(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機本体の後方に正面視門型形状の後続台車を連結してなり、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機と、
前記後続台車の内側空間に前記後続台車と同方向に移動可能に設けられる資機材搬送用の人荷車と、
前記人荷車の前方に設けられ、前記人荷車により搬送されてくる資機材を受け取って前記後続台車の内側空間から前記掘削機本体の後部まで移動する搬入台車とを有し、
前記搬入台車に、前記資機材を吊り上げて前記搬入台車の少なくとも前後方向に移動可能で、前記掘削機本体内の所要位置に荷降ろし可能な吊り上げ・移動手段を設けることを特徴とする切り上がり掘削用の資機材搬送構造。
【請求項２】
前記搬入台車は、前記後続台車の内側面および前記後続台車と前記掘削機本体とを連結する牽引ビームの内側面に設けられるガイドレールに案内されて移動されることを特徴とする請求項１に記載の切り上がり掘削用の資機材搬送構造。
【請求項３】
前記後続台車に、前記人荷車から前記搬入台車へ資機材を受け渡す受渡し手段を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の切り上がり掘削用の資機材搬送構造。
【請求項４】
前記搬入台車は、資機材を載置する資機材置場を備えることを特徴とする請求項３に記載の切り上がり掘削用の資機材搬送構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削機本体の後方に正面視門型形状の後続台車を連結してなり、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機における切り上がり掘削用の資機材搬送構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル掘削機において、掘削機本体の後方に牽引ビーム等を介して門型の後続台車を連結し、掘削機本体が掘進するにしたがってそれら牽引ビーム等により後続台車を牽引してそれら掘削機本体と後続台車とを同時に前進させるようにしたものが知られている。また、掘削時に必要な資機材（反力鋼材，支保工，ディスクカッタ，枕木，レール等）を前方へ搬送するために、これら資機材を積載した人荷車を前記後続台車の内側空間に走行させることも知られている。
【０００３】
ところで、斜坑を切り下がりで掘削するトンネル掘削機（切り下がりＴＢＭ）においても、前述と同様、掘削機本体に後続台車を牽引するとともに人荷車を用いて資機材を搬送することが行われている。この切り下がりＴＢＭの場合、人荷車は下り勾配の斜面に沿って掘削機本体側へ移動することから、この人荷車はシーブを介して掘削トンネルの後方側からケーブルによって牽引される。また、この人荷車によって前方へ搬送された資機材は、後続台車に取り付けられているホイスト等の吊り上げ手段によって掘削機本体側へ荷降ろしされるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の資機材搬送手法を、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機（切り上がりＴＢＭ）において適用しようとした場合、次のような問題点が発生する。
▲１▼上り勾配の斜面に沿って人荷車を引き上げる必要があることから、この人荷車の牽引用ケーブルを巻掛ける比較的大型のシーブを後続台車の前端部および人荷車の前端部に取り付けなければならない。このことから、これらシーブ同士の干渉を回避しようとすれば、人荷車を後続台車の最前部まで移動させることができなくなる。
▲２▼人荷車からの資機材の荷降ろしを後続台車に取り付けられている吊り上げ手段で行うこととなっているので、切り上がりＴＢＭの場合その吊り上げ手段のワイヤ等の先端部が基端部に対して後方側に来ることになり、掘削機本体側への荷降ろしを行うことができない。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消することを目的として、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機において、人荷車から掘削機本体側への資機材の移動をスムーズに行うことのできる切り上がり掘削用の資機材搬送構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明による切り上がり掘削用の資機材搬送構造は、
掘削機本体の後方に正面視門型形状の後続台車を連結してなり、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機と、
前記後続台車の内側空間に前記後続台車と同方向に移動可能に設けられる資機材搬送用の人荷車と、
前記人荷車の前方に設けられ、前記人荷車により搬送されてくる資機材を受け取って前記後続台車の内部空間から前記掘削機本体の後部まで移動する搬入台車とを有し、
前記搬入台車に、前記資機材を吊り上げて前記搬入台車の少なくとも前後方向に移動可能で、前記掘削機本体内の所要位置に荷降ろし可能な吊り上げ・移動手段を設けることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、人荷車によって後続台車の所定位置まで搬送されてきた資機材は、この人荷車から搬入台車に受け渡され、この搬入台車が掘削機本体の後部まで移動されるとともに、この搬入台車に設置される吊り上げ・移動手段がその搬入台車上に積載されている資機材を吊り上げて更に前方まで移動し、これら資機材が掘削機本体内に荷降ろしされる。こうして、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機においても、人荷車を牽引するために用いられるシーブ同士が干渉することなく、資機材を掘削機本体の後部位置までスムーズに搬送して所望位置に荷降ろしすることができる。
【０００８】
本発明において、前記搬入台車は、前記後続台車の内側面および前記後続台車と前記掘削機本体とを連結する牽引ビームの内側面に設けられるガイドレールに案内されて移動されるのが好ましい。このように構成すると、特別のフレームを別途設けることがなく、元々存在する部材を利用して搬入台車を案内することができるので、坑内に余分な部材を配置して作業上の障害となることがなく、またコスト高になるのも避けることができる。
【０００９】
さらに、前記後続台車に、前記人荷車から前記搬入台車へ資機材を受け渡す受渡し手段を設けるのが好適である。このような受渡し手段を設けると、搬入台車上の吊り上げ・移動手段を用いて資機材の受渡しを行う場合に比べて、この受渡し作業時に資機材が他の部材と干渉する可能性が小さく、よりスムーズな受渡しを行うことができる。
【００１０】
この場合、前記搬入台車は、資機材を載置する資機材置場を備えるのが好ましい。このような資機材置場を備えるものでは、後続台車に設けられる受渡し手段によって人荷車から搬入台車の資機材置場へ資機材が受け渡され、この後その資機材置場に載置されている資機材が吊り上げ・移動手段によって搬入台車の前方まで移動され、この吊り上げ・移動手段によって資機材が掘削機本体内に荷降ろしされる。このように受渡し手段および吊り上げ・移動手段の役割を分担することができ、資機材の移動をよりスムーズに行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による切り上がり掘削用の資機材搬送構造の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に、本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図が示され、図２に、同トンネル掘削機の正面図が示されている。
【００１３】
本実施例のトンネル掘削機（ＴＢＭ）１は、例えば発電所における導水用の斜坑トンネルを切り上がりで掘削するために使用されるものである。このトンネル掘削機１においては、円筒状のスキンプレート２が設けられ、このスキンプレート２の前側内部のカッタヘッドサポート３を介してカッタヘッド４が回転自在に支承されている。このカッタヘッド４の面板４ａの前面には多数個のディスクカッタ５が装着され、この面板４ａの外周部には複数個のずり取込口６が配されるとともに、このずり取込口６のカッタヘッド回転方向後方側に掘削ずりを掻き集めるスクレーパ７が配されている。こうして、カッタヘッド４の回転により掘削された掘削ずりはそのカッタヘッド４の外周部まで案内され、この外周部においてスクレーパ７により掻き集められてずり取込口６から機内に取り込まれる。この後、機内に取り込まれた掘削ずりは、カッタヘッド４内に配設されるホッパー８から後方のずりシュート９へ案内され、このずりシュート９によって後方側の坑底の基地へ落下搬送される。
【００１４】
前記カッタヘッドサポート３の後方にはグリッパフレーム１０にメイングリッパ１０ａが支持されるとともに、これらカッタヘッドサポート３とグリッパフレーム１０との間には、掘削機本体推進用の多数本のスラストジャッキ（ラチスジャッキ）１１が配されている。また、前記カッタヘッドサポート３には、掘削中の安定化および掘削終了時にそのカッタヘッドサポート３をトンネル坑壁に対して支持する等に用いられるフロントグリッパ１２が設けられている。
【００１５】
また、前記グリッパフレーム１０には後方へ向けて多数本の第１シールドジャッキ１３および第２シールドジャッキ１４が取り付けられ、これら各ジャッキ１３，１４の先端をそれぞれセグメント１５もしくは反力鋼材１６の前端面に当てることによっても掘削機本体の自重および推進反力が支持されるようになっている。なお、本実施例は、前記反力鋼材１６がトンネル坑壁の下部位置のみに組み立てられている例で、掘削とともに第２シールドジャッキ１４を反力鋼材１６に定着させて切り上がり掘削における掘削機本体の荷重が支持される。
【００１６】
このような構成において、良好な地山の掘削に際しては、前述の第２シールドジャッキ１４に加え、メイングリッパ１０ａによってトンネル坑壁に反力をとりつつスラストジャッキ１１によりカッタヘッドサポート３に推進力を伝達し、かつカッタヘッド４を回転させることにより掘削が行われる。一方、セグメント１５の組み立てが必要な軟弱地盤の掘削に際しては、更にそれらセグメント１５に反力を取りつつ第１シールドジャッキ１３を作動させて掘削が行われる。
【００１７】
前記グリッパフレーム１０の後側下部には左右一対で構成される牽引ビーム２０，２０の各前端部が上下方向に回動自在に枢支され、各牽引ビーム２０の後端部は後続台車２１の前端面に上下方向に回動自在に枢支されている。図３乃至図５に示されているように、この後続台車２１は正面視略門型形状に形成されるとともに、隣接する後続台車２１同士が連結材２２，２３を介して互いに連結され、下面に取り付けられる車輪２４がレール２５上を案内されることによって前後方向に走行できるようにされている。なお、この後続台車２１の適所には、各種機器（操作盤，制御盤，ポンプ，吹付け機等）を載置するための支持フレーム２６および作業者通過用のステップ２７，手摺り２８等が設けられている。
【００１８】
この後続台車２１の門型の内側空間内には、作業者および掘削時に必要な資機材（反力鋼材，支保工，ディスクカッタ，枕木，レール等）２９を前方へ搬送するための人荷車３０が設けられている。この人荷車３０は、下面に取り付けられる車輪３１がレール３２上を案内されることによって前記後続台車２１と同方向に走行できるようにされている。この人荷車３０の走行は、最前部の後続台車２１に取り付けられるシーブ３３とその人荷車３０の前端部に取り付けられるシーブ３４とにケーブル３５が巻き掛けられ、このケーブル３５の先端部が最前部の後続台車２１に固定されるとともに、基端部側が図示されないウィンチにて牽引されることにより行われる。なお、この人荷車３０は、二つのシーブ３３，３４が互いに干渉しない位置（図３に示される位置）まで前進できるようにされている。
【００１９】
前記後続台車２１には、最前部に位置する人荷車３０の上方に水平向きのレール３６が架設され、このレール３６に沿って受渡し手段としてのホイスト３７が走行可能に設けられている（なお、このホイスト３７は固定式であっても良い。）。このホイスト３７は、人荷車３０上に積載された資機材２９を吊り上げて後述の搬入台車３９上の資機材置場４２に受け渡す役目をする。なお、本実施例の場合、前記レール３６は、最先端の後続台車２１と２番目の後続台車２１との境界部近傍に位置している。
【００２０】
また、最先端の後続台車２１の二つの内側面と各牽引ビーム２０の内側面とにはガイドレール３８が付設され、これらガイドレール３８に案内ローラが案内されるように門型形状の搬入台車３９が人荷車３０の最前進位置から牽引ビーム２０の最先端部まで移動可能に設けられている。この搬入台車３９の移動手段としては、ガイドレール３８側に設けられるラック（もしくはローラチェーン）に対し搬入台車３９側のピニオン（もしくはスプロケット）が噛み合う自走式のもの、あるいはウィンチとケーブルおよびシーブを用いる牽引式のもののいずれを用いても良い。
【００２１】
この搬入台車３９の頂部下面には前記ガイドレール３８と同方向にレール４０が固定され、このレール４０に沿って吊り上げ・移動手段としてのホイスト４１が走行可能に設けられている。また、この搬入台車３９の基端側（後部）には資機材置場４２が取り付けられている。なお、図３において符号４３で示されているのは、ホイスト４１を牽引して走行させるためのウィンチであるが、自走式のホイストを使用すればウィンチ４３は不要となる。
【００２２】
本実施例のトンネル掘削機は前述のように構成されているので、人荷車３０によって後続台車２１の所定位置まで搬送されてきた資機材２９は、レール３６に沿って走行するホイスト３７によってその人荷車３０から待機中の搬入台車３９上の資機材置場４２に受け渡される。次いで、この搬入台車３９は資機材２９を積載したままガイドレール３８に沿って牽引ビーム２０の最先端部まで移動し、この最先端部で搬入台車３９上のホイスト４１が資機材置場４２に載置されている資機材２９を吊り上げてレール４０に沿って更に前方まで移動し、所要位置でそれら資機材２９を掘削機本体内に荷降ろしする。
【００２３】
本実施例においては、資機材２９の受渡し手段および吊り上げ・移動手段としてそれぞれホイスト３７，４１を用いたものを説明したが、この他に、チェーンブロックもしくは天井走行式の走行クレーンを用いても良い。
【００２４】
本実施例においては、ホイスト４１を搬入台車３９の前後方向にのみ移動可能に構成したものを説明したが、この前後方向に加えて左右方向にも移動可能に構成することもできる。
【００２５】
本実施例においては、搬入台車３９に資機材置場４２を設置したものを説明したが、この資機材置場４２を設けずに、搬入台車３９上のホイスト４１で直接資機材２９を人荷車３０から吊り上げ、この状態のまま搬入台車３９およびホイスト４１を前方へ移動させて所要部に荷降ろしするような実施例も可能である。この場合、後続台車２１に設けられるホイスト３７は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図である。
【図２】図２は、本実施例のトンネル掘削機の正面図である。
【図３】図３は、本実施例のトンネル掘削機の図１より後方部分の縦断面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ矢視図である。
【符号の説明】
１  トンネル掘削機
２０  牽引ビーム
２１  後続台車
２５，３２，３６，４０  レール
２９  資機材
３０  人荷車
３３，３４  シーブ
３５  ケーブル
３７  ホイスト（受渡し手段）
３８  ガイドレール
３９  搬入台車
４１  ホイスト（吊り上げ・移動手段）
４２  資機材置場
【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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