(57)【要約】【課題】大断面トンネルにおける支保工組付けやコンクリート吹付けを容易にする。【解決手段】本発明に係る作業台車Ｃは、トンネル内部を移動できる基台４と、該基台４に支持されたガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４と、左右のガイドレールＧ１，Ｇ３にそれぞれ移動自在に支持された支保工組付手段５Ｌ，５Ｒと、左右のガイドレールＧ２，Ｇ４にそれぞれ移動自在に支持されたコンクリート吹付け手段６Ｌ，６Ｒと、を備えている。これらのガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、トンネル内面１Ｌ，１Ｒに沿うように配置されているので、大断面のトンネルであっても、内面全体に支保工２を組付けると共にコンクリートを吹き付けることができる。【選択図】  図１
2005048382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内面に沿うように支保工を組み付けると共に該内面にコンクリートを吹付ける作業を行う作業台車において、
トンネル内部をトンネル軸線に沿って移動できるように構成された基台と、該基台に支持されて、トンネル軸線に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面に沿うように配設された第１及び第２ガイドレールと、
前記基台に支持されて、トンネル軸線に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面に沿うように配設された第３及び第４ガイドレールと、
前記第１ガイドレール及び前記第２ガイドレールの一方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面に沿うように支保工を組み付け得る第１支保工組付手段と、
前記第１ガイドレール及び前記第２ガイドレールの他方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面にコンクリートを吹付け得る第１コンクリート吹付け手段と、
前記第３ガイドレール及び前記第４ガイドレールの一方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面に沿うように支保工を組み付け得る第２支保工組付手段と、
前記第３ガイドレール及び前記第４ガイドレールの他方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面にコンクリートを吹付け得る第２コンクリート吹付け手段と、を備えたことを特徴とする作業台車。
【請求項２】
前記第１乃至第４ガイドレールは、トンネル軸線に沿って移動できるように前記基台に支持され、
各ガイドレールと前記基台との間にはガイドレール駆動手段がそれぞれ介装され、
該ガイドレール駆動手段によって各ガイドレールを移動させるようにした、ことを特徴とする請求項１に記載の作業台車。
【請求項３】
前記第１支保工組付手段を支持するガイドレールには、トンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面に沿うような第１足場が支持され、
前記第２支保工組付手段を支持するガイドレールには、トンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面に沿うような第２足場が支持され、
組付けた支保工間への連結金具の張設やメッシュ部材の配設は、これらの足場を利用して行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業台車。
【請求項４】
トンネルの掘削、並びにトンネル内面への支保工組付け及びコンクリート吹付けを行うトンネル掘削装置において、
トンネルを掘削する掘削部と、
該掘削部よりも掘削方向後側に配置された作業台車と、を備え、
該作業台車が、
トンネル内部をトンネル軸線に沿って移動できるように構成された基台と、該基台に支持されて、トンネル軸線に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面に沿うように配設された第１及び第２ガイドレールと、
前記基台に支持されて、トンネル軸線に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面に沿うように配設された第３及び第４ガイドレールと、
前記第１ガイドレール及び前記第２ガイドレールの一方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面に沿うように支保工を組み付け得る第１支保工組付手段と、
前記第１ガイドレール及び前記第２ガイドレールの他方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面にコンクリートを吹付け得る第１コンクリート吹付け手段と、
前記第３ガイドレール及び前記第４ガイドレールの一方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面に沿うように支保工を組み付け得る第２支保工組付手段と、
前記第３ガイドレール及び前記第４ガイドレールの他方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面にコンクリートを吹付け得る第２コンクリート吹付け手段と、により構成された、ことを特徴とするトンネル掘削装置。
【請求項５】
前記掘削部が、本体と、該本体に摺動自在に支持されると共にトンネル内面に沿うように並設された複数のメッセルと、前記本体に支持されて各メッセルを前進させる複数のメッセル用ジャッキと、本体に設置された掘削機と、前記本体に設置されて装置全体を前進させる自走手段と、を有し、
前記掘削機による掘削、前記メッセル用ジャッキによる前記メッセルの前進、及び前記自走手段による装置全体の前進を繰り返してトンネルを掘削して行く、ことを特徴とする請求項４に記載のトンネル掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支保工組付け及びコンクリート吹付けを行うための作業台車及び該作業台車を備えたトンネル掘削装置に係り、詳しくは、支保工組付けを行う支保工組付手段やコンクリート吹付けを行うコンクリート吹付け手段を移動させるための機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、山岳部の道路トンネルや鉄道トンネルを掘削するためのＮＡＴＭ工法では、掘削した部分に支保工を組み付けると共にコンクリートを吹き付ける一次覆工が行われていた。
【０００３】
そして、この一次覆工は、ＮＡＴＭ工法だけでなく、都市部のトンネルを掘削するためのシールド工法にも用いられてきている。
【０００４】
ところで、このような一次覆工を行うためには、
・  支保工の運搬や組み付けを行う支保工エレクターや、
・  トンネル内面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付け機や、
・  高所作業車等の個別機械が用いられている。また、これらの機械の代わりに、トンネル内部を移動可能な架台（ガントリー）に必要な装備（例えば、削孔機械装置、ブーム式支保工エレクター装置、ブーム式コンクリート吹付け装置等）を搭載したトンネルワークステーション（以下、“ＴＷＳ”という）が使用される場合もある（例えば、特許文献１参照）。このＴＷＳは、機械の入れ替えに伴うロス時間が減少し、架台上で作業を行うことから安全性が向上される等の種々の効果を奏する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０８２０７２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の個別機械（支保工エレクターやコンクリート吹付け機や高所作業車等）はサイズが限定されており、大断面のトンネルの一次覆工には（個別機械のサイズが小さ過ぎて）利用できない場合もあった。
【０００６】
また、上述のＴＷＳにしても、サイズはある程度決まっており、大断面のトンネルの一次覆工においては同様の問題があった。特に、支保工エレクター装置やコンクリート吹付け装置はブーム式であって、その稼動範囲（施工できる範囲）はブームの長さで限定されてしまうため、大断面トンネルの全体に一次覆工を行おうとした場合には、その稼動範囲を考慮して、何台もの支保工エレクター装置やコンクリート吹付け装置を架台上の各所に搭載しておく必要があり、その分、設備費が高くなってしまうという問題があった。しかも、大断面トンネルの全体に一次覆工を行う場合には、それら複数の装置（支保工エレクター装置やコンクリート吹付け装置）を順次切り換えて駆動していく必要があり、作業が煩雑になってしまうという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、大断面トンネルであっても一次覆工が可能で、支保工エレクター装置やコンクリート吹付け装置の台数を少なくしてコスト低減及び作業性向上を図ることができる作業台車を提供することを目的とするものである。
【０００８】
また、本発明は、大断面トンネルであっても一次覆工が可能で、支保工エレクター装置やコンクリート吹付け装置の台数を少なくしてコスト低減及び作業性向上を図ることができるトンネル掘削装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に例示するように、トンネル内面（１Ｌ，１Ｒ）に沿うように支保工（２）を組み付けると共に該内面（１Ｌ，１Ｒ）にコンクリートを吹付ける作業を行う作業台車（Ｃ）において、
トンネル内部（Ａ２２）をトンネル軸線（３）に沿って移動できるように構成された基台（４）と、
該基台（４）に支持されて、トンネル軸線（３）に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面（１Ｌ）に沿うように配設された第１及び第２ガイドレール（Ｇ１，Ｇ２）と、
前記基台（４）に支持されて、トンネル軸線（３）に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面（１Ｒ）に沿うように配設された第３及び第４ガイドレール（Ｇ３，Ｇ４）と、
前記第１ガイドレール（Ｇ１）及び前記第２ガイドレール（Ｇ２）の一方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面（１Ｌ）に沿うように支保工（２）を組み付け得る第１支保工組付手段（５Ｌ）と、
前記第１ガイドレール（Ｇ１）及び前記第２ガイドレール（Ｇ２）の他方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面（１Ｌ）にコンクリートを吹付け得る第１コンクリート吹付け手段（６Ｌ）と、
前記第３ガイドレール（Ｇ３）及び前記第４ガイドレール（Ｇ４）の一方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面（１Ｒ）に沿うように支保工（２）を組み付け得る第２支保工組付手段（５Ｒ）と、
前記第３ガイドレール（Ｇ３）及び前記第４ガイドレール（Ｇ４）の他方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面（１Ｒ）にコンクリートを吹付け得る第２コンクリート吹付け手段（６Ｒ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１乃至第４ガイドレール（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、トンネル軸線（３）に沿って移動できるように前記基台（４）に支持され、
各ガイドレール（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）と前記基台（４）との間にはガイドレール駆動手段（７）がそれぞれ介装され、
該ガイドレール駆動手段（７）によって各ガイドレール（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）を移動させるようにした、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１支保工組付手段（５Ｌ）を支持するガイドレール（Ｇ１又はＧ２）には、トンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面（１Ｌ）に沿うような第１足場（８Ｌ）が支持され、
前記第２支保工組付手段（５Ｒ）を支持するガイドレール（Ｇ３又はＧ４）には、トンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面（１Ｒ）に沿うような第２足場（不図示）が支持され、
組付けた支保工（２）間への連結金具（図３の符号１０）の張設やメッシュ部材（図３の符号１１）の配設は、これらの足場（８Ｌ）を利用して行う、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、トンネルの掘削、並びにトンネル内面（１Ｌ，１Ｒ）への支保工組付け及びコンクリート吹付けを行うトンネル掘削装置において、
トンネルを掘削する掘削部（２０）と、
該掘削部（２０）よりも掘削方向後側に配置された作業台車（Ｃ）と、を備え、
該作業台車（Ｃ）が、
トンネル内部（Ａ２２）をトンネル軸線（３）に沿って移動できるように構成された基台（４）と、
該基台（４）に支持されて、トンネル軸線（３）に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面（１Ｌ）に沿うように配設された第１及び第２ガイドレール（Ｇ１，Ｇ２）と、
前記基台（４）に支持されて、トンネル軸線（３）に沿って互いにずれた位置に配置されると共にトンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面（１Ｒ）に沿うように配設された第３及び第４ガイドレール（Ｇ３，Ｇ４）と、
前記第１ガイドレール（Ｇ１）及び前記第２ガイドレール（Ｇ２）の一方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面（１Ｌ）に沿うように支保工（２）を組み付け得る第１支保工組付手段（５Ｌ）と、
前記第１ガイドレール（Ｇ１）及び前記第２ガイドレール（Ｇ２）の他方に移動自在に支持されてトンネルの左側内面（１Ｌ）にコンクリートを吹付け得る第１コンクリート吹付け手段（６Ｌ）と、
前記第３ガイドレール（Ｇ３）及び前記第４ガイドレール（Ｇ４）の一方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面（１Ｒ）に沿うように支保工（２）を組み付け得る第２支保工組付手段（５Ｒ）と、
前記第３ガイドレール（Ｇ３）及び前記第４ガイドレール（Ｇ４）の他方に移動自在に支持されてトンネルの右側内面（１Ｒ）にコンクリートを吹付け得る第２コンクリート吹付け手段（６Ｒ）と、により構成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記掘削部（２０）が、本体（２３）と、該本体（２３）に摺動自在に支持されると共にトンネル内面（１Ｌ，１Ｒ）に沿うように並設された複数のメッセル（２２）と、前記本体（２３）に支持されて各メッセル（２２）を前進させる複数のメッセル用ジャッキ（２４）と、本体（２３）に設置された掘削機（２１）と、前記本体（２３）に設置されて装置全体を前進させる自走手段（２７）と、を有し、
前記掘削機（２１）による掘削、前記メッセル用ジャッキ（２４）による前記メッセル（２２）の前進、及び前記自走手段（２７）による装置全体の前進を繰り返してトンネルを掘削して行く、ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、支保工組付手段（５Ｌ，５Ｒ）やコンクリート吹付け手段（６Ｌ，６Ｒ）を移動自在に支持するガイドレール（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、トンネル上部から下部にかけてトンネルの内面（１Ｌ，１Ｒ）に沿うように配設されているので、トンネルが大断面であっても支保工の組付けやコンクリートの吹付けを内面全体に対して行うことができる。その場合、支保工組付手段（５Ｌ，５Ｒ）やコンクリート吹付け手段（６Ｌ，６Ｒ）は、トンネルの左側及び右側にそれぞれ１台ずつ配置していれば足りるので、稼動範囲がブームの長さで限定されてしまうようなブーム式のものと比べて装置の個数を少なくすることができる。したがって、設備費を低く抑えることができ、駆動すべき装置の個数が少ない分、作業性を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、コンクリート吹付けを行う場合には、前記支保工組付手段（５Ｌ，５Ｒ）を前記コンクリート吹付け手段（６Ｌ，６Ｒ）から遠ざけておくことができ、飛散したコンクリートの支保工組付手段（５Ｌ，５Ｒ）への付着を低減できる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、第１及び第２足場を使用することにより、安全で効率の良い施工が可能となる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、大断面のトンネルに対して、掘削や支保工の組付けやコンクリートの吹付けを行うことができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、セグメントを必要としない分、装置を安くすることができる。
【００１９】
なお、課題を解決するための手段、及び発明の効果におけるカッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲に何ら影響を与えるものではない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図８に沿って、本発明の一実施の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る作業台車の構造を示す横断面図であり、図２は、本発明に係る作業台車の構造等を示す縦断面図であり、図３は、支保工等の配置状態を示す断面図である。また、図４は、自走式シールド装置により拡幅した部分を示す断面図であり、（ａ）  はその水平断面図、（ｂ）  は（ａ）  のＦ１−Ｆ１垂直断面図、（ｃ）  は（ａ）  のＦ２−Ｆ２垂直断面図である。さらに、図５は、自走式シールド装置の構成を示す断面図である。
【００２１】
本発明に係る作業台車Ｃは、図１に示すように、トンネル内面１Ｌ，１Ｒに沿うように支保工２を組み付けると共に該内面１Ｌ，１Ｒにコンクリート（図３の符号１２参照）を吹付ける作業を行うものであって、図２に示すように、トンネル内部Ａ２２をトンネル軸線３に沿って移動できるように構成された基台４を備えている。
【００２２】
この基台４には、第１乃至第４ガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が支持されている。第１ガイドレールＧ１及び第２ガイドレールＧ２は、いずれも、図１に示すように、トンネル内部の左側空間Ａ２２Ｌ（本明細書において“左側”とは、トンネル掘削方向ｘを向いた場合の左側をいい、“右側”とは、トンネル掘削方向ｘを向いた場合の右側をいう）に、トンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面１Ｌに沿うように配設されている。これらのガイドレールＧ１，Ｇ２は、トンネルの左側内面１Ｌに沿うような円弧状をしており、図２に示すように、トンネル掘削方向ｘに沿って前後する位置に（すなわち、トンネル軸線３に沿って互いにずれた位置に）配置されている。また、第３ガイドレールＧ３及び第４ガイドレールＧ４は、いずれも、図１に示すように、トンネル内部の右側空間Ａ２２Ｒに、トンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面１Ｒに沿うように配設されている。これらのガイドレールＧ３，Ｇ４は、トンネルの右側内面１Ｒに沿うような円弧状をしており、トンネル掘削方向ｘに沿って前後する位置に（すなわち、トンネル軸線３に沿って互いにずれた位置に）配置されている。本実施の形態では、このようにガイドレールを左右に分割しているので、断面が左右非対称であるトンネル（例えば、複心円断面のトンネル）の場合でも、左右それぞれのガイドレールをトンネルの左右の断面形状に応じたものとすることにより、後述するような支保工組付けやコンクリート吹付けを行うことができる。
【００２３】
そして、支保工２を組み付ける手段である第１支保工組付手段５Ｌが、前記第１ガイドレールＧ１及び前記第２ガイドレールＧ２の一方に移動自在に支持されていて、トンネルの左側内面１Ｌに沿った位置に支保工２を組付けるように構成されている。
【００２４】
また、コンクリートを吹付ける手段である第１コンクリート吹付け手段６Ｌが、前記第１ガイドレールＧ１及び前記第２ガイドレールＧ２の他方（つまり、上記第１支保工組付手段５Ｌが支持されていない方のガイドレール）に移動自在に支持されていて、トンネルの左側内面１Ｌにコンクリートを吹付けるように構成されている。
【００２５】
さらに、支保工２を組み付ける手段である第２支保工組付手段５Ｒが、前記第３ガイドレールＧ３及び前記第４ガイドレールＧ４の一方に移動自在に支持されていて、トンネルの右側内面１Ｒに沿った位置に支保工２を組付けるように構成されている。
【００２６】
また、コンクリートを吹付ける手段である第２コンクリート吹付け手段６Ｒが、前記第３ガイドレールＧ３及び前記第４ガイドレールＧ４の他方（つまり、上記第２支保工組付手段５Ｒが支持されていない方のガイドレール）に移動自在に支持されていて、トンネルの右側内面１Ｒにコンクリートを吹付けるように構成されている。
【００２７】
これらの第１及び第２支保工組付手段（旋回式鋼製支保工組立装置）５Ｌ，５Ｒ並びに第１及び第２コンクリート吹付け手段（旋回式遠心力コンクリート吹付け装置）６Ｌ，６Ｒは、不図示の駆動手段により各ガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に沿って移動するように構成されている。支保工組付手段５Ｌ，５Ｒやコンクリート吹付け手段６Ｌ，６Ｒを移動自在に支持するガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、トンネル上部から下部にかけてトンネルの内面１Ｌ，１Ｒに沿うように配設されているので、トンネルが大断面であっても支保工の組付けやコンクリートの吹付けを内面全体に対して行うことができる。その場合、支保工組付手段５Ｌ，５Ｒやコンクリート吹付け手段６Ｌ，６Ｒは、トンネルの左側及び右側にそれぞれ１台ずつ配置していれば足りるので、稼動範囲がブームの長さで限定されてしまうようなブーム式のものと比べて装置の個数を少なくすることができる。したがって、設備費を低く抑えることができ、駆動すべき装置の個数が少ない分、作業性を向上させることができる。
【００２８】
また、前記第１乃至第４ガイドレールＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、トンネル軸線３に沿って移動できるように前記基台４に支持させると共に、該基台４との間にガイドレール駆動手段（図２の符号７参照）をそれぞれ介装しておいて、該ガイドレール駆動手段７によって移動できるようにしても良い（図２の符号Ｇ´２参照）。そのように構成した場合には、コンクリート吹付けを行う場合には、前記支保工組付手段５Ｌ，５Ｒを前記コンクリート吹付け手段６Ｌ，６Ｒから遠ざけておくことができ、飛散したコンクリートの支保工組付手段５Ｌ，５Ｒへの付着を低減できる。なお、ガイドレール駆動手段７としては油圧シリンダ等を挙げることができる。
【００２９】
ところで、前記第１支保工組付手段５Ｌを支持するガイドレールＧ１又はＧ２には、トンネル上部から下部にかけてトンネルの左側内面１Ｌに沿うような第１足場（図１の符号８Ｌ参照）を支持させておき、前記第２支保工組付手段５Ｒを支持するガイドレールＧ３又はＧ４には、トンネル上部から下部にかけてトンネルの右側内面１Ｒに沿うような第２足場（不図示）を支持させておくと良い。
このような足場を設けた場合には、支保組み付け作業の様子を容易に見ることができ、安全な施工が可能となる。
【００３０】
前記第１コンクリート吹付け手段６Ｌは、前記第１支保工組付手段５Ｌより掘削方向前側に配置しても掘削方向後側に配置しても良い。前記第２コンクリート吹付け手段６Ｒについても同様で、前記第２支保工組付手段５Ｒより掘削方向前側に配置しても掘削方向後側に配置しても良い。
【００３１】
上述した作業台車Ｃでは、
・  トンネル内面１Ｌ，１Ｒに沿うように支保工２を組み付ける工程と、
・  該内面１Ｌ，１Ｒにコンクリートを吹付ける工程、
とを実施する。なお、図３に示すように、組み付けた支保工２の間に連結金具（例えば、鋼製のタイロッド）１０を張設し、メッシュ部材（例えば、金網）１１を貼り付け、コンクリート１２の吹付けはメッシュ部材１１に対して行うと良い。このようにメッシュ部材１１を配置した場合には、コンクリート１２の剥離防止や割れ防止を図ることができる。なお、かかる場合の連結金具１０やメッシュ部材１１の取り付けは、上述した第１及び第２足場から行えば良い。足場を利用することにより、安全で効率の良い施工が可能となる。
【００３２】
上述した作業台車Ｃをトンネル掘削装置の一部として用いて、トンネルの掘削をした後に、前記作業台車Ｃによるトンネル内面１Ｌ，１Ｒへの支保工組付け及びコンクリート吹付けを行えるようにすると良い。このトンネル掘削装置１００には、図２に示すように、トンネルを掘削する掘削部２０を配置し、上述した作業台車Ｃは、該掘削部２０よりも掘削方向後側に配置すると良い。この掘削装置を用いれば、大断面トンネルの掘削、並びに大断面トンネル内面１Ｌ，１Ｒへの支保工組付け及びコンクリート吹付けを行うことができる。
【００３３】
図２に示す掘削部２０は自走式シールド装置であり、都市部の硬質地盤内にトンネルを掘削する場合などに使用でき、図４（ａ）  に符号Ａ１で示すような既設トンネルを同図の符号Ａ２２で示すように部分的に拡幅する場合にも使用できる。なお、図中の符号Ａ２は拡幅区間を示し、符号Ａ２１は発進基地部を示し、符号Ａ２３は到達基地部を示す。また、符号Ｄの斜線領域は地盤改良範囲を示す。
【００３４】
この自走式シールド装置２０は、本体２３と、該本体２３に摺動自在に支持されると共にトンネル内面１Ｌ，１Ｒに沿うように並設された複数のメッセル２２と、前記本体２３に支持されて各メッセル２２を前進させる複数のメッセル用ジャッキ２４と、本体２３に設置された掘削機２１と、前記本体２３に設置されて装置全体を前進させる自走手段２７と、によって構成し、
・  前記掘削機２１による掘削、
・  前記メッセル用ジャッキ２４による前記メッセル２２の前進、及び
・  前記自走手段２７による装置全体の前進を繰り返してトンネルを掘削して行く、ようにすると良い。この装置を用いれば、推進反力を得るためのセグメントを必要としない分、コストを削減できる。以下、自走式シールド装置の構成について図５等を参照して詳述する。
【００３５】
自走式シールド装置２０の本体２３は、トンネル内面１Ｌ，１Ｒに沿うと共に内側に空間を形成するような形状（図５のような正面視では略馬蹄形状）のフレーム２３０と、該フレーム２３０を内側から支持する支柱２３１と、これらの間に架け渡された作業床２３２と、によって構成すると良い。なお、この図５は、掘削方向前側から自走式シールド装置２０を眺めた様子を示すものであるため、図１とは左右が逆になっている。
【００３６】
各メッセル２２は、短冊状に形成すると共に、トンネル軸線３と平行に、先端が掘削方向ｘを向くように配設すると良い。
【００３７】
前記メッセル用ジャッキ２４は、図２に示すように、一端がブラケット２５を介してメッセル２２に連結され、他端は本体２３に連結されていて、各メッセル用ジャッキ２４を前記掘削方向ｘに沿って伸張させることにより各メッセル２２を前進させるように構成されている。
【００３８】
自走手段２７は、掘削方向ｘに移動可能となるように本体２３の下面と地面との間に配置された複数の短冊状のボトムブレード２７０と、各ボトムブレード２７０と本体２３との間にそれぞれ介装された複数のボトム側ジャッキ２７１と、により構成すると良く、装置全体の前進は、各ボトム側ジャッキ２７１を伸縮させることにより行うと良い（詳細は後述）。
【００３９】
掘削機２１は、作業床２３２に配置すると良い。この掘削機２１としては、ブームの先端に掘削部が設けられたブームカッター等の自由断面掘削機を用いることができる。
【００４０】
次に、図４（ａ）  に示すような拡幅部分Ａ２２を掘削する場合の自走式シールド装置２０の作用について、図６及び図７を参照して説明する。ここで、図６は、自走式シールド装置の作用を説明するための図であり、（ａ）  は自走式シールド装置２０を組み立てた状態を示す図、（ｂ）  は上段のメッセル２２を移動させた状態を示す図、（ｃ）  は中段のメッセル２２を移動させた状態を示す図である。また、図７は、自走式シールド装置の作用を説明するための図であり、（ａ）  は下段のメッセル２２を移動させた状態を示す図、（ｂ）  はメッセル２２の移動が完了して本体２３等を移動させた状態を示す図である。
【００４１】
上述した自走式シールド装置２０を用いて既設トンネルＡ１を拡幅する場合には、図４（ａ）  に示すように、拡幅しようとする拡幅区間Ａ２の端部に相当する位置に発進基地部Ａ２１を築造し、その発進基地部Ａ２１で、図６（ａ）  に示すように自走式シールド装置２０を組み立てる。具体的には、フレーム２３０、支柱２３１及び作業床２３２を構築し、フレーム２３０とトンネル内面との間にはメッセル２２を配置する。そして、作業床２３２には掘削機２１を設置する。
【００４２】
そして、同図に符号Ｂ１で示すような切羽の一部分（正面視では、図４（ｂ）  に斜線で示すような領域であって、既設トンネルＡ１以外の部分。以下、“上段部分”とする）を掘削機２１により掘削し、該掘削終了後に、図６（ｂ）  に示すように、上段部分Ｂ１のメッセル２２をメッセル用ジャッキ２４により前進させて掘削部分を保護する。なお、メッセル２２を前進させるには、該メッセル２２に連結されているメッセル用ジャッキ２４を伸張させると良い。かかる場合、メッセル用ジャッキ２４からの力は本体２３及びメッセル２２の両方に逆向きにそれぞれ作用するが、自走式シールド装置全体の重量が本体２３の移動を阻止する方向に働くので、メッセル２２が前進する。
【００４３】
次に、符号Ｂ２で示すような切羽の一部分（正面視では、図４（ｂ）  に斜線で示すような領域であって、既設トンネルＡ１以外の部分。以下、“中段部分”とする）を掘削機２１により掘削し、該掘削終了後に、図６（ｃ）  に示すように、中段部分Ｂ２のメッセル２２をメッセル用ジャッキ２４により前進させて掘削部分を保護する。
【００４４】
同じようにして、符号Ｂ３で示すような切羽の一部分（正面視では、図４（ｂ）  に斜線で示すような領域であって、既設トンネルＡ１以外の部分。以下、“下段部分”とする）を掘削機２１により掘削し、該掘削終了後に、図７（ａ）  に示すように、下段部分Ｂ３のメッセル２２をメッセル用ジャッキ２４により前進させて掘削部分を保護する。
【００４５】
このようにして、
・  前記掘削機２１による切羽の部分的掘削
・  前記メッセル用ジャッキ２４によりメッセル２２を前進させることによる該掘削した部分の保護、を切羽全体（掘削断面域全体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）に対して順次行って、切羽全体の１ストローク分の掘削及び全メッセルの前進を完了させる。なお、既設トンネルＡ１にはセグメントが配置されているので、上述のような切羽の掘削を行いながら解体していく必要がある。
【００４６】
そして、切羽Ｂの１ストローク分の掘削、並びに既設トンネルの１セグメント分の解体が終了した時点で、自走手段２７により装置全体を前進させる。具体的には以下のようにする。
【００４７】
１つ（或いは幾つかの）ボトム側ジャッキ２７１を伸張させると、ボトム側ジャッキ２７１からの力は本体２３及びボトムブレード２７０の両方に逆向きにそれぞれ作用するが、自走式シールド装置全体の重量が本体２３の移動を阻止する方向に働くのでボトムブレード２７０が前進する。このような動作を全てのボトムブレード２７０について行って、全てのボトムブレード２７０を前進させる。そして、このように全てのボトムブレード２７０が前進したならば、伸張されたままの状態のボトム側ジャッキ２７１を一斉に収縮させる。かかる場合、ボトム側ジャッキ２７１からの力は本体２３及びボトムブレード２７０の両方に逆向きにそれぞれ作用するが、ボトムブレード２７０は地面との間の摩擦力によって移動しないため、本体２３が前進する。本実施の形態によれば、本体２３は自走可能であることから、推進反力を取るための拡幅部分Ａ２２へのセグメントの構築は不要となり、その分、装置及び施工費を安価にすることができる。
【００４８】
そして、メッセル２２を移動させた後のトンネル内面に対しては、上述のように支保工組立てやコンクリート吹付けを行う。
【００４９】
こうして、メッセル２２の前進（図６（ｂ）  （ｃ）  及び図７（ａ）  参照）と本体２３の前進（図７（ｂ）  参照）とを繰り返しながら、既設トンネルＡ１の拡幅が行われる。
【００５０】
なお、作業台車Ｃの後ろ側には、図２及び図８に示すような作業用足場９を配置すると良い。この足場を用いて、支保工補修作業、計測機器取り付けおよび計測作業等の作業を行うと良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る作業台車の構造を示す横断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る作業台車の構造等を示す縦断面図である。
【図３】図３は、支保工等の配置状態を示す断面図である。
【図４】図４は、自走式シールド装置により拡幅した部分を示す断面図であり、（ａ）  はその水平断面図、（ｂ）  は（ａ）  のＦ１−Ｆ１垂直断面図、（ｃ）  は（ａ）  のＦ２−Ｆ２垂直断面図である。
【図５】図５は、自走式シールド装置の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、自走式シールド装置の作用を説明するための図であり、（ａ）  は自走式シールド装置２０を組み立てた状態を示す図、（ｂ）  は上段のメッセル２２を移動させた状態を示す図、（ｃ）  は中段のメッセル２２を移動させた状態を示す図である。
【図７】図７は、自走式シールド装置の作用を説明するための図であり、（ａ）  は下段のメッセル２２を移動させた状態を示す図、（ｂ）  はメッセル２２の移動が完了して本体２３等を移動させた状態を示す図である。
【図８】図８は、作業用足場の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ｌ，１Ｒ      トンネル内面
３              トンネル軸線
４              基台
５Ｌ            第１支保工組付手段
５Ｒ            第２支保工組付手段
６Ｌ            第１コンクリート吹付け手段
６Ｒ            第２コンクリート吹付け手段
７              ガイドレール駆動手段
８Ｌ            第１足場
１０            連結金具
１１            メッシュ部材
２０            掘削部
２１            掘削機
２２            メッセル
２３            本体
２４            メッセル用ジャッキ
１００          トンネル掘削装置
Ｃ              作業台車
Ｇ１              第１ガイドレール
Ｇ２              第２ガイドレール
Ｇ３              第３ガイドレール
Ｇ４              第４ガイドレール
ｘ              掘削方向
【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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【図７】
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【図８】
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