(57)【要約】【課題】内径が作業者の身長との対比で小さなトンネルを構築する場合でも、作業者があまり前かがみにならずに進行できるようにすること。【解決手段】  横断面が円形をした掘削坑３００の内表面３０１ａに既製の鉄筋コンクリート製セグメント３０１を覆工して円筒状の覆工体３００ａ’を構築するために、セグメント及び覆工作業に必要な資機材を坑内に搬送する車両１０１ａ，１０９を案内する、一対のレール１１を保持する枕木１である。枕木１は、セグメント３０１の内表面３０１ａの曲率に合致するように湾曲されて当該内表面に面接触する主板１３と、主板１３に設けられ、レール１１がそれぞれ載置される一対のレール載置部１５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が円形をした掘削坑の表面に既製の鉄筋コンクリート製セグメントを覆工して、当該セグメントからなる円筒状の覆工体を構築するために、前記セグメントやその他覆工作業に必要な資機材を坑内に搬送する車両を案内するための一対のレールの下に配置され、前記覆工体の底部に当たる道床に設置される枕木であって、
前記セグメントの内表面の曲率に合致して湾曲され、前記セグメントの内表面に面接触する主板と、
この主板に設けられ、前記レールが載置される一対のレール載置部とを有する枕木。
【請求項２】
前記一対のレール載置部の各々は、前記主板の両側にそれぞれ設けられ、
各レール載置部は、レールが据え付けられる部位であるレール据付部と、
このレール据付部を前記主板に対して支持する脚部とを有し、
前記レール据付部は、
前記載置されたレールを係止めする係止片と、
この係止片と相俟って係止め状態にあるレールをレール据付部に固定する固定片とを有することを特徴とする請求項１に記載の枕木。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機により掘削された掘削坑の内壁面を覆工するための資材や機材を坑内に搬送する車両が通るレールの下に敷設される枕木に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、周知のごとく過密化した都市部においてトンネルを構築する工法である。シールド掘削機で地山を掘削しつつ既製の鉄筋コンクリート製セグメントを多数掘削坑内に搬送し、掘削坑の壁面に当該セグメントを宛がうように組み付けて筒状の覆工体を形成することでトンネルの内壁面を構築する。未覆工状態にある坑を掘削坑といい、セグメントが宛がわれた状態の掘削坑をトンネル坑ということにする。
【０００３】
セグメントの搬送は、トンネル坑にレールを敷設し、当該レールの上をセグメントを積んだ車両を走行させることで行う。また、車両は、セグメントの他、覆工作業に必要な資材や機材も搬送する。セグメントや資機材は立坑から掘削坑内の所定箇所まで搬送される。
【０００４】
レールは、その延びる方向に所定間隔を空けて並列された多数の枕木によって保持安定される。また、枕木により、レールの受ける車両荷重は、道床（覆工体（トンネル坑）の底部に当たる部分のこと）に分散される。
【０００５】
一方、トンネルは、その用途によって横断面形状や内径が異なるが、横断面が円形で内径が作業者の身長よりも小さい場合、枕木を取りつけると、枕木は真っすぐであり、トンネル坑に対して横断状に取り付けられるため、枕木は道床との間に幾分隙間を空けて橋渡し状態になる。したがって、そのままでは、枕木自体の重量や枕木に掛かるレール及び車両の重量が枕木の両端に掛かり、そこに集中応力を生じてしまう。
【０００６】
これを防止するための一例として、覆工体のうち、道床部分に相当するセグメントに台座（インバート）を設け、この台座に枕木を載置することが考えられる。しかし、台座を設けるのは、面倒であるばかりかコストもかかる。また、作業者が坑内歩行をする際は、台座に載った枕木を跨がなければならないので、歩行しづらい。このため、作業性を悪化する。
【０００７】
また、トンネル内径が作業者の身長よりも小さい場合、上背のある作業者は、前かがみにならざるを得ず、さらに作業性を悪化する。
【０００８】
なお、シールド工法の一例として特許文献１を例示する。
【特許文献１】特開２００２−１３３９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みて為されたものであり、その解決しようとする課題は、内径が作業者の身長よりも小さなトンネルを構築する場合でも、作業者があまり前かがみにならずに進行することができ、もって作業性を向上させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記実情に鑑みて、本発明では次の手段を採用した。
【００１１】
すなわち、本発明の枕木は、  横断面が円形をした掘削坑の表面に既製の鉄筋コンクリート製セグメントを覆工して、当該セグメントからなる円筒状の覆工体を構築するために、前記セグメントその他覆工作業に必要な資機材を坑内に搬送する車両を案内するための一対のレールの下に配置され、前記覆工体の底部に当たる道床に設置される枕木であって、前記セグメントの内表面の曲率に合致して湾曲され、前記セグメントの内表面に面接触する主板と、この主板に設けられ、前記レールがそれぞれ載置される一対のレール載置部とを有するというものである。
【００１２】
前記一対のレール載置部の各々は、前記主板の両側にそれぞれ設けられ、各レール載置部は、レールが据え付けられる部位であるレール据付部と、このレール据付部を前記主板に対して支持する脚部とを有し、前記レール据付部は、前記載置されたレールを係止めする係止片と、この係止片と相俟って係止め状態にあるレールをレール据付部に固定する固定片とを有することを特徴とする。ここで係止めとは、掛けて止めるという意味であり、レールを係止片から外せば取ることができる。
【００１３】
本発明によれば、主板は、前記セグメントの内表面の曲率に合致して湾曲され、前記セグメントの内表面に面接触されるから、主板の厚みを強度的に問題ない範囲で薄くすることで、セグメントの内表面とそこに設置される主板との間では、ほとんど段差のない状態、正しくは、道床に枕木を設置しても主板の肉厚分に相当するわずかな段差しか道床には存在しない状態にできる。このため、道床に実質的に枕木があっても平滑面を歩行するのと大差ない状態にできるので、作業者はトンネル坑を歩行し易い。
そして、当該段差が小さいため、主板と覆工体の天井面との間の空間寸法はそれだけ大きくなるから、作業を行うに当たっての有効径が大きくなる。
【発明の効果】
【００１４】
したがって本発明によれば、内径が作業者の身長との対比で小さなトンネルを構築する場合でも、作業者があまり前かがみにならずに進行することができ、作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る枕木についての実施の形態（以下、実施形態）を添付した図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、シールド掘削機により掘削された掘削坑の内壁面を覆工するための資材や機材を坑内に搬送するための車両をレールの上で走行させるシステムの一例を示す概念図である。
このシステムでは、シールド掘削機１０１により形成した横断面円形の掘削坑３００に対し、鉄筋コンクリート製のセグメント３０１を覆工して構築されたトンネル坑３００ａに一対のレール１１を敷設する。このレール１１上をセグメントの他、覆工作業に必要な資材や機材を坑内の所定箇所に搬送する車両１０１ａ，１０９がシールド掘削機の後方で走行するようになっている。
【００１７】
シールド掘削機１０１は、シールド掘削機１０１を掘進させるために必要な各種機械類を搭載した後続車両１０１ａと連結されている。
後続車両１０１ａには、シールド運転車両１０２，パワーユニット車両１０３，添加材・裏込注入車両１０４，ホッパー車両１０５，トランス車両１０６が搭載され、これらの車両に続き、第１のバッテリ機関車１０７ａに牽引された複数台のズリ搬出車両１０８，１０８…等がある。
【００１８】
そして、立坑１１０内の底面では、第２のバッテリ機関車１０７ｂに牽引された複数台のセグメント搬送車両１０９，１０９…が待機している。
また、地上に設置されたセグメントヤード１１６に貯蔵されている未施工のセグメント３０１は、地上に設置されているクレーン１１２ｂにより立坑１１０内に降ろされてセグメント搬送車両１０９に積載される。
【００１９】
その後、セグメント３０１は、セグメント搬送車両１０９によりレール１１を通ってトンネル坑内所定箇所に向けて運ばれる。
なお、シールド掘削機による掘進は間欠的であり、シールド掘削機１０１が所定量掘進したら、その程度に合わせて覆工を行い、当該覆工が完了したらまたシールド掘削機１０１を所定量進め、また覆工を行うということを繰り返す。
【００２０】
一回当たりの掘進が終了した後に行われる覆工は、シールド掘削機に設置された図示しないセグメント組立装置により、シールド掘削機の後方で行われる。また、併せて地山２２９の沈下防止等の作業を行う。坑内においてセグメント組立装置が設置されている箇所を所定箇所という。
【００２１】
こうして、未施工のセグメント３０１の搬入・組立てなどの作業を順次繰り返すことで、覆工体（トンネル坑３００ａ）が次第に出来上がって行き、シールド工法によるトンネル工事が順次進行する。なお、覆工体を符合３００ａ’で示す。
図３，図５及び図６に示すように、前記各種車両を案内するレール１１は、横断面でＩ型をしており、枕木１により安定的に保持される。レール１１は、下フランジ１１ａと車両走行部１１ｂと両者をつなぐウェブ１１ｃとからなる。
【００２２】
枕木１は、湾曲した主板１３と、主板１３の左右端部に設けられ、レール１１がそれぞれ載置される一対のレール載置部１５とを有する。
【００２３】
主板１３は、セグメント３０１の内表面３０１ａの曲率に合致して湾曲され、当該内表面３０１ａに面接触された状態で取り付けられる。また、主板１３は、セグメント３０１にボルト締めされる。ボルト締めに用いられるボルト３０３は、主板１３の左右両側縁の一方で主板１３の中央寄りに設けられた通し孔１３ａ（図４参照）に通された後、セグメント３０１に設けられた螺孔３０１ｂと螺合される。通し孔１３ａは、主板１３の位置調整用の孔である。なお、必要に応じてボルト３０３，主板１３の通し孔１３ａ，セグメント３０１の螺孔３０１ｂの数は、増やすことができる。
【００２４】
一対のレール載置部１５は、左右対称形状であり、共にレール１１が取り付けられる部位であるレール据付部１５０と、レール据付部１５０を主板１３に対して支持する脚部１５３とを有する。そのためにレール据付部１５０は、適宜の大きさの鉄板をＬ字形に加工して形成される。また、レール据付部１５０の裏面中央には、脚部１５３と平行に延びる補助脚１５７が溶着されている。レール載置部１５は、主板１３に溶着される。そして、符合１５０ａは、次に既述する固定片１５１をボルトで止めるための通し孔である。
【００２５】
レール据付部１５０には、そこに載置されるレール１１を固定するための固定片１５１と、固定片１５１の設置箇所と反対側に設けられ、レール１１の下フランジ１１ａと係止めする係止片１５２とを有する。
固定片１５１は、適宜の大きさで中央に通し孔１５１ａを有する矩形状の鉄板であり、その先端部には、レール１１の下フランジ１１ａと係合する係合溝１５１ｂが形成されている。
【００２６】
レール据付部１５０の通し孔１５０ａに、固定片１５１の通し孔１５１ａを合わせて固定用ボルト１５５をそれらの孔に挿通し、固定用ボルト１５５とナット１５４とを螺合することで、固定片１５１は、フリー状態でレール据付部１５０に装着される。
【００２７】
係止片１５２は、適宜の長さの丸棒を鋭角に折り曲げて一方の腕が長いＶ字形に形成したものである。そして、その開口側をレールの内側に向けてレール据付部１５０の両側縁のいずれか一方の側に、他方のレール載置部１５が有する係止片１５２との位置関係で斜交い状態にされて溶着されている。なお、レールの内側とは、一対のレール１１の間の側をいう。
【００２８】
このような枕木１は、トンネル坑３００ａの道床に所定の間隔ごとに多数並列され、ボルト３０３を主板１３の通し孔１３ａに通した後、セグメント３０１の螺孔３０１ｂと螺合することで道床に固定される。なお、トンネル坑３００ａの道床部分に相当し、枕木１が取り付けられるセグメントを符合３０１’で示す。
【００２９】
次にこのような枕木１を用いてレール１１を保持する方法について記述する。
まず、レール１１を図示しないチェーンブロックで持ち上げて枕木１のレール載置部１５に置き、その後、係止片１５２をレール１１の下フランジ１１ａに係合する。その後、下フランジ１１ａのうち、係止片１５２のある側と反対側を固定片１５１で宛がい、固定用ボルト１５５とナット１５４とを螺合する。こうすることで、レール１１が枕木１に堅固に保持される。なお、固定片１５１の係合溝１５１ｂを下フランジ１１ａに係合することで、固定片１５１は下フランジ１１ａから外れ難くなる。
【００３０】
なお、図３で示す符合Ｒは、車両１０１ａ，１０９の滑車であり、滑車Ｒがレール１１の車両走行部１１ｂに載っている状態が示されている。
【００３１】
本実施形態によれば、主板１３は、覆工体３００ａ’の道床を構成するセグメント３０１’の内表面３０１ａの曲率に合致するように湾曲され、セグメント３０１’の内表面３０１ａに面接触される。したがって、主板１３の厚みを強度的に問題ない範囲でできる限り薄くすることで、当該セグメント３０１’の内表面３０１ａとそこに設置される主板１３との間でほとんど段差のない状態で、正しくは、主板１３の肉厚分のわずかな段差ｒのみで（図３及び図６参照）、セグメント３０１’に主板１３を設置できる。
【００３２】
このため、セグメント３０１’の内表面３０１ａに枕木１があっても作業者は平滑面を歩行するのと大差ない状態でトンネル坑３００ａを歩行できる。そして、前記段差ｒが小さいので、主板１３と覆工体３００ａ’の天井面との間の空間寸法Ｓ（図２参照）はそれだけ大きくなるから、作業を行うに当たっての有効径が大きくなる。したがって、内径が作業者の身長との対比で小さなトンネルを構築する場合でも、作業者があまり前かがみにならずに進行できるので、作業性が向上する。
【００３３】
なお、本発明は上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種種変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るセグメントを坑内に搬送するシステムの概念図である。
【図２】トンネル坑内の横断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図２の斜視図である。
【図６】図３の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  枕木
１１  レール
１１ａ  下フランジ
１１ｂ  車両走行部
１１ｃ  ウェブ
１３  主板
１３ａ  通し孔
１５  レール載置部
１０１  シールド掘削機
１０１ａ  後続車両
１０２  シールド運転車両
１０３  パワーユニット車両
１０４  裏込注入車両
１０５  ホッパー車両
１０６  トランス車両
１０７ａ  第１のバッテリ機関車
１０７ｂ  第２のバッテリ機関車
１０８  ズリ搬出車両
１０９  セグメント搬送車両
１１０  立坑
１１２ｂ  クレーン
１１６  セグメントヤード
１５０  レール据付部
１５０ａ  ボルト通し孔
１５１  固定片
１５１ａ  通し孔
１５１ｂ  係合溝
１５２  係止片
１５３  脚部
１５４  ナット
１５５  固定用ボルト
１５７  補助脚
２２９  地山
３００  掘削坑
３００ａ  トンネル坑
３００ａ’  覆工体
３０１  セグメント
３０１’道床部分に当たるセグメント
３０１ａ  セグメントの内表面
３０１ｂ  セグメントに設けられた螺孔
３０３  ボルト
Ｒ  滑車
ｒ  セグメント内表面とそこに設置される主板との間の段差
Ｓ  主板と覆工体の天井面との間の空間寸法
【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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