(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側方に作業空間を介して他の構造物が存在する既設構造物の側壁を解体する方法であって、解体すべき側壁の部分である側壁解体部をブロック状に切断する切断工程と、側壁解体部の外側面に担持用ブラケットを固着するブラケット固着工程と、担持用ブラケットに担持爪を係合させ、担持ブラケットに係合させた状態で担持爪を油圧ジャッキで側壁から離反する方向に移動させることにより、ブロック状に切断された側壁解体部を担持用ブラケットを介して担持した状態で側壁の外側方に引き出して撤去する撤去工程とを備えることを特徴とする既設構造物の側壁解体方法。
【請求項２】
請求項１記載の既設構造物の側壁解体方法であって、前記既設構造物が他の構造物で上面が覆われた天井壁を有し、前記側壁解体部が前記側壁と天井壁とのコーナ部となる側壁上端部である場合において、前記切断工程で側壁上端部の下辺を側壁の外側方に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面に沿って切断し、前記撤去工程で側壁上端部を側壁の外側方に向けて斜め下方に引き出すことを特徴とする既設構造物の側壁解体方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の既設構造物の側壁解体方法で使用する側壁解体部の撤去装置であって、前記側壁の外側方に側壁の延在方向に移動自在に設けられた台車と、台車上に側壁に接近・離反する方向と上下方向との一方に移動自在に支持された第１可動枠と、第１可動枠に側壁に接近・離反する方向と上下方向との他方に移動自在に支持された第２可動枠と、第２可動枠に設けられた、前記担時用ブラケットに下方から係合可能な担持爪とを備えることを特徴とする側壁解体部の撤去装置。
【請求項４】
前記第１可動枠と前記第２可動枠とのうち前記側壁に接近・離反する方向に移動自在な一方の可動枠は、側壁の外側方に向けて斜め下方に傾斜した方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の側壁解体部の撤去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてトンネル拡幅工事後に新設の拡幅トンネル内に残る既設構造物たる既設トンネルの側壁を解体するのに適用される既設構造物の側壁解体方法並びにこの方法で使用する側壁解体部の撤去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既設トンネルを使用したままトンネルを拡幅する工法として、既設トンネルの側壁の外側の地山を開削工法等で掘削し、拡幅された新設トンネルの側壁及び天井壁を構築した後、既設トンネルを解体する工法が知られている。尚、掘削を開削工法で行う場合には、掘削完了後に、既設トンネルの天井壁の上面にモルタルを介して型枠を載置し、型枠の上にコンクリートを打ち込んで新設トンネルの天井壁を構築している。
【０００３】
既設トンネルの解体は、一般的に、既設トンネルの側壁及び天井壁をブレーカにより破砕することで行われる。ここで、天井壁の解体に際しては、破砕片の落下防止のための大掛かりな養生が必要になる。そして、一日のうち夜間等の限られた時間内で解体作業前の養生の組立てと解体作業後の養生の撤去とを行わなければならず、天井壁の解体作業に費やせる時間が短くなって工期がのびてしまう。
【０００４】
かかる不具合を解消するため、既設トンネル内を走行可能な台車に昇降テーブルを搭載し、解体すべき天井壁の部分を昇降テーブルに支持させた状態でブロック状に切断し、ブロック状の天井壁解体部を昇降テーブルに載せたまま撤去するようにした方法も知られている（特許文献１参照）。これによれば、破砕片が落下しないため、解体作業前の養生の組立てと解体作業後の養生の撤去とが不要になり、作業効率が向上する。
【０００５】
ここで、特許文献１には、既設トンネルの側壁の解体方法について記載されていないが、側壁は新設トンネルの側壁との間の空間にブレーカを入れて破砕することができる。この場合、側壁の内側面に養生を施して置くことで既設トンネル内に破砕片が落下することを防止でき、また、この養生は既設トンネルの使用の妨げにならないため留置したままで良く、作業効率が悪くなることはない。
【０００６】
然し、側壁内側面に施す養生は大掛かりになって工費が高くなる。また、トンネルが左程拡幅されておらず、既設トンネルの側壁と新設トンネルの側壁との間の空間の幅が狭い場合は、この空間にブレーカを入坑できなくなり、手作業で側壁を破砕せざるを得なくなって、作業効率が悪くなる。
【特許文献１】特許第３０２３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、工費が安く、且つ、既設構造物の側壁の外側の作業空間が狭い場合でも効率良く側壁を解体できるようにした側壁解体方法を提供することを第１の課題とし、また、この解体方法で使用するのに好適な側壁解体部の撤去装置を提供することを第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の課題を解決するために、外側方に作業空間を介して他の構造物が存在する既設構造物の側壁を解体する本発明の解体方法は、解体すべき側壁の部分である側壁解体部をブロック状に切断する切断工程と、側壁解体部の外側面に担持用ブラケットを固着するブラケット固着工程と、担持用ブラケットに担持爪を係合させ、担持ブラケットに係合させた状態で担持爪を油圧ジャッキで側壁から離反する方向に移動させることにより、ブロック状に切断された側壁解体部を担持用ブラケットを介して担持した状態で側壁の外側方に引き出して撤去する撤去工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記第２の課題を解決するため、本発明の撤去装置は、既設構造物の側壁の外側方に側壁の延在方向に移動自在に設けられた台車と、台車上に側壁に接近・離反する方向と上下方向との一方に移動自在に支持された第１可動枠と、第１可動枠に側壁に接近・離反する方向と上下方向との他方に移動自在に支持された第２可動枠と、第２可動枠に設けられた、上記担時用ブラケットに下方から係合可能な担持用爪とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の解体方法によれば、ブロック状に切断された側壁解体部をその外側面に固着した担持用ブラケットを利用して側壁の外方に引き出して撤去するため、既設構造物内に側壁の破砕片が落下することはなく、側壁の内側面に大掛かりな養生を施さずに済み、工費が安くなる。更に、側壁の外側に側壁解体部を引き出すに足る幅の作業空間があれば、本発明方法により側壁を解体できる。従って、側壁の外側の作業空間の幅が狭くても効率良く側壁を解体できる。
【００１１】
また、本発明の撤去装置によれば、台車を側壁解体部に対応する位置に停止させた後、第１可動枠と第２可動枠との動きで担持爪を側壁解体部に接近させて上昇させることにより、担持用ブラケットに下方から担持爪を係合させ、次に、第１可動枠と第２可動枠とのうち側壁に接近・離反する方向に移動自在な可動枠の動きで担持爪を側壁から離反する方向に移動させることにより、側壁解体部を担持爪で担持したまま側壁の外側方に引き出し、その後、台車を移動させて側壁解体部を撤去できる。従って、側壁解体部の撤去作業の能率化を図ることができる。
【００１２】
ところで、上述したトンネル拡幅工事では、既設トンネルの天井壁の上面が新設トンネルの天井壁で覆われることになる。このように既設構造物が他の構造物で上面が覆われた天井壁を有する場合、側壁解体部が側壁と天井壁とのコーナ部となる側壁上端部であると、側壁上端部の上面に他の構造物からの抵抗力が作用して、側壁上端部を外側方に水平に引き出すことが困難になる。この場合は、本発明方法の上記切断工程で側壁上端部の下辺を側壁の外側方に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面に沿って切断し、上記撤去工程で側壁上端部を側壁の外側方に向けて斜め下方に引き出すことが望ましい。これによれば、側壁上端部が他の構造物の下方に引き離され、他の構造物からの抵抗力を受けずに側壁上端部をスムーズに外側方に引き出すことができる。
【００１３】
ここで、本発明の撤去装置において、第１可動枠と第２可動枠とのうち側壁に接近・離反する方向に移動自在な一方の可動枠が水平に移動するように構成されていても、当該一方の可動枠と上下方向に移動する他方の可動枠との合成動作で側壁上端部を外側方に向けて斜め下方に引き出すことは可能である。然し、この場合には、一方の可動枠の外側方への移動に対し他方の可動枠の下方への移動が早すぎると、担持爪が担持用ブラケットから外れてしまい、側壁上端部をうまく引き出せなくなる。これに対し、側壁に接近・離反する方向に移動自在な一方の可動枠が、側壁の外側方に向けて斜め下方に傾斜した方向に移動するように構成されていれば、当該一方の可動枠の動きにより側壁解体部を外側方に向けて斜め下方に確実に引き出すことができ、有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図２に１で示す矩形断面の既設トンネルを使用したままトンネルの拡幅工事を行った後、拡幅された新設トンネル内に残る既設構造物たる既設トンネル１の側壁２を解体する場合に本発明を適用した実施形態について説明する。尚、トンネル拡幅工事に際しては、開削工法で既設トンネル１の側壁２の外側の地山を掘削してトンネルを拡幅し、次に、新設トンネルの側壁４を構築すると共に、既設トンネル１の天井壁３の上面にモルタル５ａを介して型枠５ｂを載置し、型枠５ｂの上にコンクリートを打ち込んで新設トンネルの天井壁５を構築している。かくして、既設トンネル１の天井壁３の上面は他の構造物たる新設トンネルの天井壁５で覆われることになる。
【００１５】
また、新設トンネルの天井壁５の側部には、解体物をクレーンで吊り上げて地上に搬出するための搬出口６がトンネル延在方向に所定の間隔を存して複数開設されている。尚、本実施形態では、既設トンネル１の側壁２と新設トンネルの側壁４との間の作業空間の幅が狭いため、搬出口６がその横方向全幅に亘って作業空間上に位置するように搬出口６を開設することはできず、搬出口６の横方向内側の半部は既設トンネル１の側壁２の直上部に位置する。
【００１６】
既設トンネル１の側壁２と新設トンネルの側壁４との間の作業空間には、図１、図２に示す如く、撤去装置１０が設けられている。撤去装置１０は、作業空間の床部に敷設したレール７に沿って側壁２の延在方向たる前後方向に移動自在な台車１１を備えている。台車１１には走行モータ１２が搭載されており、走行モータ１２で台車１１の前後一方の車輪１３をベルト１２ａを介して駆動することにより台車１１がレール７上を自走する。また、台車１１の前後にはストッパ１４が取り付けられており、台車１１をストッパ１４の操作で任意の位置に停止保持できるようにしている。
【００１７】
また、台車１１上には、前後一対の支柱１５ａ，１５ａを有する門形のフレーム１５が立設されている。フレーム１５の上部には、第１可動枠１６が側壁２に接近・離反する方向、即ち、横方向に移動自在に支持されており、第１可動枠１６に、第２可動枠１７が上下方向に移動自在に支持されている。これを図３乃至図５を参照して詳述する。
【００１８】
第１可動枠１６は、前後両端に横方向への屈曲部１６ａ，１６ａを有する平面視コ字状に形成されている。そして、各屈曲部１６ａを、各支柱１５ａに固定したチャンネル状のガイドレール１６１に、各屈曲部１６ａに横方向の間隔を存して軸着した一対のローラ１６２，１６２を介して移動自在に係合させている。ガイドレール１６１は、側壁２の外側方に向けて斜め下方に傾斜している。そのため、第１可動枠１６は、ガイドレール１６１の傾斜に従って横方向に非水平に移動する。また、各支柱１５ａにブラケット１５ｂを介して取り付けた油圧ジャッキ１６３を第１可動枠１６に連結し、この油圧ジャッキ１６３の作動で第１可動枠１６が横方向に移動されるようにしている。
【００１９】
第１可動枠１６の各屈曲部１６ａには、上下方向に長手のガイドレール１７１が固定されている。そして、第２可動枠１７の前後各端の端板部１７ａにガイドレール１７１に当接する複数のガイドローラ１７２を軸着している。そのため、第２可動枠１７はガイドレール１７１に沿って上下方向に移動する。また、第１可動枠１６の各屈曲部１６ａの先端部に取り付けた油圧ジャッキ１７３を第２可動枠１７の前後各端の端板部１７ａに連結し、この油圧ジャッキ１７３の作動で第２可動枠１７が上下方向に移動されるようにしている。
【００２０】
第２可動枠１７の側壁２に対向する面には、上方に屈曲する担持爪１８が上段の前後２個と下段の前後２個との計４個固設されている。尚、下段の各担持爪１８は上段のものより前後方向内方にオフセットしている。ここで、解体すべき側壁２の部分たる側壁解体部２ａの外側面には、図６に示すように、担持用ブラケット１９がアンカーボルト等により上下２段に固着される。各担持用ブラケット１９には、下向きに開口するポケット部１９ａが前後一対に形成されている。そして、第１可動枠１６の動きにより担持爪１８を側壁２に接近させてから、第２可動枠１７の動きにより担持爪１８を上昇させると、担持爪１８が下方からポケット部１９ａに挿入されて担持用ブラケット１９に係合する。尚、下段の担持用ブラケット１９は、上段の担持爪１８が干渉しないように、前後長が上段の担持用ブラケット１９より短く形成されている。
【００２１】
また、フレーム１５の上部には、作業員Ｈが乗る足場２０が設けられている。更に、各支柱１５ａの上端部には、新設トンネルの側壁３の上部に取り付けたガイドレール８に複数のローラ２１ａを介して係合するローラユニット２１が取り付けられており、撤去装置１０の倒れが防止されるようにしている。また、台車１１には、油圧ジャッキ１６３，１７３用の油圧ユニット２２が搭載されている。
【００２２】
既設トンネル１の側壁２の解体に際しては、先ず、側壁２と天井壁３とのコーナ部となる側壁２の上端部であって搬出口６の直下に位置する部分２ａを側壁解体部としてワイヤーソー等によりブロック状に切断する。即ち、搬出口６の直下に位置する側壁上端部２ａの前後両側を切断すると共に、図５に示す如く天井壁３側の切断面Ｐ０と、下辺の切断面Ｐ１とを切断する。また、搬出口６の直下位置に移動待機させた撤去装置１０の足場２０に作業員Ｈが乗って、側壁上端部２ａの外側面に上下２段の担持用ブラケット１９を固着する。尚、側壁上端部２ａに担持用ブラケット１９を固着するブラケット固着工程は切断工程の前後何れで行っても良い。
【００２３】
次に、側壁上端部２ａを側壁２の外側方に引き出して撤去する撤去工程を実行する。撤去工程では、先ず、図５に示す状態から第１可動枠１６を側壁２に接近する方向に移動させた後、第２可動枠１７を上方に移動させる。これにより、図２に示す如く、上下２段の各担持爪１８が上下２段の各担持用ブラケット１９に下方から係合する。次いで、第１可動枠１６を側壁２から離反する方向、即ち、外側方に移動させる。これによれば、側壁上端部２ａが担持用ブラケット１９を介して担持爪１８に担持された状態で側壁２の外側方に引き出される。
【００２４】
ここで、側壁上端部２ａの上面には、新設トンネルの天井壁５から型板５ｂとモルタル５ａとを介して外側方への引き出しに対する大きな抵抗力が作用する。そのため、側壁上端部２ａを外側方に水平に引き出すことが困難になる。そこで、本実施形態では、側壁上端部２ａの切断工程において、側壁上端部２ａの下辺を、その切断面Ｐ１が側壁２の外側方に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面になるように切断している。また、上述したように、第１可動枠１６用のガイドレール１６１も側壁２の外側方に向けて斜め下方に傾斜している。そのため、第１可動枠１６の動きで側壁上端部２ａは側壁２の外側方に向けて斜め下方に引き出される。これによれば、側壁上端部２ａが新設トンネルの天井壁５の下方に引き離され、天井壁５（モルタル５ａ）からの抵抗力を受けずに側壁上端部２ａをスムーズに外側方に引き出すことができる。
【００２５】
尚、側壁上端部２ａの下辺の切断面Ｐ１の傾斜角はガイドレール１６１の傾斜角より大きくすることが望ましい。これによれば、側壁上端部２ａを引き出す際にその下辺の切断面Ｐ１が切り残された側壁２の上端面から浮き、側壁上端部２ａを側壁上端面とのこじりを生ずることなく引き出すことができる。
【００２６】
以上の如くして側壁上端部２ａを引き出した後、搬出口６に張り出す型枠５ｂの部分を切除する。次いで、担持爪１８に担持される側壁上端部２ａをクレーンにより搬出口６を通して地上に引き上げて撤去する。
【００２７】
次に、前回解体撤去した側壁上端部２ａの前後一方に隣接する部分の側壁上端部を側壁解体部として上記と同様にブロック状に切断すると共に、撤去装置１０を今回切断する側壁上端部に対応する位置に移動待機させて、この側壁上端部の外側面に上記と同様に担持用ブラケットを固着する。そして、この側壁上端部を撤去装置１０を用いて上記と同様の手順で側壁２の外側方に引き出す。次に、撤去装置１０を搬出口６の直下位置に復動させ、今回引き出した側壁上端部をクレーンにより地上に引き上げる。以上の作業を繰り返して、側壁上端部を全て解体撤去する。
【００２８】
次に、撤去装置１０を一旦出坑させて、第１可動枠１６及び第２可動枠１７の配置高さを低くしたものに作り替えた後、再度撤去装置１０を作業空間に入坑させる。そして、既設トンネル１の側壁２の中間部２ｂ（図２参照）を側壁解体部としてブロック状に切断すると共に、側壁中間部２ｂの外側面に上記担持用ブラケット１９と同様の担持用ブラケットを固着する。尚、側壁中間部２ｂが安定するように、その下辺の切断面Ｐ２は図２に示す如く水平にする。
【００２９】
次に、第１可動枠１６の動きで担持爪１８を側壁２に接近させた後、第２可動枠１７の動きで担持爪１８を上昇させて、担持爪１８を担持用ブラケットに下方から係合させると共に、引き続き担持爪１８を上昇させて、側壁中間部２ｂを持ち上げる。次いで、第１可動枠１６を側壁２から離反する方向に移動させ、側壁中間部２ｂを担持爪１８により担持用ブラケットを介して担持した状態で側壁２の外側方に引き出す。この場合、第１可動枠１６が外側方に向けて斜め下方に移動することから側壁中間部２ｂが若干下降するが、上記の如く側壁中間部２ｂを予め持ち上げているため、側壁中間部２ｂが切り残された側壁２に当たることはない。尚、第１可動枠１６を横方向に水平に移動するように作り替え、側壁中間部２ｂを外側方に水平に引き出すようにしても良い。その後、撤去装置１０を搬出口６の直下位置に移動させ、今回引き出した側壁中間部２ｂをクレーンにより搬出口６を通して地上に引き上げる。そして、以上の作業を繰り返して、側壁中間部を全て解体撤去する。
【００３０】
次に、撤去装置１０を一旦出坑させて、第１可動枠１６及び第２可動枠１７の配置高さを更に低くしたものに作り替えた後、再度撤去装置１０を作業空間に入坑させる。そして、既設トンネル１の側壁２の下部２ｃ（図２参照）を側壁解体部としてブロック状に切断すると共に、側壁下部２ｃの外側面に上記担持用ブラケット１９と同様の担持用ブラケットを固着する。尚、側壁下部２ｃの下辺の切断面Ｐ３も図２に示す如く水平にする。
【００３１】
次に、第１可動枠１６の動きで担持爪１８を側壁２に接近させた後、第２可動枠１７の動きで担持爪１８を上昇させて、担持爪１８を担持用ブラケットに下方から係合させると共に、引き続き担持爪１８を上昇させて、側壁下部２ｃを持ち上げる。次いで、第１可動枠１６を側壁２から離反する方向に移動させて、側壁下部２ｃを担持爪１８により担持用ブラケットを介して担持した状態で側壁２の外側方に引き出す。その後、撤去装置１０を搬出口６の直下位置に移動させ、今回引き出した側壁下部２ｃをクレーンにより搬出口６を通して地上に引き上げる。そして、以上の作業を繰り返して、側壁下部を全て解体撤去する。
【００３２】
上述した本実施形態の解体方法によれば、既設トンネル１の側壁２をこれと新設トンネルの側壁４との間の作業空間に坑入したブレーカで破砕する場合と異なり、既設トンネル１内に破砕片が落下しないため、側壁２の内側面に破砕片落下防止のための大掛かりな養生を施す必要がなく、工費を安くできる。更に、撤去装置１０の横幅はブレーカに比し小さく、ブレーカを坑入できない幅狭の作業空間でも撤去装置１０を用いて効率良く側壁２の解体撤去作業を行うことができる。
【００３３】
尚、既設トンネル１の天井壁３は、側壁２の解体後に、上記特許文献１に記載の方法と同様の方法で解体すれば良い。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の撤去装置１０では、台車１１上のフレーム１５に支持される第１可動枠１６を側壁２に接近・離反する方向に移動自在としたが、第１可動枠１６を上下方向に移動自在とし、第１可動枠１６に支持される第２可動枠１７を側壁２に接近・離反する方向に移動自在としても良い。
【００３５】
また、上記実施形態では、第１可動枠１６を側壁２の外側方に向けて斜め下方に傾斜した方向に移動するように構成したが、第１可動枠１６を水平に移動するように構成することも可能である。この場合は、第１可動枠１６を外側方に水平に移動させつつ第２可動枠１７を下方に移動させるという第１と第２の両可動枠１６，１７の合成動作で側壁上端部２ａを外側方に向けて斜め下方に引き出すことができる。但し、第１可動枠１６の外側方への移動に対し第２可動枠１７の下方への移動が早すぎると、担持爪１８が担持用ブラケット１９から外れてしまい、側壁上端部２ａをうまく引き出せなくなる。一方、上記実施形態では、第１可動枠１６の単独動作で担持爪１８を外側方に向けて斜め下方に傾斜した所定の傾斜方向に移動でき、上記の不具合は生じない。
【００３６】
また、上記実施形態は、既設トンネル１の側壁２の解体に本発明を適用したものであるが、既設トンネル以外の既設構造物の側壁の解体にも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の撤去装置の正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線切断側面図。
【図３】図１の撤去装置の上部の拡大正面図。
【図４】図３のＶＩ−ＶＩ線切断平面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線切断側面図。
【図６】側壁解体部に担持用ブラケットを固着した状態の斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１…既設トンネル（既設構造物）、２…側壁、２ａ…側壁上端部、３…天井壁、５…新設トンネルの天井壁（他の構造物）、１０…撤去装置、１１…台車、１６…第１可動枠、１７…第２可動枠、１８…担持爪、１９…担持用ブラケット。
【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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