略Ｕ字型セグメントの形状保持装置及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法
【課題】凹型等の上側に開口部を有する略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することが可能な略Ｕ字型セグメントの形状保持装置、及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法を提供する。
【解決手段】略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１は、一端がシールド機１のテール部５内に設置されている縦梁３３に接続され、他端がシールド機１後方に突出する支持フレーム３５と、この支持フレーム３５に取り付けられ、上下方向に伸縮可能な左右一対の上下伸縮手段３７と、シールド機１の後方に張り出すように、このシールド機の上部外周面に取り付けられ、上下伸縮手段３７の伸長時の反力材となる反力受け架台３８とを備える。
【解決手段】略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１は、一端がシールド機１のテール部５内に設置されている縦梁３３に接続され、他端がシールド機１後方に突出する支持フレーム３５と、この支持フレーム３５に取り付けられ、上下方向に伸縮可能な左右一対の上下伸縮手段３７と、シールド機１の後方に張り出すように、このシールド機の上部外周面に取り付けられ、上下伸縮手段３７の伸長時の反力材となる反力受け架台３８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法において、掘削にともない覆工される略Ｕ字型セグメントの形状保持装置及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地盤内にトンネルを構築するシールド工法では、シールド機のテール部内でのセグメントの組み立て時に、施工したセグメントの外周には裏込材が充填されるが、短時間では所定の強度が得られないために、直前に施工したセグメントに地山からの土圧や自重による変形が生じ、組み立て中の最新のセグメントとの連結に支障をきたすことが多い。このために、直前に施工したセグメントの形状を保持するための形状保持装置が使用される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シールド機本体から後方に突設された支持デッキと、支持デッキの上下両側に、それぞれトンネル方向に移動可能に設置され、上下方向に伸縮する左右一対の拡張ジャッキと、拡張ジャッキの上端部及び下端部にそれぞれ取り付けられる掘削断面形状に沿った円弧状の上部拡張梁、下部拡張梁とを備えた形状保持装置が示されている。この形状保持装置は、拡張ジャッキを伸長して上部拡張梁及び下部拡張梁をセグメント内面に当接させることにより、地山からの土圧や自重によりセグメントに作用する垂直方向の荷重を支持し、セグメントの変形を防止するものである。
【特許文献１】特開２００２−９７８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の形状保持装置を用いた方法では、円形又は矩形等の筒状に閉合されたセグメントを保持することは可能であるが、凹型等の上側に開口部を有する略Ｕ字型セグメントを保持する場合は、略Ｕ字型セグメントの上側に上下伸縮手段が反力をとるための部材が無いために、略Ｕ字型セグメントを保持できないという問題点があった。さらに、閉合されたセグメントの場合は、テール部の内側に設けられたテールブラシに外周部分をすべて拘束されており、テール部内においてセグメントの設置位置が保持されるために、シールド機とセグメントとの軸芯が一致するが、略Ｕ字型セグメントの場合は、上側のセグメントが無く、テールブラシに両側面部分のみが拘束されているために、略Ｕ字型セグメントが上下方向に傾いてシールド機と略Ｕ字型セグメントとの軸芯が大きくずれるという問題点があった。そして、軸芯が大きくずれることにより、略Ｕ字型セグメントとテール部との間のテールクリアランスが設計値以上に拡がった場合には、テールブラシの止水機能が失われ、シールド機本体内に地下水や裏込め材等が流入するという問題点があった。また、軸芯が大きくずれることにより、略Ｕ字型セグメントがテール部に接触し、テールクリアランスが全く無くなった場合には、テールブラシが潰されて止水機能が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、凹型等の上側に開口部を有する略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することが可能な略Ｕ字型セグメントの形状保持装置、及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置は、シールド機が推進する際に組み立てられた略Ｕ字型セグメントの形状を保持するための形状保持装置であって、前記シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【０００７】
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、上下伸縮手段を伸長して、上下伸縮手段の上端部をシールド機の上部外周面に取り付けられた反力受け架台に当接することにより、略Ｕ字型セグメントの設置位置を保持するための反力を得ることが可能となる。したがって、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を確実に保持することが可能となる。つまり、上下伸縮手段を伸縮させて、シールド機と略Ｕ字型セグメントとの軸芯を一致させることが可能となるために、略Ｕ字型セグメントとテール部との間のテールクリアランスが設計値の範囲内となり、テールブラシの止水機能が維持され、テールクリアランスからの地下水や裏込め材の流入を防止することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の形状保持装置の機構は、従来の形状保持装置に反力受け架台を取り付けるだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、形状保持装置全体が簡易な機構にて構成されて、形状保持装置がセグメント内の空間を占有しないために、セグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間が確保され、作業の効率化を図ることが可能となる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えることを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を備えているために、略Ｕ字型セグメントの水平方向の形状を確実に保持することが可能となる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記反力受け架台は、前記シールド機に脱着可能に取り付けられることを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、反力受け架台は、シールド機に脱着可能であるために、シールド機が地中を掘削する際は容易に取り外すことが可能である。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明において、前記上下伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、予め設定された伸長量に基づいて上下伸縮手段を伸長するために、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を正確に保持することが可能となる。
【００１２】
第５の発明は、第２の発明において、前記左右伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、略Ｕ字型セグメントの設計内空に基づいて設定された左右伸縮手段の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメントの形状を正確に保持することが可能となる。
【００１３】
第６の発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法は、シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備える形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、前記上下伸縮手段を、その上端部及び下端部がそれぞれ前記反力受け架台及び前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、第６の発明において、前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えた形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、前記上下収縮手段を伸長する工程の直前又は直後に、前記左右伸縮手段を、その左右端部が前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記シールド機にて上方に開口部を有するように掘削された区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法によれば、上方に開口部を有するような掘削方法、例えば、開削工法にシールド機を用いることが可能となる。
【００１６】
第９の発明は、第６又は７の発明において、地上から発進して地上に到達可能な前記シールド機にてトンネルを掘削する際に、前記シールド機が地上より発進してから前記シールド機の後端が地中に入るまで、又は、前記シールド機が地中を掘削した後に、前記シールド機の前端が地中より現れてから前記シールド機が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の形状保持装置及びこの形状保持装置を用いた形状保持方法によれば、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持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】
【００１８】
以下、本発明における好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図、図２は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。図１及び図２に示すように、シールド機１は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部３と、後部で覆工を行うテール部５と、フード部３及びテール部５を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部７とから構成され、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための矩形筒状の鋼殻からなるスキンプレート９を備える。このスキンプレート９の内側に近接して、等間隔にシールドジャッキ１１が設けられる。
【００１９】
また、シールド機１は、スキンプレート９内に縦横に所定の組み合せで配列されるとともに、それぞれが独立して推進可能、かつそれぞれが独立して駆動可能な複数の矩形状の主シールド１５を備える。主シールド１５の配列は、構築するトンネルの掘削断面の形状、大きさ等に応じて適宜の組み合せとすることができ、本実施形態においては、例えば、縦（鉛直）方向×横（水平）方向＝２（段）×３（列）としている。各主シールド１５は、スキンプレート９内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体１７と、シールド本体１７を進退させるスライドジャッキ１９と、シールド本体１７の前面側に回転可能に設けられるカッターヘッド２３と、シールド本体１７に設けられ、カッターヘッド２３を駆動するための駆動源２５と、駆動源２５の駆動力をカッターヘッド２３に伝達する動力伝達機構２７とを備えており、各主シールド１５は、独立して駆動可能に構成される。
【００２０】
テール部５の内方に複数のピースからなる略Ｕ字型セグメント１３を組み立てるためのセグメント組立装置５９が設けられ、このセグメント組立装置５９により掘削したトンネルの内面に順次略Ｕ字型セグメント１３が組み立てられ、略Ｕ字型セグメント１３による内壁が構築される。ガーダー部７には掘削した土砂を排出するための排出装置５７が接続されている。
【００２１】
上述した構成により、地上から発進して地中を掘削し、地上に到達可能なシールド機１は、地上を発進してからシールド機１の後端が地中に入るまで、及び、シールド機１が地中を掘削した後に、シールド機１の前端が地中より現れてからシールド機１が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に略Ｕ字型セグメント１３を設置する。また、シールド機１は、地中を掘削する際は、矩形の筒状の閉合したセグメントを設置する。ここで、略Ｕ字型セグメント１３は閉合されたセグメントの上部及びこの上部の両角部分のセグメントを取り除いたものとする。
【００２２】
以下、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置の保持方法について説明する。
図３は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１のテール部５の正断面図、図４は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１のテール部５の側断面図である。
【００２３】
略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１は、一端がシールド機１のテール部５内に設置されている縦梁３３（図２に示す）に接続され、他端がシールド機１後方に突出する支持フレーム３５と、この支持フレーム３５に取り付けられ、上下方向に伸縮可能な左右一対の上下伸縮手段３７と、シールド機１の後方に張り出すように、このシールド機１の上部外周面に取り付けられ、上下伸縮手段３７の伸長時の反力材となる反力受け架台３８とを備える。
【００２４】
支持フレーム３５は、円筒形状の支持梁４５と、支持梁４５の両側にアーム状に取り付けられる延長梁４７とからなり、支持梁４５と延長梁４７とは脱着可能に接続される。支持梁４５の下方をセグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間として確保するために、支持梁４５はトンネル中心よりやや上方になるように縦梁３３に片持ち式に取り付けられる。
【００２５】
上下伸縮手段３７は伸縮機構として、側面が延長梁４７の一端に接続された外筒４９と、外筒４９内に摺動可能に挿通された内筒５１と、内筒５１を外筒４９に対して上下方向に摺動させるための上下ジャッキ５３とを備える。また、上下伸縮手段３７は、略Ｕ字型セグメント１３及び反力受け架台３８に密着するための機構として、各上下伸縮手段３７の上端部に、シールド機１の進行方向前後に揺動自在にピン結合にて連結されるブラケット３９と、ブラケット３９の上部に連結され、滑動可能なローラー等の滑動体４１を有する２台の滑動部４３と、各上下伸縮手段３７の下端部に連結される２台の滑動部４３とを備える。滑動部４３は複数の滑動体４１を有し、ブラケット３９の上部及び外筒４９の下端部にそれぞれピン結合にて連結される。
【００２６】
反力受け架台３８は、形鋼、鋼板等の鉄骨材からなり、溶接にてシールド機１の上面に取り付けられる。
【００２７】
上下伸縮手段３７の上側の滑動部４３には、Ｈ鋼等の延長材４０がボルト等にて脱着可能に取り付けられており、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長した際に、延長材４０が反力受け架台３８に当接する。この上下ジャッキ５３は、ジャッキの伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量になると伸長が停止する。本実施形態においては、図３の紙面に対して上側の滑動体４１の上端部から下側の滑動体４１の下端部までの長さが、地中を掘削する際に設置される閉合されたセグメントの設計内空と同一になるように上下ジャッキ５３を伸長させたときの伸長量を、上記した所定の伸長量とする。
【００２８】
略Ｕ字型セグメント１３の設置位置及び形状の保持は、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して内筒５１を外筒４９に対して上方に摺動させ、上下ジャッキ５３の上側の延長材４０を反力受け架台３８の内面に当接し、また、上下ジャッキ５３の下側の滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。ここで、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長させることにより、上側の滑動体４１の上端部から上下伸縮手段３７を介して下側の滑動体４１の下端部までの長さが地中を掘削する際に設置されるセグメントの設計内空と同一になるために、略Ｕ字型セグメント１３の上下方向の形状が保持されるとともに、略Ｕ字型セグメント１３がシールド機１のテール部５内の所定の位置に設置される。
【００２９】
形状保持装置３１は、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの形状を保持した状態で、最新の略Ｕ字型セグメント１３ｅを組み立てた後に、上下ジャッキ５３を伸縮することなく、シールド機１が推進すると滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３の内面に沿って滑動することにより形状保持装置３１がシールド機１とともに前進し、滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３ｃ、１３ｄに移動して、この略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持する状態となる。
【００３０】
そして、例えば、地上を発進してからシールド機１の後端が地中に入るまでの区間の掘削を終了し、地中の掘削を開始する際には、反力受け架台３８及び延長材４０をシールド機１から取り外す。
【００３１】
なお、本実施形態において、左右一対の上下伸縮手段３７を設置し、略Ｕ字型セグメント１３を保持する方法について示したが、この方法に限定されるものではなく、例えば、略Ｕ字型セグメント１３の中央部を１本の上下伸縮手段３７で保持する方法を用いてもよく、地山強度、略Ｕ字型セグメント１３内空断面積等の現場条件に応じて適宜変更する。
【００３２】
また、本実施形態において、反力受け架台３８を溶接にてシールド機１本体に取り付ける方法について説明したが、この方法に限定されるものではなく、例えば、ボルト・ナット等にて取り付けてもよい。
【００３３】
したがって、本実施形態の略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１によれば、上下伸縮手段３７を伸長して、上下伸縮手段３７の上端部を延長材４０を介してシールド機１の上部外周面に取り付けられた反力受け架台３８に当接することにより、略Ｕ字型セグメント１３の設置位置を保持するための反力を得ることが可能となる。したがって、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置を確実に、かつ正確に保持することが可能となる。つまり、上下伸縮手段３７を伸縮させて、シールド機１と略Ｕ字型セグメント１３との軸芯を一致させることが可能となるために、略Ｕ字型セグメント１３とテール部５との間のテールクリアランスが設計値の範囲内となり、テールブラシ４２の止水機能が維持され、テールクリアランスからの地下水や裏込め材の流入を防止することが可能となる。
【００３４】
また、形状保持装置３１の機構は、従来の形状保持装置に反力受け架台３８を取り付けるだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、形状保持装置３１全体が簡易な機構にて構成されて、略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１がセグメント内の空間を占有しないために、セグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間が確保され、作業の効率化を図ることが可能となる。
【００３５】
そして、反力受け架台３８は、シールド機１に脱着可能であるために、シールド機１が地中を掘削する際は容易に取り外すことが可能である。
【００３６】
さらに、形状保持装置３１は、予め設定された上下伸縮手段３７の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置を正確に保持することが可能となる。
【００３７】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００３８】
図５は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１のテール部５の正断面図、図６は、図５のＡ−Ａ’矢視図である。
【００３９】
図５及び図６に示すように、略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置６１は、支持フレーム３５と、左右一対の上下伸縮手段３７と、ブラケット３９と、滑動部４３と、反力受け架台３８と、各上下伸縮手段３７に取り付けられ、左、右方向にそれぞれ伸縮可能な一対の左右伸縮手段６７と、各左右伸縮手段６７の外方側にトンネル方向に揺動自在に連結されるブラケット３９と、各ブラケット３９の外方に連結される２台の滑動部４３とを備える。
【００４０】
左右伸縮手段６７は、側面が上下伸縮手段３７に接続される外筒６９と、外筒６９内に摺動可能に挿通される内筒７１と、内筒７１を外筒６９に対して左右方向に摺動させるための左右ジャッキ７３とを備える。
【００４１】
左右ジャッキ７３は、ジャッキの伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量になると伸長が停止する。本実施形態においては、図５の紙面に対して左側の滑動体４１の左端部から右側の滑動体４１の右端部までの長さが、略Ｕ字型セグメント１３の設計内空と同一になるように左右ジャッキ７３を同等に伸長させたときのそれぞれの伸長量を上記した所定の伸長量とする。
【００４２】
略Ｕ字型セグメント１３の設置位置及び上下方向の形状の保持は、第一実施形態と同様に、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して、上下ジャッキ５３の上側の延長材４０を反力受け架台３８の内面に当接し、また、上下ジャッキ５３の下側の滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。
【００４３】
また、略Ｕ字型セグメント１３の水平方向の形状の保持は、左右ジャッキ７３をそれぞれの所定の伸長量だけ伸長してそれぞれの内筒５１、７１を外筒４９、６９に対して摺動させ、各滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。ここで、左右ジャッキ７３をそれぞれ所定の伸長量だけ伸長させると、図５の紙面に対して、左側の滑動体４１の左端部から右側の滑動体４１の右端部までの長さが略Ｕ字型セグメント１３の設計内空となる。
【００４４】
形状保持装置６１は、上下ジャッキ５３及び左右ジャッキ７３をそれぞれの所定の伸長量だけ伸長し、略Ｕ字型セグメント１３ｃ、１３ｄの形状を保持した状態で、最新の略Ｕ字型セグメント１３ｅを組み立てた後に、上下ジャッキ５３及び左右ジャッキ７３を伸縮することなく、シールド機１が推進すると滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３の内面に沿って滑動することにより形状保持装置６１がシールド機１とともに前進し、滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３ｄ、１３ｅに移動して、この略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持する。
【００４５】
なお、本実施形態において、左右伸縮手段６７をトンネルの中心軸付近に設置し、略Ｕ字型セグメント１３を保持する方法について示したが、この位置に限定されるものではなく、略Ｕ字型セグメント１３の上部又は下部を保持してもよく、略Ｕ字型セグメント１３の形状、地山強度等の現場条件に応じて適宜変更する。さらに、例えば、略Ｕ字型セグメント１３の上部及び下部等の複数箇所を保持する方法を用いてもよい。
【００４６】
したがって、本実施形態の略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置６１によれば、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段３７と左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段６７とを備えているために、略Ｕ字型セグメント１３の上下方向及び左右方向の形状を保持することが可能となる。そして、略Ｕ字型セグメント１３の設計内空に基づいて設定された上下伸縮手段３７及び左右伸縮手段６７のそれぞれの所定の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメント１３の形状を正確に保持することが可能となる。
【００４７】
なお、上記すべての実施形態において、延長材４０を設け、上下ジャッキ５３を伸長して、この延長材４０を反力受け架台３８に当接する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長材４０を介さずとも反力受け架台３８に当接することが可能となるような伸縮ストロークが長い上下ジャッキのみを用いて、上下ジャッキ５３の滑動体４１が反力受け架台３８に当接する方法を用いてもよい。
【００４８】
また、上記すべての実施形態において、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長すると、上下伸縮手段３７の長さが閉合されたセグメントの設計内空と同一となるとともに、延長材４０が反力受け架台３８に当接する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長材４０を用いず、上下ジャッキ５３の所定の伸長量を長くし、所定の伸長量だけ伸長すると、上下伸縮手段３７の長さが反力受け架台３８の下端面から略Ｕ字型セグメント１３の内面までとなるように、所定の伸長量を長くする方法を用いてもよい。
【００４９】
そして、上記すべての実施形態において、上下ジャッキ５３を伸長させて略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持した状態で、形状保持装置３１、６１を前進させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、上下ジャッキ５３を収縮させて略Ｕ字型セグメント１３の保持を解放した状態で、形状保持装置３１を前進させる方法を用いてもよい。
【００５０】
また、上記すべての実施形態において、シールド機１本体と形状保持装置３１、６１とを同時に前進させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長梁４７を支持梁４５に沿って摺動可能に連結し、シールド機１が所定の距離だけ推進した後に、形状保持装置３１、６１を支持梁４５に沿って摺動させて前進する方法を用いてもよい。さらに、この方法を用いる場合には、延長材４０の上面には、反力受け架台３８との摩擦抵抗を小さくするために、摩擦係数が小さく、交換可能な板状の滑動材等を貼付することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシールド機のテール部の正断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るシールド機のテール部の側断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るシールド機のテール部の正断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るシールド機のテール部の側断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ シールド機 ３ フード部
５ テール部 ７ ガーダー部
９ スキンプレート １１ シールドジャッキ
１３ 略Ｕ字型セグメント １５ 主シールド
１７ シールド本体 １９ スライドジャッキ
２３ カッターヘッド ２５ 駆動源
２７ 動力伝達機構 ３１ 形状保持装置
３３ 縦梁 ３５ 支持フレーム
３７ 上下伸縮手段 ３８ 反力受け架台
３９ ブラケット ４０ 延長材
４１ 滑動体 ４２ テールブラシ
４３ 滑動部 ４５ 支持梁
４７ 延長梁 ４９ 外筒
５１ 内筒 ５３ 上下ジャッキ
５７ 排出装置 ５９ セグメント組立装置
６１ 形状保持装置 ６７ 左右伸縮手段
６９ 外筒 ７１ 内筒
７３ 左右ジャッキ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法において、掘削にともない覆工される略Ｕ字型セグメントの形状保持装置及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地盤内にトンネルを構築するシールド工法では、シールド機のテール部内でのセグメントの組み立て時に、施工したセグメントの外周には裏込材が充填されるが、短時間では所定の強度が得られないために、直前に施工したセグメントに地山からの土圧や自重による変形が生じ、組み立て中の最新のセグメントとの連結に支障をきたすことが多い。このために、直前に施工したセグメントの形状を保持するための形状保持装置が使用される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シールド機本体から後方に突設された支持デッキと、支持デッキの上下両側に、それぞれトンネル方向に移動可能に設置され、上下方向に伸縮する左右一対の拡張ジャッキと、拡張ジャッキの上端部及び下端部にそれぞれ取り付けられる掘削断面形状に沿った円弧状の上部拡張梁、下部拡張梁とを備えた形状保持装置が示されている。この形状保持装置は、拡張ジャッキを伸長して上部拡張梁及び下部拡張梁をセグメント内面に当接させることにより、地山からの土圧や自重によりセグメントに作用する垂直方向の荷重を支持し、セグメントの変形を防止するものである。
【特許文献１】特開２００２−９７８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の形状保持装置を用いた方法では、円形又は矩形等の筒状に閉合されたセグメントを保持することは可能であるが、凹型等の上側に開口部を有する略Ｕ字型セグメントを保持する場合は、略Ｕ字型セグメントの上側に上下伸縮手段が反力をとるための部材が無いために、略Ｕ字型セグメントを保持できないという問題点があった。さらに、閉合されたセグメントの場合は、テール部の内側に設けられたテールブラシに外周部分をすべて拘束されており、テール部内においてセグメントの設置位置が保持されるために、シールド機とセグメントとの軸芯が一致するが、略Ｕ字型セグメントの場合は、上側のセグメントが無く、テールブラシに両側面部分のみが拘束されているために、略Ｕ字型セグメントが上下方向に傾いてシールド機と略Ｕ字型セグメントとの軸芯が大きくずれるという問題点があった。そして、軸芯が大きくずれることにより、略Ｕ字型セグメントとテール部との間のテールクリアランスが設計値以上に拡がった場合には、テールブラシの止水機能が失われ、シールド機本体内に地下水や裏込め材等が流入するという問題点があった。また、軸芯が大きくずれることにより、略Ｕ字型セグメントがテール部に接触し、テールクリアランスが全く無くなった場合には、テールブラシが潰されて止水機能が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、凹型等の上側に開口部を有する略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することが可能な略Ｕ字型セグメントの形状保持装置、及びこの形状保持装置を用いた略Ｕ字型セグメントの形状保持方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置は、シールド機が推進する際に組み立てられた略Ｕ字型セグメントの形状を保持するための形状保持装置であって、前記シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【０００７】
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、上下伸縮手段を伸長して、上下伸縮手段の上端部をシールド機の上部外周面に取り付けられた反力受け架台に当接することにより、略Ｕ字型セグメントの設置位置を保持するための反力を得ることが可能となる。したがって、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を確実に保持することが可能となる。つまり、上下伸縮手段を伸縮させて、シールド機と略Ｕ字型セグメントとの軸芯を一致させることが可能となるために、略Ｕ字型セグメントとテール部との間のテールクリアランスが設計値の範囲内となり、テールブラシの止水機能が維持され、テールクリアランスからの地下水や裏込め材の流入を防止することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の形状保持装置の機構は、従来の形状保持装置に反力受け架台を取り付けるだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、形状保持装置全体が簡易な機構にて構成されて、形状保持装置がセグメント内の空間を占有しないために、セグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間が確保され、作業の効率化を図ることが可能となる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えることを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を備えているために、略Ｕ字型セグメントの水平方向の形状を確実に保持することが可能となる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記反力受け架台は、前記シールド機に脱着可能に取り付けられることを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、反力受け架台は、シールド機に脱着可能であるために、シールド機が地中を掘削する際は容易に取り外すことが可能である。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明において、前記上下伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、予め設定された伸長量に基づいて上下伸縮手段を伸長するために、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を正確に保持することが可能となる。
【００１２】
第５の発明は、第２の発明において、前記左右伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置によれば、略Ｕ字型セグメントの設計内空に基づいて設定された左右伸縮手段の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメントの形状を正確に保持することが可能となる。
【００１３】
第６の発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法は、シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備える形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、前記上下伸縮手段を、その上端部及び下端部がそれぞれ前記反力受け架台及び前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、第６の発明において、前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えた形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、前記上下収縮手段を伸長する工程の直前又は直後に、前記左右伸縮手段を、その左右端部が前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記シールド機にて上方に開口部を有するように掘削された区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする。
本発明の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法によれば、上方に開口部を有するような掘削方法、例えば、開削工法にシールド機を用いることが可能となる。
【００１６】
第９の発明は、第６又は７の発明において、地上から発進して地上に到達可能な前記シールド機にてトンネルを掘削する際に、前記シールド機が地上より発進してから前記シールド機の後端が地中に入るまで、又は、前記シールド機が地中を掘削した後に、前記シールド機の前端が地中より現れてから前記シールド機が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の形状保持装置及びこの形状保持装置を用いた形状保持方法によれば、略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持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】
【００１８】
以下、本発明における好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図、図２は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。図１及び図２に示すように、シールド機１は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部３と、後部で覆工を行うテール部５と、フード部３及びテール部５を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部７とから構成され、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための矩形筒状の鋼殻からなるスキンプレート９を備える。このスキンプレート９の内側に近接して、等間隔にシールドジャッキ１１が設けられる。
【００１９】
また、シールド機１は、スキンプレート９内に縦横に所定の組み合せで配列されるとともに、それぞれが独立して推進可能、かつそれぞれが独立して駆動可能な複数の矩形状の主シールド１５を備える。主シールド１５の配列は、構築するトンネルの掘削断面の形状、大きさ等に応じて適宜の組み合せとすることができ、本実施形態においては、例えば、縦（鉛直）方向×横（水平）方向＝２（段）×３（列）としている。各主シールド１５は、スキンプレート９内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体１７と、シールド本体１７を進退させるスライドジャッキ１９と、シールド本体１７の前面側に回転可能に設けられるカッターヘッド２３と、シールド本体１７に設けられ、カッターヘッド２３を駆動するための駆動源２５と、駆動源２５の駆動力をカッターヘッド２３に伝達する動力伝達機構２７とを備えており、各主シールド１５は、独立して駆動可能に構成される。
【００２０】
テール部５の内方に複数のピースからなる略Ｕ字型セグメント１３を組み立てるためのセグメント組立装置５９が設けられ、このセグメント組立装置５９により掘削したトンネルの内面に順次略Ｕ字型セグメント１３が組み立てられ、略Ｕ字型セグメント１３による内壁が構築される。ガーダー部７には掘削した土砂を排出するための排出装置５７が接続されている。
【００２１】
上述した構成により、地上から発進して地中を掘削し、地上に到達可能なシールド機１は、地上を発進してからシールド機１の後端が地中に入るまで、及び、シールド機１が地中を掘削した後に、シールド機１の前端が地中より現れてからシールド機１が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に略Ｕ字型セグメント１３を設置する。また、シールド機１は、地中を掘削する際は、矩形の筒状の閉合したセグメントを設置する。ここで、略Ｕ字型セグメント１３は閉合されたセグメントの上部及びこの上部の両角部分のセグメントを取り除いたものとする。
【００２２】
以下、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置の保持方法について説明する。
図３は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１のテール部５の正断面図、図４は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１のテール部５の側断面図である。
【００２３】
略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１は、一端がシールド機１のテール部５内に設置されている縦梁３３（図２に示す）に接続され、他端がシールド機１後方に突出する支持フレーム３５と、この支持フレーム３５に取り付けられ、上下方向に伸縮可能な左右一対の上下伸縮手段３７と、シールド機１の後方に張り出すように、このシールド機１の上部外周面に取り付けられ、上下伸縮手段３７の伸長時の反力材となる反力受け架台３８とを備える。
【００２４】
支持フレーム３５は、円筒形状の支持梁４５と、支持梁４５の両側にアーム状に取り付けられる延長梁４７とからなり、支持梁４５と延長梁４７とは脱着可能に接続される。支持梁４５の下方をセグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間として確保するために、支持梁４５はトンネル中心よりやや上方になるように縦梁３３に片持ち式に取り付けられる。
【００２５】
上下伸縮手段３７は伸縮機構として、側面が延長梁４７の一端に接続された外筒４９と、外筒４９内に摺動可能に挿通された内筒５１と、内筒５１を外筒４９に対して上下方向に摺動させるための上下ジャッキ５３とを備える。また、上下伸縮手段３７は、略Ｕ字型セグメント１３及び反力受け架台３８に密着するための機構として、各上下伸縮手段３７の上端部に、シールド機１の進行方向前後に揺動自在にピン結合にて連結されるブラケット３９と、ブラケット３９の上部に連結され、滑動可能なローラー等の滑動体４１を有する２台の滑動部４３と、各上下伸縮手段３７の下端部に連結される２台の滑動部４３とを備える。滑動部４３は複数の滑動体４１を有し、ブラケット３９の上部及び外筒４９の下端部にそれぞれピン結合にて連結される。
【００２６】
反力受け架台３８は、形鋼、鋼板等の鉄骨材からなり、溶接にてシールド機１の上面に取り付けられる。
【００２７】
上下伸縮手段３７の上側の滑動部４３には、Ｈ鋼等の延長材４０がボルト等にて脱着可能に取り付けられており、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長した際に、延長材４０が反力受け架台３８に当接する。この上下ジャッキ５３は、ジャッキの伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量になると伸長が停止する。本実施形態においては、図３の紙面に対して上側の滑動体４１の上端部から下側の滑動体４１の下端部までの長さが、地中を掘削する際に設置される閉合されたセグメントの設計内空と同一になるように上下ジャッキ５３を伸長させたときの伸長量を、上記した所定の伸長量とする。
【００２８】
略Ｕ字型セグメント１３の設置位置及び形状の保持は、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して内筒５１を外筒４９に対して上方に摺動させ、上下ジャッキ５３の上側の延長材４０を反力受け架台３８の内面に当接し、また、上下ジャッキ５３の下側の滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。ここで、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長させることにより、上側の滑動体４１の上端部から上下伸縮手段３７を介して下側の滑動体４１の下端部までの長さが地中を掘削する際に設置されるセグメントの設計内空と同一になるために、略Ｕ字型セグメント１３の上下方向の形状が保持されるとともに、略Ｕ字型セグメント１３がシールド機１のテール部５内の所定の位置に設置される。
【００２９】
形状保持装置３１は、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの形状を保持した状態で、最新の略Ｕ字型セグメント１３ｅを組み立てた後に、上下ジャッキ５３を伸縮することなく、シールド機１が推進すると滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３の内面に沿って滑動することにより形状保持装置３１がシールド機１とともに前進し、滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３ｃ、１３ｄに移動して、この略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持する状態となる。
【００３０】
そして、例えば、地上を発進してからシールド機１の後端が地中に入るまでの区間の掘削を終了し、地中の掘削を開始する際には、反力受け架台３８及び延長材４０をシールド機１から取り外す。
【００３１】
なお、本実施形態において、左右一対の上下伸縮手段３７を設置し、略Ｕ字型セグメント１３を保持する方法について示したが、この方法に限定されるものではなく、例えば、略Ｕ字型セグメント１３の中央部を１本の上下伸縮手段３７で保持する方法を用いてもよく、地山強度、略Ｕ字型セグメント１３内空断面積等の現場条件に応じて適宜変更する。
【００３２】
また、本実施形態において、反力受け架台３８を溶接にてシールド機１本体に取り付ける方法について説明したが、この方法に限定されるものではなく、例えば、ボルト・ナット等にて取り付けてもよい。
【００３３】
したがって、本実施形態の略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１によれば、上下伸縮手段３７を伸長して、上下伸縮手段３７の上端部を延長材４０を介してシールド機１の上部外周面に取り付けられた反力受け架台３８に当接することにより、略Ｕ字型セグメント１３の設置位置を保持するための反力を得ることが可能となる。したがって、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置を確実に、かつ正確に保持することが可能となる。つまり、上下伸縮手段３７を伸縮させて、シールド機１と略Ｕ字型セグメント１３との軸芯を一致させることが可能となるために、略Ｕ字型セグメント１３とテール部５との間のテールクリアランスが設計値の範囲内となり、テールブラシ４２の止水機能が維持され、テールクリアランスからの地下水や裏込め材の流入を防止することが可能となる。
【００３４】
また、形状保持装置３１の機構は、従来の形状保持装置に反力受け架台３８を取り付けるだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、形状保持装置３１全体が簡易な機構にて構成されて、略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置３１がセグメント内の空間を占有しないために、セグメントピースの運搬や組み立て用の足場等の作業空間が確保され、作業の効率化を図ることが可能となる。
【００３５】
そして、反力受け架台３８は、シールド機１に脱着可能であるために、シールド機１が地中を掘削する際は容易に取り外すことが可能である。
【００３６】
さらに、形状保持装置３１は、予め設定された上下伸縮手段３７の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメント１３の形状及び設置位置を正確に保持することが可能となる。
【００３７】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００３８】
図５は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１のテール部５の正断面図、図６は、図５のＡ−Ａ’矢視図である。
【００３９】
図５及び図６に示すように、略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置６１は、支持フレーム３５と、左右一対の上下伸縮手段３７と、ブラケット３９と、滑動部４３と、反力受け架台３８と、各上下伸縮手段３７に取り付けられ、左、右方向にそれぞれ伸縮可能な一対の左右伸縮手段６７と、各左右伸縮手段６７の外方側にトンネル方向に揺動自在に連結されるブラケット３９と、各ブラケット３９の外方に連結される２台の滑動部４３とを備える。
【００４０】
左右伸縮手段６７は、側面が上下伸縮手段３７に接続される外筒６９と、外筒６９内に摺動可能に挿通される内筒７１と、内筒７１を外筒６９に対して左右方向に摺動させるための左右ジャッキ７３とを備える。
【００４１】
左右ジャッキ７３は、ジャッキの伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量になると伸長が停止する。本実施形態においては、図５の紙面に対して左側の滑動体４１の左端部から右側の滑動体４１の右端部までの長さが、略Ｕ字型セグメント１３の設計内空と同一になるように左右ジャッキ７３を同等に伸長させたときのそれぞれの伸長量を上記した所定の伸長量とする。
【００４２】
略Ｕ字型セグメント１３の設置位置及び上下方向の形状の保持は、第一実施形態と同様に、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長して、上下ジャッキ５３の上側の延長材４０を反力受け架台３８の内面に当接し、また、上下ジャッキ５３の下側の滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。
【００４３】
また、略Ｕ字型セグメント１３の水平方向の形状の保持は、左右ジャッキ７３をそれぞれの所定の伸長量だけ伸長してそれぞれの内筒５１、７１を外筒４９、６９に対して摺動させ、各滑動部４３を略Ｕ字型セグメント１３ｂ、１３ｃの内面に当接して行う。ここで、左右ジャッキ７３をそれぞれ所定の伸長量だけ伸長させると、図５の紙面に対して、左側の滑動体４１の左端部から右側の滑動体４１の右端部までの長さが略Ｕ字型セグメント１３の設計内空となる。
【００４４】
形状保持装置６１は、上下ジャッキ５３及び左右ジャッキ７３をそれぞれの所定の伸長量だけ伸長し、略Ｕ字型セグメント１３ｃ、１３ｄの形状を保持した状態で、最新の略Ｕ字型セグメント１３ｅを組み立てた後に、上下ジャッキ５３及び左右ジャッキ７３を伸縮することなく、シールド機１が推進すると滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３の内面に沿って滑動することにより形状保持装置６１がシールド機１とともに前進し、滑動部４３が略Ｕ字型セグメント１３ｄ、１３ｅに移動して、この略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持する。
【００４５】
なお、本実施形態において、左右伸縮手段６７をトンネルの中心軸付近に設置し、略Ｕ字型セグメント１３を保持する方法について示したが、この位置に限定されるものではなく、略Ｕ字型セグメント１３の上部又は下部を保持してもよく、略Ｕ字型セグメント１３の形状、地山強度等の現場条件に応じて適宜変更する。さらに、例えば、略Ｕ字型セグメント１３の上部及び下部等の複数箇所を保持する方法を用いてもよい。
【００４６】
したがって、本実施形態の略Ｕ字型セグメント１３の形状保持装置６１によれば、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段３７と左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段６７とを備えているために、略Ｕ字型セグメント１３の上下方向及び左右方向の形状を保持することが可能となる。そして、略Ｕ字型セグメント１３の設計内空に基づいて設定された上下伸縮手段３７及び左右伸縮手段６７のそれぞれの所定の伸長量を伸長するために、略Ｕ字型セグメント１３の形状を正確に保持することが可能となる。
【００４７】
なお、上記すべての実施形態において、延長材４０を設け、上下ジャッキ５３を伸長して、この延長材４０を反力受け架台３８に当接する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長材４０を介さずとも反力受け架台３８に当接することが可能となるような伸縮ストロークが長い上下ジャッキのみを用いて、上下ジャッキ５３の滑動体４１が反力受け架台３８に当接する方法を用いてもよい。
【００４８】
また、上記すべての実施形態において、上下ジャッキ５３を所定の伸長量だけ伸長すると、上下伸縮手段３７の長さが閉合されたセグメントの設計内空と同一となるとともに、延長材４０が反力受け架台３８に当接する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長材４０を用いず、上下ジャッキ５３の所定の伸長量を長くし、所定の伸長量だけ伸長すると、上下伸縮手段３７の長さが反力受け架台３８の下端面から略Ｕ字型セグメント１３の内面までとなるように、所定の伸長量を長くする方法を用いてもよい。
【００４９】
そして、上記すべての実施形態において、上下ジャッキ５３を伸長させて略Ｕ字型セグメント１３の形状を保持した状態で、形状保持装置３１、６１を前進させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、上下ジャッキ５３を収縮させて略Ｕ字型セグメント１３の保持を解放した状態で、形状保持装置３１を前進させる方法を用いてもよい。
【００５０】
また、上記すべての実施形態において、シールド機１本体と形状保持装置３１、６１とを同時に前進させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、延長梁４７を支持梁４５に沿って摺動可能に連結し、シールド機１が所定の距離だけ推進した後に、形状保持装置３１、６１を支持梁４５に沿って摺動させて前進する方法を用いてもよい。さらに、この方法を用いる場合には、延長材４０の上面には、反力受け架台３８との摩擦抵抗を小さくするために、摩擦係数が小さく、交換可能な板状の滑動材等を貼付することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシールド機のテール部の正断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るシールド機のテール部の側断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るシールド機のテール部の正断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るシールド機のテール部の側断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ シールド機 ３ フード部
５ テール部 ７ ガーダー部
９ スキンプレート １１ シールドジャッキ
１３ 略Ｕ字型セグメント １５ 主シールド
１７ シールド本体 １９ スライドジャッキ
２３ カッターヘッド ２５ 駆動源
２７ 動力伝達機構 ３１ 形状保持装置
３３ 縦梁 ３５ 支持フレーム
３７ 上下伸縮手段 ３８ 反力受け架台
３９ ブラケット ４０ 延長材
４１ 滑動体 ４２ テールブラシ
４３ 滑動部 ４５ 支持梁
４７ 延長梁 ４９ 外筒
５１ 内筒 ５３ 上下ジャッキ
５７ 排出装置 ５９ セグメント組立装置
６１ 形状保持装置 ６７ 左右伸縮手段
６９ 外筒 ７１ 内筒
７３ 左右ジャッキ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機が推進する際に組み立てられた略Ｕ字型セグメントの形状を保持するための形状保持装置であって、
前記シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、
前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備えることを特徴とする略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項２】
前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項３】
前記反力受け架台は、前記シールド機に脱着可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項４】
前記上下伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項５】
前記左右伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする請求項２に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項６】
シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備える形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、
前記上下伸縮手段を、その上端部及び下端部がそれぞれ前記反力受け架台及び前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項７】
前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えた形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、
前記上下収縮手段を伸長する工程の直前又は直後に、前記左右伸縮手段を、その左右端部が前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする請求項６に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項８】
前記シールド機にて上方に開口部を有するように掘削された区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項９】
地上から発進して地上に到達可能な前記シールド機にてトンネルを掘削する際に、前記シールド機が地上より発進してから前記シールド機の後端が地中に入るまで、又は、前記シールド機が地中を掘削した後に、前記シールド機の前端が地中より現れてから前記シールド機が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項１】
シールド機が推進する際に組み立てられた略Ｕ字型セグメントの形状を保持するための形状保持装置であって、
前記シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、
前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備えることを特徴とする略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項２】
前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項３】
前記反力受け架台は、前記シールド機に脱着可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項４】
前記上下伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする請求項１に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項５】
前記左右伸縮手段は、伸縮量を検出する検出手段を備え、所定の伸長量を伸長することにより略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする請求項２に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持装置。
【請求項６】
シールド機本体の後方に連結され、上下方向に伸縮可能な上下伸縮手段と、前記シールド機の後方に張り出すように、この前記シールド機の上部外周面に取り付けられ、前記上下伸縮手段の伸長時の反力材となる反力受け架台とを備える形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、
前記上下伸縮手段を、その上端部及び下端部がそれぞれ前記反力受け架台及び前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状及び設置位置を保持することを特徴とする略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項７】
前記シールド機本体の後方に連結され、左右方向に伸縮可能な左右伸縮手段を更に備えた形状保持装置を用いて略Ｕ字型セグメントの形状を保持する形状保持方法において、
前記上下収縮手段を伸長する工程の直前又は直後に、前記左右伸縮手段を、その左右端部が前記略Ｕ字型セグメントに当接するように伸長して、前記略Ｕ字型セグメントの形状を保持することを特徴とする請求項６に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項８】
前記シールド機にて上方に開口部を有するように掘削された区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【請求項９】
地上から発進して地上に到達可能な前記シールド機にてトンネルを掘削する際に、前記シールド機が地上より発進してから前記シールド機の後端が地中に入るまで、又は、前記シールド機が地中を掘削した後に、前記シールド機の前端が地中より現れてから前記シールド機が地上に到達するまでの上方に開口部を有する区間に設置される略Ｕ字型セグメントの形状保持を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の略Ｕ字型セグメントの形状保持方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１１３１９９（Ｐ２００７−１１３１９９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０３１９２（Ｐ２００５−３０３１９２）
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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