JP2009249846A

JP2009249846A - 真円保持装置

Info

Publication number: JP2009249846A
Application number: JP2008096057A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Saito; 一男齊藤; Hajime Mori; 一森; Hiromi Tsuboi; 広美坪井
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】セグメント保持部材をセグメントリングの全周に亘って押し当て、セグメントの真円度を高精度に保持する。
【解決手段】掘進坑内で、真円の保持面３０を構成する４つの分割保持フレーム３１〜３４を、２本一対の伸縮コラム２、２の伸長方向の駆動とともに、各分割保持フレーム間の４つの伸縮装置３９〜４２を各分割保持フレームの拡張方向に駆動することにより、４つの分割保持フレーム３１〜３４間の繋ぎフレーム３５〜３８を介して真円状に緊張させて、セグメントＳの全周に亘って当接させセグメントリングＲの全周に亘って押し当てる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールド工法において掘進坑内に組み立てられるセグメントを所定の位置に保持保形し、セグメントリングの真円を保持する真円保持装置に関する。

一般に、シールド工法では、シールド掘進機のセグメント組立装置の後部でシールド本体又は後方作業台車に設けられた支持フレームに真円保持装置が配設され、この真円保持装置で、シールドトンネル内でセグメント組立装置により組み立てられたセグメントを所定の位置に保持、保形する手法が採られている。この場合、真円保持装置は垂直方向に伸縮する左右一対の伸縮コラムと、これら一対の伸縮コラムの上端部に設けられ、セグメントの内面に対応する円弧状の保持面を有するセグメント保持部材とを備え、左右の各伸縮コラムを伸長させて上部の円弧状のセグメント保持部材をセグメントの内面に押し当てることにより、セグメントリングの真円度を保持するようになっている。この種の真円保持装置は、特許文献１などに開示されている。

特開２０００−１９２７９３公報

しかしながら、従来の真円保持装置では、セグメント保持部材をセグメントリングの上部又は上下部に押し当てて、セグメントリングの真円度を保持するようにしているため、掘進坑内において比較的大きい上下方向の土圧負荷に対しては高強度で正確な真円度を保持することができるが、水平方向の負荷に対しては弱く、セグメントリングの真円度を高精度に保持することができないという問題がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するもので、この種の真円保持装置において、セグメント保持部材をセグメントリングの全周に亘って押し当て、セグメントの真円度を高精度に保持すること、を目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明の真円保持装置は、シールド掘進機のセグメント組立装置の後部でシールド本体又は後方作業台車に設けられた支持フレームに、垂直方向に伸縮する一対の伸縮コラムと、前記各伸縮コラムの上端部及び下端部に設けられ、セグメントの内面に対応する保持面を有するセグメント保持部材とを備え、前記セグメント組立装置により組み立てられたセグメントを所定の位置に保持し、保形する真円保持装置において、前記セグメント保持部材は、真円の保持面を構成し、外周方向に向けて拡張可能な複数の分割保持フレームと、前記各分割保持フレーム間に挿通配置され、前記真円の拡張により、前記各分割保持フレーム間を繋ぎ、当該拡張された真円を緊張状態に保持する繋ぎフレームと、前記各分割保持フレーム間にリンク結合され、前記各分割保持フレームを拡張及び収縮方向に駆動する伸縮装置とを備え、前記複数の分割保持フレームを拡張して、前記セグメントの全周に亘って押し当てる、ことを要旨とする。

本願発明の真円保持装置によれば、上記の構成により、掘進坑内で、真円の保持面を構成する複数の分割保持フレームを、一対の伸縮コラムの伸長方向の駆動とともに、各分割保持フレーム間の伸縮装置を各分割保持フレームの拡張方向に駆動することにより、各分割保持フレーム間の繋ぎフレームを介して真円状に緊張させて、セグメントの全周に亘って当接させ、セグメントリングの全周に亘って押し当てるので、セグメントの真円度を高精度に保持することができる、という本願発明独自の格別な効果を奏する。

この発明の一実施の形態について、図１を用いて説明する。図１に示すように、真円保持装置１は、垂直方向に伸縮する一対の伸縮コラム２、２と、これら伸縮コラム２、２の上端部及び下端部に取り付けられ、セグメントＳの内面に対応する保持面３０を有するセグメント保持部材３とを備え、シールド掘進機のセグメント組立装置の後部でシールド本体又は後方作業台車に設けられた支持フレームＦに、シールド軸方向に移動自在な支持台車を介して配設される。なお、ここでは、セグメント組立装置、支持台車などは既存の装置が採用されるので、これらの装置については説明を省略し、真円保持装置１の各部の構成についてのみ詳しく説明することにする。

一対の伸縮コラム２、２はそれぞれ伸縮装置内蔵の垂直方向伸縮コラムで、一対の垂直方向コラム２１、２１と、各垂直方向コラム２１、２１の内部に配設される上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕ及び下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄと、各垂直方向コラム２１、２１の上下部に上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕ及び下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄを介して取り付けられる上部可動コラム２３Ｕ、２３Ｕ及び下部可動コラム２３Ｄ、２３Ｄとにより構成される。この場合、各垂直方向コラム２１、２１は鋼材により所定の長さを有する長い筒形形状に形成され、内部に上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕ及び下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄのための固定部材２４、２４が設けられる。各上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕ及び各下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄはいずれも伸縮ジャッキが採用され、各上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕは各垂直方向コラム２１、２１内の上部側に上方に向けて伸縮可能に取り付けられ、下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄは各垂直方向コラム２１、２１内の下部側に下方に向けて伸縮可能に取り付けられる。各上部可動コラム２３Ｕ、２３Ｕ及び各下部可動コラム２３Ｄ、２３Ｄはいずれも鋼材により垂直方向コラム２１、２１内に挿通可能な所定の長さを有する短い柱状に形成され、垂直方向コラム２１、２１から突出される端部に三角形状の取付プレート２５Ｐ，２５Ｐ、２５Ｐ，２５Ｐが突設される。各上部可動コラム２３Ｕ、２３Ｕは各垂直方向コラム２１、２１の上部開口に挿通配置され、各上部伸縮装置２２Ｕ、２２Ｕに作動連結されて上下方向に駆動され、各下部可動コラム２３Ｄ、２３Ｄは各垂直方向コラム２１、２１の下部開口に挿通配置され、下部伸縮装置２２Ｄ、２２Ｄに作動連結されて上下方向に駆動される。この一対の伸縮コラム２、２は既述の支持フレームＦ上に設置された支持台車の左右両側に垂直方向に向けて取り付けられる。

セグメント保持部材３はリング状の部材で、複数の分割保持フレーム３１、３２、３３、３４と、複数の繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８と、複数の伸縮装置３９、４０、４１、４２とにより構成される。この場合、複数の分割保持フレーム３１、３２、３３、３４は同じ大きさ、同じ形状の４つの分割保持フレームからなり、それぞれ鋼材によりセグメントＳの内面に当接可能に中空の円弧形状に形成されて、その外周面にセグメントの保持面３０、３０、３０、３０が形成される。これら４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４は４つの保持面３０、３０、３０、３０全体が真円をなすリング状に、また外周方向に向けて拡張可能に構成される。これら４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４のうち、上下の各分割保持フレーム３１、３２にはそれぞれその内周面の両端付近に伸縮コラム・伸縮装置取付用の三角形の取付プレート３１Ｐ，３１Ｐ、３２Ｐ，３２Ｐが内方に向けて突設され、左右の各分割保持フレーム３３、３４にはそれぞれその内周面の両端付近に伸縮装置取付用の三角形の取付プレート３３Ｐ，３３Ｐ、３４Ｐ，３４Ｐが内方に向けて突設される。複数の繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８は４つの円弧状の繋ぎフレームからなり、それぞれ鋼材により各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間に挿通可能に、そしてこれら分割保持フレーム３１、３２、３３、３４の外周方向への移動により真円の保持面３０、３０、３０、３０が拡張されたときの各分割フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間に連繋可能に円弧形状される。これら４つの繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８はそれぞれ、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間で一端が一方の分割保持フレーム３１、３２の各開口内周面側に固定され、他端が他方の分割保持フレーム３３、３４の各開口内に差し込まれて、各分割保持フレーム３１、３２、３３、３４の外周方向への移動により真円の保持面３０、３０、３０、３０が外周方向に向けて拡張されると、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間で真円の一部をなし、当該拡張された真円を緊張した状態（つまり突っ張った）に保持する。複数の伸縮装置３９、４０、４１、４２は各分割保持フレーム３１、３２、３３、３４を拡張及び収縮方向に駆動する伸縮装置で４つの伸縮ジャッキで構成され、各伸縮装置３９、４０、４１、４２は本体の基端部が左右の各分割保持フレーム３３、３４の伸縮装置用の取付プレート３３Ｐ，３３Ｐ、３４Ｐ，３４Ｐに取付ピンＰ３，Ｐ３、Ｐ４，Ｐ４を介して軸支され、伸縮ロッドの先端が上下の各分割保持フレーム３１、３２の伸縮コラム・伸縮装置用の取付プレート３１Ｐ，３１Ｐ、３２Ｐ，３２Ｐに取付ピンＰ１，Ｐ１、Ｐ２，Ｐ２を介して軸支されて、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間、にリンク結合される。このようにしてセグメント保持部材３は上部の分割保持フレーム３１の各取付プレート３１Ｐ、３１Ｐが各伸縮コラム２、２の上部取付プレート２５Ｐ、２５Ｐに取り付け固定されるとともに、下部の分割保持フレーム３２の各取付プレート３２Ｐ、３２Ｐが各伸縮コラム２、２の下部取付プレート２５Ｐ、２５Ｐに取り付け固定されて各伸縮コラム２、２の周囲に取り付けられ、支持フレームＦの周囲に配置される。

このようにして真円保持装置１が支持フレームＦに組み付けられ、２本一対の伸縮コラム２、２の伸縮装置２２Ｕ，２２Ｄ、２２Ｕ，２２Ｄとセグメント保持部材３の４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２で４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４を拡張して、セグメントＳの全周に亘って押し当てるようになっている。すなわち、掘進坑内において、シールド機のスキンプレート内でセグメント組立装置によりセグメントが組み立てられて、セグメントリングが形成されると、２本一対の伸縮コラム２、２の伸縮装置２２Ｕ，２２Ｄ、２２Ｕ，２２Ｄ及び４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２が同時に伸長駆動される。この場合、各垂直方向コラム２１、２１内で各伸縮装置２２Ｕ，２２Ｄ、２２Ｕ，２２Ｄの伸長により上下の各可動コラム２３Ｕ，２３Ｄ、２３Ｕ，２３Ｄが各垂直方向コラム２１、２１から上下方向に伸びて、上下の各分割保持フレーム３１、３２が外周方向に拡張し、上下２つの保持面３０、３０をセグメントリングＲの内面に当接し、押し当てるとともに、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間の４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２の伸長により左右２つの分割保持フレーム３３、３４が、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間に繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８を張り出しながら、外周方向に拡張して、左右２つの保持面３０、３０をセグメントリングＲの内面に当接し、押し当てる。そしてこれら４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４は繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８を介して真円状に緊張し、４つの保持面３０、３０、３０、３０が真円状に拡張されて、この真円の保持面３０、３０、３０、３０全体がセグメントリングＲの全周に押し当てられ、セグメントリングＲに加わる土圧による負荷を支持し、セグメントリングＲを真円に保持、保形する。このようにしてセグメントリングＲの保持、保形が完了すると、真円保持装置１は、セグメント保持部材３の４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２の収縮により左右２つの分割保持フレーム３３、３４が、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間の繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８を左右の各分割保持フレーム３３、３４内に収納しながら、内周方向に収縮してセグメントＳの内面から離れると同時に、２本一対の伸縮コラム２、２（の各伸縮装置２２Ｕ，２２Ｄ、２２Ｕ，２２Ｄ）の収縮駆動により上下２つの分割保持フレーム３１、３２が内周方向に収縮してセグメントＳの内面から離れて、これら４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４が（拡張前の）真円のリング状に戻される。そして、新たに組み立てられたセグメントリングの位置に移動されて、同様の動作が繰り返される。

以上説明したように、この真円保持装置１によれば、掘進坑内で、真円の保持面３０、３０、３０、３０を構成する４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４を、２本一対の伸縮コラム２、２の垂直方向の駆動とともに、各分割保持フレーム３１、３３間、各分割保持フレーム３３、３２間、各分割保持フレーム３２、３４間、各分割保持フレーム３４、３１間の４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２を各分割保持フレーム３１、３２、３３、３４の拡張方向に駆動することにより、４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４間の繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８を介して真円状に緊張させて、セグメントＳの全周に亘って当接させ、セグメントリングＲに全周に亘って押し当てるので、セグメントＳの真円度を高精度に保持することができる。

なお、この実施の形態では、セグメント保持部材３を４つの分割保持フレーム３１、３２、３３、３４と、４つの繋ぎフレーム３５、３６、３７、３８と、４つの伸縮装置３９、４０、４１、４２で構成したが、これら各部の数量は特に限定されるものではなく、セグメント保持部材３の分割数は任意であり、繋ぎフレームと伸縮装置の数はセグメント保持部材３の分割数によって適宜決定される。また、一対の伸縮コラム２、２の伸縮機構もまたこれに限定されるものではなく、公知の各種の形式に変更可能である。

本発明の一実施の形態における真円保持装置の正面図

符号の説明

Ｓセグメント
Ｒセグメントリング
Ｆ支持フレーム
１真円保持装置
２伸縮コラム
２１垂直方向コラム
２２Ｕ上部伸縮装置
２２Ｄ下部伸縮装置
２３Ｕ上部可動コラム
２３Ｄ下部可動コラム
２４固定部材
２５Ｐ、２５Ｐ、２５Ｐ、２５Ｐ取付プレート
３セグメント保持部材
３０、３０、３０、３０保持面
３１、３２、３３、３４分割保持フレーム
３５、３６、３７、３８繋ぎフレーム
３９、４０、４１、４２伸縮装置
３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐ取付プレート
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４取付ピン

Claims

シールド掘進機のセグメント組立装置の後部でシールド本体又は後方作業台車に設けられた支持フレームに、垂直方向に伸縮する一対の伸縮コラムと、前記各伸縮コラムの上端部及び下端部に設けられ、セグメントの内面に対応する保持面を有するセグメント保持部材とを備え、前記セグメント組立装置により組み立てられたセグメントを所定の位置に保持し、保形する真円保持装置において、
前記セグメント保持部材は、
真円の保持面を構成し、外周方向に向けて拡張可能な複数の分割保持フレームと、
前記各分割保持フレーム間に挿通配置され、前記真円の拡張により、前記各分割保持フレーム間を繋ぎ、当該拡張された真円を緊張状態に保持する繋ぎフレームと、
前記各分割保持フレーム間にリンク結合され、前記各分割保持フレームを拡張及び収縮方向に駆動する伸縮装置と、
を備え、
前記複数の分割保持フレームを拡張して、前記セグメントの全周に亘って押し当てる、
ことを特徴とする真円保持装置。