JP2581772Y2 - ルーフシールド装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はルーフシールド装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、幅員の大きい（扁平形状の）トン
ネルを構築する工法としては、図８乃至図１１に示すよ
うな工法が用いられている。すなわち、まず図８に示す
ように、左右に所要の間隔を配して平行に延びる２本の
底設導坑ａ，ｂを公知の手段によって掘削した後、両底
設導坑ａ，ｂの各外側と下側の隅角部には、図９に示す
ように、後にトンネルの側壁および道床の一部となる略
Ｌ字型のコンクリート壁ｃが打設により形成される。

【０００３】次に、この両コンクリート壁ｃ，ｃの底面
間を直線状に結ぶ線と、両コンクリート壁ｃ，ｃの外側
面間上方を半円状に結ぶ線により囲まれた範囲ｆ全体の
土砂を手掘り、或いはバックホー等の掘削機械により掘
削し、図１０に示すように、両コンクリート壁ｃ，ｃの
上側間に亘って半円状のシールド掘進装置Ａが掘削方向
へ移動自在に設置される。このシールド掘進装置Ａをト
ンネルの掘削に応じて前進させつつ、シールド掘進装置
Ａ後方で上記両コンクリート壁ｃ，ｃの下方の水平部分
間と上方の半円状部分間に亘ってそれぞれ公知の手段に
よりコンクリートを打設し、図１１に示すような幅員の
大きなトンネルＥを構築する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、前記従来のト
ンネル構築工法においては、左右両コンクリート壁の上
方向および下方向をそれぞれ結ぶ範囲、すなわちトンネ
ルのほぼ全断面に相当する広範囲の土砂を同時に掘削す
るために、掘削断面積が大となって切羽の土砂が崩壊し
て崩れ落ちる危険性があり、作業の安全上に問題を有す
るとともに、この広範囲な土砂を同時に掘削するために
はシールド掘進装置を大型としなければならず、その製
作費が高価となり、工事費が嵩む原因となっていた。

【０００５】このため、両底設導坑を結ぶルーフ下部の
土砂を上側部分と下側部分のように部分的に掘削し、上
側部分の掘削後、後部で自動的にセグメントを組立てる
ようにしたルーフシールド装置によりルーフシールドを
実施することが考えられるが、部分掘削した場合のルー
フの下部は間隔が狭く充分な作業スペースを確保するこ
とができないために、通常のシールド掘進装置に備えら
れるようなセグメント組立装置を適用することはできな
いという問題点がある。

【０００６】本考案は、上記従来の問題点を解決するた
め案出したもので、ルーフトンネルを安全且つ可及的廉
価に構築でき、しかもルーフシールドにおける上下間隔
が狭い空間でもセグメントの組立てが容易に行えるよう
にしたセグメント組立装置を備えたルーフシールド装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、左右に所要の
間隔を配して掘削された２本の底設導坑のそれぞれに敷
設した走行レールと、該両走行レールに跨がって走行可
能に設置したフレーム本体と、該フレーム本体の前側に
前記走行レールを跨ぐように配置した横行レールと、該
横行レールに沿って横行しつつトンネル前面の部分掘削
を行う掘削装置とを備えたルーフシールド装置であっ
て、前記フレーム本体の後部に、前記走行レールを跨ぐ
ように設置した組立装置用レールと、該組立装置用レー
ルに沿って横行駆動可能な横行台と、該横行台に上下方
向位置を調整可能に支持された昇降台と、該昇降台に平
行リンク機構を介して上下に平行移動可能に取り付けら
れ、上面にセグメントクランプ具を備えたセグメント掴
み装置と、前記平行リンク機構を上下に回動する回動駆
動装置とからなるセグメント組立装置を備えたことを特
徴とするルーフシールド装置、に係るものである。

【０００８】

【作用】本考案では、ルーフシールド装置における掘削
装置のカッタによりその前面の土砂を掘削した後、掘削
装置を横行レールに沿って所定位置まで横行させ、再び
その前面の土砂を掘削する。この掘削を繰返すことによ
り横行レール全幅、すなわち底設導坑間の前面の土砂を
リング状に掘削する。

【０００９】この掘削工程の間、セグメント組立装置に
よってルーフシールド装置背後のリング状掘削部外周面
にセグメントを組立てる。すなわち、セグメント搬送装
置からのセグメントをセグメント組立装置に受けるに当
り、先ず昇降台を下降すると共に、平行リンク機構を下
方に回動させてセグメント掴み装置を最下降位置とす
る。セグメント搬送台車を天井レールに沿って走行さ
せ、該セグメント走行台車に吊下げられたセグメントが
前記セグメント掴み装置の直上位置になるようにし、続
いて、セグメント搬送装置によりセグメントを下降して
セグメント掴み装置によりセグメントを掴み、その後セ
グメント搬送台車を後退させる。続いて、平行リンク機
構を上方に回動させてセグメントの前後位置を調節した
後、昇降台を上昇させてセグメントを既設セグメントの
前側に配置させて組付けを行う。前記セグメント掴み装
置を下降させ、再び前記と同様の作動を行って次のセグ
メントの組付けを行う。

【００１０】

【実施例】以下本考案に係るルーフシールド装置の実施
例を図面を参照しつつ説明する。図４乃至図７は本考案
を適用するルーフシールド装置の一例を示したもので、
図７に示すように地上から縦方向に掘削された立坑１か
ら、図４に示すように左右に所要の間隔を配して平行に
延びる２本の底設導坑２，３を手掘り或いは機械式手段
によって掘削し、該底設導坑２，３のそれぞれに、左右
の走行レール４，５を敷設し、この走行レールに沿って
走行してルーフトンネルの掘削を行う場合に適用したル
ーフシールド装置を示している。

【００１１】底設導坑２，３は、通常行われている公知
の補強手段によって補強されながら先行的に掘削され、
掘削された底設導坑２，３には後にトンネル壁の一部と
なるコンクリート壁面６が打設により形成される。又こ
のコンクリート打設時に、固定金具７の基部を一緒に埋
設し、該固定金具７にレール台８を固定して該レール台
８上に前記走行レ−ル４，５を敷設するようにしてい
る。また前記レール台８には、掘削土砂を外部に排出す
るための排出コンベア９を走行自在に取り付ける。

【００１２】前記底設導坑２，３の走行レール４，５上
に、ルーフシールド装置１０を載置する。ルーフシール
ド装置１０は、前記底設導坑２，３の上部間に跨がって
延びる中高の湾曲したフレーム本体１１を有しており、
該フレーム本体１１の両側下端に支持脚１２を介して取
り付けた走行台１３が前記走行レール４，５上を走行車
輪１４を介して走行するように載置されている。前記フ
レーム本体１１の上側には、前記底設導坑２，３の上部
間に延びる湾曲したルーフ１５が一体に固定されてお
り、該ルーフ１５の前側には油圧ジャッキ１６を備えた
ムーバブルフード１７が備えられ、更に後側には、湾曲
した組立装置用レール１８に沿って横行しながらルーフ
１５の後部にセグメント１９を組立てるセグメント組立
装置２０、及び組立てられた既設セグメント１９ａに反
力をとってルーフシールド装置１０を推進するための推
進ジャッキ２１が備えられている。

【００１３】また、前記ルーフシールド装置１０には前
記フレーム本体１１に沿って湾曲した横行レール２２が
取りつけられており、該横行レール２２に掘削装置２３
が備えられている。図示の場合、２台の掘削装置２３が
備えられている。掘削装置２３は、図４乃至図７に示す
ように、前記横行レール２２に沿って横行駆動される横
行台２４と、該横行台２４に対して前後に移動可能に支
持された移動ロッド２５と、該移動ロッド２５の前端に
上下に傾動可能に取付けられ回転によって前面の土砂を
掘削するようにした回転カッタ２６とを備えている。図
中、２７は底設導坑２，３間に形成されたリング状のル
ーフトンネルを示す。

【００１４】図１乃至図３は、前記ルーフシールド装置
の後部に備えられるセグメント組立装置２０の一実施例
を示すもので、前記フレーム本体１１の後部に、走行レ
ール４，５を跨ぐように組立装置用レール１８を設置
し、該組立装置用レール１８に横行台２８を横行可能に
設けると共に、組立装置用レール１８に設けた歯車２９
（ラック）と該歯車２９に噛合するピニオン３０を有し
た駆動モータ３１とからなる横行駆動装置３２によって
前記横行台２８の横行駆動を行うようにしている。前記
横行台２８に、上下スライドガイド３３を介して昇降台
３４を昇降可能に取り付け、且つ該昇降台３４と前記横
行台２８との間に、昇降台３４を昇降して上下位置を調
整するための昇降ジャッキ等からなる昇降駆動装置３５
を設ける。

【００１５】更に、前記昇降台３４の後方に、上面にセ
グメントクランプ具３６を備えた摺動フレーム３７を摺
動ロッド３８に沿って前後に位置調整可能に構成したセ
グメント掴み装置３９を配置し、該セグメント掴み装置
３９と前記昇降台３４との間を、セグメント掴み装置３
９を水平に保持した儘上下に平行移動させ得るようにし
た平行リンク機構４０を介して接続している。平行リン
ク機構４０は、昇降台３４とセグメント掴み装置３９と
の間を上下に回動自在に接続する上部リンク４１と、該
上部リンク４１の下側位置に平行に配置されて同様に上
下に回動自在に接続する同一長さを有した下部リンク４
２とから構成されており、このように構成された平行リ
ンク機構４０が幅方向に複数（図示では２個）備えられ
ている。

【００１６】又、前記上部リンク４１の長手方向中間位
置の相互間には、下方に突出したブラケット４３が設け
てあり、該ブラケット４３の下部位置と前記昇降台３４
との間には前記平行リンク機構４０を上下に回動させて
前記セグメント掴み装置３９を上下に平行移動させるた
めの回動駆動装置４４を設けている。

【００１７】又、前記セグメント組立装置２０の後方に
は、前記セグメント組立装置２０によって組立てられた
既設セグメント１９ａの下面に固定した天井レール４５
に沿ってトンネル掘進方向に走行し、吊り点４６を介し
て吊下げたセグメント１９を前記セグメント組立装置２
０のセグメント掴み装置３９上に降ろすように供給する
セグメント搬送台車４７が設けられている。

【００１８】次に、セグメント１９を組立てる手順を説
明する。セグメント搬送台車４７によって運ばれてきた
セグメント１９をセグメント組立装置２０に受けるに当
っては、先ず昇降台３４を下降すると共に、平行リンク
機構４０を下方に回動させてセグメント掴み装置３９を
最下降位置（図１中仮想線位置）とする。セグメント搬
送台車４７を天井レール４５に沿って走行させ、該セグ
メント搬送台車４７に吊下げられたセグメント１９が前
記セグメント掴み装置３９の直上位置になるようにす
る。

【００１９】次に、セグメント搬送台車４７によりセグ
メント１９を下降させてセグメント掴み装置３９上に載
置し、セグメントクランプ具３６によりクランプする。
セグメント１９がセグメント掴み装置３９に受け渡され
たらセグメント搬送台車４７を天井レール４５に沿って
後退させる。

【００２０】続いて、回動駆動装置４４を駆動して平行
リンク機構４０を上方に回動させてセグメント掴み装置
３９に支持されたセグメント１９が既設セグメント１９
ａの前側位置になるように前後位置を調節した後、昇降
ジャッキによる昇降駆動装置３５を縮小させて昇降台３
４を上昇させ、セグメント１９を既設セグメント１９ａ
に組付ける。セグメント掴み装置３９を下降させ、再び
前記と同様の作動を行って次のセグメント１９の組付け
を行う。

【００２１】

【考案の効果】本考案のルーフシールド装置によれば、
２本の底設導坑間のルーフトンネルをルーフシールド装
置により必要最小限の範囲で部分掘削することにより、
その掘削断面積を可及的に小さくし、切羽での土砂崩れ
を防止することができてルーフトンネルを安全に掘削で
きるばかりでなく、従来より小型のシールド掘進装置で
トンネルを構築できるので、それだけトンネル全体の工
事費を低廉とすることができると共に、ルーフシールド
装置の後部に横行するように設けたセグメント組立装置
のセグメント掴み装置を、平行リンク機構の回動による
上下の平行移動と、昇降台による昇降とを組合わせて行
うようにしているので、コンパクトな構成でセグメント
の受け取り及び前後位置の調節を行って組付けを行うこ
とができ、ルーフ下部の上下間隔が狭いスペースにおい
ても、容易且つ効率的な自動組立作業を行うことができ
る優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るルーフシールド装置におけるセグ
メント組立装置の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１のＡ方向矢視図である。

【図３】図１のＢ方向矢視図である。

【図４】トンネル掘進方向に向かって見たルーフシール
ド装置の一例を示すもので、図中左半分と右半分は異な
った位置から見た正面図である。

【図５】図４のＣーＣ矢視図である。

【図６】一部を省略して示す図５のＤーＤ矢視図であ
る。

【図７】本考案を適用するルーフシールド工法の一例を
示す側面図である。

【図８】従来のシールド工法の一例を示すもので、平行
した２本の底設導坑の施工を示す正面図である。

【図９】図８の作業後に実施する底設導坑内のコンクリ
ート壁形成状態を示す正面図である。

【図１０】図９の作業の後に実施するシールド掘進装置
の設置状態を示す正面図である。

【図１１】図１０の後に実施するシールド工法によって
施工された幅員の大きなトンネルの正面図である。

【符号の説明】

２，３・・・底設導坑 ４，５・・・走行レール １０・・・・ルーフシールド装置 １１・・・・フレーム本体 １５・・・・ルーフ １８・・・・組立装置用レール １９・・・・セグメント ２０・・・・セグメント組立装置 ２２・・・・横行レール ２３・・・・掘削装置 ２８・・・・横行台 ３４・・・・昇降台 ３６・・・・セグメントクランプ具 ３９・・・・セグメント掴み装置 ４０・・・・平行リンク機構 ４４・・・・回動駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−257284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221491（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/04 E21D 9/00 E21D 9/10 E21D 11/40

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に所要の間隔を配して掘削された２
   本の底設導坑のそれぞれに敷設した走行レールと、該両
   走行レールに跨がって走行可能に設置したフレーム本体
   と、該フレーム本体の前側に前記走行レールを跨ぐよう
   に配置した横行レールと、該横行レールに沿って横行し
   つつトンネル前面の部分掘削を行う掘削装置とを備えた
   ルーフシールド装置であって、前記フレーム本体の後部
   に、前記走行レールを跨ぐように設置した組立装置用レ
   ールと、該組立装置用レールに沿って横行駆動可能な横
   行台と、該横行台に上下方向位置を調整可能に支持され
   た昇降台と、該昇降台に平行リンク機構を介して上下に
   平行移動可能に取り付けられ、上面にセグメントクラン
   プ具を備えたセグメント掴み装置と、前記平行リンク機
   構を上下に回動する回動駆動装置とからなるセグメント
   組立装置を備えたことを特徴とするルーフシールド装
   置。