(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜坑掘削機により掘削した掘削壁面の少なくとも底面部に斜坑掘削機の滑落防止材を組み立てる方法であって、滑落防止材は中央滑落防止材とその両側に配する外側滑落防止材とからなり、まず、トンネル周方向に既に組み立てた中央滑落防止材と外側滑落防止材とに斜坑掘削機の後部に設けている複数本のジャッキを当接、受止させた状態から中央滑落防止材に当接しているジャッキを収縮させて該ジャッキと上記中央滑落防止材との間の空間部に新設すべき中央滑落防止材を介在させ、中央部のジャッキを伸長させることによって中央滑落防止材の前端面に当接、受止させ、次いで、既設の上記外側滑落防止材に当接しているジャッキを収縮させてこれらのジャッキと既設の外側滑落防止材の前端面との間に新設すべき外側滑落防止材を介在させ、ジャッキを伸長させて新設した上記外側防止材の前端面に当接、受止させることを特徴とする斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法。
【請求項２】
中央滑落防止材は、左右一対の滑落防止ピースを枕木によって連結してなることを特徴とする請求項１に記載の斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法。
【請求項３】
外側滑落防止材は、中央滑落防止材の滑落防止ピースの外側端面にその内側端面を接合させてボルトにより一体に連結するように構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水力発電所の水圧管路用斜坑等を掘削する斜坑掘削機において、掘削中における斜坑掘削機の滑落を防止する滑落防止材の組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、山岳地盤に水力発電所の水圧管路を形成するための斜坑を掘削するには、ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）と称されている斜坑掘削機によって地盤の下方から上方に向かって地盤を掘削し、掘削した土砂を斜坑の傾斜底面を通じて下方に搬出しながら掘進することにより行われている。このような急勾配の斜坑を斜坑掘削機によって掘削する場合、該斜坑掘削機はその自重によって後退しようとし、掘削機の胴部に設けたグリッパを掘削壁面に押接させても岩盤が軟岩層の場合には強固な圧着力が得られず、滑落する虞れがある。
【０００３】
このため、本願出願人等は、特開平９ー１７７４７１号公報に開示しているよような斜坑掘削機の滑落防止壁構造を案出した。この滑落防止壁構造は、斜坑の掘削壁面の底面両側部に、掘削壁面の周方向に沿って湾曲した鋼製リブ枠を固定し、この鋼製リブ枠に斜坑掘削機の後端部に設けているジャッキを受止させることによって斜坑掘削機の滑落を防止するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記滑落防止壁においては、斜坑掘削機が一定長、掘進する毎に、斜坑掘削機側の全てのジャッキを収縮させて該滑落防止壁を構成している鋼製リブ枠から離間させ、この鋼製リブ枠と上記収縮させたジャッキとの間に次の鋼製リブ枠を組み立てたのち、上記全てのジャッキを一斉に伸長させて新たに組立てた鋼製リブ枠からなる滑落防止壁の前端面に当接、受止させているために、滑落防止壁の組立時には、斜坑掘削機が滑落防止壁に受止されない状態となって後退や滑落が生じる虞れがあると共に滑落防止壁の組立作業に危険を伴うという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、滑落防止材の組立時においても常に斜坑掘削機の後退、滑落を防止しながら組立てを可能にし得る斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法は、請求項１に記載したように、斜坑掘削機により掘削した掘削壁面の少なくとも底面部に斜坑掘削機の滑落防止材を組み立てる方法であって、滑落防止材は中央滑落防止材とその両側に配する外側滑落防止材とからなり、まず、トンネル周方向に既に組み立てた中央滑落防止材と外側滑落防止材とに斜坑掘削機の後部に設けている複数本のジャッキを当接、受止させた状態から中央滑落防止材に当接しているジャッキを収縮させて該ジャッキと上記中央滑落防止材との間の空間部に新設すべき中央滑落防止材を介在させ、中央部のジャッキを伸長させることによって中央滑落防止材の前端面に当接、受止させ、次いで、既設の上記外側滑落防止材に当接しているジャッキを収縮させてこれらのジャッキと既設の外側滑落防止材の前端面との間に新設すべき外側滑落防止材を介在させ、ジャッキを伸長させて新設した上記外側防止材の前端面に当接、受止させることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、上記斜坑掘削機の滑落防止材の組立方法において、中央滑落防止材を、左右一対の滑落防止ピースを枕木によって連結してなる構造としていることを特徴とし、請求項３に係る発明は、外側滑落防止材を、中央滑落防止材の滑落防止ピースの外側端面にその内側端面を接合させてボルトにより一体に連結するように構成していることを特徴としている。
【０００８】
【作用及び効果】
斜坑掘削機が一定長、掘進する毎にその後方のトンネル掘削壁面の少なくとも下半部における底面部に中央滑落防止材と外側滑落防止材とをトンネル周方向に組み立てる。この際、先に組み立てた中央滑落防止材と外側滑落防止材とに当接、受止させている斜坑掘削機における複数本のジャッキのうち、まず、中央滑落防止材に当接、受止させているジャッキを収縮させ、この既設の中央滑落防止材の前端面に新設すべき中央滑落防止材の後端面を接合して一体に連結する。この間、既設の外側滑落防止材に当接、受止させているジャッキによって斜坑掘削機の後退、滑落を防止する。
【０００９】
次いで、収縮させておいたジャッキを伸長させて新設した上記中央滑落防止材の前端面に当接、受止させ、しかるのち、既設の外側滑落防止材に当接、受止させているジャッキを収縮させてこれらの外側滑落防止材の前端面に新設すべき外側滑落防止材の後端面を接合、連結したのち、ジャッキを伸長させることによって新設した外側滑落防止材の前端面に当接、受止させる。
【００１０】
このように、滑落防止材の組立時に、斜坑掘削機の後部に配設している全てのジャッキを収縮させることなく、中央滑落防止材と外側滑落防止材とにいずれかに当接、受止させておくので、斜坑掘削機の後退、脱落を確実に防止することができ、滑落防止材の組立作業を安全に行うことができる。さらに、外側滑落防止材にジャッキを当接、受止させた状態にしてまず、中央滑落防止材を先に既設の中央滑落防止材の前端面に接合、連結させるものであるから、トンネル長さ方向に正確に設置することができ、中央滑落防止材上に敷設する軌道の中心を所定の位置に確保することができるものである。
【００１１】
また、請求項２に係る発明によれば、上記中央滑落防止材を、左右一対の滑落防止ピースを枕木によって連結してなる構造としているので、滑落防止ピースと共に枕木の配設作業が同時に行え、中央滑落防止材の組み込み作業が円滑且つ能率よく行えると共に枕木の下方空間部を斜坑掘削機からのずり排出シュートの配設空間部に利用することができる。
【００１２】
さらに、請求項３に係る発明によれば、外側滑落防止材の内側端面を上記中央滑落防止材の滑落防止ピースの外側端面に接合させてボルトにより一体に連結するように構成しているので、外側滑落防止材の位置合わせも正確に且つ迅速に行えると共に中央滑落防止材と外側滑落防止材とを強固に一体化させた滑落防止材を組み立てることができて斜坑掘削機の支持強度が一層増大し、斜坑掘削機の後退、滑落の防止と共に作業の安全性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１は斜坑掘削機10によってトンネル（斜坑）を掘削している状態を示すもので、斜坑掘削機10により掘削されたトンネル掘削壁面１には図２に示すように、斜坑掘削機10の後退、滑落を防止するための滑落防止壁２が形成される。この滑落防止壁２はトンネル掘削壁面１の下半部における底面中央部に配設される中央滑落防止材2Aと、この中央滑落防止材2Aを中央にしてその両外側方に配設される矩形枠状の外側滑落防止材2B、2Bと、トンネル掘削壁面１における上半部からこれらの外側滑落防止材2B、2Bの外側端面に達する壁面部分を被覆するトンネル覆工層2Cとから構成されている。なお、このトンネル覆工層2Cは滑落防止材としては必ずしも設けておく必要はない。
【００１４】
上記中央滑落防止材2Aは、図３に示すように、トンネル掘削壁面１の周方向に沿って該掘削壁面１の円周方向の面と同一湾曲度でもって円弧状に湾曲した左右一対の鋼製矩形状枠からなる滑落防止ピース３、３と、これらの滑落防止ピース３、３間を一体に連結する一定長さを有する枕木４とからなり、上記滑落防止ピース３は一定の長さを有する直状の帯鋼板からなる内外枠片3a、3bの前端間と後端間を、トンネル掘削壁面１の周方向に沿って円弧状に湾曲した一定の円弧長を有する帯鋼板からなる前後枠片3c、3dによってそれぞれ溶接等により一体に連結してなり、さらに、前後枠片3c、3dの対向面中央部間に縦リブ材3eを固着してこの縦リブ材3eの長さ方向の中央部に枕木取付用孔部3fを形成していると共に外側の枠片3aと前後枠片3c、3dとに一定間隔毎に複数個のボルト挿通孔3gを穿設してなる構造を有している。
【００１５】
なお、この中央滑落防止材2Aは、左右一対の滑落防止ピース３、３間を予め枕木４によって一体に連結しておいてもよく、施工時に現場において枕木４の両端部を左右一対の滑落防止ピース３、３の上記枕木取付用孔部3f、3fに固着することにより一体化してもよい。
【００１６】
一方、外側滑落防止材2Bは、図４に示すように、上記中央滑落防止材2Aにおける滑落防止ピース３とは、枕木取付用孔部3fを設けていない点以外は略同一形状に形成されている。即ち、一定の長さを有する直状の帯鋼板からなる内外枠片2b1 、2b2 の前端間と後端間を、トンネル掘削壁面１の周方向に沿って円弧状に湾曲した一定の円弧長を有する帯鋼板からなる前後枠片2b3 、2b4 によってそれぞれ溶接等により一体に連結して中央滑落防止材2Aと同一形状のトンネル掘削壁面１の円周方向に沿って湾曲した矩形枠状に形成してなり、さらに、前後枠片2b3 、2b4 の対向面中央部間に縦リブ材2b5 を固着していると共に内側の枠片2b2 と前後枠片2b3 、2b4 とに一定間隔毎に複数個のボルト挿通孔2b6 を穿設してなる構造を有している。なお、この外側滑落防止材2Bの前後枠片2b3 、2b4 の円弧長は、中央滑落防止材2Aにおける滑落防止ピース３の前後枠片3c、3dと必ずしも同一円弧長に形成しておく必要はないが、トンネル長さ方向に指向する内外枠片2b1 、2b2 の長さは滑落防止ピース３の内外枠片3a、3bと同一長さに形成されている。
【００１７】
また、上記中央滑落防止材2Aと外側滑落防止材2Bとは、従来の鋼製セグメントのように掘削壁面１に面接触させるスキンプレートは張設されてなく、内外及び前後枠片によって囲まれた空間部はトンネル内側から掘削壁面１に向かった全面的に貫通した構造に形成されている。
【００１８】
斜坑掘削機10は、図５に示すように円筒形状の前胴部11と後胴部12を直列に接続してなり、前胴部11内にカッタ板13の回転駆動機構14を配設していると共に前胴部11と後胴部12との複数個所間をスラストジャッキ15により連結している。また、前胴部11と後胴部12との周壁には、周方向に適宜間隔毎に油圧シリンダ（図示せず）の作動によって胴内からトンネル掘削壁面１に向かって出没するフロントグリッパ１6 リアグリッパ17をそれぞれ配設している。
【００１９】
さらに、後胴部12の後部内周面における下部には、上記中央滑落防止材2Aの左右滑落防止ピース３、３に対応させてこれらの滑落防止ピース３、３に当接、受止させる滑落防止用ジャッキ18、18と、これらのジャッキ18、  18の外側方に配設されて上記両外側滑落防止材2B、2Bに当接、受止させる滑落防止用ジャッキ19、19とが前後方向に向けて装着されている。20はカッタ板13によって掘削したずりを斜坑掘削機10から後方に排出するためのシュートである。
【００２０】
このように構成した斜坑掘削機10によって硬質岩盤層からなる山岳地盤に斜坑Ｔを掘削すると共にその後方の掘削壁面１に滑落防止壁２を組み立てる施工方法を説明すると、斜坑Ｔの掘進時には、スラストジャッキ15を収縮させていると共にリアグリッパ17を伸長させて掘削壁面１に圧着させることにより斜坑掘削機10を支持させる一方、フロントグリッパ16を収縮させて掘削壁面１に対する圧着を解除し、さらに、全ての滑落防止用ジャッキ18、19のロッド先端に取付けているスプレッダを先に組み立てた滑落防止壁２における中央滑落防止材2Aの滑落防止ピース３、３と外側滑落防止材2B、2Bとの前端面に当接、受止させた状態とし、この状態からカッタ板13を回転させながらスラストジャッキ15を伸長させることにより後胴部6bに対して前胴部6aを前進させて斜坑Ｔの掘削を行う。
【００２１】
一定長の斜坑Ｔを掘削すると、フロントグリッパ16を前胴部6aから突出させて掘削壁面１に圧着させることにより斜坑掘削機10を掘削壁面１に支持させたのち、リアグリッパ17を後退させて掘削壁面３から離間させ、しかるのち、スラストジャッキ15を収縮させながらその収縮量に応じて滑落防止ジャッキ18、19を伸長させてそれぞれのロッド先端に取付けているスプレッダを中央及び外側滑落防止材2A、2Bに当接させた状態にして斜坑掘削機10の後退、滑落を防止しながら後胴部6bを一定長前進させる。
【００２２】
次いで、先に施工した滑落防止壁２の前側に次の滑落防止壁２の施工を行う。この作業は、図６に示すように、まず、既設の中央滑落防止材2Aの滑落防止ピース３、３に支持させている滑落防止用ジャッキ18、18を収縮させてこれらのジャッキ18、18と上記既設の中央滑落防止材2Aとの間における掘削壁面１の底面に次の中央滑落防止材2Aが組立可能な作業空間を形成し、外側滑落防止材2B、2Bに対応するジャッキ19、19を収縮させることなくそれぞれの外側滑落防止材2B、2Bに当接させた状態を維持したまま上記作業空間に新たな中央滑落防止材2Aを敷設して該中央滑落防止材2Aを既設の中央滑落防止材2Aに連結すると掘削壁面１に固定する。
【００２３】
詳しくは、新設すべき上記中央滑落防止材2Aにおける左右一対の滑落防止ピース３、３の後側枠片3dを、既設の中央滑落防止材2Aにおける左右一対の滑落防止ピース３、３の前側枠片3cに接合して互いに合致したボルト挿通孔3g、3g間にボルト21を挿通し、ナットにより固定する。この際、枕木４は予め左右の滑落防止ピース３、３間に連結しておいてもよいし、一方の滑落防止ピース３を対向する既設の滑落防止ピース３に接合、連結したのち、この新設した滑落防止ピース３に枕木４の一端を連結し、しかるのち、この枕木４の他端を他方の滑落防止ピース３の連結した状態にしてこの滑落防止ピース３を対向する既設の滑落防止ピース３に接合、連結してもよい。
【００２４】
このように、既設の中央滑落防止材2Aの左右滑落防止ピース３、３に新設の中央滑落防止材2Aの左右滑落防止ピース３、３を接合、連結するので、これらの左右滑落防止ピース３、３間に架設状態で一体に連結している枕木４の中央を斜坑Ｔの底部中央に正確に位置させることができ、該枕木４上に軌道22を精度よく敷設することができる。なお、この枕木４の下方空間部における掘削壁面１の底面中央部上に一定長さのずり排出シュートを設置して斜坑掘削機10からのずり排出シュート20の後端に継ぎ足すと共に該排出シュートの後端を既設の排出シュートの前端に連結する。
【００２５】
こうして既設の中央滑落防止材2Aに対する新設の中央滑落防止材2Aの連結作業が終わると、図７に示すように収縮させておいたジャッキ18、18を伸長させてこの新設した中央滑落防止材2Aの左右滑落防止ピース３、３の前端面に当接、受止させたのち、次にこの左右滑落防止ピース３、３の外側の掘削壁面１に新設すべき外側滑落防止材2B、2Bを敷設して固定する。
【００２６】
この外側滑落防止材2Bの施工作業は、これらの外側滑落防止材2B、2Bの前端面に当接、受止させているジャッキ19、19を収縮させてこれらのジャッキ19、19と既設の外側滑落防止材2B、2Bとの間における掘削壁面１の底面両側部に次の外側滑落防止材2Bが組立可能な作業空間を形成し、この作業空間に新たな外側滑落防止材2Bを敷設して上記新設した中央滑落防止材2Aの両外側にこれらの外側滑落防止材2B、2Bを連結する。
【００２７】
詳しくは、掘削壁面１の底面中央部に敷設した上記中央滑落防止材2Aの左右両外側方における掘削壁面１上に外側滑落防止材2B、2Bを設置してこれらの外側滑落防止材2B、2Bの内側枠片2b2 と後側枠片2b4 とを新設した上記中央滑落防止材2Aにおける左右滑落防止ピース３、３の外側枠片3aと既設の外側滑落防止材2B、2Bの前側枠片2b3 とにそれぞれ接合させて互いに合致したボルト挿通孔2b6 、3g間にボルト21を挿通し、ナットにより固定するものである。
【００２８】
このように新設の中央滑落防止材2Aと外側滑落防止材2B、2Bとの組立作業は、中央滑落防止材2Aの組立時には外側滑落防止材2B、2Bにジャッキ19、19を当接、受止させて斜坑掘削機10の後退、滑落を防止し、外側滑落防止材2B、2Bの組立時には、中央滑落防止材2Aにジャッキ18、18を当接、受止させて斜坑掘削機10の後退、滑落を防止するので、斜坑掘削機10の後退、滑落を常に防止しながら安全に作業を行うことができる。しかるのち、中央滑落防止材2Aにおける左右滑落防止ピース３、３の枠内と外側滑落防止材2B、2Bの枠内を通じて図２に示すように、掘削壁面１にアンカーボルト23を打ち込むと共に上記全ての枠内にコンクリート（図示せず）を打設して枠内に突出させているアンカーボルト23の頭部を該コンクリート内に埋設、固着させることにより中央滑落防止材2Aと外側滑落防止材2B、2Bとを掘削壁面１に強固に固定する。
【００２９】
こうして掘削壁面１の底面部にトンネル長さ方向に一定幅を有する中央滑落防止材2Aと外側滑落防止材2B、2Bとをトンネル周方向に組立、固定したのち、トンネル掘削壁面１における上半部からこれらの外側滑落防止材2B、2Bの外側端面に達する壁面部分にトンネル覆工層2Cを施工する。
【００３０】
このトンネル覆工層2Cの施工は、掘削壁面１にコンクリートを吹き付けることによって行われるが、予め、上記外側滑落防止材2B、2Bに、この外側滑落防止材2Bと同一厚みでトンネル長さ方向に対して同一長さを有し、且つトンネル周方向に円弧状に湾曲した矩形状枠（図示せず）を連結しておき、この矩形状枠内にコンクリートを吹き付けて滑落防止材と略同一厚みのコンクリート層を形成し、該トンネル覆工層2Cと上記中央滑落防止材2A及び外側滑落防止材2B、2Bとによって１リング分の滑落防止壁２を形成するものである。
【００３１】
この滑落防止壁２の形成後、再び、上記同様にリアグリッパ17を掘削壁面１に圧着させて斜坑掘削機10を支持させると共に全ての滑落防止用ジャッキ18、19のロッド先端を上記のようにして組立てた滑落防止壁２における中央滑落防止材2Aの滑落防止ピース３、３と外側滑落防止材2B、2Bとの前端面に当接、受止させた状態からカッタ板13を回転させながらスラストジャッキ15を伸長させることにより後胴部6bに対して前胴部6aを前進させて斜坑Ｔの掘削を行う工程と、一定長の斜坑Ｔの掘削後にフロントグリッパ16を前胴部6aから突出させて掘削壁面１に圧着させることにより斜坑掘削機10を掘削壁面１に支持させたのち、リアグリッパ17を後退させて掘削壁面３から離間させ、しかるのち、スラストジャッキ15を収縮させながらその収縮量に応じて滑落防止ジャッキ18、19を伸長させてそれぞれのロッド先端に取付けているスプレッダを中央及び外側滑落防止材2A、2Bに当接させた状態にして斜坑掘削機10の後退、滑落を防止しながら後胴部6bを一定長前進させる工程と、先に施工した上記滑落防止壁２の前側に上記同様にして次の滑落防止壁２の施工を行う工程とを順次繰り返し行って斜坑Ｔの掘削壁面１に長さ方向に連続した滑落防止壁を築造するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】斜坑を掘削している状態の簡略縦断正面図、
【図２】その滑落防止壁部分の縦断正面図、
【図３】中央滑落防止材の斜視図、
【図４】外側滑落防止材の斜視図、
【図５】斜坑掘削機の簡略縦断側面図、
【図６】中央滑落防止材を施工している状態の平面図、
【図７】外側滑落防止材を施工している状態の平面図。
【符号の説明】
１  掘削壁面
２  滑落防止材
2A  中央滑落防止材
2B  外側滑落防止材
３  滑落防止ピース
４  枕木
10  斜坑掘削機
18、19  ジャッキ
【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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