(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ｆ等の通行を確保するプロテクタ１と、工事用の重機ｄとの間のスペースを利用して、重量物Ｗを切羽側と坑口側との間で容易に運搬するための装置を提供する。【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、該プロテクタ１による通路１０と平行な方向へ延びる移動案内手段としてのレール２を、ブラケット３を介して取り付け、このレール２に沿って走行可能なホイスト４を配置し、コンクリートガラなどの重量物Ｗを、ホイスト４で揚重して搬送するものである。このため、プロテクタ１と、工事用の重機ｄとの間のスペースが狭くても、重量物Ｗの搬送を容易に行うことができる。【選択図】　図２
2004092092.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に、該プロテクタによる通路と平行な方向へ延びる移動案内手段と、この移動案内手段に沿って移動可能な揚重手段とを備えることを特徴とするトンネル拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備。
【請求項２】
移動案内手段がレールであり、揚重手段がレールに沿って走行するホイストであることを特徴とする請求項１に記載の拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備。
【請求項３】
揚重手段がブームクレーンであり、移動案内手段が、前記ブームクレーンをプロテクタによる通路と平行な方向へ往復移動させる送り手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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５及び図６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５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６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６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問題があった。
【０００６】
具体的には、例えば掘削時において、地山の掘削によって生じるズリは、掘削機に搭載されているズリ出し用のギャザリング装置でかき集めて排出する。しかし、既設トンネルａの覆工コンクリートａ’（図６に破線で示される部分）をブレーカーなどの破砕機で破砕することによって生じるコンクリートガラのように、ズリ出し用のギャザリング装置ではかき集めることができないような巨大な塊は、プロテクタｅと掘削機ｄとの間のスペースを利用して切羽から搬出する必要があり、同様に、支保工を構築するための鋼材を坑口側から切羽へ搬入する場合も、プロテクタｅと掘削機ｄとの間のスペースを利用して搬入する必要がある。ところが、自由断面掘削機ｄのような大型の掘削機を使用する場合、プロテクタｅと自由断面掘削機ｄとの間のスペースが狭くなってしまうため、コンクリートガラや支保工などの重量物を、狭いスペースでも円滑に運搬可能とするための手段が求められていた。
【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と、工事用の重機との間のスペースを利用して、重量物を切羽側と坑口側との間で容易に運搬するための装置を提供することにある。
【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の発明に係るトンネル拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備は、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に、該プロテクタによる通路と平行な方向へ延びる移動案内手段と、この移動案内手段に沿って移動可能な揚重手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備は、請求項１に記載の移動案内手段がレールであり、請求項１に記載の揚重手段がレールに沿って走行するホイストであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備は、請求項１に記載の揚重手段がブームクレーンであり、請求項１に記載の移動案内手段が、前記ブームクレーンをプロテクタによる通路と平行な方向へ往復移動させる送り手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備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示す斜視図、図２は、本形態によるプロテクタと一体の運搬設備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。
【００１２】
まず図１に示される形態において、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と、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１３と、左側の支柱１２の上端と右側の支柱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１２，１２，…の上端間及び右側の支柱１２，１２，…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１４，１４，…上に敷設されたパネル状の屋根１５とからなる。そしてこのプロテクタ１は、図２に示されるように、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１３、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】
プロテクタ１の一側（右側又は左側）の上部には、移動案内手段として、Ｉビームからなるレール２が、このプロテクタ１による通路１０の延長方向と平行、すなわち略水平に配置されている。通路１０の延長方向両端に位置する支柱１２，１２の上端には、それぞれボルト止め又は溶接等の手段によって、鉄骨等からなるブラケット３が水平に突設されており、Ｉビームからなるレール２の両端は、このブラケット３，３の端部に固定されている。
【００１５】
レール２には、揚重手段としての自走式のホイスト４が配置されている。ホイスト４は、良く知られているように、電動機で駆動する複数の車輪によってレール２上を走行する走行機４１と、この走行機４１に一体に設けられワイヤ４３を介してフック４４を昇降させる巻上機４２を備える。
【００１６】
以上のように構成された第一の形態において、プロテクタ１は、図２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２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、ホイスト４が走行するレール２が、拡幅工事エリア側を向くように、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、大型の自由断面掘削機ｄや支保工組立装置、覆工コンクリート打設装置などが用いられる。そして、掘削に伴って切羽から発生するズリは、自由断面掘削機ｄに搭載されているズリ排出用のギャザリング装置によって連続的に坑口側へ排出される。しかし、既設トンネルａの覆工コンクリートａ’を、ブレーカーなどの破砕機で破砕することによって落下するコンクリートガラなどは、このギャザリング装置による排出が不可能であるため、このような排出物は、ホイスト４のフック４４に玉掛けされ、揚重されて、ホイスト４がレール２に沿って走行することにより、坑口側へ搬送される。また、掘削面の崩壊を防止するための支保工の組立に必要な資材なども、同様に、ホイスト４によって揚重し、坑口から切羽へ搬入することができる。
【００１８】
ホイスト４は、土砂運搬車両等に比較して著しく小型であり、そのレール２がプロテクタ１に一体化されていることから、大型の自由断面掘削機ｄ等の使用によって、プロテクタ１との間のスペースが比較的狭い場合であっても、切羽側と坑口側との間でのコンクリートガラや支保工など重量物Ｗの搬送を、容易に行うことができる。
【００１９】
次に図３は、本発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備の好ましい第二の実施の形態を示す斜視図、図４は、この形態において揚重手段として使用されるブームクレーンを示すもので、（Ａ）はレールの長手方向から見た図、（Ｂ）は斜視図である。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、プロテクタ１による通路１０と平行な方向へ走行可能な揚重手段として、ブームクレーン６を用いたことにあり、このブームクレーン６は、移動案内手段としての往復動テーブル５側に設けた送り手段によって、この往復動テーブル５に沿って移動するようになっている。
【００２０】
詳しくは、プロテクタ１自体は、図３に示されるように、基本的には図１と同様に構成されており、その屋根１５上には、トンネルの片側拡幅工事のための作業エリアとなる側の縁に沿って、往復動テーブル５が設けられている。往復動テーブル５は、両端がそれぞれ台座５１を介して屋根１５の上面から適宜浮上した位置に固定され互いに平行な一対のリニアスライド往復動テーブル５２，５２と、このリニアスライド往復動テーブル５２，５２間に配置され両端が前記台座５１に軸受（不図示）を介して回転自在に支持されたボールスクリュシャフト５３と、一方の台座５１に固定されて前記ボールスクリュシャフト５３をその軸心の周りに回転させる移送モータ５４とで構成される。
【００２１】
一方、ブームクレーン６は、図４に示されるように、往復動テーブル５におけるリニアスライド往復動テーブル５２，５２にその長手方向へ移動可能な状態で係合された一対のスライダ６１，６１と、往復動テーブル５におけるボールスクリュシャフト５３に螺合されてこのボールスクリュシャフト５３の回転力を直線運動に変換する螺合部６２と、これらスライダ６１，６１及び推進部６２に跨って一体に固定された架台６３を備える、すなわち、移送モータ５４でボールスクリュシャフト５３が正逆回転されることにより、螺合部６２に推進力が与えられ、スライダ６１，６１を介してリニアスライド往復動テーブル５２，５２に案内されながら、往復動テーブル５に沿ってプロテクタ１の両端間を往復走行することができる。
【００２２】
架台６３にはブーム６４が取り付けられており、このブーム６４は、旋回用モータ６５によって、鉛直軸の周りに回転（旋回）可能であると共に、入れ子式の構造を有し、内部の駆動装置（例えば電動のボールスクリュシャフト等）によって伸縮可能となっている。前記ブーム６４の先端には、チェーン又はワイヤ６７を介してフック６８を昇降させるチェーンブロック又は巻上機６６が設けられている。
【００２３】
以上のように構成された第二の形態において、プロテクタ１は、先に説明した図２と同様、往復動テーブル５が拡幅工事エリア側に偏在するように、既設トンネルａ内に配置される。そして、既設トンネルａの覆工コンクリートａ’を、ブレーカーなどの破砕機で破砕することによって落下するコンクリートガラなどは、ブームクレーン６のフック６８に玉掛けされ、揚重される。そして、プロテクタ１の屋根１５上の往復動テーブル５におけるボールスクリュシャフト５３を移送モータ５４で回転させることによって、ブームクレーン６が、この往復動テーブル５に沿って走行し、揚重したコンクリートガラ等を坑口側へ搬送する。また、掘削面の崩壊を防止するための支保工の組立に必要な資材なども、同様に、ブームクレーン６によって揚重し、坑口から切羽へ搬入することができる。
【００２４】
ブームクレーン６は、搬送対象物の大きさや、プロテクタ１の外側の作業エリアに配置された掘削機等と、プロテクタ１との間のスペースの広さに応じて、ブーム６４を伸縮することができるため、切羽側と坑口側との間でのコンクリートガラや支保工など重量物の搬送を、容易に行うことができる。しかも、ブーム６４は旋回可能であるため、搬送対象物の吊上げ位置や、吊下ろし位置の自由度が大きく、したがって、一層効率良くコンクリートガラや支保工などの搬送を行うことができる。
【００２５】
また、ブームクレーン６は、往復動テーブル５における互いに平行な一対のリニアスライド往復動テーブル５２，５２によって支持されているため、搬送対象物の荷重による捩りモーメントによって、円滑な移動が阻害されるのを防止することができる。
【００２６】
なお、上述した各形態においては、プロテクタ１の片側で重量物を搬送するように構成したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、既設トンネルａの左右両側を掘削して拡幅する場合は、移動案内手段としてのレール２あるいは往復動テーブル５を、プロテクタ１における左右両側に設けることによって、ホイスト４又はブームクレーン６がプロテクタ１の左右両側でそれぞれ重量物を搬送できるようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るトンネル拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備によれば、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に設置されるプロテクタに、移動案内手段が一体に設けられ、この移動案内手段に沿って移動する揚重手段によって、切羽側と坑口側との間で重量物を搬送できるようにしたため、既設トンネルの拡幅工事に、大型の重機を用いることによって、搬送経路に利用可能なスペースが比較的狭くても、コンクリートガラ等の排出や、切羽側への資材の搬入等を容易に行うことができる。
【００２８】
請求項２の発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備によれば、移動案内手段に沿って移動する揚重手段を、レールに沿って走行するホイストで構成したため、設備が小型となり、かつ低コストで実施することができる。
【００２９】
請求項３の発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備によれば、移動案内手段に沿って移動する揚重手段を、送り手段によって移動案内手段上を往復移動するブームクレーンで構成したため、したがって、搬送経路に利用可能なスペースや搬送対象物の大きさ、搬送対象物の吊上げ位置や吊下ろし位置などの条件に応じて、効率良く搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備の好ましい第一の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の形態によるプロテクタと一体の運搬設備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。
【図３】本発明に係る拡幅工事用プロテクタと一体の運搬設備の好ましい第二の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】図３の形態において使用されるブームクレーンを示すもので、（Ａ）はレールの長手方向から見た図、（Ｂ）は斜視図である。
【図５】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６】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
２　レール（移動案内手段）
３　ブラケット
４　ホイスト（揚重手段）
５　往復動テーブル（移動案内手段）
５３　ボールスクリュシャフト（送り手段）
５４　移送モータ（送り手段）
６　ブームクレーン（揚重手段）
１０　通路
ａ　既設トンネル
【図１】
2004092092.tif 000003
【図２】
2004092092.tif 000004
【図３】
2004092092.tif 000005
【図４】
2004092092.tif 000006
【図５】
2004092092.tif 000007
【図６】
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【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】
2004092092.tif 000009
【図２】
2004092092.tif 000010
【図３】
2004092092.tif 000011
【図４】
2004092092.tif 000012
【図５】
2004092092.tif 000013
【図６】
2004092092.tif 000014