JPH08259172A - セグメント移送レール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド工法によりトンネルを掘削する際
に、掘削機に付属した付随車付近からエレクタまでセグ
メントを吊下げたクレーンの移動を案内するクレーン用
レールを、トンネルの屈曲部においてクレーンが他の機
器に触れないで移動できるように屈折させるセグメント
移送レール装置を得ようとする。 【構成】 クレーン用レールを断面形が同形同大の３本
の適宜長さのレール１１ａ、１１ｂ、１１ｃを連結して
構成する。前方レール１１ｃの前端部はエレクタ付近の
固定部に取付け、後方レール１１ａの後端は掘削機に従
動する後続台車に取付ける。前方レール１１ｃの後端部
と後方レール１１ａの前端部とをベルトコンベヤ５の支
持枠のような掘削機に従動する機器に支持させる。前方
レールの後端部と後方レールの前端部とに、中間レール
を横方向の屈折の調節自在に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】シールド工法によりトンネルを掘
進する際に、掘削機のロータが掘削した直後の素掘り状
態のトンネル内周壁は、円弧形の鉄筋コンクリートセグ
メント、スチールセグメント、又はダクタイルセグメン
ト（この明細書では、これらを総称してセグメントとい
う）を円筒形に並べて内張りされるが、本発明は、この
セグメントを吊下げたクレーンを、セグメントを支持す
るエレクタの中心部へ移動させるためのセグメント移送
レール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルを掘削するのに、前面に切削刃
を設けたロータを回転させて地中を円筒形に掘進するシ
ールド工法が多く利用されている。

【０００３】シールド工法によりトンネルを掘削する場
合は、掘削が或る程度進む毎に素掘り状態のトンネル内
周壁を円弧形のセグメントを円筒形に並べて覆い、トン
ネル内周壁とセグメントとの間隙に充填材を注入してセ
グメントを固定すると共にトンネル内壁を強固に形成
し、トンネルを完成させるように作業される。

【０００４】図１８は、シールド工法によりトンネルを
掘削する状態の１例を略示する縦断面図である。前面
（図１８の左側面）に切削刃を取付けたロータ１は、駆
動軸２を介して図示しない駆動機により回転させられ、
土中を円筒形に掘削して素掘り状態のトンネル３を形成
しながら左方へ進行する。ロータ１が掘削した排土は、
スクリュコンベヤ４によりベルトコンベヤ５に移され、
トンネル外に搬出される。掘削された素掘り状態のトン
ネル３の内面は、数個の円弧状のセグメント６を周方向
につなぎ短円筒形にして覆い、掘削の進行と共にこの短
円筒を次々に長さ方向に連接し、セグメントと素掘りの
トンネル壁との間隙には充填剤を注入してトンネルを完
成させて行く。

【０００５】セグメント６は、トンネル入口側から敷設
されたセグメント台車用レール７に乗って走行するセグ
メント台車８に数個ずつ載せられてクレーン９の下に運
ばれ、中央部に吊り金具１０を一時的にねじ込み結合さ
れた後、クレーン９で吊下げられ、クレーン用レール１
１に沿ってクレーン９を移動させてエレクタ１２の位置
まで移送される。セグメント６の大きさは、トンネルの
直径６ｍの場合の１例をあげると、幅９０cm、厚さ２
２．５cm、周方向長さ３．５ｍ、重さ２ton で、５個の
セグメントを周方向に並べ残ったトンネル内面は、周方
向長さの短かい補助セグメントで塞ぐ。

【０００６】エレクタ１２は、スクリュコンベヤ４、ク
レーン用レール１１その他のトンネル中心付近に位置す
る機器を囲み、これらに触れないでトンネルの軸を中心
として回転できるコ字形をなし、クレーン９でエレクタ
中心部の下方まで運ばれたセグメント６を１個ずつ把持
して回転し、このセグメントをトンネル内面に沿って持
上げて所定位置に取付けるものである。

【０００７】セグメント台車８はトンネル入口側との間
を往復してセグメント６を運び込むもので、ロータ１に
よる掘進が進みトンネル内壁が完成されるに従ってセグ
メント台車用レール７を延長し、トンネルの奥まで入れ
るようにされる。クレーン用レール１１も延長される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ロータ１の背後のトン
ネル内には、これの駆動装置、スクリュコンベヤ４、エ
レクタ１２、ベルトコンベヤ５等が設けられている。ク
レーン用レール１１は、これらを避けながらクレーン９
を走行させてセグメントをエレクタ直下に移送しなけれ
ばならないから、上下、左右に方向を変えながら敷設し
なければならない。

【０００９】ロータ１を直進させてトンネルを真直に掘
るときは、クレーン用レール１１の曲折形状は一定のま
まで、掘削の進むに従ってレールを前方へ移動させれば
よいが、トンネルが方向を変えつつ掘削される場合は、
レール１１を曲げて敷設しなければならない。例えば、
下水道やガス管、電線等を集めて通す共同溝などは不規
則な曲折が多いから、レール１１の曲折形状を一定にす
ることができない。

【００１０】このような曲線トンネルの場合は、クレー
ン用レール１１自体をトンネルの曲りに対応させて左右
に曲げるか、又は２本以上の直線レールを角度を持たせ
て接続しなければならない。しかしながら、前者の場合
は掘削が進むに従ってトンネルの曲り角度が種々に変る
場合は、トンネルの曲りに合せて一々レールを曲線に形
成するのは不可能である。しかも、そのレールの使用期
間も短い。更に、レールを両端のみで支持した場合はク
レーンが屈曲の中間部に来たときにレールに加わる大き
な捩れ作用を支えるのが困難である。後者の場合は、ト
ンネルの曲率半径が３０ｍ位にも小さくなると、レール
の屈折角が７°〜８°以上にもなり、クレーンの通過が
円滑にできなくなる。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】本発明は、クレーン用レー
ルを、断面形が同形同大で適宜長さの３本のレールを接
続して構成するもので、前方レールの前端はスクリュコ
ンベヤ外筒又はベルトコンベヤ支持枠等のエレクタ付近
の固定物に支持させ、後方レールの後端は掘削機に付属
した配電盤、制御機等を積込んで、セグメント台車用レ
ール７と並行に設けられた後続台車用レールの上を掘削
機と共に進行する後続台車に支持させ、前方レールの後
端部と後方レールの前端部とをベルトコンベヤ下部の支
持枠のような、掘削機に従動して移設される機器に支持
させると共に、前方レールの後端及び後方レールの前端
に、中間レールの前端及び後端を横方向の角度調節自在
に結合してセグメント移送レール装置を構成するもので
ある。

【００１２】

【作用】クレーン用レールは、前方レール、中間レー
ル、後方レールを屈折角度の調節自在に結合して構成さ
れるから、トンネルの屈曲程度に対応した角度に屈折さ
せることができ、トンネル壁に接触することなく、且つ
トンネル中心部に設けられる諸機器を避けてセグメント
を吊った状態でクレーンを移動させることができる。

【００１３】中間レールを、前方レール又は後方レール
の上下方向に屈曲しない部分に設ければ、上下方向の屈
折を考慮する必要がなくなる。

【００１４】

【実施例】図１〜図４は、本発明によるセグメント移送
レール装置の実施例の概要を示し、図１はトンネルの縦
断側面図、図２は直線トンネルの場合のトンネルの横断
平面図、図３は曲線トンネルの場合の横断平面図、図４
は図３のＷ−Ｗ断面図である。図１８の従来例と同等部
分は同符号で示すと共に説明を省略して次にこれを説明
する。

【００１５】クレーン用レール１１は、トンネル入口側
の後方レール１１ａ、中間レール１１ｂ、トンネルの奥
側の前方レール１１ｃの３本の断面形が同形同大な、適
宜長さのＩ形鋼を連結して構成される。

【００１６】後方レール１１ａのトンネル入口側端部
（後端部）は、掘削機を駆動するための制御器、配電
盤、電纜等を積んで、セグメント台車用レール７と並設
された後続台車用レール１３、１３の上を掘削機に引張
られて移動する後続台車１４に、連結部Ａにおいて連結
される。後続台車１４には、図４のように、セグメント
台車用レール７を覆いセグメント台車８を通過させる空
洞を形成してあり、後続台車１４を潜り抜けてセグメン
ト台車８の走行は自在である。後方レールの前端部は、
ベルトコンベヤ５の支持枠に支持させる。この支持枠の
他の掘削機の進行に伴なって前方へ移設される機器に支
持させてもよい。

【００１７】連結部Ａは、図５（側面図）、図６（平面
図）に示すように、後続台車１４の前面に固定したブラ
ケット１５と、後方レール１１ａの後端に固定したブラ
ケット１６とを重ね、ボルト１７により取付け角度及び
少しの横位置の調節自在に両ブラケットを結合して構成
される。１８、１９は補強材である。

【００１８】前方レール１１ｃの前端部は、連結部Ｂ
（図１〜図３）においてスクリュコンベヤ４の外筒に連
結される。連結部Ｂは、図７（側面図）、図８（図７の
ａ矢視図）に示すように、スクリュコンベヤ４の外筒の
左右側面に溶接した吊り材２０、２１の下端に受け材２
２を溶接し、受け材２２に掛け渡したＩ形鋼２３にブラ
ケット２４を係合し、このブラケット２４と前方レール
１１ｃに溶接したブラケット２５とに球面ブッシュ２６
を挿通し連結したものである。前方レールの後端部は、
後方レールの前端部と同様にベルトコンベヤ５の支持枠
等に支持される。

【００１９】中間レール１１ｂの両端には、図９（側面
図）、図１０（下面図）、図１１（図９のｂ矢視図）に
示す連結金具２７を結合する。連結金具２７は図１２
（斜視図）に示すように軸孔２８を形成したボス部２９
に、中間レール１１ｂの縦辺を挟むフランジ３０、３０
を形成したもので、フランジ３０、３０を中間レール１
１ｂの端部に溶接し結合される。

【００２０】中間レール１１ｂの両端の連結金具２７が
結合される後方レール１１ａと前方レール１１ｃとの端
部には、図１３（斜視図）に示す連結金具３１を溶接
し、上下のボス部３２、３２の間に中間レール１１ｂの
連結金具２７のボス部２９を挿入し、ボルト（図示せ
ず）を挿入して両金具２７、３１を蝶番状に結合する。
この結合時に各レールの屈折角度の調節ができるように
中間レール１１ｂの上下のフランジの両端には、図１０
に示すように０〜６°の切欠きを形成する。

【００２１】３個のレール１１ａ、１１ｂ、１１ｃの下
面には、クレーンを移動させるための駆動機の歯車（後
述）と噛合う、丸棒の側面に同ピッチの歯を形成した丸
ラック３３、３３を溶接する。図９〜図１１において、
５０は補強材である。

【００２２】クレーン９は、図１、図１４（図１のクレ
ーン部拡大図）、図１５（図１４のｃ矢視図）に示すよ
うに、車輪３４により各レール１１ａ〜１１ｃの下のフ
ランジに乗って走行する機体３５から吊下げられてお
り、モータ３６に駆動されてワイヤロープ３７を巻上
げ、又巻下してフック３８を昇降させる。機体３５は、
上下左右に回動できる自在接手３９を介して第１駆動車
４０に連結され、第１駆動車４０は枢軸４１により上下
方向に回動でき左右方向にも小回動できるようにゆるく
組立てられた接手４２により第２駆動車４３に連結され
る。

【００２３】第１駆動車４０は、図１６（図１４のｄ矢
視図）に示すように、車輪３４によりレール１１ａ等に
沿って走行できる機体４４に逆転可能のブレーキ付ギヤ
モータ４５を取付け、減速機４６を経て歯車４７を駆動
する。歯車４７は丸ラック３３に噛合っているから、こ
れにより機体４４を後方レール１１ａ等に沿って走行さ
せ、クレーンの機体３５をレール１１ａ、１１ｂ、１１
ｃに沿って走行させることができる。第２駆動車も同構
造である。５１はバランスウエイトである。

【００２４】図３のようにトンネルを屈曲させて掘削す
るときは、中間レール１１ｂは、後方及び前方レール１
１ａ、１１ｃと角度を持たせて曲げ結合される。中間レ
ール１１ｂのフランジの端部には０〜６°の切欠きが形
成されているから、この曲げ結合は容易である。又、中
間レール１１ｂは、図１のように、後方及び前方レール
１１ａ、１１ｃの側面から見て曲りのない部分に結合す
るから、上下方向の曲りを考慮する必要はない。

【００２５】ブレーキ付ギヤモータ４５により第１、第
２の駆動車４０、４３、クレーンの機体３５の歯車４７
を回転させると、歯車４７は丸ラック３３と噛合って駆
動車４０、４３、クレーンの機体３５をレールに沿って
走行させる。中間レール１１ｂが後方及び前方レール１
１ａ、１１ｃと屈折して結合される部分では、レールの
屈折角度によっては、２つの丸ラック３３、３３の接合
部において歯車４７との噛合いが円滑に行なわれなくな
る恐れがある。この実施例では、丸ラック３３の端部の
歯を切欠いたので、この部分で一方の駆動車のクレーン
駆動が行なわれなくなっても、他方の駆動車の歯車４７
と丸ラック３３とは噛合っていてクレーン駆動作用を行
なっており、上記一方の駆動車の歯車が再び丸ラックと
噛合った後は、上記他方の駆動車が欠歯部に来てもクレ
ーン移動は継続できる。

【００２６】以上のようにしてクレーン用レール１１ａ
〜１１ｃをトンネルの屈曲に対応させて折曲げ結合し、
セグメント台車８から吊上げたセグメントを、トンネル
壁やトンネル内の他の機器に触れさせないでエレクタ１
２の中心部へ運搬することができる。

【００２７】レール間の間隙角度が６°程度までならば
クレーンの機体及び駆動車の車輪３４の通過には障害に
ならない。この間隙を除き又は小さくしたいときは、図
１７のような、Ｖ形間隙を塞ぐ突起４８を形成した部材
をフランジ４９に通したボルトによりレールの下面に取
付ければよい。

【００２８】

【発明の効果】

(1) ３本のレールを屈折させて結合することにより、屈
曲したトンネルの壁や他のトンネル内機器に触れること
なくクレーンを移動させることができる。

【００２９】(2) 前方レール１１ｃ、後方レール１１ａ
は、それぞれ両端部をコンベヤの支持枠、掘削機の付随
車等により強固に支持されるから、両端をこれら前方レ
ール、後方レールに支持された中間レールも不動であ
り、これら３本のレールによりクレーンを円滑に移動さ
せられる。

【００３０】(3) ３本のクレーン用レール１１ａ〜１１
ｃは、トンネルの屈曲に対応した角度に屈折させて固く
結合でき、掘削の進行に伴ない掘削角度の調節も容易で
ある。

【００３１】(4) 中間レール１１ｂを前方又は後方レー
ルの上下方向の屈曲がない部分に設けるようにすれば、
上下方向に屈折しない状態で中間レールを結合すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すトンネルの縦断側面図。

【図２】直線トンネルの場合のトンネルの横断平面図。

【図３】曲線トンネルの場合の横断平面図。

【図４】図３のＷ−Ｗ断面図。

【図５】後方レールと付随車との連結部Ａの側面図。

【図６】同上の平面図。

【図７】前方レールとスクリュコンベヤ外筒との連結部
Ｂの側面図。

【図８】図７のａ矢視図。

【図９】中間レールの端部の側面図。

【図１０】同上の下面図。

【図１１】図９のｂ矢視図。

【図１２】中間レール端に取付ける連結金具の斜視図。

【図１３】後方及び前方レール端に取付ける連結金具の
斜視図。

【図１４】図１のクレーン部の拡大図。

【図１５】図１４のｃ矢視図。

【図１６】図１４のｄ矢視図。

【図１７】Ｖ形間隙を塞ぐ部材の斜視図。

【図１８】シールド工法によりトンネルを掘削する状態
の従来例を略示する縦断面図。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 駆動軸 ３ トンネル ４ スクリュコンベヤ ５ ベルトコンベヤ ６ セグメント ７ セグメント台車用レール ８ セグメント台車 ９ クレーン １０ 吊り金具 １１ クレーン用レール １１ａ 後方レール １１ｂ 中間レール １１ｃ 前方レール １２ エレクタ １３ 後続台車用レール １４ 後続台車 １５、１６ ブラケット １７ ボルト １８、１９ 補強材 ２０、２１ 吊り材 ２２ 受け材 ２３ Ｉ形鋼 ２４、２５ ブラケット ２６ 球面ブッシュ ２７ 連結金具 ２８ 軸孔 ２９ ボス部 ３０ フランジ ３１ 連結金具 ３２ ボス部 ３３ 丸ラック ３４ 車輪 ３５ 機体 ３６ モータ ３７ ワイヤロープ ３８ フック ３９ 自在接手 ４０ 第１駆動車 ４１ 枢軸 ４２ 接手 ４３ 第２駆動車 ４４ 機体 ４５ モータ ４６ 減速機 ４７ 歯車 ４８ 突起 ４９ フランジ ５０ 補強材 ５１ バランスウエイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北 暢和 神奈川県横浜市中区山下町193−１ 佐藤 工業株式会社横浜支店内 (72)発明者 石橋 靖弘 東京都葛飾区亀有５−12−12 ケイ・エ ム・エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントを吊ったクレーンを移動させ
   るためのクレーン用レールを、トンネルの屈曲部におい
   て３本の断面形が同形同大のレールを接続して構成する
   セグメント移送レール装置であって、前方レールの前端
   は、トンネル内壁を形成するためのエレクタ付近の固定
   部に支持させ、後方レールの後端は掘削機に従動する後
   続台車に支持させ、前方レールの後端部及び後方レール
   の前端部を掘削機に従動する機器に支持させ、前方レー
   ルの後端及び後方レールの前端に、中間レールの前端及
   び後端を横方向の角度調節自在に結合したセグメント移
   送レール装置。
2. 【請求項２】 エレクタ付近の固定部が、排土を搬出す
   るためのスクリュコンベヤの外筒又はベルトコンベヤの
   支持枠である請求項１に記載のセグメント移送レール装
   置。