(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に対して掘削穴を形成しながら掘進させて埋設し、トンネル覆工体を構築する矩形管状のトンネル覆工用エレメントであって、
前記矩形管状の上板の前記掘進方向先端の近傍に、この上板を貫通する挿入穴が設けられ、
前記上板の、前記挿入穴よりエレメント後端側に、この上板を貫通するスリットが設けられ、
前記上板の上面に、長尺の帯状で、エレメント掘進時にエレメントと前記地山との摩擦を軽減するフリクションプレートが重ね合わされ、
このフリクションプレートは、その一端が前記掘削穴の入り口に固定され、他端が前記上板の上面側を経由し、前記挿入穴に挿入されて、前記上板の下面側に至り、この上板の下面側から前記スリットに挿入されて再び前記上板の上面側に至り、さらに前記上板と、既にこの上板の上面側に配されたフリクションプレートとの間に配されていることを特徴とするトンネル覆工用エレメント。
【請求項２】
前記挿入穴に、前記フリクションプレートが当接するプレートローラが回動自在に設けられていることを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工用エレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、鉄道や道路等の下に立体交差するトンネルを構築する場合に用いられるトンネル覆工用エレメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道や道路の下に立体交差するトンネルを構築する方法として、現場打設コンクリートによって分割されない一体構造の覆工体を構築する施工法に代え、断面形状が矩形で、長尺な管状のトンネル覆工用エレメントを用いて施工するＵＲＴ（Under Railway Tunnnel）工法が近年一般化してきている。
【０００３】
このＵＲＴ工法を以下に説明する。まず、発進立坑にて、地山に向けてトンネル覆工用エレメント（以下単にエレメントと称す）をセットし、このエレメントを、エレメント後方に配した掘進装置によって地山へ水平に掘進させる。そしてエレメントの内部先端に備えられたカッタにより地山の土砂を掘削し、この土砂をエレメント内で搬送して後端から排出しながら、このエレメントを掘進させて地山に貫通させた状態で埋設する。
【０００４】
このようにして、複数のエレメントを、互いに隣接した状態でトンネルの覆工断面に沿って地山に貫通させ、このエレメント内およびエレメント間の目地にコンクリートおよびモルタルを充填し全体を版状に一体化させてトンネル覆工体を構築し、このトンネル覆工体の内側の土砂を掘削除去してトンネルを構築する。
【０００５】
このＵＲＴ工法においては、掘進時の、エレメントによるエレメント上部地盤の引きずりを防ぐため、その上面に摩擦を低減するフリクションプレートを設けたエレメントを用いる場合がある。
このフリクションプレートを設けたエレメントの例を図６に示す。ここに例示されるエレメント２１は、上板３の先端近傍に挿入穴２７が設けられ、この挿入穴２７内に、円筒部材２４が設けられた構成とされている。
【０００６】
フリクションプレート５は長尺の帯状物であり、その一端が、このエレメントによって形成された掘削穴の入り口（以下、発進口という）９に固定され、他端はエレメント２１の上板３の上面、および円筒部材２４の外周を経て挿入穴２７内に挿入されて、上板３の下面側に至り、上板３の下面に沿ってエレメント内をエレメント後端方向に延びている。
【０００７】
ここで、上板３の下面には、このフリクションプレート５を支持する支持棚２５が設けられている。エレメント内のフリクションプレート５はエレメント全長に相当する長さに用意され、この支持棚２５と上板３との間に収められている。このようなエレメント２１を掘進させる場合には、エレメントの掘進に従ってフリクションプレート５を、順次前方に送り出すようにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造のエレメント２１においては、その内部に支持棚２５が形成されているので、エレメント内部の空間が狭く、掘削した土砂の排出作業がやりにくくなることがあった。また、構造が複雑であるため、エレメント自体の製造コストの点でも不利であった。
しかもエレメントの後端にはこのエレメントを掘進させる推進機２８が密接しているため、エレメント長より長いフリクションプレート５をエレメント後方に突出させて装着することは難しく、エレメントを継ぎ足す際には、継ぎ足すエレメントの内部にも同様の支持棚を設け、フリクションプレートを用意して、先行して推進されたエレメントのフリクションプレート後端と接続しなければならない。
このようにスクリューコンベア２９等の掘削機構の接続、フリクションプレートの接続、エレメント自体の接続溶接と、多くの接続作業が必要で、作業が極めて煩雑かつ困難であった。
【０００９】
そこで、このような問題を避けるため、図７に示すように、エレメント内部の先端近傍に繰り出しローラ３３を設け、この繰り出しローラ３３にフリクションプレート５を巻回させておき、エレメントの掘進に従ってこの繰り出しローラ３３からエレメントの上面へフリクションプレートを送り出す構造のエレメントを考えることができるが、このようなエレメント３１は、繰り出しローラ３３が、エレメント３１先端近傍の内部に突出しているため、エレメント内に配置されたカッタによる掘削作業の障害となるという問題点を有していた。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エレメント内に掘削作業や土砂排出のための十分な空間を確保することができるとともに、エレメント継ぎ足し作業が容易であり、かつ製造コストの上昇を招くこと無く、地盤の引きずりを確実に防止することができるエレメントを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のトンネル覆工用エレメントは、矩形管状で、その上板の前記掘進方向先端の近傍に、この上板を貫通する挿入穴が設けられ、前記上板の、前記挿入穴よりエレメント後端側に、この上板を貫通するスリットが設けられ、前記上板の上面に、長尺の帯状で、エレメント掘進時にエレメントと前記地山との摩擦を軽減するフリクションプレートが重ね合わされ、このフリクションプレートは、その一端が前記掘削穴の入り口に固定され、他端が前記上板の上面側を経由し、前記挿入穴に挿入されて、前記上板の下面側に至り、この上板の下面側から前記スリットに挿入されて再び前記上板の上面側に至り、さらに前記上板と、既にこの上板の上面側に配されたフリクションプレートとの間に配されていることを特徴とする。
また、前記挿入穴に、前記フリクションプレートが当接するプレートローラを回動自在に設けた構成とすることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトンネル覆工用エレメントの実施の形態を図によって説明する。
図１ないし図５において、符号１は、矩形管状で内部が中空とされた鋼製のエレメントである。このエレメント１は、地山１２に対し、互いに隣接する状態で複数埋設されてトンネル覆工体を構成するものである。このエレメント１の先端部である刃口２の上板３には、エレメントの短手方向に延在する長穴状の挿入穴７が、上板３を貫通して形成されている。この挿入穴７には、エレメント後端方向に形成された複数の係合溝１５が設けられている。これら係合溝１５には細板状の軸受け１３がそれぞれはめ込まれて接合されており、これら軸受け１３に固定された軸１６によって、挿入穴７の延在方向に沿ってプレートローラ４が回動自在に支持されている。なお、上記軸受け１３の上記係合溝１５への接合は、軸受け１３と係合溝１５との接合部分が、上板３の上面および下面から溶接されることで行われている。
また、上板３の挿入穴７のややエレメント後端方向には、エレメントの短手方向に延在する長穴状のスリット８が上板３を貫通して設けられている。
【００１３】
このエレメント１の上板３の上面には、長尺で帯状のフリクションプレート５が重ね合わされている。このフリクションプレート５は、鉄などの金属製で、薄板状とされ、その一端が、発進口９に固定されており、他端はエレメント１の上板３の上面を経て挿入穴７内に挿入され、プレートローラ４の外周を経由して、上板３の下面側に至り、この上板３の下面側からエレメント後端方向に延び、スリット８に挿入されて上板３の上面側に出て、既に上板３の上面に配されているフリクションプレート５と上板３との間を通ってさらにエレメント後端方向に延び、エレメント後端から導出され、ここでロール状に巻回されている。
【００１４】
また、図３は、上記フリクションプレート５の一端を発進口９に固定する構造を示すものである。ここに示す固定構造６は、フリクションプレート５が発進口９から外れるのを防ぐ短棒状のストッパ６Ａと、断面Ｌ字状の棒状物である固定部材６Ｂと、この固定部材６Ｂを発進口９に固定する複数のボルト６Ｃとからなる。
フリクションプレート５の端部は、ストッパ６Ａを包んで折り返しされ、この折り返し部分とともに固定部材６Ｂを介してボルト６Ｃによって発進口９に固定されている。上記構造によって、フリクションプレート５にエレメント推進方向の引張力が加わった場合でもフリクションプレート５の一端は発進口９に強固に保持される。
【００１５】
次に、このように構成されたエレメント１を地山１２に掘進させる方法並びにそれにともなう作用効果を説明する。
上記のようなエレメント１を地山に向けてセットし、このエレメント１を、エレメント後方に配したジャッキ等の掘進装置（図示略）によって地山へ水平に推進させ、エレメント１の先端内部に備えられたカッタ（図示略）により地山１２の土砂を掘削し、この土砂をエレメント１内部を通してエレメント後端から排出する。
【００１６】
このエレメント掘進の過程において、このエレメント１の上板上面に配されたフリクションプレート５は、エレメント掘進にともなって、この掘進方向に引き込まれる。ここで、フリクションプレート５はその一端が発進口９に固定されているので、ロール状に巻回された他端側からエレメント掘進方向に送り出される。
【００１７】
上記のような掘進方法によれば、エレメント掘進の過程において、エレメント１の上板上面と上部地盤１０との間にフリクションプレート５が介在するので、このエレメント１と上部地盤１０との摩擦が低減され、エレメント掘進に伴う引きずりによる上部地盤１０の変状が防止される。
なお、上記掘進方法において、フリクションプレート５同士、あるいはフリクションプレート５と上板３との間に潤滑油を介在させるのが望ましい。これによって、これらの間の摩擦が低減され、エレメントがよりスムーズに掘進される。
【００１８】
上記構成のエレメント１では、上記フリクションプレート５の大部分をエレメント１の外部に配した構成としたので、エレメント内部にフリクションプレート５を支持する構造が不要である。また、エレメント内部に突出した構造を持たない。従って、エレメントの内部に、カッタによる掘削作業や土砂排出のための十分な空間を確保できる。また、エレメント自体の製造が容易であり、かつ製造コスト低減を図ることができるという利点をも有する。
また、エレメント後端において、フリクションプレート５がエレメント外部に配されているので、容易にエレメントの継ぎ足し作業を行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエレメントは、その内部に、カッタによる掘削作業や土砂排出のための十分な空間を確保できる。また、エレメント自体の製造が容易であり、かつ製造コストの低減を図ることができる。
また、エレメントの継ぎ足しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のエレメントの構造を説明する断面図である。
【図２】図１に示すエレメントの要部拡大図である。
【図３】図１に示すエレメントの要部拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態のエレメントの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態のエレメントのプレートローラの構造を説明する構成図である。
【図６】従来のエレメントの一例の構造を説明する断面図である。
【図７】従来のエレメントの一例の構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
１・・・エレメント
３・・・上板
４・・・プレートローラ
５・・・フリクションプレート
７・・・挿入穴
８・・・スリット
１１・・・掘削穴
１２・・・地山
【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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