレーム１４とを有する。姿勢制御ジャッキ１３は、走行フレーム１２の前後（トンネル長手方向）に、左右（トンネル幅方向）に間隔を隔てて、計４本配設されている。各姿勢制御ジャッキ１３は、上下方向に伸縮する上下ジャッキ１３ａと、上下ジャッキ１３ａを左右方向に移動する左右ジャッキ１３ｂとからなる。かかる姿勢制御ジャッキ１３は、走行フレーム１２に対する本体フレーム１４の姿勢及び位置を調整するものである。
【００２１】
図１に示すように、走行フレーム１２の下部には、台車８をレール７に沿って移動するための移動ジャッキ１５が設けられている。移動ジャッキ１５は、一端が走行フレーム１２の下部に設けたブラケット１６に枢支され、他端にレール７を把持するクランプ機構１７が設けられている。
【００２２】
この構成によれば、クランプ機構１７でレール７を左右から把持し、その状態で移動ジャッキ１５を伸長させると、走行フレーム１２がレール７に対して前進（図１にて左方に移動）する。その後、クランプ機構１７によるレール７の把持を解放し、移動ジャッキ１５を収縮させると、クランプ機構１７の位置がブラケット１６方向に移動するので、その前進したクランプ機構１７で再びレール７を左右から把持し、その状態で移動ジャッキ１５を伸長させるという工程を繰り返すことで、台車８がレール７に沿って前進する。
【００２３】
台車８の本体フレーム１４の前部には、前後方向に移動可能な移動フレーム１８が装着されている。移動フレーム１８は、一端が移動フレーム１８に他端が本体フレーム１４に連結されたジャッキ１９によって、本体フレーム１４に対して前後方向に移動される。
【００２４】
図２に示すように、移動フレーム１８と本体フレーム１４との間には、ガイド機構２０が介設されている。ガイド機構２０は、本体フレーム１４に前後方向に沿って設けられた凸部２０ａと、この凸部２０ａと係合するように移動フレーム１８に設けられた凹部２０ｂとからなり、移動フレーム１８を本体フレーム１４に対して前後方向に案内するものである。なお、移動フレーム１８に設けられる凹部２０ｂを、凸部２０ａに沿って走行する車輪に変更してもよい。また、凹部２０ｂと凸部２０ａとの関係は逆であってもよい。
【００２５】
移動フレーム１８には、本体フレーム１４に対する移動フレーム１８の前後方向の位置を固定するための位置決めジャッキ２１が設けられている。位置決めジャッキ２１を伸長させると、その先端部に設けたシュー２１ａが本体フレーム１４の側部を押圧し、本体フレーム１４に対する移動フレーム１８の前後方向の位置が固定される。
【００２６】
台車８には、グリッパ１０が設けられている。
【００２７】
グリッパ１０は、台車８の前部に設けられた前部グリッパ１０ａと、台車８の後部に設けられた後部グリッパ１０ｂとを有する。
【００２８】
前部グリッパ１０ａは、図１、図２に示すように、移動フレーム１８の上部に左右方向に間隔を隔てて設けられた上部プッシャ２２ａと、移動フレーム１８の側部に上下方向に間隔を隔てて設けられた側部プッシャ２３ａと、本体フレーム１４の下部に左右方向に間隔を隔てて設けられた下部プッシャ２４ａとを有する。
【００２９】
後部グリッパ１０ｂは、図１、図３に示すように、本体フレーム１４の上部に左右方向に間隔を隔てて設けられた上部プッシャ２２ｂと、本体フレーム１４の側部に上下方向に間隔を隔てて設けられた側部プッシャ２３ｂと、本体フレーム１４の下部に左右方向に間隔を隔てて設けられた下部プッシャ２４ｂとを有する。
【００３０】
前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成するプッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂは、夫々トンネル穴１の内面に向けて伸縮し、その伸長時にトンネル穴１の内面を押圧し、収縮時にトンネル穴１の内面から離間する。
【００３１】
台車８の後部には、セグメント組立機構９が設けられている。
【００３２】
セグメント組立機構９は、図１、図１のIV−IV線断面図である図４に示すように、本体フレーム１４の後部にトンネル長手方向の軸廻りに回転可能に支持された旋回リング２５と、旋回リング２５にトンネル径方向に移動可能に取り付けられた略Ｕ字状の吊りビーム２６と、吊りビーム２６の先端にトンネル長手方向に移動可能に設けられたセグメント把持部２７とを有する。
【００３３】
旋回リング２５は、トンネル周方向に間隔を隔てて配設された複数の支持ローラ２８に支持されている。これら支持ローラ２８は、本体フレーム１４の後部に設けた追加ブラケット２９に軸支されている。支持ローラ２８に支持された旋回リング２５には、その周方向に沿ってリング状にギヤ（図示せず）が形成されており、モータの回転軸に取り付けたピニオン（図示せず）がそのギヤに噛合されている。これにより、モータを駆動することで旋回リング２５がトンネル周方向に旋回される。
【００３４】
吊りビーム２６は、略Ｕ字状に形成されていて、その両端にガイドロッド３０が設けられ、これらガイドロッド３０が旋回リング２５に取り付けられたガイド筒３１に挿通されている。吊りビーム２６は、一端がガイド筒３１に他端が吊りビーム２６に連結されたジャッキ３２によって、トンネル径方向に移動される。
【００３５】
セグメント把持部２７は、吊りビーム２６の先端にトンネル長手方向に沿って形成されたガイド部材３３と、ガイド部材３３に沿って移動可能な移動ブロック３４と、移動ブロック３４に設けられセグメント５を把持する把持機構３５とを有する。把持機構３５に把持されたセグメント５は、移動ブロック３４を図示しないジャッキでガイド部材３３に沿って移動することで、トンネル長手方向に移動される。
【００３６】
図１に示すように、台車８には、セグメント組立機構９によりリング状に組み立てられたセグメント５（以下、既設セグメントという）の端面に向けて伸縮する押付ジャッキ３６が設けられている。押付ジャッキ３６は、本体フレーム１４の後部に設けた追加ブラケット３７に、トンネルの周方向に間隔を隔てて複数設けられている。押付ジャッキ３６は、その伸長時に既設セグメント５の端部５ａに装着した妻型枠３８（図７参照）をトンネル長手方向後方に押圧し、セグメント５の端部同士間に設けられたシール（図示せず）を圧縮するものである。
【００３７】
図１に示すように、台車８には、セグメント組立機構９よりも後方に、セグメント形状保持装置３９が設けられている。
【００３８】
詳しくは、台車８の本体フレーム１４の後部には、図１、図１のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、セグメント組立機構９の旋回リング２５の内部を前後に挿通する延長フレーム１４ａが設けられており、この延長フレーム１４ａに、セグメント形状保持装置３９が支持されている。
【００３９】
セグメント形状保持装置３９は、逆さＵ字状に形成された上部フレーム４０と、Ｕ字状に形成された下部フレーム４１と、一端が上部フレーム４０に他端が下部フレーム４１に連結されこれらを上下方向に近接離間させる作動ジャッキ４２とを有する。上部フレーム４０には、既設セグメント５の内面に押し付けられるパッド４３が設けられていると共に、セグメント形状保持装置３９の重量を延長フレーム１４ａに支持する支持フレーム４４が設けられている。
【００４０】
支持フレーム４４は、図５の右半分に示すように作動ジャッキ４２を収縮させたとき延長フレーム１４ａの上部に載置され、図５の左半分に示すように作動ジャッキ４２を伸長させたとき延長フレーム１４ａの上部から上方に離間する。詳しくは、延長フレーム１４ａの上部には、トンネル長手方向に沿ってガイドレール４５が設けられており、支持フレーム４４の端部には、ガイドレール４５に係合する係合部４６が設けられている。このセグメント形状保持装置３９は、図１に示すように、一端が上部フレーム４０に他端が延長フレーム１４ａに連結された移動ジャッキ４７によって、トンネル長手方向に移動されるようになっている。
【００４１】
なお、台車８の本体フレーム１４の前部には、カウンタウェイト４８が装着されている。
【００４２】
以上の構成からなるセグメント組立装置６を用いたセグメント５の組み立て、及びセグメント組立装置６の移動について図６〜図９を用いて述べる。
【００４３】
図６に示すセグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を伸長させ、上部フレーム４０を既設セグメント５の上部内面に押し付け、下部フレーム４１を既設セグメント５の下部内面に押し付け、既設セグメント５の形状を保持する。
【００４４】
図６に示すように、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させ、各プッシャの先端をトンネル穴１の内面に押し付けることで、台車８をトンネル穴１の内面に保持する。また、移動フレーム１８に設けた位置決めジャッキ２１を伸長させ、位置決めジャッキ２１の先端に設けたシュー２１ａ（図２参照）を本体フレーム１４の側部に押し付け、移動フレーム１８を本体フレーム１４にトンネル長手方向に移動不能に固定する。これにより、台車８の本体フレーム１４及び移動フレーム１８がトンネル穴１の内面に保持される。
【００４５】
その状態で、セグメント組立機構９により、セグメント５を既設セグメント５の端部５ａにボルトナットで連結させてリング状に組み立てる。
【００４６】
図６、図７に示すように、新たにリング状に組み立てられた既設セグメント５の端部に、これら既設セグメント５の外周面とトンネル穴１の内面との隙間を塞ぐように形成された妻型枠３８を装着する。押付ジャッキ３６を伸長させて、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａに押し付け、既設セグメント５の端部同士間に介設されたシール（図示せず）を適度に圧縮する。
【００４７】
図６の状態におけるセグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を収縮させ、上部フレーム４０及び下部フレーム４１をトンネル穴１の内面から離間させる。セグメント形状保持装置３９の移動ジャッキ４７を伸長させ、セグメント形状保持装置３９を、図７に示すように、新たにリング状に組み立てられた既設セグメント５の内面に移動させる。セグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を伸長させ、上部フレーム４０及び下部フレーム４１を新たな既設セグメント５の内面に押し付け、その既設セグメント５の形状を保持する。
【００４８】
その状態で、既設セグメント５に内外面を連通して形成された注入孔５ｂに、既設セグメント５の内方から裏込材（モルタル、セメント等）を注入する。注入された裏込材は、既設セグメント５の外周面とトンネル穴１の内面と妻型枠３８と先に注入されて既に固化した裏込材（図示せず）とで区画されたスペースに充填され、養生される。
【００４９】
図７、図８に示すように、押付ジャッキ３６を収縮させて妻型枠３８から離間させ、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを収縮させ、トンネル穴１の内面から離間させる。これにより、台車８のトンネル穴１の内面への保持が解放され、台車８はレール７に沿って移動可能となる。
【００５０】
図７に示すように、台車８の下部に設けた移動ジャッキ１５を収縮させ、移動ジャッキ１５の端部に設けたクランプ機構１７でレール７を把持する。その後、移動ジャッキ１５を伸長させ、図８に示すように、台車８をレール７に沿って前進させる。これにより、既設セグメント５の前方に、新たなセグメント５の組立スペースＳが形成される。
【００５１】
台車８の前進位置は、台車８の本体フレーム１４に設けた後部グリッパ１０ｂのプッシャ２２ｂ、２３ｂが、トンネル穴１の内面の支保工３と支保工３との間のコンクリート吹き付け部を押圧する位置とする。このとき、移動フレーム１８に設けた前部グリッパ１０ａのプッシャ２２ａ、２３ａが、支保工３を押圧する位置であった場合には、移動フレーム１８をジャッキ１９により前後方向に移動させ、プッシャ２２ａ、２３ａが、支保工３と支保工３との間のコンクリート吹き付け部を押圧する位置とする。
【００５２】
何故なら、仮に、プッシャ２２ａ、２３ａが支保工３を押圧してしまうと、支保工３の奥にコンクリートが存在しない空隙があった場合（支保工３の上からコンクリートを吹き付けると、支保工３に邪魔されて支保工３の奥にコンクリートが存在しない空隙が生じ易い）、支保工３がその空隙に落ち込み、支保工３の周辺のコンクリートに割れが生じる可能性があるからである。なお、支保工３は、下方のプッシャ２４ａ、２４ｂの位置までは下方に延びていないので、これらプッシャ２４ａ、２４ｂが支保工３を押圧することはない。
【００５３】
ところで、レール７は、滑らかな既設セグメント５上ではなく或る程度の凹凸が不可避なトンネル穴１の内面に敷設されているので、多少傾斜して敷設されることがあり、この場合、レール７に載置される台車８が傾斜し、台車８の本体フレーム１４に設けられたセグメント組立機構９の中心（機構９の設計上の中心）がトンネル穴１の中心からずれることになる。こうなると、セグメント組立機構９でセグメント５を既設セグメント５に合わせて的確に組み立てることが困難となる。
【００５４】
そこで、台車８の走行フレーム１２と本体フレーム１４との間に介設された姿勢制御ジャッキ１３を作動させ、本体フレーム１４の姿勢を水平にし、本体フレーム１４の左右方向位置をトンネル穴１の中心に合わせ、本体フレーム１４の上下方向位置をトンネル穴１の中心に合わせる。具体的には、図２、図３に示す姿勢制御ジャッキ１３の各上下ジャッキ１３ａの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４に回転モーメントを与えてその姿勢を水平にし、姿勢制御ジャッキ１３の各左右ジャッキ１３ｂの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４を左右方向に移動してその左右方向位置をトンネル穴１の中心に合わせ、姿勢制御ジャッキ１３の各上下ジャッキ１３ａの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４を上下方向に移動してその上下方向位置をトンネル穴１の中心に合わせる。
【００５５】
その後、図８、図９に示すように、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させ、トンネル穴１の内面を押圧し、本体フレーム１４をトンネル穴１の内面に保持する。各プッシャに等しい油圧を供給する等して同ストローク伸長させれば、本体フレーム１４は、水平姿勢で且つ左右方向位置及び上下方向位置がトンネル穴１の中心に合致した状態で、トンネル穴１の内面に保持される。その後、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａから取り外す。また、姿勢制御ジャッキ１３の上下ジャッキ１３ｂ（図２、図３参照）を収縮させ、各上下ジャッキ１３ｂの先端部を本体フレーム１４の下面から離間させ、本体フレーム１４の荷重が走行フレーム１２に加わらないようにする。この状態で、セグメント組立機構９でセグメント５を既設セグメント５に合わせて的確に組み立て、以降、図６〜図９の工程を繰り返す。
【００５６】
本実施形態に係るセグメント組立装置１及びその移動方法によれば、トンネル穴１の底部にレール７を敷設し、レール７に台車８を載置し、台車８にグリッパ１０及びセグメント組立機構９を設けたので、台車８及びセグメント組立機構９の重量が、レール７を介してトンネル穴１の底部で支持され、既設セグメント５に加わることはない。
【００５７】
また、トンネル穴１に敷設したレール７に載置した台車８にグリッパ１０を設けたので、グリッパ１０の伸長方向の延長線にはトンネル穴１が存在することになる。よって、グリッパ１０のプッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させると、グリッパ１０の押圧力がトンネル穴１の内面に加わり、既設セグメント５に加わることはない。
【００５８】
このように、既設セグメント５には、台車８及びセグメント組立機構９の重量、グリッパ１０の押圧力が加わらないので、セグメント５の剛性は、地山の土圧、水圧に見合った剛性であれば足り、台車８及びセグメント組立機構９の重量、グリッパ１０の押圧力に耐える剛性である必要はない。よって、セグメント５のコストダウンを推進できる。
【００５９】
また、押付ジャッキ３６は、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａに押し付け、既設セグメント５の端部同士間に介設されたシールを適切に圧縮する押圧力を既設セグメント５に付与するに過ぎず、その押圧反力で台車８を前進させていない。従って、押付ジャッキ３６が既設セグメント５にその押圧反力で台車８を前進させるのに必要な過大な圧縮力を作用させることはなく、セグメント５のコストダウンを推進できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係るセグメント組立装置の側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１のセグメント組立装置を用いたセグメントの組み立て、及びセグメント組立装置の移動の工程を示す側面図である。
【図７】図６に続く工程を示す側面図である。
【図８】図７に続く工程を示す側面図である。
【図９】図８に続く工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ トンネル穴
５ セグメント
６ セグメント組立装置
７ レール
８ 台車
９ セグメント組立機構
１０ グリッパ
Ｓ スペース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置及びその移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩盤等の或る程度自立性のある地山にトンネルを構築する工法として、地山を掘削機等で掘削してトンネル穴を形成し、そのトンネル穴の内面を覆工用のセグメントで覆うようにしたものが知られている。この工法では、トンネル穴の内面に沿ってセグメントをリング状に組み立てるセグメント組立装置が必要となる。
【０００３】
かかるセグメント組立装置として、トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立てられたセグメント（以下、既設セグメントという）のトンネル底部の部分にトンネル長手方向に沿って敷設されたレールと、レール上に載置された台車と、台車に設けられたグリッパと、台車に設けられたセグメント組立機構とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
このセグメント組立装置によれば、台車に設けたグリッパを伸長させてグリッパの先端を既設セグメントの内面を押し付けることで台車を保持し、この保持状態で、台車に設けたセグメント組立機構が、セグメントを把持してトンネル穴の内面に沿って既設セグメントに連結してリング状に組み立てることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０８０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記セグメント組立装置においては、レールが既設セグメントに敷設されているので、レール上の台車の重量及び台車に設けたセグメント組立機構の重量が、レールを介して既設セグメントに加わってしまう。また、レールが既設セグメントに敷設されているので、レール上の台車に設けたグリッパを伸長させると、グリッパの先端が既設セグメントの内面を押圧することになり、グリッパの押圧力が既設セグメントに加わってしまう。
【０００７】
このように、既設セグメントには、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わっていたので、セグメントが破損しないようにするためには、セグメントの剛性を地山の土圧、水圧に耐える剛性を遙かに超え、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力に耐える剛性にまで高める必要が有り、セグメントのコストアップとなっていた。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、既設セグメントに、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わらないセグメント組立装置及びその移動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために第１の発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置であって、上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレールと、該レール上に載置され該レールに沿って移動する台車と、該台車に設けられセグメントを把持して上記トンネル穴の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構と、上記台車に設けられ上記トンネル穴の内面に向けて伸縮しその伸長時に上記トンネル穴の内面を押圧して上記台車を保持するグリッパとを備えたものである。
【００１０】
上記台車の下部に、上記台車を上記レールに沿って移動させるための移動ジャッキの一端を取り付け、該移動ジャッキの他端に、上記レールを把持又は解放するクランプ機構を設けてもよい。
【００１１】
第２の発明は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置の移動方法であって、上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール上に、該レールに沿って移動可能な台車を載置し、該台車に設けられたグリッパを上記トンネル穴の内面に向けて伸長させ、それらグリッパで上記内面を押圧することで上記台車を上記内面に保持し、この保持状態で、上記台車に設けられたセグメント組立機構が、セグメントを把持し所定位置に移動させて上記トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立て、この組み立て後、上記グリッパを収縮させて上記トンネル穴の内面から離間させることで上記台車の上記トンネル穴の内面への保持を解放し、この解放状態で、リング状に組み立てられたセグメントと上記台車との間に新たなセグメントを組み立てるためのスペースを形成すべく、上記台車を上記レールに沿って移動させ、上記台車及びセグメント組立機構の重量を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記レールを介して上記トンネル穴の底部で支持し、上記グリッパの押圧力を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記トンネル穴の内面で受けるようにしたものである。
【００１２】
上記台車を上記レールに沿って移動させる際、上記台車の下部に取り付けた移動ジャッキを収縮させてその移動ジャッキの先端に設けたクランプ機構で上記レールを把持し、その状態で上記移動ジャッキを伸長させて上記レールに反力を取って上記台車を押し出し、その後、上記クランプ機構による上記レールの把持を解放し、上記移動ジャッキを収縮させて上記クランプ機構を上記台車の移動方向前方に移動させ、以降、同様の手順を繰り返して上記台車を上記レールに沿って移動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るセグメント組立装置及びその移動方法によれば、既設セグメントに、台車及びセグメント組立機構の重量、グリッパの押圧力が加わらない。よって、セグメントのコストダウンを推進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係るセグメント組立装置の側面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII−III線断面図である。
【００１６】
このセグメント組立装置は、地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるものである。
【００１７】
トンネル穴１は、本実施形態においては、図１の左方に配置された掘削機等（図示せず）によって岩盤等の或る程度自立性のある地山を掘削して掘削穴２を形成し、その掘削穴２の内面にトンネル長手方向に間隔を隔てて支保工３を配置し、その状態で掘削穴２の内面にモルタル等のコンクリート４を吹き付けて構成されている。但し、地山の自立性が高ければ支保工３は省略でき、地山の自立性が更に高ければコンクリート４の吹き付けも省略して掘削穴２をそのままトンネル穴１としてもよい。
【００１８】
このようなトンネル穴１の内面に沿って覆工用のセグメント５を組み立てるセグメント組立装置６は、トンネル穴１の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール７と、レール７上に載置されレール７に沿って移動する台車８と、台車８に設けられセグメント５を把持してトンネル穴１の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構９と、台車８に設けられトンネル穴１の内面に向けて伸縮しその伸長時にトンネル穴１の内面を押圧して台車８を保持するグリッパ１０とを備えている。
【００１９】
レール７は、トンネル穴１の底部にトンネル幅方向に間隔を隔てて一対平行に敷設されている。レール７には、台車８が載置されている。
【００２０】
台車８は、レール７上を走行する車輪１１を有する走行フレーム１２と、走行フレーム１２に姿勢制御ジャッキ１３を介して載置された本体フレーム１４とを有する。姿勢制御ジャッキ１３は、走行フレーム１２の前後（トンネル長手方向）に、左右（トンネル幅方向）に間隔を隔てて、計４本配設されている。各姿勢制御ジャッキ１３は、上下方向に伸縮する上下ジャッキ１３ａと、上下ジャッキ１３ａを左右方向に移動する左右ジャッキ１３ｂとからなる。かかる姿勢制御ジャッキ１３は、走行フレーム１２に対する本体フレーム１４の姿勢及び位置を調整するものである。
【００２１】
図１に示すように、走行フレーム１２の下部には、台車８をレール７に沿って移動するための移動ジャッキ１５が設けられている。移動ジャッキ１５は、一端が走行フレーム１２の下部に設けたブラケット１６に枢支され、他端にレール７を把持するクランプ機構１７が設けられている。
【００２２】
この構成によれば、クランプ機構１７でレール７を左右から把持し、その状態で移動ジャッキ１５を伸長させると、走行フレーム１２がレール７に対して前進（図１にて左方に移動）する。その後、クランプ機構１７によるレール７の把持を解放し、移動ジャッキ１５を収縮させると、クランプ機構１７の位置がブラケット１６方向に移動するので、その前進したクランプ機構１７で再びレール７を左右から把持し、その状態で移動ジャッキ１５を伸長させるという工程を繰り返すことで、台車８がレール７に沿って前進する。
【００２３】
台車８の本体フレーム１４の前部には、前後方向に移動可能な移動フレーム１８が装着されている。移動フレーム１８は、一端が移動フレーム１８に他端が本体フレーム１４に連結されたジャッキ１９によって、本体フレーム１４に対して前後方向に移動される。
【００２４】
図２に示すように、移動フレーム１８と本体フレーム１４との間には、ガイド機構２０が介設されている。ガイド機構２０は、本体フレーム１４に前後方向に沿って設けられた凸部２０ａと、この凸部２０ａと係合するように移動フレーム１８に設けられた凹部２０ｂとからなり、移動フレーム１８を本体フレーム１４に対して前後方向に案内するものである。なお、移動フレーム１８に設けられる凹部２０ｂを、凸部２０ａに沿って走行する車輪に変更してもよい。また、凹部２０ｂと凸部２０ａとの関係は逆であってもよい。
【００２５】
移動フレーム１８には、本体フレーム１４に対する移動フレーム１８の前後方向の位置を固定するための位置決めジャッキ２１が設けられている。位置決めジャッキ２１を伸長させると、その先端部に設けたシュー２１ａが本体フレーム１４の側部を押圧し、本体フレーム１４に対する移動フレーム１８の前後方向の位置が固定される。
【００２６】
台車８には、グリッパ１０が設けられている。
【００２７】
グリッパ１０は、台車８の前部に設けられた前部グリッパ１０ａと、台車８の後部に設けられた後部グリッパ１０ｂとを有する。
【００２８】
前部グリッパ１０ａは、図１、図２に示すように、移動フレーム１８の上部に左右方向に間隔を隔てて設けられた上部プッシャ２２ａと、移動フレーム１８の側部に上下方向に間隔を隔てて設けられた側部プッシャ２３ａと、本体フレーム１４の下部に左右方向に間隔を隔てて設けられた下部プッシャ２４ａとを有する。
【００２９】
後部グリッパ１０ｂは、図１、図３に示すように、本体フレーム１４の上部に左右方向に間隔を隔てて設けられた上部プッシャ２２ｂと、本体フレーム１４の側部に上下方向に間隔を隔てて設けられた側部プッシャ２３ｂと、本体フレーム１４の下部に左右方向に間隔を隔てて設けられた下部プッシャ２４ｂとを有する。
【００３０】
前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成するプッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂは、夫々トンネル穴１の内面に向けて伸縮し、その伸長時にトンネル穴１の内面を押圧し、収縮時にトンネル穴１の内面から離間する。
【００３１】
台車８の後部には、セグメント組立機構９が設けられている。
【００３２】
セグメント組立機構９は、図１、図１のIV−IV線断面図である図４に示すように、本体フレーム１４の後部にトンネル長手方向の軸廻りに回転可能に支持された旋回リング２５と、旋回リング２５にトンネル径方向に移動可能に取り付けられた略Ｕ字状の吊りビーム２６と、吊りビーム２６の先端にトンネル長手方向に移動可能に設けられたセグメント把持部２７とを有する。
【００３３】
旋回リング２５は、トンネル周方向に間隔を隔てて配設された複数の支持ローラ２８に支持されている。これら支持ローラ２８は、本体フレーム１４の後部に設けた追加ブラケット２９に軸支されている。支持ローラ２８に支持された旋回リング２５には、その周方向に沿ってリング状にギヤ（図示せず）が形成されており、モータの回転軸に取り付けたピニオン（図示せず）がそのギヤに噛合されている。これにより、モータを駆動することで旋回リング２５がトンネル周方向に旋回される。
【００３４】
吊りビーム２６は、略Ｕ字状に形成されていて、その両端にガイドロッド３０が設けられ、これらガイドロッド３０が旋回リング２５に取り付けられたガイド筒３１に挿通されている。吊りビーム２６は、一端がガイド筒３１に他端が吊りビーム２６に連結されたジャッキ３２によって、トンネル径方向に移動される。
【００３５】
セグメント把持部２７は、吊りビーム２６の先端にトンネル長手方向に沿って形成されたガイド部材３３と、ガイド部材３３に沿って移動可能な移動ブロック３４と、移動ブロック３４に設けられセグメント５を把持する把持機構３５とを有する。把持機構３５に把持されたセグメント５は、移動ブロック３４を図示しないジャッキでガイド部材３３に沿って移動することで、トンネル長手方向に移動される。
【００３６】
図１に示すように、台車８には、セグメント組立機構９によりリング状に組み立てられたセグメント５（以下、既設セグメントという）の端面に向けて伸縮する押付ジャッキ３６が設けられている。押付ジャッキ３６は、本体フレーム１４の後部に設けた追加ブラケット３７に、トンネルの周方向に間隔を隔てて複数設けられている。押付ジャッキ３６は、その伸長時に既設セグメント５の端部５ａに装着した妻型枠３８（図７参照）をトンネル長手方向後方に押圧し、セグメント５の端部同士間に設けられたシール（図示せず）を圧縮するものである。
【００３７】
図１に示すように、台車８には、セグメント組立機構９よりも後方に、セグメント形状保持装置３９が設けられている。
【００３８】
詳しくは、台車８の本体フレーム１４の後部には、図１、図１のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、セグメント組立機構９の旋回リング２５の内部を前後に挿通する延長フレーム１４ａが設けられており、この延長フレーム１４ａに、セグメント形状保持装置３９が支持されている。
【００３９】
セグメント形状保持装置３９は、逆さＵ字状に形成された上部フレーム４０と、Ｕ字状に形成された下部フレーム４１と、一端が上部フレーム４０に他端が下部フレーム４１に連結されこれらを上下方向に近接離間させる作動ジャッキ４２とを有する。上部フレーム４０には、既設セグメント５の内面に押し付けられるパッド４３が設けられていると共に、セグメント形状保持装置３９の重量を延長フレーム１４ａに支持する支持フレーム４４が設けられている。
【００４０】
支持フレーム４４は、図５の右半分に示すように作動ジャッキ４２を収縮させたとき延長フレーム１４ａの上部に載置され、図５の左半分に示すように作動ジャッキ４２を伸長させたとき延長フレーム１４ａの上部から上方に離間する。詳しくは、延長フレーム１４ａの上部には、トンネル長手方向に沿ってガイドレール４５が設けられており、支持フレーム４４の端部には、ガイドレール４５に係合する係合部４６が設けられている。このセグメント形状保持装置３９は、図１に示すように、一端が上部フレーム４０に他端が延長フレーム１４ａに連結された移動ジャッキ４７によって、トンネル長手方向に移動されるようになっている。
【００４１】
なお、台車８の本体フレーム１４の前部には、カウンタウェイト４８が装着されている。
【００４２】
以上の構成からなるセグメント組立装置６を用いたセグメント５の組み立て、及びセグメント組立装置６の移動について図６〜図９を用いて述べる。
【００４３】
図６に示すセグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を伸長させ、上部フレーム４０を既設セグメント５の上部内面に押し付け、下部フレーム４１を既設セグメント５の下部内面に押し付け、既設セグメント５の形状を保持する。
【００４４】
図６に示すように、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させ、各プッシャの先端をトンネル穴１の内面に押し付けることで、台車８をトンネル穴１の内面に保持する。また、移動フレーム１８に設けた位置決めジャッキ２１を伸長させ、位置決めジャッキ２１の先端に設けたシュー２１ａ（図２参照）を本体フレーム１４の側部に押し付け、移動フレーム１８を本体フレーム１４にトンネル長手方向に移動不能に固定する。これにより、台車８の本体フレーム１４及び移動フレーム１８がトンネル穴１の内面に保持される。
【００４５】
その状態で、セグメント組立機構９により、セグメント５を既設セグメント５の端部５ａにボルトナットで連結させてリング状に組み立てる。
【００４６】
図６、図７に示すように、新たにリング状に組み立てられた既設セグメント５の端部に、これら既設セグメント５の外周面とトンネル穴１の内面との隙間を塞ぐように形成された妻型枠３８を装着する。押付ジャッキ３６を伸長させて、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａに押し付け、既設セグメント５の端部同士間に介設されたシール（図示せず）を適度に圧縮する。
【００４７】
図６の状態におけるセグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を収縮させ、上部フレーム４０及び下部フレーム４１をトンネル穴１の内面から離間させる。セグメント形状保持装置３９の移動ジャッキ４７を伸長させ、セグメント形状保持装置３９を、図７に示すように、新たにリング状に組み立てられた既設セグメント５の内面に移動させる。セグメント形状保持装置３９の作動ジャッキ４２（図５参照）を伸長させ、上部フレーム４０及び下部フレーム４１を新たな既設セグメント５の内面に押し付け、その既設セグメント５の形状を保持する。
【００４８】
その状態で、既設セグメント５に内外面を連通して形成された注入孔５ｂに、既設セグメント５の内方から裏込材（モルタル、セメント等）を注入する。注入された裏込材は、既設セグメント５の外周面とトンネル穴１の内面と妻型枠３８と先に注入されて既に固化した裏込材（図示せず）とで区画されたスペースに充填され、養生される。
【００４９】
図７、図８に示すように、押付ジャッキ３６を収縮させて妻型枠３８から離間させ、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを収縮させ、トンネル穴１の内面から離間させる。これにより、台車８のトンネル穴１の内面への保持が解放され、台車８はレール７に沿って移動可能となる。
【００５０】
図７に示すように、台車８の下部に設けた移動ジャッキ１５を収縮させ、移動ジャッキ１５の端部に設けたクランプ機構１７でレール７を把持する。その後、移動ジャッキ１５を伸長させ、図８に示すように、台車８をレール７に沿って前進させる。これにより、既設セグメント５の前方に、新たなセグメント５の組立スペースＳが形成される。
【００５１】
台車８の前進位置は、台車８の本体フレーム１４に設けた後部グリッパ１０ｂのプッシャ２２ｂ、２３ｂが、トンネル穴１の内面の支保工３と支保工３との間のコンクリート吹き付け部を押圧する位置とする。このとき、移動フレーム１８に設けた前部グリッパ１０ａのプッシャ２２ａ、２３ａが、支保工３を押圧する位置であった場合には、移動フレーム１８をジャッキ１９により前後方向に移動させ、プッシャ２２ａ、２３ａが、支保工３と支保工３との間のコンクリート吹き付け部を押圧する位置とする。
【００５２】
何故なら、仮に、プッシャ２２ａ、２３ａが支保工３を押圧してしまうと、支保工３の奥にコンクリートが存在しない空隙があった場合（支保工３の上からコンクリートを吹き付けると、支保工３に邪魔されて支保工３の奥にコンクリートが存在しない空隙が生じ易い）、支保工３がその空隙に落ち込み、支保工３の周辺のコンクリートに割れが生じる可能性があるからである。なお、支保工３は、下方のプッシャ２４ａ、２４ｂの位置までは下方に延びていないので、これらプッシャ２４ａ、２４ｂが支保工３を押圧することはない。
【００５３】
ところで、レール７は、滑らかな既設セグメント５上ではなく或る程度の凹凸が不可避なトンネル穴１の内面に敷設されているので、多少傾斜して敷設されることがあり、この場合、レール７に載置される台車８が傾斜し、台車８の本体フレーム１４に設けられたセグメント組立機構９の中心（機構９の設計上の中心）がトンネル穴１の中心からずれることになる。こうなると、セグメント組立機構９でセグメント５を既設セグメント５に合わせて的確に組み立てることが困難となる。
【００５４】
そこで、台車８の走行フレーム１２と本体フレーム１４との間に介設された姿勢制御ジャッキ１３を作動させ、本体フレーム１４の姿勢を水平にし、本体フレーム１４の左右方向位置をトンネル穴１の中心に合わせ、本体フレーム１４の上下方向位置をトンネル穴１の中心に合わせる。具体的には、図２、図３に示す姿勢制御ジャッキ１３の各上下ジャッキ１３ａの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４に回転モーメントを与えてその姿勢を水平にし、姿勢制御ジャッキ１３の各左右ジャッキ１３ｂの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４を左右方向に移動してその左右方向位置をトンネル穴１の中心に合わせ、姿勢制御ジャッキ１３の各上下ジャッキ１３ａの伸縮ストロークを制御して本体フレーム１４を上下方向に移動してその上下方向位置をトンネル穴１の中心に合わせる。
【００５５】
その後、図８、図９に示すように、前部グリッパ１０ａ及び後部グリッパ１０ｂを構成する各プッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させ、トンネル穴１の内面を押圧し、本体フレーム１４をトンネル穴１の内面に保持する。各プッシャに等しい油圧を供給する等して同ストローク伸長させれば、本体フレーム１４は、水平姿勢で且つ左右方向位置及び上下方向位置がトンネル穴１の中心に合致した状態で、トンネル穴１の内面に保持される。その後、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａから取り外す。また、姿勢制御ジャッキ１３の上下ジャッキ１３ｂ（図２、図３参照）を収縮させ、各上下ジャッキ１３ｂの先端部を本体フレーム１４の下面から離間させ、本体フレーム１４の荷重が走行フレーム１２に加わらないようにする。この状態で、セグメント組立機構９でセグメント５を既設セグメント５に合わせて的確に組み立て、以降、図６〜図９の工程を繰り返す。
【００５６】
本実施形態に係るセグメント組立装置１及びその移動方法によれば、トンネル穴１の底部にレール７を敷設し、レール７に台車８を載置し、台車８にグリッパ１０及びセグメント組立機構９を設けたので、台車８及びセグメント組立機構９の重量が、レール７を介してトンネル穴１の底部で支持され、既設セグメント５に加わることはない。
【００５７】
また、トンネル穴１に敷設したレール７に載置した台車８にグリッパ１０を設けたので、グリッパ１０の伸長方向の延長線にはトンネル穴１が存在することになる。よって、グリッパ１０のプッシャ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂを伸長させると、グリッパ１０の押圧力がトンネル穴１の内面に加わり、既設セグメント５に加わることはない。
【００５８】
このように、既設セグメント５には、台車８及びセグメント組立機構９の重量、グリッパ１０の押圧力が加わらないので、セグメント５の剛性は、地山の土圧、水圧に見合った剛性であれば足り、台車８及びセグメント組立機構９の重量、グリッパ１０の押圧力に耐える剛性である必要はない。よって、セグメント５のコストダウンを推進できる。
【００５９】
また、押付ジャッキ３６は、妻型枠３８を既設セグメント５の端部５ａに押し付け、既設セグメント５の端部同士間に介設されたシールを適切に圧縮する押圧力を既設セグメント５に付与するに過ぎず、その押圧反力で台車８を前進させていない。従って、押付ジャッキ３６が既設セグメント５にその押圧反力で台車８を前進させるのに必要な過大な圧縮力を作用させることはなく、セグメント５のコストダウンを推進できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係るセグメント組立装置の側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１のセグメント組立装置を用いたセグメントの組み立て、及びセグメント組立装置の移動の工程を示す側面図である。
【図７】図６に続く工程を示す側面図である。
【図８】図７に続く工程を示す側面図である。
【図９】図８に続く工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ トンネル穴
５ セグメント
６ セグメント組立装置
７ レール
８ 台車
９ セグメント組立機構
１０ グリッパ
Ｓ スペース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置であって、
上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレールと、
該レール上に載置され該レールに沿って移動する台車と、
該台車に設けられセグメントを把持して上記トンネル穴の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構と、
上記台車に設けられ上記トンネル穴の内面に向けて伸縮しその伸長時に上記トンネル穴の内面を押圧して上記台車を保持するグリッパと
を備えたことを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項２】
上記台車の下部に、上記台車を上記レールに沿って移動させるための移動ジャッキの一端を取り付け、
該移動ジャッキの他端に、上記レールを把持又は解放するクランプ機構を設けた請求項１に記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置の移動方法であって、
上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール上に、該レールに沿って移動可能な台車を載置し、
該台車に設けられたグリッパを上記トンネル穴の内面に向けて伸長させ、それらグリッパで上記内面を押圧することで上記台車を上記内面に保持し、
この保持状態で、上記台車に設けられたセグメント組立機構が、セグメントを把持し所定位置に移動させて上記トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立て、
この組み立て後、上記グリッパを収縮させて上記トンネル穴の内面から離間させることで上記台車の上記トンネル穴の内面への保持を解放し、
この解放状態で、リング状に組み立てられたセグメントと上記台車との間に新たなセグメントを組み立てるためのスペースを形成すべく、上記台車を上記レールに沿って移動させ、
上記台車及びセグメント組立機構の重量を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記レールを介して上記トンネル穴の底部で支持し、
上記グリッパの押圧力を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記トンネル穴の内面で受けるようにした
ことを特徴とするセグメント組立装置の移動方法。
【請求項４】
請求項３に記載のセグメント組立装置の移動方法において、上記台車を上記レールに沿って移動させる際、
上記台車の下部に取り付けた移動ジャッキを収縮させてその移動ジャッキの先端に設けたクランプ機構で上記レールを把持し、
その状態で上記移動ジャッキを伸長させて上記レールに反力を取って上記台車を押し出し、
その後、上記クランプ機構による上記レールの把持を解放し、上記移動ジャッキを収縮させて上記クランプ機構を上記台車の移動方向前方に移動させ、
以降、同様の手順を繰り返して上記台車を上記レールに沿って移動させるようにしたセグメント組立装置の移動方法。
【請求項１】
地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置であって、
上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレールと、
該レール上に載置され該レールに沿って移動する台車と、
該台車に設けられセグメントを把持して上記トンネル穴の内面の所定位置に移動するセグメント組立機構と、
上記台車に設けられ上記トンネル穴の内面に向けて伸縮しその伸長時に上記トンネル穴の内面を押圧して上記台車を保持するグリッパと
を備えたことを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項２】
上記台車の下部に、上記台車を上記レールに沿って移動させるための移動ジャッキの一端を取り付け、
該移動ジャッキの他端に、上記レールを把持又は解放するクランプ機構を設けた請求項１に記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
地山を掘削して形成されたトンネル穴の内面に沿って覆工用のセグメントを組み立てるセグメント組立装置の移動方法であって、
上記トンネル穴の底部にその長手方向に沿って敷設されたレール上に、該レールに沿って移動可能な台車を載置し、
該台車に設けられたグリッパを上記トンネル穴の内面に向けて伸長させ、それらグリッパで上記内面を押圧することで上記台車を上記内面に保持し、
この保持状態で、上記台車に設けられたセグメント組立機構が、セグメントを把持し所定位置に移動させて上記トンネル穴の内面に沿ってリング状に組み立て、
この組み立て後、上記グリッパを収縮させて上記トンネル穴の内面から離間させることで上記台車の上記トンネル穴の内面への保持を解放し、
この解放状態で、リング状に組み立てられたセグメントと上記台車との間に新たなセグメントを組み立てるためのスペースを形成すべく、上記台車を上記レールに沿って移動させ、
上記台車及びセグメント組立機構の重量を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記レールを介して上記トンネル穴の底部で支持し、
上記グリッパの押圧力を、上記セグメント組立機構で組み立てられたセグメントではなく、上記トンネル穴の内面で受けるようにした
ことを特徴とするセグメント組立装置の移動方法。
【請求項４】
請求項３に記載のセグメント組立装置の移動方法において、上記台車を上記レールに沿って移動させる際、
上記台車の下部に取り付けた移動ジャッキを収縮させてその移動ジャッキの先端に設けたクランプ機構で上記レールを把持し、
その状態で上記移動ジャッキを伸長させて上記レールに反力を取って上記台車を押し出し、
その後、上記クランプ機構による上記レールの把持を解放し、上記移動ジャッキを収縮させて上記クランプ機構を上記台車の移動方向前方に移動させ、
以降、同様の手順を繰り返して上記台車を上記レールに沿って移動させるようにしたセグメント組立装置の移動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２０９５２８（Ｐ２００９−２０９５２８Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０６２５（Ｐ２００８−５０６２５）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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