JP3013929B1 - Shield machine - Google Patents
Shield machineInfo
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- JP3013929B1 JP3013929B1 JP10289746A JP28974698A JP3013929B1 JP 3013929 B1 JP3013929 B1 JP 3013929B1 JP 10289746 A JP10289746 A JP 10289746A JP 28974698 A JP28974698 A JP 28974698A JP 3013929 B1 JP3013929 B1 JP 3013929B1
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- spreader
- steel pipe
- hydraulic cylinder
- tunnel
- Prior art date
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】セグメントの組付け作業を簡単化しその能率を
高め、掘削土の量を少なくし、セグメントを変形させる
ことなく土水圧荷重を覆工済みセグメントで支持するこ
とができるシールド掘進方法及びシールド掘進機を提供
する。
【解決手段】周方向に2分割又は3分割した周方向長さ
を有する断面円弧状の鋼管分割体セグメントSをトンネ
ル内面に覆工するエレクター6を設け、排土設備7のコ
ンベヤ14に遊外嵌する状態に配設されて掘進機本体2
に連結された荷重伝達部材18を設け、荷重伝達部材1
8に装備され左右両側へ進退可能な1対の腕部材24a
を有するグリップ機構24と、覆工済みセグメントSb
の内面に固定され且つ腕部材24aを掘進方向と反対側
から受け止めるストッパ部材25とを有する土水圧荷重
支持装置23を設けたので、ボルト接合作業等が低減
し、セグメント組付け作業が簡単化する。Kind Code: A1 A shield excavation method that simplifies and improves the efficiency of assembling a segment, reduces the amount of excavated soil, and supports a soil pressure load with a reinforced segment without deforming the segment. And a shield machine. An erector (6) for covering a steel pipe segment (S) having an arc-shaped cross section having a circumferential length divided into two or three in the circumferential direction on the inner surface of a tunnel is provided. Excavator body 2 which is arranged in a fitted state
The load transmitting member 18 is connected to the
8 and a pair of arm members 24a capable of moving back and forth to the left and right sides.
Mechanism 24 having
And a stopper member 25 for receiving the arm member 24a from the side opposite to the excavation direction is provided, so that the bolting operation and the like are reduced, and the segment assembling operation is simplified. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機に
関し、特にトンネル内周を周方向に2分割または3分割
した断面円弧状の鋼管分割体セグメントを覆工するエレ
クターを設けたシールド掘進機に関する。The present invention relates to the sheet relates Rudo excavator, Jer especially lining the two-division or three steel split body segments divided <br/> the cross-section arcuate tunnel inner circumferentially
The present invention relates to a shield machine equipped with a shield machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】 各種のシールド坑(上下水道用トンネ
ル、地下鉄用トンネル、通信ケーブル用トンネル、共同
溝用トンネルなど)をシールド工法により構築する為の
掘削装置としてシールド掘進機が広く実用に供されてい
る。このシールド掘進機は、一般に、掘進機本体と、こ
の掘進機本体の前端部に回転可能に設けられたカッター
ヘッドと、カッターヘッドを正逆回転駆動する駆動機構
と、掘進機本体の外面部の後胴内に配設されトンネル軸
方向(以後、単に軸方向という)に所定長さ掘削する毎
に、トンネル内面を複数のセグメントで順次覆工してい
く為のエレクターと、複数のシールドジャッキと、排土
設備等を有する。シールドジャッキは、覆工済みセグメ
ントの前端に反力をとり掘進の際に掘進機本体を推進さ
せる。排土設備は、カッターヘッドで掘削した掘削土や
その掘削土を含む泥水を地上へ搬出する機能を有する。2. Description of the Related Art A shield excavator is widely used as a drilling device for constructing various shield tunnels (water and sewage tunnels, subway tunnels, communication cable tunnels, tunnels for common ditch, etc.) by a shield method. ing. Generally, this shield excavator generally includes an excavator main body, a cutter head rotatably provided at a front end of the excavator main body, a driving mechanism for driving the cutter head to rotate forward and reverse, and an outer surface of the excavator main body. An erector arranged in the rear trunk for lining the tunnel inner surface with a plurality of segments each time a predetermined length is excavated in a tunnel axial direction (hereinafter, simply referred to as an axial direction), and a plurality of shield jacks. , And earth removal facilities. The shield jack takes a reaction force at the front end of the reinforced segment to propel the excavator body during excavation. The earth discharging facility has a function of carrying excavated soil excavated by the cutter head and muddy water containing the excavated soil to the ground.
【0003】前記セグメントとして、従来は軸方向に所
定長さでトンネル内周面を複数分割(一般的に6分割ま
たは7分割)した大きさのコンクリート製セグメントま
たは鋼製のスキンプレートと桁部材とリブ等からなる鋼
製セグメントが適用されている。これらコンクリート製
セグメントおよび鋼製セグメントは、外圧である土水圧
に耐えるため、所定厚さ(鋼製セグメントでは所定の桁
部材高さ)のもの(具体的には100〜175mm程度
の厚さのもの)が適用されている。Conventionally, a concrete segment or a steel skin plate having a predetermined length in the axial direction and a plurality of (generally 6 or 7) divided inner circumferential surfaces of the tunnel in the axial direction and a beam member are used as the segments. Steel segments consisting of ribs and the like are applied. These concrete segments and steel segments have a predetermined thickness (a predetermined girder member height for a steel segment) (specifically, a thickness of about 100 to 175 mm) in order to withstand the external pressure of earth and water. ) Is applied.
【0004】前記セグメントをトンネル内周面に組付け
る際には、トンネルを所定長さ(1リング分)掘削する
毎にトンネルの掘削を停止し、この停止状態でセグメン
ト組付け位置のシールドジャッキのロッド部のみを退入
してセグメント組付け位置に間隙を形成する。その他の
シールドジャッキは覆工済みセグメントに土水圧荷重を
伝達する。このように、複数のシールドジャッキのうち
の大部分は、土水圧荷重を受けて掘進機本体が後退しな
いように常時支持されている。When assembling the segment on the inner peripheral surface of the tunnel, the excavation of the tunnel is stopped every time the tunnel is excavated for a predetermined length (for one ring). Only the rod portion is retracted to form a gap at the segment assembling position. Other shield jacks transfer earth pressure loads to the lining segments. As described above, most of the plurality of shield jacks are always supported so that the excavator main body does not retreat under the earth pressure load.
【0005】続いてセグメントをエレクターで把持し上
述した間隙のセグメント組付け位置に仮組みする。この
後シールドジャッキの後方でこのシールドジャッキのロ
ッド部に押圧されて組付けられる。このように複数のセ
グメントがトンネル内周面に順次組付けられ1リング分
のセグメントリングが組付けられる。尚、周方向および
軸方向に隣接するセグメント同士は、エレクターに設け
られたボルト締結装置等を用いてボルト・ナットで連結
される。[0005] Subsequently, the segments are gripped by an erector and temporarily assembled at the above-described segment assembly position in the gap. Thereafter, the shield jack is pressed behind the rod portion of the shield jack and assembled. In this manner, a plurality of segments are sequentially assembled on the inner peripheral surface of the tunnel, and a segment ring for one ring is assembled. The segments adjacent in the circumferential direction and the axial direction are connected by bolts and nuts using a bolt fastening device or the like provided on the erector.
【0006】一方、特開平10−148098号公報に
は、セグメント同士を連結する為のボルト・ナットを必
要としないシールド掘進機が記載されている。即ち、こ
のシールド掘進機には、軸方向に所定長さを有し周方向
の1箇所で分断されたリング状の鋼管セグメント(以
後、単に鋼管セグメントという)が適用され、この鋼管
セグメントでトンネル内面が順次覆工される。この鋼管
セグメントでトンネル内面を覆工する為に、前記シール
ド掘進機の後胴内部を挿通してトンネルの中心部を後方
に延びるグリッパー支持管と、このグリッパー支持管に
外嵌状に設けられ鋼管セグメントを径拡大方向に拡張さ
せる拡張装置と、グリップ装置とが設けられている。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-148098 discloses a shield machine which does not require bolts and nuts for connecting segments. In other words, a ring-shaped steel pipe segment having a predetermined length in the axial direction and divided at one point in the circumferential direction (hereinafter simply referred to as a steel pipe segment) is applied to the shield machine. Are sequentially lined. In order to lining the inner surface of the tunnel with the steel pipe segment, a gripper support pipe extending through the rear body of the shield machine and extending rearward in the center of the tunnel, and a steel pipe provided in an outer fitting manner on the gripper support pipe. An expansion device for expanding the segment in the radially expanding direction and a grip device are provided.
【0007】前記グリップ装置は、後胴の後端よりも後
方へ張り出したグリッパー支持管の後部に外嵌状に設け
られた1対のグリッパーと、それらグリッパーをグリッ
パー支持管に軸方向移動可能に支持する筒体と、その筒
体の軸方向の位置を切換える位置切換え機構とを有す
る。筒体はグリッパー支持管に摺動可能に外嵌され1対
のグリッパーがグリップ機能状態になると弾性変形して
グリッパー支持管に固定状態となる。1対のグリッパー
は、夫々筒体の外周部の周方向4等分位置に放射状に固
定された油圧シリンダと、それら油圧シリンダのロッド
先端部に連結されたグリップ部材とを有する。The grip device includes a pair of grippers provided on the rear portion of the gripper support tube projecting rearward from the rear end of the rear trunk, and a pair of the grippers that can be axially moved to the gripper support tube. It has a cylindrical body to support and a position switching mechanism for switching the axial position of the cylindrical body. The cylindrical body is slidably fitted to the gripper support tube, and when the pair of grippers is brought into a grip function state, the cylinder body is elastically deformed to be fixed to the gripper support tube. Each of the pair of grippers has a hydraulic cylinder fixed radially at a position equally divided into four parts in a circumferential direction of an outer peripheral portion of the cylindrical body, and a grip member connected to a rod tip of the hydraulic cylinder.
【0008】前記油圧シリンダのピストンロッドを伸長
させると、4つのグリップ部材が覆工済み鋼管セグメン
トの内面に密着するとともに筒体が弾性変形してグリッ
プ状態となり、覆工済み鋼管セグメントに対してグリッ
パー支持管が強固に固定される。よって、土水圧荷重は
グリッパー支持管から筒体に伝達され、油圧シリンダを
経由してグリップ部材に伝達され、覆工済み鋼管セグメ
ントに伝達される。When the piston rod of the hydraulic cylinder is extended, the four grip members come into close contact with the inner surface of the reinforced steel pipe segment, and the cylinder body is elastically deformed to be in a gripping state. The support tube is firmly fixed. Therefore, the soil water pressure load is transmitted from the gripper support pipe to the cylinder, transmitted to the grip member via the hydraulic cylinder, and transmitted to the reinforced steel pipe segment.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】 上述したようにトン
ネル周方向に複数分割されたセグメントを適用する場合
は、トンネルを所定長さ掘進する毎に、複数のセグメン
トを1個ずつ、トンネル内面に持ち上げて位置決めし、
軸方向および周方向に隣接するセグメントに対して夫々
ボルトで接合しなければならない。このように、セグメ
ントの分割数が多いため、セグメント組付け作業とボル
ト接合作業の負荷が多くなり、セグメント組立作業の作
業時間が長くかかるので工期が長くなり不利となる。In the case of applying a plurality of segments divided in the circumferential direction of the tunnel as described above, each time the tunnel is dug a predetermined length, the plurality of segments are lifted one by one to the inner surface of the tunnel. Position
The axially and circumferentially adjacent segments must be bolted respectively. As described above, since the number of segment divisions is large, the load of the segment assembling operation and the bolt joining operation is increased, and the operation time of the segment assembling operation is lengthened.
【0010】前記セグメントは、所定厚さのものが適用
されるので、所望のセグメントリングの内径寸法にする
には、掘削するトンネル内径を、この厚さ分を見込んで
セグメントリングの内径よりも例えば200mm〜35
0mm程度大きくしなければならない。それ故、掘削す
る掘削土の量が多くなり、大型のシールド掘進機が必要
となり掘削効率が悪い。Since the segment has a predetermined thickness, the inner diameter of the tunnel to be excavated is set to be, for example, smaller than the inner diameter of the segment ring in consideration of the thickness in order to obtain the desired inner diameter of the segment ring. 200mm ~ 35
It must be about 0 mm larger. Therefore, the amount of excavated soil to be excavated is increased, and a large shield excavator is required, resulting in poor excavation efficiency.
【0011】前記特開平10−148098号公報に記
載のシールド掘進機では、掘進停止中、土水圧荷重によ
り掘進機本体が後退するのを防止するため、グリップ装
置の油圧シリンダのピストンロッドを伸長させ4つのグ
リップ部材を覆工済み鋼管セグメントの内面に押圧密着
させることで強固にグリップし、土水圧荷重を最終的に
覆工済み鋼管セグメントに伝達している。しかし、土水
圧荷重は、地上からの深さによって異なるが、トンネル
直径が例えば2〜3mクラスのシールド坑では、100
〜300tonもの大きさになる。In the shield machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-148098, the piston rod of the hydraulic cylinder of the grip device is extended to prevent the body of the machine from retreating by earth pressure when the excavation is stopped. The four grip members are firmly gripped by pressing and contacting the inner surface of the reinforced steel pipe segment, and the soil water pressure load is finally transmitted to the reinforced steel pipe segment. However, the soil water pressure load varies depending on the depth from the ground.
It is as large as ~ 300 tons.
【0012】この場合、グリッパーの押圧力は、グリッ
パーの摩擦係数を0.2として約500〜1500to
nになる。このような大きな押圧力で鋼管セグメントの
内面を直交状に押圧すると、鋼管セグメントが変形し鋼
管セグメント同士を連結する継手部より漏水が発生する
という問題がある。組み立てようとするセグメントはリ
ング状(2分割又は3分割の鋼管分割体セグメントが一
体となったもの)で既設セグメントに組み立てるため、
シールドジャッキで反力をとるとすれば、シールドジャ
ッキが干渉するという問題がある。In this case, the pressing force of the gripper is about 500 to 1500 tons when the friction coefficient of the gripper is 0.2.
n. When the inner surface of the steel pipe segment is pressed orthogonally by such a large pressing force, there is a problem that the steel pipe segment is deformed and water leaks from a joint connecting the steel pipe segments. The segments to be assembled are ring-shaped (two or three steel tube segments are integrated) and assembled to the existing segment.
If a reaction force is taken by the shield jack, there is a problem that the shield jack interferes.
【0013】本発明の目的は、セグメントの組付け作業
を簡単化しその能率を高めること、掘削土の量を少なく
すること、セグメントを変形させることなく土水圧荷重
を覆工済みセグメントで支持すること、等である。[0013] It is an object of the present invention to simplify and increase the efficiency of assembling the segments, reduce the amount of excavated soil, and support the soil pressure load with the reinforced segments without deforming the segments. , Etc.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1のシールド掘進
機は、掘進機本体と、掘進機本体の外面部の前胴及び後
胴と、カッターヘッドと、カッターヘッドを回転駆動す
るヘッド駆動手段と、複数のシールドジャッキとを備え
たシールド掘進機において、排土設備のコンベヤに遊外
嵌する状態に配設されて掘進機本体に連結された筒状の
荷重伝達部材を設け、トンネル内周を周方向に2分割又
は3分割した周方向長さを有する断面円弧状の鋼管分割
体セグメントを把持してトンネル内面に覆工するエレク
ターを設け、このエレクターを荷重伝達部材に回転可能
に支持し且つ覆工済みセグメントよりもトンネル掘進方
向前側において複数の鋼管分割体セグメントをリング状
に組立てるように構成し、前記エレクターに、鋼管分割
体セグメントを把持する為のセグメント把持手段であっ
て、鋼管分割体セグメントを保持するセグメント保 持具
と、鋼管分割体セグメントの周方向両端部をトンネル内
面へ拡張可能な少なくとも1対の第1のスプレッダ機構
を有するセグメント把持手段を設け、前記荷重伝達部材
に装備され左右両側へ進退可能な1対の腕部材を有する
グリップ機構と、覆工済みの鋼管分割体セグメントの内
面に固定され且つグリップ機構の左右1対の腕部材を掘
進方向と反対側から受け止める複数のストッパ部材とを
備えた土水圧荷重支持装置を設けたことを特徴とするも
のである。A shield excavating device according to claim 1.
The excavator consists of the body of the excavator and the front and rear of the outer surface of the body of the excavator.
Rotate the torso, cutter head, and cutter head
Head driving means and a plurality of shield jacks
The excavator on the conveyor of the earth removal equipment
A cylindrical tube connected to the excavator body
Provide a load transmitting member and divide the inner circumference of the tunnel into two parts in the circumferential direction.
Is an arc-shaped steel pipe division having a circumferential length divided into three
Elec holding body segment and lining inside tunnel
The erector can be rotated as a load transmitting member.
And tunneling more than reinforced segments
Multiple pipe segment segments in a ring shape on the front side
The erector is divided into steel pipes.
A segment gripping means for gripping a body segment
Te, segment coercive jig for holding steel tube divided body segment
And both ends in the circumferential direction of the steel pipe segment in the tunnel
At least one pair of first spreader mechanisms extendable to a surface
The load transmitting member is provided.
Equipped with a pair of arm members that can move forward and backward on both sides
The gripping mechanism and the inside of the reinforced steel pipe segment
Digging a pair of left and right arm members of the grip mechanism fixed to the surface
With a plurality of stopper members received from the opposite side
And it is characterized in the this provided a soil pressure load support apparatus having.
【0015】シールド掘進の際には、複数のシールドジ
ャッキで覆工済みセグメントの前端に反力をとりながら
掘削していく。軸方向にセグメントリングの1リング分
掘進する毎に、掘削したトンネルの内面にエレクターに
より断面円弧状の鋼管分割体セグメントを覆工してい
く。この覆工に際しては掘削を停止し、土水圧荷重支持
装置のグリップ機構の1対の腕部材を、左右両側へ伸ば
して覆工済みの鋼管分割体セグメントの内面に固定され
た複数のストッパ部材を掘進方向と反対側から受け止
め、この後、シールドジャッキのロッドを収縮させ、覆
工済みセグメントよりも掘進方向前側において、複数の
鋼管分割体セグメントをエレクターによりリング状のセ
グメントリングに組立てる。When excavating the shield, excavation is performed while applying a reaction force to the front end of the reinforced segment with a plurality of shield jacks. Each time one ring of the segment ring is excavated in the axial direction, the inner surface of the excavated tunnel is lined with a steel pipe segment having an arc-shaped cross section by an erector. During this lining, the excavation was stopped and the soil pressure load was supported.
Extend a pair of arm members of the grip mechanism of the device to the left and right sides
Fixed to the inner surface of the lined steel pipe segment
Received multiple stopper members from the side opposite to the excavation direction
Thereafter, the rod of the shield jack is contracted , and a plurality of steel pipe segment segments are assembled into a ring-shaped segment ring by an erector on the forward side of the reinforced segment in the excavation direction.
【0016】このとき、エレクターにおいては、そのセ
グメント把持手段のセグメント保持具で鋼管分割体セグ
メントを保持し、1対の第1のスプレッダー機構により
鋼管分割体セグメントの周方向両端部をトンネル内面に
拡張しながら鋼管分割体セグメントを組付ける。続い
て、複数のシールドジャッキを伸長してセグメントリン
グを、覆工済みセグメント側へ移動させて、覆工済みセ
グメントの前端に当接させ順次覆工していく。At this time, in the erector,
Steel tube segment with segment holder of segment gripping means
And a pair of first spreader mechanisms
Both ends in the circumferential direction of the steel pipe segment are placed inside the tunnel.
Assemble the pipe segment while expanding. Subsequently, the plurality of shield jacks are extended to move the segment ring to the wrapped segment side, abut on the front end of the wrapped segment, and sequentially wrap.
【0017】セグメントの周方向の分割数が2分割また
は3分割に減少するので、少なくともボルト接合作業が
低減し、セグメント組立て作業の作業時間が短くなる。
鋼管分割体セグメントをエレクターによりリング状のセ
グメントリングに組み立てておいてこのセグメントリン
グを移動させて覆工するので、セグメント組立て作業が
簡単化する。更に組付け精度誤差も補正しやすい。それ
故、工期を短縮することができる。 Since the number of segments in the circumferential direction of the segment is reduced to two or three, at least the bolting operation is reduced, and the operation time of the segment assembling operation is shortened.
Since the segment of the steel pipe segment is assembled into a ring-shaped segment ring by an erector and the segment ring is moved and covered, the segment assembling operation is simplified. Further, the assembly accuracy error can be easily corrected. Therefore, the construction period can be shortened .
【0018】前記土水圧荷重支持装置は、腕部材を掘進
方向と反対側から受け止めるストッパ部材を有すること
から、鋼管分割体セグメントの内面に大きな押圧力を作
用させて土水圧荷重を支持する必要もないので、薄肉の
鋼管分割体セグメントを適用可能となる。それ故、掘削
土量も少なくできる。よって、シールド掘進機を大型の
ものにする必要がなくなる。[0018] Before Kido hydraulic load support device, since it has a stopper member for receiving the arm member from the side opposite to the excavation direction, necessary to support the soil pressure load by applying a large pressing force to the inner surface of the steel pipe divided body segment Therefore, a thin steel pipe segment segment can be applied. Therefore, the amount of excavated soil can be reduced. Therefore, it is not necessary to increase the size of the shield machine.
【0019】請求項2のシールド掘進機は、請求項1の
発明において、前記エレクターに、前記1対の第1のス
プレッダ機構と並行的に、鋼管分割体セグメントの周方
向両端付近部をトンネル内面へ拡張可能な1対の第2の
スプレッダ機構を設けたことを特徴とするものである。
例えば、新たに組付けた鋼管分割体セグメントを1対の
第1のスプレッダ機構で拡張させつつ、先に組付けた鋼
管分割体セグメントを1対の第2のスプレッダ機構で拡
張させることができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a shield machine according to the first aspect.
In the invention, the pair of first switches is provided to the erector.
In parallel with the feeder mechanism, around the steel pipe segment
A pair of second ends that can be extended to the inside of the tunnel
A spreader mechanism is provided.
For example, a newly assembled steel pipe segment
While expanding with the first spreader mechanism, the steel
The pipe segment is expanded by a pair of second spreader mechanisms.
Can be stretched.
【0020】請求項3のシールド掘進機は、請求項1又
は2の発明において、前記第1のスプレッダ機構は、鋼
管分割体セグメントの周方向端部のフランジ継手部の嵌
合孔に嵌脱可能なクランプ用油圧ジャッキを有すること
を特徴とするものである。 第1のスプレッダ機構のクラ
ンプ用油圧ジャッキにより鋼管分割体セグメントの周方
向端部のフランジ継手部をクランプすることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a shield machine.
In the second invention, the first spreader mechanism is made of steel
Fitting of flange joint at circumferential end of pipe segment
Having a hydraulic jack for clamps that can be inserted into and removed from the holes
It is characterized by the following. The first spreader mechanism
Around the steel pipe segment by hydraulic pump jack
The flange joint at the opposite end can be clamped.
【0021】請求項4のシールド掘進機は、請求項2の
発明において、前記第1のスプレッダ機構は、スプレッ
ダ部材と、このスプレッダ部材を移動駆動可能な把持用
油圧シリンダと、この把持用油圧シリンダを揺動駆動可
能な揺動用油圧シリンダとを有し、前記第2のスプレッ
ダ機構は、スプレッダ部材と、このスプレッダ部材を移
動駆動可能な把持用油圧シリンダと、この把持用油圧シ
リンダを揺動駆動可能な揺動用油圧シリンダとを有する
ことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a shield machine according to the second aspect.
In the invention, the first spreader mechanism comprises a spreader.
For holding the spreader member and the spreader member.
The hydraulic cylinder and the gripping hydraulic cylinder can be driven to swing.
A hydraulic cylinder for oscillating.
The spreader mechanism transfers the spreader member and the spreader member.
A hydraulic cylinder for gripping that can be dynamically driven and a hydraulic cylinder for gripping
A swing hydraulic cylinder capable of swinging the cylinder
It is characterized by the following.
【0022】第1、第2のスプレッダ機構において、夫
々、把持用油圧シリンダによりスプ レッダ部材を鋼管分
割セグメントに対して移動させ、揺動用油圧シリンダに
よりスプレッダ部材を揺動駆動する。 In the first and second spreader mechanisms,
S, steel component a spray spreader member by gripping the hydraulic cylinder
To the split hydraulic cylinder
The spreader member is driven to swing.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
シールド掘進機について図面を参照して説明する。但
し、以下の説明はシールド掘進方法についての説明をも
含む。尚、掘進方向に向かって前後左右方向をそれぞれ
前後左右として説明する。本実施形態に係るシールド掘
進方法及びシールド掘進機は、トンネル内周を周方向に
2分割または3分割した周方向長さを有する断面円弧状
の鋼管分割体セグメントを用いてトンネルの内面に覆工
するシールド掘進方法及びシールド掘進機である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A shield machine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following description also includes a description of the shield excavation method. Note that the front, rear, left, and right directions toward the excavation direction will be described as front, rear, left, and right. The shield excavation method and the shield excavator according to the present embodiment cover the inner surface of the tunnel using a steel pipe segment having an arc-shaped cross section having a circumferential length obtained by dividing the inner periphery of the tunnel into two or three in the circumferential direction. Shield excavation method and shield excavation machine.
【0024】図1、図2に示すように、シールド掘進機
1は、掘進機本体2と、この掘進機本体2の外面部の前
胴2a及び後胴2bと、掘進機本体2の前端部に回転可
能に設けられたカッターヘッド3と、カッターヘッド3
を回転駆動する為のヘッド駆動機構4と、例えば10本
のシールドジャッキ5と、エレクター6と、排土設備7
と、荷重伝達部材18と、土水圧荷重支持装置23等を
有する。前胴2aと後胴2bとは中折れ部8及び複数の
中折れジャッキ9を介して連結され、カッターヘッド3
には、複数のカッタースポーク3aやカッタースポーク
3aの前端部に付設された多数のカッタービット(図示
略)等が設けられている。ヘッド駆動機構4は、複数の
油圧駆動モータ4a等からなり、掘進機本体2の前端即
ち前胴2a内部の鉛直の隔壁10に固定されてカッター
ヘッド3を正逆回転駆動する。As shown in FIGS. 1 and 2, the shield machine 1 includes an excavator main body 2, a front trunk 2a and a rear trunk 2b on the outer surface of the excavator main body 2, and a front end of the excavator main body 2. a cutter head 3 which is rotatably provided, mosquito Ttaheddo 3
Drive mechanism 4 for rotating and driving, for example, ten shield jacks 5, an erector 6, and an earth discharging facility 7
, A load transmitting member 18, an earth pressure load supporting device 23, and the like. The front trunk 2a and the rear trunk 2b are connected via a center bent part 8 and a plurality of center bent jacks 9, and the cutter head 3
Are provided with a plurality of cutter spokes 3a and a number of cutter bits (not shown) attached to the front end of the cutter spokes 3a. The head drive mechanism 4 includes a plurality of hydraulic drive motors 4a and the like. The head drive mechanism 4 is fixed to a front end of the excavator main body 2, that is, a vertical partition wall 10 in the inside of the front trunk 2a, and drives the cutter head 3 to rotate forward and reverse.
【0025】図1、図2、図7、図8に示すように、後
胴2bの内面に沿って複数のフレーム部材11が突設さ
れ、リングフレーム12がこれらフレーム部材11の前
面に固着されている。シールドジャッキ5は、このリン
グフレーム12に周方向適当間隔おきに後方向きで装着
されている。これらシールドジャッキ5は、掘進時に覆
工済みセグメントSbの前端に当接させ組付ける機能を
有する。セグメント組付けの際には、これらシールドジ
ャッキ5により、セグメントリングSaを覆工済みセグ
メントSb側へ移動させて、覆工済みセグメントSbの
前端に当接させ組付ける。セグメントリングSaは、ト
ンネル内周を周方向に2分割した周方向長さを有する断
面円弧状の鋼管分割体セグメントS(以後、単にセグメ
ントという)がエレクター6によりリング状に組立てら
れて形成されたものである。As shown in FIGS. 1, 2, 7, and 8, a plurality of frame members 11 are protruded along the inner surface of the rear trunk 2b, and a ring frame 12 is fixed to the front surfaces of these frame members 11. Have . Of shielded jack 5 is mounted in the rearward facing circumferentially appropriate intervals to the ring frame 12. These shield jacks 5 have a function of abutting and assembling the front end of the reinforced segment Sb during excavation . During segment assembling uses these shield jacks 5, by moving the segment ring Sa to lining already segment Sb side, assembled into contact with the front end of the lining already segment Sb. The segment ring Sa is formed by assembling a steel pipe segment S (hereinafter simply referred to as a segment) having an arc-shaped cross section and having a circumferential length obtained by dividing an inner circumference of a tunnel into two in the circumferential direction, and being assembled into a ring shape by an erector 6. Things.
【0026】前記シールドジャッキ5の後端部には、セ
グメントSの断面円弧に沿って略円弧状(本実施形態の
場合、半円円弧状)に形成されたプレスリング45が設
けられ、複数のシールドジャッキ5の推力がプレスリン
グ45を介してセグメントSに伝達される。図7に示す
ように、セグメントSの後端部には、覆工済みセグメン
トSbの前端部の内面に内嵌可能な複数の内嵌係合片1
3が予め溶接接合され、これら内嵌係合片13を覆工済
みセグメントSbの前端部の内面に内嵌させることで、
セグメントリングSaと覆工済みセグメントSbの内面
の連続性が確保される。尚、セグメントSは例えば19
mmの厚さに形成されている。At the rear end of the shield jack 5, there is provided a press ring 45 formed in a substantially arc shape (in the present embodiment, a semi-circle arc) along the arc of the section S. The thrust of the shield jack 5 is transmitted to the segment S via the press ring 45. As shown in FIG. 7, a plurality of inner fitting engagement pieces 1 that can be internally fitted to the inner surface of the front end of the reinforced segment Sb are provided at the rear end of the segment S.
3 are welded in advance, and by fitting these inner fitting engagement pieces 13 to the inner surface of the front end of the reinforced segment Sb,
The continuity of the inner surfaces of the segment ring Sa and the reinforced segment Sb is ensured. The segment S is, for example, 19
mm.
【0027】図1、図2に示すように、前記排土設備7
は、カッターヘッド3で掘削した掘削土やその掘削土を
含む泥水を地上へ搬出する為のスクリューコンベヤ14
を有する。スクリューコンベヤ14の前端は、隔壁10
に前方下がり傾斜状に固定されてチャンバー17に連通
され、スクリューコンベヤ14の後端には、スクリュー
14aを回転駆動する駆動機14bが設けられている。
尚、スクリューコンベヤ14の駆動機14bよりやや前
方位置には排土口14cが形成され、カッターヘッド3
で掘削した掘削土やその掘削土を含む泥水が、チャンバ
ー17内からスクリューコンベヤ14に導入され、この
排土口14cから排出され搬送コンベヤ(図示略)等に
より地上へ搬出される。As shown in FIG. 1 and FIG.
Is a screw conveyor 14 for carrying excavated soil excavated by the cutter head 3 and muddy water containing the excavated soil to the ground.
Having. The front end of the screw conveyor 14 is
The screw conveyor 14 is provided at the rear end thereof with a driving device 14b for rotationally driving a screw 14a.
A discharging port 14c is formed at a position slightly ahead of the driving device 14b of the screw conveyor 14, and the cutter head 3
The excavated soil excavated in the above and muddy water containing the excavated soil are introduced into the screw conveyor 14 from inside the chamber 17, discharged from the discharging port 14 c and carried out to the ground by a transport conveyor (not shown) or the like.
【0028】図1、図2に示すように、前記荷重伝達部
材18は、円筒状に形成され、スクリューコンベヤ14
の前後方向向きの水平部分に遊外嵌する状態に且つスク
リューコンベヤ14と同一軸心に配設されている。この
荷重伝達部材18の前端側外周にはリング状の連結部材
19が連結され、連結部材19は後胴2bに連結されて
いる。連結部材19の外周に第1リング部材20が固着
され、第1リング部材20の外周に連結部材21a,2
1bを介して第2リング部材22が連結されている。こ
の第2リング部材22はリングフレーム12を介して後
胴2bに連結されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the load transmitting member 18 is formed in a cylindrical shape, and
The screw conveyor 14 is disposed so as to be fitted over the horizontal portion in the front-rear direction. A ring-shaped connecting member 19 is connected to the outer periphery of the front end side of the load transmitting member 18, and the connecting member 19 is connected to the rear trunk 2b. The first ring member 20 is fixed to the outer periphery of the connecting member 19, and the connecting members 21a and 21a are fixed to the outer periphery of the first ring member 20.
The second ring member 22 is connected via 1b. The second ring member 22 is connected to the rear trunk 2b via the ring frame 12.
【0029】図1、図2、図5に示すように、荷重伝達
部材18の後端側は、リング状の支持部材16に連結さ
れて支持装置15で支持されている。この支持装置15
は、覆工済みセグメントSb内の下部に左右1対配設さ
れ、1対の支持装置15は夫々鉛直方向に立設された脚
部15aを備えている。荷重伝達部材18には、支持部
材16よりもやや前方位置に土水圧荷重支持装置23が
設けられ、土水圧荷重支持装置23はグリップ機構24
と複数のストッパ部材25とを有する。As shown in FIGS. 1, 2 and 5, the rear end of the load transmitting member 18 is connected to a ring-shaped supporting member 16 and supported by a supporting device 15. This support device 15
Are disposed at the lower portion in the reinforced segment Sb, and a pair of support devices 15 are provided with legs 15a which are respectively erected in the vertical direction. The load transmitting member 18 is provided with a soil pressure load supporting device 23 at a position slightly forward of the support member 16.
And a plurality of stopper members 25.
【0030】グリップ機構24は、荷重伝達部材18に
装備され左右両側へ進退可能な1対の腕部材24aとこ
れら1対の腕部材24aを進退駆動する為の1対の油圧
シリンダ24bとを有する。ストッパ部材25は、セグ
メントSの内面から径方向の内方に夫々突設され、1対
の油圧シリンダ24bにより突出された1対の腕部材2
4aを掘進方向と反対側から(つまり後方から)受け止
め係止する。したがって、土水圧荷重はカッターヘッド
3から荷重伝達部材18を経由してグリップ機構24に
伝達され、ストッパ部材25を介して覆工済みセグメン
トSbに伝達され支持される。The grip mechanism 24 includes a pair of arm members 24a mounted on the load transmitting member 18 and capable of moving back and forth to the left and right sides, and a pair of hydraulic cylinders 24b for driving the pair of arm members 24a to move forward and backward. . The stopper members 25 protrude radially inward from the inner surface of the segment S, respectively, and a pair of arm members 2 protruded by a pair of hydraulic cylinders 24b.
4a is received and locked from the side opposite to the excavation direction (that is, from behind). Therefore, the soil pressure load is transmitted from the cutter head 3 to the gripping mechanism 24 via the load transmitting member 18, and transmitted to and supported by the reinforced segment Sb via the stopper member 25.
【0031】図1、図2に示すように、荷重伝達部材1
8の前後方向途中部には、筒状のアウター部材26が外
装固着され、このアウター部材26に筒状の回転ドラム
30が回転自在に外装されている。アウター部材26
は、その前端側の大径フランジ部26aと、その後端側
の小径フランジ部26bとを有する。大径フランジ部2
6aには、エレクター6のドラム6aを回転駆動する為
のドラム回転駆動モータ27が固定され、このドラム回
転駆動モータ27のモータ軸にピニオンギヤ27aが固
着され、このピニオンギヤ27aにリングギヤ28が噛
合されている。リングギヤ28は、玉軸受28aなどを
含み、回転ドラム30に固定されて一体的に回転し、玉
軸受28aの内輪側がアウター部材26の大径フランジ
部26aに固定されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the load transmitting member 1
A tubular outer member 26 is externally fixed to a middle part of the front and rear part 8 in the front-rear direction, and a cylindrical rotary drum 30 is rotatably mounted on the outer member 26. Outer member 26
Has a large-diameter flange portion 26a on the front end side and a small-diameter flange portion 26b on the rear end side. Large diameter flange 2
A drum rotation drive motor 27 for rotating and driving the drum 6a of the erector 6 is fixed to 6a, a pinion gear 27a is fixed to a motor shaft of the drum rotation drive motor 27, and a ring gear 28 meshes with the pinion gear 27a. I have. The ring gear 28 includes a ball bearing 28 a and the like, is fixed to the rotating drum 30 and rotates integrally, and the inner ring side of the ball bearing 28 a is fixed to the large-diameter flange portion 26 a of the outer member 26.
【0032】前記小径フランジ部26bの前面にも玉軸
受29が配設され、この玉軸受29の内輪側がアウター
部材26の小径フランジ部26bに固定され外輪側が回
転ドラム30に固定されている。従って、ドラム回転駆
動モータ27の回転駆動により、ピニオンギヤ27aが
回転し、リングギヤ28が回転し回転ドラム30が回転
する。A ball bearing 29 is also provided on the front surface of the small-diameter flange portion 26b. The inner ring side of the ball bearing 29 is fixed to the small-diameter flange portion 26b of the outer member 26, and the outer ring side is fixed to the rotary drum 30. Accordingly, the rotation drive of the drum rotation drive motor 27 causes the pinion gear 27a to rotate, the ring gear 28 to rotate, and the rotary drum 30 to rotate.
【0033】図1〜図3、図9に示すように、エレクタ
ー6は、回転ドラム30に外装され前後方向に移動可能
に構成されたすべり軸受31と、このすべり軸受31に
外装されドラム回転駆動モータ27により回転駆動され
るエレクター本体32と、エレクター本体32及びすべ
り軸受31を前後方向に移動駆動する為の前後移動用油
圧シリンダ(図示略)と、可動フレーム33とを有す
る。エレクター本体32には、左右1対のガイド筒34
が固定され、セグメントSを径方向の外方即ちトンネル
内面へ移動する為の第1油圧シリンダ35が各ガイド筒
34の後側面にトラニオン支持されている。As shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 9, the erector 6 is provided with a sliding bearing 31 mounted on a rotary drum 30 and movable in the front-rear direction. It has an erector body 32 that is driven to rotate by a motor 27, a hydraulic cylinder (not shown) for moving the erector body 32 and the slide bearing 31 in the front-rear direction, and a movable frame 33. The erector body 32 has a pair of left and right guide cylinders 34.
Are fixed, and a first hydraulic cylinder 35 for moving the segment S to the outside in the radial direction, that is, the inner surface of the tunnel, is trunnion-supported on the rear surface of each guide cylinder 34.
【0034】図3、図9に示すように、可動フレーム3
3は、トンネル軸心方向に直交する方向に沿って配設さ
れた可動フレーム本体33aと、この可動フレーム本体
33aに設けられ且つ可動フレーム本体33aと軸方向
の双方に直交する方向に突設された左右1対のガイドロ
ッド33bとを有する。これら1対のガイドロッド33
bは、1対のガイド筒34に摺動案内され、可動フレー
ム本体33aは第1油圧シリンダ35のロッド部35a
に連結されている。従って、可動フレーム33は、第1
油圧シリンダ35の駆動によりガイドロッド33bがガ
イド筒34に摺動案内され、可動フレーム本体33aが
トンネルの径方向(図9では、上下方向)に移動する。As shown in FIGS. 3 and 9, the movable frame 3
Reference numeral 3 denotes a movable frame main body 33a disposed along a direction orthogonal to the tunnel axis direction, and a movable frame main body 33a provided on the movable frame main body 33a and projecting in a direction orthogonal to both the movable frame main body 33a and the axial direction. And a pair of left and right guide rods 33b. These one pair of guide rods 33
b is slidably guided by a pair of guide cylinders 34, and the movable frame body 33a is connected to the rod portion 35a of the first hydraulic cylinder 35.
It is connected to. Therefore, the movable frame 33 is
The guide rod 33b is slidably guided by the guide cylinder 34 by the driving of the hydraulic cylinder 35, and the movable frame main body 33a moves in the radial direction of the tunnel (the vertical direction in FIG. 9).
【0035】図1〜図3、図9に示すように、前記エレ
クター6はセグメントSを把持する為のセグメント把持
装置36を有し、このセグメント把持装置36は、第1
スプレッダ機構37と第2スプレッダ機構38とセグメ
ント保持具39とを有する。図2、図9、図11に示す
ように、第1スプレッダ機構37は、エレクター6に一
体的に連結され且つエレクター6のガイド筒34に揺動
可能に支持されたセグメント把持用油圧シリンダ37a
と、このセグメント把持用油圧シリンダ37aのロッド
の先端部に連結された第1スプレッダ37bと、第1ス
プレッダ37bの先端部に形成された凹部内に収納され
た嵌脱用油圧ジャッキ40(クランプ用油圧ジャッキ)
と、セグメント把持用油圧シリンダ37aをトンネル軸
心と平行な軸心回りに揺動駆動する為の揺動駆動用油圧
シリンダ37cとを有する。As shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 9, the erector 6 has a segment holding device 36 for holding the segment S.
It has a spreader mechanism 37, a second spreader mechanism 38, and a segment holder 39. As shown in FIG. 2, FIG. 9, and FIG.
As described above, the first spreader mechanism 37 is integrally connected to the erector 6, and is supported by the guide cylinder 34 of the erector 6 so as to be swingable.
A first spreader 37b connected to the tip of the rod of the segment gripping hydraulic cylinder 37a; and a hydraulic jack 40 for clamping and dismounting (contained in a recess formed in the tip of the first spreader 37b). Hydraulic jack)
And a swing driving hydraulic cylinder 37c for swinging the segment holding hydraulic cylinder 37a about an axis parallel to the tunnel axis.
【0036】ところで、セグメント把持用油圧シリンダ
37aは、例えばチャンネル形状の板状部材もしくは筒
状部材内に一体的に固定されている。揺動駆動用油圧シ
リンダ37cは、そのシリンダ本体がガイド筒34にト
ラニオン支持され、ロッド部側が上述した板状部材もし
くは筒状部材に連結されている。よって、揺動駆動用油
圧シリンダ37cのロッド部を出退させることで、油圧
シリンダ37aを揺動して第1スプレッダ37bを移動
し嵌脱用油圧ジャッキ40をセグメントSに対して位置
決めする。The segment holding hydraulic cylinder 37a is integrally fixed in, for example, a channel-shaped plate member or a cylindrical member. The swing drive hydraulic cylinder 37c has a cylinder body that is trunnion-supported by the guide cylinder 34, and has a rod portion connected to the above-described plate-like member or tubular member. Therefore, by moving the rod portion of the swing drive hydraulic cylinder 37c back and forth, the hydraulic cylinder 37a is swung to move the first spreader 37b and position the hydraulic jack for fitting 40 with respect to the segment S.
【0037】図9、図10に示すように、前記嵌脱用油
圧ジャッキ40は、ジャッキ本体40aとロッド部とか
らなり、ロッド部が第1スプレッダ37bに固定され、
ジャッキ本体40aが、油圧の給排により第1スプレッ
ダ37bの凹部から出退する。セグメントSの両端部に
設けられたフランジ継手部41には、ジャッキ本体40
aを嵌合する為の嵌合孔41aが夫々形成されている。As shown in FIGS. 9 and 10, the hydraulic jack 40 includes a jack body 40a and a rod, and the rod is fixed to the first spreader 37b.
The jack body 40a moves back and forth from the recess of the first spreader 37b by supplying and discharging hydraulic pressure. A jack body 40 is attached to the flange joint portions 41 provided at both ends of the segment S.
The fitting holes 41a for fitting a are formed respectively.
【0038】図2に示すように、第2スプレッダ機構3
8は、第1スプレッダ機構37とリングギヤ28との間
において、回転ドラム30に一体的に連結されている。
図1、図2、図11、図26に示すように、第2スプレ
ッダ機構38は、回転ドラム30に揺動自在に支持され
たセグメント把持用油圧シリンダ38aと、この油圧シ
リンダ38aの先端部に配設された第2スプレッダ38
bと、油圧シリンダ38aを軸心と平行な軸心回りに揺
動駆動する為の揺動駆動用油圧シリンダ38cとを有す
る。As shown in FIG . 2 , the second spreader mechanism 3
8 is between the first spreader mechanism 37 and the ring gear 28
, Is integrally connected to the rotating drum 30.
As shown in FIGS. 1, 2, 11 and 26, the second spreader mechanism 38 includes a segment holding hydraulic cylinder 38 a swingably supported by the rotary drum 30 and a tip end of the hydraulic cylinder 38 a. The second spreader 38 disposed
b, and a swing driving hydraulic cylinder 38c for swinging the hydraulic cylinder 38a about an axis parallel to the axis.
【0039】ところで、油圧シリンダ38aも、前記油
圧シリンダ37aと同様に、例えばチャンネル形状の板
状部材もしくは筒状部材内に一体的に固定されている。
揺動駆動用油圧シリンダ38cは、そのシリンダ本体が
回転ドラム30にトラニオン支持され、ロッド部側が上
述した板状部材もしくは筒状部材に連結されている。よ
って、油圧シリンダ38cのロッド部を出退させること
で、油圧シリンダ38aを揺動して第2スプレッダ38
bを移動する。The hydraulic cylinder 38a is also integrally fixed in, for example, a channel-shaped plate-like member or a tubular member, similarly to the hydraulic cylinder 37a.
The swing drive hydraulic cylinder 38c has a cylinder body that is trunnion-supported by the rotary drum 30, and a rod portion side of which is connected to the above-described plate-like member or tubular member. Therefore, by moving the rod portion of the hydraulic cylinder 38c back and forth, the hydraulic cylinder 38a is swung and the second spreader 38
Move b.
【0040】前記セグメント保持具39は、図3に示す
ように、可動フレーム本体33aに設けられ径方向の外
方へ突設されている。このセグメント保持具39は、セ
グメントSの周方向長さの真ん中に形成された突起部4
2(図13参照)を前後から挟持するように形成され、
突起部42には貫通孔がトンネル軸心と平行な方向に形
成され、この貫通孔に連通する連通孔がセグメント保持
具39に形成されている。セグメント保持具39は、貫
通孔と連通孔とに亙って押入可能な吊りピンを備え、こ
の連結ピンの押入によりセグメントSがセグメント保持
具39に把持される。As shown in FIG. 3, the segment holder 39 is provided on the movable frame main body 33a and protrudes outward in the radial direction. The segment holder 39 has a protrusion 4 formed in the middle of the circumferential length of the segment S.
2 (see FIG. 13) is formed to be sandwiched from front and rear,
A through hole is formed in the projection 42 in a direction parallel to the tunnel axis, and a communication hole communicating with the through hole is formed in the segment holder 39. The segment holder 39 includes a suspending pin that can be pushed in through the through hole and the communication hole, and the segment S is gripped by the segment holder 39 by pushing the connecting pin.
【0041】図1〜図6に示すように、セグメントS
は、後方の立坑からトンネル内へ搬入後、弾性変形にて
縮径された状態でセグメント固定フレーム43(以後、
単に固定フレームという)に固定され横向き(即ちセグ
メントSの軸方向が左右方向)の状態でセグメント搬送
台車(図示略)に搭載されて搬送される。その後、セグ
メントSは、方向転換されてセグメント搬送装置44で
搬送されスライダーK上まで移送されエレクター6のセ
グメント把持装置36に供給される。固定フレーム43
は、セグメントSの内周面に沿う湾曲形状に形成されて
いる。セグメントSは、固定フレーム43の外周側に沿
うように支持され、その両端のフランジ継手部41が固
定フレーム43の両端部43aにボルト等により固定さ
れ、セグメントSの突起部42が固定フレーム43の頂
部の凹部43bに係止される。As shown in FIGS. 1 to 6, the segment S
After being carried into the tunnel from the rear shaft, the segment fixed frame 43 (hereinafter, referred to as “elastically deformed”)
It is mounted on a segment carrier (not shown) and transported in a state of being fixed to a fixed frame (horizontal direction of the segment S). Thereafter, the segment S is changed in direction, transported by the segment transport device 44, transported to the position above the slider K, and supplied to the segment gripping device 36 of the erector 6. Fixed frame 43
Are formed in a curved shape along the inner peripheral surface of the segment S. The segment S is supported along the outer peripheral side of the fixed frame 43, the flange joint portions 41 at both ends thereof are fixed to both end portions 43 a of the fixed frame 43 by bolts or the like, and the projections 42 of the segment S are fixed to the fixed frame 43. It is locked in the concave portion 43b at the top.
【0042】前記セグメント搬送装置44は、固定フレ
ーム43に固定されたセグメントSをセグメント搬送台
車からスライダーK上まで搬送する為のものであり、そ
の搬送フレーム44aが前後方向に沿って且つ中段より
もやや上側の位置に配設されている。搬送フレーム44
aに、所定間隔おきに回動ローラ44bが回動自在に配
設され、これら回動ローラ44bは、左右1列づつ設け
られ、固定フレーム43の断面形状に合わせて傾斜状に
配設されている。The segment transport device 44 is for transporting the segment S fixed to the fixed frame 43 from the segment transport vehicle to the position above the slider K, and the transport frame 44a extends in the front-rear direction and is higher than the middle stage. It is located slightly above. Transport frame 44
Rotating rollers 44b are rotatably arranged at predetermined intervals at a, and these rotating rollers 44b are provided one by one on the left and right, and are arranged obliquely in accordance with the cross-sectional shape of the fixed frame 43. I have.
【0043】搬送フレーム44aの上部の左右方向中央
部には、1条のガイド溝部44cが前後方向向きに設け
られ、このガイド溝部44cに嵌入されて案内される凸
部43cが固定フレーム43に形成されている。固定フ
レーム43は、搬送フレーム44a上に跨がってガイド
溝部44cに案内されつつ回動ローラ44bの回動駆動
により搬送される。尚、セグメント搬送装置44には、
回動ローラ44bを回動駆動する為の駆動系(図示略)
も設けられている。A single guide groove portion 44c is provided in the center of the upper part of the transport frame 44a in the left-right direction in a front-rear direction, and a convex portion 43c which is fitted into and guided by the guide groove portion 44c is formed on the fixed frame 43. Have been. The fixed frame 43 is conveyed by the rotation drive of the rotation roller 44b while being guided by the guide grooves 44c over the conveyance frame 44a. The segment transport device 44 includes:
A drive system (not shown) for rotating the rotation roller 44b.
Is also provided.
【0044】次に、シールド掘進機1の作用について説
明する。トンネル掘進の際には、複数のシールドジャッ
キ5により、覆工済みセグメントSbの前端にプレスリ
ング45を介して反力をとりながら、それらシールドジ
ャッキ5を伸長させつつ、複数の油圧駆動モータ4aを
駆動させてカッターヘッド3を回転させ掘削していく。
セグメントリングSaの1リング分掘進する毎に、掘削
したトンネルの内面にエレクター6によりセグメントS
を覆工していく。Next, the operation of the shield machine 1 will be described. At the time of tunnel excavation, while applying a reaction force to the front end of the reinforced segment Sb via the press ring 45 by the plurality of shield jacks 5 and extending the shield jacks 5, the plurality of hydraulic drive motors 4a are moved. The cutter head 3 is driven to rotate and excavate.
Each time one ring of the segment ring Sa is excavated, the segment S
Lining.
【0045】次に、セグメントSの組付け手順の概要は
図14に示すとおりであるが、このセグメントSの組付
けについて図15〜図26を参しつつ説明する。図1、
図5に示すように、セグメントSを覆工する際には、油
圧駆動モータ4aの駆動を停止し掘削を停止する。この
状態で、土水圧荷重支持装置23の1対の油圧シリンダ
24bを駆動し、1対の腕部材24aを進出させストッ
パ部材25で後方より夫々受け止め、続いて10本のシ
ールドジャッキ5を退入させる。これにより、セグメン
トSを覆工する為のスペースが形成されるとともに、土
水圧荷重がカッターヘッド3から荷重伝達部材18を経
由して土水圧荷重支持装置23のグリップ機構24に伝
達され、ストッパ部材25を介して覆工済みセグメント
Sbに伝達される。土水圧荷重を覆工済みセグメントS
bで支持することで、土水圧荷重によるシールド掘進機
1の後退を防止する。Next, the outline of the procedure for assembling the segment S is as shown in FIG. 14, and the assembling of the segment S will be described with reference to FIGS. Figure 1,
As shown in FIG. 5, when lining the segment S, the drive of the hydraulic drive motor 4a is stopped to stop excavation. In this state, the pair of hydraulic cylinders 24b of the soil water pressure load supporting device 23 is driven to advance the pair of arm members 24a, receive them from the rear with the stopper members 25, and then retreat the ten shield jacks 5. Let it. As a result, a space for lining the segment S is formed, and the soil pressure load is transmitted from the cutter head 3 to the grip mechanism 24 of the soil pressure load supporting device 23 via the load transmitting member 18, and the stopper member 25 to the reinforced segment Sb. Segment S that has been reinforced with soil pressure load
By supporting with b, retreat of the shield machine 1 due to earth pressure is prevented.
【0046】一方、セグメントSは半円断面状のA型セ
グメントSA と半円断面状のB型セグメントSB とから
なり、これらA型セグメントSA とB型セグメントSB
とは、フランジ継手部41の形状が異なっている。尚、
正面視におけるフランジ継手部41の突出方向はセグメ
ントSA とセグメントSB とが互いに嵌まり易いように
形成されている。セグメントリングSaは、1つのA型
セグメントSA と1つのB型セグメントSB とを1リン
グ状に連結することで形成される。A型セグメントSA
及びB型セグメントSB は、搬送の際には固定フレーム
43に弾性変形にて縮径された状態で固定される。この
セグメントSA を固定した固定フレーム43を、立坑の
直下においてセグメント搬送台車に横向きで搭載し、搬
送装置44まで搬送する。その後、固定フレーム43
は、90°方向転換され搬送フレーム44a上に跨がり
ガイド溝部44cに案内されつつ2条の回動ローラ44
bの回動駆動によりスライダーK上まで搬送される。On the other hand, the segment S is composed of an A-type segment SA having a semicircular cross section and a B-type segment SB having a semicircular cross section.
And the shape of the flange joint portion 41 is different. still,
The projecting direction of the flange joint portion 41 in a front view is formed so that the segments SA and SB are easily fitted to each other. The segment ring Sa is formed by connecting one A-type segment SA and one B-type segment SB in a ring shape. A type segment SA
The B-type segment SB is fixed to the fixed frame 43 in a state where the diameter thereof is reduced by elastic deformation during transportation. The fixed frame 43 to which the segment SA is fixed is mounted laterally on the segment carrier just below the shaft, and is carried to the carrier 44. Then, the fixed frame 43
Are turned by 90 ° and straddle the transport frame 44a.
The sheet is conveyed to the position above the slider K by the rotation drive of b.
【0047】図15に示すように、セグメントSA 付き
固定フレーム43を、このスライダーKで図1における
「P2 」位置まで搬入し、この後エレクター6の第1ス
プレッダ機構37を作動してセグメントSA のみを固定
する。即ち、セグメント把持用油圧シリンダ37a及び
揺動駆動用油圧シリンダ37cを駆動して第1スプレッ
ダ37bを径方向外方へ押し広げてセグメントSA を固
定する。次に、固定フレーム43とセグメントSA とを
連結する為のボルトを取外して固定フレーム43をセグ
メントSA から除去した後、第2スプレッダ機構38を
作動してセグメントSA を拡径する。即ち、セグメント
把持用油圧シリンダ38a及び揺動駆動用油圧シリンダ
38cを駆動して第2スプレッダ38bを径方向外方へ
押し広げてセグメントSA を拡径する。As shown in FIG. 15, the fixed frame 43 with the segment SA is carried into the "P2" position in FIG. 1 by the slider K, and thereafter the first spreader mechanism 37 of the erector 6 is operated to operate only the segment SA. Is fixed. That is, the segment gripping hydraulic cylinder 37a and the swing driving hydraulic cylinder 37c are driven to push the first spreader 37b outward in the radial direction to fix the segment SA. Next, after removing the fixing frame 43 from the segment SA by removing the bolts for connecting the fixing frame 43 and the segment SA, the second spreader mechanism 38 is operated to enlarge the diameter of the segment SA. That is, the segment holding hydraulic cylinder 38a and the oscillating driving hydraulic cylinder 38c are driven to push the second spreader 38b radially outward to expand the segment SA.
【0048】図16に示すように、セグメントSA の拡
径状態でセグメント保持具39の連結ピンを押入し、こ
のセグメント保持具39にセグメントSA を把持する。
続いて第1スプレッダ機構37を作動してセグメントS
A をこのエレクター6に完全に固定する(セグメントS
A の原点位置)。即ち、セグメント把持用油圧シリンダ
37a及び揺動駆動用油圧シリンダ37cを駆動して第
1スプレッダ37bを移動し嵌脱用油圧ジャッキ40を
セグメントSA に対して位置決めする。この後、嵌脱用
油圧ジャッキ40のジャッキ本体40aを突出させ、ジ
ャッキ本体40aをセグメントSA の嵌合孔41aに嵌
合させる。As shown in FIG. 16, the connecting pin of the segment holder 39 is pushed in while the diameter of the segment SA is expanded, and the segment SA is gripped by the segment holder 39.
Subsequently, the first spreader mechanism 37 is operated to activate the segment S.
A is completely fixed to this erector 6 (segment S
A origin position). That is, the segment gripping hydraulic cylinder 37a and the swing driving hydraulic cylinder 37c are driven to move the first spreader 37b to position the fitting / disengaging hydraulic jack 40 with respect to the segment SA. Thereafter, the jack main body 40a of the fitting hydraulic jack 40 is protruded, and the jack main body 40a is fitted into the fitting hole 41a of the segment SA.
【0049】図17に示すように、ドラム回転駆動モー
タ27を駆動してエレクター本体32を回転駆動し、セ
グメントSA を原点位置から軸心回りに90度旋回する
と供に、前後移動用油圧シリンダを駆動してエレクター
本体32を図1における「P2 」位置から「P1 」位置
まで移動する。この後、嵌脱用油圧ジャッキ40のジャ
ッキ本体40aを退入してジャッキ本体40aをセグメ
ントSA の嵌合孔41aから離脱し、第1スプレッダ3
7bとセグメントSA とを分離する(図10、図18参
照)。As shown in FIG. 17, the drum rotation drive motor 27 is driven to rotate the erector main body 32, and the segment SA is turned 90 degrees around the axis from the origin position. The erector body 32 is driven to move from the "P2" position to the "P1" position in FIG. Thereafter, the jack body 40a of the fitting hydraulic jack 40 is retracted, and the jack body 40a is disengaged from the fitting hole 41a of the segment SA.
7b and the segment SA are separated (see FIGS. 10 and 18).
【0050】次に、1対の第1油圧シリンダ35を駆動
して可動フレーム33を径方向の外方(図19における
右方向)へ移動し、セグメントSA を右方向へ移動す
る。更に、第1スプレッダ機構37を作動してA型セグ
メントSA の仮位置決めを行う(図20参照)。この
後、セグメント保持具39の連結ピンを取外し、第1油
圧シリンダ35を駆動して可動フレーム33を径方向の
内方へ移動し、セグメントSA から離脱する。次に、ド
ラム回転駆動モータ27を駆動してエレクター本体32
を、回転駆動して90度逆転させ原点位置に復帰させ
る。Next, the pair of first hydraulic cylinders 35 are driven to move the movable frame 33 radially outward (to the right in FIG. 19), and to move the segment SA to the right. Further, the first spreader mechanism 37 is operated to perform the temporary positioning of the A-type segment SA (see FIG. 20). Thereafter, the connecting pin of the segment holder 39 is removed, the first hydraulic cylinder 35 is driven to move the movable frame 33 radially inward, and is separated from the segment SA. Next, the drum rotation drive motor 27 is driven to drive the
Is rotated 90 degrees in reverse to return to the origin position.
【0051】一方、セグメントSA が除去された固定フ
レーム43は、上述した逆の手順で順次、搬送装置4
4,セグメント搬送台車により後方へ搬送される。以
下、同様にこの固定フレーム43にB型セグメントSB
が弾性変形にて縮径された状態で固定され、このセグメ
ントSB 付き固定フレーム43をセグメント搬送台車に
搭載し、搬送装置44まで搬送する。固定フレーム43
は、搬送フレーム44a上に跨がってガイド溝部44c
に案内されつつ回動ローラ44bの回動駆動によりスラ
イダーK上まで搬送される。On the other hand, the fixed frame 43 from which the segment SA has been removed is sequentially transferred to the transport device 4 in the reverse order to the above.
4. It is transported backward by the segment transport trolley. Hereinafter, similarly, the B-type segment SB
Is fixed in a state where the diameter thereof is reduced by elastic deformation. Fixed frame 43
The guide groove 44c extends over the transport frame 44a.
Is transported to the position above the slider K by the rotation of the rotation roller 44b.
【0052】図21、図22に示すように、セグメント
SB を固定した固定フレーム43を、このスライダーK
で図1における「P2 」位置まで搬入し、この後エレク
ター6の第1スプレッダ機構37を作動してセグメント
SB のみを固定する。即ち、セグメント把持用油圧シリ
ンダ37a及び揺動駆動用油圧シリンダ37cを駆動し
て第1スプレッダ37bを径方向外方へ押し広げてセグ
メントSB を固定する。次に、固定フレーム43とセグ
メントSB とを連結する為のボルトを取外して固定フレ
ーム43をセグメントSB から除去した後、第2スプレ
ッダ機構38を作動してセグメントSB を拡径する。即
ち、セグメント把持用油圧シリンダ38a及び揺動駆動
用油圧シリンダ38cを駆動して第2スプレッダ38b
を径方向外方へ押し広げてセグメントSB を拡径する。As shown in FIGS. 21 and 22, the fixed frame 43 to which the segment SB is fixed is attached to the slider K
To the position "P2" in FIG. 1, and thereafter the first spreader mechanism 37 of the erector 6 is operated to fix only the segment SB. That is, the segment holding hydraulic cylinder 37a and the swing driving hydraulic cylinder 37c are driven to push the first spreader 37b radially outward to fix the segment SB. Next, the bolts for connecting the fixed frame 43 and the segment SB are removed to remove the fixed frame 43 from the segment SB, and then the second spreader mechanism 38 is operated to expand the diameter of the segment SB. That is, the segment gripping hydraulic cylinder 38a and the swing driving hydraulic cylinder 38c are driven to drive the second spreader 38b.
Is pushed radially outward to expand the segment SB.
【0053】セグメントSB の拡径状態でセグメント保
持具39の連結ピンを押入し、このセグメント保持具3
9にセグメントSB を把持する。続いて第1スプレッダ
機構37を作動してセグメントSB をこのエレクター6
に完全に固定する(セグメントSB の原点位置)。即
ち、セグメント把持用油圧シリンダ37a及び揺動駆動
用油圧シリンダ37cを駆動して第1スプレッダ37b
を移動し嵌脱用油圧ジャッキ40をセグメントSB に対
して位置決めする。この後、嵌脱用油圧ジャッキ40の
ジャッキ本体40aを突出させ、このジャッキ本体40
aをセグメントSB の嵌合孔41aに嵌合させる。With the diameter of the segment SB expanded, the connecting pin of the segment holder 39 is pushed in, and the segment holder 3
9 holds the segment SB. Subsequently, the first spreader mechanism 37 is operated to move the segment SB to the erector 6.
(Origin position of segment SB). That is, the segment gripping hydraulic cylinder 37a and the swing driving hydraulic cylinder 37c are driven to drive the first spreader 37b.
To position the hydraulic jack 40 for disengagement with respect to the segment SB. Thereafter, the jack body 40a of the hydraulic jack 40 for fitting and unmating is made to protrude, and this jack body 40
a into the fitting hole 41a of the segment SB.
【0054】図23に示すように、ドラム回転駆動モー
タ27を駆動してエレクター本体32を回転駆動し、セ
グメントSB を、セグメントSA に相対するように、原
点位置から軸心回りに90度旋回するとともに、前後移
動用油圧シリンダを駆動してエレクター本体32を図1
における「P2 」位置から「P1 」位置まで移動する。
この後、嵌脱用油圧ジャッキ40のジャッキ本体40a
を退入してジャッキ本体40aをセグメントSB の嵌合
孔41aから離脱し、第1スプレッダ37bとセグメン
トSB とを分離する(図10、図24参照)。As shown in FIG. 23, the drum rotation drive motor 27 is driven to rotate the erector main body 32, and the segment SB is turned 90 degrees around the axis from the origin position so as to be opposed to the segment SA. At the same time, the erector body 32 is driven by driving the
From the "P2" position to the "P1" position.
Thereafter, the jack body 40a of the hydraulic jack 40
And the jack body 40a is disengaged from the fitting hole 41a of the segment SB to separate the first spreader 37b from the segment SB (see FIGS. 10 and 24).
【0055】次に、1対の第1油圧シリンダ35を駆動
して可動フレーム33を径方向の外方(図25における
左方向)へ移動し、セグメントSB を左方向へ移動す
る。更に、第1スプレッダ機構37を作動してセグメン
トSB の仮位置決めを行う。この後、図26に示すよう
に、第1油圧シリンダ35と第1スプレッダ機構37と
第2スプレッダ機構38を作動させて、セグメントSA
,セグメントSB 双方のフランジ継手部41の位置合
わせを行い、セグメントSA とセグメントSB とをボル
トにより1つのセグメントリングSaに組立てる。Next, the pair of first hydraulic cylinders 35 are driven to move the movable frame 33 radially outward (to the left in FIG. 25), and to move the segment SB to the left. Further, the first spreader mechanism 37 is operated to perform the temporary positioning of the segment SB. Thereafter, as shown in FIG. 26, the first hydraulic cylinder 35, the first spreader mechanism 37, and the second spreader mechanism 38 are operated to operate the segment SA.
, Segment SB and the flange joint 41 are aligned, and the segments SA and SB are assembled into one segment ring Sa by bolts.
【0056】前記セグメントリングSaの前端部を10
本のシールドジャッキ5でプレスリング45を介して一
斉に押圧し、セグメントリングSaの後端部の内嵌係合
片13を、覆工済みセグメントリングSbの前端部の内
面に内嵌させる。これによりセグメントリングSaは覆
工完了となる。この後、土水圧荷重支持装置23の1対
の油圧シリンダ24bを駆動し1対の腕部材24aを退
入しストッパ部材25との係止状態を解除し、最終的
に、最新の覆工済みセグメントリングSbの寸法計測を
行う。The front end of the segment ring Sa is
The two shield jacks 5 are pressed simultaneously via the press ring 45, and the inner fitting engagement piece 13 at the rear end of the segment ring Sa is fitted inside the inner surface of the front end of the reinforced segment ring Sb. Thereby, the lining of the segment ring Sa is completed. After that, the pair of hydraulic cylinders 24b of the soil pressure load supporting device 23 is driven to retract the pair of arm members 24a to release the locking state with the stopper member 25, and finally, the latest lining is completed. The dimension of the segment ring Sb is measured.
【0057】以上、説明したシールド掘進方法及びシー
ルド掘進機1によれば、セグメントSの周方向の分割数
が2分割に減少するので、少なくともボルト接合作業が
格段に低減し、セグメント組立作業の作業能率が向上す
る。セグメントSをエレクター6によりリング状のセグ
メントリングSaに組立てておいてこのセグメントリン
グSaを10本のシールドジャッキ5でプレスリング4
5を介して一斉に移動させて覆工するのでセグメント組
付け作業が簡単化し、組付け精度も向上する。それ故、
工期を短縮することができる。According to the shield excavation method and the shield excavator 1 described above, since the number of divisions of the segment S in the circumferential direction is reduced to two, at least the bolt joining operation is significantly reduced, and the segment assembling operation is performed. Efficiency is improved. The segment S is assembled into a ring-shaped segment ring Sa by the erector 6, and this segment ring Sa is pressed by the ten shield jacks 5 into the press ring 4.
Since the lining is moved and moved simultaneously through the step 5, the segment assembling work is simplified and the assembling accuracy is improved. Therefore,
The construction period can be shortened.
【0058】前記セグメントSの後端部に、覆工済みセ
グメントリングSbの前端部の内面に内嵌可能な内嵌係
合片13を予め形成しておき、セグメントリングSaを
覆工済みセグメントリングSbの前端部の内面に内嵌さ
せるので、セグメントリングSaと覆工済みセグメント
リングSbの内面の連続性が確保され、セグメント組付
け作業が簡単化する。At the rear end of the segment S, an inner fitting engagement piece 13 which can be fitted in the inner surface of the front end of the reinforced segment ring Sb is formed in advance, and the segment ring Sa is replaced with the reinforced segment ring. Since the inner surface of the front end of the Sb is fitted inside, the continuity of the inner surfaces of the segment ring Sa and the reinforced segment ring Sb is ensured, and the segment assembling operation is simplified.
【0059】前記土水圧荷重支持装置23は、腕部材2
4aを掘進方向と反対側から受け止めるストッパ部材2
5を有することから、セグメントSの内面に大きな押圧
力を作用させて土水圧荷重を支持する必要もないので、
薄肉のセグメントSを適用可能となる。それ故、掘削土
量も少なくでき、シールド掘進機1を大型のものにする
必要がなくなる。The earth pressure load supporting device 23 includes the arm member 2
Stopper member 2 for receiving 4a from the side opposite to the excavation direction
5, it is not necessary to apply a large pressing force to the inner surface of the segment S to support the soil pressure load.
The thin segment S can be applied. Therefore, the amount of excavated soil can be reduced, and the shield machine 1 does not need to be large.
【0060】掘削停止時に、覆工済みセグメントリング
Sbよりも掘進方向前側において、セグメントSA とセ
グメントSB とをエレクター6によりリング状のセグメ
ントリングSaに組立て、続いて、10本のシールドジ
ャッキ5を伸長してセグメントリングSaを、覆工済み
セグメントリングSb側へ移動させて覆工済みセグメン
トリングSbの前端に当接させて覆工していくので、複
数のシールドジャッキのうちの一部分を順次切換えなが
ら組付ける従来のセグメント組付け作業に比べてセグメ
ント組付け作業が簡単化する。セグメントリングSaを
後方へ移動させて組付けるので、組付け精度も良好とな
る。When the excavation is stopped, the segments SA and SB are assembled into a ring-shaped segment ring Sa by the erector 6 on the front side in the excavation direction from the lined segment ring Sb, and then ten shield jacks 5 are extended. Then, the segment ring Sa is moved to the reinforced segment ring Sb side to abut on the front end of the reinforced segment ring Sb and lining is performed, so that a part of the plurality of shield jacks is sequentially switched. The segment assembling operation is simplified as compared with the conventional segment assembling operation. Since the segment ring Sa is moved backward and assembled, the assembly accuracy is also improved.
【0061】前記エレクター6はセグメントSを把持す
る為のセグメント把持装置36を有するので、覆工済み
セグメントリングSbよりも掘進方向前側において、セ
グメントSをこのセグメント把持装置36で把持してリ
ング状のセグメントリングSaに組立てることができ
る。5本分のシールドジャッキ5の推力が略円弧状に形
成された1つのプレスリング45を介してセグメントS
に伝達されるので、シールドジャッキ5を夫々個別に制
御する必要がなくなり、セグメントSの組付け作業や掘
進機本体2の掘進方向が安定化する。Since the erector 6 has the segment gripping device 36 for gripping the segment S, the segment S is gripped by the segment gripping device 36 on the front side in the digging direction with respect to the reinforced segment ring Sb. It can be assembled to the segment ring Sa. The thrust of the five shield jacks 5 is applied to the segment S via one press ring 45 formed in a substantially arc shape.
Therefore, it is not necessary to control the shield jacks 5 individually, and the assembling work of the segments S and the excavation direction of the excavator body 2 are stabilized.
【0062】次に、前記実施形態を部分的に変更した変
更形態を説明する。3分割の鋼管分割体セグメントを用
いてトンネルの内面に覆工するシールド掘進方法及びシ
ールド掘進機について説明する。図27に示すように、
セグメントは、円を3等分した120度円弧断面状の左
セグメントSD と、120度円弧断面状の右セグメント
SE と、120度円弧断面状の上セグメントSF とから
なり、セグメントリングSR は、1つの左セグメントS
D と、1つの右セグメントSE と、1つの上セグメント
SF とをリング状に連結することで形成される。Next, a modified embodiment in which the above-described embodiment is partially modified will be described. A shield excavation method and a shield excavator for lining an inner surface of a tunnel by using a three-piece steel pipe segment will be described. As shown in FIG.
The segment is composed of a left segment SD having a 120-degree circular cross section obtained by dividing a circle into three equal parts, a right segment SE having a 120-degree circular cross section, and an upper segment SF having a 120-degree circular cross section. Left segment S
D, one right segment SE and one upper segment SF are connected in a ring shape.
【0063】平面視において、左セグメントSD と右セ
グメントSE とは、左右に分割され下部のフランジ継手
部50で連結され、上セグメントSF と左セグメントS
D 及び右セグメントSE の上部とは、夫々フランジ継手
部51,52で連結されている。尚、フランジ継手部5
1,52は、正面視における突出方向が軸心方向とはや
や異なり、エレクターのボルト締結装置等で締結できる
ような突出方向に形成され、更に、各セグメントSD ,
SE ,SF が互いに嵌まり易いようになっている。In plan view, the left segment SD and the right segment SE are divided into right and left parts and connected by a lower flange joint 50, and the upper segment SF and the left segment S
D and the upper part of the right segment SE are connected by flange joints 51 and 52, respectively. The flange joint 5
The projecting directions of the first and second projections 52 are slightly different from the axial direction, and are formed in such a projecting direction that they can be fastened by a bolt fastening device of an erector.
SE and SF are easily fitted to each other.
【0064】前記セグメントリングSR の前端部には内
嵌係合リング(図示略)が形成され、この内嵌係合リン
グは、同じセグメントリングSR の後端部の内面に内嵌
可能に形成されている。このセグメントを覆工する際に
は、掘削停止状態で土水圧荷重支持装置を作動させ、複
数のシールドジャッキを退入してエレクターによりセグ
メントをトンネル内面に覆工する。その他前記実施形態
とほぼ同様の作用・効果を奏する。本実施形態において
は、このセグメントを固定する為の固定フレームが不要
となり、セグメントはセグメント搬送台車に横向きで搭
載されてエレクターまで直接搬送される。前記搬送装置
等も不要となる。An inner fitting engagement ring (not shown) is formed at the front end of the segment ring SR, and the inner fitting engagement ring is formed so as to be capable of being fitted inside the inner surface of the rear end of the same segment ring SR. ing. When lining this segment, the excavation is stopped, the earth pressure load support device is operated, a plurality of shield jacks are retracted, and the segment is lining the inner surface of the tunnel by an erector. Other operations and effects are substantially the same as those of the above-described embodiment. In the present embodiment, a fixed frame for fixing the segment is not required, and the segment is mounted on the segment carrier in a horizontal direction and is directly transported to the erector. The transfer device and the like become unnecessary.
【0065】次に、変形例について説明する。 1)セグメントSA とセグメントSB とを、夫々半円円
弧状に形成して組立てて1つのセグメントリングに形成
しているが、1つのセグメントの形状は、半円円弧状に
限定されるものではなく、一方を長く他方を短く形成し
てもよい。但し、この場合も最終的に1つのセグメント
リングに形成されなければならない。円を3等分した1
20度円弧断面状のセグメントについても同様に、1つ
のセグメントの形状は120度円弧断面状に限定される
ものではなく、円弧角度は120度より大きくても小さ
くてもよい。Next, a modified example will be described. 1) The segments SA and SB are each formed in a semicircular arc shape and assembled to form one segment ring, but the shape of one segment is not limited to a semicircular arc shape. However, one may be longer and the other shorter. However, also in this case, it must be finally formed into one segment ring. 1 divided into three equal parts
Similarly, for a segment having a 20-degree arc cross section, the shape of one segment is not limited to a 120-degree arc cross section, and the arc angle may be larger or smaller than 120 degrees.
【0066】2)セグメントSA ,SB は、夫々、固定
フレーム43を適用せずに搬送コンベヤ等で下部からエ
レクターまで搬送することも可能であり、吊具等を併用
してエレクターまで搬送することもできる。このよう
に、セグメントは立坑からエレクターまで搬送するに際
し、種々な搬送形態が適用できる。3)前記セグメント
リングSaの端部に形成されたフランジ部等をストッパ
部材そのものとしてもよい。2) Each of the segments SA and SB can be transported from the lower portion to the erector by a transport conveyor or the like without using the fixed frame 43, and can also be transported to the erector by using a hanging tool or the like. it can. As described above, when the segment is transported from the shaft to the erector, various transport modes can be applied. 3) A flange or the like formed at the end of the segment ring Sa may be used as the stopper member itself.
【0067】[0067]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、セグメントの
周方向の分割数が、2分割または3分割に減少するの
で、少なくともボルト接合作業が低減し、セグメント組
立作業の作業能率が向上する。鋼管分割体セグメントを
覆工済みセグメントよりもトンネル掘進方向前側におい
てエレクターによりリング状のセグメントリングに組立
ててるため、セグメント組付け作業が簡単化し、組付け
精度が高まる。セグメントの分割数が少ない分、エレク
ターのトンネル軸心回りの可動範囲を小さくすることが
できるので、エレクターの構造を簡単化することができ
る。According to the first aspect of the invention, the number of segments in the circumferential direction is reduced to two or three, so that at least the bolt joining operation is reduced, and the operation efficiency of the segment assembling operation is improved. . Steel pipe segment
Slight in front of the lining segment in the tunnel excavation direction
Because assembling the ring-shaped segment ring by erector Te, segment assembly work can be simplified and the assembling accuracy is improved. Since the movable range of the erector around the tunnel axis can be reduced by the smaller number of segments, the structure of the erector can be simplified.
【0068】土水圧荷重支持装置は、腕部材を掘進方向
と反対側から受け止めるストッパ部材を有することか
ら、鋼管分割体セグメントの内面に大きな押圧力を作用
させて土水圧荷重を支持する必要もないので、薄肉の鋼
管分割体セグメントを適用しても鋼管分割体セグメント
の変形等も起こらない。従って、薄肉の鋼管分割体セグ
メントを適用することができ、それ故、掘削土量も少な
くできる。シールド掘進機は大型のものにする必要もな
い。シールドジャッキは、掘削停止時に土水圧荷重を支
持しないので、比較的容量の小さい小型のものに構成可
能となり、その本数も少なくすることが可能となる。Since the soil pressure load supporting device has the stopper member for receiving the arm member from the side opposite to the excavation direction, it is not necessary to support the soil pressure load by applying a large pressing force to the inner surface of the steel pipe segment. Therefore, even if a thin-walled steel pipe segment is applied, deformation of the steel pipe segment does not occur. Therefore, a thin-walled steel pipe segment can be used, and the amount of excavated soil can be reduced. The shield machine does not need to be large. Since the shield jack does not support the earth-water pressure load when the excavation is stopped, the shield jack can be configured as a small one having a relatively small capacity, and the number thereof can be reduced.
【0069】エレクターは鋼管分割体セグメントを把持
する為のセグメント把持手段を有するので、鋼管分割体
セグメントをこのセグメント把持手段で安全に把持して
リング状のセグメントリングに組立てることができる。
このとき、セグメント把持手段のセグメント保持具で鋼
管分割体セグメントを保持し、1対の第1のスプレッダ
ー機構により鋼管分割体セグメントの周方向両端部をト
ンネル内面へ拡張することができる。 Since the erector has segment holding means for holding the steel pipe segment, the steel pipe segment can be safely held by the segment holding means and assembled into a ring-shaped segment ring.
At this time, the steel is
A pair of first spreaders holding a tube segment
Mechanism, the both ends in the circumferential direction of the steel pipe segment
It can be extended to the inside of the channel.
【0070】請求項2の発明によれば、エレクターに、
前記1対の第1のスプレッダ機構と並行的に、鋼管分割
体セグメントの周方向両端付近部をトンネル内面へ拡張
可能な1対の第2のスプレッダ機構を設けたため、例え
ば、新たに組付けた鋼管分割体セグメントを1対の第1
のスプレッダ機構で拡張させつつ、先に組付けた鋼管分
割体セグメントを1対の第2のスプレッダ機構で拡張さ
せることができる。 According to the second aspect of the present invention, the erector
In parallel with the pair of first spreader mechanisms,
Extending around the both ends of the body segment in the circumferential direction to the inner surface of the tunnel
By providing a possible pair of second spreader mechanisms,
For example, the newly assembled steel pipe segment segments may be
While expanding with the spreader mechanism of
Split body segment extended with a pair of second spreader mechanisms
Can be made.
【0071】請求項3の発明によれば、第1のスプレッ
ダ機構は、鋼管分割体セグメントの周方向端部のフラン
ジ継手部の嵌合孔に嵌脱可能なクランプ用油圧ジャッキ
を有するため、このクランプ用油圧ジャッキにより鋼管
分割体セグメントの周方向端部のフランジ継手部をクラ
ンプすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the first spray
The damping mechanism is used to divide the flange at the circumferential end of the steel pipe segment.
Hydraulic jack for clamp that can be inserted and removed from the fitting hole of the joint
The hydraulic jack for clamping
Clamp the flange joint at the circumferential end of the
Can be pumped.
【0072】請求項4の発明によれば、第1、第2のス
プレッダ機構において、夫々、把持用油圧シリンダによ
りスプレッダ部材を鋼管分割セグメントに対して移動さ
せ、揺動用油圧シリンダによりスプレッダ部材を揺動駆
動することができる。 According to the invention of claim 4, the first and second switches are provided.
In the feeder mechanism, each
The spreader member with respect to the pipe segment.
And the spreader member is oscillated by the oscillating hydraulic cylinder.
Can move.
【図1】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のシールド掘進機の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the shield machine shown in FIG. 1;
【図3】図1のIII −III 線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1;
【図4】図1のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1;
【図5】図1のV −V 線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 1;
【図6】図1のVI−VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
【図7】図1の要部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;
【図8】シールドジャッキとプレスリングとセグメント
との配置関係を示す横断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an arrangement relationship between a shield jack, a press ring, and a segment.
【図9】シールド掘進機のエレクターの要部正面図であ
る。FIG. 9 is a front view of a main part of an erector of the shield machine.
【図10】図9の要部拡大断面図である。10 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 9;
【図11】図2のA−A線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図12】図2のB−B線断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;
【図13】図2のC−C線断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken along line CC of FIG. 2;
【図14】セグメントの組付け手順を示すチャート図で
ある。FIG. 14 is a chart showing a procedure for assembling segments.
【図15】周方向に2分割した一方側のセグメント搬入
状態を示す図9相当図である。FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 9 showing a state where one segment is divided into two parts in the circumferential direction and is carried in;
【図16】セグメント把持状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a segment gripping state.
【図17】セグメント旋回状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 9 showing a segment turning state.
【図18】セグメントと第1スプレッダ機構との分離状
態を示す図9相当図である。FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a separated state of a segment and a first spreader mechanism.
【図19】セグメントの移動状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a moving state of a segment.
【図20】セグメントの位置決め状態を示す図9相当図
である。FIG. 20 is a diagram corresponding to FIG. 9, showing a segment positioning state.
【図21】周方向に2分割した他方側セグメント搬入状
態を示す図9相当図である。FIG. 21 is a view corresponding to FIG. 9, showing a state of loading the other segment into two parts divided in the circumferential direction.
【図22】セグメント把持状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 22 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a segment gripping state.
【図23】セグメント旋回状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 23 is a view corresponding to FIG. 9 showing a segment turning state.
【図24】セグメントと第1スプレッダ機構との分離状
態を示す図9相当図である。FIG. 24 is a diagram corresponding to FIG. 9, showing a separated state of a segment and a first spreader mechanism.
【図25】セグメントの移動状態を示す図9相当図であ
る。FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a moving state of a segment.
【図26】セグメントリングの組立て状態を示す説明図
である。FIG. 26 is an explanatory diagram showing an assembled state of a segment ring.
【図27】3分割したセグメントの組立状態を示す説明
図である。FIG. 27 is an explanatory diagram showing an assembling state of a segment divided into three.
1 シールド掘進機 2 掘進機本体 2a 前胴 2b 後胴 3 カッターヘッド 4 ヘッド駆動機構 5 シールドジャッキ 6 エレクター 7 排土設備 Sa セグメントリング Sb 覆工済みセグメント S 鋼管分割体セグメント 13 内嵌係合片 14 スクリューコンベヤ 18 荷重伝達部材 23 土水圧荷重支持装置 24 グリップ機構 24a 腕部材 24b 油圧シリンダ 25 ストッパ部材 36 セグメント把持装置 45 プレスリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 2 Excavator main body 2a Front trunk 2b Rear trunk 3 Cutter head 4 Head drive mechanism 5 Shield jack 6 Elector 7 Discharge facility Sa Segment ring Sb Lined segment S Steel pipe division segment 13 Inner fitting engagement piece 14 Screw conveyor 18 Load transmitting member 23 Soil pressure load supporting device 24 Grip mechanism 24a Arm member 24b Hydraulic cylinder 25 Stopper member 36 Segment gripping device 45 Press ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 光雄 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 酒井 義雄 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (56)参考文献 特開 平10−148098(JP,A) 特開 平10−140995(JP,A) 特開 平10−121886(JP,A) 実公 平3−32628(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/40 E21D 11/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Mitsuo Shimizu, 1-3-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office (72) Yoshio Sakai 1-1-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe-shi No.3 Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office (56) References JP-A-10-148098 (JP, A) JP-A-10-149095 (JP, A) JP-A-10-121886 (JP, A) 3-32628 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 11/40 E21D 11/14
Claims (4)
胴及び後胴と、カッターヘッドと、カッターヘッドを回
転駆動するヘッド駆動手段と、複数のシールドジャッキ
とを備えたシールド掘進機において、 排土設備のコンベヤに遊外嵌する状態に配設されて掘進
機本体に連結された筒状の荷重伝達部材を設け、 トンネル内周を周方向に2分割又は3分割した周方向長
さを有する断面円弧状の鋼管分割体セグメントを把持し
てトンネル内面に覆工するエレクターを設け、 このエレクターを、荷重伝達部材に回転可能に支持し且
つ覆工済みセグメントよりもトンネル掘進方向前側にお
いて複数の鋼管分割体セグメントをリング状に組立てる
ように構成し、 前記エレクターに、鋼管分割体セグメントを把持する為
のセグメント把持手段であって、鋼管分割体セグメント
を保持するセグメント保持具と、鋼管分割体セグメント
の周方向両端部をトンネル内面へ拡張可能な少なくとも
1対の第1のスプレッダ機構を有するセグメント把持手
段を設け、 前記荷重伝達部材に装備され左右両側へ進退可能な1対
の腕部材を有するグリップ機構と、覆工済みの鋼管分割
体セグメントの内面に固定され且つグリップ機構の左右
1対の腕部材を掘進方向と反対側から受け止める複数の
ストッパ部材とを備えた土水圧荷重支持装置を設けた、 ことを特徴とするシールド掘進機。 An excavator body and an outer surface of the excavator body.
Rotate the torso and rear torso, cutter head, and cutter head.
Head driving means for rolling and multiple shield jacks
Shield excavator equipped with an excavator
A cylindrical load transmitting member connected to the machine body, and a circumferential length obtained by dividing the inner periphery of the tunnel into two or three in the circumferential direction
Gripping a steel pipe segment having an arc-shaped cross section
Erection is provided on the inner surface of the tunnel, and the erector is rotatably supported by the load transmitting member and
In the tunnel digging direction ahead of the lined segment
And assemble multiple pipe segment segments into a ring
In order to grasp a steel pipe segment by the erector,
Segment gripping means, wherein the steel pipe segment segments
Segment holding fixture for holding steel pipe segments
At least can be extended to the inside of the tunnel at both circumferential ends
Segment gripper having a pair of first spreader mechanisms
A pair of steps provided on the load transmitting member and capable of moving back and forth to the left and right sides
Gripping mechanism with arm members and reinforced steel pipe division
Fixed to the inner surface of the body segment and left and right of the grip mechanism
A plurality of arm members that receive a pair of arm members from the side opposite to the digging direction
A shield machine comprising a soil pressure load supporting device provided with a stopper member .
プレッダ機構と並行的に、鋼管分割体セグメントの周方
向両端付近部をトンネル内面へ拡張可能な1対の第2の
スプレッダ機構を設けたことを特徴とする請求項1に記
載のシールド掘進機。 2. The erector, wherein the pair of first switches is
In parallel with the feeder mechanism, around the steel pipe segment
A pair of second ends that can be extended to the inside of the tunnel
A spreader mechanism is provided.
Shield machine.
体セグメントの周方向端部のフランジ継手部の嵌合孔に
嵌脱可能なクランプ用油圧ジャッキを有することを特徴
とする請求項1又は2に記載のシールド掘進機。 3. The first spreader mechanism includes a steel pipe split.
Into the fitting hole of the flange joint at the circumferential end of the body segment
Features a removable hydraulic jack for clamps
The shield machine according to claim 1 or 2, wherein:
ダ部材と、このスプレッダ部材を移動駆動可能な把持用
油圧シリンダと、この把持用油圧シリンダを揺動駆動可
能な揺動用油圧シリンダとを有し、前記第2のスプレッ
ダ機構は、スプレッダ部材と、このスプレッダ部材を移
動駆動可能な把持用油圧シリンダと、この把持用油圧シ
リンダを揺動駆動可能な揺動用油圧シリンダとを有する
ことを特徴とする請求項2に記載のシールド掘進機。 4. The spreader mechanism according to claim 1, wherein :
For holding the spreader member and the spreader member.
The hydraulic cylinder and the gripping hydraulic cylinder can be driven to swing.
A hydraulic cylinder for oscillating.
The spreader mechanism transfers the spreader member and the spreader member.
A hydraulic cylinder for gripping that can be dynamically driven and a hydraulic cylinder for gripping
A swing hydraulic cylinder capable of swinging the cylinder
The shield machine according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10289746A JP3013929B1 (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10289746A JP3013929B1 (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Shield machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3013929B1 true JP3013929B1 (en) | 2000-02-28 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108756927A (en) * | 2018-07-05 | 2018-11-06 | 中国铁建重工集团有限公司 | A kind of development machine steel arch-shelf installation system |
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1998
- 1998-10-12 JP JP10289746A patent/JP3013929B1/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108756927A (en) * | 2018-07-05 | 2018-11-06 | 中国铁建重工集团有限公司 | A kind of development machine steel arch-shelf installation system |
CN108756927B (en) * | 2018-07-05 | 2024-01-19 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | Steel arch installing system of heading machine |
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