(57)【要約】【課題】既設トンネルａの拡幅工事において、一般車両等の通行を確保するプロテクタの外側に、場所をとらずに高所作業用の足場を安全に確保する。【解決手段】既設トンネルａ内に設置されるプロテクタ１の一側上部に、折り畳み式の作業足場２が取り付けられている。この作業足場２は、プロテクタ１の屋根１５の一側に水平ヒンジ２１ａを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板２１と、プロテクタ１の側面部に鉛直ヒンジ２２ａを介して取り付けられ足場板２１を水平に支持可能な支持材２２とからなる。【選択図】　図１
2004092093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの拡幅工事においてトンネル内の交通を確保するためのプロテクタの側面部に、折り畳み式の作業足場が取り付けられたことを特徴とする作業足場付きプロテクタ。
【請求項２】
作業足場が、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板と、前記プロテクタの側面部に取り付けられ前記足場板を水平に支持可能な支持材とからなることを特徴とする請求項１に記載の作業足場付きプロテクタ。
【請求項３】
作業足場が、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板と、この足場板に上端が前記水平ヒンジの軸心と垂直な方向へ移動可能に連結された支持材と、鉛直方向へ移動可能であって前記支持材の下端を支承する昇降体と、この昇降体を鉛直方向へ往復移動させる駆動装置とからなることを特徴とする請求項１に記載の作業足場付きプロテクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルの拡幅工事を効率的に行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物流の効率化に関して、ＩＳＯの背高海上コンテナに代表される車両の大型化に対応して、既設トンネルの拡幅工事が必要となることがある。図１０及び図１１は、従来の技術による既設トンネルの拡幅工事を示す説明図で、すなわち、このような拡幅工事においては、図１０に示されるように、既設トンネルａの断面を広げるように掘削し、その掘削面に沿って覆工コンクリート打設用の型枠を取り付けて、コンクリートによる覆工ｃを行う。そして、従来の技術においては、拡幅後のトンネルｂの中心が、拡幅前のトンネルａの中心とほぼ同心となるように施工することが多い。
【０００３】
しかし、このような方法では、作業エリアが狭く、工事期間中にトンネル内の一般車両の通行が遮断されることのないように配慮することが困難である。
【０００４】
そこで、図１１に示されるように、既設トンネルａの片側を掘削して、片側拡幅とすれば、広い作業エリアを確保でき、自由断面掘削機ｄのような大型の重機を使用することによる作業効率の向上、ひいては工期の短縮を図ることができる。そしてこの場合、既設トンネルａ内に、予めプロテクタと呼ばれる移動可能な保護設備ｅを設置し、このプロテクタｅによって、一般車両ｆ等の通行及びその安全性を確保することができる。
【０００５】
しかし、図１１に示されるような片側拡幅工事において、自由断面掘削機ｄなどの大型の重機を使用した場合、プロテクタｅの外側の作業エリアは、この重機でほぼ塞がれてしまい、他の重機の通行が困難となる。
【０００６】
ここで、自由断面掘削機ｄは、一台で掘削、ロックボルトの打設、コンクリート吹き付けによる覆工など、全て行うことができるマルチタイプのものがあるが、作業をすべて機械化することはできない。例えばトンネル天端付近のロックボルト打設等においては、どうしても人力によるロックボルトの挿入作業が必要であり、作業員による高所作業が発生する。通常のトンネル掘削工事の場合は、トンネル天端付近のロックボルト打設等の高所作業は、作業足場として高所作業車を用いるといった手段を講じることができるが、トンネル拡幅工事のように、プロテクタｅの外側における作業エリアの対部分が大型の自由断面掘削機ｄに占有されるような場合、上述のような高所作業車は使用できないため、何らかの方法で高所作業用の足場を確保する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、既設トンネルの拡幅工事において、一般車両等の通行を確保するプロテクタの外側に、場所をとらずに高所作業用の足場を安全に確保することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来の技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち請求項１の発明に係る作業足場付きプロテクタは、既設トンネルの拡幅工事においてトンネル内の交通を確保するためのプロテクタの側面部に、折り畳み式の作業足場が取り付けられたものである。
【０００９】
請求項２の発明に係る作業足場付きプロテクタは、請求項１に記載の作業足場が、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板と、前記プロテクタの側面部に取り付けられ前記足場板を水平に支持可能な支持材とからなるものである。
【００１０】
請求項３の発明に係る作業足場付きプロテクタは、請求項１に記載の作業足場が、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板と、この足場板に上端が前記水平ヒンジの軸心と垂直な方向へ移動可能に連結された支持材と、鉛直方向へ移動可能であって前記支持材の下端を支承する昇降体と、この昇降体を鉛直方向へ往復移動させる駆動装置からなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、第一の実施の形態を、既設トンネルの拡幅工事に使用している状態の説明図、図２は、本形態において作業足場を折り畳んだ状態を示す概略的な斜視図、図３は、本形態において作業足場をプロテクタから張り出させた状態を示す概略的な斜視図である。
【００１２】
まず図１において、プロテクタ１は、左右一対の下桁１１と、各下桁１１上に、その長手方向所定間隔で立設された多数の支柱１２及び筋交い（後述）と、左側の各支柱１２の上端と右側の各支柱１２の上端間に架設された多数の横梁１４と、下桁１１，１１と平行であって左側の支柱１２の上端間及び右側の支柱１２の上端間をそれぞれ連結している左右一対の縦梁（不図示）と、横梁１４上に敷設された平坦な屋根１５とからなる。そしてこのプロテクタ１は、既設トンネルａ内に設置可能であって、内側に大型貨物車や乗用車などの一般車両ｆが通行するのに十分な幅及び高さを有する通路１０を形成するように構築されている。
【００１３】
下桁１１、支柱１２、筋交い、横梁１４、縦梁及び屋根１５等、主な構成材は、鉄骨や鋼材等で製作され、工事に伴って発生する落下物等に対する十分な強度が確保されている。また、左右の下桁１１，１１又は支柱１２の下部には、車輪（不図示）を設けることによって、トンネル拡幅工事の進捗に伴うプロテクタ１の移動を容易にすることができる。
【００１４】
図２及び図３にも示されるように、プロテクタ１の一側（右側又は左側）の側面部には、トンネル掘削の切羽面側となる端部近傍に、折り畳み式の作業足場２が取り付けられている。この作業足場２は、プロテクタ１の屋根１５の一側に水平ヒンジ２１ａを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板２１と、プロテクタ１の側面部のうち、足場板２１の幅方向（プロテクタ１の延長方向）両端近傍と対応する位置にある一対の支柱１２に、それぞれ鉛直ヒンジ２２ａを介して旋回可能に取り付けられた支持材２２とからなる。
【００１５】
また、支持材２２は、鉛直ヒンジ２２ａを介して支柱１２に支持された鉛直支持材２２１と、この鉛直支持材２２１の上端から水平に延び、足場板２１を水平に張り出させた時に上面がこの足場板２１の下面高さに位置する水平支持材２２２と、鉛直支持材２２１の下部と水平支持材２２２の先端部とを連結する斜材２２３とからなる。
【００１６】
以上のように構成された第一の形態による作業足場付きプロテクタにおいて、プロテクタ１は、図１に示されるように、既設トンネルａ内に配置され、これによって、工事期間中もトンネル内の一般車両ｆ等の通行を確保すると共に、掘削物の落下等から、一般車両ｆを保護する。なお、トンネル拡幅工事は、既設トンネルａの片側を掘削する片側拡幅による方法が採用される。図１における参照符号ｂは、拡幅後の新設トンネルを示すものである。このためプロテクタ１は、作業足場２が取り付けられた側面部が拡幅工事の作業エリアＡ側を向くように、すなわち作業足場２が、トンネル掘削の切羽面側に位置するように、既設トンネルａ内に配置される。
【００１７】
既設トンネルａの片側拡幅工事には、掘削、ロックボルトの打設、コンクリート吹き付けによる覆工などが可能な大型の自由断面掘削機ｄが用いられるため、プロテクタ１の側面部と自由断面掘削機ｄとの間のスペースは狭いものとなっているが、このプロテクタ１の側面部に取り付けられた作業足場２は、通常、図２に示されるように、支持材２２，２２を、それぞれ鉛直ヒンジ２２ａを中心として、プロテクタ１の側面部とほぼ平行となる位置へ旋回させて係止すると共に、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａを支点として下垂させることによって、折り畳んだ状態としておくことができるので、自由断面掘削機ｄ等による施工の阻害にはならない。
【００１８】
そして、トンネル天端付近へのロックボルトの挿入作業など、作業員ｇによる高所作業が必要となった場合は、図３に示されるように、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａを支点として水平に起こすと共に、支持材２２，２２を、それぞれ鉛直ヒンジ２２ａを中心としてプロテクタ１の側面部とほぼ平行となる位置へ旋回させて固定し、足場板２１の下面を支持することによって、作業足場２を使用可能な状態とする。また、図１に示されるように、足場板２１の外周には、パイプ材等からなる落下防止用のフェンス２１ｂが取り付けられる。このようにすれば、作業員ｇは作業足場２の上で、作業エリアＡの上部の高所作業を行うことができる。
【００１９】
次に図４は、本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい第二の実施の形態として、作業足場を折り畳んだ状態を示す説明図、図５は、同じく作業足場を使用している状態を示す説明図である。本形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、一対の支持材２２が、足場板２１及びプロテクタ１の支柱１２に対して着脱可能な斜材からなる点にあり、また、フェンス２１ｂが、ヒンジ２１ｃを介して足場板２１に取り付けられている。その他の部分の構成は、基本的に第一の実施の形態とほぼ同様である。
【００２０】
したがって、作業足場２は、通常は図４に示されるように、支持材２２を、それぞれプロテクタ１の支柱１２に、図示されていない係止又は固定手段によって鉛直に添着すると共に、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａから下垂させ、フェンス２１ｂを足場板２１と平行に倒しておくことによって、折り畳んだ状態としておくことができるので、自由断面掘削機ｄ等による施工の阻害にはならない。
【００２１】
また、トンネル天端付近へのロックボルトの挿入作業など、作業員ｇによる高所作業が必要となった場合は、図５に示されるように、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａを支点として水平に起し、各支持材２２の一端を足場板２１の先端近傍の下面にボルトなどの結合手段を介して固定すると共に、他端をプロテクタ１の支柱１２にボルトなどの結合手段を介して固定することによって、足場板２１を水平に支持する。また、フェンス２１ｂを垂直に起こした状態に係止する。このようにすれば、作業員ｇは、作業足場２の上で、作業エリアＡの上部の高所作業を行うことができる。
【００２２】
次に図６は、本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい第三の実施の形態を示す斜視図、図７は、同じく作業足場を折り畳んだ状態を示す要部正面図、図７同じく作業足場の張り出し動作の初期状態を示す要部正面図、図８は、同じく作業足場の張り出し動作の過程を示す要部正面図である。図６に示されるように、プロテクタ１の本体部分の構成は、先に説明した第一及び第二の実施の形態とほぼ同様であり、このプロテクタ１の一側（右側又は左側）の側面部には、トンネル掘削の切羽面側となる端部近傍に、折り畳み式の作業足場２が取り付けられている。なお、参照符号１３は、プロテクタ１の延長方向へ互いに隣接する支柱１２，１２，…間にそれぞれＸ字型に連結された筋交いである。
【００２３】
作業足場２は、プロテクタ１の屋根１５の一側に水平ヒンジ２１ａを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板２１と、この足場板２１の下面における幅方向（プロテクタ１の延長方向）両端近傍に形成され水平ヒンジ２１ａの軸心と垂直な方向へ延びる一対のスライドレール２３と、上端のリンクピン２４ａが各スライドレール２３を介して足場板２１に結合されると共にスライドレール２３の延長方向へ移動可能な一対の遊動支持材２４と、各スライドレール２３と対応する位置でプロテクタ１の側面部（例えば支柱１２）に沿って鉛直に設けられた一対のスクリュシャフト２５と、各スクリュシャフト２５に螺合されると共に遊動支持材２４の下端に着脱自在に枢結される昇降体２６と、各スクリュシャフト２５をその軸心の周りに回転させることによって、昇降体２６を鉛直方向へ往復移動させる駆動装置２７と、図７に示されるように水平ヒンジ２１ａから下垂した足場板２１を外側へ開くように変位させるジャッキ２８とからなる。
【００２４】
なお、駆動装置２７は電動モータ及び減速機を内蔵しており、プロテクタ１の下桁１１上に固定されている。また、各スクリュシャフト２５の下端部は、駆動装置２７の出力軸に継手を介して結合され、上端部は、図７に示されるように、軸受２５ａを介してプロテクタ１の屋根１５の端部に支持されている。
【００２５】
したがって、上述の構成を備える第三の実施の形態においても、プロテクタ１は、既設トンネル内に、作業足場２が取り付けられた側面部が拡幅工事の作業エリアＡ側を向くように、すなわち作業足場２が、トンネル掘削の切羽面側に位置するように配置され、これによって、工事期間中もトンネル内の一般車両等の通行を確保すると共に、掘削物の落下等から、一般車両等を保護する。
【００２６】
プロテクタ１の側面部に取り付けられた作業足場２は、通常、図７に示されるように、遊動支持材２４の下端のリンクピン２４ｂを、昇降体２６に形成された枢結部２６ａから取り外すことによって、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａを支点として下垂させることによって、折り畳んだ状態としておくことができるので、自由断面掘削機等によるトンネル拡幅工事の阻害にはならない。なお、このとき、ジャッキ２８の出力軸２８ａは最も後退した位置にある。
【００２７】
トンネル天端付近へのロックボルトの挿入作業など、作業員による高所作業が必要となった場合は、図６に示されるように、作業足場２をプロテクタ１の屋根１５から張り出させる。作業足場２を張り出させるには、まず図８に示されるように、遊動支持材２４の下端のリンクピン２４ｂを、昇降体２６に形成された枢結部２６ａに枢結し、ジャッキ８の出力軸２８ａを突出動作させることによって、足場板２１を、水平ヒンジ２１ａを支点として外側へ開くように変位させる。すると、これに伴い、遊動支持材２４の上端のリンクピン２４ａは、足場板２１に形成されたスライドレール２３に沿って相対移動する。
【００２８】
ここで、スライドレール２３と遊動支持材２４のなす角度θが所定の大きさになると、遊動支持材２４の上端のリンクピン２４ａが、水平ヒンジ２１ａによる足場板２１の支点と、遊動支持材２４と昇降体２６との結合部（リンクピン２４ｂ）とを結ぶ直線Ｌよりも外側の位置まで変位されるので、この時点で、駆動装置２７によって、スクリュシャフト２５を、これに螺合した昇降体２６を上昇させる方向へ回転させる。すると、昇降体２６の上昇力が、遊動支持材２４を介してリンクピン２４ａから足場板２１へ伝達されるので、図９に示されるように、足場板２１は水平ヒンジ２１ａを支点として外側へ開いて行き、すなわち角度θが増大して行く。なお、ジャッキ８の出力軸２８ａは後退させる。
【００２９】
そして、昇降体２６の上昇によって足場板２１が外側へ開いて行く過程では、図８に矢印Ｒで示されるように、遊動支持材２４の上端のリンクピン２４ａも水平ヒンジ２１ａを中心として外側へ変位するので、遊動支持材２４が徐々に倒れて行く。このため、足場板２１が水平に近い一定の角度まで開かれると、スライドレール２３と遊動支持材２４のなす角度θが９０度を超える大きさになり、その時点で、スライドレール２３における水平ヒンジ２１ａ寄りの端部を押し上げていたリンクピン２４ａは、スライドレール２３における水平ヒンジ２１ａと反対側の端部へ移動する。
【００３０】
そして、図９に一点差線で示されるように、足場板２１がほぼ水平となるまで昇降体２６が上昇した時点で、駆動装置２７を停止させる。足場板２１の外周には、図６に示されるように、パイプ材等からなる落下防止用のフェンス２１ｂが取り付けられるが、このフェンス２１ｂも折り畳み式とすることができる。
【００３１】
作業員による高所作業が終わり、作業足場２を折り畳む場合は、駆動装置２７によって、スクリュシャフト２５を上述の場合とは逆方向に回転させて、昇降体２６を降下させれば良い。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る作業足場付きプロテクタによれば、既設トンネルの拡幅工事においてトンネル内の交通を確保するためのプロテクタの側面部に、折り畳み式の作業足場が取り付けられたものであるため、トンネル拡幅工事に自由断面掘削機等のような大型の重機を用いることによって、高所作業車を足場として使用できない場合でも、必要なときに折り畳み式の作業足場を張り出させて、高所作業用の足場を確保することができ、それ以外の時は、折り畳んで、場所をとらないようにしておくことができる。
【００３３】
請求項２の発明に係る作業足場付きプロテクタによれば、作業足場が、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板と、プロテクタの側面部に取り付けられて足場板を水平に支持可能な支持材とからなるため、簡素な構造で、高所作業用の足場を確保することができる。
【００３４】
請求項３の発明に係る作業足場付きプロテクタによれば、プロテクタの屋根の一側に水平ヒンジを介して俯仰回転可能に取り付けられた足場板を、駆動装置によって張り出させ、又は折り畳むことの可能な構造であるため、張り出しや折り畳みに手数や労力を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい第一の実施の形態を、既設トンネルの拡幅工事に使用している状態の説明図である。
【図２】図１の形態において作業足場を折り畳んだ状態を示す概略的な斜視図である。
【図３】図１の形態において作業足場をプロテクタから張り出させた状態を示す概略的な斜視図である。
【図４】本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい第二の実施の形態として、作業足場を折り畳んだ状態を示す説明図である。
【図５】図４の形態において、作業足場を使用している状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る作業足場付きプロテクタの好ましい第三の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】第三の実施の形態において、作業足場を折り畳んだ状態を示す要部正面図である。
【図８】第三の実施の形態において、作業足場の張り出し動作の初期状態を示す要部正面図である。
【図９】第三の実施の形態において、作業足場の張り出し動作の過程を示す要部正面図である。
【図１０】従来の技術による既設トンネルの拡幅工事を示す説明図である。
【図１１】従来の技術によるプロテクタを使用した既設トンネルの拡幅工事を示す説明図である。
【符号の説明】
１　プロテクタ
１５　屋根
２　作業足場
２１　足場板
２１ａ　水平ヒンジ
２２　支持材
２２ａ　鉛直ヒンジ
２３　スライドレール
２４　遊動支持材
２５　スクリュシャフト
２６　昇降体
２７　駆動装置
２８　ジャッキ
ａ　既設トンネル
【図１】
2004092093.tif 000003
【図２】
2004092093.tif 000004
【図３】
2004092093.tif 000005
【図４】
2004092093.tif 000006
【図５】
2004092093.tif 000007
【図６】
2004092093.tif 000008
【図７】
2004092093.tif 000009
【図８】
2004092093.tif 000010
【図９】
2004092093.tif 000011
【図１０】
2004092093.tif 000012
【図１１】
2004092093.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月6日(2002.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004092093.tif 000014
【図２】
2004092093.tif 000015
【図３】
2004092093.tif 000016
【図４】
2004092093.tif 000017
【図５】
2004092093.tif 000018
【図６】
2004092093.tif 000019
【図７】
2004092093.tif 000020
【図８】
2004092093.tif 000021
【図９】
2004092093.tif 000022
【図１０】
2004092093.tif 000023
【図１１】
2004092093.tif 000024