(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪坑内に立設される垂直運搬装置を併設された覆工材のストックラックと、地上部でそのストックラック位置から所要距離離れて設置される覆工材受け入れヤードの荷受け設備とを覆工材の搬送路で繋いで竪坑を通じ掘削隧道内に覆工材を搬入する設備において、
前記覆工材受け入れヤードに設置される荷受け設備である橋形クレーンは、支持脚の上部に所要の間隔で平行する二本の桁が設けられ、これら桁間に架設されて走行自在な横桁上に覆工材吊上げ装置の吊上げ駆動機構が横行可能に搭載され、前記橋形クレーンの支持脚間の内側には、その支持脚間に進入する運搬車輌と干渉しない高さ位置に受け棚が付設され、当該受け棚上に受け入れる覆工材の仮置き台が複数設けられていることを特徴とする隧道構築用覆工材の搬入システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隧道の掘削構築作業において使用される覆工材を、工場など外部からの荷受け個所から坑内への供給用昇降装置へ能率よく送り込む隧道構築用覆工材の搬送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に掘削構築される隧道の内周面を覆工する覆工材を搬入するには、地上部から隧道内のトンネル掘進機後部位置まで、隧道の掘削開始位置に構築された竪坑に設置される昇降装置、またはクレーンによって地上部から竪坑内底部まで順次運び込まれ、その竪坑内底部から隧道内に敷設された軌道に沿って運行される坑内運搬車輌に積み込まれてトンネル掘進機の後部位置まで輸送されている。その覆工材の搬入に際しては、通常掘削されるトンネルの内周壁を覆工するに要する覆工材の一リング分のセグメントを複数個（例えば２〜３個）ずつ分けて坑内運搬車輌に積み込んで搬送できるように供給されている。
【０００３】
このように覆工材（セグメント）を地上部から掘削坑内に搬入するには、クレーンや垂直昇降機など複数の扛重機械を必要とするので、それら機械を操作するためと、搬送される覆工材を各扛重機械や横移動させる運搬装置の移し替えなどのために、多くの作業者を必要とする。また、搬送する覆工材を地上部において貯蔵するのに多くのスペースを必要とし、その在庫管理にも手数を要するので、非能率的であった。
【０００４】
このような問題点を解決する手段として、例えば特開平４−７０４９８号公報にて開示されるように、竪坑内に覆工材を貯蔵するストックラックを設置して、このストックラックの前面に昇降装置（垂直運搬装置）を設置し、この昇降装置の搬器に前記ストックラックと搬器との間で搬送する覆工材を受け払いできるようにする移載装置を搭載したものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記竪坑内に覆工用のセグメントのストックラックを設置して貯蔵スペースを少なくするようにしても、このストックラックに貯蔵する覆工材（覆工用リングのセグメント）は地上部から補給する必要があり、地上に別の貯蔵設備を設置するのでは、貯蔵のための敷地を広く確保しなければならず、都市部のように広い敷地の確保が困難である工事現場では、地上部における貯蔵のためのスペースを如何に少なくするかという課題がある。
【０００６】
しかも、最近ではトンネル掘進機の能力向上により掘進速度が速くなり、それに伴ない掘削後の覆工作業も当然早まりつつある。そのために、覆工に使用されるセグメントを如何に地上部での貯蔵量を少なくして効率よくトンネル掘進機の後部まで供給できるようにするかが、都市部における地下隧道工事の合理化に係る問題点となっている。
【０００７】
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたものであり、竪坑内に設置されたストックラックに一旦受け入れる覆工材の供給手段として、地上部で作業現場へ運び込まれてくる覆工材受け入れヤードを設けて、この覆工材受け入れヤードにおいて外部から運び込まれる覆工材を受け入れると同時にそのままストックラックに順次仕訳して運び込むようにする操作を自動化できるようにして、地上部における覆工材の貯蔵スペースの解消と覆工材の供給操作の合理化を図る隧道構築用覆工材の搬送システムを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためになされた本発明の隧道構築用覆工材の搬入システムは、
竪坑内に立設される垂直運搬装置を併設された覆工材のストックラックと、地上部でそのストックラック位置から所要距離離れて設置される覆工材受け入れヤードの荷受け設備とを覆工材の搬送路で繋いで竪坑を通じ掘削隧道内に覆工材を搬入する設備において、
前記覆工材受け入れヤードに設置される荷受け設備である橋形クレーンは、支持脚の上部に所要の間隔で平行する二本の桁が設けられ、これら桁間に架設されて走行自在な横桁上に覆工材吊上げ装置の吊上げ駆動機構が横行可能に搭載され、前記橋形クレーンの支持脚間の内側には、その支持脚間に進入する運搬車輌と干渉しない高さ位置に受け棚が付設され、当該受け棚上に受け入れる覆工材の仮置き台が複数設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、荷受け設備としての橋形クレーンにおいて、その内部に進入した覆工材を積載して運び込まれる運搬車輌から所定量ずつ吊り上げられる覆工材を、一旦支持脚間の内側に設けられている受け棚上の仮置き台に預けておき、搬送台車によるストックラックへの搬入操作を行っている間に、仮置きした分を搬送台車への供給部まで順次運び出すようにして搬送台車の稼動を有効に行わせるとともに、運搬車輌からの荷受け時間を短縮して、作業効率の向上を図ることができるという効果を奏するのである。
【００１０】
前記覆工材吊上げ装置としては、ホイストにより吊り下げられる吊下げ支持枠の下側に、覆工材を受け入れる角形に枠組みされた覆工材保持枠を、上端部で前記吊下げ支持枠に枢支されて所要間隔で一対吊設され、これら覆工材保持枠は基端を前記吊下げ支持枠に支持されてリニアアクチュエータの可動端を連結されて揺動できるようにされ、前記吊下げ支持枠の中間位置に、被搬送物の吊り込み限度検知機構が設けられているような構成であるのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明による隧道構築用覆工材の搬送システムの具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に本発明に係る隧道構築用覆工材の搬送システムの全体を表す概要図が、図２に竪坑内に設置された覆工材のストックラックと搬入用の昇降装置の全体図が、図３に図２におけるIII−III視側面図が、図４に本実施形態の橋形クレーンの正面図が、図５に図４における右側面図が、それぞれ示されている。
【００１３】
図１に示されるように、隧道掘削工事現場における掘削発進用の竪坑１の近傍に覆工材（以下、セグメントという）の受け入れヤード２が設置され、その竪坑１内に掘削隧道３内への資材搬入用の垂直運搬装置４と、この垂直運搬装置４の前後両側に沿うようにしてセグメントＡを一時的に収容保管するストックラック５が立設されている。前記セグメント受け入れヤード２に設置される荷受け設備と垂直運搬装置４との間を高架にされたセグメント搬送路６によって接続されている。なお、図中符号８は垂直運搬装置４の搬器４ａを昇降駆動するワイヤーロープ４ｂ，４ｂの巻上機である。
【００１４】
前記セグメントの受け入れヤード２に設置の荷受け設備としては、橋形クレーン１０が設けられている。この橋形クレーン１０は、セグメント等の資材を運搬するトレーラーＣがクレーンの長軸方向に進入できるように、そのトレーラーＣの進入許容幅よりも十分広い間隔でもって二対の支持脚１６，１６が配設されている。そして、上部に二本の桁１１，１１が所要間隔で並行して配設され、これら両方の桁１１，１１が前記セグメント搬送路６側に所要長さ突き出している。また、これら両方の桁１１，１１の上部には、走行レール１２がそれぞれ付設されて、これら走行レール１２，１２上に走行機構１３を介して枠組された横行フレーム１４が架設され、その横行フレーム１４上に巻上機１５が横行駆動機構１５ｂを介して横行自在に搭載されている。
【００１５】
この橋形クレーン１０における前記横行フレーム１４の下側には、前記巻上機１５により操作される吊上げ索１５ａの下端にセグメント吊上げ装置３０が取り付けられて吊り下げられている。
【００１６】
前記前後左右に配されている四本の支持脚１６の内側には、図５によって示されるように、それぞれの支持脚１６によって平行して受け棚１７，１７が支持配設され、これら受け棚１７，１７にはそれぞれ搬送するセグメントＡの仮置き台１８が複数設置されている。なお、前記横行フレーム１４上に搭載される巻上機１５は、トレーラーＣの荷台上から荷受けするセグメントＡを吊上げた後に横行する場合、前記両側の受け棚１７，１７上に設置されるそれぞれの仮置き台１８の真上に位置するように制御される。
【００１７】
前記セグメントＡの搬送台車７は、その上部に複数個のセグメントＡを積み重ねて安定状態に支持することができる支持台７′を備え、その支持台７′によって前記垂直運搬装置４への移載位置でその垂直運搬装置４の搬器４ａへの移し替えを行う移載装置のフォーク（図示せず）が受け入れられる空間部が形成されるような構成になっている。また、この搬送台車７は自走できる駆動装置を備えているのが好ましい。
【００１８】
前記橋形クレーン１０におけるセグメント吊上げ装置３０は、その一具体例が図６（ａ）覆工材吊上げ装置の正面図、および図６（ｂ）側面図、によって示されている。
【００１９】
これら図６（ａ），（ｂ）によって示されるセグメント吊上げ装置３０は、前記横行フレーム１４上において横行自在に搭載される巻上機１５（図１参照）のドラム（図示省略）から垂下する２組の吊上げ索１５ａ，１５ａにより、これら吊上げ索１５ａ，１５ａの下端に取付く吊下げブロック１５ｃ，１５ｃと上面の吊り掛け部３１ａ，３１ａを介して吊下げ支持枠３１が吊り下げられ、この吊下げ支持枠３１の下側に、セグメントＡを受け入れる幅の角形に枠組みされたセグメント保持枠３２を、上端部で前記吊下げ支持枠３１にそれぞれピン３２ａによって枢支されて対称に所要間隔で吊設されている。これらセグメント保持枠３２は、基端を前記吊下げ支持枠３１に支持されるリニアアクチュエータ３５，３５の各可動ロッド３５ａ端を上部の横部材３２ｂにピン連結されて所定の角度範囲で揺動できるようにされ、前記吊下げ支持枠３１の下側中間位置に、セグメントＡの吊り込み限度検知機構３６および幅規制機構３７が設けられている。前記吊り込み限度検知機構３６は過剰なセグメントの吊り込みを規制し、また幅規制機構３７はセグメントを吊り込む際に横ずれなどを防止するためのもので、自動操作でのセグメント吊り込みを確実に行わせるのに役立つ。なお、図中符号３９はセグメント吊上げ装置３０の吊上げ上限を規制するストッパーである。
【００２０】
このように構成された本発明における実施例の搬送システムは、セグメントの受け入れヤード２における橋形クレーン１０の支持脚１６内側にセグメントの輸送トレーラーＣが進入して、積み荷のセグメントＡを受け渡しする作業を開始するには、その橋形クレーン１０を運転して上部の桁１１上の走行レール１２に沿って走行機構１３の作動によって横行フレーム１４を前後（長軸方向）に移動させ、かつ、その横行フレーム１４上で横行駆動機構１５ｂによって巻上機１５を横行させて、トレーラーＣに積み込まれているセグメントＡの位置にセグメント吊上げ装置３０を合わせて目的のセグメントＡを吊上げる。
【００２１】
そのセグメント吊上げ装置３０によるセグメントＡの吊上げは、トレーラーＣの荷台上に予め区別されて複数個ずつセグメントＡを積み重ねた状態で輸送されるので、その積み重ねられた１ブロックのセグメントＡ（重量的に２〜３個）を吊上げて受け入れるようにされる。このセグメント吊上げ装置３０によるセグメントＡの吊上げ操作は、まず吊下げ支持枠３１に取付くリニアアクチュエータ３５，３５を作動させてそれらの可動ロッド３５ａを突き出すと、セグメント保持枠３２，３２がピン３２ａ，３２ａを基点にして、図６（ａ）で二点鎖線ａにて示されるように、その先端部が複数個積み重ねられたセグメントＡの両外側端よりも広く拡開される。
【００２２】
そこで、巻上機１５を作動させて吊下げ支持枠３１を下降させてトレーラーＣの荷台上で吊上げるセグメントＡに対応させ、リニアアクチュエータ３５，３５を逆作動させて可動ロッド３５ａを後退させると、それらセグメント保持枠３２，３２が内向きに回動されて、内側に吊上げる目的のセグメントＡを両外側から掬うようにして受け入れられる。したがって、所定位置まで両セグメント保持枠３２を回動させて停止後に吊下げ支持枠３１を少し上昇させることで、図６（ａ）にて実線で示されるように、両セグメント保持枠３２が移動して積み重ねられたセグメントＡを吊上げることができる。なお、前述のようにしてセグメントＡを吊上げたセグメント吊上げ装置３０は、巻上機１５による吊上げ索１５ａ，１５ａの巻上げで最上位まで引き上げられると、ストッパー３９によって走行可能な状態に保持される。
【００２３】
こうしてセグメント吊上げ装置３０により吊上げられたセグメントＡは、走行可能な状態に保持され、横行フレーム１４を走行させることにより、セグメント搬送路６側に桁１１が突き出される部分における搬送台車７への荷降ろし位置まで移動させられる。そして、当該位置で待機している搬送台車７上に荷降ろし操作されることにより、その搬送台車７上に設けてあるセグメント支持台７′上に受支される。
【００２４】
この搬送台車７のセグメント支持台７′上にセグメント吊上げ装置３０により保持されたセグメントＡが受け止められたならば、そのセグメント吊上げ装置３０のリニアアクチュエータ３５を作動させてセグメント保持枠３２を開き方向に操作することにより、前記セグメントＡの吊上げ操作とは逆に作動して両セグメント保持枠３２，３２が保持していたセグメントＡから離れるので、そのまま巻上機１５による吊上げ索１５ａの巻き取り操作を行って、セグメント吊上げ装置３０を上昇させれば、セグメントＡを搬送台車７に移し替える操作が終了する。セグメントＡを搬送台車７に移したセグメント吊上げ装置３０は、最上位まで引き上げられて横行フレーム１４を元の位置へ戻し、トレーラーＣ上にある次の受け入れセグメントを吊上げる態勢に移行させる。
【００２５】
セグメントＡを搭載された搬送台車７は、セグメント搬送路６の軌道上を垂直運搬装置４の搬器４ａへの移載位置まで走行させ、その移載位置で前記搬器４ａを着床させて搭載される移載装置（図示省略）を作動させ、搬送台車７上から搬器４ａ上にセグメントＡを移し替え、ストックラック５への送込みができる。垂直運搬装置４への移載位置において運搬してきたセグメントＡを搬器４ａへ移し替えた後の搬送台車７は、橋形クレーン１０によるセグメントＡの積み込み位置に戻して次に移送に対応させる。
【００２６】
一方、この橋形クレーン１０Ａ内部に進入したトレーラーＣの荷台からセグメントＡを搬出するセグメント吊上げ装置３０は、横行フレーム１４Ａ上で横行自在にされ、かつ、この橋形クレーン１０Ａの両内側に受け棚１７，１７が配設されて、その上にセグメントの仮置き台１８がそれぞれ複数基設置されているので、トレーラーＣの荷台からセグメントＡをこれらセグメントの仮置き台１８に、まず吊上げて仮預けする。こうすると、セグメント搬送路６上で橋形クレーン１０Ａ側の荷降ろし位置と垂直運搬装置４での移載位置との間を往復する搬送台車７の搬送サイクルに係りなく、前記すべての仮置き台１８にセグメント吊上げ装置３０によってセグメントＡを吊上げて仮預けすることで、トレーラーＣからのセグメントＡ受け入れ作業を早く行える。あるいは、搬送台車７の運行に即応して、搬送台車７への荷降ろしができない間に空いている仮置き台１８にセグメントＡを仮預けして、効率を高めるようにできる。
【００２７】
そこで、トレーラーＣからのセグメントＡ受け入れ作業を済ませた後に、仮置き台１８に仮預けしておいたセグメントＡを、再びセグメント吊上げ装置３０によって吊上げて、搬送台車７への移し替え操作を行うようにすることで、待ち時間を無くしてセグメントＡ受け入れ作業を効率よく行えるという効果を奏することになる。
【００２８】
なお、橋形クレーン１０における横行フレーム１４に搭載される巻上機１５は、横行駆動機構１５ｂによって平行する二本の桁１１，１１間で横行自在にされているので、トレーラーＣの荷台上に並べて積載されているセグメントＡに対応して、左右に横行移動させて直上位置でセグメント吊上げ装置３０を作動させ、斜め引きのような無理な操作が行われず安全に作業できるようになされている。
【００２９】
以上に説明したように、本発明にては、各駆動部を自動制御することが可能な構成であることから、その運転操作を予め設定されたプログラムに基づき遠隔操作で順次運転できるようにすることで、従来多くの作業員が各部を操作してセグメントの受け入れ作業を行っていたものを、最小の人員で運転操作して受け入れ作業が実施できることになり、地上部における覆工材の貯蔵スペースの解消と覆工材の供給操作の合理化を図ることができるのである。
【００３０】
本実施形態におけるセグメント搬送路６は、本発明における覆工材の搬送路に、セグメント吊上げ装置３０は覆工材吊上げ装置に、巻上機１５は吊上げ駆動機構に、横行フレーム１４は横桁に、それぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る隧道構築用覆工材の搬送システムの全体を表す概要図である。
【図２】竪坑内に設置された覆工材のストックラックと搬入用の昇降装置の全体図である。
【図３】図２におけるIII−III視側面図である。
【図４】本実施形態の橋形クレーンの正面図である。
【図５】図４における右側面図である。
【図６】覆工材吊上げ装置の具体例を示し、（ａ）は覆工材吊上げ装置の正面図であり、また（ｂ）は覆工材吊上げ装置の側面図である。
【符号の説明】
１      竪坑
２      覆工材の受け入れヤード
３      隧道
４      垂直運搬装置
４ａ    垂直運搬装置の搬器
５      ストックラック
６      セグメント搬送路
７      搬送台車
７′    セグメント支持台
１０    橋形クレーン
１１    桁
１２    走行レール
１２ａ  トロリーレール
１３    走行機構
１３ａ  キャリアー
１４    横行フレーム
１５    巻上機
１５ａ  吊上げ索
１６    支持脚
１７    受け棚
１８    仮置き台
３０    セグメント吊上げ装置
３１    吊下げ支持枠
３２    セグメント保持枠
３５    リニアアクチュエータ
Ａ      セグメント
【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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