(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切羽の前面側に設置して、中央部分で相互に連結してアーチ状の支保工を形成する円弧状に湾曲した一対の支保材の運搬装置において、
前記支保材を個別に受承する一対のエレクター装置と、前記エレクター装置が搭載された走行移動自在な作業車両とを備え、
前記支保材を運搬する際に、前記エレクター装置の把持部から受け替えて、前記支保材の両端側を支持するサポート部を前記作業車両に設けたトンネル支保材の運搬装置であって、
前記作業車両は、前記支保材の長手軸が、前記作業車両の長手方向に沿うようにして保持させた状態で、前記エレクター装置を前記作業車両の長手方向に沿って前後移動させるスライド移動機構部を有し、
前記エレクター装置は、前記スライド機構部の駆動により前記作業車両の前方に移動した状態で、前記支保材を旋回させるとともに、
前記サポート部は、前記作業車両の前側に傾斜する上端開口部を有し、前記支保材の後端側を支持するボックス形サポートと、前記支保材が上部から挿通される凹形部材を有し、前記支保材の前端側を支持する起伏自在なサポートポストとからなることを特徴とするトンネル支保材の運搬装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネル支保材の運搬装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＡＴＭ工法においてトンネルを構築する際に、アーチ状のトンネル支保工を設置する場合、従来は、以下に説明する手順により行われていた。まず、切羽の近傍に吹付け機をセットして、切羽にコンクリートを一次吹き付けし、これが完了すると、吹付け機を退出させる。
【０００３】
次いで、切羽の近傍に支保工エレクター台車をセットして、エレクターによりアーチ状のトンネル支保工を切羽に建て込み、これが完了すると支保工エレクター台車を退出させる。
【０００４】
次に、切羽に吹付け機を再びセットし、建て込まれたトンネル支保工を埋め込むようにして、コンクリートの二次吹付けを行い、吹付け機を退出させる。
【０００５】
しかしながら、このような手順で行われるトンネル支保工の設置手順では、重機（ 吹付け機および支保工エレクター台車）の移動，セット，退出動作を３回も行う必要があり、狭い切羽付近の作業現場で重機の移動が輻湊する。
【０００６】
このため、移動や待機などのロスタイムが長く、施工能率に対する影響が大きく不経済となる。また、重機の移動が輻湊すると、作業員と重機および重機同士が接触する可能性が高く、安全上の問題もあった。
【０００７】
そこで、例えば、特開平３−２９５９９９号公報には、１台の走行車両に支保工を建て込むためのエレクターブームと、コンクリート吹付けロボットと、削孔機とを搭載したトンネル支保工の設置装置が提案されている。
【０００８】
この公報に提案されている装置によれば、狭隘な切羽付近での重機の移動が少なくなり、施工能率および安全性の向上が期待されるが、この公報に提案されている装置にも以下に説明する技術的な課題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記公報に開示されているトンネル支保工の設置装置では、エレクタブームは、円弧状の支保材の長手方向の軸が切羽と平行になるように受承して、これを上方に移動させることで、アーチ状に組立てるものである。
【００１０】
ところが、受承した円弧状の支保材を、その長手軸が切羽と平行になるようエレクタブームに保持させて、走行車両により運搬するとすれば、走行車両の前後移動方向に対して、支保材の長手軸が直交するので、支保材の保持状態が不安定になるとともに、運転する際の視界の障害となる。
【００１１】
また、走行車両の前後移動方向に対して、支保材の長手軸が直交していると、支保材の長手軸に相当する移動範囲で他の作業を中断することになり、運搬中の作業能率が低下する。
【００１２】
そこで、本発明者らは、このような問題が解決できるトンネル支保工の設置装置を開発し、その内容を特願平１０−２９９９４号で既に提案している。この出願にかかるトンネル支保工の設置装置では、円弧状に湾曲した一対の支保材を個別に受承する一対のエレクター装置と、エレクター装置が搭載された走行移動自在な作業車両とを備え、エレクター装置の把持部で、支保材のほぼ中央部分を、その長手軸が作業車両の長手方向に沿うように保持させて運搬する。
【００１３】
このような状態で支保材を運搬すると、上記公報に開示されている設置装置の問題点が解決される。ところが、その後に検討によると、この出願にかかる設置装置においても、特に、支保材を運搬する際に以下に説明する課題があった。
【００１４】
すなわち、エレクター装置の把持部で、円弧状に湾曲した支保材のほぼ中央部分を保持させた状態で運搬すると、把持部に振動や揺れが加わり、これを多数回繰り返すと、把持部の負担が大きくなって、損傷を受ける可能性があることが判明した。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、支保材の運搬中において、支保材を別の手段により受け替えることにより、振動や揺れの影響が把持部に及ぶことがなくなるトンネル支保材の運搬装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、切羽の前面側に設置して、中央部分で相互に連結してアーチ状の支保工を形成する円弧状に湾曲した一対の支保材の運搬装置において、前記支保材を個別に受承する一対のエレクター装置と、前記エレクター装置が搭載された走行移動自在な作業車両とを備え、前記支保材を運搬する際に、前記エレクター装置の把持部から受け替えて、前記支保材の両端側を支持するサポート部を前記作業車両に設けたトンネル支保材の運搬装置であって、前記作業車両は、前記支保材の長手軸が、前記作業車両の長手方向に沿うようにして保持させた状態で、前記エレクター装置を前記作業車両の長手方向に沿って前後移動させるスライド移動機構部を有し、前記エレクター装置は、前記スライド機構部の駆動により前記作業車両の前方に移動した状態で、前記支保材を旋回させるとともに、前記サポート部は、前記作業車両の前側に傾斜する上端開口部を有し、前記支保材の後端側を支持するボックス形サポートと、前記支保材が上部から挿通される凹形部材を有し、前記支保材の前端側を支持する起伏自在なサポートポストとから構成した。
このように構成したトンネル支保材の運搬装置によれば、支保材を運搬する際に、エレクター装置の把持部から受け替えて、支保材の両端側を支持するサポート部を作業車両に設けているので、運搬中において、円弧状の支保材は、その両端側がサポート部で支持され、振動や揺れが発生しても、その影響がエレクター装置の把持部に及ぶことがなくなる。
上記構成によれば、支保材の前端側を支持する起伏自在なサポートポストを伏せ状態にすることにより、運搬中以外の作業中に、サポートポストとの干渉を避けることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図１１は、本発明にかかるトンネル支保材の運搬装置の一実施例を示している。
【００１８】
同図に示したトンネル支保材１０の運搬装置は、中央部で相互に連結して切羽にアーチ状に建て込む円弧状に屈曲したＨ型鋼からなる一対の左，右支保材１０ａ，１０ｂを、運搬するものであって、エレクター装置１２と吹付け装置１４とを搭載した作業車両１６を有している。
【００１９】
作業車両１６は、エンジン，操舵装置などを有していて、運転者が乗って操舵することにより、任意の方向に走行移動できるようになっており、その両側には、支保材１０ａ，１０ｂを個別に支持する同一構成のサポート部５０が設けられている。
【００２０】
エレクター装置１２は、作業車両１６の側方に同一構成のものが一対配置されており、各エレクター装置１２により一対の左，右支保材１０ａ，１０ｂを個別に受承する。
【００２１】
本実施例のエレクター装置１２は、左，右支保材１０ａ，１０ｂを揺動移動自在に且つ旋回自在に保持するハンド１８と、各ハンド１８を前後移動自在に支持する伸縮ビーム２０と、伸縮ビーム２０を支持する取付ベース２２とを有している。
【００２２】
伸縮ビーム２０は、多重管構造に構成されていて、その下端側が取付ベース２２に揺動自在に取付けられていて、伸縮ビーム２０と取付ベース２２との間には、伸縮ビーム２０を傾動移動させるための傾動シリンダ２３が設けられている。
【００２３】
取付ベース２２は、作業車両１６に搭載されたスライド移動機構２４により、作業車両１６の長手方向の軸に沿って前後方向に移動される。本実施例のスライド移動機構２４は、その詳細を図２から図４に示すように、走行レール２６と、ガイド車輪２８と、チェーン２９および走行用スプロケットホイール３０と、駆動モータ３２とを備えている。
【００２４】
走行レール２６は、一対のエレクター装置１２に対応して設けられていて、作業車両１６の幅方向の両側に配置されていて、作業車両１６の長手方向の軸に沿って、そのほぼ全長にわたって延設されている。
【００２５】
各走行レール２６は、凹形断面の部材から構成されていて、一対の部材の凹部が対向するように所定の間隔を置いて作業車両１６上に固設されている。ガイド車輪２８は、取付ベース２２にピンを介して取付けられたイコライザフレーム３４に回転可能に支持されていて、走行レール２６の凹部内に嵌合している。
【００２６】
本実施例の場合には、イコライザフレーム３４が取付ベース２２の前後方向に所定の間隔を隔てて一対配置されていて、且つ、各イコライザフレーム３４は、取付ベース２２の幅方向に対向するように設けられている。チェーン２９は、走行レール２６の長手軸方向に沿って、その全長に亙って延設されていて、一端側が走行レール２６の一端に固定されるとともに、他端側は、張力調整部３６を介在させて、走行レール２６の他端に固定されている。
【００２７】
走行用スプロケットホイール３０は、取付ベース２２に搭載されている駆動モータ３２の回転軸に固設され、チェーン２９に嵌合しており、このホイール３０の前後には、一対のアイドラホイール３８が設けられている。
【００２８】
このように構成したスライド移動機構２４では、走行用スプロケットホイール３０が走行レール２６の長手軸方向に延設されたチェーン２９に嵌合しているので、駆動モータ３２を回転駆動すると、取付ベース２２が走行レール２６の長手軸方向に沿って前後移動する。
【００２９】
ハンド１８は、その先端側に各左，右支保材１０ａ，１０ｂを挟持する把持部４０が設けられている。吹付け装置１４は、作業車両１６の後部側に搭載されたコンクリートポンプ４１からコンクリートが供給される吹付けノズル４２と、この吹付けノズル４２が先端に取付けられたビーム４４とを備えている。
【００３０】
ビーム４４は、図１０にその作動状態の詳細を示すように、作業車両１６に搭載された支持ブロック４６に支持されていて、相互にピン結合された４本の第１アーム４４ａ〜第４アーム４４ｄと、第１アーム４４ａ〜第４アーム４４ｄの揺動シリンダ４４ｅ〜４４ｇとを有している。
【００３１】
サポート部５０は、支保材１０ａ，１０ｂを運搬する際に、エレクター装置１２の把持部４０から受け替えて、支保材１０ａ，１０ｂの両端側を支持するものであって、本実施例の場合には、同一構成のものが作業車両１６の両側に一対設けられている。
【００３２】
サポート部５０は、各支保材１０ａ，１０ｂの後端側を支持するボックス形サポート５２と、各支保材１０ａ，１０ｂの前端側を支持するサポートポスト５４とから構成されている。
【００３３】
ボックス形サポート５２は、図５に示すように、開口部分が斜めに設けられた略三角形断面の箱であって、支保材１０ａ，１０ｂの端部が開口部分から内部に挿入できるように、作業車両１６に固設されている。
【００３４】
サポートポスト５４は、図６，７にも示すように、ポスト本体５４ａと、ポスト本体５４ａの上端に固設された凹形部材５４ｂと、ポスト本体５４ａの下端を揺動自在に支持するベース５４ｃと、起伏シリンダ５４ｄとを有している。
【００３５】
凹形部材５４ｂ内には、ピン５４ｅが渡設され、このピン５４ｅには、凹形部材５４ｂ内に挿通された支保材１０ａ，１０ｂの下端が当接するようになっている。
【００３６】
ベース５４ｃは、作業車両１６側に固設され、起伏シリンダ５４ｄは、ポスト本体５４ａと作業車両１６との間に設けられている。起伏シリンダ５４ｄを駆動すると、その伸長状態において、ポスト本体５４ａは、起立状態（図８の点線位置）になるとともに、収縮状態においては、伏せ状態（図８の実線位置）になる。
【００３７】
次に、上記構成の運搬装置を使用してトンネル支保工１０を設置する手順について説明する。切羽６０にトンネル支保工１０を設置する際には、各ハンド１８の把持部４０に円弧状の左，右支保材１０ａ，１０ｂを個別に受承させてそれぞれ保持させる。
【００３８】
このときの各支保材１０ａ，１０ｂの保持状態は、図１に示すように、各左，右支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿うようさせて、把持部４０で各支保材１０ａ，１０ｂの略中央部分を挟持させる。
【００３９】
そして、把持部４０に左，右支保材１０ａ，１０ｂを挟持させると、左，右支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿った状態を維持しながら、スライド移動機構２４の駆動モータ３２を回転駆動させて、左，右支保材１０ａ，１０ｂを作業車両１６の方向に引き寄せる。
【００４０】
このとき、サポート部５０のサポートポスト５４は、起伏シリンダ５４ｄを駆動させて、ポスト本体５４ａが起立状態になるようにしておく。
【００４１】
左，右支保材１０ａ，１０ｂを作業車両１６の方向に引き寄せた状態においては、図１に示すように、左，右支保材１０ａ，１０ｂの後端側が、サポート部５０のボックス形サポート５２内に挿入され、左，右支保材１０ａ，１０ｂの前端側は、サポートポスト５４の凹形部材５４ｂ内に挿通されてピン５４ｅ上に載置され、これにより、左，右支保材１０ａ，１０ｂは、把持部４０による保持状態からサポート部５０に受け替えられている。
【００４２】
なお、この受け替え状態においては、把持部４０の支保材１０ａ，１０ｂの保持状態は、完全に解除してもよいし、緩く挟持させてもよい。
【００４３】
この引き寄せ操作が終了すると、作業車両１６を運転して、左，右支保材１０ａ，１０ｂを切羽６０の前方まで運搬する。左，右支保材１０ａ，１０ｂが切羽６０の前方の所定の位置まで運搬されると、次に、図９に示すように、スライド移動機構２４の駆動モータ３２を回転駆動させて、左，右支保材１０ａ，１０ｂが前方に押出される。
【００４４】
次いで、傾動シリンダ２３の駆動と、伸縮ビーム２０の伸長とにより、左，右支保材１０ａ，１０ｂを斜め上方に押上げた後に、ハンド部１８の駆動により、把持部４０を徐々に旋回移動させて、支保材１０ａ，１０ｂが切羽６０と平行になるように移動させる。
【００４５】
この移動が終了した状態においては、各支保材１０ａ，１０ｂの長手軸は、車両１６の長手方向（車両１６の前後移動方向，トンネル軸方向に同じ）と直交する。
【００４６】
また、この旋回移動の終了状態においては、図１０に示すように、左，右支保材１０ａ，１０ｂが前後方向に所定の間隔を隔てて離れるように一対のエレクター装置１２を制御する。
【００４７】
左，右支保材１０ａ，１０ｂの旋回移動が終了すると、図１０に示すように、吹付け装置１４のビーム４４を駆動して、吹付けノズル４２からトンネル掘削面にコンクリートを一次吹付けする。
【００４８】
この一次吹付けが終了すると、図１１に示すように、伸縮ビーム２０の伸長、傾動シリンダ２３の駆動、把持部１８の旋回および揺動などの操作を組合せることにより、左，右支保材１０ａ，１０ｂを切羽６０に位置決めして、左，右支保材１０ａ，１０ｂを中央部分で相互に連結することにより、アーチ状に組立てて支保工１０の建込みが終了する。
【００４９】
さて、以上のように構成したトンネル支保材の運搬装置によれば、支保材１０ａ，１０ｂを運搬する際に、エレクター装置１２の把持部４０から受け替えて、支保材１０ａ，１０ｂの両端側を支持するサポート部５０を作業車両１６に設けているので、運搬中において、円弧状の支保材１０ａ，１０ｂは、その両端側がサポート部５０で支持され、振動や揺れが発生しても、その影響がエレクター装置１２の把持部４０に及ぶことがなくなる。
【００５０】
このため、支保材１０ａ，１０ｂの運搬を複数回繰り返しても、エレクター装置１２の把持部４０が損傷を受けることがなくなる。
【００５１】
また、本実施例の場合には、作業車両１６には、支保材１０ａ，１０ｂの長手軸が、作業車両１６の長手方向に沿うようにして保持させた状態で、エレクター装置１２を作業車両１６の長手方向に沿って移動させるスライド移動機構部２４を設けているので、スライド移動機構部２４を作動させることにより、支保材１０ａ，１０ｂをサポート部５０に円滑に導くことができる。
【００５２】
さらに、本実施例の場合には、サポート部５０は、支保材１０ａ，１０ｂの後端側を支持するボックス形サポート５２と、支保材１０ａ，１０ｂの前端側を支持する起伏自在なサポートポスト５４とで構成しているので、起伏自在なサポートポスト５４を伏せ状態にすることにより、運搬中以外の作業中に、サポートポスト５４との干渉を避けることができる。
【００５３】
なお、上記実施例では、チェーン２９とスプロケットホイール３０で構成したスライド移動機構部２４を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、ボールスクリュー構造やラックピニオン構造のスライド移動機構部であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるトンネル支保材の運搬装置によれば、支保材の運搬中において、安定した状態で保持することができるとともに、他の作業に影響を及ぼすことが少ないので、施工能率の低下も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるトンネル支保材の運搬装置の一実施例を示す側面図である。
【図２】図１のスライド移動機構部の拡大図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１に示した運搬装置のボックス形サポートの斜視図である。
【図６】図１に示した運搬装置のサポートポストの取付状態の側面図である。
【図７】図６の要部拡大斜視図である。
【図８】本発明にかかるトンネル支保材の運搬装置で支保材を保持して運搬する際の側面図である。
【図９】図８に示した状態の後に切羽前方まで運搬した支保材を旋回させる際の側面説明図である。
【図１０】図９に示した状態の後において、切羽に支保材を建て込む前にコンクリートを吹付ける際の側面説明図である。
【図１１】図１０の状態の後に支保材を切羽に建て込んだ状態の側面説明図である。
【符号の説明】
１０            トンネル支保工
１０ａ，１０ｂ  支保材
１２            エレクター装置
１４            吹付け装置
１６            作業車両
１８            ハンド
２０            伸縮ビーム
２２            取付ベース
２４            スライド移動機構部
２６            走行レール
２８            ガイド車輪
３０            スプロケットホイール
４０            把持部
５０            サポート部
５２            ボックス形サポート
５４            サポートポスト
【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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【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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