(57)【要約】【課題】ワイヤによる牽引によらず、セントルの逸走を防止する。【解決手段】このセントル１０は、上り勾配のトンネル施工において用いられ、トンネル底面に載置されるレールＲ上を走行可能にセントル自身の下部に設けられた車台２３、２４と、レールＲ上を車台２３、２４の車輪２３ｗ、２４ｗで走行する走行高さとレール上方に車輪２３ｗ、２４ｗが離隔した離隔高さとにセントル自身を昇降可能に設けられたセントル昇降ジャッキ２７、２８と、上り勾配の低い側から車台２４を支持可能に且つレールＲの把持および把持解除が可能に設けられた前部クランプジャッキ５０、５０と、上り勾配の低い側からレールＲの把持および把持解除が可能に設けられた後部クランプジャッキ６０、６０と、後部クランプジャッキ６０、６０とセントル後部との間に伸縮可能に介装された推進用ジャッキ７０、７０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上り勾配のトンネル施工において用いられるセントルであって、
トンネル底面に載置されるレール上を走行可能にセントル自身の下部に設けられた車台と、
前記レール上を前記車台の車輪で走行する走行高さと前記レール上方に前記車輪が離隔した離隔高さとにセントル自身を昇降可能に設けられたセントル昇降ジャッキと、
前記上り勾配の低い側から前記車台を支持可能に且つ前記レールの把持および把持解除が可能に設けられた前部クランプジャッキと、
前記上り勾配の低い側から前記レールの把持および把持解除が可能に設けられた後部クランプジャッキと、
該後部クランプジャッキとセントル後部との間に伸縮可能に介装された推進用ジャッキ７０と、
を備えることを特徴とするセントル。
【請求項２】
上り勾配のトンネル施工においてセントルを移動する方法であって、
請求項１に記載のセントルを用い、前記上り勾配の低い側から高い側に向けて前記セントル自身と前記レールとを交互に移動することを特徴とするセントル移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セントルを移動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
セントルは、トンネル底面に設置されるレール上を、セントル自身の下部に設けられた台車の車輪によって走行可能に構成される（例えば特許文献１参照）。
ここで、セントルの走行に際し、急勾配トンネルでのトンネル覆工工事では、セントルを移動させるためにウィンチ等が使用され、ワイヤによる牽引移動方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３３００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ウィンチを使ったワイヤによる牽引では、ワイヤが切れるとセントルが逸走してしまう。また、ワイヤによる牽引では、補助のウィンチやチルホールなどが併用されるものの、それぞれに反力となる基礎等が必要となり、セントルを移動させるために要する手間が多いという問題がある。
【０００５】
また、ワイヤによる牽引では、ワイヤが切れて、万一、作業者にワイヤが当ると負傷するおそれがある。そのため、ワイヤの内角には作業者を入れることができず、セントル移動時に、セントル本体が周辺物と接触しないかなどの確認作業が困難であるという問題がある。
【０００６】
また、ワイヤによる牽引では、セントルが走行するレールは、セントルの移動に合わせてバックホウやユニック等の作業機を用いて、セントル後方の不要になったレール部材をセントル前方に敷設替えする作業が必要となるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ワイヤによる牽引によらず、セントルの逸走を防止し得るセントルおよびセントル移動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るセントルは、上り勾配のトンネル施工において用いられるセントルであって、トンネル底面に載置されるレール上を走行可能にセントル自身の下部に設けられた車台と、前記レール上を前記車台の車輪で走行する走行高さと前記レール上方に前記車輪が離隔した離隔高さとにセントル自身を昇降可能に設けられたセントル昇降ジャッキと、前記上り勾配の低い側から前記車台を支持可能に且つ前記レールの把持および把持解除が可能に設けられた前部クランプジャッキと、前記上り勾配の低い側から前記レールの把持および把持解除が可能に設けられた後部クランプジャッキと、該後部クランプジャッキとセントル後部との間に伸縮可能に介装された推進用ジャッキと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るセントル移動方法は、上り勾配のトンネル施工においてセントルを移動する方法であって、本発明の一態様に係るセントルを用い、前記上り勾配の低い側から高い側に向けて前記セントル自身と前記レールとを交互に移動することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様に係るセントルおよびこれを用いたセントル移動方法によれば、上り勾配のトンネルにおいてセントルを移動するに際し、複数の油圧ジャッキを用いてレールの把持およびその解放の動作と、セントルに対する押し引きの動作とにより、セントル自身およびレールを移動させることができる。
よって、本発明によれば、油圧ジャッキによる移動および姿勢管理なので、ワイヤによる牽引によらず、セントルの逸走を確実に防止できる。そのため、ワイヤによる牽引に比べ、セントルに近寄っても安全であり、労働災害発生の危険も低減できる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るセントル移動方法によれば、セントルを走行させるレールを、複数のジャッキによる移動および姿勢管理のみで前方に順次に移動して再敷設できる。そのため、レールを移動・敷設するためのレール移動作業用の重機が不要であり、また、セントル後方のレールの切り離し作業、並びに、セントル前方でのレールの接続作業を無くすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本発明によれば、ワイヤによる牽引によらず、セントルの逸走を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様に係るセントルの一実施形態を説明する模式図であり、同図（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】図１に示すセントルの模式的横断面図であり、同図左半部の断面は図１（ａ）でのＩ−Ｉ線に沿ったもの、右半部の断面は図１（ａ）でのＩＩ−ＩＩ線に沿ったものである。
【図３】図１に示すセントル移動装置のシステム構成を説明する図である。
【図４】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態１）である。
【図５】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態２）である。
【図６】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態３）である。
【図７】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態４）である。
【図８】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態５）である。
【図９】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態６）である。
【図１０】本発明の一態様に係るセントルによるセントル移動方法の一実施形態を説明する模式図（状態７）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のセントル１０は、上り勾配（水平面に対する傾斜角θ）のトンネル施工において用いられる。セントル１０は、門型のガントリ２０と、正面視がアーチ型の主型枠３０と、を備える。主型枠３０は、一定幅の同形の型枠部材３１〜３４をトンネル長手方向で複数（本実施形態では４個）互いに連結して構成されている。
【００１６】
主型枠３０は、図２に示すように、ガントリ２０の上側を覆うように配置され、トンネル長手方向に一定の長さを有する。主型枠３０の外周壁とトンネルＴの内壁（一次覆工コンクリートの内壁）との間に、二次覆工コンクリートを注入するための打設空間Ｓが画成される。
【００１７】
各型枠部材３１〜３４は、同図に示すように、頂部に位置する上部フォーム４１と、上部フォーム４１の両端下面に回動可能に連結されて両側に位置する側部フォーム４２と、側部フォーム４２の下端に回動可能に連結された下部フォーム４３と、を有する。
【００１８】
上部フォーム４１は、支持梁３５によって支持される。支持梁３５は、ガントリ２０の頂部上に、前後方向に複数設けられ不図示のジャッキによって昇降可能に支持される。側部フォーム４２と下部フォーム４３は、それぞれフォーム用ジャッキ４４〜４７等によってガントリ２０に内外方向に回動可能に連結される。
【００１９】
各型枠部材３１〜３４は、フォーム用ジャッキ４４〜４７等の伸長駆動により上部フォーム４１が上昇させられ、側部フォーム４２と下部フォーム４３が外方に張り出される。これにより、主型枠３０全体が拡径状態とされ、打設空間Ｓが画成されるようになっている。
【００２０】
また、各型枠部材３１〜３４は、フォーム用ジャッキ４４〜４７等の短縮駆動により上部フォーム４１が下降させられ、側部フォーム４２と下部フォーム４３が内方に収容される。これにより、主型枠３０全体が縮径状態とされ、トンネルＴの内周壁から内方に離隔するようになっている。
【００２１】
ここで、ガントリ２０は、図１および図２に示すように、その前後端の走行脚部２１、２２の下端に車台２３、２４を備える。車台２３、２４は、レールＲ上に載置される車輪２３ｗ、２４ｗを有し、トンネル底面に載置されるレールＲ上を、切羽の進行に伴って、走行可能にセントル自身の下部に設けられる。
【００２２】
また、ガントリ２０は、図１および図２に示すように、ガントリ２０の前後方向の適所に複数の支持脚部２５、２６を有する。各支持脚部２５、２６の下端には、セントル昇降ジャッキ２７、２８が設けられている。セントル昇降ジャッキ２７、２８は、車台２３、２４の車輪２３ｗ、２４ｗによりレールＲ上を走行可能な走行高さと車輪２３ｗ、２４ｗがレールＲ上方に離隔した離隔高さとにセントル１０自身を昇降可能に設けられている。
【００２３】
そして、本実施形態のセントル移動方法では、セントル移動装置として、上記車台２３、２４およびセントル昇降ジャッキ２７、２８を含み、図３にセントル移動装置のシステム構成を示すように、計６基の専用油圧ジャッキ（移動・逸走防止用２＋２基、逸走防止用２基）を用いる。
【００２４】
詳しくは、本実施形態のセントル１０は、図３に示すように、油圧ポンプを制御する制御ユニット９０をガントリ２０の適所に備える。制御ユニット９０には、油圧配管を介して必要な複数の油圧機器が接続される。
本実施形態では、上記６基の油圧ジャッキとして、図１および図３に示すように、左右一対の前部クランプジャッキ５０と、左右一対の後部クランプジャッキ６０と、左右一対の推進用ジャッキ７０と、を備えている。
【００２５】
また、制御ユニット９０には、信号線を介して遠隔操作器８０が接続される。図３に示す例では、第一遠隔操作器８０と第二遠隔操作器８１との二台が接続された状態を示している。各遠隔操作機には、上記６基の油圧ジャッキに対応するスイッチが設けられており、その対応するスイッチをオペレータが操作することによって、対応する油圧ジャッキを駆動可能になっている。
【００２６】
図１に示すように、前部クランプジャッキ５０は、上り勾配の低い側から車台２４を支持可能に且つレールＲの把持および把持解除が可能に設けられる。後部クランプジャッキ６０は、上り勾配の低い側からレールＲの把持および把持解除が可能に設けられる。そして、推進用ジャッキ７０は、後部クランプジャッキ６０とセントル１０の後部との間に伸縮可能に介装される。
【００２７】
前部クランプジャッキ５０および後部クランプジャッキ６０には、不図示の受座とクランプ金具とでレールＲを挟持可能な定着装置が内蔵されている。受座とクランプ金具とでレールＲを挟持して反力を得ることができる。前部クランプジャッキ５０は、いわゆる惜しみクランプとして用いられ、レールＲをクランプすることによって反力を得て、前部の車台２４を支持することによりセントル１０の逸走を防止する。
【００２８】
推進用ジャッキ７０は、押引可能な複動型の油圧ジャッキであり、軸方向両端にクレビスがそれぞれ付設されている。これにより、後部クランプジャッキ６０と推進用ジャッキ７０との組み合わせにより、セントル１０およびレールＲの押し・引きの両方に使用可能になっている。
【００２９】
なお、セントル１０と前部クランプジャッキ５０の相互接続部、並びに、セントル１０と推進用ジャッキ７０の相互接続部、および、推進用ジャッキ７０と後部クランプジャッキ６０の相互接続部は、それぞれヒンジ構造となっており、その相互接続部の遊びによって、セントル１０の昇降時の姿勢保持とその時の移動用ジャッキの姿勢の回動量に応じた変位（歪みやこじれ）が吸収（解消）される。
【００３０】
制御ユニット９０は、油圧ポンプおよびコンピュータを含んで構成された油圧制御部であり、セントル１０の逸走を防止するためのインターロック機能を有する。つまり、制御ユニット９０は、４基のクランプジャッキ５０、６０のうち、前部クランプジャッキ５０または後部クランプジャッキ６０が緩んでいるとき（レールを把持していないとき）には、残る２基の後部クランプジャッキ６０または前部クランプジャッキ５０を緩める操作（レールの把持を解除する操作）をしても、当該クランプジャッキの油圧が抜けないにように構成され、これにより、セントルの逸走が確実に防止されている。
【００３１】
また、制御ユニット９０は、各クランプジャッキ５０、６０が、把持に必要なクランプ圧力を所定圧力以上に保持する機能を有する。制御ユニット９０は、各クランプ圧力が所定圧力を下回った場合、自動的に油圧ポンプを起動して各クランプジャッキ５０、６０に必要なクランプ圧力を加圧し、所定圧力以上に達したら再度油圧ポンプを停止するようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態のセントル１０およびレールＲの移動方法による動作について、図４〜図１０を適宜参照しつつ説明する。なお、以下、遠隔操作に際し、上記二台の遠隔操作器８０、８１を特に区別せず、第一遠隔操作器８０を単に遠隔操作器８０と呼称して動作を説明する。
【００３３】
まず、レールＲの移動方法について説明する。
各部ジャッキの初期状態では、セントル昇降ジャッキ２７、２８は収容状態とされ、車台２３、２４は低い位置（走行高さ）にある。そのため、セントル１０は、車輪２３ｗ、２４ｗによって走行可能な状態にある。
オペレータは、遠隔操作器８０のクランプボタンを操作し、前部および後部クランプジャッキ５０、６０をレールＲの把持状態にして前後の車台２３、２４を支持状態にする。これにより、前部クランプジャッキ５０は、把持状態（セントル前部支持状態）とされる。また、後部クランプジャッキ６０も、把持状態（セントル後部支持状態）とされる。
【００３４】
したがって、上記初期状態では、前後のクランプジャッキ５０、６０がいずれもレール把持状態とされているので、車輪走行状態にあっても、セントルの逸走が確実に防止される。このとき、推進用ジャッキ７０は伸長状態とされている。制御ユニット９０は、稼動時には、圧油の状態を常時監視し、所定圧力（例えば６０ＭＰａ）以上に油圧が上昇したら油圧ポンプを自動停止する。
【００３５】
上記初期状態から、オペレータは、図４に示すように、前後のセントル昇降ジャッキ２７、２８を張り出してガントリ２０を地上に対して支持する（以下、「状態１」ともよぶ）。この「状態１」で、セントル１０が通常の二次覆工コンクリート打設工程に移行する。「状態１」のとき、車台２３、２４は、レールＲの上方に車輪２３ｗ、２４ｗが浮いた車輪離隔状態となる。この「状態１」では当然に走行不能なので、セントルの逸走は防止されている。
【００３６】
なお、同図に示す符号Ｐの矢印は、セントル昇降ジャッキ２７、２８を張り出したイメージを示し、また、同図に示す符号Ｕの矢印は、セントル１０が上昇して離隔高さに位置するイメージを示している。また、同図に示す符号Ｃは、クランプジャッキ５０、６０がクランプ状態にあるイメージを示し、符号Ｅは、推進用ジャッキ７０が伸長状態にあるイメージを示している（以下、同じ）。
【００３７】
「状態１」のとき、レールＲに対するガントリ２０の自重による押圧が解除されるため、地上に載置された状態のレールＲが移動可能となる。なお、二次覆工コンクリートの打設工程自体は周知の工法によるため、説明を省略する。
【００３８】
次いで、「状態１」から、オペレータは、遠隔操作器８０を操作し、図５に示すように、前部クランプジャッキ５０をアンクランプして前部の車台２４を非支持状態にする（以下、「状態２」ともよぶ）。この「状態２」で、前部クランプジャッキ５０をアンクランプする際、制御ユニット９０が自動的に油圧ポンプを起動する。制御ユニット９０は、クランプ圧力を常時監視し、前部クランプジャッキ５０のクランプ圧力がゼロになったら自動的に油圧ポンプを停止する。
【００３９】
なお、制御ユニット９０は、前部クランプジャッキ５０がアンクランプ状態である場合には、オペレータが誤って遠隔操作器８０のアンクランプボタンを押しても、後部クランプジャッキ６０がアンクランプされないインターロック機能を有するので、セントルの逸走が確実に防止される。
【００４０】
次いで、オペレータは、遠隔操作器８０を操作し、図６に示すように、ガントリ２０の後部に設けられた推進用ジャッキ７０を短縮駆動する（以下、「状態３」ともよぶ）。これにより、後部クランプジャッキ６０に把持された状態のレールＲは、ジャッキ短縮長に応じた長さだけ引かれて前方に移動する。なお、同図に示す符号Ｕは、クランプジャッキ５０、６０がアンクランプ状態にあるイメージを示し、符号Ｓは、推進用ジャッキ７０が短縮状態にあるイメージを示している（以下、同じ）。
【００４１】
次に、セントル１０の移動方法について説明する。
二次覆工コンクリート打設工程後に、オペレータは、図７に示すように、セントル昇降ジャッキ２７、２８を収容してガントリ２０を下降させる（以下、「状態４」ともよぶ）。これにより、レール上に車輪２３ｗ、２４ｗが当接し、レールＲは、ガントリ２０の自重による押圧が付与されて固定される。なお、同図に示す符号Ｎの矢印は、セントル昇降ジャッキ２７、２８を収容するイメージを示し、また、同図に示す符号Ｄの矢印は、セントル１０が下降して走行高さに位置するイメージを示している。
【００４２】
車台２３、２４はレールＲ上に車輪２３ｗ、２４ｗが載置されて走行状態となる。このとき、後部クランプジャッキ６０はレールＲの把持状態（セントル後部支持状態）にある。そのため、車輪走行状態にあっても、セントルの逸走が確実に防止される。
【００４３】
次いで、オペレータは、遠隔操作器８０の推進スイッチを押す。これにより、図８に示すように、推進用ジャッキ７０が後部クランプジャッキ６０を反力として伸長し、セントル１０がレールＲに沿って走行して前方に移動する（以下、「状態５」ともよぶ）。
【００４４】
ここで、制御ユニット９０は、左右二台の推進用ジャッキ７０に対する圧油の吐出速度を同じにするように構成され、これにより、左右二台の推進用ジャッキ７０は、相互の推進反力が違っていても、左右のジャッキの伸長速度が同じになる。制御ユニット９０は、推進用ジャッキ７０が伸長してストロークエンドまで伸長を完了した後に、油圧ポンプを自動停止する。
【００４５】
次いで、オペレータは、遠隔操作器８０を操作し、前部クランプジャッキ５０用のクランプボタンを押す。これにより、制御ユニット９０は、油圧ポンプを起動させ、図９に示すように、前部クランプジャッキ５０を把持状態にする（以下、「状態６」ともよぶ）。制御ユニット９０は、前部クランプジャッキ５０の把持圧力が所定圧力（例えば６０ＭＰａ）以上に油圧が上昇したら油圧ポンプを自動停止する。
【００４６】
次いで、オペレータは、遠隔操作器８０を操作し、後部クランプジャッキ６０用のアンクランプボタンを押す。これにより、制御ユニット９０が自動的に油圧ポンプを起動し、後部クランプジャッキ６０をアンクランプにする。制御ユニット９０は、クランプ圧力がゼロになったら油圧ポンプを自動的に停止する。
【００４７】
次いで、オペレータは、遠隔操作器８０を操作して、推進用ジャッキ７０の後退スイッチを押す。これにより、制御ユニット９０が自動的に油圧ポンプを起動し、図１０に示すように、推進用ジャッキ７０がジャッキストロークを短縮する（以下、「状態７」ともよぶ）。
【００４８】
これにより、後部クランプジャッキ６０自体がレールＲに沿って前方に移動する。次いで、オペレータは、遠隔操作器８０を操作し、後部クランプジャッキ６０を再び把持状態にする。以下、上記「状態１」〜「状態７」を繰り返すことにより、上り勾配の低い側から高い側に向けてセントル１０とレールＲとを移動できる。
【００４９】
このようにして、本実施形態のセントル１０は、上り勾配のトンネルＴにおいて、前後に設けた複数のクランプジャッキ５０、６０を用いてレールＲの把持およびその解放を行う動作と、セントル昇降ジャッキ２７、２８により車台２３、２４の車輪２３ｗ、２４ｗを走行高さおよび離隔高さに位置させる動作と、推進用ジャッキ７０の伸縮によるセントル１０に対する押し引きの動作との組み合わせにより、上り勾配の低い側から高い側に向けてセントル１０自身およびレールＲを交互に連続して安全に移動させることができる。
【００５０】
次に、本実施形態のセントル１０およびレールＲの移動方法による作用効果について説明する。
本実施形態のセントル移動方法では、上述したように、状態１〜７を順に繰り返すことにより、セントル１０自身とレールＲとを交互に複数の油圧ジャッキで移動しつつ、セントル１０の逸走を確実に防止できる。これにより、本実施形態のセントル１０およびセントル移動方法によれば、急勾配な場所であっても、ワイヤによる牽引によらず、セントル移動作業を安全に行える。
【００５１】
また、本実施形態セントル１０およびセントル移動方法では、セントル１０の自重を反力として走行時のレールＲおよび自身のレール上での姿勢を保持できる。そのため、基礎等の反力支持部材を別途設置する必要がなくその手間が省ける。
【００５２】
さらに、本実施形態のセントル１０およびセントル移動方法によれば、セントル後方に位置するレールＲをセントル１０の走行方向に沿って前方に送ることができる。そのため、レールＲの前送り作業やレール移動用の設備、敷設工程を短縮できる。また、レール部材の数を最小限で済ませることがきできるため経済的である。
【００５３】
なお、本発明に係るセントル移動方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    セントル
２０    ガントリ
２１、２２    走行脚部
２３、２４    車台
２３ｗ、２４ｗ    車輪
２５、２６    支持脚部
２７、２８    セントル昇降ジャッキ
３０    主型枠
３１〜３４    型枠部材
３５    支持梁
４１    上部フォーム
４２    側部フォーム
４３    下部フォーム
４４〜４７    フォーム用ジャッキ
５０    前部クランプジャッキ
６０    後部クランプジャッキ
７０    推進用ジャッキ
８０    遠隔操作器
９０    制御ユニット
Ｒ    レール
Ｓ    打設空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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