JP3652810B2 - Segment erector device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機によって掘削形成されたトンネルの内壁面にセグメントを組付けるセグメントエレクタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8に従来の一般的なシールド掘削機の概略を示す。
【0003】
図8に示すように、地盤を掘削するシールド掘削機において、掘削機本体としての円筒形状をなすスキンプレート101の前部にはカッタヘッド102が回転自在に装着されており、このカッタヘッド102の前面には放射状をなしてスポーク103が固定され、このスポーク103に多数のカッタビット104が固定されている。そして、カッタヘッド102の後部にはリングギア105が固定される一方、スキンプレート101には油圧モータ106が取付けられ、この油圧モータ106の駆動ギア107がこのリングギア105に噛み合っている。従って、油圧モータ106を駆動して駆動ギア107を回転駆動すると、リングギア105を介してカッタヘッド102を回転することができる。
【0004】
また、スキンプレート101にはカッタヘッド102の後方に位置してバルクヘッド108が取付けられており、カッタヘッド102とこのバルクヘッド108との間にチャンバ室109が形成されている。そして、このチャンバ室109には一端がシールド掘削機の外部に延設された送泥管110及び排泥管111の他端が開口しており、排泥管111の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪拌、混合するアジテータ112が設置されている。
【0005】
更に、スキンプレート101の後部外周辺には円周方向に複数のシールドジャッキ113が並設されており、このシールドジャッキ113がシールド掘削機の掘進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築された図示しない既設のセグメントSに押し付けることで、その反力によりスキンプレート101、即ち、シールド掘削機全体を前進することができる。一方、スキンプレート101の後部中央部にはセグメントエレクタ114が設けられており、このセグメントエレクタ114はシールドジャッキ113によって前進したスキンプレート101と既設のセグメントSとの間の空所に新しいセグメントSを装着してトンネルを構築することができる。
【0006】
従って、図8に示すように、トンネルを掘削形成するには、まず、複数のシールドジャッキ113を伸長し、既設のセグメントSへの押し付け反力によってスキンプレート101を前進させる一方、油圧モータ106によりカッタヘッド102を回転させ、多数のカッタビット104によって前方の地盤を掘削する。そして、カッタビット104によって掘削された土砂はチャンバ室109内に取り込まれ、送泥管110から給水されてアジテータ112により掘削土砂と送水とが攪拌、混合され、排泥管111により外部に排出される。次に、シールドジャッキ113の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメントSとの間に空所を形成し、セグメントエレクタ114によってこの空所に新しいセグメントSを装着する。この作業の繰り返しによって所定長さのトンネルを掘削形成していく。
【0007】
ところで、セグメントSは図示しない搬送台車などによってトンネル内に搬入されるようになっており、前述したセグメントエレクタ114のグリップ装置がこの搬入されたセグメントを保持してトンネル内を移動し、トンネル内壁面の所定の箇所にこのセグメントを組付けていく。この場合、従来は、グリップ装置に設けられた保持ピンがセグメントの形成された保持孔に嵌入して係止することで、このセグメントを保持して吊上げ可能としていた。ところが、このようなセグメントエレクタ114には、トンネル内の有効中空径の減少や装置の大型化、作業の複雑化などの問題があった。そこで、これらの問題を解消するものとして、例えば、実開平2−50500号公報に開示されたものがある。
【0008】
この公報に開示されたバキューム方式のセグメントグリップ装置は、トンネル掘削機の後部に掘削方向前後に移動自在なドラムを設け、このドラムに前後に周方向旋回自在な旋回輪を設け、各旋回輪にそれぞれ掘削方向前後及び径方向に移動自在なグリッパ装置が設けられている。そして、このグリッパ装置は3分割されたセグメント保持板を有し、この各保持板にはセフティジャッキとバキュームパッドがそれぞれ装着されている。従って、セグメント保持板のバキュームパッドをセグメントに当接して吸着保持すると共に、セフティジャッキを作動してセフティピンを嵌入した状態で、保持したセグメントを所定の位置に移動してトンネル内壁面にこのセグメントを組付けていく。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した実開平2−50500号公報のバキューム方式のセグメントグリップ装置は、前述したように、セグメント保持板のバキュームパッドがセグメントを吸着すると共に、セフティジャッキを作動してセフティピンを嵌入することで、このセグメントを保持することができる。この場合、セフティピンはセグメントに嵌入することで、このセグメントの位置決め及びセグメントの横ずれを防止している。このセフティピンはセフティジャッキを作動することでセグメントに嵌入させているが、セフティピンの位置とセグメントの孔位置が合っていなければセフティピンはセグメントに嵌入することはできず、この場合、作業中のセグメントの落下に起因してしまう。そのため、従来は作業者がセグメントへのセフティピンの嵌入を目視により確認しているが、このような作業は、作業者にかかる負担が大きく、作業が面倒なものになると共に作業時間も長くかかってしまうという問題があった。
【0010】
また、セグメント保持板のバキュームパッドをセグメントに当接した状態で、電磁弁の操作によってバキュームパッドの空間部を真空としてセグメントを吸着している。この場合、バキュームパッドの損傷などによって十分な吸着力を得ることができないと、保持したセグメントが組付途中で位置ずれを起こしたり、落下してしまうことがあった。
【0011】
本発明はこのような問題を解決するものであって、セグメント組付作業の作業及び安全性の向上を図ったセグメントエレクタ装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項1の発明のセグメントエレクタ装置は、トンネル掘削機の後部に掘削したトンネルの周方向に沿って旋回自在な旋回リングが設けられ、該旋回リングに掘削方向後部に延設された支持体を介してトンネルの径方向に沿って移動自在なグリップ装置が装着され、該グリップ装置によって前記トンネル内に搬入されたセグメントを保持してトンネル内壁面に組付けるセグメントエレクタ装置において、前記グリップ装置に装着されて前記セグメントの形状に合わせて形状設定されたガイドフレームと、前記ガイドフレームの外表面に装着されて前記セグメントを吸着保持可能なバキュームパッドと、前記バキュームパッドに圧力検出器を介設して接続された負圧発生器と、前記複数のバキュームパッドのいずれかの検出圧力値が低下したときにその他の前記バキュームパッドの負圧力を調整する制御装置とを具えたことを特徴とするものである。
【0013】
従って、トンネル内に搬入されたセグメントに対してガイドフレームが接近してバキュームパッドがセグメントに密着した状態で負圧を作用させると、バキュームパッドがセグメントを吸着保持することとなり、このとき、複数のバキュームパッドのいずれかの検出圧力値が低下すると、制御装置は他のバキュームパッドの負圧力を調整することとなり、セグメントを確実に保持してトンネル内壁面の所定の箇所に組付けることができる。
【0014】
請求項2の発明のセグメントエレクタ装置において、前記ガイドフレームに移動自在に設けられて前記セグメントの保持孔に嵌入して該セグメントの保持を補助するセーフティピンと、前記セグメントの保持孔へのセーフティピンの嵌脱を検出する位置検出器を設けたことを特徴とするものである。
【0015】
従って、バキュームパッドがセグメントを吸着保持したとき、位置検出器はセグメントの保持孔へのセーフティピンの嵌脱を検出し、制御装置はこのセーフティピンの嵌入を確認すると、負圧を作用させてバキュームパッドがセグメントを確実に吸着保持できる。
【0016】
また、請求項3の発明のセグメントエレクタ装置は、トンネル掘削機の後部に掘削したトンネルの周方向に沿って旋回自在な旋回リングが設けられ、該旋回リングに掘削方向後部に延設された支持体を介してトンネルの径方向に沿って移動自在なグリップ装置が装着され、該グリップ装置によって前記トンネル内に搬入されたセグメントを保持してトンネル内壁面に組付けるセグメントエレクタ装置において、前記グリップ装置に装着されてセグメントの形状に合わせて形状設定されたガイドフレームと、該ガイドフレームに移動自在に設けられて前記セグメントの保持孔に嵌入して該セグメントの保持を補助するセーフティピンと、該セグメントの保持孔への該セーフティピンの嵌脱を検出する位置検出器と、前記ガイドフレームの外表面に装着されて前記セグメントを吸着保持可能なバキュームパッドと、該バキュームパッドに接続された負圧発生器と、前記位置検出器の検出結果に基づいて前記負圧発生器の負圧力を作用させる制御装置とを具えたことを特徴とするものである。
【0017】
従って、トンネル内に搬入されたセグメントに対してグリップ装置が移動し、このグリップ装置はセグメントに対してガイドフレームが接近してバキュームパッドがセグメントに密着した状態で、セーフティピンをセグメントの保持孔に嵌入すると共に負圧発生器を作動させると、バキュームパッドがセグメントを吸着保持することとなり、このとき、位置検出器はセグメントの保持孔へのセーフティピンの嵌脱を検出し、制御装置はこのセーフティピンの嵌入を確認すると、負圧発生器の負圧力を作用させることとなり、グリップ装置はセグメントを確実に保持できる。その後、このグリップ装置がセグメントを保持した状態でトンネルの長手方向及び径方向、周方向に移動し、トンネル内壁面の所定の箇所に保持したセグメントを組付ける。
【0018】
請求項4の発明のセグメントエレクタ装置において、前記バキュームパッドを複数に分割し、該各バキュームパッドと前記負圧発生器とを個々に配管接続し、該各配管に電磁弁及び圧力検出器を介設し、前記制御装置は前記位置検出器及び該圧力検出器の検出結果に基づいて前記負圧発生器の負圧力を調整すると共に、前記電磁弁の開閉操作を行うことを特徴とするものである。
【0019】
従って、制御装置は位置検出器及び圧力検出器の検出結果に基づいて負圧発生器の負圧力を調整すると共に電磁弁の開閉操作を行うこととなり、バキュームパッドが損傷すると圧力検出器の検出値が低下し、制御装置はバキュームパッドの損傷を確認して対応する電磁弁を閉止し、残りのバキュームパッドの負圧力を改めて調整し、このバキュームパッドによってセグメントを確実に保持する。
【0020】
請求項5の発明のセグメントエレクタ装置において、前記支持体には複数のグリップ装置が設けられ、該複数のグリップ装置にはそれぞれ異なる形状のセグメントに合わせて形状設定された各ガイドフレームが姿勢制御可能で且つ前記トンネルの前後方向に沿って移動自在に支持され、該各ガイドフレームの外表面に前記セグメントを吸着保持可能なバキュームパッドが装着されたことを特徴とするものである。
【0021】
従って、トンネル内に搬入された複数種類のセグメントに対して対応したグリップ装置が移動し、このグリップ装置はセグメントに対して適合したガイドフレームが接近し、外表面に装着されたバキュームパッドがセグメントに密着した状態で負圧発生器を作動させることで、バキュームパッドはセグメントを確実に吸着保持することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0023】
図1に本発明の一実施形態に係るセグメントエレクタ装置のシールド掘削機への装着状態の概略側面視、図2にこのセグメントエレクタ装置の正面視、図3にグリップ装置の要部断面、図4に図3のIV−IV断面、図5に図4のV−V断面、図6にガイドフレームに装着されたバキュームパッドの配置、図7にバキュームパッドへの負圧配管の概略を示す。
【0024】
本実施形態のセグメントエレクタ装置が装着されたシールド掘削機は、前述した従来技術で説明したものとほぼ同様のものであり、詳細な説明は省略する。
【0025】
図1及び図2に示すように、本実施形態のセグメントエレクタ装置10において、掘削機本体を構成する円筒状のスキンプレート11の後部にはリング状の固定板12が固定されており、この固定板12には周方向に並設された複数のシールドジャッキ13が取付けられている。この固定板12には支持ブラケット14を介して周方向に沿ってラジアルローラ15が設けられており、このラジアルローラ15によって旋回リング16が回転自在に支持され、この旋回リング16には内歯17が形成されている。また、固定板12にはブラケット18によって油圧モータ19が固定されており、この油圧モータ19の駆動ギヤ20が旋回リング16の内歯17に噛み合っている。
【0026】
また、旋回リング16の左右両側には掘削方向後方に支持ブロック21が延設され、この左右の支持ブロック21にはそれぞれ支持筒22が固定されている。この左右の支持筒22にはそれぞれ前後の2つのガイドロッド23a,23bがトンネルの径方向に沿って移動自在に嵌合し、前部ガイドロッド23aは両側が下部アーム24aによって連結され、後部ガイドロッド23bは両側が上部アーム24bによって連結されている。そして、この各アーム24a,24bは支持筒22に装着された昇降ジャッキ25a,25bによって移動することができる。このように支持された下部アーム24aには横幅の広いセグメントS1を保持する第1グリップ装置26aが装着され、上部アーム24bには横幅の狭いセグメントS2を保持する第2グリップ装置26bが装着されている。
【0027】
従って、油圧モータ19を駆動して駆動ギヤ20を回転駆動すると、この駆動ギヤ20が内歯17に噛み合うことで旋回リング16を旋回し、第1グリップ装置26a及び第2グリップ装置26bをトンネルの内周面に沿って周方向に移動することができる。また、所定の位置で、昇降ジャッキ25aあるいは25bを伸縮すると、各アーム24a、24bを介して第1グリップ装置26aあるいは第2グリップ装置26bをトンネルの内周面に対して径方向に移動することができる。
【0028】
なお、この第1グリップ装置26aと第2グリップ装置26bとは、保持するセグメントS1,S2の幅が異なるため、後述するガイドフレームの大きさやバキュームパッドの装着位置等が異なるだけで、その他の構造はほぼ同様となっているため、以下では、第1グリップ装置26aについてのみ詳細に説明する。
【0029】
第1グリップ装置26aにおいて、図3乃至図6に示すように、下部アーム24aの中央部には箱型の昇降台31が固定されており、この昇降台31の内部にはスライドロッド32によってスライドボックス33が移動自在に嵌合しており、このスライドボックス33はスライドジャッキ34によって移動することができる。なお、ガイドフレーム35は横幅の広いセグメントS1を保持できようにこのセグメントS1とほぼ同様の大きさで、且つ、ほぼ同一の曲面に形成されている。
【0030】
スライドボックス33の左側下部には支持板36が突設されており、このガイドフレーム35の左側上部には支持板37が突設されており、各支持板36,37はローリング軸38及び球面軸受39を介して連結されている。一方、スライドボックス33の右側下部には支持台40が形成され、ガイドフレーム35の左側上部にはローリング用ジャッキ41が装着されており、このローリング用ジャッキ41の駆動ロッドの先端が支持台40に連結されている。また、ガイドフレーム35の前後下部にはそれぞれピッチング用ジャッキ42が装着されており、各ピッチング用ジャッキ42の駆動ロッドの先端が支持台40に連結されている。
【0031】
従って、ローリング用ジャッキ41を伸縮することで、ガイドフレーム35のローリングの調整を行うことができ、また、各ピッチング用ジャッキ42をそれぞれ伸縮することで、ガイドフレーム35のピッチングの調整を行うことができる。
【0032】
そして、ガイドフレーム35の外表面にはこのガイドフレーム35と同じ大きさのパッド板43が図示しないボルト等によって固定されており、このパッド板43には所定形状に3分割されたバキュームパッド44a,44b,44cが貼り付けられている。そして、パッド板43にはこのバキュームパッド44a,44b,44cに囲まれた箇所にそれぞれ吸引孔45a,45b,45cが形成されており、この各吸引孔45a,45b,45cには負圧発生器51(図1参照)が接続されている。
【0033】
ここで、この負圧発生器51からバキュームパッド44a,44b,44cの吸引孔45a,45b,45cまでの配管について詳細に説明する。図7に示すように、各吸引孔45a,45b,45cにはそれぞれ配管52a,52b,52cの一端が接続され、この配管52a,52b,52cの他端はフィルタ53a,53b,53cを介して電磁弁54(54a,54b,54c)に接続されている。そして、各電磁弁54(54a,54b,54c)は逆止弁55a,55b,55を介してリザーバタンク56に配管されている。なお、各配管52a,52b,52cには真空圧検出器57a,57b,57cと圧力計58a,58b,58cが取付けられている。一方、負圧発生器51は真空ポンプ59とそのポンプモータ60より構成され、逆止弁61,62とフィルタ63を介してリザーバタンク56に配管されている。なお、このリザーバタンク56にも真空圧検出器64と圧力計65が取付けられている。
【0034】
従って、ポンプモータ60よって真空ポンプ59が駆動すると、リザーバタンク56に内は所定の真空圧にて保持され、ガイドフレーム35をセグメントS1に密着された状態で、各電磁弁54a,54b,54cを開放すると、リザーバタンク56の真空圧が各配管52a,52b,52cを通り、吸引孔45a,45b,45cを介してパッド板43とバキュームパッド44a,44b,44cとセグメントS1とで密閉された部屋に作用して負圧となり、ガイドフレーム35はセグメントS1を吸着保持することができる。
【0035】
また、図3及び図4に示すように、スライドボックス33及びガイドフレーム35の中央部には縦方向に貫通して取付台46が固定されており、この取付台46内にはガイド筒47によってセーフティジャッキ48の本体が移動自在にされている。そして、このセーフティジャッキ48の駆動ロッドの先端は取付台46の上部に連結される一方、セーフティジャッキ48の下端部にはセーフティピン49が固定されている。そして、取付台46にはセーフティジャッキ48の伸縮位置、即ち、セーフティピン49がセグメントS1のグラウトホールS1aに嵌入しているかどうかを検出する一対の位置検出器66a,66bが取付けられている。
【0036】
従って、ガイドフレーム35をセグメントS1に密着された状態で、セーフティジャッキ48の駆動ロッドを伸長すると、セーフティピン49がパッド板43を貫通して下方に突出し、セグメントS1に形成されたグラウトホールS1aに嵌入することができる。ここで、位置検出器66a,66bはグラウトホールS1aへのセーフティピン49嵌入を検出することができる。
【0037】
また、前述した負圧発生器51、各電磁弁54(54a,54b,54c)、位置検出器66a,66bは制御装置67に接続されており、この支持ブロック21に動力源として設けられたグリップ装置26a,26bなどのパワーユニット50が接続されている。この制御装置67は位置検出器66a,66b及び真空圧検出器57a,57b,57c、圧力計58a,58b,58cなどの検出結果に基づいて電磁弁54(54a,54b,54c)を開閉操作し、負圧発生器51(リザーバタンク56)の負圧力を設定してバキュームパッド44a,44b,44cに作用させるようになっている。
【0038】
このように第1グリップ装置26aについて説明したが、前述したように、第2グリップ装置26bもほぼ同様の構造となっているが、図1及び図2に示すように、保持するセグメントS2がS1よりも幅が狭くなっており、それに合わせてガイドフレームの大きさやバキュームパッドの装着位置が異なっている。
【0039】
ここで、上述した本実施形態のシールド掘削機及びこのシールド掘削機に装着されたセグメントエレクタ装置10の作用について説明する。
【0040】
トンネルを掘削形成する場合、図1及び図2に示すように、複数のシールドジャッキ13を伸長し、既設のセグメントSへの押し付け反力によってスキンプレート11を前進させる一方、図示しないカッタヘッドを回転させて多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削する。次に、シールドジャッキ13の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメントSとの間に空所を形成し、セグメントエレクタ装置10によってこの空所に新しいセグメントS1,S2を装着していく。
【0041】
即ち、各セグメントS1,S2は図示しない台車によってトンネル内に搬入され、作業者はこのセグメントエレクタ装置10を操作して作業を行う。まず、油圧モータ19を駆動して旋回リング16を旋回し、第1グリップ装置26aあるいは第2グリップ装置26bをトンネルの内周面に沿って周方向に移動する一方、昇降ジャッキ25aあるいは25bを伸縮してこの第1グリップ装置26aあるいは第2グリップ装置26bをトンネルの径方向に移動し、各セグメントS1,S2に接近させて位置決めをする。
【0042】
そして、第1グリップ装置26aによってセグメントS1を組み付ける場合、昇降ジャッキ25aを伸長し、図3及び図4に示すように、ガイドフレーム35の外表面に装着されたパッド板43の各バキュームパッド44a,44b,44cをセグメントS1の内周面に押圧する。このとき、ローリング用ジャッキ41を伸縮してガイドフレーム35のローリングの調整を行うと共に、ピッチング用ジャッキ42を伸縮してガイドフレーム35のピッチングの調整を行う。この状態で、まず、セーフティジャッキ48を伸長してこのセーフティジャッキ48本体がガイド筒47に沿って下降し、セーフティピン49を下方に突出させてセグメントS1のグラウトホールS1aに嵌入する。これによってセグメントS1に作用するせん断力等に対してこのセグメントS1の横ずれや脱落を防止することができる。このとき、位置検出器66a,66bはグラウトホールS1aへのセーフティピン49の嵌入を検出し、制御装置67にその検出結果を出力する。
【0043】
制御装置67はグラウトホールS1aへのセーフティピン49の嵌入を確認すると、次に、各電磁弁54a,54b,54cを開放し、リザーバタンク56の真空圧を各配管52a,52b,52cを通り、吸引孔45a,45b,45cを介してパッド板43とバキュームパッド44a,44b,44cとセグメントS1とで密閉された部屋に作用させて負圧とする。これによってガイドフレーム35はセグメントS1を吸着保持する。
【0044】
このように第1グリップ装置26aのガイドフレーム35によってセグメントS1が保持されると、昇降ジャッキ25aを収縮してセグメントS1を持ち上げる。そして、再び、油圧モータ19及び昇降ジャッキ25aを駆動し、第1グリップ装置26aをトンネルの周方向及び径方向に移動し、保持したセグメントS1をトンネル内壁面の所定の組付位置に移動する。ここで、図示しない固定ボルトなどによってセグメントS1を隣接するセグメントSに締結固定する。そして、各電磁弁54a,54b,54cを開閉操作してパッド板43とバキュームパッド44a,44b,44cとセグメントS1とで密閉された部屋を大気開放すると、ガイドフレーム35はセグメントS1の吸着保持を解除し、また、セーフティジャッキ48を収縮してセーフティピン49をセグメントS1のグラウトホールS1aから抜き取る。
【0045】
このようにしてガイドフレーム35によるセグメントS1の保持が解除されると、油圧モータ19及び昇降ジャッキ25aを駆動して第1グリップ装置26aを移動し、元位置に戻す。この繰り返しによってトンネルを構築していく。なお、第2グリップ装置26bについても同様の動作となる。
【0046】
ところで、何らかの原因により、例えば、バキュームパッド44cが損傷すると、圧力計58cによる検出値が低下することとなり、制御装置67はこの出力を受けてバキュームパッド44cの異常を確認する。従って、制御装置67は電磁弁54cを閉鎖し、残りのバキュームパッド44a,44bによってセグメントS1の吸着保持ができるように負圧発生器51を制御する。
【0047】
【発明の効果】
以上、実施形態を挙げて詳細に説明したように請求項1の発明のセグメントエレクタ装置によれば、セグメントを吸着保持する複数のバキュームパッドを有するガイドフレームを設け、制御装置は複数のバキュームパッドのいずれかの検出圧力値が低下したときにその他のバキュームパッドの負圧力を調整するようにしたので、何らかの原因によりバキュームパッドのいずれかの検出圧力値が低下したとき、他のバキュームパッドの負圧力を調整することで、セグメントを確実に保持することができその結果、セグメント組付作業の作業性の向上を図ることができると共に、作業の安全性の向上を図ることができる。
【0048】
請求項2の発明のセグメントエレクタ装置によれば、セグメントの保持孔へのセーフティピンの嵌脱を検出する位置検出器を設けたので、制御装置は位置検出器の検出結果に基づいて負圧力を作用することとなり、バキュームパッドがセグメントを確実に吸着保持することができる。
【0049】
請求項3の発明のセグメントエレクタ装置によれば、グリップ装置に装着されたガイドフレームにセグメントの保持孔に嵌入するセーフティピンを設けると共にセグメントの保持孔へのこのセーフティピンの嵌脱を検出する位置検出器を設け、また、ガイドフレームの外表面にセグメントを吸着保持可能なバキュームパッドを装着すると共にこのバキュームパッドに負圧発生器を接続し、制御装置が位置検出器の検出結果に基づいて負圧発生器の負圧力を作用させるようにしたので、セグメントの保持孔へのセーフティピンの嵌入を確実に検出することで、グリップ装置はセグメントを確実に保持することができ、その結果、セグメント組付作業の作業性の向上を図ることができると共に、作業の安全性の向上を図ることができる。
【0050】
請求項4の発明のセグメントエレクタ装置によれば、バキュームパッドを複数に分割して各バキュームパッドと負圧発生器とを個々に配管接続し、各配管に電磁弁及び圧力検出器を介設し、制御装置が位置検出器及び圧力検出器の検出結果に基づいて負圧発生器の負圧力を調整すると共に電磁弁の開閉操作を行うようにしたので、バキュームパッドが損傷すると圧力検出器の検出値が低下し、制御装置はバキュームパッドの損傷を確認して対応する電磁弁を閉止し、残りのバキュームパッドの負圧力を改めて調整することで、残りのバキュームパッドによってセグメントを確実に保持することができる。
【0051】
請求項5の発明のセグメントエレクタ装置によれば、支持体に複数のグリップ装置を設け、この複数のグリップ装置にそれぞれ異なる形状のセグメントに合わせて形状設定された各ガイドフレームを姿勢制御可能で且つトンネルの前後方向に沿って移動自在に支持し、各ガイドフレームの外表面にセグメントを吸着保持可能なバキュームパッドを装着したので、形状の異なるセグメントに対して適合したガイドフレームを接近させてバキュームパッドによってセグメントを確実に吸着保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るセグメントエレクタ装置のシールド掘削機への装着状態の概略側面図である。
【図2】 セグメントエレクタ装置の正面図である。
【図3】 グリップ装置の要部断面図である。
【図4】 図3のIV−IV断面図である。
【図5】 図4のV−V断面図である。
【図6】 ガイドフレームに装着されたバキュームパッドの配置図である。
【図7】 バキュームパッドへの負圧配管の概略図である。
【図8】 従来の一般的なシールド掘削機の概略図である。
【符号の説明】
10 セグメントエレクタ装置
11 スキンプレート
16 旋回リング
19 油圧モータ
22 支持筒(支持体)
25a,25b 昇降ジャッキ
26a 第1グリップ装置
26b 第2グリップ装置
35 ガイドフレーム
44a,44b,44c バキュームパッド
45a,45b,45c 吸引孔
48 セーフティジャッキ
49 セーフティピン
50 パワーユニット
51 負圧発生器
52a,52b,52c 配管
54,54a,54b,54c 電磁弁
56 リザーバタンク
57a,57b,57c 真空圧検出器
58a,58b,58c 圧力計
59 真空ポンプ
66a,66b 位置検出器
S1,S2 セグメント
S1a グラウトホール(保持孔)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention was excavated and formed by a tunnel excavatortunnelThe present invention relates to a segment erector apparatus for assembling a segment to an inner wall surface of the slab.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an outline of a conventional general shield excavator.
[0003]
As shown in FIG. 8, in a shield excavator for excavating the ground, a
[0004]
A
[0005]
In addition, a plurality of
[0006]
Therefore, as shown in FIG. 8, in order to excavate and form a tunnel, first, a plurality of
[0007]
By the way, the segment S is formed by a transport cart (not shown).tunnelThe above-mentioned grip device of the
[0008]
The vacuum-type segment grip device disclosed in this publication is provided with a drum that is movable forward and backward in the excavation direction at the rear of the tunnel excavator, and provided with a revolving ring that can be swung in the circumferential direction on the drum. A gripper device is provided that is movable in the front-rear direction and the radial direction, respectively. The gripper device has a segment holding plate divided into three, and a safety jack and a vacuum pad are mounted on each holding plate. Therefore, while holding the vacuum pad of the segment holding plate in contact with the segment and holding it, the safety jack is operated and the safety pin is inserted, and the held segment is moved to a predetermined position and this segment is placed on the inner wall surface of the tunnel. Will be assembled.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, the vacuum-type segment grip device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-50500 is configured such that the vacuum pad of the segment holding plate adsorbs the segment and operates the safety jack to insert the safety pin. This segment can be held. In this case, the safety pin is fitted into the segment, thereby preventing the positioning of the segment and the lateral displacement of the segment. This safety pin is inserted into the segment by operating the safety jack, but if the position of the safety pin and the hole position of the segment do not match, the safety pin cannot be inserted into the segment. Due to the fall of the segment. Therefore, in the past, the operator visually confirmed the insertion of the safety pin into the segment. However, such an operation is a burden on the operator, which is troublesome and requires a long work time.Will takeThere was a problem.
[0010]
In addition, in a state where the vacuum pad of the segment holding plate is in contact with the segment, the segment is adsorbed with the vacuum pad space being evacuated by the operation of the electromagnetic valve. In this case, if a sufficient suction force cannot be obtained due to damage to the vacuum pad or the like, the held segments may be misaligned or dropped during assembly.
[0011]
This invention solves such a problem, and it aims at providing the segment erector apparatus which aimed at the improvement of the operation | work of a segment assembly work, and safety | security.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the segment erector apparatus of the invention of claim 1A swivel ring that can swivel along the circumferential direction of the tunnel excavated at the rear of the tunnel excavator is provided, and the swivel ring can move along the radial direction of the tunnel via a support extending at the rear of the excavation direction. In a segment erector apparatus that is mounted on the inner wall surface of the tunnel while holding the segment carried into the tunnel by the grip apparatus and configured to match the shape of the segment A guide frame, a vacuum pad attached to the outer surface of the guide frame and capable of adsorbing and holding the segment, a negative pressure generator connected to the vacuum pad via a pressure detector, and the plurality When the detected pressure value of one of the vacuum pads drops, the negative pressure of the other vacuum pad It is characterized in that comprises a control device for integer.
[0013]
Therefore,tunnelWhen the guide frame approaches the segment carried in and negative pressure is applied while the vacuum pad is in close contact with the segment, the vacuum pad attracts and holds the segment. When one of the detected pressure values decreases, the control unit reduces the negative pressure of the other vacuum pad.adjustAs a result, the segment can be securely held and assembled at a predetermined location on the inner wall surface of the tunnel.
[0014]
In the segment erector apparatus of the invention of
[0015]
Therefore, when the vacuum pad adsorbs and holds the segment, the position detector detects the safety pin being inserted into and removed from the holding hole of the segment, and when the controller confirms the insertion of the safety pin, the vacuum pressure is applied by applying a negative pressure. The pad can securely hold the segment.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the segment erector apparatus is provided with a swivel ring which is turnable along the circumferential direction of the tunnel excavated at the rear part of the tunnel excavator, and the swivel ring is extended to the rear part in the excavation direction. Through the bodytunnelA grip device that is movable along the radial direction of thetunnelA segment erector apparatus that holds a segment carried in and is assembled to the inner wall surface of the tunnel, and a guide frame that is mounted on the grip device and set in accordance with the shape of the segment, and is movably provided on the guide frame A safety pin that fits into the holding hole of the segment and assists the holding of the segment, a position detector that detects fitting / detachment of the safety pin into the holding hole of the segment, and an outer surface of the guide frame A vacuum pad that can absorb and hold the segment, a negative pressure generator connected to the vacuum pad, and a negative pressure of the negative pressure generator based on a detection result of the position detector.ActAnd a control device.
[0017]
Therefore,tunnelThe grip device moves with respect to the segment carried in, and the grip device is inserted into the holding hole of the segment with the guide frame approaching the segment and the vacuum pad closely contacting the segment. When the negative pressure generator is activated, the vacuum pad attracts and holds the segment. At this time, the position detector detects whether the safety pin is inserted into or removed from the holding hole of the segment, and the control device inserts the safety pin. Confirm the negative pressure of the negative pressure generator.ActAs a result, the grip device can reliably hold the segment. Thereafter, the grip device moves in the longitudinal direction, the radial direction, and the circumferential direction of the tunnel while holding the segment, and the segment held at a predetermined position on the inner wall surface of the tunnel is assembled.
[0018]
The segment erector apparatus according to claim 4, wherein the vacuum pad is divided into a plurality of parts, each vacuum pad and the negative pressure generator are individually connected to a pipe, and an electromagnetic valve and a pressure detector are connected to each pipe. The controller controls the negative pressure of the negative pressure generator based on the detection result of the position detector and the pressure detector.adjustAt the same time, the electromagnetic valve is opened and closed.
[0019]
Therefore, the control device reduces the negative pressure of the negative pressure generator based on the detection results of the position detector and the pressure detector.adjustWhen the vacuum pad is damaged, the detection value of the pressure detector decreases, the controller checks the vacuum pad for damage, closes the corresponding solenoid valve, and closes the remaining vacuum pads. Renew negative pressureAdjustThe segment is securely held by this vacuum pad.
[0020]
6. The segment erector apparatus according to claim 5, wherein the support body is provided with a plurality of grip devices, and each of the plurality of grip devices can be controlled in posture by each guide frame having a shape set in accordance with a segment having a different shape. And saidtunnelA vacuum pad that is supported so as to be movable in the front-rear direction and that can attract and hold the segment is mounted on the outer surface of each guide frame.
[0021]
Therefore,tunnelThe grip device corresponding to multiple types of segments carried in moves, the guide device that fits the segment approaches, and the vacuum pad attached to the outer surface is in close contact with the segment By operating the negative pressure generator, the vacuum pad can reliably hold the segment by suction.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a schematic side view of a segment erector apparatus according to an embodiment of the present invention attached to a shield excavator, FIG. 2 is a front view of the segment erector apparatus, FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4, FIG. 6 is an arrangement of vacuum pads attached to the guide frame, and FIG.
[0024]
The shield excavator to which the segment erector apparatus of the present embodiment is attached is substantially the same as that described in the above-described prior art, and detailed description thereof is omitted.
[0025]
As shown in FIG.1 and FIG.2, in the segment erector apparatus 10 of this embodiment, the ring-shaped
[0026]
In addition, support blocks 21 extend on the left and right sides of the
[0027]
Therefore, when the
[0028]
Since the
[0029]
In the
[0030]
A
[0031]
Accordingly, the rolling of the
[0032]
A
[0033]
Here, the piping from the
[0034]
Therefore, when the
[0035]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a mounting
[0036]
Accordingly, when the drive rod of the
[0037]
Further, the
[0038]
Although the
[0039]
Here, the effect | action of the shield excavator of this embodiment mentioned above and the segment erector apparatus 10 with which this shield excavator was mounted | worn is demonstrated.
[0040]
When excavating a tunnel, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of shield jacks 13 are extended and the skin plate 11 is advanced by a reaction force against the existing segment S, while a cutter head (not shown) is rotated. Let the ground be excavated by a number of cutter bits. Next, any one of the shield jacks 13 is operated in the contracting direction to form a space with the existing segment S, and new segments S1 and S2 are attached to the space by the segment erector apparatus 10. Go.
[0041]
That is, each segment S1, S2 is a cart not shown.tunnelThen, the operator operates the segment erector apparatus 10 to perform work. First, the
[0042]
When the segment S1 is assembled by the
[0043]
When the control device 67 confirms that the
[0044]
When the segment S1 is thus held by the
[0045]
When the holding of the segment S1 by the
[0046]
By the way, if the
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail with reference to the embodiment, according to the segment erector apparatus of the first aspect of the present invention, the guide frame having the plurality of vacuum pads for sucking and holding the segments is provided, and the control device includes a plurality of vacuum pads. When one of the detected pressure values drops, the negative pressure of the other vacuum padadjustAs a result, when the detected pressure value of one of the vacuum pads drops for some reason, the negative pressure of the other vacuum pad is reduced.adjustAs a result, the segments can be reliably held. As a result, the workability of the segment assembling work can be improved, and the safety of the work can be improved.
[0048]
According to the segment erector apparatus of the second aspect of the present invention, since the position detector for detecting the fitting / removal of the safety pin to / from the holding hole of the segment is provided, the control device applies the negative pressure based on the detection result of the position detector.ActAs a result, the vacuum pad can reliably suck and hold the segment.
[0049]
According to the segment erector device of the third aspect of the present invention, the safety pin that fits into the holding hole of the segment is provided on the guide frame that is mounted on the grip device, and the position at which the safety pin is fitted into and removed from the holding hole of the segment is detected. A detector is provided, and a vacuum pad capable of adsorbing and holding a segment is attached to the outer surface of the guide frame, and a negative pressure generator is connected to the vacuum pad, and the control device applies a negative pressure based on the detection result of the position detector. The negative pressure of the pressure generatorActSo that the safety pin can be securely inserted into the holding hole of the segment.By detectingThe grip device can reliably hold the segment, and as a result, the workability of the segment assembling work can be improved and the safety of the work can be improved.
[0050]
According to the segment erector apparatus of the invention of claim 4, the vacuum pad is divided into a plurality of parts, each vacuum pad and the negative pressure generator are individually connected to the pipe, and an electromagnetic valve and a pressure detector are provided in each pipe. The control device reduces the negative pressure of the negative pressure generator based on the detection results of the position detector and pressure detector.adjustWhen the vacuum pad is damaged, the detection value of the pressure detector decreases, and the controller checks the vacuum pad for damage and closes the corresponding solenoid valve. Renew the negative pressure of the padadjustThus, the segment can be reliably held by the remaining vacuum pads.
[0051]
According to the segment erector apparatus of the fifth aspect of the present invention, the support body is provided with a plurality of grip devices, and each of the plurality of grip devices can be posture-controlled with the shape of each guide frame set in accordance with a segment having a different shape.tunnelBecause the vacuum pad that can move and support along the front and rear direction of each guide frame and attach and hold the segment on the outer surface of each guide frame is attached, the guide frame suitable for the segment with different shape is brought close to the The segments can be reliably adsorbed and held.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a segment erector apparatus according to an embodiment of the present invention mounted on a shield excavator.
FIG. 2 is a front view of a segment erector apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the grip device.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
FIG. 6 is a layout view of a vacuum pad mounted on a guide frame.
FIG. 7 is a schematic view of negative pressure piping to a vacuum pad.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional general shield excavator.
[Explanation of symbols]
10-segment erector device
11 Skin plate
16 Rotating ring
19 Hydraulic motor
22 Support tube (support)
25a, 25b Lifting jack
26a First grip device
26b Second grip device
35 Guide frame
44a, 44b, 44c Vacuum pad
45a, 45b, 45c Suction hole
48 Safety jack
49 Safety pin
50 power units
51 Negative pressure generator
52a, 52b, 52c Piping
54, 54a, 54b, 54c Solenoid valve
56 Reservoir tank
57a, 57b, 57c Vacuum pressure detector
58a, 58b, 58c Pressure gauge
59 Vacuum pump
66a, 66b position detector
S1, S2 segment
S1a grout hole (holding hole)
Claims (5)
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