JPH11236798A - セグメント組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 六角形状セグメントの切羽側端面とシールド
ジャッキのブロックとの間にボルト締結機が入り込める
だけの間隔をあけておくことを不要とし、シールド掘進
機の全長を長くせずに装置全体の小型化並びにコストダ
ウンを図り得るセグメント組立装置を提供する。 【解決手段】 ボルト締結機７を、回転フレーム２の径
方向中心側の待避位置と、回転フレーム２の径方向外周
側の締結位置との間で移動させ得る待避機構２９を具備
せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セグメント組立装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等のような長い地下孔を造る場
合には、従来からシールド工法が用いられている。該シ
ールド工法においては、シールド掘進機により掘削した
孔に、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセ
グメントを複数取り付けることにより、セグメントを環
状に組立て、これをシールド掘進機の進行と共にシール
ド掘進機の進行方向へ向って順次行い、地下孔を完成さ
せている。

【０００３】ところで、前述の如く、円周方向の形状が
円弧状で平面形状が矩形状のセグメントを環状に組立て
て行くのでは、セグメントの組立中は、シールド掘進機
の反力をバランスして受けることが難しく、セグメント
の取り付けと掘削を並行して行うことが困難で能率が悪
い。

【０００４】そこで近年、作業能率の向上のため、種々
の手段が検討されているが、セグメントの平面形状を六
角形状のセグメントにすると能率よく作業ができること
が判明した。

【０００５】図６及び図７は六角形状セグメントの一例
を表わすものであって、１は六角形状セグメントであ
り、環状体を円周方向へ複数に分割した円弧状に形成さ
れ、平面的には、シールド掘進機の軸心線方向先後端側
端部は、円周方向へ向けて直線状に形成され、円周方向
両端部はシールド掘進機の軸心線方向中間部が頂点とな
るよう斜めに形成され、全体として六角形状になってい
る。

【０００６】前記六角形状セグメント１には、シールド
掘進機の軸心線方向へ延びる左右二本のボルト挿通孔１
ａが貫通すると共に六角形状セグメント１の斜めの部分
と平行に延びる左右のボルト挿通孔１ｂ，１ｃが貫通し
ている。

【０００７】前記ボルト挿通孔１ａに挿通されるボルト
（図示せず）の頭部には、ナットが一体に形成されてお
り、当該六角形状セグメント１に対しシールド掘進機の
軸心線方向へ隣接する形で組立てられる他の六角形状セ
グメント１のボルト挿通孔１ａに挿通されるボルトの先
端部が、前記ナットに対してねじ込まれるようになって
いる。又、前記ボルト挿通孔１ｃには、内部に雌ネジ部
が形成されたインサートアンカー（図示せず）が予め埋
め込まれており、当該六角形状セグメント１の斜めの部
分に接続される他の六角形状セグメント１のボルト挿通
孔１ｂに挿通されるボルト（図示せず）の先端部が、前
記インサートアンカーに対してねじ込まれるようになっ
ている。尚、前記六角形状セグメント１の内周面中心部
には、後述するセグメント組立装置のセグメント把持手
段に対して連結される把持金物１ｄが突設されている。

【０００８】前述の如き六角形状セグメント１を組立て
るためのセグメント組立装置としては、従来、例えば、
図８及び図９に示されるようなものがあり、これは、円
周方向へ回転し得るようにした回転フレーム２に、該回
転フレーム２の径方向へ移動可能な吊ビーム３を取り付
け、該吊ビーム３に回転フレーム２の軸心線方向へ移動
可能となるようスライドフレーム４を取り付け、該スラ
イドフレーム４に、六角形状セグメント１を把持するセ
グメント把持手段５を設けると共に、六角形状セグメン
ト１の切羽側端面から挿通されるセグメント連結用のボ
ルト６を締め付けるためのボルト締結機７を配設してな
る構成を有している。

【０００９】前記回転フレーム２は、シールド掘進機８
の円筒フレーム９後端部内に該円筒フレーム９と平行に
配置した複数の支持ローラ１０により支持されており、
図示していない駆動装置の駆動により円筒フレーム９の
円周方向へ回転し得るようになっている。

【００１０】前記吊ビーム３は、回転フレーム２の後方
（反シールド掘進機８側）へ水平に突出する左右のブラ
ケット１１の先端に昇降（進退動）可能に取り付けられ
たガイドロッド１２の下端に掛け渡すように取り付けら
れており、又、前記ブラケット１１には、トラニオン式
の流体圧シリンダ１３が縦向きに取り付けられ、該流体
圧シリンダ１３のピストンロッド１３ａの先端は吊ビー
ム３に接続されており、前記流体圧シリンダ１３の伸縮
作動により、吊ビーム３はガイドロッド１２に案内され
つつ昇降（回転フレーム２の径方向へ移動）し得るよう
になっている。

【００１１】前記スライドフレーム４は、吊ビーム３の
下面側に回転フレーム２の軸心線方向へ延びるよう配設
された左右一対のガイドロッド１４に対し摺動ガイドブ
ロック１５を介してスライド自在に配設されており、前
記ガイドロッド１４と平行に配置された流体圧シリンダ
１６の伸縮作動により、回転フレーム２の軸心線方向へ
移動し得るようになっている。

【００１２】前記セグメント把持手段５は、スライドフ
レーム４の下面側に、六角形状セグメント１の把持金物
１ｄを前後から挟むように配設された把持ブラケット５
ａを備え、該把持ブラケット５ａの孔と前記把持金物１
ｄの孔とを一致させた状態でピン５ｂを孔に差し込むこ
とにより、六角形状セグメント１をスライドフレーム４
に吊り下げ得るようになっている。尚、前記スライドフ
レーム４の下面側には、六角形状セグメント１の把持金
物１ｄの周囲を取り囲むように四個のジャッキ１７が配
設されており、前記六角形状セグメント１をスライドフ
レーム４に吊り下げた状態で、該ジャッキ１７を突っ張
って六角形状セグメント１の内周面に押し付けることに
より、該六角形状セグメント１をぐらつかせたりするこ
となく保持し得るようになっている。

【００１３】前記ボルト締結機７は、六角形状セグメン
ト１の二個のボルト挿通孔１ａと二個のボルト挿通孔１
ｂとに対応する四箇所に配設されるよう、スライドフレ
ーム４に取り付けられている。該ボルト締結機７は、図
１０〜図１２に詳細に示されているように、左右一対の
ガイドロッド１８が突設された基台１９を、各ガイドロ
ッド１８が回転フレーム２の軸心線方向へ延びるようス
ライドフレーム４（図８及び図９参照）に取り付け、前
記各ガイドロッド１８に、その長手方向へ摺動自在とな
るようスライドブロック２０を取り付け、該スライドブ
ロック２０に、油圧モータ２１により駆動ギア２２と中
間ギア２３と従動ギア２４とを介して回転駆動されるソ
ケットレンチ２５を有する締結機本体２６を一体に設
け、前記基台１９上に設置した流体圧シリンダ２７のピ
ストンロッド２７ａの先端を一方のスライドブロック２
０に連結してなる構成を有しており、六角形状セグメン
ト１のボルト挿通孔１ａ或いはボルト挿通孔１ｂに挿通
されたボルト６の頭部に対し、前記流体圧シリンダ２７
を所要量だけ収縮させてソケットレンチ２５を嵌合させ
た後、該ソケットレンチ２５を油圧モータ２１により回
転駆動してボルト６を回転させると共に、これに連動す
る所要の送り速度で前記流体圧シリンダ２７を収縮させ
ることにより、ボルト６の締付を行い得るようになって
いる。

【００１４】尚、図８及び図９中、２８はシールド掘進
機８のシールドジャッキであり、該シールドジャッキ２
８を伸長させ、そのロッド先端に取り付けられたブロッ
ク２８ａを六角形状セグメント１の切羽側端面に押し付
けることにより、トンネル掘削時におけるシールド掘進
機８の反力を受けるようになっている。

【００１５】前述の如きセグメント組立装置を用いて、
シールド掘進機８により掘削したシールドに六角形状セ
グメント１を取り付ける際には、先ず、図示していない
セグメント供給装置により搬入された六角形状セグメン
ト１を、セグメント組立装置のセグメント把持手段５に
よって、図８及び図９に示される如く、吊り下げた後、
ジャッキ１７を突っ張って六角形状セグメント１の内周
面に押し付けると、該六角形状セグメント１はぐらつい
たりすることなく保持された状態となる。

【００１６】続いて、回転フレーム２を必要に応じて六
角形状セグメント１を取り付けるべき円周方向位置まで
回転させると共に、図９中、実線で示される状態から、
流体圧シリンダ１６の作動によりスライドフレーム４を
ガイドロッド１４に沿って所要量Ａだけ前方へ移動させ
た後、流体圧シリンダ１３の作動により吊ビーム３を回
転フレーム２の径方向外周側へ移動させ、前記流体圧シ
リンダ１６の反対方向への作動によりスライドフレーム
４をガイドロッド１４に沿って所要量Ａだけ後方へ戻す
ように移動させ、既設の六角形状セグメント１間に形成
された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持された
六角形状セグメント１を嵌合せしめる。

【００１７】ここで、前述のようにセグメント把持手段
５に把持された六角形状セグメント１を、一旦前方へ移
動させた後、回転フレーム２の径方向外周側へ移動さ
せ、再び後方へ戻すように移動させているのは、既設の
六角形状セグメント１間に形成された凹所に対して別の
六角形状セグメント１を嵌合させようとした場合、図１
３に示される如く、六角形状セグメント１を単に前記凹
所の上方から径方向外周側へ移動させるのでは、六角形
状セグメント１の周方向両端部が既設の六角形状セグメ
ント１と干渉してしまうためである。

【００１８】前記既設の六角形状セグメント１間に形成
された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持された
六角形状セグメント１を嵌合させたら、六角形状セグメ
ント１のボルト挿通孔１ａとボルト挿通孔１ｂに挿通さ
れたボルト６の頭部に対し、各ボルト締結機７の流体圧
シリンダ２７を所要量だけ収縮させてソケットレンチ２
５を嵌合させた後、該ソケットレンチ２５を油圧モータ
２１により回転駆動してボルト６を回転させると共に、
これに連動する所要の送り速度で前記流体圧シリンダ２
７を収縮させてボルト６を締め付け、六角形状セグメン
ト１を既設の六角形状セグメント１に対して固定する。

【００１９】このように六角形状セグメント１を組立て
て行くと、シールド掘進機８直後の六角形状セグメント
１の先端部分には、円周方向へ一個おきに凹所よりもシ
ールド掘進機８側へ突出した部分が形成される。そこ
で、この突出した六角形状セグメント１の切羽側端面に
シールド掘進機８用のシールドジャッキ２８のブロック
２８ａを支持させれば、シールド掘進機８による掘削を
行いながら、セグメント組立装置によって六角形状セグ
メント１の組立を行うことができ、この結果、掘削と六
角形状セグメント１の取り付けを並行して行うことがで
きるため、作業能率が著しく向上する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如きセグメント組立装置においては、ボルト締結機７が
スライドフレーム４に対して、回転フレーム２の径方向
には移動できない構造となっているため、図９に示され
る如く、セグメント把持手段５に把持された六角形状セ
グメント１を、一旦前方へ移動させた後、回転フレーム
２の径方向外周側へ移動させる際には、六角形状セグメ
ント１の切羽側端面とシールドジャッキ２８のブロック
２８ａとの間にボルト締結機７が入り込めるだけの間隔
をあけておく必要がある。

【００２１】このようにボルト締結機７が入り込めるだ
けの間隔をあけておくためには、図９中、Ｂで示される
寸法を長くする必要があり、このためにはシールドジャ
ッキ２８を前方へずらして配置しなければならず、その
分、シールド掘進機８の円筒フレーム９が前方へ延長さ
れる形となって、シールド掘進機８の全長が長くなり、
装置全体の大型化並びにコストアップにつながるという
欠点を有していた。

【００２２】本発明は、斯かる実情に鑑み、六角形状セ
グメントの切羽側端面とシールドジャッキのブロックと
の間にボルト締結機が入り込めるだけの間隔をあけてお
くことを不要とし得、シールド掘進機の全長を長くせず
に装置全体の小型化並びにコストダウンを図り得るセグ
メント組立装置を提供しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、シールド掘進
機の円筒フレーム内に円周方向へ回転し得るよう配設さ
れた回転フレームに、該回転フレームの径方向へ移動可
能な吊ビームを取り付け、該吊ビームに回転フレームの
軸心線方向へ移動可能となるようスライドフレームを取
り付け、該スライドフレームに、セグメントを把持する
セグメント把持手段を設けると共に、セグメントの切羽
側端面から挿通されるセグメント連結用のボルトを締め
付けるためのボルト締結機を配設したセグメント組立装
置において、ボルト締結機を、回転フレームの径方向中
心側の待避位置と、回転フレームの径方向外周側の締結
位置との間で移動させ得る待避機構を具備せしめたこと
を特徴とするセグメント組立装置にかかるものである。

【００２４】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２５】シールド掘進機により掘削したシールドに
セグメントを取り付ける際には、先ず、セグメントをセ
グメント組立装置のセグメント把持手段によって把持
し、続いて、待避機構の作動により、ボルト締結機を待
避位置に待避させた状態で、回転フレームを必要に応じ
てセグメントを取り付けるべき円周方向位置まで回転さ
せると共に、スライドフレームを所要量だけ前方へ移動
させた後、吊ビームを回転フレームの径方向外周側へ移
動させ、前記スライドフレームを所要量だけ後方へ戻す
ように移動させ、既設のセグメント間に形成された凹所
に、前記セグメント把持手段に把持されたセグメントを
嵌合せしめ、この後、待避機構の作動によりボルト締結
機を締結位置に移動させる。

【００２６】前記ボルト締結機が締結位置に移動した
ら、該ボルト締結機によりボルトを締め付け、セグメン
トを既設のセグメントに対して固定する。

【００２７】本発明のセグメント組立装置においては、
ボルト締結機がスライドフレームに対して、回転フレー
ムの径方向に移動でき待避可能な構造となっているた
め、セグメント把持手段に把持されたセグメントを、一
旦前方へ移動させた後、回転フレームの径方向外周側へ
移動させる際に、セグメントの切羽側端面とシールドジ
ャッキのブロックとの間には、ボルト締結機が入り込め
るだけの間隔をあけておく必要はなくなる。

【００２８】この結果、シールドジャッキを前方へずら
して配置しなくてもよく、後方へずらして配置すること
が可能となり、その分、シールド掘進機の円筒フレーム
が前方へ延長されなくなって、シールド掘進機の全長が
短くなり、装置全体の小型化並びにコストダウンにつな
がることとなる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００３０】図１〜図５は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図６〜図１３と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしており、基本的な構成は図６〜図１
３に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴と
するところは、図１〜図５に示す如く、ボルト締結機７
を、回転フレーム２の径方向中心側の待避位置と、回転
フレーム２の径方向外周側の締結位置との間で移動させ
得る待避機構２９を具備せしめた点にある。

【００３１】前記待避機構２９は、図１〜図５に示すよ
うに、一対の待避用ガイドロッド３０が突設された待避
用基台３１を、各待避用ガイドロッド３０が回転フレー
ム２の径方向へ延びるようスライドフレーム４に取り付
け、前記各待避用ガイドロッド３０に、その長手方向へ
摺動自在となるよう待避用スライドブロック３２を取り
付け、該待避用スライドブロック３２に、ボルト締結機
７の基台１９を一体に設け、前記待避用基台３１に取り
付けた待避用流体圧シリンダ３３のピストンロッド３３
ａの先端を待避用スライドブロック３２をつなぐ待避用
プレート３４に連結してなる構成を有しており、待避用
流体圧シリンダ３３を伸縮させることにより、ボルト締
結機７を回転フレーム２の径方向へ移動させ、回転フレ
ーム２の径方向中心側の待避位置と、回転フレーム２の
径方向外周側の締結位置とに切り換えて配置させ得るよ
うになっている。

【００３２】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００３３】シールド掘進機８により掘削したシールド
に六角形状セグメント１を取り付ける際には、先ず、図
示していないセグメント供給装置により搬入された六角
形状セグメント１を、セグメント組立装置のセグメント
把持手段５によって、図１及び図２に示す如く、吊り下
げた後、ジャッキ１７を突っ張って六角形状セグメント
１の内周面に押し付けると、該六角形状セグメント１は
ぐらついたりすることなく保持された状態となる。

【００３４】続いて、図１及び図２に示す如く、待避機
構２９の待避用流体圧シリンダ３３を伸長させ、ボルト
締結機７を待避位置に待避させた状態で、回転フレーム
２を必要に応じて六角形状セグメント１を取り付けるべ
き円周方向位置まで回転させると共に、図２に示す状態
から、流体圧シリンダ１６（図１参照）の作動によりス
ライドフレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量Ａ
だけ前方へ移動させた後、図３に示す状態から図４に示
す如く、流体圧シリンダ１３の作動により吊ビーム３を
回転フレーム２の径方向外周側へ移動させる。

【００３５】図４に示す状態から図５に示す如く、前記
流体圧シリンダ１６の反対方向への作動によりスライド
フレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量だけ後方
へ戻すように移動させ、既設の六角形状セグメント１間
に形成された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持
された六角形状セグメント１を嵌合せしめ、この後、待
避機構２９の待避用流体圧シリンダ３３を収縮させ、待
避用スライドブロック３２を待避用ガイドロッド３０に
沿って回転フレーム２の径方向外周側へ移動させると、
ボルト締結機７が締結位置に移動する。

【００３６】前記ボルト締結機７が締結位置に移動した
ら、従来と同様、六角形状セグメント１のボルト挿通孔
１ａとボルト挿通孔１ｂに挿通されたボルト６の頭部に
対し、各ボルト締結機７の流体圧シリンダ２７を所要量
だけ収縮させてソケットレンチ２５を嵌合させた後、該
ソケットレンチ２５を油圧モータ２１により回転駆動し
てボルト６を回転させると共に、これに連動する所要の
送り速度で前記流体圧シリンダ２７を収縮させてボルト
６を締め付け、六角形状セグメント１を既設の六角形状
セグメント１に対して固定する。

【００３７】本図示例のセグメント組立装置において
は、ボルト締結機７がスライドフレーム４に対して、回
転フレーム２の径方向に移動でき待避可能な構造となっ
ているため、図３に示す如く、セグメント把持手段５に
把持された六角形状セグメント１を、一旦前方へ移動さ
せた後、図４に示す如く、回転フレーム２の径方向外周
側へ移動させる際に、六角形状セグメント１の切羽側端
面とシールドジャッキ２８のブロック２８ａとの間に
は、ボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけてお
く必要はなくなる。

【００３８】この結果、図２及び図３中、Ｂ’で示され
る寸法は短くて済み、シールドジャッキ２８を前方へず
らして配置しなくてもよく、後方へずらして配置するこ
とが可能となり、その分、シールド掘進機８の円筒フレ
ーム９が前方へ延長されなくなって、シールド掘進機８
の全長が短くなり、装置全体の小型化並びにコストダウ
ンにつながることとなる。

【００３９】こうして、六角形状セグメント１の切羽側
端面とシールドジャッキ２８のブロック２８ａとの間に
ボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけておくこ
とを不要とし、シールド掘進機８の全長を短くして装置
全体の小型化並びにコストダウンを図り得る。

【００４０】尚、本発明のセグメント組立装置は、上述
の図示例にのみ限定されるものではなく、六角形状セグ
メントに限らず、通常のセグメントに対して適用するこ
とも可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のセグメン
ト組立装置によれば、六角形状セグメントの切羽側端面
とシールドジャッキのブロックとの間にボルト締結機が
入り込めるだけの間隔をあけておくことを不要とし得、
シールド掘進機の全長を短くして装置全体の小型化並び
にコストダウンを図り得るという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の正面図である。

【図２】本発明を実施する形態の一例の側面図であっ
て、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形
状セグメントをセグメント組立装置に搭載した初期の状
態を示す側面図である。

【図３】本発明を実施する形態の一例の側面図であっ
て、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形
状セグメントを前方へ移動させた状態を示す側面図であ
る。

【図４】本発明を実施する形態の一例の側面図であっ
て、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形
状セグメントを径方向外周側へ移動させた状態を示す側
面図である。

【図５】本発明を実施する形態の一例の側面図であっ
て、六角形状セグメントを既設の六角形状セグメント間
に嵌合させた後、ボルト締結機を締結位置に移動させた
状態を表わす側面図である。

【図６】六角形状セグメントの組立状態を表わす斜視図
である。

【図７】六角形状セグメントの組立状態を表わす平面図
である。

【図８】従来のセグメント組立装置の一例の正面図であ
る。

【図９】従来のセグメント組立装置の一例の側面図であ
る。

【図１０】図８のＸ部詳細図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。

【図１３】六角形状セグメントの組立状態を表わす正面
図である。

【符号の説明】

１ 六角形状セグメント（セグメント） ２ 回転フレーム ３ 吊ビーム ４ スライドフレーム ５ セグメント把持手段 ６ ボルト ７ ボルト締結機 ８ シールド掘進機 ９ 円筒フレーム ２８ シールドジャッキ ２８ａ ブロック ２９ 待避機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 研吾 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 荒川 賢治 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 鈴木 正 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機の円筒フレーム内に円周
   方向へ回転し得るよう配設された回転フレームに、該回
   転フレームの径方向へ移動可能な吊ビームを取り付け、
   該吊ビームに回転フレームの軸心線方向へ移動可能とな
   るようスライドフレームを取り付け、該スライドフレー
   ムに、セグメントを把持するセグメント把持手段を設け
   ると共に、セグメントの切羽側端面から挿通されるセグ
   メント連結用のボルトを締め付けるためのボルト締結機
   を配設したセグメント組立装置において、 ボルト締結機を、回転フレームの径方向中心側の待避位
   置と、回転フレームの径方向外周側の締結位置との間で
   移動させ得る待避機構を具備せしめたことを特徴とする
   セグメント組立装置。