(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に分割された一対の支保材を、切羽の前面側に設置して、中央部で相互に連結してアーチ状のトンネル支保工を建て込むトンネル支保工の設置装置において、
前記支保材を個別に受承する一対のエレクター装置と、前記エレクター装置が搭載された走行移動自在な作業車両と、前記作業車両に配置されたスライド移動機構とを備え、
前記エレクター装置は、前記支保材を揺動移動自在かつ旋回自在に保持するハンド部と、前記ハンド部を前後移動自在に支持する伸縮ビームと、前記伸縮ビームを支持する取付ベースとを有し、
前記スライド移動機構部は、前記作業車両の幅方向の両端に配置され、長手軸方向に沿って、そのほぼ全長に亘って延設され、前記取付ベースが搭載された走行レールを有し、
前記支保材は、前記作業車両により運搬する際に、当該支保材の長手軸が、前記作業車両の長手方向に沿うように前記エレクター装置に保持させた状態で、前記スライド移動機構の駆動により、前記エレクター装置を前記作業車両の長手方向に沿って、当該作業車両側に引き寄せるように移動させて、前記作業車両の側方に位置させることを特徴とするトンネル支保工の設置装置。
【請求項２】
前記スライド移動機構部は、
前記走行レールと、
前記伸縮ビームの支持ベースに回転自在に取付けられ、前記走行レールに嵌合される複数のガイド車輪と、
前記支持ベース側に搭載され、前記走行レールに沿って延設されたチェンに嵌合するスプロケットホイールと、
前記スプロケットホイールの回転駆動用モータとを有することを特徴とする請求項１記載のトンネル支保工の設置装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネル支保工の設置装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＡＴＭ工法においてトンネルを構築する際に、アーチ状のトンネル支保工を設置する場合、従来は、以下に説明する手順により行われていた。まず、切羽の近傍に吹付け機をセットして、切羽にコンクリートを一次吹き付けし、これが完了すると、吹付け機を退出させる。
【０００３】
次いで、切羽の近傍に支保工エレクター台車をセットして、エレクターによりアーチ状のトンネル支保工を切羽に建て込み、これが完了すると支保工エレクター台車を退出させる。
【０００４】
次に、切羽に吹付け機を再びセットし、建て込まれたトンネル支保工を埋め込むようにして、コンクリートの二次吹付けを行い、吹付け機を退出させる。
【０００５】
しかしながら、このような手順で行われるトンネル支保工の設置手順では、重機（  吹付け機および支保工エレクター台車）の移動，セット，退出動作を３回も行う必要があって、狭い切羽付近の作業現場で重機の移動が輻湊する。
【０００６】
このため、移動や待機などのロスタイムが長く、施工能率に対する影響が大きく不経済となる。また、重機の移動が輻湊すると、作業員と重機および重機同士が接触する可能性が高く、安全上の問題もあった。
【０００７】
そこで、例えば、特開平３−２９５９９９号公報には、１台の走行車両に支保工を建て込むためのエレクターブームと、コンクリート吹付けロボットと、削孔機とを搭載したトンネル支保工の設置装置が提案されている。
【０００８】
この公報に提案されている装置によれば、狭隘な切羽付近での重機の移動が少なくなり、施工能率および安全性の向上が期待されるが、この公報に提案されている装置にも以下に説明する技術的な課題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記公報に開示されているトンネル支保工の設置装置では、エレクタブームは、円弧状の支保材の長手方向の軸が切羽と平行になるように受承して、これを上方に移動させることで、アーチ状に組立てるものである。
【００１０】
ところが、受承した円弧状の支保材を、その長手軸が切羽と平行になるようエレクタブームに保持させて、この状態で走行車両により運搬するとすれば、走行車両の前後移動方向に対して、支保材の長手軸が直交するので、支保材の保持状態が不安定になるとともに、運転する際の視界の障害となる。
【００１１】
また、走行車両の前後移動方向に対して、支保材の長手軸が直交していると、支保材の長手軸方向の長さに相当する移動範囲で、運搬中に他の作業を中断することになり、運搬中の作業能率が低下する。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、支保材の運搬中において、安定した状態で保持することができるとともに、他の作業に影響を及ぼすことが少ないトンネル支保工の設置装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、円弧状に分割された一対の支保材を、切羽の前面側に設置して、中央部で相互に連結してアーチ状のトンネル支保工を建て込むトンネル支保工の設置装置において、前記支保材を個別に受承する一対のエレクター装置と、前記エレクター装置が搭載された走行移動自在な作業車両と、前記作業車両に配置されたスライド移動機構とを備え、前記エレクター装置は、前記支保材を揺動移動自在かつ旋回自在に保持するハンド部と、前記ハンド部を前後移動自在に支持する伸縮ビームと、前記伸縮ビームを支持する取付ベースとを有し、前記スライド移動機構部は、前記作業車両の幅方向の両端に配置され、長手軸方向に沿って、そのほぼ全長に亘って延設され、前記取付ベースが搭載された走行レールを有し、前記支保材は、前記作業車両により運搬する際に、当該支保材の長手軸が、前記作業車両の長手方向に沿うように前記エレクター装置に保持させた状態で、前記スライド移動機構の駆動により、前記エレクター装置を前記作業車両の長手方向に沿って、当該作業車両側に引き寄せるように移動させて、前記作業車両の側方に位置させるようにした。
このように構成したトンネル支保工の設置装置によれば、支保材は、作業車両により運搬する際に、当該支保材の長手軸が、作業車両の長手方向に沿うようにエレクター装置に保持させるので、運搬中において保持状態が安定するとともに、他の作業に与える影響が少なくなる。
また、作業車両には、支保材の長手軸が、作業車両の長手方向に沿うようにしてエレクター装置に保持させた状態で、エレクター装置を作業車両の長手方向に沿って移動させるスライド移動機構部を設けており、支保材の長手軸が、作業車両の長手方向に沿うようにしてエレクター装置に保持させた状態でスライド移動機構を駆動すると、エレクター装置が作業車両の長手方向に移動し、支保材を作業車両側に引き寄せ、支保工を作業車両の側面に位置させる。
このため、支保材と作業車両の長さ関係によっても異なるが、支保材が作業車両よりも短いと、作業車両の長さ範囲内に支保材を収めることが可能になり、支保材が作業車両よりも長い場合にも、支保材が作業車両の前後に突出する量を少なくすることが可能になる。
前記スライド移動機構部は、前記走行レールと、前記伸縮ビームの支持ベースに回転自在に取付けられ、前記走行レールに嵌合される複数のガイド車輪と、前記支持ベース側に搭載され、前記走行レールに沿って延設されたチェンに嵌合するスプロケットホイールと、前記スプロケットホイールの回転駆動用モータとで構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図８は、本発明にかかるトンネル支保工の設置装置の一実施例を示している。
【００１５】
同図に示したトンネル支保工１０の設置装置は、円弧状に屈曲したＨ型鋼からなる一対の左，右支保材１０ａ，１０ｂを、中央部で相互に連結して切羽にアーチ状に建て込むものであって、エレクター装置１２と吹付け装置１４とを搭載した作業車両１６を有している。
【００１６】
作業車両１６は、エンジン，操舵装置などを有していて、運転者が乗って操舵することにより、任意の方向に走行移動できるようになっている。
【００１７】
エレクター装置１２は、作業車両１６の側方に同一構成のものが一対配置されており、各エレクター装置１２により一対の左，右支保材１０ａ，１０ｂを個別に受承する。
【００１８】
本実施例のエレクター装置１２は、左，右支保材１０ａ，１０ｂを揺動移動自在に且つ旋回自在に保持するハンド部１８と、各ハンド部１８を前後移動自在に支持する伸縮ビーム２０と、伸縮ビーム２０を支持する取付ベース２２とを有している。
【００１９】
伸縮ビーム２０は、多重管構造に構成されていて、その下端側が取付ベース２２に揺動自在に取付けられていて、伸縮ビーム２０と取付ベース２２との間には、伸縮ビーム２０を傾動移動させるための傾動シリンダ２３が設けられている。
【００２０】
取付ベース２２は、作業車両１６に搭載されたスライド移動機構２４により、作業車両１６の長手方向の軸に沿って前後方向に移動される。本実施例のスライド移動機構２４は、その詳細を図２から図４に示すように、走行レール２６と、ガイド車輪２８と、チェーン２９および走行用スプロケットホイール３０と、駆動モータ３２とを備えている。
【００２１】
走行レール２６は、一対のエレクター装置１２に対応して設けられていて、作業車両１６の幅方向の両側に配置されていて、作業車両１６の長手方向の軸に沿って、そのほぼ全長にわたって延設されている。
【００２２】
各走行レール２６は、図４に示すように、凹形断面の部材から構成されていて、一対の部材の凹部が、内側を向いて相互に対向するように所定の間隔を置いて作業車両１６上に固設されている。
【００２３】
ガイド車輪２８は、取付ベース２２にピンを介して取付けられたイコライザフレーム３４に回転可能に支持されていて、走行レール２６の凹部内に嵌合している。
【００２４】
本実施例の場合には、イコライザフレーム３４が取付ベース２２の前後方向に所定の間隔を隔てて一対配置されていて、且つ、各イコライザフレーム３４は、取付ベース２２の幅方向に対向するように設けられている。
【００２５】
チェーン２９は、図２に示すように、走行レール２６の長手軸方向に沿って、その全長に亙って延設されていて、一端側が走行レール２６の一端に固定されるとともに、他端側は、張力調整部材３６を介在させて、走行レール２６の他端に固定されている。
【００２６】
走行用スプロケットホイール３０は、取付ベース２２に搭載されている駆動モータ３２の回転軸に固設され、チェーン２９に嵌合しており、このホイール３０の前後には、一対のアイドラホイール３８が設けられている。
【００２７】
このように構成したスライド移動機構２４では、走行用スプロケットホイール３０が走行レール２６の長手軸方向に延設されたチェーン２９に嵌合しているので、駆動モータ３２を回転駆動すると、取付ベース２２が走行レール２６の長手軸方向に沿って前後移動する。
【００２８】
ハンド１８は、その先端側に各左，右支保材１０ａ，１０ｂを挟持するチャック部４０が設けられている。吹付け装置１４は、作業車両１６の後部側に搭載されたコンクリートポンプ４１からコンクリートが供給される吹付けノズル４２と、この吹付けノズル４２が先端に取付けられたビーム４４とを備えている。
【００２９】
ビーム４４は、作業車両１６に搭載された支持ブロック４８に支持されていて、相互にピン結合された４本の第１アーム４４ａ〜第４アーム４４ｄと、第１アーム４４ａ〜第４アーム４４ｄの揺動シリンダ４４ｅ〜４４ｇとを有している。
【００３０】
次に、上記構成の設置装置を使用してトンネル支保工１０を設置する手順について、図５〜図８に基づいて説明する。切羽５０にトンネル支保工１０を設置する際には、各ハンド１８のチャック部４０に円弧状の左，右支保材１０ａ，１０ｂを受承させてそれぞれ保持させる。
【００３１】
このときの各支保材１０ａ，１０ｂの保持状態は、図５に示すように、各左，右支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿うように、チャック部４０に挟持させる。
【００３２】
そして、チャック部４０に左，右支保材１０ａ，１０ｂを挟持させると、左，右支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿った状態を維持しながら、スライド移動機構２４の駆動モータ３２を回転駆動させて、図５に点線で示すように、左，右支保材１０ａ，１０ｂを作業車両１６の方向に引き寄せる。
【００３３】
左，右支保材１０ａ，１０ｂを作業車両１６の方向に引き寄せた状態においては、左，右支保材１０ａ，１０ｂは、作業車両１６の幅方向および長手軸方向においてほぼ納まっていて、外方に飛び出していない。
【００３４】
この引き寄せ操作が終了すると、作業車両１６を運転して、左，右支保材１０ａ，１０ｂを切羽５０の前方まで運搬する。左，右支保材１０ａ，１０ｂが切羽５０の前方の所定の位置まで運搬されると、作業車両１６をアウトリガーを伸長させて固定した後に、次に、図６に示すように、スライド移動機構２４の駆動モータ３２を回転駆動させて、左，右支保材１０ａ，１０ｂが前方に押出される。
【００３５】
次いで、傾動シリンダ２３の駆動と、伸縮ビーム２０の伸長とにより、左，右支保材１０ａ，１０ｂを斜め上方に押上げた後に、ハンド部１８の駆動により、チャック部２６を徐々に旋回移動させて、支保材１０ａ，１０ｂが切羽面５０と平行になるように移動させる。
【００３６】
この旋回移動の終了状態においては、図７に示すように、左，右支保材１０ａ，１０ｂが前後方向に所定の間隔を隔てて離れるように一対のエレクター装置１２を制御する。
【００３７】
左，右支保材１０ａ，１０ｂの旋回移動が終了すると、図７に示すように、吹付け装置１４のビーム４４を駆動して、吹付けノズル４２からコンクリートを噴射させて、トンネル掘削面に一次吹付けをする。
【００３８】
この一次吹付けが終了すると、図８に示すように、伸縮ビーム２０の伸長、傾動シリンダ２３の駆動、ハンド部１８の旋回および揺動などの各操作を組合せることにより、左，右支保材１０ａ，１０ｂを切羽５０に位置決めして、左，右支保材１０ａ，１０ｂを中央部分で相互に連結することにより、アーチ状に組立てて支保工１０の建込みが終了する。
【００３９】
さて、以上のように構成したトンネル支保工の設置装置によれば、左，右支保材１０ａ，１０ｂは、作業車両１６により運搬する際に、当該支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿うようにエレクター装置１２に保持させるので、運搬中において保持状態が安定するとともに、他の作業に与える影響が少なくなり、作業能率の低下を防ぐことができる。
【００４０】
また、このような状態で左，右支保材１０ａ，１０ｂを運搬すると、作業車両１６の運転車の視界を遮ることがなくなるので、運搬作業の安全性も向上する。
【００４１】
また、本実施例の場合には、前記作業車両１６には、左，右支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿うようにしてハンド部１８に保持させた状態で、エレクター装置１２を作業車両１６の長手軸方向に沿って移動させるスライド移動機構部２４を設けている。
【００４２】
このため、スライド移動機構部２４を駆動すると、エレクター装置１２が作業車両１６の長手軸方向に移動し、左，右支保材１０ａ，１０ｂを作業車両１６側に引き寄せることができる。
【００４３】
従って、支保材１０ａ，１０ｂと作業車両１６の長さ関係によっても異なるが、支保材１０ａ，１０ｂが作業車両１６よりも短いと、作業車両１６の長さ範囲内に支保材１０ａ，１０ｂを収めることが可能になり、支保材１０ａ，１０ｂが作業車両１６よりも長い場合にも、支保材１０ａ，１０ｂが作業車両１６の前後に突出する量を少なくすることが可能になる。
【００４４】
しかして、本実施例のようなスライド移動機構部２４を用いると、より一層運搬中において保持状態が安定するとともに、他の作業に与える影響が少なくなり、作業能率の低下を防ぐことができる。
【００４５】
なお、上記実施例では、チェーン２９とスプロケットホイール３０で構成したスライド移動機構部２４を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、ボールスクリュー構造やラックピニオン構造のスライド移動機構部であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるトンネル支保工の設置装置によれば、支保材の運搬中において、安定した状態で保持することができるとともに、他の作業に影響を及ぼすことが少ないので、施工能率の低下も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるトンネル支保工の設置装置の一実施例を示す側面図である。
【図２】図１のスライド移動機構部の拡大図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明にかかるトンネル支保工の設置装置で支保材を保持して運搬する際の側面図である。
【図６】図５の後に切羽前方まで運搬した支保材を旋回させる際の側面説明図である。
【図７】図６の後において、切羽に支保材を建て込む前にコンクリートを吹付ける際の側面説明図である。
【図８】図７の後に支保工を切羽に建て込んだ状態の側面説明図である。
【符号の説明】
１０            トンネル支保工
１０ａ，１０ｂ  支保材
１２            エレクター装置
１４            吹付け装置
１６            作業車両
１８            ハンド部
２０            伸縮ビーム
２２            取付ベース
２４            スライド移動機構部
２６            走行レール
２８            ガイド車輪
３０            スプロケットホイール
４０            チャック部
【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】
0003595177.tif 000008
【図８】
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