JPH02194297A - シールド工法における自動資材搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、シールド工法においてシールド機付近にま
でセグメント等の資材を搬送する方法に係り、特に、地
上に設けられた資材貯蔵倉庫からシールド機付近にまで
資材をほぼ全自動的に搬送することのできるシールド工
法における自動資材搬送方法に関するものである。

「従来の技術」 周知の如く、シールド工法は、外形円筒状のスキンプレ
ートを有するシールド機の前部に設けられたカッタ装置
で地山を掘削しつつ、シールド機内部で円筒分割体たる
セグメントを組み立て、さらに、このセグメントの前端
に反力を取ってシールド機内部のシールドジヤツキを伸
長させることで、シールド機全体を前方に推進させ、こ
れら工程を繰り返すことで地中にトンネルを形成する工
法である。

従来、地上からシールド機までセグメントを搬送する手
段としては、地上に野積みされたセグメントから所定個
数をボライヤスフレーンや天井クレーンを用いて立坑底
部にある搬送台車に直接搭載し、この搬送台車を操作員
がバッテリー車で牽引しながらシールド機後方にまで搬
送し、さらにトロリーホイストでセグメントの荷卸しを
してから、このセグメントをエレクタ装置までホイスト
で搬送するような手段が通常用いられている。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、前記従来のセグメント搬送手段では、次に掲げ
るような課題があり、その解決が待たれていた。

すなわち、地上においてセグメントを野積み状態で貯蔵
する場合、立坑付近に広大な敷地を必要とし、都市部の
施工が困難であると共に、貯蔵されたセグメントの在庫
管理に時間と手間がかかり、非能率的である。また、こ
の野積み状態のセグメントをボライヤスフレーン等で立
坑底部に搬送する場合、クレーンの操作員や補助作業員
、荷受作業員等の人員を多（必要とし、しかも重量物（
セグメントの１ピースはその重量がｌｔにも及ぶものが
ある）を取り扱う作業であるが故に、安全性確保のため
作業の迅速化が図りにくい。これは、搬送台車からトロ
リーホイストを用いてセグメントの荷卸しをし、さらに
ホイストでエレクタ装置まで搬送する際にも、同様の問
題が生じる。さらに、バッテリー車で搬送台車を牽引す
る場合にも操作員が必要であり、搬送作業全体で必要と
する人員は相当数に上る。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、セグメントの貯蔵からシールド機
付近への搬送に至るまでの工程をほぼ全自動的に行いう
るシールド工法における自動資材搬送方法を提供するこ
とにある。

「課題を解決するための手段」 前記課題を解決するために、この発明は、地中に掘削し
た立坑からシールド機を発進させてこの地中にトンネル
を形成するシールド工法において、地上に設けられた資
材貯蔵倉庫から前記シールド機への自動資材搬送を、立
坑内に設けられた垂直搬送機を通ってこれら倉庫とシー
ルド機との間を移動する資材搬送台車で行うと共に、前
記倉庫及びシールド機での前記資材の積み降ろしをそれ
ぞれの近傍に設けられた移載装置で行っている。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第１２図は、この発明の一実施例であるシ
ールド工法における自動資材搬送方法を示す図である。

まず、本実施例が適用されるシールド工法について説明
すれば、地中の所定位置にはその底部がトンネル形成深
度にまで至る深さの立坑１が形成され、この立坑１底部
からシールド機２が水平方向に発進されて、このシール
ド機２により地山を掘進しつつその掘削壁面に円筒分割
体たるセグメント３．３、・・・を組み立てることで、
シールド機２後方にトンネル４が形成される。そして、
本実施例に係る自動資材搬送方法は、このシールド機２
付近にまでセグメント３．３、・・・を搬送する目的で
使用されるものである。

本実施例に係る自動資材搬送方法においては、地上に設
けられた資材貯蔵倉庫６と、前記立坑１内に設けられた
垂直搬送機７と、倉庫６と垂直搬送機７上端、及び垂直
搬送機７下端とシールド機２とをそれぞれ結んで設けら
れた軌道８と、この軌道８上を走行して前記倉庫６及び
シールド機２の間を往復する搬送台車９と、前記倉庫６
及びシールド機２近傍にそれぞれ設けられ、セグメント
３の積み降ろしを行う移載装置１０．１１とが用いられ
る。なお、本実施例では、軌道８はいわゆる単線式とさ
れているので、トンネル４中に搬送台車９の交換用の分
岐８ａが設けられている。

前記倉庫６には、周知の自動ストックラックが用いられ
、第２図ないし第４図に示すように、鉄骨製の棚１３．
１３、・・・が水平方向及び垂直方向に列設された格納
部１４．１４が、立坑１の直近に２基並設されて構成さ
れている。この倉庫６の各欄１３には、セグメント３．
３、・・・が所定個数格納されている。なお、本実施例
に係るトンネル４は、セグメント３、・・・が６個（キ
ーセグメントを含む）で１リングが構成されており、こ
のため各欄１３には３個のセグメント３、・・・、すな
わち半リング分のセグメント３、・・・が積み重ねられ
た状態で格納されている。

また、この倉庫６に付設された移載装置１ｏは、前記格
納部１４．１４間の間隙に沿って走行自在に構成された
門形フレーム１５と、この門形フレーム１５に対して上
下動自在に設けられたりフタ１６と、このリフタ１６に
対して左右に進退自在に設けられ、セグメント３、・・
・を下方から支持するフォーク１７とから概略構成され
ている。

さらに、前記軌道８の終端部は一方の格納部１４の側端
近くにまで延在されていると共に、移載装置１０はこの
軌道８終端部を越えて走行自在とされ、すなわち軌道８
終端部が前記搬送台車９へのセグメント３、・・・移載
箇所となる。

次に、前記垂直搬送機７は、第５図ないし第７図に示す
ように、立坑の全長に亙って設けられた鉄骨製の中空フ
レーム１８と、このフレーム１８内に配置されたゴンド
ラ１９と、ワイヤ２０、滑車２１を介してこのゴンドラ
１９を上下動自在となすウィンチ２２とから構成されて
いる。また、前記軌道８は中空フレーム１８の上端部及
び下端部にまで延出されていると共に、ゴンドラ１９内
にはこの軌道８に連なる連絡軌道２３が敷設されている
。

軌道８上を走行する搬送台車９は、第８図に示すように
、上部にセグメント３、・・・の積載部２４が形成され
た台車本体２５と、この台車本体２５下部の四隅に設け
られ、前記軌道８上に配置された走行車輪２６．２６・
・・と、これら走行車輪２６に駆動力を付与する電動モ
７夕２７と、モータ２７の駆動源たるバッテリー２８と
から概略構成されている。なお、本実施例では、搬送台
車９で搬送しうるセグメント３、・・・の数を３個とし
、かつ、１回の搬送で１リング分のセグメント３、・・
・の搬送を考えているので、搬送台車９は連結器２９を
介して２台連結されて使用されることとなる。また、軌
道８には、所定間隔をおいてこの搬送台車９の通過を検
知する通過センサ及び搬送台車９に走行・停止等の動作
指令を行う指令部（共に図示路）が設けられている。

さらに、前記シールド機２後方に設けられた移載装置１
１は、第９図ないし第１２図に示すように、トンネル４
の仮設床３０前端に設けられたセグメントリフタ３１と
、シールド機２のエレクタ装置３２後方に設けられたセ
グメント搬送台３３と、リフタ３１から搬送台３３ヘセ
グメント３、・・・を移送する門形クレーン３４とから
概略構成されている。

セグメントリフタ３１は、仮設床３０前端に敷設された
軌道３５上を移動可能に構成された門形フレーム３６と
、この門形フレーム３６の一端に上下動自在に設けられ
、フレーム３６の内方に向って進退自在に設けられたフ
ォーク３７とから構成されている。なお、前記軌道８の
先端はこの門形フレーム３６の内方に敷設され、従って
セグメント３、・・・を搭載した搬送台車９はセグメン
トリフタ３１の門形フレーム３６内に到着することとな
る。

また、搬送台３３は、トンネル４の下端部に沿って設け
られた断面円弧状の基台３８と、この基台３８上にロー
ラ３９、・・・を介して前後動自在に設けられた移動台
４０と、この移動台４０を前方に付勢してその前端をエ
レクタ装置３２下方にまで至らせる押出ジヤツキ４１と
から構成されている。

また、移動台４０上部には駆動ローラ４２、・・・が設
けられている。

そして、門形クレーン３４は、前記搬送台３２後端部に
設けられた門形フレーム４３と、一端ｈ＜この門形フレ
ーム４３の上端部に、他端が前記セグメントリフタ３１
の門形フレーム３６の上端部に連結された軌条４４と、
この軌条４４に沿って走行自在なトロリーホイスト４５
とから構成されている。また、このホイスト４５は、前
記軌条４４を把持した状態でこの軌条４４に沿って走行
する走行部４６と、この走行部４６下端に水平方向旋回
自在に設けられた旋回部４７と、セグメント３を把持す
る把持部４８と、この把持部４８を吊り下げた状態で上
下動させるウィンチ４９とから構成されている。なお、
この把持部４８によるセグメント３の把持方法は任意で
あり、セグメント３のグラウトホールやボルトボックス
（図示路）内に嵌合するもの等が好適に挙げられる。

なお、この移載装置１１はシールド機２の後端に連結さ
れており、従って、シールド機２の掘進に伴い移載装置
１１も前方に移動することで、エレクタ装置３２と移載
装置１１との相対的位置関係は常時一定とされる。

そして、これら装置のそれぞれは遠隔操作が可能であり
、また、必要であれば、中央監視装置１２によりその作
動・停止を指示し、かつ、その作動状態を監視すること
も可能である。

次に、以上の構成を有する搬送装置５を用いて、本発明
の一実施例たるセグメント３、・・・をシールド機２の
エレクタ装置３２にまで搬送する方法について説明する
。

搬送台車９は、第１３図に示すようなダイヤグラムに従
って運行される。なお、本実施例では、コスト低減の目
的で、軌道８上に２台連結された搬送台車９．９が２組
だけ配置されている。

シールド機２の掘進サイクルに従って、ｌリング分くす
なわち６個）のセグメント３．３、・・・を搬送する時
点になったら、中央監視装置１２は倉庫６に敷設された
移載装置１０に対し、１リング分のセグメント３、・・
・を搬送台車９に積載すべきことを指令する。また同時
に、中央監視装置１２は一方の搬送台車９．９の組が倉
庫６に到着しているかどうか監視し、到着していない場
合には倉庫６に向かうべ（指令する。

移載装置１０は、中央監視装置１２からの指令に基づき
、積載すべきセグメント３、・・・が格納された棚１３
の前方に門形フレーム１５及びリフタ１６を移動させて
から、フォーク１７を用いてセグメント３、・・・をそ
の下方から支持し、フォーク１７ごとリフタ１６内に引
き込んでから門形フレーム１５を搬送台車９．９前方に
まで移動させ、リフタ１６及びフォーク１７を用いて搬
送台車９．９上にセグメント３、・・・を積載する。

セグメント３、・・・が搬送台車９．９上に積載された
ら、中央監視装置１２はこの搬送台車９．９に対して、
垂直搬送機７に向かって進行すべきことを指令する。ま
た同時に、中央監視装置１２は、垂直搬送機７のゴンド
ラ１９がフレーム１８上端部に位置しているかどうかを
監視し、位置していない場合には、ウィンチ２２を作動
させてゴンドラ１９をフレーム１８上端部に至らせる。

搬送台車９．９はこの指令に基づき、垂直搬送機７に向
って軌道８上を進行し、ゴンドラ１９内に到着した段階
でこのゴンドラ１９内で停止する。

次に、中央監視装置１２は、ゴンドラ１９をフレーム１
８下端部に位置させるべくウィンチ２２に指令し、ウィ
ンチ２２はこの指令に基づき、ワイヤ２０を繰り出すこ
とでゴンドラ１９を下降させ、フレーム１８下端部にま
で至らせる。

さらに、中央監視装置１２は、他方の搬送台車９．９の
位置を監視・確認し、これら搬送台車９．９の組が軌道
８の分岐８ａ地点において交換できるタイミングにおい
て、双方の搬送台車９．９の組に進行すべく指令する。

あるいは、いずれか−方の搬送台車９．９、の組を先行
させて進行させ、先に分岐８ａに到着した側の搬送台車
９．９の組を待機させておいてもよい。このようにして
、トンネル４内において２組の搬送台車９．９を交換さ
せることができる。

搬送台車９．９がセグメントリフタ３１に到着する段階
で、中央監視装置１２は搬送台車９．９を停止させるべ
く指令する。搬送台車９．９はこの指令に基づき、セグ
メントリフタ３１の門形フレーム３５内で停止する。

次に、セグメントリフタ３１のフォーク３７を搬送台車
９．９に向けて延出させることで、搬送台車９．９、で
搬送されてきたセグメント３、・・・をその下方から支
持する。この状態で、中央監視装置１２は、搬送台車９
．９に対して垂直搬送機７に向って移動すべく指令し、
搬送台車９．９はこの指令に基づき垂直搬送機７に向っ
て移動する。

このようにして、搬送台車９．９を長時間セグメントリ
フタ３１に留めておかないのは、搬送装置ｌによるセグ
メント３、・・・の搬送効率をできるだけ最大限に発揮
させるためである。そして、セグメントリフタ３１のフ
ォーク３７によりセグメント３、・・・を下方から支持
しつｂ１フォーク３７を下降させることでセグメント３
、・・・を仮設床３０付近にまで下降させる。

次に、門形クレーン３４のトロリーホイスト４５を、軌
条４４に沿ってセグメントリフタ３１上部へと走行させ
る。さらに、トロリーホイスト４５のウィンチ４９を作
動させることで把持部４８を吊り降ろし、この把持部４
８でセグメント３を１個把持する。セグメント３が把持
できたら、再度ウィンチ４９を作動させることで把持部
４８を吊り上げる。この状態で、トロリーホイスト４５
を軌条４４に沿って搬送台３３上部へと走行させること
で、吊持しているセグメント３を搬送台３３へと移送す
る。

トロリーホイスト４５が搬送台３３上部へ到着した段階
で、旋回部４７を９０°旋回させることでセグメント３
の向きを９０°転回させた後、ウィンチ４９を作動させ
ることで把持部４８を吊り降ろし、セグメント３を搬送
台３３の移動台４０上に積載する。セグメント３を９０
’転回させるのは、セグメント３の搬送される向きとエ
レクタ装置３２で組み立てられるときの向きとが９０°
異なるからである。積載されたセグメント３は、移動台
４０上部の駆動ローラ４２により前方に移送され、移動
台４０前端にまで至らされる。この状態で、再度前述し
たセグメント３の搬送台３３への移送工程を行っても良
いし、あるいは常に搬送台３３にセグメント３を１個の
み常駐させるようにしても良い。

セグメント３が移動台４０前端にまで移送されたら、搬
送台３３の押出ジヤツキ４１を伸長させることで、移動
台４０前端にあるセグメント３をエレクタ装置３２下方
にまで移送する。

そして、以上の工程を繰り返すことで、シールド機２の
掘進工程に合わせて倉庫６からエレクタ装置３２までセ
グメント３、・・・を搬送することができる。ここで、
本実施例では、倉庫６で搭載されたセグメント３、・・
・は垂直搬送機７を介して１台の搬送台車９でエレクタ
装置３２まで搬送され、かつ、倉庫６及びエレクタ装置
３２でのセグメント３、・・・の積み降ろしも移載装置
１０．１１により行われ、しかもこれらが中央監視装置
１２の制御下に置かれているので、はぼ全自動的、すな
わちほとんど人力を介さずにセグメント３、・・・を搬
送することができ、安全かつ確実にセグメント３、・・
・の搬送作業が行えると共に、作業の能率化、高速化を
図ることができる。

また、本実施例では、倉庫にいわゆる自動ストックラッ
クを用いているので、前記従来の如く野積み状態で貯蔵
した場合に比較して、その用地面積が少なくて済み、都
市部での施工に大変好適である、という効果も有してい
る。

なお、この発明のシールド工法における自動資材搬送方
法は、その細部が前記実施例に限定されず、種々の変形
例が可能である。−例として、セグメント３、・・・の
搬送個数や搬送台車９、・・・の台数は任意であり、前
記実施例に限定されない。また、セグメント３、・・・
の搬送のみならず、他の資材の搬送にも好適に使用可能
である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、倉庫で
搭載された資材を垂直搬送機を介して搬送台車でシール
ド機付近にまで搬送でき、かつ、倉庫及びシールド機付
近での資材の積み降ろしも移載装置により行われるので
、全自動的、すなわち全（人力を介さずに資材を搬送す
ることができ、安全かつ確実に資材の搬送作業が行える
と共に、作業の能率化、高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１２図は、この発明の一実施例であるシ
ールド工法における自動資材搬送方法を示す図であって
、第１図は全体構成を示す概略斜視図、第２図は地上の
装置の配置を示す平面図、第３図ないし第４図は倉庫の
みを取り出して示した図であって、第３図は平面図、第
４図は同正面図、第５図ないし第７図は垂直搬送機のみ
を取り出して示した図であって、第５図は正面図、第６
図は側面図、第７図は平面図、第８図は搬送台車のみを
取り出して示した正面図、第９図ないし第１２図はシー
ルド機付近に設けられた移載装置のみを取り出して示し
た図であって、第９図は正面図、第１０図は正面図、第
１１図は第１０図の℃−℃′線に沿う矢視断面図、第１
２図は同店−■′線に沿う矢視断面図、第１３図は搬送
台車のダイヤグラムを示す図である。 １・・・・・・立坑、２・・・・・・シールド機、３・
・・・・・セグメント（資材）、４・・・・・・トンネ
ル、６・・・・・・資材貯蔵倉庫、７・・・・・・垂直
搬送機、８・・・・・・軌道、９・・・・・・搬送台車
、１０．１１・・・・・・移載装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　地中に掘削した立坑からシールド機を発進させてこの
   地中にトンネルを形成するシールド工法においてこのシ
   ールド機付近にまで資材を自動的に搬送する方法であっ
   て、地上に設けられた資材貯蔵倉庫から前記シールド機
   への資材搬送を、立坑内に設けられた垂直搬送機を通っ
   てこれら倉庫とシールド機との間を移動する資材搬送台
   車で行うと共に、前記倉庫及びシールド機での前記資材
   の積み降ろしを、それぞれの近傍に設けられた移載装置
   で行うことを特徴とするシールド工法における自動資材
   搬送方法。