JPH05171603A

JPH05171603A - シールド工事における軌道敷設装置

Info

Publication number: JPH05171603A
Application number: JP35605391A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kikuchi; 雄一菊池; Yoshiyuki Obara; 由幸小原; Susumu Sarada; 進皿田; Kiyohide Kaihatsu; 清秀改発; Sadao Harada; 貞雄原田; Shigeto Ooki; 重人大岐
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】シールド工事において枕木とレールを用いた
軌道の敷設作業を自動化することにより、作業者の負担
を軽減し、作業の効率化を図れる軌道敷設装置を提供す
る。【構成】トンネルＡ内の上部に配設されたホイストレ
ール３に沿って走行可能な台車１２とこの台車１２に昇
降可能かつ水平旋回可能に搭載され枕木ＣとレールＤを
把持可能なチャック機構２７とを備えた枕木とレールの
設置装置１０と、前記トンネルＡ内に設置ずみの前記枕
木Ｃ上に固定されたレールＤに対し、その端部に続けて
設置されたレールＤａを連結する連結装置９０及び枕木
Ｃ上に設置されたレールＤを枕木Ｃ上に固定する固定装
置６０をそれぞれ搭載し、敷設ずみの軌道上に沿って走
行可能な敷設台車３５と、トンネルＡ内に敷設ずみの軌
道上を走行可能で、複数本の枕木Ｃ及び複数本のレール
ＤをトンネルＡの軸方向と平行に載置可能な搬入台車３
０とを、備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事におい
て、トンネル内の所定位置に枕木とレールを設置すると
ともに、レールを連結して枕木上にレールを固定するこ
とにより軌道を自動的に敷設する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のシールド工事は、周知のように、
シールド掘進機の前端のカッターディスクの回転により
トンネルを掘削し、その後方にセグメント壁を構築した
のち、構築したセグメント壁から反力をとってシールド
掘進機を前進させてトンネルを掘削する工事である。

【０００３】こうした工事においては、セグメント壁を
構築するためのセグメントピースなどをトンネル内の所
定位置まで搬送するための搬入台車や、シールド掘進機
のパワーユニットを備えた台車（後方台車という）など
を走行させるための軌道を、シールド掘進機の前進に合
わせてその後端付近まで構築されたセグメント壁内に敷
設していく必要がある。

【０００４】従来、軌道の敷設には、Ｈ型鋼からなる枕
木と汎用のレールとが使用されており、またその作業
は、枕木とレールを台車で搬入した後は、全て作業者に
よる人力で行われていた。

【０００５】なお、所定の場所までのレールの運搬を容
易にする技術としては、実公昭５８−３３１２１号公報
に記載の装置があるが、上記のような敷設作業そのもの
を自動化もしくは省力化する装置については、先行技術
がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た作業者の手作業による軌道の敷設作業は、作業空間の
狭いトンネル内で行われ、作業環境が非常に悪いうえ
に、枕木やレールは重量物であるため、台車から降ろし
てトンネル内の所定位置まで運んだり、枕木をトンネル
の幅方向に設置したり、またそれらの枕木上にレールを
直交して設置したりする各作業は、重労働で作業者の負
担が大きく、しかも危険がつきまとうものであった。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、シールド工事において枕木とレールを用いた軌道の
敷設作業を自動化することにより、作業者の負担を軽減
し、作業の効率化を図れる軌道敷設装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ためにこの発明の軌道敷設装置は、a)シールド掘進機で
トンネルを掘削し、その後方にセグメント壁を構築した
後、セグメント壁から反力をとってシールド掘進機を前
進させてトンネルを掘削するシールド工事において、ト
ンネル内の所定位置に枕木とレールを設置するととも
に、レールを連結して枕木上にレールを固定することに
より軌道を敷設する装置であって、b)前記トンネル内に
敷設ずみの軌道上を走行可能で、複数本の枕木及び複数
本のレールをトンネルの軸方向と平行に載置可能な搬入
台車と、c)前記トンネル内に配設された上部軌道に沿っ
て走行可能な台車と、この台車に昇降可能かつ水平旋回
可能に搭載され枕木とレールを把持可能なチャック機構
とを備えた枕木とレールの設置装置と、d)前記トンネル
内に設置ずみの前記枕木上に固定されたレールに対し
て、その端部に続けて設置されたレールを、双方のレー
ル端部間にまたがる一対の継目板で側方から挟み、ボル
トを用いて連結する連結装置と、前記枕木上に設置され
たレールの底辺部上に、枕木上にあらかじめボルト・ナ
ットにより仮止めされたクリップ板を係合させ、前記ボ
ルト・ナットを締め付けることによってレールを枕木上
に固定する固定装置とを搭載し、敷設ずみの軌道上に沿
って走行可能な敷設台車とを、備えている。

【０００９】請求項２記載のように、前記設置装置が、
トンネルの幅方向に移動可能なチャック台車と、このチ
ャック台車の下面に水平旋回可能に支承された門型フレ
ームとを備え、この門型フレームの両側下端部に前記チ
ャック機構をそれぞれ配備することが好ましい。

【００１０】請求項３記載のように、前記連結装置が、
あらかじめボルトが挿通固定された第一の継目板を保持
し、その継目板を前記双方のレールの側部に押し付ける
手段(Ａ手段)と、レールを間にして第二の継目板を保持
し、その継目板を双方のレールの側部に押し付ける手段
(Ｂ手段)と、あらかじめナットが装着されたソケットを
外からレール寄りに移動し、かつそのソケットを回転さ
せる手段(Ｃ手段)とを備えるとなおよい。

【００１１】請求項４記載のように、前記固定装置が、
レールを幅方向に枕木上で押し動かす手段(Ｄ手段)と、
レールの設置位置を外れた位置で前記ボルト・ナットに
より枕木上にあらかじめ仮止めされた前記クリップ板
を、レールの底辺部上に掛かる位置へ移動する手段(Ｅ
手段)と、ボルト・ナットを増し締めする手段(Ｆ手段)
とを、レールをはさむ両側の位置にそれぞれ備えるとよ
い。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の軌道敷設装置によ
れば、前記設置装置は、上部軌道に沿って台車を、枕木
及びレールの搬入台車とそれらの設置位置との間で移動
させたり、台車に対しチャック機構を昇降させたり、チ
ャック機構により枕木又はレールを把持させたり、必要
に応じてチャック機構を水平に９０゜旋回させたりする
動作を適宜行わせる。たとえば、枕木を設置位置まで搬
送したのち、トンネル軸と直交する方向、すなわちトン
ネル内の下部において幅方向に枕木を架け渡して設置す
る。そして、複数本の枕木をトンネルの軸方向に一定の
間隔をあけて順次設置したのち、レールを枕木上の設置
位置まで順次搬送し、枕木に直交して複数本のレールを
一定の間隔でトンネル軸と平行に設置する。

【００１３】続いて前記敷設台車に搭載された固定装置
が、枕木上のクリップ板を移動させてその一部をレール
の底辺部に係合させた後、クリップ板を仮止めしている
ボルト・ナットを増し締めすることにより、レールが枕
木上に固定されて最初の１区間の軌道の敷設作業が終了
する。次に前記設置装置が、複数本の枕木とこれらに直
交する複数本のレールとを敷設ずみの前記軌道と接続可
能にそれぞれ前記と同様の手順に従って設置する。

【００１４】こうして枕木及びレールが所定位置に設置
されると、前記敷設台車に搭載された連結装置は、枕木
上に設置されたレールの端部と敷設（枕木上に固定）ず
みのレールの端部とを、一対の継目板で両側方から挟み
こみ、ボルトを用いてレール同士を連結する。さらに前
記固定装置が、枕木上のクリップ板を移動させてその一
部をレールの底辺部に係合させた後、クリップ板を仮止
めしているボルト・ナットを増し締めすることにより、
レールが枕木上に固定されて次の区間の軌道の敷設作業
が終了する。

【００１５】シールド掘進機の前進に伴って、こうした
作業を繰り返すことにより、複数本の枕木と複数本のレ
ールとからなる軌道が前方へ向け順次延設される。

【００１６】請求項２記載の軌道敷設装置によれば、チ
ャック台車が門型フレームとともにトンネルの幅方向に
移動したり、このチャック台車の下面の門型フレームが
水平旋回したりして、門型フレームの両側のチャック機
構が枕木やレールを確実に把持し、トンネル内の所定位
置へ設置する。

【００１７】請求項３記載の軌道敷設装置によれば、前
記連結装置の上記のＡ手段が第一の継目板を保持してそ
れをレール連結部の側部の所定位置に押し付ける一方、
Ｂ手段が、第二の継目板を保持して同様にレールの側部
（第一の継目板とは反対側の側部）に押し付ける。第一
の継目板における締結用のボルト穴には、あらかじめボ
ルトが挿通され、接着剤や部分溶接などにより固定され
ている。したがって、二つの継目板がともにレールの側
部所定位置に押し付けられたときには、第一の継目板に
挿通固定されたボルトの先端部が、レールのボルト穴を
通って第二の継目板のボルト穴から突出した状態にな
る。上記の締結用ボルトに合うナットがあらかじめ装着
されたソケットを、上記のＣ手段がレール寄り（第二の
継目板寄り）に移動することにより、そのナットのネジ
穴を、第二の継目板から突出した上記ボルトの先端に接
触させる。そのＣ手段が、ソケットとともにナットを回
転させることにより、そのナットと上記ボルトとの間で
レールおよび両継目板を締めこみ、レール間の連結を完
了する。

【００１８】上記連結装置に以上の作用があることか
ら、レール間の連結に関し人手によってなすべき作業
は、概ねつぎの軽作業のみとなる。すなわち、あらかじ
めボルトを挿通固定した第一の継目板と、ボルトを付け
ない第二の継目板とをＡ手段・Ｂ手段のそれぞれに保持
させること、および、Ｃ手段のソケット内にナットを装
着しておくことである。

【００１９】請求項４記載の軌道敷設装置によれば、前
記固定装置を介して、レールの敷設場所に枕木が設置さ
れ、かつその枕木上の所定の位置−レールの底部を間
にはさめる両側の位置であって、レールが置かれるスペ
ースをとった位置−にクリップ板がボルト・ナットに
より仮止めされた状態になると、その枕木上のクリップ
板の間に未敷設のレールが置かれる。そのレールが、敷
設ずみのレールの端部とつながる位置まで長手方向に位
置調整される（ひき続き、敷設ずみレールと連結される
のが普通だが、そうでなくてもよい）と、その未敷設の
レールをつぎのようにして枕木上に固定する。まず、上
記のＤ手段が、そのレールを幅方向に位置調整する。レ
ールをはさむ両側に本装置が（したがってＤ手段も）あ
って互いにレールを幅方向に押し動かすため、枕木上で
適正位置までレールを動かすことができる。レールの幅
方向の位置調整がすむと（またはこの位置調整ととも
に）上記Ｅ手段が上記のクリップ板を移動し、その一部
がレールの底部上に掛かるようにする。続いて上記のと
おりクリップ板を仮止めしているボルト・ナットを、上
記のＦ手段が増し締めし、レールの固定を完了する。つ
まり、枕木上の所定位置にボルト・ナットによりあらか
じめクリップ板を仮止めしておき、そのクリップ板には
さまれる位置にレールを置くようにすれば、その枕木上
へのレールの固定作業は、自動的に行われる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の軌道敷設装置の実施例を図
面に基づいて説明する。

【００２１】図１はシールド掘進機を用いたシールド工
事に用いられる軌道敷設装置の全体の概要を示す、一部
を省略した側面視断面、図２は図１の平面視断面図、図
３は図１のIII−III線断面図である。

【００２２】まず、シールド工事の全体について説明す
ると、同工事は、図１〜図２に示すように、シールド掘
進機１の前端部のカッターディスク１ａを回転させてト
ンネルＡを掘削した後、その後方に複数のセグメントピ
ースＢ'を円筒状に組み付けることによりセグメント壁
Ｂを構築し、構築されたセグメント壁Ｂから反力をとっ
てシールド掘進機１を前進させながらトンネルＡを掘削
するものである。

【００２３】シールド掘進機１の後方には、一定の距離
をおいて後方台車２が連結されており、この後方台車２
はシールド掘進機１の前進に伴って前進する。したがっ
て、セグメント壁Ｂ（トンネル）内には、後方台車２や
後述の搬入台車３０を走行させるための軌道を、順次前
方へ敷設していく必要がある。この軌道は、Ｈ型鋼から
なる複数本（ここでは５本）の枕木Ｃが、トンネルＡの
幅方向に一定の間隔で設置され、それらの枕木Ｃ上に直
交して複数本（ここでは４本）のレールＤを一定の間隔
で設置されたうえ、敷設ずみのレールＤと連結され、か
つ枕木上に固定されて構成される。

【００２４】前記４本のレールＤのうち、図３のように
外側の一対が後方台車２の走行に使用され、内側の一対
が搬入台車３０の走行に使用される。後方台車２は、同
図のように門型をなし、その中央部分の空間を搬入台車
３０が走行する。また、後方台車２の上面の中央には、
上部軌道としてのホイストレール３が前方へ張出させて
取り付けられている。

【００２５】本発明の軌道敷設装置は、軌道を構成する
枕木ＣとレールＤをトンネルＡ内の所定位置に設置する
設置装置１０と、トンネルＡ内に設置ずみの枕木Ｃ上に
固定されたレールＤに対し、その端部に続けて枕木Ｃ上
に設置されたレールＤａを連結する連結装置９０と前記
枕木Ｃ上に設置されたレールＤａを枕木Ｃ上に固定する
固定装置６０とを搭載した敷設台車３５と、複数本の枕
木Ｃ及び複数本のレールＤを軌道の敷設位置近くまで搬
入する搬入台車３０とから構成される。

【００２６】最初に設置装置１０について説明し、続い
て搬入台車３０について説明する。図４は設置装置を拡
大して示す正面図、図５は図４の側面図、図６は図４の
VI−VI線矢視図である。図７は搬入台車を示す側面視断
面図、図８は図７のVIII−VIII線拡大断面図である。

【００２７】設置装置１０は、前記図１に示すように、
後方台車２の上面から前方のシールド掘進機１の後端部
まで延びる前記ホイストレール３に沿って走行する自走
式の台車１２を備えている。この台車１２には、枕木Ｃ
及びレールＤのチャック機構２７が配備されている。そ
して、枕木Ｃ及びレールＤを後方台車２のすぐ前方まで
搬送するための搬入台車３０が、既設の軌道（レール）
上に走行可能に載置されている。

【００２８】図４及び図５に示すように、セグメント壁
Ｂ内の上部中央に配置された一対の前記ホイストレール
３上に、台車１２が走行輪１３を介して走行可能に吊設
されている。走行輪１３は前後左右に４輪備えられ、前
２輪はそれぞれギヤードモータ１４により駆動される。
台車１２の中央部の前後に、パンタグラフ機構１５の最
上リンク１５ａの上端が、回動自在に軸支され、対をな
すリンク１５ａ間に、セグメント壁Ｂ（トンネルＡとも
いう）の幅方向に伸縮する油圧シリンダ１６の両端が、
それぞれ介装されている。

【００２９】前後のパンタグラフ機構１５の最下リンク
１５ｂの下端が、装置本体１８に回動自在に軸支され、
対をなすリンク１５ｂ間に、油圧シリンダ１７の両端が
それぞれ介装されている。この構成により、上下の油圧
シリンダ１６・１７を伸長することにより装置本体１８
が上昇し、逆に収縮することにより装置本体１８が下降
する。なお、装置本体１８側の油圧シリンダ１７は省く
ことができる。

【００３０】装置本体１８の中央部（セグメント壁Ｂの
軸方向の中央部）に、セグメント壁Ｂの幅方向に移動自
在に、断面門形のスライドフレーム１９が配装されてい
る。装置本体１８の上部の断面門形のフレーム部分１８
ａの両側には、一対のスプロケット２０ａが回動自在に
配設され、各スプロケット２０ａに掛け渡された無端チ
ェーン２０に、前記スライドフレーム１９が接続されて
いる。また、一方のスプロケット２０ａには、駆動モー
タ２１（図５）が連結され、このモータ２１の回転によ
りスライドフレーム１９が、図１のようにセグメント壁
Ｂの幅方向に移動する。

【００３１】スライドフレーム１９内の下端部間に、図
６のようにチャック台車２２が、前後左右の４つの走行
輪２３を介して走行可能に配置されている。そして、１
つ又は複数の走行輪２３が、チャック台車２２に一体に
装備されたギヤードモータ２４にチェーン２４ａを介し
て接続され、このギヤードモータ２４の回転によりチャ
ック台車２２は、スライドフレーム１９に沿ってトンネ
ルＡの幅方向に移動する。

【００３２】チャック台車２２の下面には、ロータリー
アクチュエータ２６を介して門型フレーム２５がその中
央で水平旋回可能に吊設されている。そして、門型フレ
ーム２５の両側下端に、チャック機構２７がそれぞれ配
設されている。チャック機構２７は、枕木Ｃの上端及び
レールＤの下端を把持可能な一対のチャック爪２８を開
閉自在に配設し、前記門型フレーム２５から支持部材２
６ａを介して配設した油圧シリンダ２９のシリンダロッ
ド２９ａに一方のチャック爪２８を固定し、ラックアン
ドピニオン（図示せず）を介して他方のチャック爪２８
を接続した構造からなる。したがって、油圧シリンダ２
９を伸長することにより一対のチャック爪２８・２８が
閉鎖され、逆に収縮することにより一対のチャック爪２
８・２８が開放される。

【００３３】図７又は図８に示すように、搬入台車３０
は、前後左右に走行輪３１を備え、内側の一対の軌道上
を走行する。この搬入台車３０上の長手方向の両端に、
レールＤの位置決め片３２がそれぞれ突設されている。
また、搬入台車３０上は、その長手方向及び幅方向に一
定の間隔をあけてレールＤの下段載置部を構成する支持
板３３が立設されている。さらに、搬入台車３０上に
は、枕木Ｃの上段載置部を構成する支持板３４が長手方
向及び幅方向に一定の間隔をあけて立設され、長手方向
の両端の支持板３４に、枕木Ｃの位置決め片３４ａが突
設されている。

【００３４】次に、敷設台車３５に搭載される、レール
Ｄ・Ｄａ間の連結装置９０および枕木Ｃ上でのレールＤ
ａの固定装置６０について説明する。

【００３５】図９(ａ)は、レール固定装置などを配備し
た敷設台車の平面図、同(ｂ)はその敷設台車の側面図で
ある。図１０はレール連結装置をレールに沿って見た正
面図（図９におけるX−X矢視図）である。図１１(ａ)
は、レール固定装置などを平面視した図（図１２におけ
るXI−XI矢視図）、同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視
図、同(ｃ)は同(ａ)におけるｃ−ｃ矢視図、同(ｄ)は同
(ｃ)におけるｄ−ｄ矢視図、同(ｅ)は同(ｃ)におけるｅ
−ｅ矢視図である。図１２は図１０におけるXII−XII矢
視図である。図１３は図１１(ａ)におけるXIII−XIII矢
視図である。

【００３６】この実施例では、枕木Ｃ上の所定位置への
レールＤａの設置を補助し、そのレールＤａを敷設ずみ
レールＤに連結し枕木Ｃ上に固定する作業を、図９・図
１に示す敷設台車３５に行わせている。敷設台車３５
は、図９(ａ)・(ｂ)のように、駆動源である減速機つき
モータ３６と、それに接続した四つの駆動車輪３７およ
び四つのアイドル車輪３８とによってレールＤ上を走行
可能としている。図９の左方へトンネルが掘削されてい
くので、敷設台車３５も、原則として図の左方を前方と
して進行する。左方に図示したレールＤａが、枕木Ｃ上
に置かれたばかりの未敷設のもので、敷設ずみのレール
Ｄに連結し枕木Ｃ上に固定すべきものである。

【００３７】敷設台車３５にはまず、レール設置用の開
口部３９を前部に設けている。この開口部３９の両縁部
には、上方から枕木Ｃ上に置かれるレールＤａに対しそ
の後方端部の幅方向（図９(ａ)の上下方向）の位置を規
制するガイド片（図示省略）を付設している。そのた
め、未敷設のレールＤａの後方端部を、この開口部３９
を通し、ガイド片に沿わせて上方から置けば、敷設ずみ
のレールＤのほぼ延長線上にレールＤａが自然と並ぶこ
とになる。

【００３８】敷設台車３５の内部には、三台のブレーキ
装置８０のほか、四台のレール連結装置９０やレール固
定装置６０などを配備している。以下、これらの各装置
について説明する。

【００３９】ブレーキ装置８０は、図９のように、レー
ルＤの頭部を挟むべく対向配置された一対の油圧シリン
ダ８１を主要構成とし、最も外側のレールＤを敷設台車
３５の最後部にてホールドする位置（図９(ａ)の右下）
と、その前方（左方）、およびそれらと最も離れた外側
のレールＤをホールドする位置（図の右上）の合計三箇
所に配備している。これらの装置８０を、たとえばここ
に記した順に起動（ブレーキング）したうえその状態に
保持すれば、レールＤに対する角度（平行度）が正確
で、しかもかなりの力（または偶力）を受けても敷設台
車３５が動かない状態になる。このようなブレーキ装置
８０を配備した目的は、言うまでもなく、連結作業など
においてレールＤ・Ｄａから反力を受けるとき敷設台車
３５が移動するのを防止することである。

【００４０】レール連結装置９０は、図１０の仮想線に
て示される連結−継目板８３・８４とボルト８５・ナ
ット８６を用いたレールＤ・Ｄａ間の連結−を、ほぼ
自動的になす装置である。継目板８３・８４はいずれ
も、連結部におけるレールＤの端部（前端部）とレール
Ｄａの端部（後端部）とにまたがるよう、またボルト８
５の通し穴がレールＤ・Ｄａの穴Ｄｂ（図１２参照）と
一致するよう、レールＤ・Ｄａの頭部・底部間にあてが
われる。そのうえで、ボルト８５およびナット８６が、
継目板８３・８４とレールＤまたはＤａとを締め付けて
いる。このレール連結装置９０は、概ね下記a)〜d)の四
つの部分から構成している。

【００４１】a) レールＤ・Ｄａの側部に第一の継目板
８３を押し付けるための手段：まず継目板８３を長手方
向の両端から保持するものとして、図１１(ａ)のよう
に、二本のロッド９１の先端にそれぞれ支持金具９２ａ
・９２ｂを取り付けている。一方の金具９２ａはロッド
９１の先端にネジで固定したものだが、他方の金具９２
ｂは、ロッド９１に対しコイルバネ９２ｃを介して伸縮
可能に取り付けている。図１３に示す継目板８４の場合
（後述）と同様に、継目板８３の両端にある凹部と金具
９２ａ・９２ｂにある凸部とを合わせたうえ、コイルバ
ネ９２ｃの弾性を利用すれば両金具９２ａ・９２ｂ間に
継目板８３をセットすることができる。そして、上記二
本のロッド９１を、図１０のとおり、リンク９３・９４
および油圧シリンダ９５によって移動するよう構成し
た。したがって、敷設台車３５を停止してレールＤ・Ｄ
ａに対する連結装置９０の位置を合わせたのち、図１０
のように、あらかじめボルト８５を通して溶接止めした
継目板８３を金具９２ａ・９２ｂ間にセットし、シリン
ダ９５を縮めれば、レールＤ・Ｄａの側部に継目板３を
押し付けるとともに、各レールＤ・Ｄａのボルト穴Ｄｂ
にボルト８５の先を通すことができる。

【００４２】b) レールＤ・Ｄａの反対側の側部に第二
の継目板８４を押し付ける手段：継目板８３を押し付け
る上記a)の手段と同じく、図１１(ａ)のように、二本の
ロッド９６の先端に支持金具９７ａ・９７ｂを付け、こ
れらによって継目板８４を両端から挟んで保持するよう
にした。金具９７ａ・９７ｂが継目板８４を保持する状
態は図１３のとおりで、金具９７ａ・９７ｂに設けた凸
部９７ｘと継目板８４の両端に設けておいた凹部８４ｘ
とを合わせたうえ、一方の金具９７ｂに装備したコイル
バネ９７ｃを押し縮めて継目板８４をセットする。そし
て、上記a)と同様、駆動用油圧シリンダ（図示せず）に
より、ロッド９６とともに継目板８４を押し出してレー
ルＤ・Ｄａの側部に押し付ける。このとき同時に、継目
板８４のボルト穴からボルト８５の先端が突出する。な
お、継目板８３・８４の形がレールＤ・Ｄａの側部に合
うウェッジ状であることから、a)・b)の両手段において
継目板８３・８４をレールに押し付ける力が十分に大き
い場合には、その押し付けの際、レールＤ・Ｄａ間の高
さ調整をなす作用も生じる。

【００４３】c) ボルト８５にナット８６を嵌めて締め
こむ手段：図１０に示すようにナット８６を装着される
ソケット４１と、そのソケット４１を回転させる油圧式
レンチ４２、さらにそれらをレールＤ・Ｄａ寄りに前進
・後退させる油圧シリンダ４４、およびクッション用の
コイルバネ４３などから構成している。上記のb)によっ
て継目板８４からボルト８５の先端が出ると、あらかじ
め作業員の手によってナット８６が一個ずつ装着された
ソケット４１を、シリンダ４４を伸長することによって
レールＤ・Ｄａ寄りに移動する。ボルト８５の先端にナ
ット８６のネジ穴が合うと、レンチ４２を起動してナッ
ト８６を締める。一つの連結部に四組のボルト・ナット
を使用することから、図１１(ａ)のとおり、レンチ４２
は四台を一体に組みこんでいる。

【００４４】d) レールＤａの端部を位置調整する手
段：本実施例の工事においてレールＤａの後端部は、レ
ールＤの前端に対して０〜３mmの間隔をおき、しかも高
さ方向・幅方向に段差（ズレ）のない状態として連結さ
れる必要がある。この工事ではレールＤａの設置時には
上記の精度を確保しがたいことから、連結装置９０のう
ちにこのd)の手段を設けている。つまりこの手段は、上
記のような所要の精度を外れた位置から、レールＤａを
レールＤ側に引き寄せ、またはその端部を高さ方向・幅
方向に位置調整する手段であり、図１０及び図１２のよ
うに構成したものである。まず、レールＤ・Ｄａに沿っ
た方向に油圧シリンダ５３にてスイングするフレーム５
２や、その先端部に対向配備した一対の油圧シリンダ５
１などからなる機構は、それらシリンダ５１の伸縮端５
１ａにてレールＤａの後端頭部を挟むことによりその幅
方向位置を調整するとともに、その頭部をシリンダ５３
によってレールＤ側に引き寄せるもの。また、油圧シリ
ンダ５５に連結され先端でレールＤａをつかむよう構成
された二組のリンク式クランプ機構５４と、その機構５
４の全体を昇降させる油圧シリンダ５６などからなる部
分は、レールＤａの後端部の上下（高さ方向）位置を調
整するものである。敷設台車３５の前記開口部３９など
を利用して概ね正しい位置にレールＤａが置かれると、
あとはこのd)の手段がいわば微調整してその後端部の位
置をレールＤの前端に合わせる。

【００４５】さて、敷設台車３５には、以上に述べたブ
レーキ装置８０やレール連結装置９０とともに、図９の
とおり四台のレール固定装置６０を配備している。この
固定装置６０は、レールＤに連結したレールＤａを、図
１１(ｂ)・(ｃ)のようにボルト８７・ナット８８とその
間に設けたクリップ板８９とによって枕木Ｃ上に固定す
る装置である。クリップ板８９は、図１１(ａ)に仮想線
で示したとおり、レールＤａの設置位置を外れるよう向
きをずらして、あらかじめ作業員がボルト８７とナット
８８とで軽く締めて付けおかれるが、枕木Ｃ上にレール
Ｄａが設置されてレールＤと連結されると、この装置６
０によって実線の位置まで回転させられてレールＤａを
固定する。

【００４６】レール固定装置６０のそれぞれは、一群の
機器を敷設台車３５の下部に二組、レールＤ・Ｄａをは
さむように下向きに取り付けたもので、各組の構成は、
図１１(ａ)〜(ｅ)に示すとおりである。すなわち、クリ
ップ板８９を水平に押し回す押出し片６１、その押出し
片６１の案内を兼ねる支持片６２、押出し片６１を押す
油圧シリンダ６３、およびシリンダ６３の支持ブラケッ
ト６４などからなる第一の部分と、ナット８８が嵌まる
ソケット７１、そのソケット７１を回す油圧式のレンチ
７２、それらの支持体７３、支持体７３を上下動自在に
支える案内枠７４、クッション用のコイルバネ７５、お
よびレンチ７２等を上下に駆動する油圧シリンダ７６な
どからなる第二の部分とによって、上記の各組を構成し
ている。

【００４７】上記した第一の部分は、押出し片６１の円
弧状の先端部６１ａによって９０°ほど滑らかにクリッ
プ板８９を押し回すもので、クリップ板８９の一部をレ
ールＤａの底部上に掛かるまで移動する手段であるだけ
でなく、そのクリップ板８９を介しレールＤａを各枕木
Ｃ上で幅方向に動かす手段でもある。クリップ板８９に
は、図１１(ｃ)・(ｅ)のように、レールＤａの底部上に
掛かる部分８９ａのほか、その底部の側端部に接触しク
リップ板８９の回転に連れてレールＤａを幅方向に押す
曲面部分８９ｂを形成しているため、押出し片６１はこ
のクリップ板８９を介してレールＤａを幅方向に押し動
かせるのである。押出し片６１等はレールＤａを挟むよ
うに対向配備しているので、双方を動作させることによ
りレールＤａの幅方向位置を調整（心出し）することが
できる。

【００４８】上記第二の部分は、クリップ板８９の移動
（同時にレールＤａの幅方向の位置調整）が終わったの
ちにナット８８を締めこんで、クリップ板８９とともに
レールＤａを枕木Ｃ上に固定する手段である。すなわ
ち、まずシリンダ７６を伸ばして支持体７３を下げ、ソ
ケット７１をナット８８にかぶせたうえでレンチ７２を
起動してナット８８を増し締めする。シリンダ７６は先
端部に付けたコイルバネ７５を介してソケット７１など
を下へ押すので、ソケット７１は、ナット８８の角度に
よって当初はうまくナット８８にかぶさらなくとも、回
転する間にスムーズにそのナット８８に嵌まるようにな
る。

【００４９】なお、図示は省略したが、以上に述べたレ
ール連結装置９０とレール固定装置６０とは、敷設台車
３５に対し、上下および前後（図９の左右）に変位し得
るよう配備している。これは、敷設台車３５が適当な位
置に停止してブレーキ装置８０により不動となった状態
において、四台の連結装置９０および固定装置６０を一
度に使用して四本のレールＤ（Ｄａ）のすべてに連結・
固定の作業を施すことを目的とする。すなわち、四本の
レールＤのそれぞれにおいて端部の位置や高さが少しず
つ異なるのが普通であることに対応し、敷設台車３５の
うちで、装置９０および装置６０の各位置を調整するの
である。もしも敷設台車３５に対して装置９０・装置６
０の位置が変えられないならば、普通は、レール一本に
ついて連結・固定を行う毎に敷設台車３５の前後位置や
高さを変えてやる必要が生じる。

【００５０】次に、上記した構成からなる実施例の軌道
敷設装置を用いて、軌道（枕木とレールによる）を敷設
する動作を詳しく説明する。

【００５１】図１４および図１５はそれぞれ枕木及びレ
ールの設置装置による作業状況を示す、図１に対応した
側面視断面である。

【００５２】(1) 搬入台車３０に４本のレールＤと５
本の枕木Ｃを載置して、後方台車２の前方まで搬入す
る。また、台車１２をホイストレール３に沿って図１の
位置から搬入台車３０の上方まで移動させる。このと
き、台車１２の下方の装置本体１８を、パンタグラフ機
構１５を収縮して最上位置まで上昇させた状態で移動さ
せる。そして、搬入台車３０の上方で、門型フレーム２
５を図１の状態から図１４の状態に９０゜水平旋回させ
て、セグメント壁Ｂの軸方向に平行にする。

【００５３】(2) 装置本体１８に対してスライドフレ
ーム１９をセグメント壁Ｂの幅方向に移動させるととも
に、チャック台車２２をスライドフレーム１９に沿って
走行させて、門型フレーム２５を搬入台車３０の所定の
枕木Ｃの真上に移動させる。この状態で、パンタグラフ
機構１５を伸長させて装置本体１８とともに門型フレー
ム２５を下降させる。そして、門型フレーム２５の両側
のチャック爪２８を、開放した状態から閉鎖して枕木Ｃ
の上端を把持させる。このとき、枕木Ｃの中央を前後の
チャック爪２８の中心に、枕木Ｃの長手方向の中心が位
置するように把持させるのが望ましい。このために、た
とえば枕木Ｃの長手方向の中心に反射テープ等によりセ
ンターマークを付けておき、センサー等で検知してこの
センターマークの真上に門型フレーム２５の中心がくる
ように位置決めするとよい。

【００５４】(3) チャック爪２８で把持した枕木Ｃ
を、パンタグラフ機構１５を収縮させて、装置本体１８
とともに上方に吊り上げた後、台車１２を前方へ走行さ
せてセグメント壁Ｂ内の枕木Ｃの設置位置まで移動す
る。ここで、門型フレーム２５を元の状態に９０゜水平
旋回させた後、パンタグラフ機構１５を伸長させて装置
本体１８とともに門型フレーム２５を下降させ、枕木Ｃ
を所定位置に設置する。それから、チャック爪２８を開
放する。

【００５５】(4) チャック爪２８を開放した状態で、
パンタグラフ機構１５を収縮させ、装置本体１８ととも
に上方に吊り上げた後、門型フレーム２５を９０゜水平
旋回させてトンネル軸と平行にし、台車１２を後方へ走
行させて搬入台車３０の上方へ移動させる。そして、パ
ンタグラフ機構１５を伸長させて門型フレーム２５を下
降させた後、搬入台車３０上の枕木Ｃをチャック爪２８
を閉鎖して把持する。後は、上記の要領により、セグ
メント壁Ｂの所定位置に枕木Ｃを設置する、そして、
(3)及び(4)の工程を繰り返すことにより、５本の枕木Ｃ
をトンネルの軸方向に順次一定の間隔で設置する。

【００５６】(5) 門型フレーム２５をトンネル軸と平
行に保ったまま、搬入台車３０上のレールＤを把持し、
前方の所定位置まで枕木Ｃを搬送するのと同様の要領に
よって、設置した５本の枕木Ｃの上方までレールＤを搬
送する。

【００５７】(6) 装置本体１８に対しスライドフレー
ム１９をトンネルの幅方向に移動させるとともに、この
スライドフレーム１９に沿ってチャック台車２２をレー
ルＤの設置位置の上方へ移動させる。そして、パンタグ
ラフ機構１５を伸長して門型フレーム２５を下降し、レ
ールＤを枕木Ｃ上の所定位置に直交して設置する。

【００５８】(7) 上記(6)の作業を繰り返し行い、枕木
Ｃ上に４本のレールＤを一定の間隔をあけて設置すれ
ば、１区間の作業が終了する。

【００５９】なお、設置後は、レールＤａの端部を既設
のレールＤの端部と接続するとともに、枕木Ｃにレール
Ｄａをクリップ板８９等で固定するが、この作業は、敷
設台車３５を用いて下記の手順(8)〜(16)で行われる。

【００６０】さて、上記敷設台車３５を用いると、レー
ルＤの先にレールＤａを敷設する作業は概ねつぎの手順
により行うことができる。すなわち、 (8) 枕木Ｃに対し、前述のとおりレールＤａの設置位
置を外れる所定位置に向きをずらして、ボルト７とナッ
ト８とでクリップ板９を仮止めしておく。

【００６１】(9) 上記の枕木２を、一定の間隔をお
き、レールＤａの長さ（本例では５ｍ）に応じた所要の
本数（本例では５本）だけトンネル内の所定位置に架け
渡す。

【００６２】(10) 架け渡された枕木２の上に、敷設ず
みレールＤの各端部に続けて未敷設のレールＤａを設置
する。このときレールＤａの概略位置を定めるのに、敷
設台車３５の開口部３９やそれに付属のガイド片が役に
たつ。

【００６３】(11) 敷設台車３５を、図９のような位置
にしてブレーキ装置８０で不動にする。

【００６４】(12) 各レールＤに合わせて、四台の連結
装置９０・固定装置６０のそれぞれの位置を定める。
後、以下の手順を四箇所にて並行して行う。

【００６５】(13) 必要があれば、連結装置９０のうち
前記d)の手段により、レールＤａをレールＤ寄りに引き
寄せたり、その幅方向または高さ方向の位置調整をす
る。

【００６６】(14) 連結装置９０のうち前記a)・b)・c)
の手段を用いて、レールＤとＤａとの間の連結を行う。

【００６７】(15) 固定装置６０によって、幅方向位置
を調整しながらレールＤａを枕木Ｃ上に固定する。

【００６８】(16) 連結装置９０のソケット４１や固定
装置６０のソケット７１をそれぞれナット６・ナット８
から離したうえで、レールＤ・Ｄａ間の次の連結部また
はレールＤａの次の固定部まで敷設台車３５を移動し、
上記の(8)からの手順または(12)・(13)・(14)を繰り返
す。このようにして１区間の軌道の敷設後、台車１２を
後方台車２上方の定位置に戻し、また搬入台車３０を後
退させる。そして、別の種類の搬入台車１００によりセ
グメントピースＢ'を新しい軌道上まで搬送し、セグメ
ント壁Ｂを組み立てる。以後は、シールド掘進機１の前
進に伴って、上記した(1)〜(16)の作業を繰り返し行っ
ていく。

【００６９】以上、一実施例を紹介したが、本発明がこ
の例のみには限定されず、他の態様によっても実施され
得ることは言うまでもない。たとえば、 a) 上記実施例の、枕木及びレールの設置装置１０で
は、それらのチャック機構２７を、パンタグラフ機構１
５を介して昇降可能に吊設したが、パンタグラフ機構１
５に代えて油圧シリンダを用いることもでき、また門型
フレーム２５を用いず直接にチャック機構２７を水平旋
回可能に支承してもよい。

【００７０】b) 上記実施例では、クリップ板８９を移
動する手段がレールＤａの幅方向移動をなす手段を兼ね
ているが、これに限定されることはない。レールＤａの
移動専用の手段として、たとえば別の油圧シリンダ等
を、図１１(ａ)のシリンダ６３や押出し片６１（これら
は、クリップ板８９の移動専用の手段とする）に並べて
設けてもよいからである。レールＤａの幅方向移動をク
リップ板８９の移動とは別の手段によって行い、その移
動量を自由に定め得るようにすれば、クリップ板８９の
位置とは独立にレールＤａの幅方向位置を自由に調整す
ることができる。

【００７１】c) クリップ板は、上の例のように回転す
ることによって一部がレールＤａの底部に掛かるような
ものでなくとも、平行移動して一部がレールＤａに掛か
るものでも構わない。その場合、クリップ板のボルト穴
はレールＤａの長手方向と交差する向きの長穴にしてお
き、本発明の装置内には、その長穴の向きにクリップ板
を押す手段を配備すればよい。

【００７２】d) レール固定装置６０は、必ずしも、レ
ール連結装置３０とともにレールＤの本数分だけ敷設台
車１０に配備するに及ばない。連結装置３０とは独立に
別の台車に搭載していてもよく、四本のレール１に対し
て一台のみの固定装置６０が渡り移って作業するよう構
成してもよいからである。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の軌道敷設装置には、次のような効果がある。

【００７４】(1) シールド工事において枕木及びレール
の敷設作業を自動化できるので、作業者の負担が軽減さ
れ、作業の効率化を図れる。

【００７５】(2) ソケットへのナットの装着など軽作業
を除いて、レール間の連結作業を自動的に行うことがで
きる。

【００７６】(3) 枕木上に、ボルト・ナットにて事前に
クリップ板を仮止めしておけば、設置されたレールのそ
の枕木上への固定作業も自動的に行うことができる。

【００７７】(4) 請求項２〜４記載の軌道設置装置によ
れば、枕木やレールのトンネル内での所定位置への設置
作業、レール同士の連結作業あるいは枕木上でのレール
固定作業を、一層確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールド掘進機を用いたシールド工事に用いら
れる本発明の実施例にかかる軌道敷設装置の全体の概要
を示す、一部を省略した側面視断面である。

【図２】図１の平面視断面図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】枕木及びレールの設置装置を示す正面図であ
る。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図５のVI−VI線矢視図である。

【図７】搬入台車を示す側面視断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線拡大断面図である。

【図９】図９(ａ)は、レール固定装置などを配備した敷
設台車の平面図である。同(ｂ)はその敷設台車の側面図
である。

【図１０】レール連結装置をレールに沿って見た正面図
（図９におけるX−X矢視図）である。

【図１１】敷設台車を示す図で、図１１(ａ)は、レール
固定装置などを平面視した図（図１２におけるXI−XI矢
視図）である。同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図、
同(ｃ)は同(ａ)におけるｃ−ｃ矢視図、同(ｄ)は同(ｃ)
におけるｄ−ｄ矢視図、同(ｅ)は同(ｃ)におけるｅ−ｅ
矢視図である。

【図１２】図１０におけるXII−XII矢視図である。

【図１３】図１１(ａ)におけるXIII−XIII矢視図であ
る。

【図１４】枕木及びレールの設置装置による作業状況を
示す、図１に対応した側面視断面である。

【図１５】図１４に続く枕木及びレールの設置装置によ
る作業状況を示す、図１に対応した側面視断面である。

【符号の説明】

１シールド掘進機２後方台車３ホイストレール１０設置装置１２台車１５パンタグラフ機構１８装置本体１９スライドフレーム２２チャック台車２５門型フレーム２７チャック機構２８チャック爪３０搬入台車３５敷設台車６０固定装置９０連結装置ＡトンネルＢセグメント壁Ｃ枕木Ｄ・Ｄａレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小原由幸東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者皿田進兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者改発清秀兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者原田貞雄兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者大岐重人兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド掘進機でトンネルを掘削し、そ
の後方にセグメント壁を構築した後、セグメント壁から
反力をとってシールド掘進機を前進させてトンネルを掘
削するシールド工事において、トンネル内の所定位置に
枕木とレールを設置するとともに、レールを連結して枕
木上にレールを固定することにより軌道を敷設する装置
であって、前記トンネル内に敷設ずみの軌道上を走行可能で、複数
本の枕木及び複数本のレールをトンネルの軸方向と平行
に載置可能な搬入台車と、前記トンネル内に配設された上部軌道に沿って走行可能
な台車と、この台車に昇降可能かつ水平旋回可能に搭載
され枕木とレールを把持可能なチャック機構とを備えた
枕木とレールの設置装置と、前記トンネル内に設置ずみの前記枕木上に固定されたレ
ールに対し、その端部に続けて設置されたレールを、双
方のレール端部間にまたがる一対の継目板で側方から挟
み、ボルトを用いて連結する連結装置と、前記枕木上に
設置されたレールの底辺部上に、枕木上にあらかじめボ
ルト・ナットにより仮止めされたクリップ板を係合さ
せ、前記ボルト・ナットを締め付けることによってレー
ルを枕木上に固定する固定装置とを搭載し、敷設ずみの
軌道上に沿って走行可能な敷設台車とを、備えたことを特徴とするシールド工事における軌道敷設
装置。
【請求項２】前記設置装置が、トンネルの幅方向に移
動可能なチャック台車と、このチャック台車の下面に水
平旋回可能に支承された門型フレームとを備え、この門
型フレームの両側下端部に前記チャック機構をそれぞれ
配備した請求項１記載のシールド工事における軌道敷設
装置。
【請求項３】前記連結装置が、あらかじめボルトが挿
通固定された第一の継目板を保持し、その継目板を前記
双方のレールの側部に押し付ける手段と、レールを間に
して第二の継目板を保持し、その継目板を双方のレール
の側部に押し付ける手段と、あらかじめナットが装着さ
れたソケットを外からレール側に移動し、かつそのソケ
ットを回転させる手段とを備えた請求項１又は２記載の
シールド工事における軌道敷設装置。
【請求項４】前記固定装置が、レールを幅方向に枕木
上で押し動かす手段と、レールの設置位置を外れた位置
で前記ボルト・ナットにより枕木上にあらかじめ仮止め
された前記クリップ板を、レールの底部上に掛かる位置
へ移動する手段と、ボルト・ナットを増し締めする手段
とを、レールをはさむ両側の位置にそれぞれ備えた請求
項１〜３のいずれかに記載のシールド工事における軌道
敷設装置。