(57)【要約】  【課題】プーリ支持機構がガイド管内を走行し、プーリ支持機構に巻き掛けられたワイヤソーなどの可撓性切削具によって地山を切削する装置において、ガイドレールの設置を不要として、作業の効率化、切削施工の工期の短縮化を図ることができる地山切削装置を提供する。  【解決手段】地山に水平方向に設置された１対のガイド管５ａ，５ｂ内に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、切削用プーリ１１ａ，１１ｂを支持するためのプーリ支持機構６ａ，６ｂと、これらプーリ支持機構に支持された切削用プーリにガイド管間の地山を横切るように巻き掛けられるワイヤソー８とを備えた地山切削装置であって、プーリ支持機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部１６を有し、各ホルダ部の外周にガイド管５ａ，５ｂの内周面に接して走行する複数の走行部材１９が周方向に間隔を置いて設けられている。  【選択図】  図２
2007332733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に水平方向に設置された１対のガイド管内に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、切削用プーリを支持するためのプーリ支持機構と、これらプーリ支持機構に支持された切削用プーリに前記ガイド管間の地山を横切るように巻き掛けられるワイヤソーなどの可撓性切削具とを備えた地山切削装置であって、
前記プーリ支持機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周に前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする地山切削装置。
【請求項２】
各ガイド管内の前記プーリ支持機構の後方に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、前記切削具によって切削された地盤の切削部に挿入される防護プレートの先端部両側をクランプするためのクランプ機構を備え、
前記クランプ機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周には前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項１記載の地山切削装置。
【請求項３】
前記クランプ機構には前記防護プレートを牽引するための引張材が連結されていることを特徴とする請求項２記載の地山切削装置。
【請求項４】
前記プーリ支持機構の後部ホルダ部と前記クランプ機構の前部ホルダ部とは、両ホルダ部を前記ガイド管の管軸方向に切り離し自在で、かつ前記プーリ支持機構のガイド管の周方向回転を阻止する連結手段により連結されていることを特徴とする請求項２又は３記載の地山切削装置。
【請求項５】
前記連結手段は、前記プーリ支持機構の後部ホルダ及び前記クランプ機構の前部ホルダの一方に管軸方向に設けられたロッドと、前記プーリ支持機構の後部ホルダ及び前記クランプ機構の前部ホルダの他方に設けられ、前記ロッドが管軸方向に移動自在に嵌合する孔とからなることを特徴とする請求項４記載の地山切削装置。
【請求項６】
前記切削具は、前記ガイド管の外部に設置された駆動プーリと前記切削用プーリとの間で各ガイド管の内部を通して無端状に巻き掛けられ、
各ガイド管内の前記プーリ支持機構の前方に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、前記切削具のたるみを防止するための補助プーリを支持するための補助プーリ支持機構を備え、
前記補助プーリ支持機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周には前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする１〜５のいずれか１記載の地山切削装置。
【請求項７】
前記走行部材は、ローラからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の地山切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地山切削装置に関し、さらに詳細には、例えば鉄道線路や道路などの車両走行路の下方の地盤に該走行路を横断するトンネルを構築するに際し、地山を防護するプレートを挿入するために該地山を溝状に切削する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道線路や道路などの車両走行路の下方の地盤に該走行路を横断するトンネル（地下構造物）を構築するに際し、予め防護部材を地山に挿入して防護する工法が採用されている。
【０００３】
この防護工法の１つとして、先にこの出願人は、地山をワイヤソーなどの可撓性切削具で水平方向に切削しながら、その切削部に防護プレート（鋼板）を挿入する工法を提案した（特許文献１及び特許文献２参照）。この工法は、地山の変状ひいては鉄道線路の場合は軌道変状を防止することができる極めて有効な工法である。
【０００４】
具体的には、特許文献２に記載のように、ワイヤソーは１対のガイド管内にそれぞれ収容されたプーリ支持機構のプーリに、ガイド管間を横切るように巻き掛けられる。そして、プーリ支持機構をガイド管内で走行させることによりガイド管間の地山を切削している。このプーリ支持機構の走行のために、同文献に記載の技術では、ガイド管内にレールを設置し、このガイドレール上をプーリ支持機構が走行するようにしている。
【０００５】
しかしながら、ガイド管はトンネル長さに相当するものを必要とすることから延長距離が長く、このためガイドレールの設置作業に多大な手間を要するだけでなく、時間を要していた。また、防護プレートの設置精度を良くするためには、ガイドレールの設置精度とプーリ支持機構の取付け精度との双方を考慮する必要があった。
【特許文献１】特開２００４−２０４６２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３３６８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、プーリ支持機構がガイド管内を走行し、プーリ支持機構に巻き掛けられたワイヤソーなどの可撓性切削具によって地山を切削する装置において、ガイドレールの設置を不要として、作業の効率化、切削施工の工期の短縮化を図ることができ、また地山に挿入される防護プレートの設置精度も向上させることができる地山切削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、地山に水平方向に設置された１対のガイド管内に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、切削用プーリを支持するためのプーリ支持機構と、これらプーリ支持機構に支持された切削用プーリに前記ガイド管間の地山を横切るように巻き掛けられるワイヤソーなどの可撓性切削具とを備えた地山切削装置であって、
前記プーリ支持機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周に前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする地山切削装置にある。
【０００８】
上記地山切削装置において、各ガイド管内の前記プーリ支持機構の後方に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、前記切削具によって切削された地盤の切削部に挿入される防護プレートの先端部両側をクランプするためのクランプ機構を備え、
前記クランプ機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周には前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられている。
【０００９】
前記クランプ機構には前記防護プレートを牽引するための引張材が連結されている。前記プーリ支持機構の後部ホルダ部と前記クランプ機構の前部ホルダ部とは、両ホルダ部を前記ガイド管の管軸方向に切り離し自在で、かつ前記プーリ支持機構のガイド管の周方向回転を阻止する連結手段により連結されている構成を採ることもできる。この場合、前記連結手段は、前記プーリ支持機構の後部ホルダ及び前記クランプ機構の前部ホルダの一方に管軸方向に設けられたロッドと、前記プーリ支持機構の後部ホルダ及び前記クランプ機構の前部ホルダの他方に設けられ、前記ロッドが管軸方向に移動自在に嵌合する孔とからなる構成を採ることができる。
【００１０】
また、上記地山切削装置において、前記切削具は、前記ガイド管の外部に設置された駆動プーリと前記切削用プーリとの間で各ガイド管の内部を通して無端状に巻き掛けられ、  各ガイド管内の前記プーリ支持機構の前方に管軸方向に移動自在にそれぞれ収容され、前記切削具のたるみを防止するための補助プーリを支持するための補助プーリ支持機構を備え、
前記補助プーリ支持機構は、その前後部に管軸と直角に配置されるホルダ部を有し、各ホルダ部の外周には前記ガイド管の内周面に接して走行する複数の走行部材が周方向に間隔を置いて設けられている。
【００１１】
前記走行部材としては、ローラを用いることができる。
【００１２】
この発明でいう「ガイド管の内周面に接している複数の走行部材」とは、特にプーリ支持機構の走行部材に関しては、複数の走行部材の全てがガイド管の内周面に接している状態のみならず、一部の走行部材がガイド管の内周面に接し、他の走行部材が非接触となっている状態をも包含する概念である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、プーリ支持機構、さらにはクランプ機構及び補助プーリ支持機構が、ガイド管の内周面に接する走行部材の走行によって移動する。このため、ガイド管内部にガイドレールを設置する必要がなくなり、作業の効率化、工期の短縮化を図ることができる。
【００１４】
また、ガイド管の内周面に接する走行部材によって各機構が精度良く位置決めされるので、地山切削の精度ひいては防護プレートの設置精度を向上させることができる。さらに、走行部材の取付け位置を変えることにより、種々の径のガイド管に対応させたり、ガイド管に対して偏心させたりすることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１はこの発明の実施形態を示す全体概略図であり、（ａ）は水平方向断面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。図２及び図３は、この発明の実施形態を示す詳細図であり、図２は平面図、図３は側面図である。また、図４（Ａ）〜（Ｄ）は図３のそれぞれＡ−Ａ線〜Ｄ−Ｄ線矢視断面図、図５（Ｅ）〜（Ｈ）は図３のそれぞれＥ−Ｅ線〜Ｈ−Ｈ線矢視断面図である。
【００１６】
図１に示されるように、鉄道線路や道路などの走行路１を挟む両側には発進立坑２及び到達立坑３が築造されている。これら発進立坑２及び到達立坑３間の地山内には、防護鋼板（防護プレート）４の幅寸法に対応した間隔を置いて１対のガイド管５ａ，５ｂが設置されている。これらのガイド管５ａ，５ｂとしては、塩化ビニルなどの合成樹脂管が用いられる。
【００１７】
各ガイド管５ａ，５ｂの内部には管軸方向に移動自在に切削用プーリの支持機構６ａ，６ｂと、防護鋼板４のクランプ機構７ａ，７ｂとがそれぞれ収容されている。到達立坑３の内部及び坑外にはワイヤソー８の方向変換や繰り出し長さを調整するための複数の調整用プーリ９と、駆動プーリ１０とが設置されている。
【００１８】
これらの駆動プーリ１０及び調整用プーリ８に巻き掛けられたワイヤソー８は各ガイド管５ａ，５ｂ内を通り、さらにガイド管５ａ，５ｂ間の地山を横切るように切削用プーリ１１ａ，１１ｂ（図２の詳細図参照）に巻き掛けられている。この無端状のワイヤソー８はワイヤに適宜間隔を置いて多数のダイヤモンドビットを取り付けてなる周知のもので、鉄筋コンクリートを切断する際の切断具として知られている。ワイヤソーに代えてチェーンソーを使用することもできる。
【００１９】
到達立坑３には反力壁１２から反力を得て作動する牽引ジャッキ１３が設置されている。この牽引ジャッキ１３に把持されるＰＣ鋼棒（引張材）１４は各ガイド管５ａ，５ｂの内部を通ってクランプ機構７ａ，７ｂに連結されている（詳細は後述する）。
【００２０】
図２，図３，図４及び図５の詳細図に示すように、プーリ支持機構６ａ，６ｂは支持部１５とその前後部に固定されたホルダ部１６とを有している。支持部１５は１対のプレー１７からなり、各支持機構６ａ，６ｂにつきそれぞれ２つずつの切削用プーリ１１ａ，１１ｂが、これらのプレート１７間に軸支されている。無端状のワイヤソー８は、これらのプーリ１１ａ，１１ｂ間で２段になるように巻き掛けられている。２段に巻き掛けるのは、特開２００５−３３６８６５号公報（特許文献２）にも記載のように、切削溝の幅を大きくするためである。
【００２１】
ホルダ部１６はガイド管５ａ，５ｂの管軸と直角に配置される、全体として円形形状の１対のプレート１８からなり、これらのプレート１８間に複数の走行ローラ１９が周方向に間隔を置いて設けられている。具体的には、図４（Ｄ）に示すように、各走行ローラ１９はプレート１８間に固定された１対のブラケット２０間に軸支され、その周面はガイド管５ａ，５ｂの内周面に接している。この走行ローラ１９によりプーリ支持機構６ａ，６ｂがガイド管５ａ，５ｂ内を走行自在となっている。
【００２２】
クランプ機構７ａ，７ｂは、プーリ支持機構６ａ，６ｂの後方にこれとは切り離されて配置され、クランプ部２１とその前後部に固定されたホルダ部２２とを有している。クランプ部２１は基部プレート２３とクランププレート２４とを有し、これらのプレート２３，２４間に防護鋼板４の先端両側部２５が挟持され、ボルト２６により固定される。このクランプ部２１の前後部にはＰＣ鋼棒１４の端部を固定するための固定部２７が設けられている。
【００２３】
ホルダ部２２は、プーリ支持機構６ａ，６ｂのホルダ部１６と同様の構造であり、各構成部材には同一の符合を付してある。このホルダ部２２に設けられた走行ローラ１９により、クランプ機構７ａ，７ｂがガイド管５ａ，５ｂ内を走行自在となっている。
【００２４】
ガイド管５ａ，５ｂ内には、プーリ支持機構６ａ，６ｂの前方に補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂが収容されている。この補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂは、プーリ支持機構６ａ，６ｂと同様に支持部２９と、その前後部に固定されたホルダ部３０とを有している。支持部２９は１対のプレート３１からなり、これらのプレート３１間に管軸直角方向に配列された２つの補助プーリ３２が軸支されている。ワイヤソー８はこれらの補助プーリ３２間を通ることにより、そのたるみが防止されるようになっている。
【００２５】
ホルダ部３０は、プーリ支持機構６ａ，６ｂのホルダ部１６と同様の構造であり、各構成部材には同一の符合を付してある。このホルダ部３０に設けられた走行ローラ１９により、補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂがガイド管５ａ，５ｂ内を走行自在となっている。補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂは、プーリ支持機構６ａ，６ｂとパイプ３３を介して連結され、このパイプ３３の内部をワイヤソー８が通されている。図示しないが、ワイヤソー８のたるみ側となるガイド管５ａにおいては、補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂは適宜間隔を置いて複数設けられ、これらの補助プーリ支持機構間もパイプ３３で連結されている。
【００２６】
図４及び図５に示すように、ガイド管５ａ内には既設の防護鋼板３５の端部が突出している。この既設の防護鋼板３５との干渉を避けるために、あるいは防護鋼板４，３５の端部に継手を取り付けて鋼板どうしを連結する場合には既設の防護鋼板の継手との干渉を避けるために、図４（Ｃ），（Ｄ）及び図５（Ｇ）に示すように、ホルダ部１６，２２，３０のプレート１８には切欠き３７が形成されている。また、ホルダ部１６，２２，３０のプレート１８には、ＰＣ鋼棒１４を通すための切欠き３８が形成されている。また、ワイヤソー８が通過する範囲にあるホルダ部１６，３０のプレート１８には、ワイヤソー８を通すためのスリット３９が切欠き３７と連通して設けられている。さらに、プーリ支持機構６ａ，６ｂの前側ホルダ部１６と、補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂの後側ホルダ部３０との間のパイプ３３には、ワイヤソー８の方向を変えるためのスリット４０が設けられている。
【００２７】
上述のような地盤切削装置により、次のようにして地山が切削され、また防護鋼板４が地山に挿入される。すなわち、ワイヤソー８は図１に示した駆動プーリ１０の駆動により循環走行し、同時に到達立坑３側に牽引される。このワイヤソー８の循環走行と牽引により、ガイド管５ａ，５ｂの周壁が管軸方向にスリット状に切断されるとともに、ガイド管５ａ，５ｂ間の地山がスリット状に切削される。地山の切削に伴って、ＰＣ鋼棒１４の牽引により防護鋼板４が牽引され、防護鋼板４はワイヤソー８による切削部に挿入される。
【００２８】
このような地山切削及びそれに伴う防護鋼板４の地山への挿入時において、プーリ支持機構６ａ，６ｂ、クランプ機構７ａ，７ｂ及び補助プーリ支持機構２８ａ，２８ｂは、いずれもガイド管５ａ，５ｂの内周面に接する走行ローラ１９の走行によって移動する。このため、ガイド管５ａ，５ｂ内部にガイドレールを設置する必要がなくなり、作業の効率化、工期の短縮化を図ることができる。
【００２９】
また、ガイド管５ａ，５ｂの内周面に接する走行ローラ１９によって各機構が精度良く位置決めされるので、地山切削の精度ひいては防護鋼板の設置精度を向上させることができる。さらに、走行ローラ１９の取付け位置を変えることにより、種々の径のガイド管に対応させたり、ガイド管に対して偏心させたりすることも可能となる。
【００３０】
さらに、プーリ支持機構６ａ，６ｂはクランプ機構７ａ，７ｂとは切り離されてガイド管５ａ，５ｂに収容されているので、ワイヤソー８に作用する牽引力はプーリ支持機構６ａ，６ｂのみに作用する。このため、ワイヤソー８には無理な力がかかることがない。また、万が一ワイヤソー８が切れたとき、プーリ支持機構６ａ，６ｂのみを回収すればよいので、復旧作業を容易に行うことができる。
【００３１】
図６は、別の実施形態を示す平面図である。上記実施形態では、プーリ支持機構６ａ，６ｂはクランプ機構７ａ，７ｂとは切り離されてガイド管５ａ，５ｂに収容されている。このような構成とすることにより、上記したような利点があるが、その一方で不具合も生じる。すなわち、ワイヤソー８はプーリ支持機構６ａ，６ｂ間で２段に巻き掛けられているので、その張力によりプーリ支持機構６ａ，６ｂには互いに引き寄せようとする力が作用する。この結果、プーリ支持機構６ａ，６ｂにはガイド管５ａ，５ｂ内でその周方向に回転しようとする力が作用し、ワイヤソー８による地山の切削溝と防護鋼板４との間にずれが生じてしまう。
【００３２】
そこで、この実施形態では、プーリ支持機構６ａ，６ｂの回転を阻止する手段が設けられている。この手段は、プーリ支持機構６ａ，６ｂの後部ホルダ部１６と、クランプ機構７ａ，７ｂの前部ホルダ部２２とを、ガイド管５ａ，５ｂの管軸方向に切り離し自在で、かつプーリ支持機構６ａ，６ｂの回転を阻止するように連結する連結手段である。この連結手段は、この実施形態では次のような構造が採用されている。
【００３３】
すなわち、プーリ支持機構６ａ，６ｂの後部ホルダ１６の後面にはガイド管５ａ，５ｂの管軸方向に延びる２本のロッド５０が設けられている。他方、クランプ機構７ａ，７ｂの前部ホルダ部２２には、該ホルダ部２２を構成する１対のプレート１８，１８のそれぞれに各ロッド５０に対応した孔５１が設けられている。この孔５１にロッド５０が管軸方向に移動自在に嵌合している。
【００３４】
このような構造において、クランプ機構７ａ，７ｂは防護鋼板４をクランプしているので、ガイド管５ａ，５ｂの周方向には回転はできない。プーリ支持機構６ａ，６ｂは、この回転できないクランプ機構７ａ，７ｂにロッド５０を介して連結されているので、回転することができない（図６（ａ））。また、ロッド５０は孔５１に移動自在に嵌合しているので、ワイヤソー８に作用する牽引力はプーリ支持機構６ａ，６ｂのみに作用し、上記実施形態と同様に、ワイヤソー８には無理な力がかかることがない。
【００３５】
また、ロッド５０は孔５１から抜け出すことが可能であり、したがってプーリ支持機構６ａ，６ｂをクランプ機構７ａ，７ｂから切り離すことが可能である（図６（ｂ））。これにより、上記実施形態と同様に、万が一ワイヤソー８が切れたとき、プーリ支持機構６ａ，６ｂのみを回収することができる。
【００３６】
なお、図６に示した実施形態とは逆に、ロッド５０をクランプ機構７ａ，７ｂの前部ホルダ部２２に設け、孔５１をプーリ支持機構６ａ，６ｂの後部ホルダ部１６に設けるようにしてもよい。また、ロッド５０は２本に限らず、１本あるいは３本以上であってもよい。
【００３７】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採りうる。例えば、上記実施形態では走行部材としてローラが示されているが、ソリを用いることもできる。また、走行部材のみによらず、走行部材とレールとを併用した態様も採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態を示す全体概略図であり、（ａ）は水平方向断面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。
【図２】実施形態の詳細を示す平面図である。
【図３】実施形態の詳細を示す側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は図３のそれぞれＡ−Ａ線〜Ｄ−Ｄ線矢視断面図である。
【図５】（Ｅ）〜（Ｈ）は図３のそれぞれＥ−Ｅ線〜Ｈ−Ｈ線矢視断面図である。
【図６】別の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      走行路
２      発進立坑
３      到達立坑
４      防護鋼板
５ａ，５ｂ      ガイド管
６ａ，６ｂ      プーリ支持機構
７ａ，７ｂ      クランプ機構
８      ワイヤソー
１１ａ，１１ｂ      切削用プーリ
１３      牽引ジャッキ
１４      ＰＣ鋼棒
１５      支持部
１６      ホルダ部
１９      走行ローラ
２１      クランプ部
２２      ホルダ部
２８ａ，２８ｂ      補助プーリ支持機構
２９      支持部
３０      ホルダ部
３１      プレート
３２      補助プーリ
【図１】
2007332733.tif 000003
【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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