JPH0288894A - ダブルエレクターを有するトンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トンネル掘削機によって掘削されたトンネ
ル内に短時間にセグメントリングを構築するため、同−
旋回範回を作動する二つのエレクタ−（以下、「ダブル
エレクタ−」という）を装備したトンネル掘削機に関す
る。

〔従来の技術〕

トンネル掘削機によりトンネルを構築する場合の工期は
、カッターディスクによる掘削の時間と掘削後のエレク
タ−によるセグメント組立時間により決定される。従っ
て、トンネル掘削の工期を短縮させるためには、トンネ
ルライニングであるセグメントの組立時間を相対的に短
縮することが有効な手段となる。

ところで、従来のトンネル掘削機においては、シールド
フレーム内に回転自在に構成された旋回輪に支持アーム
、吊りビーム、セグメントチャッキング（把持）装置等
からなる一つのエレクタ二のみを備えている（例えば、
特開昭６１−７９０００号公報、特開昭６２−５０５９
９号公報、実開昭６０−５８６９８号公報、実開昭６２
−５０３００号公報参照）。

トンネル周壁にセグメントリングを構築する場合、台車
やホイスト等で搬送されてきたセグメントをチャンキン
グ装置で把持して受取り、旋回輪や吊りビーム等を連動
操作してトンネル周壁の所定位置に一つ一つ搬送してリ
ング状に組み立て、既設のセグメントリングに組み入れ
ていく。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のトンネル掘削機にはエレクタ−が
一つしか装備されていないので、セグメントを受は取る
作業と組立作業を同時に行ったり、或いはトンネル左右
のセグメント組立作業を同時に行うことができない。こ
れでは、セグメント組立に要する時間は必然的に膨大に
ならざるを得ない。特に、近年、トンネルの大口径化に
よりセグメントの分割数が増加していることから、セグ
メント組立時間が益々増大する傾向にある。

一方、近年、掘削技術、掘削性能の向上によりトンネル
掘削機の掘削所要時間は短縮しつつある。例えば、セグ
メント組立作業の能率向上環のためその自動化が進めら
れているが、これにしてもセグメント組立時間の大幅短
縮化の要請に応えうるちのではない。

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、セグメントリング
を迅速に構築するために同一旋回範囲を同時作動可能に
構成された二つのエレクタ−（ダブルエレクタ−）を具
備したトン矛ル掘削機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明に係るトンネル掘削機は、
シールドフレームに保持され、このシルトフレーム軸方
向に延びるガイドビームを設け、このガイドビームに支
持されたドラムを前記シールドフレームに同心状に設け
ると共に、このドラムの前後に対称的にエレククーを配
装してダブルエレクタ−を形成したことを特徴とする。

さらに、この構成において、ダブルエレクタ−それぞれ
が、シールドフレーム内周に沿って回動自在にトラム端
部に支持された旋回輪と、この旋回輪にその外周面上半
径方向に移動自在に設けられたアーチ状の吊りビームと
、この吊りビームにシールドフレーム軸方向に摺動自在
に設けられ前記ドラム周面上を旋回範囲とするセグメン
ト把持装置とから構成されたことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成において、ドラム前後に対称的に設けられたダ
ブルエレクタ−を形成する各エレクタ−は、独立にセグ
メント組立のために動作する。すなわち、各旋回輪はそ
れぞれドラムに支持されてシールドフレーム内周に沿っ
て回動し、これに伴って各セグメント把持装置は同一旋
回範囲を形成するドラムの上を旋回移動する。ダブルエ
レクタ−の装備により、各エレクタ−は各り独立の動作
（旋回、伸縮、摺動、位置合わせ、セグメントの脱着）
ができる。そのため、両方（前後）のエレクタ−を同時
に作動させて、例えば、一方はセグメントの受取り、他
方はセグメントの組み付は作業、或いは一方はトンネル
右側のセグメントの組み付け、他方は左側のセグメント
の組み付は作業を同時に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本発明の要部であるダブルエレクタ−全体を示
す斜視図、第２図はダブルエレクタ−を具備したトンネ
ル掘削機の側断面図、第３図は同背面図を示す。

第１図乃至第３図において、トンネル掘削機のシールド
フレーム１内にはその内周壁に沿ってシールドフレーム
１の補強を兼ねた支持リング２が設けられている。この
支持リング２の内周壁に左右一対の支柱３．３が設けら
れており、この各々の支柱３．３に一端が固定された片
持ちのガイドビーム４．４がシールドフレームの軸方向
に略水平に延びて設けられている。この各ガイドビーム
４．４は、断面がボックス状をなしており、その上下面
には軸方向に案内溝４８．４ａが刻設されている。

上記ガイドビーム４．４に支持されたリング状のドラム
５がシールドフレームｌに同心状に設けられている。す
なわち、ドラム５の左右両側にはガイドビーム４．４の
案内溝４８．４ａに係合する凸部を有する上下一対のガ
イドアーム５ａ、５ｂが取着されている。このように、
ガイドビーム４．４を上下両側から挟持するようにガイ
ドアーム５ａ、５ｂを設けることにより、後述する旋回
輪７．７Ａの回転反力を支持するようになっている。

そして、下方のガイドアーム５ｂ、５ｂとガイドビーム
４．４の間には、ドラム５をガイドビーム４．４に沿っ
てシールドフレーム軸方向に移動自在に構成するための
移動ジヤツキ８．８がガイドビーム４．４に沿って平行
に設けられている。

上記ドラム５には二つのエレクタ−（ダブルエレクタ−
）　６Ａ、６が配装されている。図中、前エレクタ−６
Ａに対するものには、符号に添字「Ａ」を付して示す。

ドラム５の前後に対称的に設けられた前エレクタ−６Ａ
、後エレクタ−６は、それぞれ旋回輪７Ａ、７、支持ア
ーム１１Ａ、１１、吊りビーム１４Ａ　、　１４、セグ
メント把持装置１７Ａ　、１７等から構成されている。

以下、便宜上、後エレクタ−６の構成について詳述する
が、前エレクタ−６への構成も特記以外は同じである。

上記ドラム５の後端に設けられた旋回輪７は、ベアリン
グ１０を介してドラム５に回動自在に支持されている。

この回動手段たる駆動モータ９は、各エレクタ−につき
４箇所配備されている。この駆動モータ９は、通常、油
圧モータが採用され、図示しない油圧ポンプユニットか
ら油圧ラインが導設され、接続されている。なお、図示
はしていないが、旋回輪７は従来と同様ラック＆ピニオ
ン方式で駆動されようになっている。

上記旋回輪７の外周には、左右一対の支持アーム１１．
１１が半径方向に突出して形成されており、この両支持
アーム１１．１１の頂部間に旋回輪７の外周面上をアー
チ状の吊りビーム１４が架設されている。この吊りビー
ム１４の両端部には伸縮ロッド１２（第３図）が突設さ
れ、支持アーム１１に摺動自在に嵌挿されている。すな
わち、吊りビーム１４と支持アーム１１の間に伸縮ジヤ
ツキ１３が設けてあり、この伸縮ジヤツキ１３の伸縮に
より、伸縮ロッド１２が支持アーム１１にガイドされつ
つ、吊りビーム１４が半径方向に移動するようになって
いる。

上記吊りビーム１４には一対の摺動ロッド１５．１５が
ドラム５の外周面の上方にオーバハングして、トンネル
前方に突設されている。一方、前エレクタ−６への吊り
ビーム１４Ａにも同様に一対の摺動ロッド１５Ａ、、１
５Ａがドラム５上方、トンネル後方に突設されているか
ら、前エレクタ−６Ａの摺動ロッド１５Ａ　、　１５Ａ
と後エレクタ−６の摺動ロッド１５．１５　　とは、第
３図に示すように、相対向した格好で、ドラム５周面上
同一旋回範囲を旋回移動するようになっている。

上記摺動ロッド１５．１５には、セグメント把持装置１
７を備えた摺動部材１８が摺動自在に嵌合されている。

すなわち、吊りビーム１４と摺動部材１８の間には摺動
ジヤツキ１６．１６が設けられていて、その伸縮により
摺動部材１８、即ち、セグメント把持装置１７が摺動ロ
ッドに沿ってシールドフレーム軸方向に移動できるよう
になっている。また、セグメント把持装置１７は、摺動
部材１８にセグメントＳの姿勢制御を容易にするため球
面軸受１８ａを介して支承されている。

第４図は、このセグメント把持装置１７を示す要部斜視
図である。セグメントＳを把持するためのセグメント受
台１９の背面（内側）側には、セグメント組立時、セグ
メントの姿勢制御のために作動されるボジショニングジ
ャッキ２０、ロータリジヤツキ２１、キーセグメント用
のジヤツキ２２等が配装されている。なお、特に図示は
していないが、セグメントＳの把持はセグメント受台１
９の外面に設けた吸着パッドで吸着して行うようになっ
ている。なお、図中、２４（第２図）はトンネル掘削機
を掘進させるためのシールドジヤツキ、２６．２６Ａ（
第３図）は電線、油圧ホース、真空ホース用のケーブル
／ホースリールで、各エレクタ−につき左右各２台設け
である。

上記説明から明らかなように、ドラム５の前後に対称的
に設けた旋回輪７．７Ａの回動に伴って、それぞれのセ
グメント把持装置１７．１７Ａも同一旋回範囲であるド
ラム５の外周面上を旋回移動する。従って、両エレクタ
−６，６Δを同時使用してセグメント組立作業を行う際
、両者の干渉防止のための装置が必要となる。

そこで、第５図及び第６図に示すように、ケーブル／ホ
ースリール２６．２６（２６Ａ　、２６Ａ　）取り付は
用の取付台２７．２７　（２７Ａ、２７Ａ）が左右の支
持アーム１１．１１（ＩＩＡ、　ＩＩＡ）の側面に、ド
ラム５周面上オーババングして突設されており、左右に
それぞれ干渉防止装置が形成される。すなわち、左側に
ある取付台２７．２７Ａ端部の相対向位置に、後エレク
タ−６側にはスイッチブラケント２９を介して近接スイ
ッチ２８が、前エレクタ−６Ａ側にはストライカブラケ
ント３１Ａを介してストライカ−３０Ａが設けられてい
る。右側にある取付台２７．２７Ａにも同様に、前エレ
クタ−６Ａ側にはスイッチブラケント２９Ａを介して近
接スイッチ２８Ａが、後エレクタ−６側にはストライカ
−ブラケット３１を介してストライカ−３０が設けられ
ている。

これにより、例えば、後エレクタ−６の旋回輪７が左旋
回して近接スイッチ２８とストライカ−３ＯＡが近接す
ると、近接スイッチ２８と駆動モータ９へ接続されてい
る油圧ライン上の電磁切り換え弁（図示路）間が通電状
態になって弁ポートが切り換わり、駆動モータ９は停止
するようになっている。かくして、旋回輪７のそれ以上
の旋回は阻止され、セグメント把持装置１７．１７Ａに
把持されているセグメントＳ同士が衝突することがない
ようになっている。

なお、旋回輪７（７Ａ）の旋回動の惰性を考慮して、ス
トライカ−３０（３０Ａ　）は長く形成され、しかもス
トライカーフ゛ラケント３１（３１Ａ）にイ立置言周整
可能に取り付けられており、早めに近接状態を検知でき
るようになっている。また、パンクアップのため、近接
スイッチ２８（２８Ａ）は各ブラケットに２個づつ設け
である。

次に、上記ダブルエレクタ−の動作について説明する。

第２回及び第３図において、今、前エレクタ−６Ａは、
吊りビーム１４Ａを下方に位置させて、セグメント把持
装置１７ＡでセグメントＳを把持して、これより、トン
ネル下方部においてセグメントＳを既設のセグメントリ
ングＳ′に組み付けようとしている段階である。一方、
後エレクタ−６は、吊りビーム１４を上方に位置させて
、セグメント搬送用マガジンでトンネル下部に搬送され
てきた、これから組立てられるべきセグメンｌ−５をセ
グメント把持装置１７で受取って把持した状態を示して
いる。

後エレクタ−６はセグメンｈｓを受は取った後、駆動モ
ータ９で旋回輪７を右旋回させて、第３図においてトン
ネル右側の位置までセグメントを持ってくる。この場合
、上記した干渉防止装置が設けられているので両セグメ
ンｌ−５同士が衝突することはない。ここで、伸縮ジヤ
ツキ１３や摺動ジヤツキ１６等を連動操作してセグメン
ｌ−５の位置決めを行い、また、ポジショニングジャッ
キ２０やロータリジャンキ２１を作動させてセグメント
Ｓの姿勢制御を行って、既設セグメントｓ′への組み付
は作業を行う。

一方、前エレクタ−６への方は、上記と同要領でトンネ
ル下部におけるセグメント組み付は作業を完了した後、
旋回輪７Ａを右方向に回動させ、再びセグメントの受は
取りのために、セグメント把持装置１７Ａを上方位置ま
で旋回移動させる。そして、セグメントｓを受は取った
後、左旋回させてトンネル左側の位置まで持っていき、
そこでセグメント組み付は作業を行う。この状態におい
て、後エレクタ−６は、右側のセグメント組み付けが完
了すれば再び上方位置まで旋回させてセグメントＳを受
は取る。そして、上方位置においてセグメンｌ−５の組
み付は作業を行う。

上記のように前後エレクタ−７Ａ１７は、同時にセグメ
ント組立作業を行うことができるようになっている。な
お、最後に組み付りられるキーセグメントはキーセグメ
ント用ジヤツキ２２を利用して組み付けられる。

かくして、トンネル周面に新たなセグメントリングが構
築されたことになる。

なお、移動ジヤツキ８．８を作動させて、ドラム５をガ
イドビーム４．４に沿ってトンネル後方に移動させれば
、トンネル掘削機のテールシール２５（第２図）の交換
を極めて容易かつ迅速に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ドラム前後に対
称的にエレクタ−を設け、ダブルエレクタ−を構成した
ので、両方（前後）のエレクタ−を同時に作動させて、
同時にセグメント組立作業を行うことが可能となる。す
なわち、例えば、−方はセグメントの受取り、他方はセ
グメントの組み付け、或いは一方はトンネル右側のセグ
メントの組み付け、他方は左側のセグメントの組み付け
を同時に行うことができる。その結果、セグメント組立
に要する時間が従来の約半分で済み−トンネル掘削に要
する工期の大幅短縮化が実現できる工期の大幅短縮化に
伴い、トンネル内での作業時間も大幅に短縮されること
から、それだけ安全性が飛躍的に向上し、また、掘削に
要する経費も大幅に減少しうるという顕著な効果がある
。

特に、近年のトンネル大口径化に伴い、セグメント組立
時間が益々増大する中で、本発明の効果は絶大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の詳細な説明するための図面
であって、第１図は本発明の要部であるダブルエレクタ
−全体の斜視図、第２図はダブルエレクタ−を具備した
シールド掘削機の側断面図、第３図は同背面図を示す。 第４図はセグメント把持装置の要部斜視図、第５図及び
第６図はダブルエレクタ−の干渉防止装置の説明図であ
る。 ■・・・シールドフレーム、 ３・・・支柱、 ５・・・ドラム、 ６Ａ・・・前エレク゛ター ８・・・移動ジヤツキ、 ２・・・支持リング、 ４・・・　ガイドビーム、 ６・・・後エレクタ− ７，７Ａ・・・旋回輪、 ９．９Ａ・・・駆動モータ、 １０、ＩＯＡ・・・ベアリング、１１．１１Ａ・・・支
持アーム、１４．１４Ａ・・・吊りビーム、１５．１５
Ａ・・・摺動ロッド、１７．１７Ａ・・・セグメント把
持装置、Ｓ・・・セグメント。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールドフレームに保持され、このシールドフレ
   ーム軸方向に延びるガイドビームを設け、このガイドビ
   ームに支持されたドラムを前記シールドフレームに同心
   状に設けると共に、このドラムの前後に対称的にエレク
   ターを配装してダブルエレクターを形成したことを特徴
   とするダブルエレクターを有するトンネル掘削機。
2. （２）ダブルエレクターそれぞれが、シールドフレーム
   内周に沿って回動自在にドラム端部に支持された旋回輪
   と、この旋回輪にその外周面上半径方向に移動自在に設
   けられたアーチ状の吊りビームと、この吊りビームにシ
   ールドフレーム軸方向に摺動自在に設けられ前記ドラム
   周面上を旋回範囲とするセグメント把持装置とから構成
   されたことを特徴とする請求項１記載のダブルエレクタ
   ーを有するトンネル掘削機。