特許第6802942号(P6802942)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6802942シールド機の後続台車の配置方法および後続台車
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6802942
(24)【登録日】2020年12月1日
(45)【発行日】2020年12月23日
(54)【発明の名称】シールド機の後続台車の配置方法および後続台車
(51)【国際特許分類】
   E21D 9/06 20060101AFI20201214BHJP
【FI】
   E21D9/06 301Z
【請求項の数】4
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2020-106613(P2020-106613)
(22)【出願日】2020年6月19日
【審査請求日】2020年9月30日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】和田 幸治
(72)【発明者】
【氏名】松村 英樹
(72)【発明者】
【氏名】福島 謙一
(72)【発明者】
【氏名】山田 紀之
(72)【発明者】
【氏名】安本 宣興
【審査官】 松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭61−106897(JP,A)
【文献】 特開2019−151983(JP,A)
【文献】 特開平7−279597(JP,A)
【文献】 特開2007−314939(JP,A)
【文献】 特開平9−78988(JP,A)
【文献】 国際公開第2019/025959(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E21D 9/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールド機の発進立坑に接続された既設トンネルを利用した該シールド機に牽引される後続台車を配置するシールド機の後続台車の配置方法であって、
前記既設トンネルの底版を基準に第一軌条を設置する第一軌条設置工程と、
前記発進立坑を含むシールドトンネル内に第二軌条を設置する第二軌条設置工程と、
少なくとも前記第一軌条に前記後続台車を配置する後続台車配置工程と、
前記第一軌条を走行した前記後続台車の一部が前記既設トンネルを超えて前記発進立坑内に進入した際、前記第二軌条上を走行できる走行設備を該後続台車に接続する走行設備接続工程と、からなり、
前記第一軌条の高さが前記第二軌条の高さよりも高い、
ことを特徴とするシールド機の後続台車の配置方法。
【請求項2】
前記第一軌条は前記第二軌条と平面視で重複している区間を有することを特徴とする請求項1に記載のシールド機の後続台車の配置方法。
【請求項3】
前記走行設備接続工程は前記既設トンネルと前記発進立坑との接続側の内壁面から前記第二軌条との間に設けられた空間で行われることを特徴とする請求項2に記載のシールド機の後続台車の配置方法。
【請求項4】
シールド機の発進立坑に接続された既設トンネルを利用した該シールド機に牽引されるシールド機の後続台車であって、
前記後続台車は前記既設トンネルの底版を基準に設置された第一軌条上を走行する第一後続台車と、
前記発進立坑を含むシールドトンネル内に設置された第二軌条上を走行する第二後続台車と、からなり、
前記第二後続台車は前記シールド機に牽引され、
前記第一後続台車は前記第二後続台車に牽引され、
前記第二後続台車は前記第一後続台車に前記第二軌条上を走行できる走行設備が備えられており、
前記第一軌条の高さが前記第二軌条の高さよりも高い、
ことを特徴とするシールド機の後続台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高さの異なる軌条におけるシールド機の後続台車の配置方法および後続台車に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、シールド工法は、地中に発進立坑と呼ばれる空間を構築し、発進立坑内に架台や発進用エントランス、反力壁といった諸設備を設け、架台上部でシールド機を組み立て、シールド機の後続設備を設置後、シールド機を発進させる。
シールド機の後続設備は、シールド機による掘進やセグメントの組み立て、裏込め注入といったシールド工法の一連の施工に必要な設備であり、例えば泥水や泥土を圧送するためのポンプや操作のための運転室、動力となるパワーユニット等、適用するシールド機の要求性能や規模に応じて必要な設備が適切に計画・配置される。
【0003】
これら後続設備は、シールド機に牽引される後続台車上に搭載されることで、シールド機と連動してシールドトンネル内に敷設された軌条上を走行することができる。しかし少なくとも、シールドトンネルが全ての後続台車を収納できる程度の延長に達するまでの間は、発進立坑近傍の地上ヤードや発進立坑内に設けた仮設の作業床等に仮置きされる。この仮置きの間、シールド機と各後続設備とは、変形に対して柔軟な素材のケーブルや管によって接続され、シールド機の掘進に応じて仮置きしておいたこれらケーブルや管を順次送り出し、シールド機を一時停止させた上で、さらなる延長用のケーブルや管などを接続することで対応する。
一般に、この後続設備を搭載した後続台車を牽引しない状態のシールド機による掘進を「初期掘進」、全ての後続台車を牽引して行う掘進を「本掘進」、初期掘進から本掘進への後続設備を含む後続台車の再配置等を「段取り替え」と呼んでいる。
【0004】
前記したとおり、初期掘進の際、地上ヤードにスペースがある場合は、後続設備を地上ヤードの発進立坑近傍に仮置きするが、特許文献1 のように、都市部で地上設備のために広い空間を確保できないような場合は、立坑内に仮設の作業床を複数段設け、これらに後続設備を仮置きする場合がある。
【0005】
一方、前記のような発進立坑内の仮設の作業床や地上ヤード上に牽引しない後続設備を仮置きした場合は、段取り替えの際、シールド機に牽引させる後続台車上に仮置きしておいた後続設備を移し替える等の大掛りな作業が必要になり、工程の遅延を招く。
特許文献2には、発進立坑に接続された既設のシールドトンネル内に設置した軌条上に予め後続台車を配置することで、掘進初期の段階からシールド機で後続台車を牽引することを可能にするシールド機の後続設備の配置方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平7−279597号公報
【特許文献2】特開2019−151983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献2に記載されたシールド機の後続設備の配置方法は、既設シールドトンネル内に設置された軌条と、発進立坑を含むシールド機の掘削に伴って新たに構築されるシールドトンネル内に設置された軌条が同レベルを維持できる施工環境を想定した発明であって、既設トンネル内に設置した軌条高さの方が高くなる場合を考慮していない。
【0008】
本発明は、発進立坑に接続された既設トンネルの底版を基準に設置される後続台車の軌条の高さが発進立坑を含むシールド機の掘削に伴って構築されるシールドトンネル内に配置される軌条の高さよりも高い場合であっても、既設トンネルの空間を有効に利用してシールド機に牽引される後続台車を効率的に配置できるシールド機の後続台車の配置方法および後続台車を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の課題を解決するために、本発明のシールド機の後続台車の配置方法は、シールド機の発進立坑に接続された既設トンネルを利用した該シールド機に牽引される後続台車を配置するシールド機の後続台車の配置方法であって、前記既設トンネルの底版を基準に第一軌条を設置する第一軌条設置工程と、前記発進立坑を含むシールドトンネル内に第二軌条を設置する第二軌条設置工程と、少なくとも前記第一軌条に前記後続台車を配置する後続台車配置工程と、前記第一軌条を走行した前記後続台車の一部が前記既設トンネルを超えて前記発進立坑内に進入した際、前記第二軌条上を走行できる走行設備を該後続台車に接続する走行設備接続工程と、からなり、前記第一軌条の高さが前記第二軌条の高さよりも高い、ことを特徴とする。
【0010】
本態様によれば、発進立坑に接続されている既設トンネル内の空間を有効に利用できるので、シールド機が発進立坑を占有している掘進初期の段階から、後続台車をシールド機に連結して牽引した状態で掘進をすることができる。このため、掘進に必要な後続設備を地上ヤードや立坑内に設けた仮設作業床への仮置きを最小限に抑え、本掘進への段取り替えを省力化できる。また、高さの異なる軌条設備であっても後続台車を牽引した状態で、シールド機の掘進作業(後続台車の牽引作業を含む)を中断させることなく走行設備を設置できる。
【0011】
また、本発明のシールド機の後続台車の配置方法の他の態様は、前記第一軌条は前記第二軌条と平面視で重複している区間を有することを特徴とする。
【0012】
本態様によれば、第一軌条は第二軌条と平面視で重複している区間を有しているので、第一軌条を走行した後続台車の一部が既設トンネルを超えて発進立坑内に進入した場合であっても、係る後続台車が第一軌条から反力を得ている間に、走行設備を接続することができる。
【0013】
また、本発明のシールド機の後続台車の配置方法の他の態様は、前記走行設備接続工程は前記既設トンネルと前記発進立坑との接続側の内壁面から前記第二軌条との間に設けられた空間で行われることを特徴とする。
【0014】
本態様によれば、走行設備接続工程は既設トンネルと発進立坑との接続側の内壁面から第二軌条との間に設けられた空間で行うことができるので、第二軌条に干渉しない状態で走行設備を後続台車に接続することができる。
【0015】
本発明のシールド機の後続台車の配置方法後続設備は、シールド機の発進立坑に接続された既設トンネルを利用した該シールド機に牽引されるシールド機の後続台車であって、前記後続台車は前記既設トンネルの底版を基準に設置された第一軌条上を走行する第一後続台車と、前記発進立坑を含むシールドトンネル内に設置された第二軌条上を走行する第二後続台車と、からなり、前記第二後続台車は前記シールド機に牽引され、前記第一後続台車は前記第二後続台車に牽引され、前記第二後続台車は前記第一後続台車に前記第二軌条上を走行できる走行設備が備えられており、前記第一軌条の高さが前記第二軌条の高さよりも高い、ことを特徴とする。
【0016】
本態様によれば、発進立坑に接続されている既設トンネル内の空間を有効に利用できるので、シールド機が発進立坑を占有している掘進初期の段階から、後続台車をシールド機に連結して牽引した状態で掘進をすることができる。このため、掘進に必要な後続設備を地上ヤードや立坑内に設けた仮設作業床への仮置きを最小限に抑え、本掘進への段取り替えを省力化できる。また、高さの異なる軌条設備であっても後続台車を牽引した状態で、シールド機の掘進作業(後続台車の牽引作業を含む)を中断させることなく走行設備を設置できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明のシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車によれば、発進立坑に接続された既設トンネルの底版を基準に設置される後続台車の軌条の高さが発進立坑を含むシールド機の掘削に伴って構築されるシールドトンネル内に配置される軌条の高さよりも高い場合であっても、既設トンネルの空間を有効に利用してシールド機に牽引される後続台車を効率的に配置できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す横断面図である。
図2】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す横断面図である(図1のa部詳細)。
図3】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す断面図である(図2のA−A断面)。
図4】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す断面図である(図2のB−B断面)。
図5】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す断面図である(図2のC−C断面)。
図6】本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す断面図である(図2のD−D断面)。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【0020】
はじめに、図1を参照して、実施形態に係るシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車の全体概要について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す横断面図である。
【0021】
地盤G内に構築した発進立坑SSに既設トンネルBCが予め接続されており、発進立坑SSから発進したシールド機SMの掘進に伴ってシールドトンネルSTが構築される。発進立坑SSは、土留め壁SS1を平面視矩形形状に構築し、その内部を掘削後、RCにより底版SS2、側壁、頂板の順に構築される。
既設トンネルBCは、水平に二連のRCボックスカルバートで構築されている。
シールド機SMは、発進立坑SSの底版SS2上設置した発進架台SF上で組み立てられる。シールド機SMの発進方向の発進壁SS3には、シールド機SMの発進に伴う出水の止水を目的とした発進エントランスSEが環状に設けられている。また、シールド機SMの背面である接続壁SS4には、シールド機SMの掘進反力を背面地盤に伝達するための反力壁BAが設置されている。
シールドトンネルSTは、シールド機SMの掘進に伴い、シールド機SM内で組み立てられたセグメントリングがシールド機から押し出されて構築される。なお、反力壁BAから発進エントランスSEまでの仮組トンネルST1は、段取り替えの際撤去する仮設のシールドトンネルであり、発進エントランスSEからシールド機SMに至る本設トンネルST2は、撤去しない本設のシールドトンネルである。
【0022】
シールド機SMに牽引される後続台車の軌条のうち既設トンネルBC内に設置される第一軌条1は、底版BC1にウェブ面が接するように配置されたC形鋼の上にレールを固定することで構成されている。第一軌条1は、後述するように、接続壁SS4を超えて、発進立坑SS内にも敷設される。
一方、第二軌条2は、後述するように、シールドトンネルST内の下方に敷設される。
第一軌条1と第二軌条2の高さは異なるため、発進立坑SS内に平面視で重複した区間を設けている。
なお、シールド機が牽引する後続台車のうち、第一軌条1上を走行する後続台車のことを第一後続台車3、第二軌条2上を走行する後続台車のことを第二後続台車4と表記するが、後続台車が第一軌条1と第二軌条2の両方の軌条上を跨る場合は、その後続台車の重心位置が第一軌条1に作用していれば第一後続台車3、第二軌条2に作用していれば第二後続台車4とする。各後続台車は、鋼材の骨組みと軌条を走行できる車輪により構成されている。
【0023】
次に、図2を参照して、実施形態に係るシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車の第一軌条1と第二軌条2の平面視で重複した区間について説明する。図2は、本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す横断面図である(図1のa部詳細)。
【0024】
接続壁SS4を超えて発進立坑SS内に延伸される第一軌条1は、立坑底版SS2から支持できる鋼材を組み合わせて加工された第一軌条架台6にレールを固定して形成されている。既設トンネルBC内の第一軌条1を走行した第一後続台車3の一部が発進立坑SS内に進入した際、第一後続台車3の重心が発進立坑SS内の第一軌条1上に載荷されている間に、第二軌条2上を走行できる走行設備5を第一後続台車3に接続する。走行設備5は、鋼材の骨組みと軌条を走行できる車輪により構成されている。
走行設備5の接続は、接続壁SS4から第二軌条2との間に設けられた空間で行われる。この空間に搬入された走行設備5は、移動吊り装置7を用いて所定の接続位置まで移動され、第一後続台車3に接続される。移動吊り装置7は該空間内に設けられた形鋼をレールに移動可能な移動式の吊り装置である。
【0025】
次に、図3~6を参照して、実施形態に係るシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車の配置状況について説明する。図3は本発明の実施形態に係るシールド機の後続台車の配置状況を示す図2のA−A断面であり、同様に、図4図2のB−B断面、図5図2のC−C断面、図6図2のD−D断面をそれぞれ示す。
【0026】
図3より、第一軌条1は、既設トンネルBCの底版BC1上に設置され、第一後続台車3は第一軌条1上を走行する。
図4より、接続壁SS4から第二軌条2との間に設けられた空間に搬入された走行設備5は、発進立坑SS内に設置された第一軌条1を構成する鋼材の一部に固定された複数の移動吊り装置7を用いて、所定の接続位置まで移動され、第一後続台車3(または第二後続台車4)に接続される。
図5より、第一後続台車3(または第二後続台車4)は、第一軌条1と、接続された走行設備5を介して第二軌条2の両方を走行できる状態にある。
図6より、第一後続台車3(または第二後続台車4)は、接続された走行設備5を介して第二軌条2上を走行する。
【0027】
本実施形態のシールド機の後続台車の配置方法およびシールド機の後続台車によれば、発進立坑に接続されている既設トンネル内の空間を有効に利用できるので、シールド機が発進立坑を占有している掘進初期の段階から、後続台車をシールド機に連結して牽引した状態で掘進をすることができる。このため、掘進に必要な後続設備を地上ヤードや立坑内に設けた仮設作業床への仮置きを最小限に抑え、本掘進への段取り替えを省力化できる。また、高さの異なる軌条設備であっても後続台車を牽引した状態で、シールド機の掘進作業(後続台車の牽引作業を含む)を中断させることなく走行設備を設置できる。
また、第一軌条は第二軌条と平面視で重複している区間を有しているので、第一軌条を走行した後続台車の一部が既設トンネルを超えて発進立坑内に進入した場合であっても、係る後続台車が第一軌条から反力を得ている間に、走行設備を接続することができる。
さらに、走行設備接続工程は既設トンネルと発進立坑との接続側の内壁面から第二軌条との間に設けられた空間で行うことができるので、第二軌条に干渉しない状態で走行設備を後続台車に接続することができる。
【0028】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0029】
G 地盤
SS 発進立坑
SS1 土留め壁
SS2 立坑底版
SS3 発進壁
SS4 接続壁
BC 既設トンネル
BC1 底版
SF 発進架台
SE 発進エントンランス
BA 反力壁
SM シールド機
SM1 牽引棒
ST シールドトンネル
ST1 仮組トンネル
ST2 本設トンネル
1 第一軌条
2 第二軌条
3 第一後続台車
4 第二後続台車
5 走行設備
6 第一軌条架台
7 移動吊り装置
【要約】      (修正有)
【課題】既設トンネルの空間を有効に利用してシールド機に牽引される後続台車を効率的に配置できるシールド機の後続台車の配置方法および後続台車を提供する。
【解決手段】シールド機SMの発進立坑SSに接続された既設トンネルBCを利用したシールド機SMに牽引される後続台車3,4を配置するシールド機SMの後続台車3,4の配置方法であって、既設トンネルBCの底版を基準に第一軌条1を設置する第一軌条設置工程と、発進立坑SSを含むシールドトンネルST内に第二軌条2を設置する第二軌条設置工程と、少なくとも第一軌条1に後続台車3を配置する後続台車配置工程と、第一軌条1を走行した後続台車3の一部が既設トンネルBCを超えて発進立坑SS内に進入した際、第二軌条2上を走行できる走行設備を後続台車3に接続する走行設備接続工程とからなり、第一軌条1の高さが第二軌条2の高さよりも高いこと。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6