(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡幅される既設山岳トンネル内に配置され通行路を規定する頂部および両側部を有するプロテクタと、該プロテクタ上にその伸長方向へ走行可能に載置された、前記トンネルの覆工の破砕およびその周囲地盤の掘削に用いられる装置が据え付けられる架台と、前記プロテクタに前記架台を解除可能に固定する固定手段とを含む、トンネル拡幅工事用設備。
【請求項２】
前記固定手段は、前記プロテクタの各側部に設けられその伸長方向へ伸びる１又は複数の突起と、前記架台に設けられ前記突起を抱き込むように伸びる伸長部と、前記プロテクタの突起及び前記架台の伸長部間に配置されかつ前記突起及び前記架台のいずれか一方に支持された、上下方向へ伸びる複数のジャッキとからなる、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
前記プロテクタはその頂部とその各側部とに連なる斜め下方へ伸びる肩部を有し、また前記架台の伸長部が前記プロテクタの肩部に沿って伸びる傾斜部分を備える、請求項２に記載の設備。
【請求項４】
前記架台はその各伸長部から水平に伸びる張出部を備える、請求項２に記載の設備。
【請求項５】
前記架台に支持され該架台に沿って伸びるベルトコンベヤを含む、請求項１に記載の設備。
【請求項６】
前記ベルトコンベヤは、前記トンネルの覆工の破砕及びその周囲地盤の掘削によって生じたずりを運搬するために使用されるトラックの全高より高い位置にありかつ前記トラックの全長より長い長さ寸法を有する、請求項５に記載の設備。
【請求項７】
前記ベルトコンベヤの一部はその残りの一部に対して揺動可能である、請求項６に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山脈や丘を貫通する既設の山岳トンネルの拡幅工事に用いられる、前記トンネル内に通路を確保するためのプロテクタと、前記トンネルの覆工の破砕およびその周囲地盤の掘削に用いられる装置を据え付けるための、前記プロテクタ上に載置される架台とを含むトンネル拡幅工事用設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
狭小な既設山岳トンネルの拡幅を図るべく、機械装置や発破を用いて既設トンネルの覆工の破砕およびその周囲地盤の掘削を行った後、その破砕、掘削跡に既設トンネルより大きい断面を有する新たなトンネルを構築し、これにより既設トンネルを新たなトンネルに置き換えることが行われている。
【０００３】
従来、既設トンネルの覆工の破砕およびその周囲地盤の掘削に際し、既設トンネル内に歩行者、車両等の通行を確保するための通行路を確保するためのプロテクタと、ブレーカ、切断機、穿孔機等からなる破砕・掘削装置および必要に応じて掘削後のトンネル壁面処理のための吹付けマニュピュレータのような吹付用装置が据え付けられる架台であってプロテクタ上にその伸長方向へ走行可能に載置された架台とを備えるトンネル拡幅工事用設備が提案されている（特開２０００−３２８８７１）。
【０００４】
これによれば、プロテクタ上で架台をその伸長方向へ移動させることにより、既設トンネルの破砕、掘削、吹き付け等の作業箇所をトンネルの軸線方向へ順次移動させることができる。
【０００５】
トンネルの破砕、掘削、吹き付け等の作業は、架台をプロテクタ上に静止させる間に行われる。前記従来の設備にあっては、さらに、架台に設けられプロテクタの側方を下方へ伸びる複数の脚部と、各脚の下端部に取り付けられたアウトリガーとを備え、架台はアウトリガーの伸長動作によりトンネルの路面上に支持され、プロテクタに対する静止状態を維持される。
【０００６】
ところで、前記従来の設備にあっては、架台から伸びる脚部がトンネル空間内における作業スペース、特にプロテクタの側方の作業スペースを狭めるという問題があり、また、プロテクタの側方の作業スペースに置かれる資材、ずり運搬用のベルトコンベヤ、ずり運搬車両等が前記脚部の進行の障害となり、プロテクタ上における架台の円滑な進行が妨げられる場合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、拡幅対象である既設山岳トンネル内空間をより有効に活用し得るトンネル拡幅工事用設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るトンネル拡幅工事用設備は、拡幅される既設山岳トンネル内に配置され通行路を規定する頂部および両側部を有するプロテクタと、該プロテクタ上にその伸長方向へ走行可能に載置された、前記トンネルの覆工の破砕およびその周囲地盤の掘削に用いられる装置が据え付けられる架台と、前記プロテクタに前記架台を解除可能に固定する固定手段とを備える。
【０００９】
前記固定手段は、前記プロテクタの各側部に設けられその伸長方向へ伸びる１又は複数の突起と、前記架台に設けられ前記突起を抱き込むように伸びる伸長部と、前記プロテクタの突起及び前記架台の伸長部間に配置されかつ前記突起及び前記架台のいずれか一方に支持された、上下方向へ伸びる複数のジャッキとからなるものとすることができる。
【００１０】
好ましくは、前記プロテクタがその頂部とその各側部とに連なる斜め下方へ伸びる肩部を有し、また前記架台の伸長部が前記プロテクタの肩部に沿って伸びる傾斜部分を備える。また、前記架台がその各伸長部から水平に伸びる張出部を備えるものとすることができる。
【００１１】
本発明に係る設備は、さらに、前記架台に支持され該架台に沿って伸びるベルトコンベヤを含むものとすることができる。前記ベルトコンベヤは、好ましくは、前記トンネルの覆工の破砕及びその周囲地盤の掘削によって生じたずりを運搬するために使用されるトラックの全長より長い長さ寸法を有する。さらに好ましくは、前記ベルトコンベヤの一部が残りの一部に対して揺動可能である。
【００１２】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、拡幅される山岳トンネル内に設置されるプロテクタに対し、該プロテクタ上を走行可能である架台を解除可能に固定する固定手段を設けたことから、前記トンネルの破砕、掘削等の作業の際、前記架台が移動、傾斜等しないようにこれを前記プロテクタに静止状態に保持することができる。このため、前記従来の設備におけるプロテクタ側方の脚及びアウトリガーの存在とこれに伴うプロテクタ側方の作業スペースの狭小化、作業スペースに置かれる資材、ずり運搬車両等による架台の進行障害等とを解消し、また前記作業スペースにおけるずり運搬車両の円滑な進行を確保することができる。
【００１３】
前記固定手段は、前記プロテクタの各側部に設けられた突起と、前記架台に設けられ前記突起を抱き込むように伸びる伸長部と、前記突起及び前記伸長部間に配置されかつ前記突起及び前記架台のいずれか一方に支持された、上下方向へ伸びる複数のジャッキとからなるものとするときは、前記ジャッキの伸長動作による該ジャッキの両端部の前記突起及び前記伸長部に対する圧接、及びその収縮動作による前記圧接の解除により、前記プロテクタに対する前記架台の固定及びその解除を容易かつ確実に行うことができる。
【００１４】
また、前記ジャッキの収縮動作により移動可能状態におかれた前記架台は、その移動の間に傾きが生じたとき、前記突起又は伸長部と前記ジャッキとの相互接触により、その傾きが矯正され、また過剰な傾斜の発生が防止される。前記架台下の作業スペースは、前記突起および前記伸長部の高さ位置をより上位におくことにより、より広いものとすることができる。
【００１５】
前記プロテクタにその頂部からその側部に連なる、斜め下方に伸びる肩部を設け、また、前記架台の伸長部に、前記プロテクタの肩部に沿って伸びる傾斜部分を設けるときは、前記架台の上方により大きい作業スペースを確保することができる。
【００１６】
前記架台の伸長部から水平に伸びる張出部を設けるときは、前記トンネル覆工の破砕及びその周囲地盤の掘削の作業のための作業床の面積を増大することができる。
【００１７】
前記架台にベルトコンベヤを支持するときは、前記プロテクタの側方の作業スペースを規定するトンネル内路面上へのベルトコンベヤの設置を不要とし、これにより前記作業スペースをより有効に活用することができる。
【００１８】
前記トンネルの拡幅工事により生じたずりは、前記プロテクタ上の架台に支持された前記ベルトコンベヤを介して、前記プロテクタの側方の作業スペースで待機するずり搬送車両であるトラックに搬送することができる。前記ベルトコンベヤは、トラックの上方位置に配置されかつその長さ寸法がトラックの全長より長いことから、ずりの一時的な集積又は堆積場所から、少なくとも１台のトラックの長さを越えた場所にずりを搬送することができる。このため、トラックの待機台数を複数として、ずりの堆積場所から遠いトラックから近い方のトラックに順にずりを搬送し、積み込むことができる。
【００１９】
これにより、１台のトラックの積込み量を超える多量のずりが発生した場合にあってもずりの搬出処理を遅滞なく円滑に行うことができる。また、前記作業スペースを出入りするトラックと前記プロテクタ内の通行車両との交通整理については、一時に出入りするトラックの台数を複数に設定することにより、その回数を減らし、トラックの入れ替えに要する時間を節減することができる。その結果、既設山岳トンネルの拡幅工事により生じるずりの搬出能率を高めることができる。
【００２０】
前記ベルトコンベヤの一部を残りの一部に対して揺動可能とするときは、前記一部が残りの一部と共に一直線に伸びる状態と、残りの一部に対して折れ曲がり下方に傾斜する状態とすることができる。一直線に伸びる状態下ではその下方を作業スペースとして利用することができる。また、前記傾斜状態下におくときは、前記ベルトコンベヤ上へのずりの載置作業を容易にすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、馬蹄形の既設の山岳トンネル１０と、該トンネルの拡幅のために新たに構築される、既設トンネル１０より大きい断面を有する馬蹄形の新たなトンネル１２とが、それぞれ、想像線と実線とで示されている。
【００２２】
新たなトンネル１２は、既設トンネル１０の覆工（図示せず）を破砕し、さらにその周囲地盤１４を掘削した後、その掘削壁面に沿って構築される。既設トンネル１０の覆工の破砕およびその周囲地盤１４の掘削（発破による掘削を含む）並びに新トンネル１２の構築は、既設トンネル１０の一端（後方端）からその他端（前方端）に向けて段階的に行われる。なお、図示の周囲地盤１４は、トンネル１０の他端側に残る未掘削のものを示す。
【００２３】
既設トンネル１０の覆工の破砕およびその周囲地盤１４の掘削の箇所並びにその近傍における通行人や一般車両の通行及びその安全を確保するため、既設トンネル１０内に通行路を規定するプロテクタ１６が配置されている。また、プロテクタ１６上には、前記破砕および掘削に使用される後記破砕・掘削装置を設置するための架台１８が載置されている。プロテクタ１６及び架台１８、並びに後記固定手段３０，３４，４０は、トンネル拡幅工事用設備を構成する。
【００２４】
図示のプロテクタ１６は全体に逆Ｕ字形の横断面形状を有し、その頂部２０および両側部２２が、既設トンネル１０の軸線方向に関して、前記破砕・掘削箇所およびその前後に亘って伸びている（図２で見て左方が前方）。
【００２５】
図示のプロテクタ１６は、さらに、その頂部２０とその各側部２２とに連なりかつ斜め下方へ伸びる肩部２４を有する。このような肩部２４を有しない、互いに直交する頂部および両側部とからなるプロテクタとすることも可能であるが、肩部２４を設けるときは、これを設けないときに現れる角部が存しないため、プロテクタ１６の上方により広い作業空間を得ることができる。
【００２６】
プロテクタ１６は既設トンネル１０内の路面２６上に配置され、トンネル１０の壁面（覆工壁面）との間に作業スペースとしての側方空間２８が存する。図示の例では、プロテクタ１６はトンネル１０の横断方向におけるほぼ中央部に位置するが、必要に応じて、前記中央部以外の位置におかれる。
【００２７】
プロテクタ１６は、その各側部（より詳細には各側部の内外両側面のうちの外側の面）２２に、その伸長方向へ連続して伸びる突条からなる１の突起３０を有する。
【００２８】
突起３０は、プロテクタの側部２２のより上位の位置に配置することが望ましい。これにより、突起３０とほぼ同じ高さ位置を占めることとなる、架台１８に設けられた後記伸長部３４の下方に、より広い側方空間２８を得ることができ、ここに工事資材や機器、後記トラック５０，５２、シャフローダ５４等を配置することができ、また、これらは架台１８の移動の障害とならない。図示の例では、突起３０は肩部２４の直下に位置する。
【００２９】
突起３０は、連続して伸びる１の突条からなるものに代えて、例えば、断続して伸びる複数の突条からなるものとすることができる。また、前記突条の横断面形状は任意に定めることができる。図示の例では、矩形の横断面形状を有する。
【００３０】
プロテクタ１６は、前記破砕および掘削の進行（前進）に合わせて、路面２６上をトンネルの軸線方向へ移動される。この移動のため、図示の例では、路面２６上に１対のレール（図示せず）が敷かれ、プロテクタの両側部２２下に両レール上を走行可能の複数対の車輪（図示せず）が設けられる。
【００３１】
架台１８は、プロテクタ１６の頂部２０上にあってこれと相対する板状の本体３２と、本体３２に連なる一対の伸長部３４とを有する。両伸長部３４は、それぞれ、プロテクタの両側部２２に位置する突起３０を抱き込むように、本体３２から下方へ伸びている。
【００３２】
好ましくは、さらに、両伸長部３４からそれぞれ水平に張り出す一対の張出部３６を有する。これによれば、側方空間２８の上方に、架台１８上における前記装置の設置スペースおよびその操作スペースの増大を図ることができる。
【００３３】
架台１８は、プロテクタ１６上をその長手方向へ走行可能である。このため、図示の例では、プロテクタの頂部２０に設けられその伸長方向へ伸びる２条のレール３５上を転動可能である複数の車輪３７が、架台の本体３２に回転可能に支承されている。
【００３４】
架台の伸長部３４は、プロテクタの突起３０を抱き込み、これを受け入れる凹所３８を有する。凹所３８は、架台１８の伸長方向へ伸びかつプロテクタの側部２２に向けて開放している。
【００３５】
伸長部３４とプロテクタの突起３０との間、すなわち伸長部の凹所３８にはその伸長方向へ互いに間隔をおいて複数のジャッキ４０が配置されている。より詳細には、各ジャッキ４０は、伸長部３４の下部と突起３０との間に上下に向けて配置されかつ伸長部３４に支持されている。ジャッキ４０は、油圧ジャッキのような液圧ジャッキ、スクリュージャッキ等からなる。ジャッキ４０は、プロテクタの突起３０及び架台の伸長部３４と共に、架台１８をプロテクタ１６に解除固定するための固定手段をなす。
【００３６】
収縮状態にある図示のジャッキ４０を突起３０に当接するまで伸長動作させると、ジャッキ４０の上下両端が伸長部３４と突起３０とに圧接し、実質的に、架台１８をプロテクタ１６に固定することができる。この固定により、架台１８をプロテクタ１６上に傾斜、移動等しない静止状態に保持することができ、この間に後記破砕・掘削装置を用いての既設トンネル１０の破壊、周囲地盤の掘削作業、あるいはさらにその後の吹き付け作業を安定的に行うことができる。
【００３７】
他方、収縮状態におかれたジャッキ４０の下で、すなわち前記固定を解除した状態において、プロテクタ１６上における架台１８の移動を可能とすることができる。ジャッキ４０は、架台１６の移動時にこれが傾くときにプロテクタの突起３０に当たり、架台１６の傾斜を制限する作用をなす。
【００３８】
ジャッキ４０は、図示の例に代えて、プロテクタの突起３０に取り付け、該突起から垂下するようにしてもよい。
【００３９】
図示の架台１８にあっては、伸長部３４が、プロテクタの両肩部２４の上方をこれに沿って伸びる傾斜部分４２を有する。
【００４０】
架台１８の各伸長部に傾斜部分４２を設けた結果、プロテクタに肩部２４を設けることによって得られた前記プロテクタ上方の広い作業空間の狭小化を回避することができる。ただし、傾斜部分４２を有しない架台、すなわち本体３２と伸長部３４とが互いに直交する架台を使用することは任意である。
【００４１】
架台の本体２２および各張出部３６上には、既設トンネル１０の覆工の破砕、その周囲地盤１４の掘削、周囲地盤１４中への装薬等を行うために用いられるブレーカ、切断機、穿孔機等からなる破砕・掘削装置、あるいはこれらに加えて吹付けマニュピュレータのような吹付用装置（図示せず）が据え付けられる。前記破砕・掘削装置は架台１８上での作業員による操作により、その前方に位置する前記覆工および地盤１４に対して破砕・掘削作用を及ぼす。
【００４２】
この破砕・掘削作用により生じた破砕片および掘削片（以下、これらを総称して「ずり」という。）は、その一部が架台１８上に落下し、また、他の一部が、プロテクタ１６の両側方、すなわちプロテクタ１６と前記破砕・掘削作用により現れた新設トンネル１２の壁面との間の側方空間２８を落下する。架台１８上のずりは、人為的に、各側方空間２８に落とされ、各側方空間２８を規定する新旧両トンネル１０，１２の底面上に堆積する。
【００４３】
架台１８の各張出部３６の下部には前記ずりを搬送するためのベルトコンベヤ４８が吊持、支持されている。
【００４４】
各側方空間２８は、また、ベルトコンベヤ４８で搬送されたずりを受け取り、これを満載してトンネル１２外に搬出するためのダンプカーのようなトラック５０，５２のための走行用スペースを提供する。張出部３６に支持されたベルトコンベヤ４８は、前記トラックの全高すなわちその天井面より高い上方位置にあり、この上方位置から前記トラックの荷台上にずりを放出、落下させることができる。
【００４５】
各側方空間２８の底面に落下し、堆積した前記ずりは、側方空間２８に導入することができる例えばシャフローダ５４を用いて、ベルトコンベヤ４８上に載置することができる。シャフローダ５４は前記ずりを掬い集め、さらにベルトコンベヤ４８上に移送する機能を有する。
【００４６】
図示のベルトコンベヤ４８は、架台の張出部３６に固定され該張出部に沿って伸びる第１のコンベヤ部５６と、該第１のコンベヤ部に連結された第２のコンベヤ部５８とからなる。前記ずりは、第２のコンベヤ部５８から第１のコンベヤ部５６へ搬送される。
【００４７】
第２のコンベヤ部５８は、その後端部において、第１のコンベヤ部５６の前端部に枢着され、架台１８を横断する方向へ伸びる軸６０の周りに揺動可能である。第２のコンベヤ部５６は、また、その前端部において、チェーンブロック６２を介して、架台の張出部３６に吊持されている。
【００４８】
第２のコンベヤ部５８は、チェーンブロック６２を作動させてそのチェーンを巻き上げることにより、これが張出部３６下において水平状態となるまで、図２に示す傾斜状態から時計方向へ揺動させることができる。水平状態下においては、その下方領域を作業空間として利用することができる。
【００４９】
また、チェーンブロック６２のチェーンを繰り出すことにより、第２のコンベヤ部５８を前記水平状態から反時計方向へ揺動させ、前記傾斜状態にすることができる。シャフローダ５４からの前記ずりの受け取りは、この傾斜状態において行う。
【００５０】
なお、第２のコンベヤ部５８を揺動可能としないで、第１のコンベヤ部５６と同様に、架台の張出部３６にこれに沿って伸びるように固定することもできる。第２のコンベヤ部５８を非揺動のものとした場合、および第２のコンベヤ部５８を前記水平状態に維持した場合のいずれにおいても、第２のコンベヤへ部５８のずりの載置は可能である。ずりの載置は、適当な機械的手段を使用して行うことができる。
【００５１】
第２のコンベヤ部５８は、シャフローダ５４から受け取ったずりを第１のコンベヤ部５６の前端部上まで運び、第１のコンベヤ部５６は受け取ったずりをその後端部から側方空間２８に放出する。
【００５２】
放出されたずりは、第１のコンベヤ部５６下に予め待機しているトラック５２の荷台上に落下する。このトラック５２の後方には他のトラック５０が同様に待機している。
【００５３】
ベルトコンベヤ４８はその全長、すなわち第１および第２の両コンベヤ部５６，５８の合計長さが、前方位置のトラック５２の全長より長いものに設定されている。このため、トラック５２の前方位置から、該トラックを越えて、その後方位置で待機するトラック５０までのずりの移送が可能である。他のトラック５２へのずりの載置は、ずりで満載のトラック５０を後方へ移動した跡に他のトラック５２を移動させて行う。
【００５４】
空荷状態の複数台のトラックを待機させておけば、１台のトラックの積込み量を超える多量のずりが発生した場合であっても、余裕を持ってずりを受け取りかつ円滑に搬出することができる。
【００５５】
満載後のトラック５０は、他のトラック５２が満載になるのを待って、トラック５２と共に一時にプロテクタの側方空間２８外に移動させることができる。これにより、側方空間２８外へのトラックの移動を１台ずづ行う場合と比べて、側方空間２８外における一般車両に対する交通整理の回数を少なくすることができる。
【００５６】
ベルトコンベヤ４８の全長はより長いものに設定することができる。これによれば、さらに多くの台数のトラックを側方空間２８に待機させ、より多くの台数を越える距離にわたるずりの移送が可能である。例えば、ベルトコンベヤの全長を２台分のトラックの長さより長いものに設定すれば、２台の待機トラックの後方で待機する１台のトラックにずりを移送し、満載後、その前方のトラックに対し順次ずりを移送することができる。なお、ベルトコンベヤ４８の全長を増大するときは、これに応じて、ベルトコンベヤ４８を支持する架台１８の長さ寸法をより大きいものに設定する必要がある。
【００５７】
図示の例では、トラックが走行可能である側方空間２８がプロテクタ１６の両側に設けられ、これに合わせて、ベルトコンベヤ４８が架台の両側の張出部３６に支持されているが、いずれか一方の側方空間２８が比較的狭いときは、他方の側方空間２８に関してのみ、ベルトコンベヤ４８を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル拡幅工事用設備の正面図である。
【図２】本発明に係るトンネル拡幅工事用設備の側面図である。
【符号の説明】
１０  既設の山岳トンネル
１２  新たなトンネル
１４  周囲地盤
１６，１８  プロテクタ及び架台（トンネル拡幅工事用設備）
２４，４２  プロテクタの肩部及び架台の傾斜部分
２８  トンネル内プロテクタの側方空間
３０，３４，４０  突起、伸長部及びジャッキ（固定手段）
３６  架台の張出部
４８，５６，５８  ベルトコンベヤ、その第１のベルトコンベヤ部及びその第２のベルトコンベヤ部
【図１】
0003713556.tif 000002
【図２】
0003713556.tif 000003