(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機によるトンネル掘削に併行して、設置が完了した一次覆工セグメント内に、少なくとも前記シールド機の後方側に連行される後続台車とトンネル坑内を走行する運搬車とが並列的に走行可能な高さ位置に一次覆工時用枕木を設置するとともに、前記後続台車および運搬車が走行する軌条を敷設する一方、トンネル掘削中に、トンネル後方側においてシールド機と共に前進する前記後続台車が通過し終えたところから順に、前記一次覆工時用枕木及び前記後続台車および運搬車が走行する軌条を撤去し、この一次覆工時用枕木より相対的に低い高さ位置に二次覆工時用枕木を設置するとともに、前記運搬車が走行する軌条のみを敷設し直すとともに、シールド機側の前記一次覆工時用枕木に設置された運搬車が走行する軌条と連結することを特徴とするトンネル工事用仮設軌道の敷設方法。
【請求項２】
前記二次覆工時用枕木に設置された運搬車が走行する軌条の軌条中心をトンネル中心に一致させて敷設するようにする請求項１記載のトンネル工事用仮設軌道の敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド機に連行される後続台車やズリ鋼車、セグメント運搬車、機関車等の坑内運搬車等を走行させるために一次覆工セグメントの底部に設置されるトンネル工事用仮設軌道の敷設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、シールドトンネル等の工事においては、シールド機に連行される後続台車やズリ鋼車、セグメント運搬車、機関車等の坑内運搬車等を走行させるために、一次覆工用セグメントの構築後、直ちに枕木をトンネル幅方向に渡すとともに、この枕木上にトンネル長手方向に沿って前記後続台車および坑内運搬車用の軌条を敷設している。
【０００３】
小断面トンネルの場合には、図３に示されるように、坑内運搬車７が走行するために左右一対の２本の軌条１，１と、シールド機に連行されるシールド動力および付帯設備類、ズリ出し設備等のための後続台車６の軌条２との合計３本の軌条１〜２が敷設され、前記坑内運搬車用軌条１，１の内側に歩廊用足場板８がトンネル長手方向に沿って敷設される。なお、前記後続台車６の軌条２は、モノレールであるため、一次覆工セグメント１０の側面に取り付けられたブラケット２０上のガイドレールによって支えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、狭いトンネル内に３本の軌条を設置し、坑内運搬車７と後続台車６とが並列的に走行し得るようにするためには、枕木３の設置高さをある程度の高さにせざるを得ず、その結果作業員が歩廊用足場８を歩く際には、中腰状態での歩行を強いられ、長距離の歩行には大変な苦痛を伴うなどの問題があった。
【０００５】
また、トンネルが水道トンネル等の場合には、一次覆工が完了した後、一次覆工セグメント１０よりも一回りほど小径となる水道管を搬入しなければならないが、前記一次覆工時の枕木高さでは水道管が搬入できないため、一次覆工完了後に、全線に亘って低い高さ位置に二次覆工用の軌道を敷設し直さなければならないなどの問題が生じていた。
【０００６】
他方、前述の歩行時の姿勢負担の問題に鑑み、実公平７−８６３９号公報においては、図１２に示されるように、トンネル内面に沿う円弧状に湾曲した当て板５０上に、レール５５，５６を敷設するためのレール載せ部５１，５１を設けるとともに、このレール載せ部５１，５１よりも低い位置に歩行用足場板を載せる足場載せ部５２を設け、さらにこの足場載せ部５２に補助レール５４を載せるための台５３が移動自在となっているトンネル内レール仮設用枕木が提案されている。この仮設用枕木によれば、レール敷設面よりも一段低い部分を歩行面とするため、作業員は中腰のままの歩行を強いられるようなことが無くなり、歩行時の負担が大幅に軽減されるようになる。しかしながら、前記水道管を搬入する場合には、新たに二次覆工用の軌道を敷設し直さなければならないなどの問題が同様に生じてしまうとともに、特殊製作の枕木となるため、製作コストが嵩み、材料費負担が大きくなるなどの問題、さらに補助レールへ軌道を盛替えた後、軌道センターがトンネル中心よりも偏心することになるため、セグメントのローリングを防止するために留め金を別途取り付けなければならないなどの問題があった。
【０００７】
そこで本発明の主たる課題は、先ず第１に歩行面からの内空高さを高くして作業員が楽に歩けるようにし、歩行時の姿勢負担を解消すること、第２に一次覆工後に直ちに大径の下水管を搬入できるようにして作業の効率化および施工期間の短縮を図ること、第３に軌条偏心によるローリングを防止するようにすること、等の問題を一挙に解決し得るトンネル工事用仮設軌道の敷設方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明に係るトンネル工事用仮設軌道の敷設方法は、シールド機によるトンネル掘削に併行して、設置が完了した一次覆工セグメント内に、少なくとも前記シールド機の後方側に連行される後続台車とトンネル坑内を走行する運搬車とが並列的に走行可能な高さ位置に一次覆工時用枕木を設置するとともに、前記後続台車および運搬車が走行する軌条を敷設する一方、トンネル掘削中に、トンネル後方側においてシールド機と共に前進する前記後続台車が通過し終えたところから順に、前記一次覆工時用枕木及び前記後続台車および運搬車が走行する軌条を撤去し、この一次覆工時用枕木より相対的に低い高さ位置に二次覆工時用枕木を設置するとともに、前記運搬車が走行する軌条のみを敷設し直すとともに、シールド機側の前記一次覆工時用枕木に設置された運搬車が走行する軌条と連結することを特徴とするものである。
【０００９】
この場合において、前記二次覆工時用枕木に設置された運搬車が走行する軌条の軌条中心をトンネル中心に一致させて敷設するようにすればセグメントのローリングを同時に防止できるようになる。
【００１０】
上記本発明法においては、シールド機によるトンネル掘削時には、通常通りの方法に従って仮設軌道を所定の高さ位置に敷設するが、前記後続台車が通り終えたところから順に、低い軌道へ順次盛替えを行うようにする。したがって、後続台車が配置される区間以外のほとんどのトンネル区間において、内空高さを高く設定することができ、作業員はたとえば立坑と切羽との行き来に際して、中腰とならずに歩行することができるようになる。
【００１１】
しかも、一次覆工時、すなわちトンネル掘削に併行して軌道の盛替えを完了させることにより、二次覆工作業の開始と同時に、大径の水道管をトンネル内に搬入できるようになる。従来であれば、一次覆工完了と二次覆工開始との間に全線に亘る軌道盛替えが行われ、これにかなりの期間を要していたが、この期間を省略することができるようになり、大幅な施工期間の短縮が図れるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１３】
本発明について概説すると、トンネル掘削中、すなわちシールド機による掘削と共に、一次覆工セグメントの設置を行う際には、通常通り、シールド機と共に連行する後続台車用軌条と並んで、セグメント運搬やズリ搬出等のための運搬車用の軌条を設置するが、前記後続台車がシールド機の掘進に伴って前進したならば、後続台車用軌条が不要になったところから順に、相対的に低い高さ位置に軌道の盛替えを行うものである。
【００１４】
以下、具体的に詳述すると、図１に示されるように、工事中のトンネルＴにおいて、坑内の先端部（切羽）にはシールド機Ｓが定位しており、地盤掘削に伴って前進している。このシールド機Ｓのすぐ後方側には、所定の区間に亘って、本例では約６０ｍの区間に亘って、掘削、覆工、裏込注入作業の材料、機械器具およびシールド動力、付帯設備類、ズリ出し設備等のための後続台車６，６…が続いている。
【００１５】
この後続台車配置区間Ａの軌条構造は、図３に示されるように、一次覆工セグメント１０の底部に対し、周方向のセグメントリブ１０ａ、１０ａを利用して移動不能にＨ鋼型材よりなる一次覆工用枕木３が横架され、この一次覆工用枕木３の上面側に、坑内運搬車７が走行するための左右一対の軌条１，１（以下、運搬車軌条という）と、前記後続台車６用のモノ軌条２（以下、後続台車軌条という）との合計３本の軌条１，１，２がトンネル長手方向に沿って敷設されている。前記一次覆工用枕木３は、本例では前記後続台車６と坑内運搬車７とが並列的に走行可能となる高さ位置（ＲＬ）に設置され、前記運搬車軌条１，１の内側には、歩廊用足場板８がトンネル長手方向に沿って敷設されている。なお、前述の軌条構造は一般的な小径シールドにおいて、ごく一般的に採用されている軌条構造である。
【００１６】
他方、前記後続台車６，６…が配置された区間より後方側の区間（以下、軌条盛替え完了区間Ｃという。）では、前記運搬車軌条１，１は、斜路区間Ｂを間に介して前記後続台車配置区間Ａの軌道水準よりもｈだけ低くした状態で軌道が盛り替えられている。具体的には、図４に示されるように、前記後続台車配置区間Ａの一次覆工用枕木３の設置高さからｈ分だけ低い位置（ＲＬ−ｈ）に二次覆工用枕木５，５…がトンネル長手方向に所定の間隔で設置され、この二次覆工用枕木５，５…上には、トンネル縦中心線を境に対象配置にそれぞれ前記運搬車軌条１，１が敷設されている。なお、軌条盛替え完了区間Ｃの枕木高さは、作業員の歩行のし易さ、二次覆工時に搬入される水道管の搬入等を総合的に考慮した上で決定される。
【００１７】
前記後続台車配置区間Ａと軌条盛替え完了区間Ｃとの間に設けられた、すりつけ区間としての斜路区間Ｂでは、運搬車軌条１を傾斜させて敷設するため、上面フランジのみを傾斜させた特殊形状の斜路枕木４，４を用い、かつ軌条盛替え完了区間Ｃでは軌道中心をトンネル中心に一致させているため、平面的にＳ字状にカーブさせながら両区間の軌条を連結している。この斜路区間は、前記坑内運搬車７がスムーズに走行できるように、出来るだけ区間長を長くし傾斜勾配を緩やかにするのがよい。
【００１８】
前記二次覆工用枕木５は、具体的には図５に示されるように、溝形鋼を枕木本体とし、その両端部において、端縁より部材長手方向に沿って２条の切込み線５ｂ，５ｂを設けるとともに、これら切込み線５ｂ，５ｂに挟まれた部分５ａ（以下、切起し片）を上方側に折曲げたものである。なお、この切起し片５ａは、切り起こした後、坑内運搬車７の走行等の邪魔にならない長さに切断される。
【００１９】
前記一次覆工用枕木５の設置に当たっては、図６に示されるように、前記切起し片５ａによって形成されたスリット溝Ｐを一次覆工セグメント１０のセグメントリブ１０ａに対して嵌合させながら、かつ一次覆工セグメント１０の内面に対して両端下部を接地させた状態で移動不能に固定される。
【００２０】
前記切起し片５ａは、前記スリット溝Ｐの形成のためと同時に、運搬車軌条１，１の片側位置を規制する側縁ストッパーとして使用される。図８に示されるように、運搬車軌条１の外側縁を前記切起し片５ａに対して当接させた状態とする一方、軌条１の内側縁については、二次覆工用枕木５の下面側よりネジ部だけをボルト孔より上方に突出させたボルト１３と、前記ネジ部に螺合されるナット１４とによりレールクリップ１２を締結し固定する。この場合、前記ボルト１３については、ボルト孔にネジ部を挿通させた状態で二次覆工用枕木５に対してボルト頭部を溶接により固定しておくようにすれば、挿通手間が無くなり締結作業の効率化が図れるようになる。
【００２１】
前記切起し片５ａについては、最低限の機能として前記運搬車軌条１の片側位置を規制するストッパーとしての機能が必要であるが、図９に示されるように、運搬車軌条１のベースフランジ１ａに沿うように逆Ｌ字状に屈曲させ側方に開口するスリット状の開口溝を形成し、この開口溝に運搬車軌条１のベースフランジ１ａの側縁を嵌合させて固定するようにしてもよい。この場合には、運搬車軌条１の浮き上がりについても同時に防止することができるようになる。
【００２２】
軌道レールの盛替えについては、たとえば図１０に示される要領に従って行われる。なお、本例では、約１ヶ月毎に軌条の盛替えを行うこととしたため、１月当たりの掘進距離である約２００ｍが一回の盛替え区間として設定される。
【００２３】
図１０（Ａ）に示される、掘削中のある段階での軌道敷設状態から掘進に伴いシールド機Ｓが前進すると、シールド機Ｓに牽引されながら、または自走により、シールド機Ｓの進行に合わせながら後続台車６，６…が前進する。約１ヶ月の経過の後、シールド機Ｓおよび後続台車６，６…が、図１０（Ｂ）に示されるように、約２００ｍ前進したならば、この段階で後続台車６，６…の後尾から斜路区間までの区間（約２００ｍ）が二次覆工用枕木５に盛り替えられる。枕木の盛替えが完了し、運搬車軌条１を敷設し直した状態が図１０（Ｃ）の状態である。
【００２４】
上記軌道盛替えを繰り返し、その後、一次覆工が完了したならば、既に低レベル側に盛替えが完了している運搬車軌条１，１を利用して、水道管１５の搬入が行われる。二次覆工作業は、図１１に示されるように、前記運搬車軌条１，１を走行する管運搬車７’に水道管１５を搭載し、トンネル内の所定の位置まで運搬し、トンネルの中心位置に据え付けたならば、前記水道管１５と一次覆工セグメント１０との間にコンクリートを打設することにより二次覆工が施工される。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳説のとおり、本発明による軌道敷設方法によれば、トンネル掘削中に、後続台車軌条が不要になったところから順に低い位置へ軌道の盛替えを行うようにしたため、後続台車が配置される区間以外のほとんどのトンネル区間において、内空高さを高く設定することができ、作業員が中腰とならずに楽に歩けるようになる。また、一次覆工中に二次覆工用の軌道へ盛替えを行っているため、一次覆工後に直ちに大径の下水管を搬入できるようになるため、作業の効率化および施工期間の短縮が図れるようになる。さらに、盛替え後の軌道をトンネル中心とすれば、トンネル中心への盛替えが早い時期に完了していることから運搬車による偏心載荷が無くなり、ローリングを容易に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明法における仮設軌道の概略を示す側面図である。
【図２】  その要部拡大平面図である。
【図３】  図１のIII−III線矢視図である。
【図４】  図１のIV−IV線矢視図である。
【図５】  二次覆工用枕木５の端部構造を示す要部斜視図である。
【図６】  二次覆工用枕木５の設置状態正面図である。
【図７】  その平面図である。
【図８】  軌条固定部の拡大図である。
【図９】  他の固定方法に係る軌条固定部の拡大図である。
【図１０】  軌道盛替え手順図である。
【図１１】  水道管運搬状態を示す正面図である。
【図１２】  従来の仮設軌道用枕木の正面図である。
【符号の説明】
１…運搬車軌条、２…後続台車軌条、３…一次覆工用枕木、４…斜路枕木、５…二次覆工用枕木、５ａ…切起し片、６…後続台車、７…坑内運搬車、８…歩廊用足場、１０…一次覆工セグメント、１０ａ…セグメントリブ、１５…水道管
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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