(57)【要約】【課題】資材の投入サイクルを短くでき、工期を短縮できる地下搬入装置を提供する。【解決手段】地上３から地下スペース２へと資材Ｓを降ろす縦搬送装置４と、上記地下スペース２に形成された複数の資材搬送ラインＬ１，Ｌ２と、上記縦搬送装置４により降ろされた上記資材Ｓを上記複数の資材搬送ラインＬ１，Ｌ２のうちいずれか一つの上に移動させるためのトラバーサ５と、上記資材Ｓを上記資材搬送ラインＬ１，Ｌ２に沿って搬送する搬送台車６とを備えたものである。【選択図】        図１
2004204537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上から地下スペースへと資材を降ろす縦搬送装置と、上記地下スペースに形成された複数の資材搬送ラインと、上記縦搬送装置により降ろされた上記資材を上記複数の資材搬送ラインのうちいずれか一つの上に移動させるためのトラバーサと、上記資材を上記資材搬送ラインに沿って搬送する搬送台車とを備えたことを特徴とする地下搬入装置。
【請求項２】
上記資材搬送ラインは、上記資材を搬送するメインラインと、そのメインラインから分岐して形成され、一つの搬送台車が上記メインラインに沿って資材を搬送しているときに、他の搬送台車が待機する待機ラインとを備えた請求項１記載の地下搬入装置。
【請求項３】
上記縦搬送装置がクレーンから成る請求項１又は２記載の地下搬入装置。
【請求項４】
立坑の下部に連続した複数のトンネル掘削ラインに沿って資材を搬入するための地下搬入装置であって、
上記立坑の地上側から立坑の下部に資材を降ろす縦搬送装置と、上記各トンネル掘削ラインに沿って延出した資材搬送ラインと、上記縦搬送装置により降ろされた上記資材を複数の資材搬送ラインのうちいずれか一つの上に移動させるためのトラバーサと、上記資材を上記資材搬送ラインに沿って搬送する複数の搬送台車とを備え、上記資材搬送ラインは、上記資材を搬送するメインラインと、そのメインラインから分岐して形成され、一つの搬送台車が上記メインラインに沿って資材を搬送しているときに、他の搬送台車が待機するための待機ラインとを備えたことを特徴とする地下搬入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中トンネル掘削現場等の地下スペースへ資材を搬入するための地下搬入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シールド掘進機による地中トンネル掘削工事を行う場合、地上からセグメント、レール、枕木、配管等の各資材を立坑に沿って地下スペースへと降ろし、その資材をトンネル掘削ラインに沿って所定場所まで搬送する地下搬入装置が必要となる。例えば、非特許文献１及び２には地下搬入装置の一例が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
森北、木下、今井、「霞ヶ浦導水事業那珂導水路の施工」、土木技術、第５０巻、第１１号、ｐ．３３−４０
【非特許文献２】
黒川、吉田、向野、滝本、「覆工の品質と施工速度を改善した新開発のセグメント−首都圏外郭放水路第４工区−」、トンネルと地下、平成１４年６月
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、都心部などではトンネル掘削ラインの直上に立坑を設けることが出来ない場合がある。例えば、トンネル掘削ラインの直上に幹線道路などが存在する場合、交通事情などから道路を避けて立坑を構築せざるを得ない。このような場合、立坑下部に降ろした資材をトンネル掘削ライン（つまり資材の搬送ライン）まで移動させる必要がある。
【０００５】
また、近年では、一つの立坑の下部から複数のトンネルを掘削することもあり、この場合、立坑下部に降ろした各資材を、各トンネルの掘削ライン（資材搬送ライン）まで移動させる必要がある。
【０００６】
従来の地下搬入装置において、立坑下部に降ろした資材を資材搬送ラインまで移動させる場合、ホイストなどを用いて資材を地下スペースに仮置きし、その後、所定の資材搬送ラインまで移動させていた。その結果、資材の投入サイクルが長くなり、工期の長期化につながっていた。
【０００７】
また別の問題として、都心部などでは様々な事情により、立坑の開口スペースを大きくとれない場合がある。従来、地上から立坑下部に資材を降ろす場合、例えば非特許文献１に記載されているように、立坑内にエレベータ装置を設置するのが一般的であるが、立坑の開口スペースが小さい場合、エレベータ装置が故障してしまうと、装置が立坑を塞いでしまうため資材の搬入がまったくできなくなってしまう。その結果、エレベータ装置の修理が完了するまでの間、トンネル掘削工事そのものを停止することになり、これが工期の長期化につながっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、資材の投入サイクルを短くでき、工期を短縮できる地下搬入装置を提供することにある。
【０００９】
【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、地上から地下スペースへと資材を降ろす縦搬送装置と、上記地下スペースに形成された複数の資材搬送ラインと、上記縦搬送装置により降ろされた上記資材を上記複数の資材搬送ラインのうちいずれか一つの上に移動させるためのトラバーサと、上記資材を上記資材搬送ラインに沿って搬送する搬送台車とを備えたものである。
【００１０】
ここで、上記資材搬送ラインは、上記資材を搬送するメインラインと、そのメインラインから分岐して形成され、一つの搬送台車が上記メインラインに沿って資材を搬送しているときに、他の搬送台車が待機する待機ラインとを備えることが好ましい。
【００１１】
また、上記縦搬送装置はクレーンから成ることが好ましい。
【００１２】
更に本発明は、立坑の下部に連続した複数のトンネル掘削ラインに沿って資材を搬入するための地下搬入装置であって、上記立坑の地上側から立坑の下部に資材を降ろす縦搬送装置と、上記各トンネル掘削ラインに沿って延出した資材搬送ラインと、上記縦搬送装置により降ろされた上記資材を複数の資材搬送ラインのうちいずれか一つの上に移動させるためのトラバーサと、上記資材を上記資材搬送ラインに沿って搬送する複数の搬送台車とを備え、上記資材搬送ラインは、上記資材を搬送するメインラインと、そのメインラインから分岐して形成され、一つの搬送台車が上記メインラインに沿って資材を搬送しているときに、他の搬送台車が待機するための待機ラインとを備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
先ず、図１及び図２を用いて、本実施形態の地下搬入装置の全体構成について説明する。
【００１５】
本実施形態の地下搬入装置は、一つの立坑１の下部に形成された地下スペース２から二つのトンネルＴ１，Ｔ２をシールド掘進機により掘削するトンネル工事現場において、地上３側からセグメント、レール、枕木等の資材Ｓを地下スペース２に降ろして各トンネルＴ１，Ｔ２の長手方向（資材搬送ライン）に沿って所定の場所まで搬送するものである。
【００１６】
資材ＳはトンネルＴ１の直上に位置する立坑開口部１ａから地下スペース２内に降ろされ、その後、トンネルＴ１，Ｔ２の長手方向と直交する方向（図１中左右方向）に移動され、適切な資材搬送ライン上に位置される。
【００１７】
地下搬入装置は、資材Ｓを地上３側から立坑１に沿って垂直に降ろして地下スペース２内に搬入する縦搬送装置４と、その縦搬送装置４により搬入された資材ＳをトンネルＴ１，Ｔ２に対応する二つの資材搬送ラインのうち適切な方へ移動させるトラバーサ５と、資材Ｓを資材搬送ラインに沿って所定場所まで搬送する搬送台車６とを備える。
【００１８】
図３及び図４を用いて、縦搬送装置４について説明する。図３は縦搬送装置４の正面図であり、図４は縦搬送装置４の走行クレーン７のみを示す側面図である。
【００１９】
縦搬送装置４は、地上３に走行自在に設けられた走行クレーン７と、走行クレーン７の外側に設けられた天井クレーン８とを備える。走行クレーン７は、立坑開口部１ａの両側に設けられた一対のレール９，９上を走行する門型フレーム１０と、その門型フレーム１０上に走行自在に設けられた走行部１１と、走行部１１に対して昇降自在に取り付けられ、資材Ｓを把持する把持部１２とを有する。走行部１１はレール９，９と直交する方向（図３中左右方向）に走行する。把持部１２は走行部１１に、リール１３及びワイヤ１４を介して取り付けられる。図示しないモータ等の駆動手段により、リール１３を回転させてワイヤ１４を巻き上げることで把持部１２が上昇し、リール１３を逆回転させてワイヤ１４をリール１３から開放することで把持部１２が下降する。
【００２０】
天井クレーン８は、走行クレーン７を跨ぐように設けられた防音ハウス１５内に設けられた走行ガーダ２１と、走行ガーダ２１上を移動する横行部１６と、横行部１６に対してリール１７及びワイヤ１８を介して昇降自在に設けられたフック１９とを備える。図示しないモータなどの駆動装置でリール１７を回転させることでフック１９を昇降させることができる。
【００２１】
係る縦搬送装置４では、トラックＶにより運搬された資材Ｓを天井クレーン８により仮資材置き場２０へと移し、その仮資材置き場２０に置かれた資材Ｓを走行クレーン７の把持部１２により把持して立坑開口部１ａから地下スペース２内へ搬入する。この縦搬送装置４では、万が一走行クレーン７が故障しても走行クレーン７を移動させれば立坑開口部１ａが塞がれることはない。従って、新たな走行クレーン７を導入することで資材Ｓの搬入を継続することができる。このため、シールド掘進機によるトンネル掘削工事そのものを中断する必要がなく、工期の短縮が図れる。更に、本実施形態では縦搬送装置４が天井クレーン８を備えているので、走行クレーン７が故障したときに、天井クレーン８を代わりに利用することもできる。
【００２２】
図５及び図６を用いて、地上走行クレーン７の把持部１２を説明する。
【００２３】
把持部１２は、ワイヤ１４の下端部に取り付けられた基部２２と、その基部２２の下側に取り付けられ、資材Ｓを把持するための一対のフォーク２３，２３とを備える。図６に示すように、両フォーク２３，２３の上部は、両側に逆向きのネジが切られたシャフト２４に螺合しており、モータなどの駆動装置２５によりシャフト２４を回転させることでフォーク２３，２３の間隔を変更できる。フォーク２３の間隔を変更することで、様々なサイズ、形状の資材Ｓを把持することができる。フォーク２３，２３は基部２２のほぼ中央部に旋回自在（回転自在）に設けられる。フォーク２３，２３を旋回させることでフォーク２３，２３間に把持した資材Ｓの向きを適宜変更できる。
【００２４】
基部２２の前後左右の四ヶ所には、後述するトラバーサ５の横行床３５の位置決めガイド３９と係合して、資材Ｓを適切な位置に案内する位置決めガイド２６が設けられている。
【００２５】
図７〜図１０を用いてトラバーサ５及び搬送台車６について説明する。
【００２６】
図７及び図１０中、Ｌ１がトンネルＴ１の長手方向に延出する第１資材搬送ラインであり、Ｌ２がトンネルＴ２の長手方向に延出する第２資材搬送ラインである。第１及び第２資材搬送ラインＬ１，Ｌ２は、搬送台車６が走行可能なレール３０，３１を有する。後程詳述するが、各レール３０，３１はメインレール３０ａ，３１ａと待機レール３０ｂ、３１ｂとを備える。
【００２７】
図７に示すように、トラバーサ５は、上述した縦搬送装置４の走行クレーン７による資材Ｓの搬入位置３２から資材搬送ラインＬ１，Ｌ２と直交する方向に延出し、第１及び第２資材搬送ラインＬ１，Ｌ２間を結ぶ横行溝３３と、その横行溝３３上に長手方向に沿って形成されたレール３４に沿って走行する横行床３５とを備える。本実施形態では走行クレーン７による資材Ｓの搬入位置３２は、第１資材搬送ラインＬ１のメインレール３０ａの延長線上に位置する。
【００２８】
横行床３５の上面は資材搬送ラインＬ１，Ｌ２の床面と同一高さであり、その上に資材搬送ラインＬ１，Ｌ２の各レール３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂと同形状のレール３６が設けられる。
【００２９】
横行床３５は第１及び第２資材搬送ラインＬ１，Ｌ２の各レール３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの延長線上に位置する四つのポジジョンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で停止できるように構成されている。具体的には、横行床３５の前後方向（図７中上下方向）の両端部に位置決めピン３７が出没自在に設けられており、横行溝３３の上記四つのポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に相当する位置に位置決めピン３７と係合可能な位置決め穴３８が形成されている。横行床３５はモータなどの駆動装置により自走可能であり、横行床３５が四つのポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のいずれかに位置すると、位置決めピン３７が外方に進出して位置決め穴３８と係合する。これにより、横行床３５が位置決めされる。横行床３５が四つのポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４以外の位置にいるときは、位置決めピン３７は横行溝３３の側壁に押されて後退される。
【００３０】
上記走行クレーン７により資材Ｓが搬入されるときには、横行床３５は第１ポジションＰ１に位置して搬入位置３２に降ろされる資材Ｓを受け取る。図８及び図９に示すように、横行床３５上の前後左右の４ヶ所に位置決めガイド３９が設けられる。走行クレーン７の把持部１２及びそれに把持された資材Ｓが搬入位置３２に降ろされると、把持部１２の各位置決めガイド２６（図５及び図６参照）と横行床３５の位置決めガイド３９とが係合して資材Ｓを適切な位置に案内する。
【００３１】
走行クレーン７により搬入位置３２に降ろされた資材Ｓが、第１資材搬送ラインＬ１に沿って搬送すべきものである場合、横行床３５は資材Ｓを受け取った後も第１ポジションＰ１に位置する。一方、資材Ｓが第２資材搬送ラインＬ２に沿って搬送すべきものである場合、横行床３５は第１ポジションＰ１から、第２資材搬送ラインＬ２のメインライン３１ａの延長線上に位置する第４ポジションＰ４に移動する。横行床３５が第２及び第３ポジションＰ２，Ｐ３に移動する場合については後程説明する。
【００３２】
搬送台車６は、資材Ｓを積載するための積載台車４０と、その積載台車４０に連結可能に構成され、積載台車４０を走行させる駆動台車（自走台車）４１とを有する。走行クレーン７により資材Ｓが搬入されるときには、搬送台車６の積載台車４０が、第１ポジションＰ１に位置した横行床３５の上に移動して搬入位置３２に位置する。従って、資材Ｓは積載台車４０上に積載される。図９に示すように、横行床３５の上面には輪留め４２が起伏自在に設けられており、資材Ｓを積載台車４０上に積載するときに、この輪留め４２が起立して積載台車４０を固定できるようになっている。
【００３３】
積載台車４０上に積載された資材Ｓが第２資材搬送ラインＬ２に沿って搬送するべきものである場合、積載台車４０上に資材Ｓが積載された後、トラバーサ５の横行床３５が第４ポジションＰ４へと移動するのであるが、このときは駆動台車４１と積載台車４０との連結は解除される。横行床３５が適切なポジション（第１ポジションＰ１又は第４ポジションＰ４）に位置したならば、積載台車４０と駆動台車４１とが連結され、駆動台車４１によって積載台車４０及び資材Ｓが第１又は第２資材搬送ラインＬ１，Ｌ２のメインレール３０ａ，３１ａに沿って所定場所まで搬送される。勿論、この際には、横行床３５上の輪留め４２は倒される。
【００３４】
図１０に示すように、各資材搬送ラインＬ１，Ｌ２は、メインレール（メインライン）３０ａ，３１ａと、メインレール３０ａ，３１ａから分岐してトラバーサ５の横行溝３３まで延出した待機レール（待機ライン）３０ｂ，３１ｂとを備え、搬送台車６は各資材搬送ラインＬ１，Ｌ２にそれぞれ複数個（ここでは二つ）ずつ設けられる。これによって資材Ｓの投入サイクルを短縮することができる。即ち、一方の搬送台車６が資材搬入位置３２にて資材Ｓを受け取ってメインレール３０ａ，３１ａに沿って走行する間、前回搬入された資材Ｓを所定場所まで搬送して戻ってきた他方の搬送台車６が待機レール３０ｂ，３１ｂ上で待機することができる。そして、一方の搬送台車６が資材Ｓを積載して待機レール３０ｂ，３１ｂよりも前方（図１０中左方向）へ移動したならば、待機していた他方の搬送台車６がメインレール３０ａ，３１ａに戻る。従って、走行クレーン７による搬入を直ちに実行できる。つまり、二つの搬送台車６によって、資材受け取り→資材搬送→待機を交互に繰り返すことで資材Ｓの投入サイクルを短くできる。
【００３５】
図７に示すように、トラバーサ５の横行床３５が待機レール３０ｂ，３１ｂの延長線上に位置する第２及び第３ポジションＰ２，Ｐ３に停止可能であるので、待機レール３０ｂ，３１ｂ上で待機している搬送台車６の積載台車４０を横行床３５によって搬入位置３２へと移動させることができる。つまり、横行床３５が第２又は第３ポジションＰ２，Ｐ３に移動し、待機レール３０ｂ，３１ｂ上で待機していた搬送台車６の積載台車４０がその横行床３５上に移動される。その後、積載台車４０と駆動台車４１との連結が解除され、横行床３５が第１ポジションＰ１に移動する。これによって積載台車４０が搬入位置３２に移動でき、次の資材Ｓの受け取り準備が整う。駆動台車４１は自走してメインレール３０ａ，３１ａへと戻る。
【００３６】
この地下搬入装置による資材Ｓの搬入方法を説明する。
【００３７】
まず、地上３にて仮資材置き場２０に仮置きされた資材Ｓを走行クレーン７の把持部１２で把持し、立坑開口部１ａから地下スペース２の搬入位置３２へ降ろす。このとき、オペレータは、地上３にて資材Ｓを搬送すべき資材搬送ラインＬ１，Ｌ２をパネル等により指示する。地下スペース２では、オペレータに指示された資材搬入ラインＬ１，Ｌ２の搬送台車６の積載台車４０が、トラバーサ５の横行床３５と共に搬入位置３２に位置する。
【００３８】
把持部１２が搬入位置３２まで降りると、把持部１２の位置決めガイド２６とトラバーサ５の横行床３５の位置決めガイド３９とが係合して、資材Ｓを横行床３５上の積載台車４０上に案内する。積載台車４０上に資材Ｓが積載されたならば、把持部１２のフォーク２３，２３の間隔を拡げて把持部１２のみを上昇させる。
【００３９】
次に、横行床３５はオペレータの指示に従って、第１ポジションＰ１又は第４ポジションＰ４に位置する。これによって、資材Ｓは適切な資材搬送ライン上に位置する。その後、搬送台車４０に駆動台車４１を連結し、資材Ｓをメインレール３０ａ，３１ａに沿って所定場所まで搬送する。
【００４０】
資材Ｓを所定場所に受け渡したならば、搬送台車６はメインレール３０ａ，３１ａを逆走して待機レール３０ｂ，３１ｂ上に位置する。
【００４１】
このように、本実施形態の地下搬入装置では、資材Ｓを地上３から地下スペース２内に降ろし、その資材Ｓを資材搬送ラインＬ１，Ｌ２のうちいずれか一つの上まで移動し、その後、資材搬送ラインＬ１，Ｌ２に沿って所定場所まで搬送するといった一連の資材搬入作業を自動的に行うことができるため、資材Ｓを短いサイクルで搬入でき、工期の短縮が図れる。
【００４２】
また、縦搬送装置４が故障してもトンネル掘削工事を中断する必要がないので工期の短縮を図れる。
【００４３】
また、縦搬送装置４及びトラバーサ５の構造がシンプルであり、安価で製造できる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施例に限定はされず、様々な変形例が考えられるものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
１）資材の投入サイクルが短い。
２）工期の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地下搬入装置の概略正面図である。
【図２】図１の地下搬入装置の概略側面図である。
【図３】縦搬送装置の正面図である。
【図４】走行クレーンの側面図である。
【図５】把持部の側面図である。
【図６】把持部の正面図である。
【図７】トラバーサの上面図である。
【図８】トラバーサの部分正面図である。
【図９】トラバーサの側面図である。
【図１０】資材搬送ライン及びトラバーサの上面図である。
【符号の説明】
１  立坑
２  地下スペース
４  縦搬送装置
５  トラバーサ
６  搬送台車
７  走行クレーン
８  天井クレーン
３０ａ，３１ａ  メインレール（メインライン）
３０ｂ，３１ｂ  待機レール（待機ライン）
Ｓ  資材
Ｔ１，Ｔ２  トンネル
Ｌ１，Ｌ２  資材搬送ライン
【図１】
2004204537.tif 000003
【図２】
2004204537.tif 000004
【図３】
2004204537.tif 000005
【図４】
2004204537.tif 000006
【図５】
2004204537.tif 000007
【図６】
2004204537.tif 000008
【図７】
2004204537.tif 000009
【図８】
2004204537.tif 000010
【図９】
2004204537.tif 000011
【図１０】
2004204537.tif 000012